在实施新课程中开展行动研究北京师范大学物理系郭玉英.ppt

在实施新课程中开展行动研究 北京师范大学物理系 郭玉英,主要内容,新课程的实施过程是一个 研究过程 研究的主要内容 研究的过程和范式 预期研究成果,新课程的实施过程是一个研究过程,课程标准不是指导教师教学工作的内容纲要，而是对学生应达到的基本标准的描述，对于实现目标的手段与过程只是提出建议，为教材编写和教师教学提供了广阔空间。 教材是教师的教学资源和学生的学习资源，教师要用教材教，而不是教教材。 新课程注重学生的发展，承认地区和学生的差异，课程实施方式应当是多样化的。,教师是课程实施的主体，是行动中的研究者,新课程的实施使所有实验区教师处在同一起跑线上。既是挑战，也是新的机遇。 课程实施中的具体问题没有现成答案，需要通过研究来寻找最佳的处理方式。 新课程从标准的制定、教材的编写到课程的实施都是以研究的方式进行的。 新课程实施的过程是以教师为主体的研究过程。,实施新课程要求我们重新反思和回答以下问题,实施新课程要达到哪些目标？ 新物理课程的理念是什么？ 新课程的内容与以前有哪些不同？ 怎样实施新物理课程？ 怎样知道课程目标是否实现？,对物理教育目的的新定位,义务教育阶段物理教育的目的是培养全体学生的科学素养 全体学生：关注学生差异，使每个学生得到发展 科学素养的三维目标：科学知识与技能(6条目标），过程与方法（6条目标），情感态度与价值观（7条目标）,课程实施的关键：教师将新课程理念转变为有效的课堂教学行为,注重全体学生发展，改变学科本位的观念 从生活走向物理，从物理走向社会 注重科学探究，提倡学习方式多样化 注意学科渗透，关心科技发展 构建新的评价体系,注重学生发展，改变学科本位,物理课程重心的转变：从学科到学生。 标准的设计突破了学科本位观念，在确定目标和选取内容时首先考虑提高学生科学素养的需要，着眼于促进学生的发展。 教材的编写按照学生的认识规律展开，由简单到复杂，由现象到本质。每一课的设计为教师提供了一个范例。 教师如何根据自己的学生实际进行教学设计是需要研究的重点问题。,从生活走向物理，从物理走向社会,体现现代教育观：物理教学不是向学生传授书本上的物理知识，而是以学生对自然界和生活中的物理现象具有的天然的好奇心和求知欲为基础，引导学生从自然和生活现象中发现物理问题，用科学的方法探究物理现象的本质和规律，将学到的知识和方法与社会实践结合起来，认识到物理学的实际应用，进一步激发学生对物理的兴趣和探究的动力。,注重科学探究，提倡学习方式多样化,课程内容和教学方式的变化：让学生经历科学探究过程，学习科学探究的方法，培养学生的科学探究精神、创新意识、实践能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度，在此过程中建构物理知识，发展各种能力；改革以书本为主、实验为辅的传统教学模式，提倡多样化的教学方式。,注意学科渗透，关心科技发展,课程的开放性和时代性：注意现代科学的发展趋势，重视学科之间的联系，揭示各门学科所共有的最基本的概念；注意将科学技术的新成就引入物理课程，注重学科之间的渗透、人文精神与自然科学的交融；使学生认识到科学是在与技术、社会之间的相互作用过程中不断发展的，从而逐步加深对科学本质的认识，逐步树立正确的科学观。,构建新的评价体系,评价目的、主体、内容和方式的变化：以评价促进学生的发展，不以甄别和选拔为校内评价的主要目的，强调多元化、发展性的评价体系；教师和学生都是评价的主体；主张终结性评价和形成性评价并重。从“知识与技能”、”过程与方法“和“情感、态度与价值观”三个维度对学生进行全面的评价。对学生学习的各个方面的现状和进步进行记录，重视学生在活动、实验、制作、讨论等方面的表现。,需要研究的新问题之一： 如何开展探究教学？,标准指出：科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。将科学探究列入内容标准，旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。 探究教学没有固定的模式，对教师提出了更高要求,如何理解科学探究和探究教学,科学探究不存在固定的模式或程序，不能作为程序性知识来教。 探究教学的本质是学生的主动参与和用科学的方式来解决问题。 探究教学可以是完整的探究活动，也可以是部分探究活动，探究的开放性可以不同，应根据学生特点和教学内容的特点来确定。,问题之二：如何培养学生的探究能力？,内容标准分为科学探究和科学内容两部分，这是在我国第一次将科学探究作为物理课程的内容提出明确和具体的要求。 科学探究包含：提出问题；猜想与假设；制定计划与设计实验；进行实验与收集证据；分析与论证；评估；交流与合作 对科学探究能力目标提出具体要求（共35条）,问题之三：如何开展实践活动,实践活动是新课程中的重要内容。教材适当增加了一些实践活动。 实践活动是学生自主参与、开放、灵活的教学方式，比科学探究的含义更广泛，形式更多样。 实践活动是物理课程与生活、科技、社会整合，培养学生创新意识和实践能力的有效途径。,问题之四：如何实现STS教育,STS是新课程的一项重要内容 以技术和社会问题作为学习物理知识、技能的背景 使学生了解科学、技术和社会的互动关系 培养学生的科学意识、态度和价值观 培养学生的思考能力，包括分析解决问题和决策的能力,问题之五：如何进行教学评价,如何评价学生 如何评价科学探究能力 如何评价情感、态度、价值观 如何评价教师 如何评价课堂教学,问题之六：如何利用和开发课程资源,新课程是开放性的课程，课程的实施需要大量的课程资源，教材和教学参考书是重要的课程资源，但还需要其他课程资源的补充。需要教师具有利用和开发课程资源的意识，努力开发身边可资利用的课程资源。 教学视频资源研究 备课资源开发与研究,研究的一般过程,确定研究课题 文献调研 确定研究的理论基础 制定研究方案 开展行动研究 总结报告研究结果,研究的理论基础： 现代科学教育理论,建构主义理论 学习是学习者主动建构知识的过程，而不是将课本和教师的知识装入学生头脑的过程。 建构包含两方面含义：第一，对新信息的理解是通过运用已有经验，超越所提供的新信息而建构成的；第二，从记忆中提取信息也依赖于具体情境 强调学习的自主性、社会性、情境性 主张探究学习和合作学习等现代学习方式,概念转变理论,概念转变理论属于广义的建构主义理论 学生学习科学的过程是一个概念转变的过程，而不是新信息的点滴积累 注重学生原有的概念和认识 利用学生原有概念和认识设计教学,研究中需要处理的几个关系,理论与实践的关系： 理论与实践统一，侧重于实践。 继承与创新的关系： 继承与创新统一，侧重于创新。 探究与建构的关系： 探究与建构统一，侧重于探究。 教授与学习的关系： 教授与学习统一，侧重于学习。,研究范式：行动研究,行动研究：研究者与实践者统一的一种研究范式。 研究的起点是教师对自身实践的反思； 研究的对象是现实中的具体问题； 研究的目的是为了解决现实问题； 研究的过程是为了改善现实的实践； 研究的结果是切实改变了的现状。,一个行动研究案例：美国马里兰大学Redish做的一项研究,研究学生如何理解（或不能理解）物理，其目的是 帮助每个学生克服学习物理中的困难 编制更适用于多数学生的课程和教材,问题的提出：超越内容的目标,人们列出了许多典型的技能作为学习物理的结果. 学习如何解决复杂问题 学习如何进行科学思维 学习如何学习 发展一种对物理世界的直觉. 但是很少评价在达到这些目标方面的成就. 如何知道我们取得了多大进展呢?,一个关于学生学习的模型,现代认知理论：认知具有生产性和创造性 不仅仅是所存信息的重演,例题,单色激光照在双缝上时，在远处的屏上产生下面所示条纹 . 如果遮住其中一条狭缝，条纹将如何改变? (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.),结果,此题分别在教学前后测试了工程物理一个班的学生. 半数以上学生认为部分条纹仍然存在. 有些认为保留了左半部分条纹. 有些认为每间隔一个条纹保留一个条纹.,K. Wosilait, P. Heron, P.S. Shaffer, and L.C. McDermott, PERS to Am. J. Phys. 67, S5-S15 (1999).,认知反映的情境依赖性对于学生做什么（和我们如何解释它）的启示.,学生可能会同时持有物理情境的相互矛盾的模型。 专家看作 “相同”的题目，新手则可能不这样看。 题目中的特定线索可能引导他们想起某个模型。,对机械波和声的教学研究,研究学生对机械波和声的理解 对初学物理的学生来说，波是一个很难的专题 尤其在数学方面 (他们初次接触两个独立变量的函数)。,*Michael Wittmann, Ph.D. Dissertation, U. of MD, December 1998.,If you have a box, and apply a force . you can find the acceleration.”,首先研究学生原有的认识:关于一粒灰尘如何对声波作出反应的访谈:,描述灰尘粒子的运动 “它将离开讲演者，被声波推出去 我的意思是，声波通过空气向外传播， 空气实际上正在运动，所以灰尘粒子应当与由讲演者扩散出去的空气一起运动。” 声波“用 力撞击粒子.” 如果你有一个盒子，并施加一个力，你会看到加速度。,结论：学生存在一种定向类比,在许多访谈和无唯一答案的考试题中，学生表现出一种普遍的反映。 他们使用一种粒子-脉冲定向类比（一种联系模式），认为波峰就象牛顿的“点粒子”，忽略波的其它部分。 几乎所有工程物理的学生在一些情境中使用这种类比，而在其它情境中采用正确的推理方法。 学生并不是“得出正确答案或错误答案”，而是似乎同时得到两种答案。,研究结论：传统教学在克服学生困难方面作用不大,在一项研究性测试中，有40%到 50% 的学生在教学前、后认为灰尘粒子被推离讲演者。 在两个题目上，教学前、后的“成功”率大约只有25%。,尝试新的教学策略：用概念转变的教学策略解决学生的困难,使用录象创造了作业（ worksheet）教学。 教学运用了认知冲突模式引导概念转变： 要求学生解释录象中火焰的运动。 学生必须解决他们的描述和观察结果之间的矛盾。 学生在观察录象的基础上发展认识。,采用教学前-后的诊断测验检验波教学的成功率,设计了各种题目给学生提供使用粒子-脉冲定向类比的机会。 在所提供的不同情境中，几乎所有学生将正确模型和普遍的（但是错误的）粒子-脉冲模型混合使用。 测量成功不仅用平均分的改变，而且用分布的改变。,演示者怎样才能产生一个脉冲，使它经过较长时间到达墙壁。. a. 手更快地运动 (但只是上下抖动一次，幅度相同). b. 手更慢地运动 (但只是上下抖动一次，幅度相同). . e. 在同样拉力下，使用一条长度相同的更重的绳. h. 使用一条相同密度的绳，但增加拉力。 i. 给波施加更大的力。 j. 给波施加更小的力。 k.以上答案都不能产生所希望的效果。,测题一例：多项选择，多元反应形式,教学前的反应,*Michael Wittmann, Ph.D. Dissertation, U. of MD, December 1998.,137名学生在波的教学前后诊断测验中的答案,教学后的反应,137名学生在波的教学前后诊断测验中的答案,*Michael Wittmann, Ph.D. Dissertation, U. of MD, December 1998.,态度测试：马里兰物理期望调查问卷,调查的目的是确定学生认知态度的分布和发展学生理解诸如概念和一致性等重要问题的程度。 问卷包括 34个陈述句，要求学生表示同意或反对。,E. F. Redish, J. M. Saul, and R. N. Steinberg, Am. J. Phys. 66, 212-224 (1998).,物理课程期望调查问卷,请仔细阅读以下问题并表明你的态度。A：非常同意 B：同意 C：既不同意也不反对 D：反对 E：强烈反对。谢谢合作。 1.为了理解本课程中大部分的基本观点，我只需阅读课本，做大多数的课后练习，并且(或者)上课认真听讲。,2.从公式的推导或证明中，我能得到的所有信息是：公式的获得是有效的，可以用来解题。 3.我认真复习课堂笔记以备考试。 4.解物理习题基本上就是找出习题所对应的事实或公式，然后代入数据算出结果。 5.学习物理使我改变了一些对物理世界的看法。,6.我花费大量的时间去搞清楚并理解课堂上或课本上给出的一些推导或证明。 7.我仔细阅读课本并演算其中的大量例题。 8.在本课程中，我不期望对公式能有一种直观的理解，而只是接受它们。 9.对我来说，学习物理的最好方法是做大量的习题而不是仔细的分析一些习题。,10.物理定律和我所经历的现实世界没有多少联系。 11.为了将来的工作需要，我必须很好地理解物理，只有一个好的考试分数是不够的。 12.物理知识包括许多信息，它们各自都主要适用于不同的具体情况。 13.我的考试分数主要取决于对课程内容的熟悉程度，与顿悟或创造性关系不大。,14.具体的说，学习物理就是从课堂上或课本中给出的定律、原理和公式中获取知识。 15.做物理习题时，如果我的计算结果与我所期望的结果很不相同，我必须相信计算结果。 16.课堂上或课本中给出的公式的推导或证明对解题或学习本课程所需的技巧帮助不大。,17.只有相当少数的人能够真正的理解物理。 18.为理解物理，我常常把个人的生活经历与所分析的问题相联系。 19.解题的关键是找出正确的公式。 20.在考试中，如果我记不起解某个习题所需的公式，对该题我就无能为力。(作弊除外),21.如果我用两种方法解一个习题得到两个答案，对此我不必担心， 只需选择一个看起来更合理的即可。(假设课本后面没有答案) 22.物理知识是与现实世界相联系的，而且有时它能帮助我们去思考这种联系， 但在物理课程中却不必这样做。 23.我从这门课程中得到的主要技能是学习如何解物理习题。 24.考试结果对提高我对课程内容的理解没有什么指导作用， 我从考试中获得的所有信息就是考前的学习状况。,25.学习物理能帮助我理解日常生活中的情境。 26.在我解考题或作业题时，我能够明确的意识到题目中所包含的物理概念。 27.如果你能回忆起所读过的或给你展示过的东西，就说明你基本上理解了物理。 28.花费大量时间(半小时或更长)解一个习题是浪费时间。如果我不能很快的解决问题的话,我最好是请教别人。,29.学习本课程的关键是能够记住所有需要知道的信息。 30.我从本课程中获得的主要技能是学习如何对物理事物进行逻辑推理。 31.作业中或考试中所犯的错误可以帮助我更好的理解课程内容。,32.要在一个问题(特别是从没见过的问题)中正确的使用公式， 只是知道公式中每个符号的意义是不够的。 33.没有很好的理解物理内容也可能通过考试。 34.学习物理，我们需要把课堂上或课本上获得的信息进行重新思考、重新建构、重新组织。,用测试结果比较不同教学模式的效果,问卷调查了20多所学院和大学的5000多名学生。 在研究中比较了两种不同的大学力学教学引起的态度变化（一学期的课程）。 传统教学 (3： 1小时讲课 +辅导 recitation) 工作小组 (3： 2小时教师指导下的发现法实验),变量 1-3 (独立性/一致性/概念),独立性 /一致性 /概念组,赞同的反应,不赞同的反应,工作小组与大课讲授教学的比较,Dickinson 的工作小组物理教学，在独立性/一致性概念组上表现出显著提高。 (2.5 s) 三所研究性大学的大课讲授教学，在独立性/一致性概念组上表现出微弱下降。,用多项选择题分析学生模型,多项选择题的价值在于能检测许多学生，但其缺点是不能使我们充分理解学生的推理过程。 使用建立在研究基础上的多项选