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      省物理重点课题中期报告

      时间:2017/5/18 7:21:48 点击:1007 作者:张杰 录入:教科室 

        核心提示:《大数据视野下通过DIS物理实验激活初中生科学思维的策略与实践研究》是江苏省教育科学十二五规划2015年度重点(自筹)课题,课题于2015年11月经市、县专家开题论证后,开展了如下工作:一、进一步对研究方案进行完善,使研究思路更清晰。按照市县专家的指导意见,我们对“DIS”、大数据视野下的“DIS”...

      《大数据视野下通过DIS物理实验激活初中生科学思维的策略与实践研究》是江苏省教育科学十二•五规划2015年度重点(自筹)课题,课题于2015年11月经市、县专家开题论证后,开展了如下工作:
      一、 进一步对研究方案进行完善,使研究思路更清晰。
      按照市县专家的指导意见,我们对“DIS”、大数据视野下的“DIS”物理实验等核心概念进行了更清晰的界定,对研究方法进行了精选,并着重在实践探究设想上进一步探讨,在研究成果预设方面突出了促进学生思维发展的重点,包括理论论文和实际课例等,以上改进力求使研究思路更清晰。
      我们还对课题研究的意义进行了深入探讨,认为:初中学生的逻辑思维、抽象思维、创新思维等都在发展关键期,初中物理与数学方法结合是发展学生思维的的重要平台,利用几组数据,靠学生手绘寻找规律的过程不仅耗费时间,还降低了学生的学习效率,也与时代的发展不相适应。我们计划研究大数据视角下利用数字化物理实验激活初中生科学思维的策略与途径,国内外已有的研究有的侧重于科学思维的激发、有的侧重于大数据对于教育管理的研究、有的侧重于高中以上学生科学思维的培养,但是针对大数据视角下专门研究在物理实验中挖掘数据、高效利用数据激活初中学生科学思维的研究却几乎为空白,因此本课题的研究有助于本类课题研究更完整、更系统,对于我国的课程改革中学生研究部分系统化也更具有实际价值和远景意义。
      二、 进一步明确课题研究分工,使工作目标更明确。
      根据开题后研究要求,我们进一步明确了课题研究分工,使每位成员的工作目标更加明确。具体分工如下:
      康校长是本课题总指导、确定研究方向及方案、督查研究进展;
      杜永生校长指导开展课题研究初期工作;指导撰写研究方案;
      仲伟东主任指导课题组织网络形成;指导调查报告设计与使用;指导分析调查数据;
      陆平主任指导研究方案的完善;指导理念的更新与培训;
      张杰主任实时向上级教研部门汇报研究进展,按学校要求抓紧完成数字化器材购置与培训工作;完成课题研究总方案;联络课题组核心成员,共商研究计划,组织具体研究工作;
      康小林、钱龙:子课题《物理电学数字化实验的使用与改进研究》负责人;撰写子课题研究方案;并组织吴巍、周光明具体开展研究;
      梁建:子课题《物理光学数字化实验的使用与改进研究》负责人;撰写子课题研究方案;并组织郑龙、李良东、孙晶晶具体开展研究;
      朱翠芹、赵敏:子课题《物理力学数字化实验的使用与改进研究》负责人;撰写子课题研究方案;并组织张明春、王华东具体开展研究;
      朱红伟、钱婷:子课题《物理声学数字化实验的使用与改进研究》负责人;撰写子课题研究方案;并组织张波、葛志涛具体开展研究
      毛成军、钱增富:子课题《物理热学数字化实验的使用与改进研究》负责人;撰写子课题研究方案;并组织蒋金龙、孙玉梅、王兆兵具体开展研究。
      三、 积极撰写理论研究论文,为实践研究夯实基础。
      研究开始后,我们针对第一阶段的研究和对师生数字化实验教学的调查问卷数据,组织课题组成员积极撰写理论研究论文,为实践研究夯实基础。
      主要是通过对国内外有关教学设计文献资料的搜集整理,筛选过滤,借鉴一些已有的研究成果和理论作为本课题研究的重要支撑,确定本课题的研究方向;同时通过查阅文献、资料等,对大数据视角的概念、意义和现状进行学习,明确在大数据视角下的教育重点是通过培养学生的数据意识、挖掘数据能力和分析数据的技术来高效激活学生的科学思维,促进学生科学素质的提高;进而寻找走出传统物理实验对学生科学思维培养不力困境的基本思路。
      初步寻找大数据视野下数字化物理实验发展学生科学思维的策略。通过研究,了解国内外对学生科学思维研究的现状是在片面的、局部的数据上进行研究,得到规律的手段是常规的、费时的,归纳出的规律是断续的、有误差的……与掌握真正的规律有差距,与中考乃至高考的要求有差距,与当今社会飞速发展和大数据时代的瞬息万变不相适应,我们要对本课题研究所需要的理论和已有的研究成果进行整理、归纳,形成自己的认识。
      截至2016年11月份,我们已经有在全国获奖的论文《互联网+初中物理数字化实验,促进学生科学思维的探究》、在省获奖的论文《数字化实验在初中力学实验教学的设计与思考》、《大数据时代下云技术应用对物理教学质量的优化》、《在科学探究中如何凸显“过程与方法”》等;在《物理教学》、《江苏教育》、《中学物理》、《中小学实验与装备》等核心或重点期刊上发表文章,如《大数据视野下物理实验教学的研究》、《如何上好初中物理课》、《引发认知冲突的意义和途径——以初中物理教学为例》、《基于数学思想方法的初中物理教学研究》、《大数据技术应用对物理教学质量的优化》等。
      四、 完成DIS实验室招标建设,积极开展DIS物理实验研究。
      经过县政府、县教育局等批准,我校完成了数字化物理实验室的招标与建设,为我们课题组的开展提供了强劲的支持。
      DIS物理数字化实验室于2016年10月15日投入使用,实验室拥有初中物理数字化实验器材29套(其中教师演示用一套),成为我县第一个配备数字化(DIS)物理实验室的初中学校。
      课题组成员按照前期研究方案,并结合自己的教学实际,积极进行了DIS物理实验教学研究,争取在规定时间内完成方案中确立的实践研究,探索在初中物理实验中哪些地方用数字化实验,具体促进学生的哪些方面的科学思维,激活科学思维的具体策略以及如何使学生的科学思维更加完善、严密等策略。并在物理声、热、力、光、电等方面开展数字化实验实践研究,按具体目标及时总结出在数字化实验中激活学生科学思维的教学改进策略。目前已经开展了电学数字化实验的教学研究、热学数字化实验的教学研究,并对力、运动、电磁等实验教学进行了初步探究,师生从“新奇”到钻研到熟练,投入程度很高,学生在DIS数字化实验活动中科学思维能力明显提高,为我们课题组进一步研究指明了方向。
      五、 调研学生科学思维发展,调整、明确下一步研究措施。
      下一步我们将通过课堂观察和问卷调查,了解学生科学思维发展情况和存在问题,为改进课题研究方案提供依据。将在研究过程中适时发现问题,作出调整,使本课题研究更有针对性,解决实际问题。
      课题研究中,我们对比调研学生科学思维发展情况和教师教学情况,以便调整、明确下一步研究措施。
      通过一年的课题研究和实践,我们统计出以下数据:

      问卷项目 实践研究前“肯定”百分比 实践研究一年“肯定”百分比
      是否了解“大数据” 师:20%  生:16% 师:95%  生:75%
      知道数字化实验吗 师:40%  生:5% 师:100%  生:90%
      实验中主动思考吗 生:50% 生:92%
      实验中时间充足吗 生:50% 生:96%
      大数据能得出普遍规律吗 师:40%  生:10% 师:100%  生:100%
      知道电脑可以用在实验中吗 师:40%  生:10% 师:100%  生:100%
      希望做DIS实验吗 师:20%  生:70% 师:70%  生:100%
      通过以上数据可以看出,我们的课题实践与研究取得了一定的效果,师生对于数字化物理实验都有了更深刻的认识,兴趣也更加浓厚,进一步的研究将通过DIS新技术运用,增加发现学生的机会,能够实现个性化学习、泛在学习。通过数字化技术辅助实现初中物理实验,直观鲜明呈现实验现象,及时反馈实验数据,适时、多次、多样化地深度研究实验数据,规避了物理实验数据获取过程中的低效,学生更侧重发现问题、解决问题、分析问题,强化敏锐数据意识、探究意识、科学思维品质等方面的训练。从而全面提升学生科学思维,培养未来的数据分析师,培养有创新精神的人才。

      我们还将逐渐形成初中物理系统化、典型化的数字化实验方法、步骤及改进等实例库;建立通过数字化实验促进学生科学思维发展的教学设计、教学视频、作业设计等典型课例库。对五个子课题:《物理电学数字化实验的使用与改进研究》、《物理力学数字化实验的使用与改进研究》、《物理声学数字化实验的使用与改进研究》、《物理光学数字化实验的使用与改进研究》、《物理热学数字化实验的使用与改进研究》的研究进行总结,如期实现课题研究的整体目标。


       


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