在實施新課程中開展行動研究北京師范大學物理系郭玉英.ppt

在實施新課程中開展行動研究 北京師范大學物理系 郭玉英,主要內(nèi)容,新課程的實施過程是一個 研究過程 研究的主要內(nèi)容 研究的過程和范式 預期研究成果,新課程的實施過程是一個研究過程,課程標準不是指導教師教學工作的內(nèi)容綱要，而是對學生應達到的基本標準的描述，對于實現(xiàn)目標的手段與過程只是提出建議，為教材編寫和教師教學提供了廣闊空間。 教材是教師的教學資源和學生的學習資源，教師要用教材教，而不是教教材。 新課程注重學生的發(fā)展，承認地區(qū)和學生的差異，課程實施方式應當是多樣化的。,教師是課程實施的主體，是行動中的研究者,新課程的實施使所有實驗區(qū)教師處在同一起跑線上。既是挑戰(zhàn)，也是新的機遇。 課程實施中的具體問題沒有現(xiàn)成答案，需要通過研究來尋找最佳的處理方式。 新課程從標準的制定、教材的編寫到課程的實施都是以研究的方式進行的。 新課程實施的過程是以教師為主體的研究過程。,實施新課程要求我們重新反思和回答以下問題,實施新課程要達到哪些目標？ 新物理課程的理念是什么？ 新課程的內(nèi)容與以前有哪些不同？ 怎樣實施新物理課程？ 怎樣知道課程目標是否實現(xiàn)？,對物理教育目的的新定位,義務教育階段物理教育的目的是培養(yǎng)全體學生的科學素養(yǎng) 全體學生：關(guān)注學生差異，使每個學生得到發(fā)展 科學素養(yǎng)的三維目標：科學知識與技能(6條目標），過程與方法（6條目標），情感態(tài)度與價值觀（7條目標）,課程實施的關(guān)鍵：教師將新課程理念轉(zhuǎn)變?yōu)橛行У恼n堂教學行為,注重全體學生發(fā)展，改變學科本位的觀念 從生活走向物理，從物理走向社會 注重科學探究，提倡學習方式多樣化 注意學科滲透，關(guān)心科技發(fā)展 構(gòu)建新的評價體系,注重學生發(fā)展，改變學科本位,物理課程重心的轉(zhuǎn)變：從學科到學生。 標準的設(shè)計突破了學科本位觀念，在確定目標和選取內(nèi)容時首先考慮提高學生科學素養(yǎng)的需要，著眼于促進學生的發(fā)展。 教材的編寫按照學生的認識規(guī)律展開，由簡單到復雜，由現(xiàn)象到本質(zhì)。每一課的設(shè)計為教師提供了一個范例。 教師如何根據(jù)自己的學生實際進行教學設(shè)計是需要研究的重點問題。,從生活走向物理，從物理走向社會,體現(xiàn)現(xiàn)代教育觀：物理教學不是向?qū)W生傳授書本上的物理知識，而是以學生對自然界和生活中的物理現(xiàn)象具有的天然的好奇心和求知欲為基礎(chǔ)，引導學生從自然和生活現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)物理問題，用科學的方法探究物理現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律，將學到的知識和方法與社會實踐結(jié)合起來，認識到物理學的實際應用，進一步激發(fā)學生對物理的興趣和探究的動力。,注重科學探究，提倡學習方式多樣化,課程內(nèi)容和教學方式的變化：讓學生經(jīng)歷科學探究過程，學習科學探究的方法，培養(yǎng)學生的科學探究精神、創(chuàng)新意識、實踐能力，形成尊重事實、探索真理的科學態(tài)度，在此過程中建構(gòu)物理知識，發(fā)展各種能力；改革以書本為主、實驗為輔的傳統(tǒng)教學模式，提倡多樣化的教學方式。,注意學科滲透，關(guān)心科技發(fā)展,課程的開放性和時代性：注意現(xiàn)代科學的發(fā)展趨勢，重視學科之間的聯(lián)系，揭示各門學科所共有的最基本的概念；注意將科學技術(shù)的新成就引入物理課程，注重學科之間的滲透、人文精神與自然科學的交融；使學生認識到科學是在與技術(shù)、社會之間的相互作用過程中不斷發(fā)展的，從而逐步加深對科學本質(zhì)的認識，逐步樹立正確的科學觀。,構(gòu)建新的評價體系,評價目的、主體、內(nèi)容和方式的變化：以評價促進學生的發(fā)展，不以甄別和選拔為校內(nèi)評價的主要目的，強調(diào)多元化、發(fā)展性的評價體系；教師和學生都是評價的主體；主張終結(jié)性評價和形成性評價并重。從“知識與技能”、”過程與方法“和“情感、態(tài)度與價值觀”三個維度對學生進行全面的評價。對學生學習的各個方面的現(xiàn)狀和進步進行記錄，重視學生在活動、實驗、制作、討論等方面的表現(xiàn)。,需要研究的新問題之一： 如何開展探究教學？,標準指出：科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式之一。將科學探究列入內(nèi)容標準，旨在將學習重心從過分強調(diào)知識的傳承和積累向知識的探究過程轉(zhuǎn)化，從學生被動接受知識向主動獲取知識轉(zhuǎn)化，從而培養(yǎng)學生的科學探究能力、實事求是的科學態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神。 探究教學沒有固定的模式，對教師提出了更高要求,如何理解科學探究和探究教學,科學探究不存在固定的模式或程序，不能作為程序性知識來教。 探究教學的本質(zhì)是學生的主動參與和用科學的方式來解決問題。 探究教學可以是完整的探究活動，也可以是部分探究活動，探究的開放性可以不同，應根據(jù)學生特點和教學內(nèi)容的特點來確定。,問題之二：如何培養(yǎng)學生的探究能力？,內(nèi)容標準分為科學探究和科學內(nèi)容兩部分，這是在我國第一次將科學探究作為物理課程的內(nèi)容提出明確和具體的要求。 科學探究包含：提出問題；猜想與假設(shè)；制定計劃與設(shè)計實驗；進行實驗與收集證據(jù)；分析與論證；評估；交流與合作 對科學探究能力目標提出具體要求（共35條）,問題之三：如何開展實踐活動,實踐活動是新課程中的重要內(nèi)容。教材適當增加了一些實踐活動。 實踐活動是學生自主參與、開放、靈活的教學方式，比科學探究的含義更廣泛，形式更多樣。 實踐活動是物理課程與生活、科技、社會整合，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和實踐能力的有效途徑。,問題之四：如何實現(xiàn)STS教育,STS是新課程的一項重要內(nèi)容 以技術(shù)和社會問題作為學習物理知識、技能的背景 使學生了解科學、技術(shù)和社會的互動關(guān)系 培養(yǎng)學生的科學意識、態(tài)度和價值觀 培養(yǎng)學生的思考能力，包括分析解決問題和決策的能力,問題之五：如何進行教學評價,如何評價學生 如何評價科學探究能力 如何評價情感、態(tài)度、價值觀 如何評價教師 如何評價課堂教學,問題之六：如何利用和開發(fā)課程資源,新課程是開放性的課程，課程的實施需要大量的課程資源，教材和教學參考書是重要的課程資源，但還需要其他課程資源的補充。需要教師具有利用和開發(fā)課程資源的意識，努力開發(fā)身邊可資利用的課程資源。 教學視頻資源研究 備課資源開發(fā)與研究,研究的一般過程,確定研究課題 文獻調(diào)研 確定研究的理論基礎(chǔ) 制定研究方案 開展行動研究 總結(jié)報告研究結(jié)果,研究的理論基礎(chǔ)： 現(xiàn)代科學教育理論,建構(gòu)主義理論 學習是學習者主動建構(gòu)知識的過程，而不是將課本和教師的知識裝入學生頭腦的過程。 建構(gòu)包含兩方面含義：第一，對新信息的理解是通過運用已有經(jīng)驗，超越所提供的新信息而建構(gòu)成的；第二，從記憶中提取信息也依賴于具體情境 強調(diào)學習的自主性、社會性、情境性 主張?zhí)骄繉W習和合作學習等現(xiàn)代學習方式,概念轉(zhuǎn)變理論,概念轉(zhuǎn)變理論屬于廣義的建構(gòu)主義理論 學生學習科學的過程是一個概念轉(zhuǎn)變的過程，而不是新信息的點滴積累 注重學生原有的概念和認識 利用學生原有概念和認識設(shè)計教學,研究中需要處理的幾個關(guān)系,理論與實踐的關(guān)系： 理論與實踐統(tǒng)一，側(cè)重于實踐。 繼承與創(chuàng)新的關(guān)系： 繼承與創(chuàng)新統(tǒng)一，側(cè)重于創(chuàng)新。 探究與建構(gòu)的關(guān)系： 探究與建構(gòu)統(tǒng)一，側(cè)重于探究。 教授與學習的關(guān)系： 教授與學習統(tǒng)一，側(cè)重于學習。,研究范式：行動研究,行動研究：研究者與實踐者統(tǒng)一的一種研究范式。 研究的起點是教師對自身實踐的反思； 研究的對象是現(xiàn)實中的具體問題； 研究的目的是為了解決現(xiàn)實問題； 研究的過程是為了改善現(xiàn)實的實踐； 研究的結(jié)果是切實改變了的現(xiàn)狀。,一個行動研究案例：美國馬里蘭大學Redish做的一項研究,研究學生如何理解（或不能理解）物理，其目的是 幫助每個學生克服學習物理中的困難 編制更適用于多數(shù)學生的課程和教材,問題的提出：超越內(nèi)容的目標,人們列出了許多典型的技能作為學習物理的結(jié)果. 學習如何解決復雜問題 學習如何進行科學思維 學習如何學習 發(fā)展一種對物理世界的直覺. 但是很少評價在達到這些目標方面的成就. 如何知道我們?nèi)〉昧硕啻筮M展呢?,一個關(guān)于學生學習的模型,現(xiàn)代認知理論：認知具有生產(chǎn)性和創(chuàng)造性 不僅僅是所存信息的重演,例題,單色激光照在雙縫上時，在遠處的屏上產(chǎn)生下面所示條紋 . 如果遮住其中一條狹縫，條紋將如何改變? (Since the interference arises from the waves from the two slits interfering with each other, the pattern would go away and be replaced by an almost uniform brightness.),結(jié)果,此題分別在教學前后測試了工程物理一個班的學生. 半數(shù)以上學生認為部分條紋仍然存在. 有些認為保留了左半部分條紋. 有些認為每間隔一個條紋保留一個條紋.,K. Wosilait, P. Heron, P.S. Shaffer, and L.C. McDermott, PERS to Am. J. Phys. 67, S5-S15 (1999).,認知反映的情境依賴性對于學生做什么（和我們?nèi)绾谓忉屗┑膯⑹?,學生可能會同時持有物理情境的相互矛盾的模型。 專家看作 “相同”的題目，新手則可能不這樣看。 題目中的特定線索可能引導他們想起某個模型。,對機械波和聲的教學研究,研究學生對機械波和聲的理解 對初學物理的學生來說，波是一個很難的專題 尤其在數(shù)學方面 (他們初次接觸兩個獨立變量的函數(shù))。,*Michael Wittmann, Ph.D. Dissertation, U. of MD, December 1998.,If you have a box, and apply a force . you can find the acceleration.”,首先研究學生原有的認識:關(guān)于一?；覊m如何對聲波作出反應的訪談:,描述灰塵粒子的運動 “它將離開講演者，被聲波推出去 我的意思是，聲波通過空氣向外傳播， 空氣實際上正在運動，所以灰塵粒子應當與由講演者擴散出去的空氣一起運動?！?聲波“用 力撞擊粒子.” 如果你有一個盒子，并施加一個力，你會看到加速度。,結(jié)論：學生存在一種定向類比,在許多訪談和無唯一答案的考試題中，學生表現(xiàn)出一種普遍的反映。 他們使用一種粒子-脈沖定向類比（一種聯(lián)系模式），認為波峰就象牛頓的“點粒子”，忽略波的其它部分。 幾乎所有工程物理的學生在一些情境中使用這種類比，而在其它情境中采用正確的推理方法。 學生并不是“得出正確答案或錯誤答案”，而是似乎同時得到兩種答案。,研究結(jié)論：傳統(tǒng)教學在克服學生困難方面作用不大,在一項研究性測試中，有40%到 50% 的學生在教學前、后認為灰塵粒子被推離講演者。 在兩個題目上，教學前、后的“成功”率大約只有25%。,嘗試新的教學策略：用概念轉(zhuǎn)變的教學策略解決學生的困難,使用錄象創(chuàng)造了作業(yè)（ worksheet）教學。 教學運用了認知沖突模式引導概念轉(zhuǎn)變： 要求學生解釋錄象中火焰的運動。 學生必須解決他們的描述和觀察結(jié)果之間的矛盾。 學生在觀察錄象的基礎(chǔ)上發(fā)展認識。,采用教學前-后的診斷測驗檢驗波教學的成功率,設(shè)計了各種題目給學生提供使用粒子-脈沖定向類比的機會。 在所提供的不同情境中，幾乎所有學生將正確模型和普遍的（但是錯誤的）粒子-脈沖模型混合使用。 測量成功不僅用平均分的改變，而且用分布的改變。,演示者怎樣才能產(chǎn)生一個脈沖，使它經(jīng)過較長時間到達墻壁。. a. 手更快地運動 (但只是上下抖動一次，幅度相同). b. 手更慢地運動 (但只是上下抖動一次，幅度相同). . e. 在同樣拉力下，使用一條長度相同的更重的繩. h. 使用一條相同密度的繩，但增加拉力。 i. 給波施加更大的力。 j. 給波施加更小的力。 k.以上答案都不能產(chǎn)生所希望的效果。,測題一例：多項選擇，多元反應形式,教學前的反應,*Michael Wittmann, Ph.D. Dissertation, U. of MD, December 1998.,137名學生在波的教學前后診斷測驗中的答案,教學后的反應,137名學生在波的教學前后診斷測驗中的答案,*Michael Wittmann, Ph.D. Dissertation, U. of MD, December 1998.,態(tài)度測試：馬里蘭物理期望調(diào)查問卷,調(diào)查的目的是確定學生認知態(tài)度的分布和發(fā)展學生理解諸如概念和一致性等重要問題的程度。 問卷包括 34個陳述句，要求學生表示同意或反對。,E. F. Redish, J. M. Saul, and R. N. Steinberg, Am. J. Phys. 66, 212-224 (1998).,物理課程期望調(diào)查問卷,請仔細閱讀以下問題并表明你的態(tài)度。A：非常同意 B：同意 C：既不同意也不反對 D：反對 E：強烈反對。謝謝合作。 1.為了理解本課程中大部分的基本觀點，我只需閱讀課本，做大多數(shù)的課后練習，并且(或者)上課認真聽講。,2.從公式的推導或證明中，我能得到的所有信息是：公式的獲得是有效的，可以用來解題。 3.我認真復習課堂筆記以備考試。 4.解物理習題基本上就是找出習題所對應的事實或公式，然后代入數(shù)據(jù)算出結(jié)果。 5.學習物理使我改變了一些對物理世界的看法。,6.我花費大量的時間去搞清楚并理解課堂上或課本上給出的一些推導或證明。 7.我仔細閱讀課本并演算其中的大量例題。 8.在本課程中，我不期望對公式能有一種直觀的理解，而只是接受它們。 9.對我來說，學習物理的最好方法是做大量的習題而不是仔細的分析一些習題。,10.物理定律和我所經(jīng)歷的現(xiàn)實世界沒有多少聯(lián)系。 11.為了將來的工作需要，我必須很好地理解物理，只有一個好的考試分數(shù)是不夠的。 12.物理知識包括許多信息，它們各自都主要適用于不同的具體情況。 13.我的考試分數(shù)主要取決于對課程內(nèi)容的熟悉程度，與頓悟或創(chuàng)造性關(guān)系不大。,14.具體的說，學習物理就是從課堂上或課本中給出的定律、原理和公式中獲取知識。 15.做物理習題時，如果我的計算結(jié)果與我所期望的結(jié)果很不相同，我必須相信計算結(jié)果。 16.課堂上或課本中給出的公式的推導或證明對解題或?qū)W習本課程所需的技巧幫助不大。,17.只有相當少數(shù)的人能夠真正的理解物理。 18.為理解物理，我常常把個人的生活經(jīng)歷與所分析的問題相聯(lián)系。 19.解題的關(guān)鍵是找出正確的公式。 20.在考試中，如果我記不起解某個習題所需的公式，對該題我就無能為力。(作弊除外),21.如果我用兩種方法解一個習題得到兩個答案，對此我不必擔心， 只需選擇一個看起來更合理的即可。(假設(shè)課本后面沒有答案) 22.物理知識是與現(xiàn)實世界相聯(lián)系的，而且有時它能幫助我們?nèi)ニ伎歼@種聯(lián)系， 但在物理課程中卻不必這樣做。 23.我從這門課程中得到的主要技能是學習如何解物理習題。 24.考試結(jié)果對提高我對課程內(nèi)容的理解沒有什么指導作用， 我從考試中獲得的所有信息就是考前的學習狀況。,25.學習物理能幫助我理解日常生活中的情境。 26.在我解考題或作業(yè)題時，我能夠明確的意識到題目中所包含的物理概念。 27.如果你能回憶起所讀過的或給你展示過的東西，就說明你基本上理解了物理。 28.花費大量時間(半小時或更長)解一個習題是浪費時間。如果我不能很快的解決問題的話,我最好是請教別人。,29.學習本課程的關(guān)鍵是能夠記住所有需要知道的信息。 30.我從本課程中獲得的主要技能是學習如何對物理事物進行邏輯推理。 31.作業(yè)中或考試中所犯的錯誤可以幫助我更好的理解課程內(nèi)容。,32.要在一個問題(特別是從沒見過的問題)中正確的使用公式， 只是知道公式中每個符號的意義是不夠的。 33.沒有很好的理解物理內(nèi)容也可能通過考試。 34.學習物理，我們需要把課堂上或課本上獲得的信息進行重新思考、重新建構(gòu)、重新組織。,用測試結(jié)果比較不同教學模式的效果,問卷調(diào)查了20多所學院和大學的5000多名學生。 在研究中比較了兩種不同的大學力學教學引起的態(tài)度變化（一學期的課程）。 傳統(tǒng)教學 (3： 1小時講課 +輔導 recitation) 工作小組 (3： 2小時教師指導下的發(fā)現(xiàn)法實驗),變量 1-3 (獨立性/一致性/概念),獨立性 /一致性 /概念組,贊同的反應,不贊同的反應,工作小組與大課講授教學的比較,Dickinson 的工作小組物理教學，在獨立性/一致性概念組上表現(xiàn)出顯著提高。 (2.5 s) 三所研究性大學的大課講授教學，在獨立性/一致性概念組上表現(xiàn)出微弱下降。,用多項選擇題分析學生模型,多項選擇題的價值在于能檢測許多學生，但其缺點是不能使我們充分理解學生的推理過程。 使用建立在研究基礎(chǔ)上的多項選