课题申报书：核心素养导向下高中物理真实问题情境创设的理论研究与实践

教育科学规划2025年度重点课题申报书、课题设计论证求知探理明教育，创新铸魂兴未来。核心素养导向下高中物理真实问题情境创设的理论研究与实践课题设计论证一、研究现状、选题意义、研究价值（一）研究现状近年来，随着教育改革的不断推进，高中物理教学的理念与方法也在持续更新。然而，当前高中物理教学仍存在一些亟待解决的问题。一方面，教学过程中往往侧重于知识点的讲授以及计算练习，教师将大量精力放在帮助学生理解物理概念、掌握公式运用和进行习题演练上。这使得学生虽然能够在一定程度上记住物理知识，却对物理世界的科学认知和理解较为欠缺，难以将所学的物理知识与实际生活中的现象和问题建立起有效的联系，无法把知识灵活运用到现实场景中去解决实际问题。另一方面，尽管问题情境创设作为一种能有效提升教学效果、促进学生素养发展的教学策略，已经在高中物理教学领域得到了较多的关注，并在部分课堂中付诸实践，但实际操作中暴露出了不少问题。比如情境设置不合理，部分教师创设的情境脱离学生的生活实际或认知水平，要么过于复杂让学生无从下手，要么太过简单无法激发学生的思考兴趣；学生参与度不高，情境未能充分调动学生主动探究、积极参与的热情，学生在情境中处于被动接受的状态；还有评价方式单一，多数情况下仅以学生对知识的掌握情况来评判情境教学的效果，忽视了对学生思维能力、实践能力以及情感态度等多方面素养发展的考量。（二）选题意义理论意义：核心素养理念为高中物理教学指明了新的方向，本课题聚焦于核心素养视域下的高中物理真实问题情境创设策略进行深入探讨，旨在进一步丰富和完善真实问题情境教学的理论体系。通过研究，分析核心素养各维度与真实问题情境创设之间的内在联系，梳理出科学合理的创设原则、方法及流程等，为高中物理教育改革在教学理论层面提供有力的支持，填补现有理论在这一具体领域的部分空白，助力高中物理教学理论的不断发展与创新。实践意义：对于广大高中物理教师而言，本研究能够提供极具针对性的教学指导。基于实践案例总结出的真实问题情境创设策略，可以帮助教师更好地依据教学目标、学生特点等因素来设计和实施教学活动，使教学不再局限于传统的知识灌输，而是通过巧妙创设的真实情境引导学生主动思考、积极探究，进而提高学生的学习兴趣和学习效果，提升课堂教学质量，让物理课堂焕发出新的活力。教育意义：从学生发展的角度来看，在真实问题情境中学习物理，有助于培养他们的创新思维。面对实际情境中的各种问题，学生需要突破常规思维，运用所学物理知识去寻找独特的解决方案，锻炼创新能力；同时，情境学习往往需要学生之间进行合作交流、共同探讨，这有利于培养学生的团队协作能力；而且在自主探究问题答案的过程中，学生的自主学习能力也能得到有效提升，为其全面发展奠定坚实的基础，使其更好地适应未来社会对高素质人才的需求。（三）研究价值有助于提高高中物理教学质量：通过创设真实问题情境，让物理知识回归到其产生和应用的实际场景中，使学生更加直观、深入地理解物理概念、规律等知识内容，而不是死记硬背公式和结论。在情境中引导学生运用知识去解决现实问题，能够强化他们对知识的掌握程度，提升解决问题的能力，进而从整体上提高高中物理教学的质量和效率。符合当前教育改革的要求：当下教育改革强调以核心素养为导向，旨在培养适应社会发展的高素质人才。本课题围绕核心素养开展高中物理真实问题情境创设的研究，紧扣教育改革的脉搏，通过探索有效的教学策略，将核心素养的培养融入到日常物理教学的具体情境之中，使学生在掌握物理知识的同时，在科学思维、科学探究、科学态度与责任等核心素养方面得到全面发展，更好地满足社会对具有创新精神、实践能力以及综合素养人才的迫切需求。二、研究目标、研究内容、重要观点（一）研究目标分析核心素养视域下高中物理真实问题情境教学的理论框架和基本原则：深入研究核心素养所涵盖的物理观念、科学思维、科学探究以及科学态度与责任等维度，剖析它们与高中物理真实问题情境教学之间的内在联系。例如，在物理观念方面，探讨如何通过创设真实情境让学生更好地理解物质、运动、相互作用等观念；在科学思维上，思考怎样的情境能助力学生逻辑推理、模型建构等思维能力的发展。基于这些分析，梳理出真实问题情境教学应遵循的基本原则，像情境的科学性、合理性、启发性以及与学生认知水平适配性等原则，为教学实践提供坚实的理论根基。总结高中物理真实问题情境教学的典型案例，提炼有效的教学策略：广泛收集来自不同地区、不同层次高中学校的物理教学案例，涵盖力学、热学、电磁学、光学等各个知识板块。例如，在力学中关于物体受力分析的真实情境案例，教师可能会创设如建筑工地中起重机吊运重物时的受力情境；在电磁学里，以手机无线充电这一生活实例为背景构建真实问题情境。对这些案例进行详细剖析，总结出其中教师创设情境的方法、引导学生参与和思考的方式、对学生学习效果的评价手段等，提炼出具有普适性和可操作性的教学策略，如情境导入策略、情境互动策略、情境拓展策略等，以便为更多教师提供参考借鉴。针对高中物理真实问题情境教学存在的问题，提出改进措施和建议：结合当前高中物理教学实际，梳理出真实问题情境教学实施过程中存在的常见问题。比如部分教师创设的情境过于复杂，超出了学生的理解范围，导致学生参与积极性受挫；或者情境与教学目标的关联性不强，看似热闹却没能有效帮助学生掌握知识和提升素养。针对这些问题，深入分析其产生的根源，进而提出相应的改进措施，像加强教师情境创设能力培训，让教师更准确地把握学情和教学目标；建议教师在创设情境前进行充分的学情调研，确保情境难易适度且契合教学重点等，为优化真实问题情境教学指明方向。通过实证研究，验证所提出的高中物理真实问题情境教学策略的有效性：选取一定数量的高中班级作为实验组和对照组，在实验组中运用提炼出的真实问题情境教学策略开展物理教学，对照组则采用传统教学方式。通过课堂观察、学生成绩对比、学生素养测评（如通过设计专门的测试题考查学生物理观念、思维能力等方面的发展情况）、学生学习兴趣和态度调查等多种实证手段，收集相关数据并进行科学的统计分析，以验证所提出教学策略是否确实能够提高学生的物理学习效果、促进学生核心素养的提升，为教学策略的推广应用提供有力的数据支撑。（二）研究内容研究对象：高中物理教学中的真实问题情境创设：聚焦于高中物理整个学科体系，无论是必修课程还是选修课程，都是研究的范畴。例如在必修一的运动学部分，研究如何创设与生活中常见的汽车行驶、物体自由下落等现象相关的真实问题情境；在选修课程的原子物理部分，思考怎样以核能利用、放射性物质检测等实际应用场景为蓝本构建真实情境。旨在探索如何在不同的知识点教学中，巧妙地引入真实问题情境，让学生感受到物理知识与现实世界的紧密联系，从而激发他们的学习兴趣和探究欲望，提高学习效果。总体框架：从理论研究入手，结合实践探索，构建核心素养导向下高中物理真实问题情境创设的教学模式：首先，开展深入的理论研究，梳理国内外关于核心素养、情境教学等方面的先进理论成果，探究核心素养各要素与高中物理知识体系以及真实问题情境之间的契合点。例如，参考建构主义学习理论，强调学生在真实情境中主动建构知识的重要性；借鉴情境认知理论，明确情境对学生知识理解和迁移的作用机制。然后，进入实践探索阶段，深入高中物理课堂，观察教师的教学行为和学生的学习反应，参与教学实践活动，尝试运用不同的方式创设真实问题情境，并不断调整优化。在此基础上，构建一套完整的教学模式，涵盖情境创设的原则、流程、方法，教师在情境教学中的引导策略，以及对学生学习效果的评价机制等内容，为高中物理教师开展真实问题情境教学提供清晰的操作指南。重点难点：重点是探索有效的真实问题情境创设方法和策略，难点是如何确保真实问题情境教学的有效性和可操作性：在重点方面，通过对大量教学案例的分析、教学实践的尝试以及与一线教师的交流研讨，挖掘出多种行之有效的真实问题情境创设方法，如利用生活实例创设情境，像以电梯的超重和失重现象引出牛顿运动定律相关知识；借助实验创设情境，例如通过演示静电感应实验来引导学生探究静电场的性质；通过多媒体资源创设情境，播放太空站中宇航员的生活视频帮助学生理解万有引力等知识。而难点在于，要保证创设的真实问题情境在实际教学中能够真正发挥作用，提升学生的学习效果和核心素养，需要综合考虑多方面因素。一方面要确保情境与教学目标紧密结合，不能为了情境而情境，导致教学重点不突出；另一方面要充分考虑学生的个体差异和认知水平，让不同层次的学生都能在情境中有所收获，同时还要关注情境实施过程中的可操作性，避免因过于复杂或对教学资源要求过高而难以在常规课堂中落地。主要目标：提高学生的物理核心素养，培养学生的创新思维和实践能力：核心素养导向下的高中物理教学，旨在让学生通过真实问题情境的学习，深化对物理概念、规律的理解，形成科学的物理观念，能够从物理视角去解释生活中的现象、解决实际问题。例如学生在学习完电磁感应知识后，面对生活中如无线充电设备的原理分析等问题时，能运用所学知识进行合理的解释。同时，在真实情境的探究过程中，鼓励学生突破常规思维，提出独特的见解和解决方案，培养创新思维。比如在探究汽车安全性能提升的问题情境中，学生可能会联想到运用新的物理原理设计更有效的防撞装置等。而且，通过让学生参与到情境相关的实验操作、实践活动中，如制作简易的物理模型来验证物理规律等，锻炼他们的动手实践能力，为其今后从事相关科学研究或解决实际工程问题奠定基础。（三）重要观点真实问题情境创设能够激发学生的学习兴趣和思维能力，提高学生的学习效果：当教师将物理知识融入到学生熟悉的生活场景、社会热点等真实问题情境中时，比如以冬奥会中的滑雪项目来讲解摩擦力、能量转化等物理知识，学生更容易产生亲近感和好奇心，从而主动投入到学习中去。在情境中，学生需要运用已有的知识去分析问题、寻找解决办法，这个过程会不断激发他们的思维能力，促使他们从不同角度思考物理问题，加深对知识的理解和记忆，进而有效提高学习效果。相较于传统枯燥的知识讲授模式，真实问题情境为学生搭建了一个更具趣味性和挑战性的学习平台，让学习不再是被动接受，而是主动探索的过程。核心素养导向下的高中物理教学应注重真实问题情境的创设，培养学生解决实际问题的能力：核心素养强调学生在面对现实世界复杂问题时，能够综合运用所学知识去解决问题的能力。高中物理教学以核心素养为导向，就需要让学生在真实的情境中去感受物理知识的应用价值。例如在学习电路知识时，创设家庭电路故障排查的真实情境，让学生运用串联、并联电路的特点以及欧姆定律等知识去找出电路故障点，这样的教学方式使学生不仅掌握了书本上的理论知识，更重要的是培养了他们在实际生活中运用物理知识解决问题的能力，契合核心素养培养的要求，有助于学生更好地适应未来社会对创新型、实践型人才的需求。三、研究思路、研究方法、创新之处（一）研究思路在核心素养导向下，本课题旨在深入探究高中物理真实问题情境创设的理论与实践路径。首先，遵循“理论研究—实地调查—定量分析—案例研究—提出方案”这一逻辑严谨的研究思路。在理论研究阶段，广泛且深入地研读国内外相关文献资料，全面梳理核心素养、高中物理教学以及真实问题情境创设等方面的前沿理论，探寻其内在关联，以此作为整个研究的坚实基础，明确核心素养各维度与高中物理真实问题情境教学之间相互支撑、相互促进的关系，比如物理观念如何在具体情境中得以强化，科学思维怎样借助情境引导得到锻炼等，同时挖掘出现阶段已有研究成果中的空白与可拓展之处，为后续研究找准方向。接着进入实地调查环节，选取不同地域、不同层次的多所高中作为样本，通过实地观察高中物理课堂教学实际情况、与一线物理教师进行深度访谈以及收集教学过程中的各类资料等方式，真实且全面地了解当前我国高中物理真实问题情境教学的现状，包括教师在创设情境时的常用方法、遇到的实际困难，以及学生在面对不同情境时的参与度、学习效果等方面的情况。然后展开定量分析，运用科学合理的量化研究方法，例如设计针对教师和学生的调查问卷，收集大量有关教学频率、学生成绩变化、学习兴趣提升幅度等数据，并借助专业的统计分析工具对这些数据进行深入剖析，准确把握各因素之间的量化关系，找出影响高中物理真实问题情境教学效果的关键因素以及存在的主要问题。在此基础上，开展案例研究，精心收集众多高中物理真实问题情境教学的典型案例，涵盖力学、热学、电磁学、光学等各个知识板块，对每个案例进行细致入微的拆解与分析，从情境创设的背景、过程、师生互动情况到最终的教学成果等多个维度进行深度挖掘，总结成功经验与失败教训，提炼出具有普遍适用性和可操作性的教学策略与方法。最后，综合前面各阶段的研究成果，结合教育教学理论以及我国高中物理教学的实际国情，提出一套科学完善、切实可行的高中物理真实问题情境创设方案，旨在解决现存问题、提升教学质量，为推动我国高中物理教育改革贡献力量，助力培养具备核心素养的高素质物理人才，使学生能够更好地运用物理知识解决现实生活中的实际问题，实现知识与能力的协同发展。（二）研究方法文献研究法：充分利用学校图书馆、学术数据库以及网络资源等渠道，查阅国内外大量与高中物理真实问题情境教学相关的文献资料，包括学术论文、研究报告、教育专著等。通过对这些文献的系统梳理与分析，全面了解该领域的发展脉络、研究现状以及取得的阶段性成果，掌握不同学者在核心素养与物理教学融合、真实问题情境创设原则与方法、教学效果评估等方面的观点和见解，进而确定本课题的研究方向，精准定位研究的重难点所在，避免重复性研究，同时也为后续的理论构建和实践探索提供坚实的理论依据和参考借鉴。案例分析法：从众多高中物理教学实践中精心筛选出具有代表性的真实问题情境教学案例，这些案例来自不同地区、不同层次的学校，涵盖了高中物理课程的各个知识板块和不同教学阶段。对每个案例进行深入细致的分析，从情境创设的初衷、所选取的素材、情境呈现的方式、教师的引导策略、学生的参与情况以及最终达成的教学效果等多个维度进行全面剖析。例如，分析在某个以汽车刹车为背景创设的力学问题情境案例中，教师是如何引导学生运用牛顿运动定律来分析刹车过程中的受力情况和运动状态变化的，学生在此过程中的思维表现和知识掌握程度如何等。通过对大量成功与失败案例的对比分析，总结出真实问题情境教学中普遍存在的规律和问题，提炼出可推广应用的有效教学策略与方法，为其他教师提供直观、实用的教学参考范例。访谈法：制定详细且具有针对性的访谈提纲，选取一定数量的高中物理教师作为访谈对象，访谈内容主要围绕他们在实际教学过程中创设真实问题情境的实践经验、遇到的困难与挑战、对学生学习效果的观察与思考，以及对核心素养融入情境教学的理解和看法等方面展开。同时，也会选取部分学生进行访谈，了解他们在面对真实问题情境时的学习感受、兴趣激发程度、思维拓展情况以及在运用物理知识解决情境问题时的实际困难等。通过与教师和学生的面对面交流，获取一手的、真实生动的信息，深入挖掘教学实践背后隐藏的深层次问题，为后续提出切实有效的改进建议和教学策略提供有力的实证支撑。实验法：选取若干所高中的部分班级作为实验组和对照组，在实验组班级中按照预先设计的真实问题情境教学方案开展物理教学实践活动，对照组班级则沿用传统的物理教学方式。在实验过程中，密切观察并记录学生在课堂上的学习表现，如参与度、提问情况、小组合作效果等；定期收集学生的学习成绩数据，对比分析成绩变化趋势；运用专门设计的测试工具，对学生的物理核心素养发展情况进行测评，例如考查学生的物理观念形成、科学思维能力提升、科学探究水平提高以及科学态度与责任意识培养等方面的情况；同时，通过问卷调查、学生自评与互评等方式，了解学生对物理学习的兴趣和态度变化。通过严谨的实验操作和数据收集分析，客观验证所提出的高中物理真实问题情境教学策略是否确实能够有效提高学生的学习效果、促进核心素养的提升，为教学策略的科学性和有效性提供有力的实践证据。问卷调查法：根据研究目的和内容，分别设计针对高中物理教师和学生的两份调查问卷。教师问卷主要涵盖教师对核心素养的认知程度、在教学中创设真实问题情境的频率与方式、对情境教学效果的自我评价、在情境创设过程中面临的困难与需求等方面的问题；学生问卷则着重关注学生对真实问题情境教学的接受程度、学习兴趣变化、在情境中解决问题的能力提升情况、对自身核心素养发展的感知等内容。将问卷发放到不同地区、不同层次的多所高中，确保样本具有广泛的代表性。对回收的有效问卷进行数据整理和统计分析，运用统计学方法揭示教师和学生在真实问题情境教学方面的整体状况、存在的共性问题以及不同群体之间的差异，为深入了解教学现状、发现问题以及制定相应的改进措施提供全面、客观的数据支持。（三）创新之处学术思想创新：本课题以核心素养为导向，打破传统高中物理教学中相对注重知识传授的固有模式，强调真实问题情境在高中物理教学过程中的核心地位和关键作用。将核心素养的培养有机融入到真实问题情境创设的每一个环节之中，通过创设贴合学生生活实际、富有挑战性和启发性的真实情境，引导学生主动运用物理知识去观察、分析和解决实际问题，促使学生在情境体验中实现物理观念的深化、科学思维的锻炼、科学探究能力的提升以及科学态度与责任意识的养成。这种以核心素养为引领，以真实问题情境为载体的教学思想，为高中物理教育改革在理念层面提供了全新的思路，有助于推动高中物理教学从传统的“知识本位”向“素养本位”转变，更好地满足新时代对创新型、实践型物理人才培养的需求。学术观点创新：提出在高中物理真实问题情境创设过程中，不仅要关注情境本身的趣味性和与知识的关联性，更应着重培养学生的创新思维和实践能力这一创新学术观点。认为真实问题情境应具有开放性和探索性，鼓励学生从不同角度去思考问题、提出独特的见解和解决方案，突破常规思维的局限，培养创新精神；同时，强调学生在情境中通过亲身参与实践活动，如实验操作、实地调研、项目式学习等方式，将物理知识运用到实际操作中，提高动手实践能力，增强解决实际问题的综合素质。这一观点突破了以往部分情境教学仅侧重于知识理解和记忆的局限，为高中物理教学在培养学生关键能力方面提供了新的着力点，有助于提升学生在未来社会中应对复杂实际问题的能力。研究方法创新：本课题并非单一地运用某一种研究方法，而是综合运用文献研究法、案例分析法、访谈法、实验法以及问卷调查法等多种研究方法，从不同维度、不同层面全面深入地对高中物理真实问题情境教学进行研究。通过文献研究法梳理理论基础和研究现状，为研究找准定位；借助案例分析法总结实践经验与教训，提炼有效教学策略；运用访谈法深入了解教学主体的真实想法和实践困惑；依靠实验法进行实证验证，确保教学策略的有效性；利用问卷调查法获取广泛的数据支持，把握整体情况。多种方法相互补充、相互印证，形成一个完整的研究方法体系，能够更加全面、客观、深入地探究高中物理真实问题情境教学的内在规律和实践路径，为该领域的研究提供了一种综合性、创新性的研究范式，有助于提高研究成果的科学性和可靠性。四、研究基础、条件保障、研究步骤（一）研究基础已有相关研究为课题提供了理论和实践基础。在教育领域，众多学者围绕核心素养导向下的教学变革展开了多方面探索，对于高中物理教学中问题情境创设的研究也已取得了一定成果。比如，部分研究详细分析了核心素养所涵盖的物理观念、科学思维、实验探究、科学态度等维度与物理教学的关联，还有些研究聚焦于不同类型问题情境在高中物理课堂中的应用案例、实施效果以及存在的问题等。这些既有研究成果能帮助我们站在“巨人的肩膀”上，进一步深入探究高中物理真实问题情境创设的理论与实践，为我们明确研究方向、找准研究重点提供了参考依据，也为后续提出创新性观点和策略奠定了坚实基础。课题组成员具有丰富的教学经验和研究能力。课题组成员均为长期奋战在高中物理教学一线的教师，他们不仅对高中物理教材内容、课程标准有着深刻的理解和把握，而且在日常教学中积累了丰富的实践经验，熟悉学生在物理学习过程中的难点、痛点以及兴趣点所在。同时，成员们也积极参与各类教育教学研究活动，具备一定的科研素养和研究能力，掌握了科学的研究方法，能够运用相关理论对教学实践进行深入分析，并善于从实践中总结规律、提炼成果，为课题的顺利开展提供了人力保障。（二）条件保障学校提供必要的研究经费和设备支持。学校高度重视教育教学研究工作，对于本课题给予了大力支持，专门划拨了相应的研究经费，以保障课题研究过程中诸如资料收集、调研活动开展、专家咨询以及成果总结与推广等环节所需的资金支出。此外，学校还配备了齐全的物理教学及研究设备，像物理实验室、多媒体教学设备、各类实验仪器等，这些都能满足课题研究中进行案例分析、实验探究以及数据收集等工作的硬件需求，为课题研究创造了良好的物质条件。邀请相关领域的专家进行评审和指导。为确保课题研究的科学性、专业性以及创新性，我们将邀请多位在高中物理教育、核心素养研究等领域具有深厚造诣的专家学者参与到课题研究中来。一方面，定期组织专家评审会，让专家对课题的阶段性研究成果进行严格评审，从专业角度提出宝贵的修改意见和建议，帮助我们及时发现问题、调整研究方向；另一方面，邀请专家开展专题讲座、进行一对一指导等，为课题组成员答疑解惑，分享前沿的教育理念、研究方法以及实践经验，助力课题组成员提升研究水平，保障课题研究高质量推进。（三）研究步骤第一阶段（第1-2个月）：查阅文献资料，明确课题研究方向；进行案例分析；撰写文献综述。首先，充分利用学校图书馆、学术数据库以及网络资源等，广泛收集国内外关于核心素养导向下高中物理教学、真实问题情境创设等方面的文献资料，通过对这些文献的系统梳理与分析，深入了解该领域的研究现状、发展脉络以及取得的阶段性成果，进而明确本课题的研究方向，精准定位研究的重难点所在。同时，精心筛选出具有代表性的高中物理真实问题情境教学案例，从情境创设的背景、过程、师生互动情况到最终的教学成果等多个维度进行深入剖析，总结成功经验与失败教训。在此基础上，撰写文献综述，为后续研究提供坚实的理论基础。第二阶段（第3-4个月）：开展访谈调查；设计实验方案；收集实证数据。制定详细且具有针对性的访谈提纲，选取一定数量的高中物理教师和学生作为访谈对象，围绕教师在实际教学过程中创设真实问题情境的实践经验、遇到的困难与挑战以及学生在面对真实问题情境时的学习感受、兴趣激发程度、思维拓展情况等内容展开深入访谈，获取一手的、真实生动的信息，挖掘教学实践背后隐藏的深层次问题。然后，依据前期研究成果，结合教育教学理论以及教学实际情况，设计科学合理的实验方案，确定实验组和对照组，并明确实验的