高中物理科学思想的教学——基于学习心理学的问题解决视角

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科学教育的本质不仅仅是科学知识,还应包括人们为获得科学知识而进行探索的科学思想。科学思想的教学不仅能够提升学生在涉及到该思想领域的问题解决能力,还能够在利用科学思想解决问题过程中培养学生的分析综合能力、科学推理能力等,而当下有关科学思想及其教学的研究还存在一些问题。如科学思想是什么?中学物理中应该怎样进行教学?基于此,本研究主要的工作如下:(1)从学习心理学下的问题解决视野出发,明确此时科学思想的本质是“认知策略”,且属于解决问题的“弱方法”;(2)根据解决问题的范围不同,将科学思想的应用分为三个层次,分别是科学研究中的原始新问题解决、物理概念规律获得过程中子问题的解决、以及习题解决。(3)根据“方法”的教学特点及布鲁姆教育目标分类学理论中“方法”教学的不同层次目标,提出科学思想的教学方式为“隐性渗透”+“显性化教学”。(4)梳理出三种科学思想的特征内涵,并总结其适用条件和使用步骤;梳理出三种科学思想在三个层次下是如何应用于解决问题的例子,并通过具体问题解决将科学思想以片段形式提供隐性渗透范例。(5)设计科学思想的隐性渗透和显性化教学,分别撰写部分隐性渗透及显性化教学的教案以提供科学思想教学范例。(6)对一线教师进问卷调查和访谈,检验本研究的合理性和可行性;选取高三年级学生进行微元思想的显性化教学实验。设计相应课后测验题目,以检验学生对微元极限思想的掌握情况,并获得相应结论。研究方法:文献研究法、问卷调查法、访谈法本研究的结论如下:(1)基于学习心理学中问题解决视野下的科学思想实质是“认知策略”,与科学方法同属于“方法”范畴,且属于解决问题的“弱方法”。(2)根据其解决问题的范围可以分为三个层次,从层次(1)到层次(3),其适用范围变窄,科学思想解决问题的效率变高。(3)科学思想的有效教学方式为“隐性渗透+显性化教学”。隐性渗透时,引导学生经历利用科学思想解决问题的过程积累其使用的经验,为科学思想显性化教学打下基础;显性化教学中,学生应掌握其本质内涵、适用条件、使用步骤等。(4)经历科学思想的隐性渗透和显性化教学,对于培养学生相关的问题解决能力、提升科学素养有一定作用。
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