《基于多重表征的理科问题解决教学研究》开题报告

1/7基于多重表征的理科问题解决教学研究开题报告1本课题的背景和意义我国的教育改革为“问题解决教学”提供了现实基础我国在现阶段正在积极进行着第八次基础教育课程改革，其指导思想主要在于转变传统的知识至上、知识为本的观念为重视能力、学生为本的观念，改革传统的“填鸭式”或“灌输式”的教育模式，提倡“探究式”的教学模式，注重学生知识掌握的同时更注重学生问题解决能力的培养。这些在相应的教育政策中都有很明确的体现。例如，教育部于2001年7月27日公布的新一轮课程改革纲要中明确指出，要培养学生解决问题的能力。利用人工智能的词频统计软件对各国的课程标准进行分析，以“科学探究”为自定义词组发现，在我国课程标准中出现的次数是最高的。可见，培养学生的科学探究精神、提高学生的问题解决能力也正成为我国基础教育中的一个主要指导思想，是引领我国基础教育教训发展和前进的目标和方向。2001年9月国家九年义务教育课程计划实验稿把研究型学习作为重要内容列入其中2000年1月颁布的全日制普通高级中学课程计划试验修订稿亦把研究2/7型学习课程规定为重要内容。研究型课程首次成为了我国基础教育课程体系的有机构成并纳入到了必修课范畴之中。在基础教育中，独立开设研究型课程也成为了我国当前课程改革的一个特点和亮点，是课程改革的一大突破，也倍受人们的关注。与研究型课程相伴的一种学习方式就是研究性学习，即让学生像科学家的研究工作一样进行探究性的学习，发现和捕捉疑问，提出问题，深入探究，在解决问题的过程中获得知识、发展能力、培养情操。因此，研究型课程和研究性学习的提倡为问题解决在我国的生根发芽提供了厚实的土壤环境和现实氛围，而问题解决的研究和推行也势必会对研究性学习的深入广泛的开展开辟新的天地、提供新的思路和方式。问题解决教学的研究意义问题解决教学的研究有着理论方面的必要性。问题解决教学的研究是一种面向“田野”的研究。问题解决教学研究是学科问题解决研究的深化，为学科问题解决的研究提供了前进的方向和继续生长的土壤，具备了将认知心理学的理论研究成果和学科教学实践密切结合的重要特点。问题解决教学的研究又有着教学实践方面的急迫性。随着基础教育新课程改革的不断推进，对教学模式的创新和学习方式的转变有了更为迫切的需要，对教师也提出了3/7更高的要求。而许多一线教师对于如何达到新课程改革的目标感到迷茫和无助，本课题的研究能够为教师提供一种新的教学思路，使其对新课程理念的理解有一种较为具体的依托。通过问题解决教学，能够帮助教师改变对以往习题教学的错误认识，走出“题海战术”和“应试教育”的误区能够帮助学生理解科学，学会思维，提高创新能力。研究所提出的教学设计及相关案例可以为教师的教学实践提供有价值的参考和借鉴。2对课题重要概念的把握问题解决和问题解决教学问题解决原本是属于心理学的研究范畴。随着应用心理学的不断发展，逐渐渗透到了教育中，纳入了教育心理学的研究对象之中，而且还是一个非常重要的研究对象之一。人们试图通过对问题解决的内在心理过程的研究来发现问题解决成功者和问题解决失败者之间的差异性，找出其中的规律性东西，以为学生的问题解决提供帮助和启示。现在，对问题解决的理解又向前迈进了一大步。问题解决并不仅仅是对学生在解决问题时的思维的微观的研究，而已超越发展形成为一种宏观层面上思想或者是思路，即问题解决教学。建构主义教学理论是当今国内外较为活跃的一种思4/7潮，相应地开发出了不少的教学方法，其中有代表性的建构主义教学方法主要有三种抛锚式教学、支架式教学和随机访问式教学。这三种方法虽然基于特定的理论指导思想，但是这些理论都具有相当的共性。因此，三种方法不是相对立的，而是相辅相成的，只是环节与侧重点的不同。每种方法都强调学习者自主完成所学知识的意义建构，这也正是问题解决教学的方法和思想。另外，每种方法都强调情景创设问题提出、协作学习和过程评价，这也正是问题解决教学方法的几个主要步骤之一。因此，问题解决教学是建立在建构主义教学理论基础之上，其具体的操作程序和规则可以结合上述三种不同的建构主义教学方法，正可谓“教学有法，教无定法”。表征和多重表征表征是问题解决过程中的一个极其重要的环节，问题的表征方式和表征程度是问题解决能否成功的决定性因素。有学者认为表征是问题解决的一个阶段，也有学者认为表征贯穿于整个问题解决过程中。我们的研究取向认同于后者。约翰斯顿JOHNSTONE，1991认为化学、物理和生物等理科学科中都至少包括三种知识水平，即宏观水平、微观水平和符号水平。通常，可以认为这是三种不同类型的表征，专家在问题解决过程中可以自由地在多种表征之间进行转换，即建构了一种稳定的多重表征。5/73研究目标、研究内容和研究重点研究目标以认知心理学中关于问题解决的研究为基础，以表征为研究的切入点，以理科问题为媒介，提出基于多重表征的理科问题解决教学模式。以这种新的教学模式为指导，选择适合的理科教学内容进行教学设计和实践，尝试转变教师的教学方式和学生的学习方式，帮助教师形成与基础教育改革理念相适应的教育观念，帮助学生学会学习，改善思维品质，同时具备较高的问题意识和良好的问题解决的愿望和能力。研究内容1学生表征状况的测查与分析2理科教师表征状况的测查及其教学观念的分析3基于多重表征的理科问题解决教学模式的研究4基于该教学模式的相关理科教学内容的教学设计5课堂教学实践及其分析。研究重点基于多重表征的理科问题解决教学模式及该模式指导下的相关教学案例的设计。4实施计划具体工作计划、进度和分工文献调研阶段课题批准2016年6月系统地查阅与表征及问题解决、问题解决教学等有6/7关的文献资料，对已有的相关研究作一个较为全面的梳理，以拓展研究的视野。调查分析阶段2016年6月2016年11月整理并分析相关理科教材中的各知识点特征，讨论教材编写者的基本思路。以此为基础，设计测查学生表征水平的问卷并进行测试和分析，通过口语报告对典型学生的表征状况进行深入的研究，从而较为深入地认识学生现有的表征倾向及表征水平。从学生的认知层面为后续研究提供现实基础。设计理科教师表征状况的测试问卷，了解作为教学专家的教师的表征能力同时选择部分教师进行访谈，从现有的相关教学设计内容等分析教师的教学观念及其在教学过程中的需求等。从教师教学的层面为研究的进行提供基础。模式研究和教学设计阶段2016年3月2016年2月在文献研究和调查分析的基础上，提出基于多重表征的理科问题解决教学模式，并对其重要性、必要性及可行性进行分析和预测。教学实践和分析阶段2016年3月2016年11月选择适合的教学