高一物理力學(xué)教學(xué)中圖像應(yīng)用的研究課題開題報(bào)告

1、高一物理力學(xué)教學(xué)中圖像應(yīng)用的研充開題報(bào)告一、課題研究的背景和理論依據(jù)冃前，學(xué)生厭學(xué)，觸冃驚心，我校是一所省二級(jí)達(dá)標(biāo)校，高一新生是經(jīng)過一級(jí)達(dá)標(biāo) ?！皩訉印焙Y選后錄用的，分?jǐn)?shù)較底、基礎(chǔ)較弱，且隨著初中升高中比例逐年增加，越 來越多的同學(xué)不同程度地感到物理比較難學(xué)，他們就會(huì)放棄學(xué)習(xí)理科，據(jù)我了解上屆高 一就有一半以上的同學(xué)選擇文科，這與高一物理沒有學(xué)好，覺得理科難有確定的關(guān)系。 力學(xué)又是高一物理學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，是整個(gè)高中物理學(xué)問的基礎(chǔ)。相比其他物理內(nèi)容力 學(xué)也是學(xué)生前概念最為集中的地方之一。由于頑固前概念的影響以及一些主客觀緣由使 得力學(xué)難教難學(xué)的現(xiàn)象格外普遍。文字、符號(hào)、圖像構(gòu)成了獨(dú)特的物理語(yǔ)言，

2、三者相互 補(bǔ)充、相互轉(zhuǎn)化，從而準(zhǔn)確、生動(dòng)地把物理世界及其規(guī)律呈現(xiàn)給我們，同時(shí)也產(chǎn)生了豐 富的、獨(dú)特的表征方式，如文字表征、口頭表征、圖像表征、數(shù)學(xué)表征等。其中，用圖 像表征問題是物理學(xué)習(xí)及問題解決的一個(gè)重要方面。圖像表征是指用圖的形式來闡述問 題。應(yīng)用物理圖像解決問題特指物理學(xué)習(xí)中，應(yīng)用示意圖和物理函數(shù)圖象等方式描述物 理過程、情景和推理過程，包括識(shí)圖和構(gòu)圖兩個(gè)層次。機(jī)敏、主動(dòng)地運(yùn)用物理圖像對(duì)學(xué) 生具有很大的促進(jìn)作用。首先，物理圖像可以進(jìn)展學(xué)生的視覺一空間智力，提高學(xué)生的 物理制造性思維，還可以培育學(xué)生的審美情趣。其次，在物理學(xué)習(xí)中，圖像可以幫忙理 解物理概念，促進(jìn)物理規(guī)律的學(xué)習(xí)，幫忙分析物理

3、試驗(yàn)，更有利于物理習(xí)題的解決。從 對(duì)教師的訪談和學(xué)生考試情況分析發(fā)覺，學(xué)生應(yīng)用物理圖像的意識(shí)薄弱，并且能力不強(qiáng)。 在高中物理教學(xué)及學(xué)習(xí)中，文字、符號(hào)幾乎成了物理的代名詞，圖像語(yǔ)言得不到應(yīng)有的 重視和應(yīng)用。我們已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)“圖像時(shí)代”，電視、互聯(lián)網(wǎng)、繪畫等圖像視覺占據(jù) 了人類生活的主要部分。對(duì)于教育來說，圖像是一把雙刃劍，既有風(fēng)險(xiǎn)，也有機(jī)遇。如 何揚(yáng)長(zhǎng)避短，發(fā)揮圖像的正面的教育價(jià)值，應(yīng)是各級(jí)學(xué)校追求的目標(biāo)。對(duì)于教育者來說, 應(yīng)依據(jù)不同年齡階段的學(xué)生，選擇適合的圖像和教學(xué)方式。高-物理力學(xué)是平凡高中科 學(xué)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的一門基礎(chǔ)課程，首要的目標(biāo)是培育學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，其體現(xiàn)方式之一就是 學(xué)生解決物理問題

4、的能力?，F(xiàn)行的平凡高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出，學(xué)生應(yīng)“通過自己 的努力能解決學(xué)習(xí)中遇到的一些問題”。而問題解決的關(guān)鍵是如何表征問題，若問題有 了正確的表征，可以說己解決了一半。文字、符號(hào)、圖像構(gòu)成了獨(dú)特的物理語(yǔ)言，三者 相互補(bǔ)充、相互轉(zhuǎn)化，從而準(zhǔn)確生動(dòng)地把物理世界及其規(guī)律呈現(xiàn)給我們，同時(shí)也產(chǎn)生了 豐富的、獨(dú)特的表征方式。如文字表征、口頭表征、圖像表征、圖片表征、數(shù)學(xué)表征等。 其中，用圖像表征問題是物理學(xué)習(xí)及問題解決的一個(gè)重要方面。筆者就學(xué)生應(yīng)用物理圖 像解決問題的情況訪談了一些物理教師，訪談教師來自不同的地市，任不同年級(jí)的物理 課程。了解到的基本情況是：學(xué)生應(yīng)用物理圖像解決問題的能力確實(shí)薄弱，而

5、且差異性 很大，缺少畫圖思考的意識(shí)或不會(huì)構(gòu)圖，大部分學(xué)生沒有主動(dòng)應(yīng)用物理圖像解題的意識(shí)。 尤其是高一、高二時(shí)表現(xiàn)得更為明顯。石家莊市第15中學(xué)的祈老師舉了一個(gè)生動(dòng)的例 子：推斷靜電場(chǎng)中電勢(shì)的高低，學(xué)生束手無(wú)策，就是畫不出電場(chǎng)線與電勢(shì)的分布關(guān)系圖。 老師對(duì)待圖像的態(tài)度也不盡相同，有的老師不注重圖像的使用（盡管他們始終對(duì)圖很依 賴），把圖像的教學(xué)放在一個(gè)次要地位，成為一種解析的補(bǔ)充，更不提倡學(xué)生在正規(guī)考 試中使用這種“格外規(guī)方法”；大部分老師提倡學(xué)生畫圖，用圖，可是學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用 圖像能力照舊是薄弱環(huán)節(jié)，得不到提高。對(duì)此，筆者認(rèn)為，許多一線教師是“只緣身在 此山中”，“不識(shí)廬山真面目”，因此我們需

6、要跳出來，轉(zhuǎn)換一個(gè)視角去看待這個(gè)問題。關(guān)于圖像對(duì)物理教學(xué)的作用，國(guó)內(nèi)外均有研究，但總的來說，研究得較少。國(guó)外的多集 中在對(duì)物理問題解決中的多元表征研究，其中包括圖像表征；國(guó)內(nèi)的研究主要集中在函 數(shù)圖象的應(yīng)用，并且多是經(jīng)驗(yàn)性的，缺少在調(diào)查基礎(chǔ)上的實(shí)證研究。大部分是一線物理 教師的教學(xué)心得和體會(huì)，如物理圖像在解題中的作用，淺談示意圖在物理解題中的功能 等，理論基礎(chǔ)薄弱，對(duì)圖像的作用及應(yīng)用缺乏一個(gè)全面深刻的認(rèn)識(shí)。高考的導(dǎo)向作用使 圖像教學(xué)猶如有了地位，但功利化的目標(biāo)，使教師、學(xué)生對(duì)圖像教學(xué)的定位只局限在它 的工具性，并沒有真正認(rèn)識(shí)到圖像教學(xué)的價(jià)值和意義。因此，這個(gè)常常被我們忽視的、 不被重視的物理圖

7、像，對(duì)改進(jìn)教學(xué)，提高學(xué)生的科學(xué)能力具有怎樣的作用，我們應(yīng)如何 定位它在中學(xué)物理學(xué)習(xí)中的地位，值得深思。在中學(xué)物理教學(xué)中，對(duì)物理圖像進(jìn)行再思 考，探究其應(yīng)用薄弱的緣由，既具有理論價(jià)值，也具有現(xiàn)實(shí)意義。二、課題研究的目的及意義：（1）通過課題組成員的查閱文獻(xiàn)、實(shí)踐積累、歸納總結(jié)等，構(gòu)建高一物理利用圖象 教學(xué)意識(shí)和能力。并選取幾個(gè)試驗(yàn)班級(jí)進(jìn)行評(píng)估測(cè)試，（2）對(duì)試驗(yàn)班級(jí)學(xué)生進(jìn)行深化調(diào)査，歸納總結(jié)高一學(xué)生學(xué)習(xí)能力形成的困難，結(jié)合 物理優(yōu)秀的學(xué)生的個(gè)案分析，歸納總結(jié)高一物理教學(xué)中如何應(yīng)用圖象。切實(shí)將物理圖 象教學(xué)落到實(shí)處，嘗試減小試驗(yàn)班級(jí)里學(xué)生在構(gòu)建物理圖象模型方面的能力差異，并 分析、男女學(xué)生在物理圖象

8、模型建構(gòu)能力上的差異，來消退女生在學(xué)習(xí)物理上的懼怕 心理。（3）通過實(shí)踐研究，轉(zhuǎn)變教師的教學(xué)方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，將物理圖象模型真正 滲透到課堂教學(xué)中總結(jié)出一套行之有效的圖象模型教學(xué)模式、學(xué)習(xí)模式，為傳統(tǒng)的課 堂教學(xué)注入新的活力，培育出具有較強(qiáng)建模能力、創(chuàng)新能力、物理學(xué)習(xí)成果優(yōu)良的學(xué) 生群體，并從中還可以探究一條有利于模型建構(gòu)的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)、導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)等的課 堂教學(xué)新模式。（4）為青年教師供應(yīng)教學(xué)實(shí)踐和科研的機(jī)會(huì)，培育提高年青教師教學(xué)業(yè)務(wù)能力；（5）取得一些有價(jià)值的教科研成果，包括教師論文、高中物理圖象模型素材、試驗(yàn) 研究報(bào)告等。三、研究目標(biāo)與內(nèi)容；本課題研究的目標(biāo)是：在物理問題解決中，物理圖

9、像的作用得到一線教師的一致認(rèn)可。在國(guó)內(nèi)的期刊上關(guān) 于應(yīng)用物理圖像的文章汗牛充棟，多為一線教師對(duì)圖像使用技巧的總結(jié)和反思。國(guó)外在 這方面研究得較為深化，主要涉及圖像表征對(duì)物理問題解決的影響。綜而觀之，圖像在 物理問題解決中的作用不言而喻。關(guān)于圖像在物理問題解決中，高中生應(yīng)用圖像解決問 題的能力薄弱。基于此，本文著重從三個(gè)方面探討物理圖像的應(yīng)用問題。首先，界定物 理圖像的含義，試圖建立一個(gè)物理圖像應(yīng)用的理論框架。并在此基礎(chǔ)上闡述物理圖像在 教育及教學(xué)方面的重要作用。其次，基于現(xiàn)狀，對(duì)學(xué)生應(yīng)用物理圖像解決問題的情況進(jìn) 行問卷調(diào)查，對(duì)教師進(jìn)行訪談，試圖找出高一新生應(yīng)用物理圖像解決問題薄弱的緣由。 最終

10、，依據(jù)調(diào)查結(jié)果，對(duì)提高學(xué)生的圖像能力給出建設(shè)性的意見。為了保證信息來源的 準(zhǔn)確性和可信度，本研究選取高一的學(xué)生為調(diào)査對(duì)象，采用多種研究方法，以便相互驗(yàn) 證。理論部分主要采取文獻(xiàn)研究法，實(shí)踐部分以調(diào)查問卷為主，訪談為輔的方法。本課題研究的內(nèi)容：一、課題研究的現(xiàn)狀1、物理問題解決中的表征研究2、圖像研究的相關(guān)綜述3、幾個(gè)基本概念的界定（1）、物理圖像的界定（2 ）、圖像表征（3）、“物理問題 解決的含義二、物理圖像應(yīng)用的理論建構(gòu)1、“經(jīng)驗(yàn)之塔”理論與認(rèn)知一發(fā)覺說2、雙重編碼理論3、問題解決理論4、布魯納認(rèn)知結(jié)構(gòu)三、物理圖像的功能1物理圖像的教育功能2物理圖像的教學(xué)功能四、高一學(xué)生應(yīng)用物理圖像解決問

11、題的調(diào)查研究五、研究的結(jié)論的呈現(xiàn)1、本研究的結(jié)論及論文2、對(duì)物理圖像教學(xué)的建議3、應(yīng)用物理圖像解決問題的教學(xué)案例四、研究方法和步驟；研究方法：本課題在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上以試驗(yàn)法為主，探究實(shí)踐有效的教學(xué)方法。文獻(xiàn)資料法 搜集、整理與課題有關(guān)的物理圖像理論，為課題研究供應(yīng)充實(shí)可 行的理論依據(jù)；問卷調(diào)查法了解學(xué)生物理圖像意識(shí)的現(xiàn)狀和構(gòu)建物理圖像能力的評(píng)估框架， 以便使課題研究更具針對(duì)性；教育試驗(yàn)法通過對(duì)選定的班級(jí)進(jìn)行物理圖像教學(xué)，來了解學(xué)生在物理圖像學(xué) 習(xí)中遇到的困難，通過試驗(yàn)研究來總結(jié)更好的物理圖像教學(xué)方法；經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法通過對(duì)自己的教學(xué)實(shí)際情況進(jìn)行反思，總結(jié)勝利的經(jīng)驗(yàn)和不足的 教訓(xùn)；案例研究法對(duì)試驗(yàn)班

12、級(jí)進(jìn)行男女學(xué)生在利用物理圖像能力上的差異進(jìn)行個(gè) 案分析，從中吸取有用的信息。研究步驟：第一階段：預(yù)備階段(1)、課題組成立。(2)、組織課題組成員進(jìn)行理論學(xué)習(xí)。第二階段：實(shí)施階段。通過課題組成員及其它物理學(xué)科教師的幫忙合作，開展比較 系統(tǒng)的研究。其中輔以具體的收集資料(包括觀察、調(diào)查、訪談等)、歸因分析、建模 概括等方法，在有計(jì)劃、有步驟、有目標(biāo)和有總結(jié)反思的過程和循環(huán)中達(dá)到研究目的。 第三階段：總結(jié)階段。五、本課題研究結(jié)果預(yù)期1、物理圖像不僅是一種解決物理問題的方法，更是種重要的物理思維方式。本文通過問卷調(diào)查的方式，以高一的學(xué)生為樣本，對(duì)高一學(xué)生應(yīng)用物理圖像的現(xiàn)狀及影響 因素進(jìn)行了實(shí)證分析，

13、得出結(jié)論。2、通過課題組成員的査閱文獻(xiàn)、實(shí)踐積累、歸納總結(jié)等，構(gòu)建高一物理利用圖象 教學(xué)意識(shí)和能力。3、對(duì)試驗(yàn)班級(jí)學(xué)生進(jìn)行深化調(diào)查，歸納總結(jié)高一學(xué)生學(xué)習(xí)能力形成的困難，結(jié)合 物理優(yōu)秀的學(xué)生的個(gè)案分析，歸納總結(jié)高一物理教學(xué)中如何應(yīng)用圖象。切實(shí)將物理圖 象教學(xué)落到實(shí)處，嘗試減小試驗(yàn)班級(jí)里學(xué)生在構(gòu)建物理圖象模型方面的能力差異，并 分析、男女學(xué)生在物理圖象模型建構(gòu)能力上的差異，來消退女生在學(xué)習(xí)物理上的懼怕 心理。4、通過實(shí)踐研究，轉(zhuǎn)變教師的教學(xué)方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，將物理圖象模型真正 滲透到課堂教學(xué)中總結(jié)出一套行之有效的圖象模型教學(xué)模式、學(xué)習(xí)模式，為傳統(tǒng)的課 堂教學(xué)注入新的活力，培育出具有較強(qiáng)建模能力

14、、創(chuàng)新能力、物理學(xué)習(xí)成果優(yōu)良的學(xué) 生群體，并從中還可以探究一條有利于模型建構(gòu)的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)、導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)等的課 堂教學(xué)新模式。5、為青年教師供應(yīng)教學(xué)實(shí)踐和科研的機(jī)會(huì)，培育提高年青教師教學(xué)業(yè)務(wù)能力；6、取得一些有價(jià)值的教科研成果，包括教師論文、高中物理圖象模型素材、試驗(yàn) 研究報(bào)告等。提出對(duì)物理圖像教學(xué)的建議：充分發(fā)揮教師的示范作用，培育學(xué)生良好的作圖習(xí)慣形成良好的作圖習(xí)慣，是應(yīng)用 圖像解決問題的一個(gè)方面。重視圖像的構(gòu)建過程，在教學(xué)中，教師要特殊注重展示給學(xué)生圖像的構(gòu)建過程，要 給學(xué)生供應(yīng)足夠的思考空間，讓學(xué)生真正動(dòng)腦、動(dòng)手，不能包辦。加強(qiáng)試驗(yàn)教學(xué)，豐富圖像的素材，物理圖像不僅是一種解決物理問題的方

15、法，更是 一種物理思維。老師將從學(xué)問與技能、過程與方法、情感態(tài)度和價(jià)值觀三維目標(biāo)出發(fā)，注重學(xué)生學(xué) 習(xí)經(jīng)驗(yàn)、物理學(xué)問和社會(huì)進(jìn)展三方面內(nèi)容的整合，遵循學(xué)生身心進(jìn)展的規(guī)律，突出課程 教學(xué)為學(xué)生進(jìn)展服務(wù)的理念。六、本課題研究進(jìn)展安排1、研究起步（2012年9月一2012年11月）：學(xué)習(xí)理論、收集資料、形成方案，撰寫開題報(bào)告：曾志烈2、調(diào)查分析研究（2012年9月一2012年12月）：全體成員3、應(yīng)用研究（2013年1月2013年7月）：全體成員4、課題總結(jié)（2011年7月2011年8月）：研究報(bào)告：七、成果呈現(xiàn)形式；1、編寫、收集教學(xué)案例，做好調(diào)查研究寫出報(bào)告。2、本課題研究的同時(shí)教師也經(jīng)歷了一個(gè)“理論學(xué)習(xí)-教學(xué)實(shí)踐教學(xué)反思 教學(xué)改進(jìn)再實(shí)踐”的過程，這個(gè)過程就是教師專業(yè)進(jìn)展的過程。在這期間教 師的理論水平，教學(xué)反思能力、評(píng)價(jià)能力、科研能力和教學(xué)水平得到了大幅度的提升， 寫出了一批有質(zhì)量的研究論文。八、保障措施（1 ）、參與課題的研究成員有比較扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)問和較強(qiáng)的教科研能力及執(zhí)著、 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯烤瘛２⒂邢嚓P(guān)論文匯編、發(fā)表。（2）、廖燕情老師國(guó)家級(jí)課、市級(jí)課題的研究，2012學(xué)年參與的課題高二物理學(xué)困 生轉(zhuǎn)化的研究獲得縣一等獎(jiǎng)。曾志烈老師曾參與過三明市教