基于物理核心素養學習進階的教學設計與實踐研究

【摘要】本文通過對物理核心素養學習進階的深入研究，旨在探索并設計一種有效的教學模式.首先，通過對相關文獻的分析，界定物理核心素養學習進階的概念并闡述其理論基礎.隨后，結合理論框架和實際教學需求，設計一種新的教學模式，并在實際教學環境中進行應用與實踐.接著，通過案例研究，進一步驗證這種教學模式的有效性.最后，總結研究成果，并提出一些對未來研究的建議.研究結果表明，基于物理核心素養的學習進階的教學設計，能有效提升學生的物理素養，有助于提高學生的物理學習效果.

【關鍵詞】核心素養；學習進階；教學設計

1 引言

1.1 研究背景與意義

在21世紀這個知識迅速更新的時代，物理教育的重點已經從單純的知識輸出轉向了能力培養，尤其是核心素養的培養.作為學生的物理學習能力、科學素養和綜合素質的關鍵組成部分，物理核心素養的學習進階對學生的終身發展具有深遠影響.本研究以物理核心素養學習進階為對象，通過研究和設計出更符合學生需求的教學模式，旨在提高學生的物理學習效果，以此為教育教學改革提供理論支持.

1.2 研究目標與研究問題

本研究旨在通過設計和實踐基于物理核心素養的學習進階的教學模式，探索如何有效提高學生的物理學習效果.我們試圖解答以下問題：基于物理核心素養的學習進階教學模式如何設計？實踐中可能遇到哪些問題，又應如何解決？該模式對學生的物理學習效果有何影響？

1.3 研究方法與數據來源

本研究主要采用文獻分析法、教學設計法、教學實踐法以及案例分析法.數據來源主要包括相關的理論文獻、教學設計文檔、教學實踐記錄以及教學實踐的反饋數據.

2 研究綜述

2.1 物理核心素養學習進階的概念與理論基礎

物理核心素養指的是學生在物理學習過程中，不僅需要獲得物理知識，而且需要培養一種科學的思維方式和方法.這包括對物理現象的觀察、分析和解釋的能力，使用物理原理解決實際問題的能力，以及科學研究的技能等.學習進階則是指通過系統的教學設計和實踐，使學生在物理學習中逐步提高這些能力.基于此理念的教學設計，需要從學生的實際出發，注重提高學生的問題解決能力和創新能力[1].

2.2 教學設計與實踐的相關研究

關于教學設計與實踐的研究，已有大量文獻報告了基于不同理論框架的教學設計和實踐.這些研究為我們設計基于物理核心素養的學習進階的教學模式提供了借鑒.然而，目前關于物理核心素養學習進階的具體教學設計和實踐研究還相對較少.

2.3 研究缺口與本研究的貢獻

雖然已有大量的研究報告了不同的教學設計和實踐，但是關于物理核心素養學習進階的具體教學設計和實踐研究還相對較少.因此，本研究試圖填補這一研究缺口.通過設計和實踐一種基于物理核心素養的學習進階的教學模式，本研究旨在為提高學生的物理學習效果提供新的路徑和方法.此外，本研究還將為物理教學的實踐者提供一個可以參考和借鑒的具體案例.

3 理論框架和方法

3.1 理論框架

本研究的理論框架基于認知主義學習理論和構建主義教學理論，強調學生在學習過程中的主動性和創新性，注重學生核心素養的培養和學習進階.物理核心素養不僅包括物理知識的掌握，更重要的是物理思維方式和科學研究技能的培養.學習進階則是指學生在系統的教學設計和實踐中，逐步提高這些能力[2].

3.2 研究方法

本研究采用的主要研究方法包括文獻分析法、教學設計法、教學實踐法和案例分析法.

（1）文獻分析法：本研究通過分析相關的理論文獻和研究報告，來確定研究的理論框架和問題.

（2）教學設計法：基于理論框架，設計了一種基于物理核心素養的學習進階的教學模式.

（3）教學實踐法：在實際教學環境中實施這種教學模式，并收集了實踐過程和結果的數據.

（4）案例分析法：通過對實踐過程和結果的深入分析，進一步驗證了教學模式的有效性.

3.3 數據收集與處理

數據來源包括理論文獻、教學設計文檔、教學實踐記錄以及教學反饋數據.這些數據主要用于教學設計的構建，以及教學效果的評估和分析.所有數據的收集和處理均符合學術研究的倫理要求，確保了研究的可信度和可靠度[3].

4 教學設計研究

4.1 教學設計理論的應用

在本研究中，借鑒了國內外的教學設計理論，并結合物理核心素養的特點，進行了創新性的教學設計.教學設計理論強調教學活動應圍繞核心學習目標設計，活動應富有挑戰性，能夠引發學生的學習興趣，并通過多樣的教學策略，引導學生主動學習，形成深度理解[4].

4.2 基于物理核心素養的教學設計

在設計教學活動時，首先明確了物理核心素養的目標，然后通過具體的教學環節，為學生提供了實現這些目標的機會.教學設計主要包括以下幾個階段：引發問題、學生探索、教師指導、學生實踐和反思總結.

在引發問題階段，教師通過生動有趣的情境，激發學生的興趣，引發學生的思考.在學生探索階段，學生在教師的引導下，通過實驗、討論等方式，主動探索問題的解決方案.在教師指導階段，教師針對學生的需求，給出合適的指導，幫助學生深化理解和掌握物理知識.在學生實踐階段，學生應用所學知識，解決實際問題.最后，在反思總結階段，學生反思自己的學習過程，進一步鞏固和拓展知識.

4.3 教學設計的實踐

在實踐中，將這一教學設計應用于實際的物理課堂，具體的實踐過程和效果將在后續的章節中進行詳細的介紹和分析.

通過這種方式，嘗試將物理核心素養的培養融入到教學過程中，提供了一個實踐性的教學模型.期望通過這種教學設計，能夠有效提高學生的學習興趣和學習深度，有利于學生的物理核心素養的發展.同時，也期望這種教學設計能為物理教學提供新的思路和方法，有助于推動物理教學的改革和發展.

5 實踐研究

5.1 實踐環境與參與者

本研究的實踐環境是在一所普通高中的物理課堂.參與者包括30名學生和1名物理教師.這些學生的物理基礎知識各不相同，有的對物理抱有濃厚的興趣，有的則對物理感到困惑.

5.2 教學實踐的過程與記錄

在實踐過程中，按照第四章的教學設計進行了教學活動，包括引發問題、學生探索、教師指導、學生實踐和反思總結等階段.對所有的教學活動都進行了記錄，并收集了學生的反饋.

5.3 教學實踐的結果與分析

根據教學記錄和學生的反饋發現，這種教學模式在激發學生興趣、提高學習積極性等方面取得了積極的效果.許多學生表示，他們通過這種方式更好地理解了物理知識，提高了解決問題的能力.然而，也發現了一些問題，例如，部分學生在學習過程中出現了困惑，需要進一步的指導和支持.對于這些問題，我們在后續的教學設計中進行了調整.

5.4 對教學設計的反思與改進

反思教學設計，基于物理核心素養的學習進階的教學模式是有效的，但也需要根據實際情況進行適當的調整.例如，需要更加關注學生的學習過程，提供更多的指導和支持.同時，也需要調整教學節奏，確保所有的學生都能跟上.在未來的教學中，將繼續改進教學設計，以更好地滿足學生的學習需求[4].

6 案例研究

6.1 案例選擇和描述

在這一章節中，選擇了一例具體的教學實踐進行深入分析.這一案例源于一次關于力學的教學活動，所選擇的學習主題為“牛頓三大定律”.參與學生為30人的高二物理課堂.

在這次教學活動中，教師采用了基于物理核心素養的學習進階的教學模式進行教學.整個活動大約持續了兩周的時間，包含了許多組織精細、富有創意的學習任務，以及學生主導的實踐活動.

6.2 基于物理核心素養的學習進階在案例中的應用

本案例中的教學設計主要分為五個階段：引發問題、學生探索、教師指導、學生實踐和反思總結.

首先，教師通過播放關于力學現象的視頻，引發了學生對力學原理的興趣，并提出了研究問題.然后，在學生探索階段，學生們分組進行實驗，主動探索問題的解決方案.在教師指導階段，教師通過提問、示范等方式，引導學生深化理解和掌握物理知識.隨后，在學生實踐階段，學生們應用所學知識，設計并完成了一系列物理實驗，包括測量不同條件下物體的運動狀態，驗證牛頓定律等.最后，在反思總結階段，學生們反思自己的學習過程和實驗結果，通過口頭報告和討論，進一步鞏固和拓展知識，提升學習策略[5].

6.3 案例分析

通過分析這一案例，發現基于物理核心素養的學習進階的教學模式能夠引導學生進行深層次的學習.學生在整個學習過程中，積極參與、主動探索，顯現出了高度的學習熱情和積極性.同時，學生通過自己的實踐，理解和掌握了牛頓三大定律，提高了解決實際問題的能力.這些表明，教學模式能有效促進學生的物理核心素養的學習進階.

然而，也發現該模式在實踐中存在一些問題.一些學生在學習過程中出現了困惑，需要更多的指導和支持.有些學生在實踐階段遇到困難，顯示出對學習策略的需求.對于這些問題，教師在實踐中通過及時的反饋和指導，幫助學生克服困難，提升了教學效果.

總的來說，這個案例展示了基于物理核心素養的學習進階的教學模式在實踐中的可能性和潛力，也揭示了在實踐中需要注意的問題，為進一步優化教學設計提供了實證依據.

7 結論與展望

7.1 結論

本研究通過理論探討和實踐研究，設計并實施了一種基于物理核心素養的學習進階的教學模式.實踐結果表明，該模式能有效激發學生的學習興趣，提高學生的學習積極性和創新能力，有利于學生的物理核心素養的學習進階.

這種教學模式的實施，有利于促進學生的物理知識的掌握，提升其物理思維方式，增強其科學研究技能.在教學實踐中，學生在面對問題時，能積極探索，主動構建知識體系，解決問題，顯示出良好的學習態度和行為.

然而，也發現該模式在實踐中存在一些問題，如學生的前知識準備不足，教學進度難以把握等，這為進一步優化教學設計提供了參考.

7.2 展望

面對物理核心素養學習進階的挑戰，需要繼續探索和優化教學模式.未來的研究可以從以下幾個方面入手：（1）更深入的理論探索：進一步闡明物理核心素養學習進階的理論內涵，豐富和深化理論框架；（2）更廣泛的實踐研究：將教學模式應用到更多的課堂和學校，收集更多的實踐數據，完善和優化教學模式；（3）更精細的教學設計：根據學生的差異和需要，個性化教學設計，提升教學效果；（4）更系統的評價研究：構建科學的評價體系，全面、客觀地評價學生的物理核心素養的學習進階.

在未來的教育實踐和研究中，期待看到更多關于物理核心素養學習進階的教學設計和實踐的研究，以不斷提升學生的物理學習質量，培養出更多具備科學素養和創新能力的學生.

【課題：GS[2020]GHB0831，基于核心素養學習進階的教學設計與實踐】

參考文獻：

[1]李雨陽.核心素養視角下學習進階理論在高中物理教學中的應用[D].哈爾濱：哈爾濱師范大學，2022.

[2]董瑞彩，張雄.核心素養下的進階式問題驅動教學——以“溫度”教學為例[J].湖南中學物理，2020，35（04）：93-96.

[3]王鳳玲.“雙減”背景下高中物理單元作業設計的分析研究[J].中學物理，2023，41（03）：30-33.

[4]白恒憲.探析如何應用“學習進階”改進高中物理教學設計[J].數理天地（高中版），2022（04）：61-63.

[5]王欣竹，張勇.開展創新備課，實現學習進階——以人教版高中物理“速度”教學為例[J].廣西物理，2022，43（02）：220-223.