甘肃省教育科学课题内容 - 图文

《高中力学中功与能量教学策略的研究》总报告

目 录

一、 课题简介 ........................................................................................................................... 1 二、 课题研究的背景和意义 ................................................................................................... 1

（一）课题研究的背景 ........................................................................................................... 1 （二）课题研究的意义 ........................................................................................................... 2 三、 课题的研究目标和研究方法 ........................................................................................... 2

（一）课题研究的目标 ........................................................................................................... 2 （二）本课题研究方法和创新点 ........................................................................................... 3 四、 课题的理论依据 ............................................................................................................... 3

（一）建构主义理论 ............................................................................................................... 3 （二）主体性教育理论 ........................................................................................................... 4 五、 课题研究的步骤和过程 ................................................................................................... 5 六、 课题研究的主要结论与成果 ........................................................................................... 6

（一）课题研究的主要过程及结论 ....................................................................................... 6 （二）教学实践的实施（教学设计） ................................................................................. 20 （三）课题研究的成果 ......................................................................................................... 20 七、 研究结论和建议 ............................................................................................................. 23

（一）结论 ............................................................................................................................. 23 （二）建议 ............................................................................................................................. 24 八、 今后的设想 ..................................................................................................................... 24 九、 参考文献 ......................................................................................................................... 26

（一）专著类 ......................................................................................................................... 26 （二）期刊类 ......................................................................................................................... 26 十、 附件................................................................................................................................. 27

附件1 ：动能定理的探究式教学策略的教学设计 ............................................................ 27 附件2 ：机械能守恒定律中的问题教学策略的教学设计 ................................................ 30 附件3 ：高中学生运用功和能量能力的调查 .................................................................... 35 课题组重要的阶段性研究成果..................................................................... 错误！未定义书签。

0

《高中力学中功与能量教学策略的研究》总报告

一、 课题简介

课题负责人：王多茂

课题组成员：张晓燕 何水强 姚文斌 王惠芳 张玉荣 祁光武 单华文 王治伟 蔡永鸿 高才远 蒋录元

课题来源：课题经省教育科学规划领导小组批准，被列为甘肃省基础教育课程改革专项研究课题，并纳入甘肃省教育科学“十二五”规划课题。

研究周期：2013年4月—2015年4月 课题研究学校：甘肃省武威二中

二、 课题研究的背景和意义

（一）课题研究的背景

在整个物理概念和规律中，功与能量是物理学的基本概念，功能关系与能量转化和守恒定律是物理学的基本规律，它贯穿于力学、热学、电磁学、光学和原子物理学各个部分中。而力学中的功和能量关系又是功与能量最为重要的物理规律之一，也是整个高中物理中功和能量规律的基础。虽然机械能守恒定律是一条导出定律，也就是说它基本上没有新的物理内容，但与牛顿第二定律相比，它却提出了一种完全不同的方法来考察物理过程，以致我们可以把它看作一个全新的工具。虽然机械能守恒定律是牛顿定律的必然结果，但它不依赖于牛顿定律，却能大大增进我们对自然的认识，所以机械能是我们了解自然的一把重要的钥匙。

1．当前高中学生对力学中功与能量的学习现状

从整个高中物理课程的编排和学习情况来看，教材在结构上把力的概念和牛顿运动定律放在首要位置，例如从高一开始我们首先接触到的物理知识是牛顿运动定律，课程内容的组织、教师的平时教学更多的是牛顿运动定律来设计，相对而言功与能量(守恒)的教学内容编排在牛顿运动定律之后，学生对它的运用也处于次要的位置。学生在思维上习惯首先以牛顿运动定律来解决物理问题，当它不能解决或不能很好解决问题时，才用功和能量的相关知识来解决，学生这样的思考顺序其实是与科学的思维方式刚好相反，这自然也使物理问题的解决复杂化，究其原因是他们没有建立起用能量的观点解决问题的知识体系。如果在学生脑海中没有建立起功和能量的知识体系，那么学生分析问题解决问题的能力就要受到很大的影响，这不利于学生的全面发展和学业成绩的提高。因此本文开展了高中

1

力学功和能量教学策略的研究。

2.当前教师对高中力学中功与能量的教学现状

长期以来，在传统的教学模式中，由于学生不能作为学习的主体参与学习，导致学生的积极情感得不到体验，意志品质得不到体现，教学活动都由教师来组织，学生只是消极参与。有些教师，甚至有些资深教师，专业和业务水平都相当不错，课也讲得很认真，课堂组织能力也很好，而且具有较强的责任心，但在物理规律教学中，应用数学方法进行“演绎推理”的教学方式仍就占据着绝对主导的地位，学生对鲜明的物理现象和生动的研究方法缺乏感受和认识，缺少科学的认知过程和科学思维方式的训练，这种教学方式对于学生创新精神的培养是不利的，用讲授数学的方法讲授物理，培养出的学生往往脱离生活实际，缺乏实践能力和解决实际问题的能力。

（二）课题研究的意义

本研究课题针对功和能量教学中存在的问题，对高中力学涉及的能量知识从如何教与学的角度加以明确阐述并对一些问题进行澄清，全面分析课程标准对功和能量知识的要求，对高中物理教师的教学情况进行了解，分析教师在认识和教学中存在的误区，对高中学生运用功和能量观点分析和解决问题的思维障碍和困难进行探讨，根据高一学生的认知特点，分析错误的成因并提出相应的教学策略，培养学生运用功和能量观点综合分析和解决问题的能力。高中力学中的功和能量知识是整个高中物理的重点也是难点，在历年的高考试卷中考察的比重也非常大，而学生的学习状况却不容乐观，常常忽视了功和能量规律的优越性。他们没有很好的掌握功和能量规律的重难点和关键点，在实际生活中应用本规律解决实际问题的能力较差。所以，就目前的功和能量规律的教学现状，在理论的支撑下有针对性的进行教学策略研究是很有实际意义的。本研究以建构主义理论和主体性理论为指导探寻高中力学中功和能量的教学策略，希望本研究的成果能够给我和同事及同行提供实践性的帮助和参考。

三、 课题的研究目标和研究方法

（一）课题研究的目标

众所周知，在长期的高中物理教学中，许多教师过分强调学生接受学习、死记硬背、机械训练，这种被动、灌输式的学习方式在一定程度上限制了学生的想像力和创造力，阻碍了学生的身心全面发展和个性发展。新课改要求“引导学生体验科学探究过程，了解科学研究方法，增强创新意识和实践能力，倡导学生主

2

动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力”。为了在物理教学中从根本上改变传统低效的教学方式，建立以功和能量为基础，能量守恒为主线的知识体系，培养学生的科学素养，提高解决问题和分析问题的能力，就有必要开展力学中功和能量相关知识教学策略的研究。教师的教学策略是有效实施教学的基本保证。教学策略的设计和选择是进行探究教学改革的突破口和关键点，对教学效果起着主要作用。教学策略的选择和实施，不仅是优化教学过程和提高教学效率的重要环节，而且也是全面提高教学质量、促进教育教学改革和发展的重要因素。

（二）本课题研究方法和创新点

本课题的研究主要以文献法、实验法、调查法和经验筛选法为主，以观察法、理论研究法和经验总结法为辅。

本课题的拟创新点：结合现阶段的教学实践，探索在新课程背景下如何在高中力学中进行功与能量的有效教学策略，并逐步将教学策略推广到高中热学、电磁学、原子物理等其他方面，在授课方式上改变传统的教学观念，帮助学生建立能量守恒和转化知识网络图。

四、 课题的理论依据

（一）建构主义理论

现代建构主义理论(constructivism)的最早提出者是瑞士著名心理学家皮亚杰(J. Piaget)。该理论的主要代表人物有：皮亚杰(J. Piaget)、维果斯基(Lev Vygotsky)。建构主义理论的内容很丰富，但其核心只用一句话就可以概括：以学生为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。以学生为中心，强调的是 “学”；以教师为中心，强调的是“教”。这正是两种教育思想、教学观念最根本的分歧点，由此而发展出两种对立的学习理论、教学理论和教学设计理论。由于建构主义所要求的学习环境得到了当代最新信息技术成果的强有力支持，这就使建构主义理论日益与广大教师的教学实践普遍地结合起来，从而成为国内外学校深化教学改革的指导思想。

1.建构主义理论的教学观

现代建构主义理论的教学观强调：第一，知识不是通过教师讲授得到的，而是学习者在一定的情景即社会文化背景下，借助其他辅助手段，利用必要的学习资料和学习资源，通过意义建构的方式而获得的。而教学过程就是教师和学生合作性意义建构的过程。第二，建构主义认为，理想的学习环境应当包括情境、协

3