初中物理探究式教学论文提纲

论文题目：融合STEM教育的初中物理5E探究式教学模式研究

摘要：自2015年以来,我国国务院与教育部先后出台多份政策文件并指出要在中小学教育中进一步探索与发展STEM教育模式,在初中物理新课程标准当中提出了应增强学生的跨学科知识整合能力、实践探究能力、自主思考能力等,以上能力均是STEM教育理念所倡导与培养的。然而,笔者通过实地调研发现,当前中小学对STEM教育的重视程度不够,缺少对STEM能力的教育与专业系列课程。通过分析调研数据可以发现,当前初中物理教学现状存在以下问题:教师对于自身定位不准,忽视学生探究意识培养;过于看重课本知识的考试,缺乏运用实验方式对知识进行建构;过于重视基础知识,忽视对学生创造性思维的培养等问题。针对分析得出的上述三类问题,笔者进行了以下研究:首先,本研究从剖析物理教学现状入手,梳理发现国外教育在学生STEM素养培养方面的先进教学经验,了解课题的研究背景、目的和意义。通过对已有研究成果进行分析,将建构主义、人本主义和“做中学”作为理论基础,提出融合STEM教育与5E探究模式的构想。针对以上研究背景,本文提出了三个研究目的:1.进行融合STEM与5E探究教学模式的教学设计2.设计出融合STEM教育的初中物理5E探究式教学模式3.通过以上教学设计与教学模式激发学生创造性思维能力与学习探究意识。其次,本研究在探究融合STEM教育与5E模式过程当中,从设计原则、设计方法和设计策略三个方面进行了分析。在此基础之上,融合并设计的教学模型,在“引入-探究-解释-迁移-评价”的五环教学中赋予每一步的STEM教育含义,实现对STEM知识的“引入-集体建构-个体建构-迁移-内化”过程。在每一轮的探究活动中,学生表现出的个性化、多样化的学习效果,都促进其本身认知思维的横向与纵向发展,通过对知识的建构与加工,既促进知识本身内涵与外延加深的同时,也深化了知识的生成与迁移。然后,本研究详细阐述了如何将融合STEM的5E探究式教学模式应用于实践教学。研究选取了银川市某公办中学的两个平行班学生,采用准实验法在实验班与对照班中进行模式不同的教学,实验明确了教学内容、目标与策略,进行了充足的前期准备,并制作了教学设计制作流程与教学评价方案。本研究将利用量化分析和质性分析进行评价,从量化角度出发:收集了研究对象实验前后的物理课程成绩、并利用问卷调查法调查创造性思维能力、且在每节课后进行当堂检测并量化成绩;从质性角度出发:对参与实验的教师进行访谈,并在每节课程中利用观察法记录学生课堂反应情况。最后,本研究分别选取不同教学策略下具有代表性的案例进行展开讨论,从教学内容、教学目标、教学策略、前期准备和教学活动设计五个方面进行案例阐述。通过对收集的实验数据和教学效果进行分析后发现:融合STEM教育的5E探究式教学模式对于学习成绩的有增强效果,同时可有效提升学生创造性思维能力,且使用不同的教学策略产生的教学效果不同,其中实验式探究策略效果最佳。虽然教学实验得到了一定成效,但本研究仍理性的分析当前实验过程的局限性,当前实验存在实验周期短、实验样本量小、实验论证角度少以及教学模式灵活性较弱等问题。希望在后续实验当中改善以上问题,并进行针对性调整。综上,本研究是将STEM教育与5E探究模式进行融合并使用于初中物理教学的一个初探,在实施过程中发现问题、解决问题,提出该模式下的新思路。旨在为后续的研究抛砖引玉,为一线初中物理教师提供课堂教学的新视角。

关键词：STEM教育;5E探究式;创造性思维;教学模式

学科专业：教育技术学

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 STEM教育的机遇与挑战

1.1.2 我国初中物理改革的新形势新需求

1.2 问题的提出

1.3 研究目的与意义

1.3.1 研究目的

1.3.2 研究意义

1.4 概念界定

1.4.1 STEM教育

1.4.2 5E探究模式

1.4.3 创造性思维

1.5 研究方法与思路

1.5.1 研究方法

1.5.2 研究思路

第2章 相关研究综述及理论基础

2.1 国外研究现状

2.1.1 STEM教育研究现状

2.1.2 探究教学模式的研究现状

2.2 国内研究现状

2.2.1 STEM融入初中物理教学研究现状

2.2.2 初中物理中探究教学研究现状

2.2.3 5E探究式教学研究现状

2.3 STEM教育与5E探究式教学模式融合现状

2.4 理论基础

2.4.1 建构主义理论

2.4.2 人本主义教育理论

2.4.3 杜威“从做中学”教学原则

第3章 融合STEM教育的5E探究式教学模式设计

3.1 融合STEM教育的5E探究式教学模式设计原则

3.1.1 培养学生创造性思维与创新性素养

3.1.2 培养学生实践能力与解决问题能力

3.1.3 注重STEM教育与5E探究方式融入初中物理课堂的可行性

3.2 融合STEM教育的5E探究式教学模式设计方法

3.2.1 兴趣引入与循序渐进

3.2.2 探究指导与纠错并举

3.2.3 深入挖掘与实际应用

3.2.4 当堂检测与反馈及时

3.3 融合STEM教育的5E探究式教学模式设计策略

3.3.1 发现式探究

3.3.2 推理式探究

3.3.3 实验式探究

3.4 融合STEM教育的5E探究式课堂教学模式

3.4.1 教学模式建构

3.4.2 教学模式解析

第4章 融合STEM教育的5E探究式课堂教学实验要点

4.1 研究问题与对象

4.1.1 研究问题

4.1.2 研究对象

4.2 研究过程

4.2.1 教学内容

4.2.2 教学目标

4.2.3 教学策略

4.2.4 教学前期准备

4.2.5 教学活动设计

4.3 应用评价方案

4.3.1 应用评价思路

4.3.2 应用评价工具

第5章 融合STEM教育的5E探究式课堂案例实验及数据分析

5.1 融合STEM的发现式探究案例一:电功率——电能、电功

5.1.1 教学内容分析

5.1.2 教学目标分析

5.1.3 教学策略选择

5.1.4 教学前期准备

5.1.5 教学活动设计

5.2 融合STEM的推理式探究案例二:透镜——生活中的透镜

5.2.1 教学内容分析

5.2.2 教学目标分析

5.2.3 教学策略选择

5.2.4 教学前期准备

5.2.5 教学活动设计

5.3 融合STEM的实验式探究案例三:测量小灯泡电功率

5.3.1 教学内容分析

5.3.2 教学目标分析

5.3.3 教学策略选择

5.3.4 教学前期准备

5.3.5 教学活动设计

5.4 数据收集与分析

5.4.1 实验班及对照班课程成绩分析

5.4.2 实验班及对照班创造性思维成绩分析

5.4.3 实验班及对照班的教师访谈分析

5.4.4 实验班及对照班的课堂效果与当堂检测分析

第6章 总结与反思

6.1 总结

6.1.1 研究结论

6.1.2 研究的局限性

6.2 展望

参考文献

附录1 创造性思维调查问卷

附录2 当堂检测

附录3 任务清单

附录4 教师访谈提纲

附录5 课堂观察记录表

致谢