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《高中物理核心概念有效教学的研究》结题报告 内容摘要

高中物理很重要的一个内容就是对概念的教学，概念教学话题始终是物理教学中的难点、热点，是一个永恒的主题，而核心概念的教学更是概念教学的重中之重。为探求高中物理核心概念教学的有效方法，寻找核心概念教学与高效课堂整合的切入点，为教师在课堂教学改革的实践中提供理论与实践的指导，创建概念教学的高效课堂。我们选择“高中物理核心概念有效教学的研究”作为研究课题进行研究，经过二年的研究，取得了初步的成果。同时，一批青年教师在课题研究过程中成长起来，成为我校物理教学的骨干教师。

一、本课题国内外研究现状

高中物理核心概念有效教学的研究是国际上物理科教育中的一个重要领域，我国的部分中学课程标准也提出要帮助学生深入理解物理核心概念。如何更好的理解和实践新课程的要求，是我们当前面临的一个新的挑战。

国外，美国的赫德、戴伊、费德恩、埃里克森等著名教育学家对核心概念的定义作了详细的阐述，并列举了作为核心概念的选择标准，为高中物理的核心概念课堂教学提供了一个依据。这些核心概念具有广阔的解释空间，源于物理中的各种概念、理论、原理和解释体系，为物理领域的发展提供了深入的视角，还为其他学科提供了联系。此后，英国、加拿大、澳大利亚等国的教育家们认同物理课堂教学应该强调核心概念的理解，他们在此基础上研究制定了新的物理课程标准，将希望学生理解的核心概念内容较为详实地列出来，教学活动即围绕这些内容展开。如美国“2061计划”要求学生学习得更加深入、更加贯通、更有关联性，还要求最大限度地减少记忆那些孤立事实和概念，而应把重点放在核心概念上。美国地平线研究组主席维斯及高级研究助理帕斯利经过一年多的认真研究，发现优质课堂应包含以下几个特征：（1）在物理课堂教学过程中，教师善用多种策略（如：展现真实世界中的实例，为学生提供一手经验等），为某个科学概念提供清晰的阐释；（2）吸引学生从事动脑筋的活动；（3）帮助学生理解高中物理的核心概念等。作为高中物理优质课堂的主要特征之一，围绕高中物理核心概念进行课堂教学成为国际科学教育界关注的热点。

国内，在过去的十年中，我国基础教育物理课程已经确立了新的课程

理念与目标，更新了教学内容和要求、推广了基于探究的多样化的教学策略，在物理教学论著当中，如李忠、齐淑静编写《物理学概念教学研究》（湖南教育出版社，2000年），总结分析了物理学中具有代表性的一些基本概念的发展变迁及教学中应注意的问题，给出了一些理解、掌握基本概念规律的法则，并在结合物理学方法论、物理学史、辩证逻辑和形式逻辑的基础上，给出了掌握基本概念的普遍原则。如董春雨、王玉成编写《物理基本概念的演变》（山西教育出版社，1998年）、向义和编写《物理学基本概念和基本定律溯源》（高等教育出版社，1994年）等都是对物理概念教学研究专著,王沛清先生的专著《物理概念教学》（湖南教育出版社，1985），对物理概念的教学进行了系统研究。如段传宗、查有梁、廖伯琴的《物理动概念的教学研究第一章绪论教育学研究》(高等教育出版社，1996)专门设计为一章进行研究，并涉及到物理概念的教学模式、认知策略和案例。如阎金铎的《中学物理教材教法》(北京师范大学出版社，1981)在“中学物理教学的主要环节”一章中设“讲清物理概念和规律”一节，把物理概念教学所在章节大多归入物理教学过程(或教学环节)中，类似的还有许国梁的《中学物理教学法》(高等教育出版社,1981)等。另外，还有查有梁所著《物理教学论》、乔际平所著《物理学习心理学》、皮连生所著《学与教的心理学》等物理教学理论著作也都涉及到物理概念教学的研究。这些研究对物理概念教学和理解有很好的指导作用。这些著作主要以物理教育自身的特点为基础，结合认知心理学、教育学、系统论，对于物理概念教学的重要性、物理概念的特点、概念教学的要求、概念教学中常见的问题以及概念教学的主要环节等方面的问题进行了大量的具体的研究工作，探索了物理概念的引入、建立、理解、深化、巩固和运用的基本教学模式。近几年对物理概念的研究也有了很大的进步，特别是一些优秀的硕士论文，从不同的角度，不同的侧面入手，分析了现行的教学中物理概念教学中存在的主要问题，探寻了存在问题的根源和提出了值得借鉴的物理概念的教学方式，为我们物理概念的教学有很大的指导意义。在这些论文中，如张智写的《高中物理概教学探究》（华中师范大学，2005），结合本人多年的教学实践，对高中物理概念教学进行了探究，强调物理概念教学应以认知同化理论为基础，强调教师应认真钻研教材，研究学生的实际情况，分析概念的内部矛盾，强调教师的主导作用和学生的主体地位。如徐学的《中学物理波动概念的教学研究》（苏州大学，2008），以教学设计和概念教学的理论为基础，对波动概念及其教学问题进行了多角度研究。对中学生波动概念的学习情况进行了调查，详细分析了波动概念学习过程中产生障碍的主要原因，产生的原因主要是前概念的影响及概念的抽象性。针对这些原因提出了可供操作的教学策略，设计了教学设计案例，并进行教学实践。如陈伟的《高中物理电场概念教学设计研究》（广西师

范大学，2008），本研究采用问卷调查法和访谈法对电场教学的现状进行剖析，探讨已有教学研究的研究方向、内容以及在已有研究中未涉及的内容。以电场基本概念为主题，设计高中生学习电场前、后的调查问卷，并对前、后的情况进行调查研究。分析了高中生学习电场前、后存在的相关概念和错误想法的来源、形成原因和基本特征。还有孙艳乔《高中物理电动势概念的教学研究》、肖丽英的《高中物理机械振动和机械波相关概念教学的研究》、夏寿庆的《中学物理概念教与学中存在的问题及其对策研究》等等，尽管这些优秀的论文对物理概念的教学有很大的帮助，使得物理课堂发生了显著的变化，取得喜人的成果。然而，关于核心概念在物理课堂中的传递，在教学实践中研究的少；掌握学生具体情况的少；对具体某一地区实际教育现状了解的少。相关理论和实践都尚未有平行的跟进，这使得物理课程理念和目标的落实要面临许多风险。实际发生在课堂中的情况也表明，肤浅的“探究”活动及对事实类信息的强调和不当使用并非个别现象。在这样的情况，强调核心概念在物理教学中的重要作用，强调核心概念和原理的理解而不是仅仅对事实的记忆，已经变得十分必要和迫切。

二、本课题研究的背景及意义

在我们的物理教学中，教师常会遇到一个科学的概念的建立，不是简单的师生互动就可以在学生的头脑中建立起来的。大量研究证明，在传统教学模式中，教与学之间存在距离。研究者认为，这是因为学生在学习物理之前，头脑中已经存在了一些来自于生活经验的对一般物理现象的直觉认识，这通常被称为前概念。前概念一般与科学概念不一致的。这些概念的核心特点是：（1）是学生头脑中强烈具有的一种稳定的认知结；（2）不同于专家的概念；（3）会对学生如何理解自然现象并做出科学的解释产生重要影响；（4）必须被克服、避免或消除，以使学生接受科学的理解。高中物理核心概念的有效教学要求教师充分了解学生的前概念，以采取相应的教学策略。要求学生对物理概念的构建有深层的理解，形成知识结构的紧密相连。

我国的基础教育高中物理课程改革已经历十个年头，但我们面对热点依然存在。这样的挑战包括怎样帮助学生围绕高中物理核心概念建构、组织头脑中的知识，怎样加强对知识的深入理解和迁移应用，并为他们的未来的学习和工作打下良好的基础。应对挑战的努力会涉及从什么是科学概念到核心概念梳理和筛选、核心概念的表述、教学活动的设计、评价等各个环节，但所有的努力最终都要服务于高中物理课堂上完成从记忆事实向