电磁波课程论文提纲

2022-11-15

论文题目：高中物理电磁场重要概念的学习进阶研究

摘要：近年来,各国教育研究者越来越重视对学习进阶的研究,尤其是在科学教育领域中。在现实的物理学科的教学中,发现学生对科学概念的理解往往无法随年级的增长进一步深化,对知识的理解是割裂开的,不能形成完整的概念系统,这样的教育是低效的。为此,2017年我国普通高中物理课程标准基于提升学生的学科核心素养重新设计了高中物理课程结构,统筹了高中物理内容,强调了物理观念的形成和发展。这告诉我们教学中必然要关注学科知识的阶段性。电磁场是物理电磁学的核心内容,对学生整体把握物理学科体系有着至关重要的作用。因此,构建电磁场重要概念的学习进阶模型就显得非常重要,通过模型能够了解学生所处的能力水平,也能够了解学生接下来的进阶方向,从而更好的帮助学生完成知识体系的构建。本研究围绕“电磁场”的研究主题,从以下几个方面进行了研究:第一,筛选“电磁场”重要概念。通过对高中物理教材的梳理,分析我国普通高中物理课程标准的要求,参考美国下一代科学课程标准（NGSS）,初步确定电磁场重要概念。然后参考对一线教师的调查结果和对2015-2019年全国高考物理考试大纲的分析,选定电磁场的重要概念;第二,初步构建电磁场重要概念的学习进阶假设;第三,开发测量问卷并对学生进行调查。查阅相关资料,制定原始题库,用经过课程论专家和一线教师审阅后的测量问卷来测量学生的水平。然后利用Rasch模型对测量数据进行分析,根据分析结果对测量问卷进行修订;第四,对学习进阶进行验证和解释。利用修订后的测量问卷对学生进行再测试,根据结果得出重要概念的难度值,以此作为验证和修订学习进阶假设的依据,得出分为四个阶的学习进阶导航图。然后以电势能、楞次定律这两个重要概念的学习为例,说明了重要概念的进阶机制;第五,进行实践研究。基于学习进阶模型进行实际教学,以验证依据学习进阶进行教学是有效的,并建议教师在教学中关注重要概念教学,设置分层次的教学目标,规划学习进阶路径,重视过程性评价。综上,本研究是从理论和实际相结合的角度出发,梳理出30个高中物理电磁场重要概念并得出了其难度值,构建了电磁场重要概念的学习进阶导航图,大致分为四阶:第一阶是以牛顿力学为理论基础的对电荷间的相互作用的解释;第二阶是超越牛顿力学的超距作用,建立起场的概念,并将“场”作为基本要素解释电荷的受力,构建起场中的相互作用观;第三阶是从电磁运动与其他形式的运动的关系上构建“场”概念中“能量”的观点;第四阶是从整体上把握电场和磁场相互作用的结果,能够从场的物质性和场具有能量的角度来解释有关电磁波的性质。同时我们还发现,学生在学习物理概念的过程中不仅仅伴随着物理观念的进阶,还伴随着表达方式、科学方法、模型建构等方面的进阶:例如在学习电场之后,学生在表达方式上完成了从牛顿运动力学的观点向场的观点来描述电荷间力的作用的进阶;在学习电势能之后,可以利用类比法说明静电场中运动状态的变化问题;对于带电体间的相互作用,可以借助微积分的思想和点电荷模型进行解释等等。在把握了整个阶段的进阶状况的基础上,对每节课进行基于具体教学任务的学习进阶机制研究,由此展开的教学实践取得了良好效果。本研究既有理论的说明也有教学实践的探索,因此可以为高中物理电磁场部分的教学提供一定的参考。

关键词：电磁场;高中物理重要概念;学习进阶;物理教学

学科专业：教育硕士（专业学位）

中文摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 研究背景

1.2 学习进阶的国内外研究现状

1.3 研究设计

1.3.1 本研究的内容

1.3.2 本研究的创新性及难点

第二章理论基础

2.1 相关概念的界定