6.2教学不足 .49 参考文献」 .50 附录1. .53 附录2 .57 (C)194-023 China Academie Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.enki.net
6.2 教学不足.49 参考文献.50 附录 1.53 附录 2.57
学习进阶视域下培养科学思维的教学研究一以“圆周运动”为倒 第一章绪论 1.1研究背景 1,11科学思维的培养有助于学生特续不断的发展 对于人才的培养是任何一个时代都关注的焦点。传统教学中的教学方式是以知识传 授为主，人木培养的目标是博学多闻，这样的方式难以启曲智慧和开发创造力，而今知 识的发展促进了科学技术的迅速增长，同时科技的发展进一步加速知识的增长，因此 知识的增长不仅表现在规模上更体现在速度上门。然而对于学生来说课时是有限的，传 统知识传授的培育方式无法实现也不符合时代要求，所以教育的目标应从传统的掌握知 识变为发展能力的培养，学生的学习方式要从过去的被动积累知识变化为主动的思考探 究，学生在思考探索活动中不断发展自身的科学思维。 1.1.2国际教育改革重点是科学思维培养 为解决知识总量的不断积累与课时的有限性之间的矛盾，各个国家都在积极的开展 教育改革，解决的方式有以下两种：第一，保障教学中涉及到丰言的知识领域，减少对 知识深度的探究。第二，选择科学领域中的核心概念，以核心概念为主干进行教学。第 一种方法会导致了教有内容过于凌乱，涉及到的内容大都没有相互关联，这样必然导致 知识内容的浅薄，不利于学生胜任社会中的工作；第二种方法符合当下对人才培养的需 求，满足了能力的发展，因此国际上开始围绕着核心素养进行课程改革。以美国为例， 由于近几年的国际标准测试中，美国的学生在其中取得的成绩比相同层次的其他国家的 学生相差甚远，美国各州开始对本州的科学课程标准进行修订四。教育者意识到科学知 识在揭示自然界的客观规律的同时，还启发着人类的思维方式，思维的发展远比学科知 识本身带给学生的价值更加深远。然而广而不深的科学教育内容不利于学生思维的发展 为了改善课程的弊端，教育工作者按照学科的逻辑顺序组织核心概念，并且设置十二年 一贯的学习进阶，帮助学生在成长过程中持续的加深对核心概念的认知，在不断的对某 一核心概念认知的过程中提高科学思维的层次)。 1.13落实新课改发展科学思维的需要 (1)新课标的内在要求 自2017年《普通高中物理课程标准(2017年版)》颁布后，我国课程改革发展到了 新的阶段，新课标首次提出物理学科的核心素养，并从物理观念、科学思维、科学探究、 科学态度与责任四个维度展示物理学科独特的育人价值，这种价值不仅是学生当下学 C)1994-2023 China Academie Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
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 1 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 对于人才的培养是任何一个时代都关注的焦点。传统教学中的教学方式是以知识传 授为主，人才培养的目标是博学多闻，这样的方式难以启迪智慧和开发创造力，而今知 识的发展促进了科学技术的迅速增长，同时科技的发展进一步加速知识的增长，因此， 知识的增长不仅表现在规模上更体现在速度上[1]。然而对于学生来说课时是有限的，传 统知识传授的培育方式无法实现也不符合时代要求，所以教育的目标应从传统的掌握知 识变为发展能力的培养，学生的学习方式要从过去的被动积累知识变化为主动的思考探 究，学生在思考探索活动中不断发展自身的科学思维。 1.1.2 国际教育改革重点是科学思维培养 为解决知识总量的不断积累与课时的有限性之间的矛盾，各个国家都在积极的开展 教育改革，解决的方式有以下两种：第一，保障教学中涉及到丰富的知识领域，减少对 知识深度的探究。第二，选择科学领域中的核心概念，以核心概念为主干进行教学。第 一种方法会导致了教育内容过于凌乱，涉及到的内容大都没有相互关联，这样必然导致 知识内容的浅薄，不利于学生胜任社会中的工作；第二种方法符合当下对人才培养的需 求，满足了能力的发展，因此国际上开始围绕着核心素养进行课程改革。以美国为例， 由于近几年的国际标准测试中，美国的学生在其中取得的成绩比相同层次的其他国家的 学生相差甚远，美国各州开始对本州的科学课程标准进行修订[2]。教育者意识到科学知 识在揭示自然界的客观规律的同时，还启发着人类的思维方式，思维的发展远比学科知 识本身带给学生的价值更加深远。然而广而不深的科学教育内容不利于学生思维的发展， 为了改善课程的弊端，教育工作者按照学科的逻辑顺序组织核心概念，并且设置十二年 一贯的学习进阶，帮助学生在成长过程中持续的加深对核心概念的认知，在不断的对某 一核心概念认知的过程中提高科学思维的层次[3]。 1.1.3 落实新课改发展科学思维的需要 （1）新课标的内在要求 自 2017 年《普通高中物理课程标准(2017 年版)》颁布后，我国课程改革发展到了 新的阶段，新课标首次提出物理学科的核心素养，并从物理观念、科学思维、科学探究、 科学态度与责任四个维度展示物理学科独特的育人价值[4]，这种价值不仅是学生当下学
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 会到了什么，更重要的是留给学生科学的思考能力。在现实生活中，可以发现学生从原 有状态到期望状态的发展，绝大部分是由教学实现的，学生认知发展的过程是遵循同样 一条概念序列，但是，获得的认知发展却有所不同。究其原因则是学生在对概念理解 的进程中没有匹配与之相对应的思维进行加工。特别是高中时期，学生的思维水平存在 普遍的共性，即对物理问题的探讨缺乏抽象概括思维，难以建立科学的模型或者建立的 模型不能进行正确的逻辑推理，只是停留在利用生活经验判断问题的初级思维阶段，缺 乏对科学事实的逻辑论证，观点的表达不够清晰严谨，忽视独立思考、批评创新等思维 方式。但在高中物理中，高二、高三较为综合的知识内容，就要提高学生的科学思维水 平，这也是物理学科最为重要的育人价值之一】 (2)解决课业负担成为阻碍学生全面发展的最大问题 中小学生的课业负担过重成为现如今教有界乃至全社会共同关注的话题，这种负担 不仅表现在学生的学校生活中，同样在校外大量的课外辅导机构占据了学生的活动空间， 在这样的环境下，使得教育变得短视化、功利化，大量资本涌入教育行业，使得原本教 育改变命运的纯粹途径有了阶级的划分，寒门再难出贵子的现象更加严重、青少年自杀 率逐年增长、社会职业分布不均等一系列社会问题开始显蜜，为了保证教育的公益属性， 国家在2021年七月底出台了“双减”政策。“双减政策是给学生做的两大减法，一是精选 课后作业减轻课后负担，二是限制校外学科类机构。“双减政策的落实给学生创造了有 利于全面发展的良好外部环境，它的社会意义不仅在于直接减少了学生的课业压力，更 是使学校、家长和社会必须反思需要培养什么样的人才。反思教育上的“题海战术“和 “课后加餐”不仅不利于学生的全面发展，还容易固化学生的思维，使学生丧失思辨能力。 为了改变这种状况，教师在实际教学中，依托学科核心概念的逐步加深，在加深对核心 概念理解的过程中，培养学生的科学思维能力，通过总结典型的错误思维路径作为思维 辨析的教学环节加入到课程设计中，实现学生科学思维逐级发展从而落实物理核心素养 的培养目标。 1.2研究意义 12.1理论意义 本研究台在从文献梳理的基础上从理学层面探讨科学思维的内涵及外延，探讨学习 进阶教学的构成要素、特点和开发模式。在基于科学思维认识的基础上，建构基于学习 进阶的科学思维培养教学的内在机制、外部条件和实践路径，通过实践，探索学习进阶 视域下培养科学思维的教学研究，从而指导教师对学生思维活动的引导，促使学生科学 思维水平得到一般性的发展，有利于知识结构和思维结构的整合。 2 (C)1994-023 China Academie Joumal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.enki.net
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 2 会到了什么，更重要的是留给学生科学的思考能力。在现实生活中，可以发现学生从原 有状态到期望状态的发展，绝大部分是由教学实现的，学生认知发展的过程是遵循同样 一条概念序列，但是，获得的认知发展却有所不同[5]。究其原因则是学生在对概念理解 的进程中没有匹配与之相对应的思维进行加工。特别是高中时期，学生的思维水平存在 普遍的共性，即对物理问题的探讨缺乏抽象概括思维，难以建立科学的模型或者建立的 模型不能进行正确的逻辑推理，只是停留在利用生活经验判断问题的初级思维阶段，缺 乏对科学事实的逻辑论证，观点的表达不够清晰严谨，忽视独立思考、批评创新等思维 方式。但在高中物理中，高二、高三较为综合的知识内容，就要提高学生的科学思维水 平，这也是物理学科最为重要的育人价值之一。 （2） 解决课业负担成为阻碍学生全面发展的最大问题 中小学生的课业负担过重成为现如今教育界乃至全社会共同关注的话题，这种负担 不仅表现在学生的学校生活中，同样在校外大量的课外辅导机构占据了学生的活动空间。 在这样的环境下，使得教育变得短视化、功利化，大量资本涌入教育行业，使得原本教 育改变命运的纯粹途径有了阶级的划分，寒门再难出贵子的现象更加严重、青少年自杀 率逐年增长、社会职业分布不均等一系列社会问题开始显露，为了保证教育的公益属性， 国家在 2021 年七月底出台了“双减”政策。“双减”政策是给学生做的两大减法，一是精选 课后作业减轻课后负担，二是限制校外学科类机构。“双减”政策的落实给学生创造了有 利于全面发展的良好外部环境，它的社会意义不仅在于直接减少了学生的课业压力，更 是使学校、家长和社会必须反思需要培养什么样的人才[6]。反思教育上的“题海战术”和 “课后加餐”不仅不利于学生的全面发展，还容易固化学生的思维，使学生丧失思辨能力。 为了改变这种状况，教师在实际教学中，依托学科核心概念的逐步加深，在加深对核心 概念理解的过程中，培养学生的科学思维能力，通过总结典型的错误思维路径作为思维 辨析的教学环节加入到课程设计中，实现学生科学思维逐级发展从而落实物理核心素养 的培养目标。 1.2 研究意义 1.2.1 理论意义 本研究旨在从文献梳理的基础上从理学层面探讨科学思维的内涵及外延，探讨学习 进阶教学的构成要素、特点和开发模式。在基于科学思维认识的基础上，建构基于学习 进阶的科学思维培养教学的内在机制、外部条件和实践路径，通过实践，探索学习进阶 视域下培养科学思维的教学研究，从而指导教师对学生思维活动的引导，促使学生科学 思维水平得到一般性的发展，有利于知识结构和思维结构的整合
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 1.2.2实践意义 (一)为教师进行科学思维培养的教学提供了新思路。高中生正处于感性思维和理 性思维混乱的阶段，学习进阶描述了学生对于核心概念理解发展的思维路径，通过学习 进阶的水平划分，把握学生进阶起点、进阶终点和中间水平，指导一线教师教学。 (二)为教师的职业发展提供了新的方向。通过对科学思维培养和学习进阶理论的 运用促进教师对科学思维的认识，进而推进了学生核心素养发展的培养，寻找教师专业 发展的新逍路。最终为教师的职业素养发展提供了新的方向。 (三)通过学习进阶的教学发展学生的理性思维有助于学生更好的提升科学思维水 平，从而提高学生的学习效率。本研究以发展科学思维为目标，通过辨析典型的错误思 维路径作为教学中重难点的突破口改进教学设计应用于实际教学当中。 1.3文献综述 1.3.1关于学习进阶的研究 (一)国内研究 学习进阶的相关研究最早可以追溯到布鲁纳提出的螺旋式课程，即学科核心概念作 为课程内容，并伴随着学生日益增长的心理重复出现，使学科的基本结构不断拓展与加 深。学习进阶与螺旋式课程并不是完全相同的，螺旋式课程强调学习内容重复出现， 学习进阶更加强调学习的连续性和学生的认知水平的发展，其中连续性是指每一次学习 是以上次学习结果作为基础并为下次学习作铺垫，认知水平的发展即学生现有的认知水 平为起点，通过教师的教学发展到下一认知水平。 “学习进阶”一词来源于发展心理学。发展心理学家用来监测在一段时间内，关于 些科学领域内儿童观念的发展变化。发展心理学是研讨个人心理发展的特点和规律的 科学。人的身心发展在生命演化过程中表现出量变和质变两方面的变更，既有连续性变 化的表现，又有阶段性变化的表现。学习进阶理论在教育学中的应用经历了教学评价一 一改进教学 一促进课程、教学和评价的三个阶段。 (1)学习进阶的教学评价作用 最早“学习进阶”的提出是为了改进教学评价，提出者认为在学习进阶研究的基础上 进行的评价才是行之有效的评价：2O01年美国国家理事会(National Research Council以 下简称NRC)发布名为《认识学生如何知道》的报告。指出了教育者应该在认知模型或 学习模型的基础上进行评价设计，学校的教学课程应该和评价保持一致性，还指出了评 价的后续工作，在了解学生学习发展的过程基础上，对学生现有的思维水平做出评价 基于此还能使学生的学习向着更既定的理解顺利的发展(NRC,2001)例.2002年，Wi1lson 等人开发了一个叫Living by Chemistry的项目，这个项目提出，为测量学生的概念随时 C)1994-2 China Academie Joural Electronie Publishing House.All rights reserved.http://www.enki.net
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 3 1.2.2 实践意义 （一）为教师进行科学思维培养的教学提供了新思路。高中生正处于感性思维和理 性思维混乱的阶段，学习进阶描述了学生对于核心概念理解发展的思维路径，通过学习 进阶的水平划分，把握学生进阶起点、进阶终点和中间水平，指导一线教师教学。 （二）为教师的职业发展提供了新的方向。通过对科学思维培养和学习进阶理论的 运用促进教师对科学思维的认识，进而推进了学生核心素养发展的培养，寻找教师专业 发展的新道路。最终为教师的职业素养发展提供了新的方向。 （三）通过学习进阶的教学发展学生的理性思维有助于学生更好的提升科学思维水 平，从而提高学生的学习效率。本研究以发展科学思维为目标，通过辨析典型的错误思 维路径作为教学中重难点的突破口改进教学设计应用于实际教学当中。 1.3 文献综述 1.3.1 关于学习进阶的研究 （一）国内研究 学习进阶的相关研究最早可以追溯到布鲁纳提出的螺旋式课程，即学科核心概念作 为课程内容，并伴随着学生日益增长的心理重复出现，使学科的基本结构不断拓展与加 深[7]。学习进阶与螺旋式课程并不是完全相同的，螺旋式课程强调学习内容重复出现， 学习进阶更加强调学习的连续性和学生的认知水平的发展，其中连续性是指每一次学习 是以上次学习结果作为基础并为下次学习作铺垫，认知水平的发展即学生现有的认知水 平为起点，通过教师的教学发展到下一认知水平。 “学习进阶”一词来源于发展心理学。发展心理学家用来监测在一段时间内，关于一 些科学领域内儿童观念的发展变化[8]。发展心理学是研讨个人心理发展的特点和规律的 科学。人的身心发展在生命演化过程中表现出量变和质变两方面的变更，既有连续性变 化的表现，又有阶段性变化的表现。学习进阶理论在教育学中的应用经历了教学评价— —改进教学——促进课程、教学和评价的三个阶段。 （1）学习进阶的教学评价作用 最早“学习进阶”的提出是为了改进教学评价，提出者认为在学习进阶研究的基础上 进行的评价才是行之有效的评价；2001 年美国国家理事会（National Research Council 以 下简称 NRC）发布名为《认识学生如何知道》的报告。指出了教育者应该在认知模型或 学习模型的基础上进行评价设计，学校的教学课程应该和评价保持一致性，还指出了评 价的后续工作，在了解学生学习发展的过程基础上，对学生现有的思维水平做出评价， 基于此还能使学生的学习向着更既定的理解顺利的发展（NRC，2001）[9]。2002 年，Wilson 等人开发了一个叫 Living by Chemistry 的项目，这个项目提出，为测量学生的概念随时
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 间转变，以及概念“转变空间”的模式和特点，要形成化学“大概念架”。这个项目的目的 是把概念转化理论引入化学教学实践。这个框架的目的是“提供一个由进阶变量陈述的 较为一致的评价框架，来协调科学课程和课程标准。” (2)学习进阶促进教学设计 美国颁发的《美国国家科学课程标准》制定了从幼儿园到十二年级详实的科学教育 标准，这套标准设置的知识内容太过繁杂和散乱，在实际教学中难以帮助学生整合出 套系统的知识框架。造成了知识掌握的广却不深，国际测试中的表现没能达到预期。2004 年，史密斯(Carol Smith)等学者代表“基础教育阶段科学学业成就评价委员会”向美国 国家研究理事会(NRC)提交的报告中，第一次正式提出了学习讲阶，认定学习讲阶是 一种假定性理论，研究学生在学习过程中，对科学概念的理解和运用能力是如何从简单 趋于复杂的，同时这种假定性理论实证为依据，可通过评价工具进行测查与证验。学 习进阶是按照学生的认知发展和学习过程区分出不同水平层次来进行评价，同样的按照 划分出的由低到高水平设计教学能够很好的发展学生的认知。教师从学生现有的认知水 平出发，基于下一进阶水平的特质展开教学，这样的教学更加具有针对性从而促进学生 认知水平向着更高的层次发展。 (3)学习进阶促进课程、教学和评价 为了解决课程、教学与评价各自为战这样一种脱节的问题引入了学习进阶这一理论 进行调和：以便保持课程实施、教学环节和教学评价的步调一致，学习进阶理论成为了 服务员课程与教学连贯且一致的手段。 (二)国外研究 基于“中国知网数据库共搜索到文献1614篇，其中，学术期刊693篇，学位论文 254篇，会议17篇，报纸4篇，图书5篇。通过对文献发表时间进行统计分析，可以了 解物理学科学习进阶研究的整体发展趋势。 (C)1994-023 China Academie Joumal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.enki.net
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 4 间转变，以及概念“转变空间”的模式和特点，要形成化学“大概念架”。这个项目的目的 是把概念转 化理论引入化学教学实践。这个框架的目的是“提供一个由进阶变量陈述的 较为一致的评价框架，来协调科学课程和课程标准[10]。” （2）学习进阶促进教学设计 美国颁发的《美国国家科学课程标准》制定了从幼儿园到十二年级详实的科学教育 标准，这套标准设置的知识内容太过繁杂和散乱，在实际教学中难以帮助学生整合出一 套系统的知识框架。造成了知识掌握的广却不深，国际测试中的表现没能达到预期。2004 年，史密斯（Carol Smith）等学者代表“基础教育阶段科学学业成就评价委员会”向美国 国家研究理事会（NRC）提交的报告中，第一次正式提出了学习进阶，认定学习进阶是 一种假定性理论，研究学生在学习过程中，对科学概念的理解和运用能力是如何从简单 趋于复杂的，同时这种假定性理论实证为依据，可通过评价工具进行测查与证验[11]。学 习进阶是按照学生的认知发展和学习过程区分出不同水平层次来进行评价，同样的按照 划分出的由低到高水平设计教学能够很好的发展学生的认知。教师从学生现有的认知水 平出发，基于下一进阶水平的特质展开教学，这样的教学更加具有针对性从而促进学生 认知水平向着更高的层次发展。 （3）学习进阶促进课程、教学和评价 为了解决课程、教学与评价各自为战这样一种脱节的问题引入了学习进阶这一理论 进行调和；以便保持课程实施、教学环节和教学评价的步调一致，学习进阶理论成为了 服务员课程与教学连贯且一致的手段 [12]。 （二）国外研究 基于“中国知网”数据库共搜索到文献 1614 篇，其中，学术期刊 693 篇，学位论文 254 篇，会议 17 篇，报纸 4 篇，图书 5 篇。通过对文献发表时间进行统计分析，可以了 解物理学科学习进阶研究的整体发展趋势