关键词： 台阶   初高中电磁学   衔接   教学策略  

摘要： 初中与高中物理相比,知识的广度和深度明显不同,学习的难度和要求有显著差别,有效做好初高中物理教学衔接,对学生的学习大有裨益。力、电、磁是高中物理最重要的知识板块,关于初高中力学板块的教学衔接已有较多研究成果,本文聚焦于初高中电磁学部分的教学衔接研究,解决教师的教和学生的学的问题。对比初中电磁学知识及高中选修3-1、3-2电磁学内容,分析初高中电磁学存在的“知识台阶”;通过初中物理课程标准(2011版)及高中物理课程标准(2017版)的对比,厘清初高中课程理念、课程目标差异,分析此背景下的“教法台阶”;再以发放问卷、现场访谈等形式了解高二学生电磁学部分学习现状,剖析学生学习中存在的“学法台阶”;最后联系一线教学实际,总结初高中电磁学衔接教学的关键问题。依托维果斯基的最近发展区理论等教育学理论,以成都市实验外国语学校(西区)为载体,结合自身初、高中教学实践,提出初高中电磁学衔接教学策略:(1)研读初高中电磁学教材,依据“知识台阶”,设计知识接口,助力跨越“知识台阶”。(2)创设情境,激发学生思维,指导学法,延展知识学习过程,推动消化“学法台阶”。(3)转变教学方式,增强师生互动,引导学生反思,注重知识获得过程,高效适应“教法台阶”。针对此策略,教学设计的一般步骤是:(1)确定起点(如初中阶段定性认识电动机和发电机,高中阶段定量学习安培力与洛伦兹力等);(2)巧设情境(以“旋转电池”“运动火车”“电磁炮”“显像管跳舞”等趣味活动引入新课);(3)延伸提问(利用类比推理,逐层深入不断提问,启发学生思考);(4)衔接新知(介绍新概念,通过理论推导得出公式);(5)构建模型(透析受力情况,深化理解核心概念)(6)思维碰撞(解释各类现象,了解前沿科技)。本文以《电源电动势和内阻闭合电路欧姆定律》一节为案例,展示将教学衔接策略应用于实际教学的过程,并对实施教学衔接策略后的班级进行后续追踪测试,结果表明实验组学生对电磁学知识的掌握与熟练程度高于对照组。

关键词： 测评研究   电磁学发展史   物理概念   磁场力概念   高中生  

摘要： 物理概念的形成水平会对学生物理问题的解决产生影响,在《普通高中物理课程标准(2017年版)》中也提到物理教学以学科概念为核心,本研究通过梳理磁场力概念发展的脉络,以磁场力概念发展史材料为测试问卷题目的物理情境,分别对南宁市、来宾市、横州市和三江县的任意一所示范性高中(分别用A、B、C和D校表示)进行测试,测试学生磁场力概念形成水平的情况和分析影响学生磁场力概念形成水平的因素。论文具体研究内容如下:1、构建一个具有3个层级(知道、理解、能做)和9个水平的物理概念形成水平框架,并对物理概念形成水平框架进行赋分,制定成磁场力概念形成水平量表。2、根据电磁学发展史梳理磁场力概念发展史材料,以磁场力概念发展史为物理情境,设计磁场力概念形成水平测试问卷,并对测试问卷进行相关性分析和一致性分析,使之可以用于测量学生磁场力概念形成水平。3、对高二理科学生磁场力概念形成水平进行分析(1)学生磁场力概念形成水平的分析(1)对不同学校进行分析,发现A、B、C三校的均值相差不大,均值都在21.43分(占总分的47.6%)及以上,而D校的均值最小,只有15.09分(占总分的33.5%)。(2)对A校不同班级进行分析,发现8班的均值最高,为24.54分(占总分的54.5%);2班的均值最低,为18.81分(占总分的41.8%)。(2)学生磁场力概念形成水平的差异分析(1)分析不同学校的差异,发现在知道和理解层级,A校和B校都在平均水平以上,且A校的成绩最好;在能做层级,A、B、C三个学校都是在平均水平以上的,且C校的成绩最好。(2)分析A校不同班级的差异,发现在知道和理解层级,物理基础好的学生对磁场力概念的掌握情况并不一定好;在能做层级,物理基础好的学生在一定程度上能更好的掌握磁场力概念。4、高二理科学生在磁场力概念形成水平达成的情况从整体分析,学生在知道、理解、能做三个层级达成的比例分别为96.1%、72.6%和13.5%,说明大部分学生可以达到理解层级,但在能做层级不太理想。分析不同学校在知道、理解和能做三个层级上达成的比例,发现在知道和理解层级达成的比例最高和最低的学校分别为A校和D校;在能做层级,达成的比例最高和最低的学校分别是C校和D校。5、学生磁场力概念形成水平的影响因素对学生选错的答案进行统计和分析,发现影响学生磁场力概念形成水平的因素有概念模糊、新旧知识分离、模型构建能力、数学应用能力、信息整合能力、推理能力。对受影响因素干扰人数的占比进行统计,发现受影响因素干扰人数的占比达到了40%及以上。此外,本次测试中,性别对学生磁场力概念的形成也有一定的影响。

关键词： 高中物理   电磁学教学   核心概念   学习进阶  

摘要： “电与磁”是初、高中都会学习的内容，一些高中学生在学习“电与磁”时，往往还会学习效果不佳。但它又是教学的重点，因此对该主题的概念学习进阶展开研究很有必要。学习进阶自首次提出，发展成为科学教育领域的研究热点只经历了很短的时间，主要因其关注学生概念学习的认知发展过程，并有助于改善教学效果。有鉴于此，本研究以“电与磁”主题的概念理解的发展过程为研究中心，建构“电与磁”主题概念理解的学习进阶框架，在“电与磁”主题内容教学困难的问题上予以辅助解决。　　主要内容如下：　　（1）“电与磁”主题概念理解的学习进阶框架的构建。首先，通过文献资料的梳理以及对一线教师的问卷调查，得出了该主题的核心概念及其从属概念；其次，绘制了该主题的概念图；最后，初步拟定了包含有5个进阶层级的核心概念理解进阶框架。　　（2）“电与磁”主题概念理解的学习进阶框架的实证研究。首先，以初步拟定的框架为基础，编制了一套测试工具；其次，对测试工具分两次展开实地测试，对回收的数据进行处理时选择了Winsteps软件，并采用统计分析法，评估测试工具的信度、分离度等指标以及与进阶框架的匹配度；最后，基于数据分析，对进阶框架进行检验和修订。　　所得结论如下：　　（1）在所得概念梳理结果的基础上，分别绘制了核心概念“磁场”与“电磁感应”的概念图，概念图直观简洁，很好地展示出了概念之间的相互关系。　　（2）结合“电与磁”主题的国际题库、高考题、经典物理题拟定了与进阶框架相匹配的测试工具，并经过两轮数据检测后进行修改完善，最终，测试工具的信度、效度达到较为良好的程度，能够对学生的概念掌握情况进行有效测量。　　（3）经历了框架初设、数据分析、框架修订等环节后，确定了核心概念“磁场”与“电磁感应”的学习进阶层级框架，而且框架的层级划分和表现期望基本通过实证检验。　　针对学习进阶展开研究有助于发展该教学研究领域的理论。以学习进阶为依据，针对电磁学概念进行理解层级的划分，既展现了学生对概念理解的目标水平，又能够将学生理解的层次与之进行对照，这也符合《17版课标》对教学评价提出的新要求，即关注学生不同表现及相关水平的达成。最后，以核心概念为突破口，展开概念间的相互联系，可以为学生的知识理解和迁移提供帮助；以核心概念为基础所设计的学习进阶框架，也能够为教学提供参考，提高教学效率，改进教学质量；围绕核心概念建构学习进阶有助于合理评估学生水平。

关键词： 初中物理   电磁学   疑难问题   教学策略  

摘要： 在义务教育阶段实行双减后,对中小学的课堂教学提出了新的要求,高效课堂的构建在实行双减后更显得势在必行,高效在课堂教学中的关键是有效的突破教学重难点,多数构建高效课堂是以教师为主导,在实际工作中总结重难点,以日常练习和应考中反映出的问题作为突破,但对于同一种题目,学生的逻辑思考能力和处理能力并不相同,从学生角度对于疑难问题的思考过程进行突破,是课堂研究的相关论述中少有的思考和研究的思路。电磁学是研究电磁现象的规律和应用的物理学分支学科,初中电磁学让学生对电磁这部分内容中的各种物理现象进行初步的学习,明确了各种基础的定义、概念和理论,为学有余力的同学在高中及更高阶段的求学打下一个铺垫,也为今后在职业生涯不从事相关内容的同学进行一个常识性的普及。而电磁学在整个初中阶段,也被学生认为是抽象疑难的内容,相较于力学,热学和光学等内容,从受教育者的生活经验和日常生活现象的分析中总结相关概念和规律,再到电磁学部分中把无法直接观察到的现象内化成概念和规律,思考和学习的方式都拔高了一个层次,变得更加的抽象枯燥,对学生的逻辑思维塑造和简单的物理模型的塑造起到一定的作用。这部分内容在中考中比重大,综合性和逻辑性较强,出现疑难问题的地方较多,受教育者在学习电磁学部分时学习能力的差异性极大,极有可能是物理思维建立的差异导致,学生思维不是线性的,如何突破非线性思维的疑难问题非常具有挑战意义。针对不同层次的学生在物理思维建立的过程中遇到的疑难问题进行研究,以任教的巴州地区为参考,重点以库尔勒市第四中学的初三年级526名初中生作为研究对象,将他们在学习初中物理电磁学部分时的疑难问题进行归因分析,从学生学习全过程中的心理发展和思维方式,把学习者在学习新知过程中的遇到疑难问题的情境,分为心理型学习疑难,情境型学习疑难、知识型学习疑难、思维型学习疑难、操作型学习疑难。根据不同的疑难问题,对初中物理电磁学部分的疑难问题进行归因,分析和设计疑难问题的量表,适合初中学生的阅读理解能力和综合考查,量表设计符合学生的阅读能力和思考水平,具有一定的考查和启发性,通过最终的结果,以及对学生问卷调查,访谈和对科任教师的访谈,分析出电磁学部分的疑难问题的成因,根据不同成因给出相应的教学策略。从受教育者学习过程中突破疑难问题的成因,帮助受教育者解决疑难问题,促进思维发展,提高受教育者对物理学习的兴趣,通过电磁学的学习能内化成学习能力,为受教育者学习提供新思路。帮助教师有针对性在课堂教学突破疑难问题的讲授,科学把握学生的思想方法,促进学生的思维发展提供帮助,实现高效课堂中师生的双向共赢,也为巴州地区基础教育研究提供思路和方法。

关键词： GeoGebra软件   物理模型   高中电磁学   教学策略  

摘要： 教育部颁布的《普通高中物理课程标准(2017年版)》,提出物理学科核心素养要培养学生物理建模的意识,将物理模型建构能力列入“科学思维”的要素,物理模型建构教学往往存在模型描述模糊、模型构建不清楚、不直观等问题,随着现代教育技术手段融入课堂,GeoGebra软件具备“形象化”、“动态化”、“可视化”的特点,其丰富的图像绘制功能恰好满足物理模型建构的需要,因此,讨论基于GeoGebra软件的物理模型建构教学的实践研究,具有重要的发展意义。本文以《普通高中物理课程标准》中对物理模型能力水平的培养要求为指导,根据查阅的文献研究资料,编订问卷对高中学生进行调查,了解学生在电磁学部分的物理模型建构学习中存在的不足,并对部分一线教师进行访谈,了解当前物理模型建构教学的现状和存在的困难。根据上述调查发现的问题提出基于GeoGebra软件的教学策略:基于GeoGebra软件的物理模型概念理解形象化;基于GeoGebra软件的物理模型问题解决直观化;基于GeoGebra软件的物理模型过程推理动态化;基于GeoGebra软件的物理模型原理分析可视化;并节选人教版高中物理选修3-1教材,以“带电粒子在电场中运动”和“带电粒子在有界磁场中运动”两节专题教学内容为例,开展基于GeoGebra软件的物理模型建构实践教学。研究结果表明,使用GeoGebra软件辅助物理模型教学,可提高学生对高中物理的学习热情,并且对于物理成绩的提升有着显著的影响;使用GeoGebra软件开发物理模型的教学资源,促进物理课堂教学信息化的发展;探索基于GeoGebra软件的物理模型建构教学策略,有助于物理学科教学的完善与发展,并为物理模型建构教学在高中物理电磁学部分的实践教学提供具体可参考的教学案例。

关键词： 电磁学   课程思政   教学实践  

摘要： 习近平总书记指出：“各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。”课程思政与专业课程融合是高等教育的发展方向。结合发展方向和物理课程本身的特点，本文重点分析了电磁学课程中的思政元素，提出适合本课程的实施举措，并且通过具体案例的实践，取得了预期效果。

关键词： 深度学习   电磁学概念   概念学习   相异构想  

摘要： 随着基础教育课程改革的不断深入,2017年版《普通高中物理课程标准》将培育学生物理核心素养确立为高中物理课程的培养目标。而深度学习关注学生学习的深度认知,强调批判理解、元认知、迁移应用和创造性解决问题等高阶思维能力的培养,重视学生在学习活动中情感与行为的高投入,成为培育学生核心素养、深化课程教学改革的重要途径。电磁学部分是高中物理的重点内容,但由于其抽象、复杂的知识特征,使学生在学习相关概念时产生困难。而高中物理深度学习要实现由理论探讨走向实践落实,需要在对标问题、把握实质的基础之上进行。因此,本文基于深度学习理论,以高中物理电磁学部分的概念学习为例进行研究,旨在提高学生学习质量、实现深度学习。本研究在文献阅读的基础上,对深度学习的理论基础、内涵及主要特征进行了概述,并确定了深度学习的维度划分,结合物理学科背景确定了研究工具与研究方法。然后,对三所中学的高二学生发放《高中生物理概念深度学习调查问卷》进行深度学习现状调查,并使用《高中生电磁学概念调查问卷》对学生的电磁学概念学习情况进行测试;还利用个案访谈法,针对学生的电磁学概念理解、推理过程与相异构想进行个案访谈。随后,使用SPSS和Excel软件,结合个案访谈,对学生的深度学习现状、电磁学概念学习质量、深度学习群体与浅层学习群体的学习质量差异进行统计和分析,总结归纳学生在电磁学概念学习中存在的典型相异构想并进行成因分析,为促进其深度学习提高参考。最后,基于学生深度学习现状及电磁学概念学习情况,结合深度学习过程模型与概念学习模型,围绕实际教学流程的三阶段,探讨指向深度学习的高中物理概念学习策略,并列举相关电磁学概念教学案例进行演示和佐证。通过以上研究得出以下主要结论:1.在高二学生电磁学概念学习过程中,多数学生处于浅层学习向深度学习的过渡状态,深度学习能力有一定发展,但整体所表现的发展水平不高。具体而言,学生在基本能力的知识建构、团队协作、反思评价、学习毅力上所显示的发展水平较高,但在基本能力的批判性思维、知识整合、问题解决、沟通表达、学习动机上所显示的发展水平较低。2.高二学生在物理电磁学部分的概念理解多处于低、中水平,存在高水平层次缺失的现象。学生在概念学习中存在理解困难,在电磁学核心主题概念“电荷”、“电场”、“电流”、“电势差”、“电容器”、“磁场”、“磁场作用”、“电磁感应”下具有多种典型相异构想,需要在教学实际中采取措施进行正确引导和消除。3.深度学习显著正向影响电磁学概念学习质量。在认知领域的概念建构、批判性思维、知识整合和迁移运用子维度中,深度学习群体的学习质量均显著优于浅层学习群体;在人际领域的团队协作子维度中,深度学习群体的学习质量显著优于浅层学习群体,而在沟通表达子维度中,两群体的学习质量显示出一致性;在个人领域的反思评价、学习毅力维度,深度学习群体的学习质量显著优于浅层学习群体,而在学习动机子维度中,两群体的学习质量显示出一致性。4.围绕概念教学实践的三个阶段探讨了指向深度学习的电磁学概念教学策略,并以电磁学部分内容为例呈现相关教学案例补充说明:在教学准备阶段,通过预评估探查学生知识基础和思维结构等、解读课程标准与教材、融合SOLO分类理论解构目标、激发积极的情绪状态等;在概念教学阶段,建立真实情境、创设认知冲突,引导批判性思考,组织学习任务驱动概念建构与深化,利用概念图建构电磁学概念体系等;在反思评价阶段,关注形成性评价、提高元认知能力,增强反思意识等。

关键词： 学科核心素养   电磁学   实验教学   教学设计优化  

摘要： 随着新高中物理课程标准的颁布实施,物理课堂教学正被要求贯彻物理学科的核心素养。不同于以往的“双基”和“三维目标”,物理学科核心素养强调培养学生的“物理观念”、“科学思维”、“科学探究”以及“科学态度与责任”。长期以来,我们的物理实验课流于形式,无法达成培养学生核心素养的目标。故本文以培养学生物理学科核心素养为目标,研究高中物理实验中电磁学实验设计的优化方式。本文包括以下几个部分:第一部分为绪论,该部分主要介绍本研究的缘由、意义,国内外对于核心素养及物理学科核心素养的研究、电磁学实验优化的国内研究,以及本文的研究方法等。第二部分为学科核心素养下物理电磁学实验优化概述。总结分析实验优化的目标及核心素养下实验教学的变化,并对电磁学实验作一个梳理。第三部分为研究前的问卷调查。该部分通过对抽样调查笔者工作所在学校的高二学生物理实验教学情况,了解贵州省桐梓县高中当前的实验教学模式,为后文的电磁学实验优化设计方案奠定基础。第四部分为电磁学实验优化设计的原则及具体案例。该部分针对前述调查中传统实验教学的弊病,结合物理学科核心素养的要求,对三类实验课制定了具体的优化实验案例,真正将物理学科核心素养贯彻到实验教学中。该部分亦结合物理学科核心素养对优化的具体内容作了说明。第五部分是对教学研究过程中几次教学测试的教育统计分析,并得出相关结果。第六部分根据以上教育测量结果和学生的其他成果对本研究做出结论和未来的研究展望。通过对比传统实验教学班级和优化教学班级的测试结果可以发现,物理学科核心素养不仅有助于提高学生的综合素质,促进学生对电磁学实验背后知识的理解运用,也有助于倒逼教师改良自身的教学方法,增强实验课教学的有效性。

关键词： 高中物理   力学习题   电磁学习题   思维导图  

摘要： 思维导图以放射状网络化形态呈现语义的方法,将大量信息有序地联系起来,强调信息之间的关联和结构,在中学阶段应用思维导图梳理学科知识点已经较为普遍。高中物理力及电磁学习题综合程度高,需要学生在掌握相关物理观念的基础上,具备一定的发散思维和逻辑思维的能力。高中阶段物理教育重视培养学生的物理学科核心素养,思维导图作为一种高效的逻辑归纳总结工具,可以帮助学生梳理力及电磁学习题的解题思路,发展学生的科学思维。本工作在高中力及电磁学习题的教学中引入思维导图,在实践中探索思维导图与力及电磁学习题教学的融合方式,以求在习题教学的过程中提高学生解决问题的能力,发展学生的科学思维。本工作针对思维导图的特点及高中物理力学、电磁学习题的特点,对22类力学习题和16类电磁学习题利用思维导图进行了整理。然后将设计的教学案例进行实践,并在实践过程中不断改进,以便思维导图在力学、电磁学习题教学中更好地应用。同时通过调查问卷、习题测验、访谈等方式进一步改进教学案例设计的合理性。通过对学生调查问卷的分析,表明学生可以掌握思维导图的使用,并乐意应用思维导图总结归纳力及电磁学习题。经过对高一、高二年级实验班和对照班的习题测验成绩进行方差齐性检验和t检验发现,与传统的物理力学、电磁学习题教学相比,应用思维导图进行物理力学、电磁学习题教学,有较好的实践效果。在西宁市第四高级中学的高一和高二实验班坚持思维导图习题教学方法三个月后,高一年级实验班的物理测验平均成绩高出对照班4.01分,高二年级实验班的物理测验平均成绩高出对照班5.15分,这说明利用思维导图可以更好地提高学生的物理学科成绩,发展学生的物理学科核心素养。本工作也对一线教师进行了访谈,结果表明在物理教师的角度上,在力及电磁学习题的教学中应用思维导图对习题教学是积极的、有帮助的,同时教师们也表示会在以后的教学中尝试这种习题教学方法。