【《STSE（科学、技术、社会、环境）视阈下高中物理情境教学实践研究》4500字】

STSE（科学、技术、社会、环境）视阈下高中物理情境教学实践研究1.1研究目的本文在研究相关文献、文本的基础上，提出个人在STSE视阈下高中物理情境教学策略和教学流程。通过开展情境教学实践活动，以问卷调查法检验学生核心素养（科学态度与责任）的发展情况，用纸笔测试检验学生物理学科能力水平的发展，用课堂观察的形式检验教师教学效果，并进行总结分析，为未来STSE视阈下的物理情境教学提供一定的参考。1.2研究对象本次实验综合班级总人数、性别差异、物理学科成绩等因素，并针对高二年级学生滚动适应性练习成绩展开独立样本T检验，综合选取2个无显著差异的班级班进行研究。表1.1实验样本分布情况表班级男女总数高二（10）班（实验班）272451高二（12）班（对照班）272350总计5447101表1.2班级前测成绩统计情况表表1.3前测成绩独立样本T检验根据表5.3可知假定方差齐性检验结果的显著性值为0.100>0.05，说明方差齐性，Sig（双尾）值为0.981>0.05。说明滚动适应性练习成绩两个班级不存在显著性差异，可以作为实验样本进行研究。其中高二（10）作为实验班，采用笔者设计的STSE视阈下高中物理情境教学进行教学实验；高二（12）班作为对照班，采用传统教学方式展开教学。实验教学内容为鲁科版高中物理选择性必修二（2019版）第三章交变电流与远距离输电整章内容，共计4节7课时。1.3教学实践评价维度对于教学的评价总体可分为对教师教学的评价和学生学习的评级，本文将从这两个维度出发对本次教学实践展开评价。1.3.1学生学习的评价教学根本目的是让学生学习过程和学习结果具有较好的效果，教师教学活动质量应该是反映的是学生的学习过程所获得的情况。对于教学活动效果的评价，世界各国和地区维度和标准各不相同。通过大量文献分析、结合本人对当前教学实践现状的观察，确定从学生素养的发展观、学生物理学科能力这两个维度对本次教学实践学生学习的效果展开评价。1.物理核心素养—科学态度与责任物理学科核心素养是学生物理学科学习过程中所形成的与本学科相关的正确价值观、必备品格与关键能力[31]。物理核心素养的发展，体现了物理学科的本质，为学生终身发展和应对社会未来的挑战打下基础。通过物理教学使学生核心素养得到提升，是物理教学的重要功能体现，实际上核心素养四方面的发展并不是各自为营、孤立发展的，往往体现相互促进、共同发展的特点。鉴于本次研究时间和精力、个人研究能力的限制，本次研究选取学生在科学态度与责任方面的发展情况为研究对象，对本次教学实践的效果进行评价。参考廖伯琴关于科学态度与责任的水平划分与描述，郭玉英关于科学态度与责任的内涵解读[32]，结合新课标关于科学态度与责任的水平划分，制定以下科学态度与责任评价表。1.4科学态度与责任评价表物理学科能力物理学科能力一直是物理教育研究的热点话题，国内外专家团队通过长期的研究提出了不同的关于物理学科能力的理论，由于本次实践时间和本人自身研究能力的限制，在此引用郭玉英教授在《基于学生核心素养的物理学科能力的研究》[33]一书中对物理学科能力表现框架的划分对学生的物理学科能力进行评价，如表5.5。表1.5物理学科能力表现框架1.3.1教师教学的评价对教师教学的进行评价，有利于教师正确认识自身教学水平、反思教学中存在的问题从而进行改进，提升自身教学水平。教师教学评价是各个阶段不同地区学校的一项常态化活动，对于评价内容、评价标准、分数占比都因实际情况有所不同。本文参考于海波教授在《物理课程与教学论》[34]一书中有关物理教师教学评价内容的界定、赵士果在博士论文《促进学习的课堂评价研究》[35]中对评价方向的分析，沈毅、崔允漷《课堂观察：走向专业的听评课》[36]中关于课堂观察工具的建构，结合笔者对STSE视阈下高中物理情境教学的研究，制定以下教学评价量表。表1.6STSE视阈下高中物理情境教学评价量表一级指标二级指标标准描述分值教学准备资料准备（5分）对课程标准，教材STSE内容研读深入，对课件、教学辅助软件设计与使用高效。教具准备（5分）实验仪器能展示物理现象，课件等辅助教具能有效帮助开展教学活动。学情诊断（5分）能分析学生已经具备的与本节课相关知识基础，了解高二学生思维水平、科学探究能力。教学内容（5分）教学内容合理，重难点内容符合学情，拓展能力促进教学效果的深化。教学设计教学设计理念（10分）突出STSE理念，体现以学生为主体，设计符合物理核心素养要求。教学设计逻辑（10分）思路层次脉络清晰，活动编排科学，环节衔接流程，时间分配合理。教学设计结构（10分）教学设计要素全面，结构完整。教学活动教学目标（10分）目标明确,突出学生主体性，有利于培养学生核心素养。教学内容（15分）与STSE关联紧密，能联系学生已有知识，难度适符合学生学情。教学方法（15分）情境教学的应用有利于教学目标的达成，以学生发展为中心，激发学生兴趣。教学媒体（10）能将信息技术与物理课堂有效融合。教学建议：1.4教学实践效果评价方式1.4.1问卷调查问卷编制调查问卷按照科学态度和责任的一级指标的划分确定三个维度，其中科学本质四个子维度、科学态度四个子维度、社会责任两个子维度。前测问卷为20道题，详细分布情况如表5.3所示。问卷的评分采用李克特五级量表的形式，每道题目有五个不同程度副词的选项，1-10为正向命题，非常符合5分，符合4分，不一定3分，不符合2分，非常不符合1分；11-20为反向命题，非常符合1分，符合2分，不一定3分，不符合4分，非常不符合5分，为确保与之前测验的相关性，后测与前测设题数目、考察维度、计分规则均相同，问卷详情见附录B。表1.7调查问卷题目分布一级指标二级指标题号科学本质科学知识1、11科学研究过程和方法2、12科学历史3、13科学价值4、14科学态度尊重事实5、15内在动机6、16善于反思7、17团队合作8、18社会责任科学伦理9、19STSE关系10、20问卷前测分析两个班级的前测问卷成绩运用SPSS软件进行处理，采用独立样本T检验的方法进行分析，确定两个班的科学态度与责任有无显著差异性，得到结果如表1.9。表1.8调查问卷前测成绩表1.9调查问卷前测独立样本T检验根据表5.9可知在科学本质、科学态度、社会责任假定方差齐性检验结果的显著性值分别为0.941、0.722、0.974均大于0.05，说明方差齐性，Sig（双尾）值为0.925、0.856、0.573均大于0.05。说明在科学本质、科学态度和社会责任核心素养上两个班级不存在显著性差异，可以作为实验样本进行研究。3.问卷后测结果分析在教学实践完成后，发放后测调查问卷，对两个班级的问卷后测成绩运用spss软件进行处理，采用独立样本T检验的方法进行分析，确定两个班的科学本质、科学态度、社会责任有无显著差异性，得到结果如表1.10、表1.11。表1.10调查问卷后测成绩表1.11调查问卷后测独立样本T检验由表1.11可知科学本质、科学态度、社会责任三方面显著性值>0.05，说明方差齐性，Sig.（双尾）均＜0.05，说明两个班科学态度与责任后测成绩有显著差异性。从问卷后测中可以看出实验班在科学态度与社会责任三个维度成绩明显高于对照班。对比前、后测问卷实验班、对照班成绩可以看出，两个班级科学态度与责任核心素养水平均有提升，实验班提升幅度较对照班更大。《交变电流与远距离输电》一章内容与科学、技术、社会、环境联系较为紧密，学生通过这一章知识的学习后科学态度与社会责任都能得到一定程度的提升，STSE视阈下高中物理情境教学相较于传统教学来说对科学态度与责任培养效果更为良好。（1）科学本质：1.4.2纸笔测试纸比测试也叫做书面考试，通过对学生在规定时间内对书面任务的完成情况的评分，考察其知识、能力等方面的水平。因其高效的特点，被广泛应用于对学生的考察之中。1.测试目的本次纸笔测试的目的是考察学生在完成《交变电流与远距离》一章的学习后在学习理解、应用实践、迁移创新方面的能力水平。测试时间90分钟，满分100分。试卷编制参考廖伯琴在《普通高中学科核心养养测评：命题、测量与分析》[36]一书关于试题命制的表述，黄光杨《教育测量与评价》[37]中关于试题编制的流程，结合物理学科能力表现框架，以本章知识点和物理学科能力表现为变量制定双向细目表，如下表。并依据双向细目表进行组卷，具体试卷见附录。表1.12双向细目表能力表现知识点学习理解应用实践迁移创新合计/分观察记忆概括论证关联整合分析解释推理预测综合运用直觉联想迁移与质疑构建新模型交变电流的特点含义3227周期和频率2349有效值和最大值628交变电流的产生交流发电机2226原理3339变化规律336科学探究：变压器工作原理3339电压与匝数关系6612理想变压器电压与匝数关系538电能的远距离输送高压输电原因5611高压交流输电和直流输电628电能的利用和社会发展437总计/分12816918101188100363727单元适应性练习成绩分析完成单元教学任务后，对对照班和实验班单元适应性练习的成绩进行统计分析，采用SPSS进行独立样本T检验，结果如下表5.14所示。表1.13班级后测成绩统计情况表表1.14单元适应性练习成绩独立样本T检验由表5.14可知，显著性值为0.703>0.05，说明方差齐性。Sig.（双尾）为0.028＜0.05说明实验班与对照班单元适应性练习成绩有明显差异。通过两个班级后测成绩平均值进行比较，得出实验班的成绩明显高于对照班。说明STSE视阈下高中物理情境教学对学生物理学科能力提升有明显效果。1.3.3量表法评价量表法是评价者依据事先制订好的评价量表，对教师进行课堂观察，对教师各个维度的表现进行打分，最后给出总体评价意见的方法[38]。本次研究的评价者由实习学校物理组三位优秀教师担任，由于教学任务较大，三位教师选择《交变电流的产生》这一节课进行课堂观察，从教学准备、教学设计、教学活动三个维度对STSE视阈下高中物理情境教学效果进行打分，并给出建议。一级指标二级指标标准描述教师1教师2教师1教学准备资料准备（5分）对课程标准，教材STSE内容研读深入，对课件、教学辅助软件设计与使用高效。555教具准备（5分）实验仪器能展示物理现象，课件等辅助教具能有效帮助开展教学活动。545学情诊断（5分）能分析学生已经具备的与本节课相关知识基础，了解高二学生思维水平、科学探究能力。544教学内容（5分）教学内容合理，重难点内容符合学情，拓展能力促进教学效果的深化。455教学设计教学设计理念（10分）突出STSE理念，体现以学生为主体，设计符合物理核心素养要求。9910教学设计逻辑（10分）思路层次脉络清晰，活动编排科学，环节衔接流程，时间分配合理。899教学设计结构（10分）教学设计要素全面，结构完整。899教学活动教学目标（10分）目标明确,突出学生主体性，有利于培养学生核心素养。91010教学内容（15分）与STSE关联紧密，能联系学生已有知识，难度适符合学生学情。9910教学方法（15分）情境教学的应用有利于教学目标的达成，以学生发展为中心，激发学生