科学思维的培养研究论文

高中物理课题研究改革实施策略论文

无论是在学校还是在社会中，大家一定都接触过论文吧，借助论文可以达到探讨问题进行学术研究的目的。你写论文时总是无从下笔？以下是我为大家整理的高中物理课题研究改革实施策略论文，欢迎阅读与收藏。

摘要： 当代教育改革提倡学生的全面发展，高中物理课题研究的改革则是新课改对学生科研素养、创造能力培养的充分体现，高中物理教师是这种科研素养培养的关键力量和引路人，教师要在让学生掌握知识的同时，同步推进科研素养、创造能力的培养，使学生各方面素质全面发展。

关键词 ：高中物理；课题研究；新课改；

随着新课程改革的大力推进，“核心素养”一词成为教育的热点话题，核心素养的是指：学生在接受相应学段的教育过程中逐步形成起来的适应个人终身发展与社会发展的人格品质与关键能力。而物理学科的核心素养即指，在核心素养的基础上加入物理学科的元素，学生通过物理知识的学习所形成的适合终身发展的品质与能力，被归纳为四个方面：物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。那么，如何在高中物理课堂贯彻实施核心素养，便成了当代高中物理教师新的关注点，本文主要对高中物理课题研究的改革进行了分析以及对改革后的课题研究应如何实施进行了阐述。高中物理课题研究的改革是教育改革中的典型案例，高中物理一线教师便是这一举措的实施者，同时也是课程开发的研究者，课题研究的设置就是为了培养学生的培养科研素养和创造能力，科研和创造不应只是高等教育的代名词，科学态度和科学思维需从小培养才有利于深入和内化成自身的素养，高中物理教师应积极跟随教育改革的步伐，提高对核心素养的培养意识，并提升相应的培养能力，为新时代培养全面发展的人。

一、高中物理新课改中教材的变化

（一）新课改中教材的变化

2004年和2019年人教版两版新旧教材主要在排版、内容、习题、插图等方面进行了调整，新教材在排版方面增加了每节正文右侧的空白栏及旁批内容，空白栏为学生作随堂笔记提供了便利。新教材的知识内容整体并未发生变化，但每本书及部分章节内容安排都进行调整，从目录到章小节内容都有调整的部分。在习题方面，新教材在每章末增加了A组和B组复习题与提高题，这种改版在一定程度上解决了旧教材习题数量过少、题目难度过低等问题。在插图方面，新教材更多选取了实际拍摄的图片，突出了物理生活化和时代化的特征。

（二）新课改中课题研究的变化

2004版必修1课题研究中研究的主题是“桥梁的研究”，2019版必修1的课题研究并没有给出指定的研究内容，而是提供了一个“研究样例”和一个“参考选题”，分别是“球形物体空气阻力大小与速率关系的研究”和“橡皮筋弹力与伸长量关系的研究”；2004版必修2课题研究中研究的主题是“潮汐现象”“潮汐发电”，2019版必修2课题研究提供的样例和选题分别是“关于甩手动作的物理原理研究”和“掷标枪动作的物理原理研究”。2004版教材的课题研究包含课题的得来、课题的规划、课题的实施三个部分。2019版教材的课题研究中的“研究样例”包含问题的提出、实验设计、实验过程和数据、数据处理和结论四个部分，并且给出了具体的实验数据和结果分析，“参考选题”与研究样例会用到同类型的解决方案，但参考选题只提出问题，此处考查学生的类比迁移能力，因此并没有给出具体的实验数据和结果分析。

二、课题研究改革分析

课题研究的变化同时也反映着教育改革的方向，包含着教育改革的改革思路和育人理念，分析课题研究的改革，也是在深入贯彻体会教育改革。

（一）从教材变化分析

旧教材主张放宽眼界，摆脱教材的限制，留意观察身边社会及自然的事物，对于不懂的问题要问个究竟、探个明白。而新版教材更加强调科研素养和创造能力的培养，研究的内容不受教科书的限制，学生根据自己对周围的事物观察和质疑，发现并提出自己值得研究的问题，把更多的主动权给了学生，让学生自己放手去做。不仅如此，新版教材充分考虑到中学生的知识储备和动手能力，所研究的课题需要以教材中学习过的知识为基础，是已掌握知识的实践延伸，在一定成熟的知识体系的帮助下，让中学生的研究变得不再“可望而不可即”。综观两版教材，不难发现课题研究的研究内容从大到小、从宽泛到具体、从难操作到易上手，研究过程也更加具体细化，旧版教材重在让学生思考已经给定的问题，自己观察并解决，而关于问题如何解决并没有具体的陈述和指导。新版教材则重在解决问题，在研究样例中，不仅给出了一整套的实施办法，还给出了具体的数据及完整的结论分析，如此一来，有了样例，学生便明白了探究性学习的一般程序，便可以仿照给定的程序，自行完成参考选题，或学生也可以自行发现并选择同类型的现实问题，进行探究性学习。这样不仅可以达到培养学生探究性学习能力的目的，也传授给了学生研究性学习的实施程序，让学生掌握搜集数据、分析数据的能力。

（二）从育人理念分析

中学生的传统学习模式使得他们并不具备完全的探究性学习的能力，再加上繁重的课业及考试压力，导致课题研究这一板块大多被师生所“遗弃”，而新版教材的课题研究充分考虑到以上因素，研究的主题与学生已掌握的知识充分结合，内容上也更加贴近学生的生活，操作过程更加容易实现，并且教材中给出了具体的操作方法，学生可以先参透研究样例，模仿或自行完成参考选题部分，也可自行选择同类型的现实问题，进行探究性学习。被安排具体的学习任务是高中生长期的学习习惯和模式，这样的学习模式有利于教学任务的开展和管理，却也养成了中学生的不良学习习惯，被动的接受和不懂就问，久而久之缺少了自己探索的意识和能力，而自己通过努力去解决各种问题恰恰是离开校园后必须具备的品质。新版教材的课题研究便充分弥补了这些不足，极大地锻炼了学生自我探究的意识，和运用已学知识去解决问题能力。

三、研究课题的实施策略

改革后的课题研究具体应怎样实施成了高中物理教师思考的关键问题，首先要明白课题研究改革后想要达到怎样的目标，从目标意义入手，谈课题研究的具体实施。

（一）课题研究的目标

（1）获得参与研究的体验“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”比研究出实验结果更重要的是研究的过程和体验，研究结果带来的成就感会随着时间流逝而消逝，但是在实验过程中获得的科学探究素养，却会贯穿物理学习始终。与此同时，探索的积极体验也会给学生物理方面的学习带来积极的影响。

（2）培养解决问题的意识能力研究课题的过程是学生独立探索研究的过程，期间会遇到许多意想不到的问题和困难，在这一过程中学生无法依赖教师，无论结果如何学生都必须通过探究、查阅资料等手段独立完成，由此一来，学生独自解决问题的意识和能力便得到了培养，久而久之，内化成自身具备的品质。

（3）培养科学态度和科学思维科学的态度和思维是进行科学研究的基础，具备了科学的态度和思维才能更好地为科学研究服务，教育改革也在向着培养学生核心素养的方向不断推进。课题研究的过程便可以充分培养学生的科学态度、科学思维等方面,培养学生的物理核心素养,达到促进学生全面发展的目标。

（4）培养科研素养和创造能力“冰冻三尺非一日之寒”，科研素养和创造能力的培养也绝非一日之功，这些都需要点滴的渗透，需要学生从实际的情境中感悟、体会，并提炼成自身具备的品质。培养学生的科研素养和创造能力是设置课题研究环节最主要目的，当代中学生缺乏培养科研素养和创造能力的大环境，基础教育对培养学生这方面素质的'重视度不够，课题研究的改革正是迈出了改进这样现状的一步，将教育改革不仅仅停留于书面口头，而是落实于实际，真正为培养学生的科研素养和创造能力做出实质贡献。

（5）激活各科学习中的知识储存书本上的知识都来自长久以来人们对生活现象的研究、总结，学生直接从书本上获得知识，由于缺乏了提出疑问、研究、总结的过程，知识就不能“活”在生活中，不仅仅是物理，各科学习都普遍存在这一问题，课题研究便为解决这一问题提供了平台，让学生激活各科学习中的知识储存，提高知识的相关性，使学生研究并尝试相关知识的综合运用。

（二）课题研究的实施策略

（1）教师指导研究的主题教师带领学生对所要研究主题的背景框架做初步的分析和了解，并对将要用到的基础知识做回顾梳理，申述注意事项，接下来引导学生说出研究过程中可能会用到的科学方法，并对这些研究方法作以详细的指导，让学生有足够的知识、技术储备，使得他们具备独立解决研究主题的基本能力。

（2）制订研究计划有了基础知识的支撑和对研究方法的了解掌握，此时就需要学生运用自己的逻辑思维和动手能力，根据研究样例的实验研究过程，自行制订研究计划、设计实验，设计具体实验步骤。在此阶段，教师将不再对学生设计的具体步骤进行干预，充分给予学生主动权，让学生自己积极探索、积极体验。

（3）研究实施学生将自己制订的研究计划和设计的实验步骤付诸实践，如无法得出结论，则需根据实际情况检查并修订第二步中制订的研究计划，然后实施修改后的方案计划，再次研究实施，直到得出数据。

（4）处理数据，总结结论学生进行多次试验，并根据自己测得的实验数据，进行详细的分类、统计，并且分析数据之间的关系，排除误差数据，从中发现一定的规律，经总结得出结论。将实验过程及得出的结论进行整理、撰写为纸质版报告。

（5）组织研究成果的交流研讨教师组织学生在课堂上分享自己的研究成果，互相讨论研究的过程。在该阶段，教师则需要对学生研究过程进行评价，并对其中的错误进行指正，带领学生总结分析成功或失败的原因。

（6）研究效果评估这一阶段是教师参与的环节，教师可以引入多元化的学生评价方式来评估，按照一定的比例来综合，评定学生课题研究部分的成果，并对本次活动的总体效果进行总结，归纳大多数学生在研究中遇到并难以解决的问题，在平时的教学活动中对此类问题的解决办法加以渗透，以此提高学生的综合能力。

四、课题研究改革对现代教育的启示

课堂上的学习是学习方式的一种，但研究性学习的研究过程，将来在实际工作中所遇到的各种问题，多数会以这种研究的方式来解决。学校里教育，不应该以应对考试为最高目标，应是培养全面发展的人，不仅要有过硬的文化知识功底，也要具备创新能力和科研素养，学习到的知识或许不为今后职业生涯所用，但钻研探究的意识，却是学生终身受益的良好精神品质。现代教育也应积极向改革方向靠拢，对学生的教育不仅仅局限于知识维度的提升，更需提高对各方面能力的重视度，着眼于学生的未来，培养更多能够独立解决困难的人，和具备科研精神、科研素养的人。

学习的知识也不应该仅仅只为考试服务，教师应时刻立足于核心素养的培养，随着改革的思路转变育人理念，让学生能够通过物理知识的学习，形成适合终身发展的能力与品质。学生的未来关乎国家今后的发展，国家的发展需要科研技术的支持，科研人才的培养需靠高等教育的栽培，但科研精神和科研素养要从小培养意识，这就要依赖于基础教育，只有从小培养研究问题的意识，才能更好地具备科研精神和素养，为以后成为科研人才打下坚实基础。

五、结束语

高中物理课题研究的变化主要体现在研究主题的选择和研究过程，研究主题将物理生活化、抽象的概念简单化，细化研究过程，以学生为主体，给学生更多的主动权和发展空间，充分体现着新课改的育人理念，注重学生科研素养和创造能力培养，致力于学生的全面发展。高中物理课题研究的改革也是新课改乃至教育改革的一个缩影，高中物理教师应紧跟教育改革的步伐，紧抓核心素养，适当调整自己的教学策略，重视对学生科研素养和创造能力培养，培养全面发展的人。

六、参考文献

[1]王可.人教版高中物理必修教材中物理学科核心素养的体现分析[D].曲阜:曲阜师范大学,2020.

[2]曾彪.数学分析课程开展研究性学习的意义和途径[J].科技风,2021(2):40-42.

[3]刘雯霞.人教版新旧高中物理教材对比分析与教学思考[D].洛阳:洛阳师范学院,2020.

[4]李大亮.基于核心素养的2019人教版高中物理教材分析[D].洛阳:洛阳师范学院,2020.

科学思维素养应当从哪些方面入手呢？第一，科学思维素养的培养，应当让孩子明确几项基本的科学原则1）科学的准则和定律的成立，是有其假设条件的，因此有适用范围。比如电学中应用的欧姆定律，适用于将电子的集合看成研究对象的情况，将研究对象缩小到电子级别，其规律就不能用这个简单模型来表达。2）自然科学的原理最终都可以通过实验现象检验。爱因斯坦年轻时提出的重要理论，在发表年代，没有条件做实验，但在后来的研究中，这些理论逐步与观测到的现象吻合，从而确定了这些重要理论的江湖地位。3）要注重科学标准中的公平原则。科学领域追求的公平原则，产生了单位长度，单位面积或单位体积。从而使得两个不同状态的物体之间的某些物理量能够进行定量的比较。比如压强。需要让孩子注意到的是采用单位方式进行比较的方法。第二，要培养孩子科学思维的基本方法。科学思维的基本方法，包括以下几个方面1）推理。推理训练孩子的逻辑连贯力，科学真相的存在经常会像竹笋的嫩芯一样，掩盖在层层叠叠的笋衣之下，只有通过推理，将逻辑层次连贯起来，将无用的线索剥除，才能最终得到在一定范围内适用的结论。2）类比和联想。类比和联想不能是在使用排比句和文学上，才会用到。“举一反三”实际就是一种类比和联想能力的具体表现。比如，当我们提到“熊猫”这个动物的时候，我们从名字上联想到猫科动物，比如家猫；但从实物的体型上，我们能够联想到的动物是棕熊，这时候，我们就会对“熊猫”这个名字产生怀疑。当然，我们会发现“熊猫”的称呼是“以讹传讹”引起的约定俗成。3）重视数据。科学结论的形成，一定需要数据的规律做支持。引申一下，在日常的教育中，要培养孩子重视观察能力培养，引发孩子对物证的重视。第三，要培养孩子独立思考的能力与协同科研的精神阶层固化是社会体制成熟，或者说流动僵化的必然结果。可以说，龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞。家庭所带来的思维观念的差别成为孩子未来竞争力差别的最大制肘。低等级阶层强调服从，高等级阶层强调自信，决策。这样的教育模式，在将来会体现出选择性结果，即在科学领域，平民阶层出身的孩子也很难有突出的贡献，因为从小到大的教育中，并没有灌输独立思考的精神，而这一点本身与科学精神相悖。独立思考不是为了挑战权威，各自为战，相反，科学上很强调互相协作，这种协作甚至跨越历史，后辈通过论文获取灵感，达到前辈之上的高度。不为挑战权威，但需要对科学的结论持有一种谨慎的态度。否则不能知道科学的应用边界，也不能想出用胶带制作石墨烯单层薄膜这样颠覆性的工艺技术。第四，珍惜孩子科学思维的萌芽重视孩子提出的为什么。与十几年前的家长相比，现在的新家长，在面对孩子的为什么时，应该显得更从容。因为，强大的搜索引擎工具，能够帮助成年人应对来自孩子的几乎一切可能的问题。搜索本身，也是一门严谨的学科。在北大有信息管理专业，在很多别的学校有专门的图书馆学，情报专业，便是系统研究搜索这个专门学问的。利用搜索引擎，是引导孩子正确使用互联网的好方式。在孩子提出论题之后，可以尝试与孩子一起分析问题的剖析角度，根据商定的剖析角度，在网络上寻找答案。为了能够更深入的寻找问题答案，可以以问题为切入点，搜集相关书籍，与孩子一起进行深入研究，采用联合写作的方式，帮助孩子形成整理思路，表达观点的能力，如果有必要，还可以用做短报告的方式，培养孩子的口头表达能力。需知，科学的研究，也是靠精诚合作才能获得更多成果的。所以交流表达的能力也是科学素养的重要组成部分。第五，让孩子理解科学伦理科学伦理也是科学素养的一部分。科学没有人类伦理束缚产生的灾难，远超人类的承受能力。一战中的德国犹太科学家哈伯，为自己的国家能够胜利，发明了毒气，造成一次杀伤5000多人的惨剧，讽刺的是，这项犹太人的伟大发明，终于在二战中杀死了上百万自己的同胞。原子弹的使用也是伦理越界的一次事故。几百万人为此付出生命的代价。第六，言传身教是最好的教育方式乔布斯从他的养父那里获得了关于机械和组装的认识，他的养父为了兑现让他上大学的承诺，通过收购旧的车辆进行整修，然后卖出，赚取差价后积攒起来。但显然，财富对乔布斯的价值是其次的，他在大学里只待了一年多，就离开了。可是机械修理提供的创造性思维和探索精神，奠定了教父的精神世界。当下，虚拟现实技术可以让自然科学的呈现方法变得极丰富，传统化学实验的操作演示可以通过虚拟的方法进行，节约了成本，并降低的危险系数，对于启蒙和增加趣味性提供了手段。不过需要让孩子意识到操作演示和真实世界之间的差别。虚拟显示技术支撑下的在线教育一定有未来，但追求丰富教育手段的过程中，不能背离教育的本质，即提高认知能力，提高思维的生产力。科学思维素养的培养与灌输，就如同修行武功中的武术思想与技法的差别一样。国外硅谷的一些企业家，在对下一代进行教育时，选择了甚至连电脑都没有的学校。高科技产品武装下的人，不一定可以使用高科技的思维去观察世界。对自然的观察与对行为的实践是产生划时代产品，发现新的自然规律的唯一途径。虚拟世界的建立，使人们接触到二手的自然。须知教育的本质，不是知识的传授或技能的获取，而是人性和素养的修炼。重术而无道，是目前很多哗众取宠的教育项目的共同特点。