《核心素养导向的高中物理"四阶五维"探究式教学模式研究》开题报告

《核心素养导向的高中物理"四阶五维"探究式教学模式研究》开题报告

一、研究背景与意义

政策要求

响应《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》对"物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任"的要求

落实"双减"背景下课堂教学提质增效的需求

现实困境

当前高中物理教学存在三大矛盾：

1.理论教学与实验探究脱节

2.学生高阶思维能力培养不足

3.传统评价方式难以反映核心素养发展

研究价值

构建"四阶五维"教学模式（四阶：情境导入-探究建构-应用迁移-反思评价；五维：物理观念、科学思维、探究能力、科学态度、社会责任）

开发可推广的探究式教学案例，促进物理教学转型

二、研究目标

开发基于"四阶五维"模式的高中物理教学案例（涵盖力学、电磁学等重点章节）

形成"多元互动"课堂形态（师生互动、生生互动、人机互动）

构建"过程性+终结性"素养评价体系

三、研究内容

"四阶"教学模式设计

情境导入：创设真实问题情境（如"嫦娥探月"引入万有引力）

探究建构：

1.演示实验→分组实验→仿真实验多层次探究

2. 运用"问题链"引导深度思考（如"电场强度"概念建立中的阶梯式问题）

应用迁移：设计生活化应用任务（如用动量定理分析汽车安全气囊）

反思评价：通过"思维导图"梳理知识脉络

"五维"素养培养路径

物理观念：开发"概念转化"微课（如从"功"到"能"的观念进阶）

科学思维：开展"建模竞赛"（如简谐运动模型构建）

探究能力：设计"非常规实验"（如用智能手机测重力加速度）

科学态度：融入物理学史（如法拉第十年坚持发现电磁感应）

社会责任：组织"科技伦理辩论"（如核能利用利弊分析）

技术融合创新

应用虚拟仿真实验（如PhET互动仿真）突破实验条件限制

开发"AR物理模型"辅助抽象概念理解（如电磁场分布可视化）

四、研究方法

行动研究法：通过"计划-行动-观察-反思"循环优化教学模式

对比实验法：选取实验班与对照班比较素养发展差异

学习分析技术：利用智慧课堂系统采集学生互动数据

五、创新点

模式创新：将探究式学习与素养目标系统整合

评价创新：设计"科学探究能力雷达图"评价量表

资源创新：开发"家庭实验资源包"（利用生活物品开展实验）

六、预期成果

类型 具体内容

实践成果 ①《"四阶五维"教学案例集》

② 学生《科学探究成长档案》

理论成果 ① 论文《科学思维培养的阶梯式问题设计》

② 研究报告《探究式教学的实践路径》

技术成果 ① 系列物理AR模型

② 家庭实验微视频库

七、研究步骤

阶段 时间 主要任务

准备阶段 2024.9-11 文献研究、现状调研

实施阶段 2024.12-2025.5 开展教学实验、数据收集

总结阶段 2025.6-8 成果梳理、报告撰写

八、参考文献

教育部.《普通高中物理课程标准》.2020

郭玉英.《基于核心素养的物理教学》.2019

Hestenes.《Modeling Instruction in Physics》.2021