中学物理质量概念学习进阶研究

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“学习进阶”是目前国际教育界中了解和描述学生在科学学习中思维轨迹和水平的重要研究方法,对了解学生物理学科核心素养中科学思维的发展具有积极的意义。我国中学生物理学习中“质量”概念的学习进阶情况究竟是如何发展的?针对这一核心问题,本文开展了如下三项研究:研究1,我国中学物理质量概念学习进阶的理论研究。对国内外学习进阶研究理念以及国内外有关质量概念的研究进行理论探索后,从时间和科学思维发展两个维度出发分析和建构符合我国中学生质量概念学习进阶模型。在时间上,立足于我国物理教学指导文件三级课程标准,增添起点和锚点,确定出初步的质量概念学习进阶五级结构:(1)无形--基于生活经验利用简单因果推理认知质量;(2)感知--基于《义务教育小学科学课程标准》(2017年版)利用简单因果推理认知质量;(3)建构--基于《义务物理教育课程标准》(2011年版)推理认知质量;(4)实用--基于《普通高中物理课程标准》(2017年版),结合惯性、引力、相对论等科学文化知识深入认知质量;(5)分析--基于系统利用科学思维整合认知质量。在科学思维发展上,根据经验、事实、映射、关联、整合的科学思维发展阶段,对五级结构中的每一级进行更细致的划分。研究2,我国中学物理质量概念学习进阶的测试研究。依据项目反映原理和Rasch模型的测试要求,设计有序多项选择题为测试工具,以480名我国初中一年级至高中三年级的学生为研究对象,进行以年级分组的测试。测试结果如下:(1)根据BILOG-MG软件对整体有效试卷的经典项目分析结果可以了解到本次测试质量较好;(2)根据BILOG-MG软件对有效试卷按不同年级进行分组分析,可以了解到学生在学习质量概念时,低年级学生存在先入为主的生活观念以及高年级学生存在相近物理概念混淆、概念内涵和外延的模糊两个方面的迷思情况;(3)根据BILOG-MG软件对整体有效试卷的学生个体能力估计情况可以了解到,不止在不同阶段的学生理解能力上存在明显差异,处在同一学习阶段的学生之间也存在明显差异;(4)根据Winsteps软件随机等额抽样的调查结果显示,本次测验学生和题目的信度系数均较好,试题难度差异明显,几乎每个难度的测试项目都能有相对应的学生匹配;(5)根据所设问题情境对应测试项目的作答情况,显示出不同年级学生在质量概念学习中随着年级增长,学生的感知能力发展不显著、知会能力和衡量计算能力得到一定的提升、迁移运用能力和综合推理能力得到较大进步的学生能力发展情况;(6)结合不同年级学生具体认知表现,最终修改和完善出以学习年级和科学思维发展情况为进阶层级的,符合我国中学生的“质量”概念学习进阶模型。研究3,我国中学物理质量概念学习进阶的应用研究。基于对我国中学物理质量概念学习进阶研究的结果,对我国中学物理课程、教学、学习提出改进建议,主要包括课程标准、课程内容、教学及目标设计、学生学习四个方面:(1)基于质量概念学习进阶研究,为课程标准增添质量概念“思维进阶”的新内容;(2)基于质量概念学习进阶研究,提出有关质量概念在教材内容增添“本质辨析”的新思路;(3)基于质量概念学习进阶研究,为教师设计出课前精准定位学生真实的学习水平,课中目标引领下提升学生的学习水平,课后及时检测学生是否实现学习水平进阶的“进阶式教学设计”建议;(4)基于质量概念学习进阶研究指导学生在学习相关内容时,以“质量概念”为中心,为所学知识构建进阶网络,使知识系统化,以“学习进阶”理念为基础,构建进阶式学习思维,提升物理学科核心素养的学习策略。
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