分类号： 密级：公开 学号：2020220187 单位代码：10764 伊犁师范大学 硕士学位论文 学习进阶视域下培养科学思维的教学研究 一以“圆周运动”为例 Research on Teaching Design for Cultivating Scientific Thinking from the Perspective of Advanced Learning-"Circular Movement"as an Example 学位申请人 有明乐 指导教师 陈惠敏教授 刘昆昆正高级教师 申请学位类别 教育硕士 专业学位领域 学科教学物理 研究方向 物理教育 所在学院 物理科学与技术学院 中国新疆伊宁 2023年5月 (C)1994-2023 China Academie Joumal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.enki.net
I 分类号： 密 级：公开 学 号：2020220187 单位代码：10764 伊犁师范大学 硕 士 学 位 论 文 学习进阶视域下培养科学思维的教学研究 ——以 “圆周运动”为例 Research on Teaching Design for Cultivating Scientific Thinking from the Perspective of Advanced Learning—— "Circular Movement" as an Example 学 位 申 请 人 有明乐 指 导 教 师 陈惠敏 教授 刘昆昆 正高级教师 申 请 学 位 类 别 教育硕士 专 业 学 位 领 域 学科教学物理 研 究 方 向 物理教育 所 在 学 院 物理科学与技术学院 中国·新疆·伊宁 2023 年 5 月
摘要 进入新世纪以来，随着科学知识的加速积累和革新，对科学素养提出了更高 的要求。新课程改革提出的核心素养中的科学思维成为了重要的培养目标之一。 科学思维的培养离不开教学内容的选择与设置，因此在有效培养学生科学思维过 程中贯彻少而精的学习进阶理念成为必要。当下高中物理课堂教学中可以选择核 心概念为主干，然后按照知识的逻辑性顺序设置多个连续的小目标，引导学生的 思维按照规划的路径发展，可以帮助学生梯度式的理解核心概念，实现思维的学 习进阶提升，培养学生的科学思维能力。 本研究在现有研究成果的基础上，进行文献梳理，对学习进阶的内涵、构成 要素、特点进行界定。以Soo分类理论和最近发展区理论对学习进阶视域下培 养科学思维的教学研究进行理性审视，探讨发展科学思维的学习进阶教学样态 对学情分析、教材分析、教学目标、教学过程的重要体现进行了剖析，为了更好 的分析学习进阶视域下可能影响培养科学思维的教学因素，尝试建构科学思维的 学习进阶框架，然后进行教学实践。通过对教学实践的前后测数据分析得出了以 下结论：1.学生的知识结构有较强的关联性。2.学生构建的物理模型有更明显的 特征。3.学生的推理过程更加完善。结果证明了基于学习进阶视域培养科学思维 的教学方式行之有效。 关键词：学习进阶：科学思维；圆周运动 (C)1994-023 China Academie Joural Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.enki.net
III 摘要 进入新世纪以来，随着科学知识的加速积累和革新，对科学素养提出了更高 的要求。新课程改革提出的核心素养中的科学思维成为了重要的培养目标之一。 科学思维的培养离不开教学内容的选择与设置，因此在有效培养学生科学思维过 程中贯彻少而精的学习进阶理念成为必要。当下高中物理课堂教学中可以选择核 心概念为主干，然后按照知识的逻辑性顺序设置多个连续的小目标，引导学生的 思维按照规划的路径发展，可以帮助学生梯度式的理解核心概念，实现思维的学 习进阶提升，培养学生的科学思维能力。 本研究在现有研究成果的基础上，进行文献梳理，对学习进阶的内涵、构成 要素、特点进行界定。以 Solo 分类理论和最近发展区理论对学习进阶视域下培 养科学思维的教学研究进行理性审视，探讨发展科学思维的学习进阶教学样态， 对学情分析、教材分析、教学目标、教学过程的重要体现进行了剖析，为了更好 的分析学习进阶视域下可能影响培养科学思维的教学因素，尝试建构科学思维的 学习进阶框架，然后进行教学实践。通过对教学实践的前后测数据分析得出了以 下结论：1.学生的知识结构有较强的关联性。2.学生构建的物理模型有更明显的 特征。3.学生的推理过程更加完善。结果证明了基于学习进阶视域培养科学思维 的教学方式行之有效。 关键词：学习进阶；科学思维；圆周运动
Abstract Since entering the new century,with the accelerated accumulation and innovation of scientific knowledge,higher requirements have been put forward for scientific literacy.The scientific thinking in the core competencies proposed by the new curriculum reform has become one of the important training objectives.The cultivation of scientific thinking cannot be separated from the selection and setting of teaching content,so it is necessary to implement the concept of less but more refined learning in the effective cultivation of students'scientific thinking In current high school physics classroom teaching.core concepts can be chosen as the backbone,and multiple continuous small goals can be set according to the logical order of knowledge,guiding studentsthinking to develop along the planned path.This can help students gradually understand core concepts,achieve advanced learning and improvement ofthinking.and cultivate their scientific thinking ability. On the basis of existing research results,this study conducts a literature review to define the connotation,constituent elements,and characteristics of learning advancement.A rational examination of teaching research on cultivating scientific thinking from the perspective of advanced learning is conducted using Solo classification theory and the theory of the zone of proximal development.The study explores the advanced teaching mode of developing scientific thinking,and analyzes the important manifestations of learning situation analysis,textbook analysis,teaching objectives,and teaching process.In order to better analyze the teaching factors that may affect the cultivation of scientific thinking from the perspective of advanced learning. Attempt to construct an advanced learning framework for scientific thinking,and then conduct teaching practice.Through the analysis of pre and post test data in teaching practice,the following conclusions have been drawn:1.There is a strong correlation between students'knowledge structures.2.The physical models constructed by students have more obvious characteristics.3.Students'reasoning process is more complete The results have proven that the teaching method of cultivating scientific thinking based on the advanced learning perspective is effective. Key words:Advanced Learning;Scientific thinking;Circular motion N (C)1994-2023 China Academie Joumal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.enki.ne
IV Abstract Since entering the new century, with the accelerated accumulation and innovation of scientific knowledge, higher requirements have been put forward for scientific literacy. The scientific thinking in the core competencies proposed by the new curriculum reform has become one of the important training objectives. The cultivation of scientific thinking cannot be separated from the selection and setting of teaching content, so it is necessary to implement the concept of less but more refined learning in the effective cultivation of students' scientific thinking. In current high school physics classroom teaching, core concepts can be chosen as the backbone, and multiple continuous small goals can be set according to the logical order of knowledge, guiding students' thinking to develop along the planned path. This can help students gradually understand core concepts, achieve advanced learning and improvement of thinking, and cultivate their scientific thinking ability. On the basis of existing research results, this study conducts a literature review to define the connotation, constituent elements, and characteristics of learning advancement. A rational examination of teaching research on cultivating scientific thinking from the perspective of advanced learning is conducted using Solo classification theory and the theory of the zone of proximal development. The study explores the advanced teaching mode of developing scientific thinking, and analyzes the important manifestations of learning situation analysis, textbook analysis, teaching objectives, and teaching process. In order to better analyze the teaching factors that may affect the cultivation of scientific thinking from the perspective of advanced learning, Attempt to construct an advanced learning framework for scientific thinking, and then conduct teaching practice. Through the analysis of pre and post test data in teaching practice, the following conclusions have been drawn: 1. There is a strong correlation between students' knowledge structures. 2. The physical models constructed by students have more obvious characteristics. 3. Students' reasoning process is more complete. The results have proven that the teaching method of cultivating scientific thinking based on the advanced learning perspective is effective. Key words: Advanced Learning ; Scientific thinking ; Circular motion
目录 第一章绪论 1.1研究背景」 1.1.1科学思维的培养有助于学生持续不断的发展 1.12国际教育改革重点是科学思维培养 1.1.3落实新课改发展科学思维的需要 1.2研究意义 1.2.1理论意义. 1.2.2实践意义 2 1.3文献综述. 3 1?1关干影可井阶的研密 1.3.2关于科学思维的研究 13.3研究述评 6 1.4研究目的和研究内容 1.4.1研究目的 1 1.4.2研究内容 .7 1.5研究方法及路径 1.5.1研究方法 1.5.2研究思路 8 第二章概念界定及理论基础 2.1概念界定 2.1.1学习进阶 9 2.1.2科学思维 2.2理论基础.」 10 2.2.1Sol0目标分类理论 .10 222最斤发展X理论 10 第三章高中生科学思维学习进阶框架的理性审视 .12 3.1学习进阶的内涵实质 12 3.1.1学习进阶的内涵 .12 3.1.2学习进阶的构成要素 13 31.3学习进阶的特点」 .13 3.1.4学习进阶的教学价值 4 13 3.2科学思维的理论分析 .14 3.2.1科学思维的内涵 14 3.2.2科学思维的构成要素 .15 (C)1994-023 China Academie Joumal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.enki.net
目 录 第一章 绪论.1 1.1 研究背景.1 1.1.1 科学思维的培养有助于学生持续不断的发展 .1 1.1.2 国际教育改革重点是科学思维培养.1 1.1.3 落实新课改发展科学思维的需要.1 1.2 研究意义.2 1.2.1 理论意义.2 1.2.2 实践意义.3 1.3 文献综述.3 1.3.1 关于学习进阶的研究.3 1.3.2 关于科学思维的研究.5 1.3.3 研究述评.6 1.4 研究目的和研究内容.7 1.4.1 研究目的.7 1.4.2 研究内容.7 1.5 研究方法及路径.7 1.5.1 研究方法.7 1.5.2 研究思路.8 第二章 概念界定及理论基础 .9 2.1 概念界定.9 2.1.1 学习进阶.9 2.1.2 科学思维.9 2.2 理论基础.10 2.2.1 Solo 目标分类理论 .10 2.2.2 最近发展区理论.10 第三章 高中生科学思维学习进阶框架的理性审视 .12 3.1 学习进阶的内涵实质.12 3.1.1 学习进阶的内涵.12 3.1.2 学习进阶的构成要素.13 3.1.3 学习进阶的特点.13 3.1.4 学习进阶的教学价值.13 3.2 科学思维的理论分析.14 3.2.1 科学思维的内涵.14 3.2.2 科学思维的构成要素.15
3.23科学思维的特点 .16 3.2.4科学思维的价值 .16 3.3科学思维培养的学习进阶教学可行性分析 .17 第四章培养科学思维的学习进阶框架构建 19 4.1高中物理指向科学思维培养的学习进阶教学 19 4.1.1教学原则 19 4.1.2高中物理指向科学思维培养的学习进阶教学的学情分析19 4.1.3高中物理指向科学思维培养的学习进阶教学的教材分析.20 4.1.4高中物理指向科学思维培养的学习进阶教学的教学目标.20 4.1.5高中物理指向科学思维培养的学习进阶教学的教学过程20 4.1.6高中物理指向科学思维培养的学习进阶教学的反思 .21 4.2科学思维的评价指标 .22 4.2.1维度一模型建构 22 4.2.2维度二：科学推理 .23 4.2.3维度三科学论证 24 4.2.4维度四：质疑创新」 .25 4.3科学思维的学习进阶框架建构 25 4.3.1Solo分类理论对科学思维水平的划分 25 4.3.2圆周运动主题下科学思维的学习进阶框架 .26 4.4圆周运动主题下的学习进阶教学设计 28 4.4.1“圆周运动”的教学设计 .28 442“向心、力”的数学沿 33 4.4.3“向心加速度”的教学设计 38 第五章学习进阶视域下培养科学思维的教学实践研究 43 51研究设计 .43 5.1.1研究目的 43 5.1.2研究假设. .43 5.1.3研究对象及内容 43 5.1.4研究变量 44 5.2实验前测数据分析 .44 5.3测试题的编制. 45 53.1测试题编制的依据 45 5.3.2测试题的编制过程 45 5.3.3测试题的信效度分析 .46 5.4实验后测数据分析 .47 5.5实验结论 48 第六章研究结论与不足 49 6.1研究结论 .49 (C)1994-2023 China Academie Joumal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/www.enki.ne
3.2.3 科学思维的特点.16 3.2.4 科学思维的价值.16 3.3 科学思维培养的学习进阶教学可行性分析 .17 第四章 培养科学思维的学习进阶框架构建 .19 4.1 高中物理指向科学思维培养的学习进阶教学 .19 4.1.1 教学原则.19 4.1.2 高中物理指向科学思维培养的学习进阶教学的学情分析 .19 4.1.3 高中物理指向科学思维培养的学习进阶教学的教材分析 .20 4.1.4 高中物理指向科学思维培养的学习进阶教学的教学目标 .20 4.1.5 高中物理指向科学思维培养的学习进阶教学的教学过程 .20 4.1.6 高中物理指向科学思维培养的学习进阶教学的反思 .21 4.2 科学思维的评价指标.22 4.2.1 维度一:模型建构.22 4.2.2 维度二:科学推理.23 4.2.3 维度三:科学论证.24 4.2.4 维度四:质疑创新.25 4.3 科学思维的学习进阶框架建构 .25 4.3.1 Solo 分类理论对科学思维水平的划分 .25 4.3.2 圆周运动主题下科学思维的学习进阶框架 .26 4.4 圆周运动主题下的学习进阶教学设计 .28 4.4.1 “圆周运动”的教学设计.28 4.4.2 “向心力”的教学设计.33 4.4.3 “向心加速度”的教学设计.38 第五章 学习进阶视域下培养科学思维的教学实践研究 .43 5.1 研究设计.43 5.1.1 研究目的.43 5.1.2 研究假设.43 5.1.3 研究对象及内容.43 5.1.4 研究变量.44 5.2 实验前测数据分析.44 5.3 测试题的编制.45 5.3.1 测试题编制的依据.45 5.3.2 测试题的编制过程.45 5.3.3 测试题的信效度分析.46 5.4 实验后测数据分析.47 5.5 实验结论.48 第六章 研究结论与不足 .49 6.1 研究结论.49