高一物理力学教学中图像应用的研究课题开题报告

1、高一物理力学教学中图像应用的研充开题报告一、课题研究的背景和理论依据冃前，学生厌学，触冃惊心，我校是一所省二级达标校，高一新生是经过一级达标 校“层层”筛选后录用的，分数较底、基础较弱，且随着初中升高中比例逐年增加，越 来越多的同学不同程度地感到物理比较难学，他们就会放弃学习理科，据我了解上届高 一就有一半以上的同学选择文科，这与高一物理没有学好，觉得理科难有确定的关系。 力学又是高一物理学习的主要内容，是整个高中物理学问的基础。相比其他物理内容力 学也是学生前概念最为集中的地方之一。由于顽固前概念的影响以及一些主客观缘由使 得力学难教难学的现象格外普遍。文字、符号、图像构成了独特的物理语言，

2、三者相互 补充、相互转化，从而准确、生动地把物理世界及其规律呈现给我们，同时也产生了丰 富的、独特的表征方式，如文字表征、口头表征、图像表征、数学表征等。其中，用图 像表征问题是物理学习及问题解决的一个重要方面。图像表征是指用图的形式来阐述问 题。应用物理图像解决问题特指物理学习中，应用示意图和物理函数图象等方式描述物 理过程、情景和推理过程，包括识图和构图两个层次。机敏、主动地运用物理图像对学 生具有很大的促进作用。首先，物理图像可以进展学生的视觉一空间智力，提高学生的 物理制造性思维，还可以培育学生的审美情趣。其次，在物理学习中，图像可以帮忙理 解物理概念，促进物理规律的学习，帮忙分析物理

3、试验，更有利于物理习题的解决。从 对教师的访谈和学生考试情况分析发觉，学生应用物理图像的意识薄弱，并且能力不强。 在高中物理教学及学习中，文字、符号几乎成了物理的代名词，图像语言得不到应有的 重视和应用。我们已经进入了一个“图像时代”，电视、互联网、绘画等图像视觉占据 了人类生活的主要部分。对于教育来说，图像是一把双刃剑，既有风险，也有机遇。如 何扬长避短，发挥图像的正面的教育价值，应是各级学校追求的目标。对于教育者来说, 应依据不同年龄阶段的学生，选择适合的图像和教学方式。高-物理力学是平凡高中科 学学习领域的一门基础课程，首要的目标是培育学生的科学素养，其体现方式之一就是 学生解决物理问题

4、的能力。现行的平凡高中物理课程标准明确提出，学生应“通过自己 的努力能解决学习中遇到的一些问题”。而问题解决的关键是如何表征问题，若问题有 了正确的表征，可以说己解决了一半。文字、符号、图像构成了独特的物理语言，三者 相互补充、相互转化，从而准确生动地把物理世界及其规律呈现给我们，同时也产生了 丰富的、独特的表征方式。如文字表征、口头表征、图像表征、图片表征、数学表征等。 其中，用图像表征问题是物理学习及问题解决的一个重要方面。笔者就学生应用物理图 像解决问题的情况访谈了一些物理教师，访谈教师来自不同的地市，任不同年级的物理 课程。了解到的基本情况是：学生应用物理图像解决问题的能力确实薄弱，而

5、且差异性 很大，缺少画图思考的意识或不会构图，大部分学生没有主动应用物理图像解题的意识。 尤其是高一、高二时表现得更为明显。石家庄市第15中学的祈老师举了一个生动的例 子：推断静电场中电势的高低，学生束手无策，就是画不出电场线与电势的分布关系图。 老师对待图像的态度也不尽相同，有的老师不注重图像的使用（尽管他们始终对图很依 赖），把图像的教学放在一个次要地位，成为一种解析的补充，更不提倡学生在正规考 试中使用这种“格外规方法”；大部分老师提倡学生画图，用图，可是学生的实际应用 图像能力照旧是薄弱环节，得不到提高。对此，笔者认为，许多一线教师是“只缘身在 此山中”，“不识庐山真面目”，因此我们需

6、要跳出来，转换一个视角去看待这个问题。关于图像对物理教学的作用，国内外均有研究，但总的来说，研究得较少。国外的多集 中在对物理问题解决中的多元表征研究，其中包括图像表征；国内的研究主要集中在函 数图象的应用，并且多是经验性的，缺少在调查基础上的实证研究。大部分是一线物理 教师的教学心得和体会，如物理图像在解题中的作用，浅谈示意图在物理解题中的功能 等，理论基础薄弱，对图像的作用及应用缺乏一个全面深刻的认识。高考的导向作用使 图像教学犹如有了地位，但功利化的目标，使教师、学生对图像教学的定位只局限在它 的工具性，并没有真正认识到图像教学的价值和意义。因此，这个常常被我们忽视的、 不被重视的物理图

7、像，对改进教学，提高学生的科学能力具有怎样的作用，我们应如何 定位它在中学物理学习中的地位，值得深思。在中学物理教学中，对物理图像进行再思 考，探究其应用薄弱的缘由，既具有理论价值，也具有现实意义。二、课题研究的目的及意义：（1）通过课题组成员的查阅文献、实践积累、归纳总结等，构建高一物理利用图象 教学意识和能力。并选取几个试验班级进行评估测试，（2）对试验班级学生进行深化调査，归纳总结高一学生学习能力形成的困难，结合 物理优秀的学生的个案分析，归纳总结高一物理教学中如何应用图象。切实将物理图 象教学落到实处，尝试减小试验班级里学生在构建物理图象模型方面的能力差异，并 分析、男女学生在物理图象

8、模型建构能力上的差异，来消退女生在学习物理上的惧怕 心理。（3）通过实践研究，转变教师的教学方式和学生的学习方式，将物理图象模型真正 渗透到课堂教学中总结出一套行之有效的图象模型教学模式、学习模式，为传统的课 堂教学注入新的活力，培育出具有较强建模能力、创新能力、物理学习成果优良的学 生群体，并从中还可以探究一条有利于模型建构的课堂教学设计、导学案设计等的课 堂教学新模式。（4）为青年教师供应教学实践和科研的机会，培育提高年青教师教学业务能力；（5）取得一些有价值的教科研成果，包括教师论文、高中物理图象模型素材、试验 研究报告等。三、研究目标与内容；本课题研究的目标是：在物理问题解决中，物理图

9、像的作用得到一线教师的一致认可。在国内的期刊上关 于应用物理图像的文章汗牛充栋，多为一线教师对图像使用技巧的总结和反思。国外在 这方面研究得较为深化，主要涉及图像表征对物理问题解决的影响。综而观之，图像在 物理问题解决中的作用不言而喻。关于图像在物理问题解决中，高中生应用图像解决问 题的能力薄弱。基于此，本文着重从三个方面探讨物理图像的应用问题。首先，界定物 理图像的含义，试图建立一个物理图像应用的理论框架。并在此基础上阐述物理图像在 教育及教学方面的重要作用。其次，基于现状，对学生应用物理图像解决问题的情况进 行问卷调查，对教师进行访谈，试图找出高一新生应用物理图像解决问题薄弱的缘由。 最终

10、，依据调查结果，对提高学生的图像能力给出建设性的意见。为了保证信息来源的 准确性和可信度，本研究选取高一的学生为调査对象，采用多种研究方法，以便相互验 证。理论部分主要采取文献研究法，实践部分以调查问卷为主，访谈为辅的方法。本课题研究的内容：一、课题研究的现状1、物理问题解决中的表征研究2、图像研究的相关综述3、几个基本概念的界定（1）、物理图像的界定（2 ）、图像表征（3）、“物理问题 解决的含义二、物理图像应用的理论建构1、“经验之塔”理论与认知一发觉说2、双重编码理论3、问题解决理论4、布鲁纳认知结构三、物理图像的功能1物理图像的教育功能2物理图像的教学功能四、高一学生应用物理图像解决问

11、题的调查研究五、研究的结论的呈现1、本研究的结论及论文2、对物理图像教学的建议3、应用物理图像解决问题的教学案例四、研究方法和步骤；研究方法：本课题在调查研究的基础上以试验法为主，探究实践有效的教学方法。文献资料法 搜集、整理与课题有关的物理图像理论，为课题研究供应充实可 行的理论依据；问卷调查法了解学生物理图像意识的现状和构建物理图像能力的评估框架， 以便使课题研究更具针对性；教育试验法通过对选定的班级进行物理图像教学，来了解学生在物理图像学 习中遇到的困难，通过试验研究来总结更好的物理图像教学方法；经验总结法通过对自己的教学实际情况进行反思，总结胜利的经验和不足的 教训；案例研究法对试验班

12、级进行男女学生在利用物理图像能力上的差异进行个 案分析，从中吸取有用的信息。研究步骤：第一阶段：预备阶段(1)、课题组成立。(2)、组织课题组成员进行理论学习。第二阶段：实施阶段。通过课题组成员及其它物理学科教师的帮忙合作，开展比较 系统的研究。其中辅以具体的收集资料(包括观察、调查、访谈等)、归因分析、建模 概括等方法，在有计划、有步骤、有目标和有总结反思的过程和循环中达到研究目的。 第三阶段：总结阶段。五、本课题研究结果预期1、物理图像不仅是一种解决物理问题的方法，更是种重要的物理思维方式。本文通过问卷调查的方式，以高一的学生为样本，对高一学生应用物理图像的现状及影响 因素进行了实证分析，

13、得出结论。2、通过课题组成员的査阅文献、实践积累、归纳总结等，构建高一物理利用图象 教学意识和能力。3、对试验班级学生进行深化调查，归纳总结高一学生学习能力形成的困难，结合 物理优秀的学生的个案分析，归纳总结高一物理教学中如何应用图象。切实将物理图 象教学落到实处，尝试减小试验班级里学生在构建物理图象模型方面的能力差异，并 分析、男女学生在物理图象模型建构能力上的差异，来消退女生在学习物理上的惧怕 心理。4、通过实践研究，转变教师的教学方式和学生的学习方式，将物理图象模型真正 渗透到课堂教学中总结出一套行之有效的图象模型教学模式、学习模式，为传统的课 堂教学注入新的活力，培育出具有较强建模能力

14、、创新能力、物理学习成果优良的学 生群体，并从中还可以探究一条有利于模型建构的课堂教学设计、导学案设计等的课 堂教学新模式。5、为青年教师供应教学实践和科研的机会，培育提高年青教师教学业务能力；6、取得一些有价值的教科研成果，包括教师论文、高中物理图象模型素材、试验 研究报告等。提出对物理图像教学的建议：充分发挥教师的示范作用，培育学生良好的作图习惯形成良好的作图习惯，是应用 图像解决问题的一个方面。重视图像的构建过程，在教学中，教师要特殊注重展示给学生图像的构建过程，要 给学生供应足够的思考空间，让学生真正动脑、动手，不能包办。加强试验教学，丰富图像的素材，物理图像不仅是一种解决物理问题的方

15、法，更是 一种物理思维。老师将从学问与技能、过程与方法、情感态度和价值观三维目标出发，注重学生学 习经验、物理学问和社会进展三方面内容的整合，遵循学生身心进展的规律，突出课程 教学为学生进展服务的理念。六、本课题研究进展安排1、研究起步（2012年9月一2012年11月）：学习理论、收集资料、形成方案，撰写开题报告：曾志烈2、调查分析研究（2012年9月一2012年12月）：全体成员3、应用研究（2013年1月2013年7月）：全体成员4、课题总结（2011年7月2011年8月）：研究报告：七、成果呈现形式；1、编写、收集教学案例，做好调查研究写出报告。2、本课题研究的同时教师也经历了一个“理论学习-教学实践教学反思 教学改进再实践”的过程，这个过程就是教师专业进展的过程。在这期间教 师的理论水平，教学反思能力、评价能力、科研能力和教学水平得到了大幅度的提升， 写出了一批有质量的研究论文。八、保障措施（1 ）、参与课题的研究成员有比较扎实的专业基础学问和较强的教科研能力及执着、 严谨的研究精神。并有相关论文汇编、发表。（2）、廖燕情老师国家级课、市级课题的研究，2012学年参与的课题高二物理学困 生转化的研究获得县一等奖。曾志烈老师曾参与过三明市教