课题背景及界定,理论依据及意义,研究的目标、内容、方法、步骤及过程,研究结果与成效

课题背景及界定, 理论依据及意义, 研究的目标、内容、方法、步骤及过程, 研究结果与成效
一、课题背景及界定
1、研究的背景
“核心素养”是深化课程改革、落实立德树人目标的基础。

教师面对本校的实际情况——学生基础越来越差、越来越多的学生不爱学习的现实，在“核心素养”提出的新形势下，感到自身教学跟“立德树人”目标的实现还有一定的距离。

2、界定
教师要清楚的学科本质和核心素养，始终用“提高学生核心素养、落实立德树人根本任务”这个目标指导自己的课堂教学，才能将教学进行地更好，学生在物理课堂之上才能获得更多的终身发展需要。

二、理论依据及意义
1.《关于全面深化课程改革，落实立德树人根本任务的意见》明确提出了“核心素养”的概念，提出“学生应具备适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，突出强调个人修养、社会关爱、家国情怀，更加注重自主发展、合作参与、创新实践”。

2. 核心素养是指学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，是学生科学素养的重
要构成。

物理核心素养主要由“物理观念、“科学思维”、“科学探究”、“科学态度与责任”四个方面的要素构成。

物理核心素养的提出从发展学生核心素养的角度集中体现了物理学科的育人价值，是新课程三维目标的提炼与升华。

三、研究的目标、内容、方法、步骤及过程
（一）研究内容和目标
1.研究对象：初中教材和中学九年级学生
2.研究目标：探索中学物理教师在教学设计及实践中关注学生物理核心素养的策略。

培养中学生物理核心素养，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。

3.研究内容：探索关注中学生物理核心素养的教学设计方法。

探索课堂教学实践过程中培养中学生物理核心素养的方法。

（二）研究方法
案例研究、拓展性研究、模式化研究、理论与实践紧密结合。

(三) 研究步骤及过程
课题研究分为三个阶段：
1.准备阶段（2020年7月-2021年11月）
主要工作：收集有关信息，明确研究目的内容，选定研究方法，进行前策调查，计划课题研究的步骤。

学习新的教育理念和现代教育教学理论，及时了解教育教学新动态。

开展“中学初中生核心素养问卷调查”，并形成调查报告。

设计研究方案。

2.实施验证阶段（2018年12月-2018年5月）
主要工作：修改完善课题方案，制定学生核心素养的评价指标体系，进行研究，在实施验证阶段过程中，收集“专题研究、课堂研讨、典型案例分析、典型教学设计、学生个案记录”等相关内容。

在研究过程中不断修正方案，调整策略，全程记录，在反思中进行经验总结，在总结中提炼成果。

3.总结结题阶段总结（2020年5月-2022年6月）
主要工作：材料整理归类，形成总结报告，撰写论文，进行结题。

四、研究结果与成效
经过研究发现，课改提出了三维目标，概念和规律的建立虽然已经有了“过程”，但普遍缺乏“方法”。

因此核心素养的提出，是对“过程与方法”的进一步有机结合与深化。

经过我对有关核心素养及科学探究理论进一步的整理，主要是从整体上对基于物理核心素养的初中物理课堂教学提出方法，即探索“物理观念导向的科学探究与科学方法并重”的教学模式。

（一）观念导向的初中物理教学
物理观念是物理核心素养的重要组成部分，决定着学生对物理知识理解的深入度和应用的灵活性，对学生的终身学习和发展具有重要作用。

物理观念导向的教学策略有：
1.亲历探究体验，感受物理观念的形成
物理观念的形成既是认知性的，更是体验性的，教师应使学生在积极主动的探究过程中深刻理解相关的知识。

比如探究摩擦力、动能、电流的影响因素等。

通过这些科学探究活动，在探究活动中学生运用控制变量法和转换法等等，逐步建立起物理核心概念，具体体验物理观念的形成。

2.加强知识学习，实现物理观念内化
物理学中的核心概念及其所涵盖的具体知识充实、发展着物理观念的内涵，它们是形成物理观念的基础和源泉，比如密度、压强、浮力、杠杆、功、功率、机械效率、比热容、欧姆定律、电功、电功率、焦耳定律等。

教师在给出概念和公式时应遵循一定的思维方法和逻辑关系，让这些知识逐步进入学生的头脑，而不是一下子就让学生进行大量计算训练。

学生缺乏熟悉物理量的物理意义的过程，没有体会到概念和公式的涵义就被迫进行机械的训练，难以发生有效的迁移和应用。

3.强化问题解决，完成物理观念的提升
物理观念的提升强化是在问题解决中完成的。

但是学生往往是学得太多，练得太多，思考得太少，形成了一些本身不难、人为造成的、共同的难点问题，比如密度、浮力、机械效率的计算和测量、欧姆定律的应用等等。

实际上学生在学到物理知识的同时，学会思维方法是最重要的。

教师应从提升学生的物理观念出发，教给他们问题解决的方法，培养他们独立思考的能力、怀疑
批判的态度。

总之，观念统领下的教学强调从更高、更系统的视角看待物理课程，强调在理解和掌握物理概念和规律的过程中，关注在物理知识形成过程中，形成了哪些思想方法、研究规范，这才是物理教学的真谛。

（二）物理课堂教学中如何培养学生的核心素养
1.科学探究中的教学策略
科学探究是培养学生物理学科核心素养的重要途径，具体的实施策略如下所述：
1.1利用《引言》初识科学探究的要素
《引言》是教科书的重要组成部分，对教科书的内容进行整体介绍，并能让学生初步了解科学探究。

科学探究的第一个步骤是提出问题。

教材首先通过四个实验让学生观察现象后提出科学问题。

科学问题是指能够通过收集数据而回答的问题，首先学会正确提出科学问题，才能通过物理学习解决这些科学问题，并加以实践应用。

教材紧接着以《富兰克林对“天电”的探索》为例，提出了科学探究的七个基本要素，教学时让学生从文中将这七个要素找到一一对应的语句。

并且告诉学生，其中猜想必须有一定的依据而不是胡乱猜想。

先联系生活中的实例，再提出猜想，没有生活现象来源的猜想是没有依据的应摒弃，选择几个合理的猜想再进行实验探究。

教材最后安排了一个探究实验“装满水的杯子里还能放多少回形针”，，这就是学生第一个可操作的实验，教师应利用这个实验对学生进行控制变量法的介绍。

选择此时进行“控制变量法”的学习，是因为“控制变量法”是科学探究时最基本的研究方法，在《引言》的教学中就应该将之显现化，让学生一开始就学习物理学科的研究方法，培养物理学科的核心素养。

这样才为进入新课做好了准备。

1.2培养学生设计实验、改进实验的能力
科学探究的过程课本上是可以找到的，但是学生并不清楚为什么要这样设计，为什么会这样选择实验器材？有没有更合理的设计方案？有时实验室的器材跟书上的不一样，怎么办？学生应学习如何设计实验。

比如焦耳定律的实验，要让学生对课本中焦耳定律的得出过程有一个详细的了解，学到科学思维和方法，再进行实验的改进。

应用这样的处理方法，长期积累，从而逐渐提高学生的学科核心素养。

首先看看如何选择器材？教师出示电阻，电阻通电后发热，用什么工具测量？学生想到温度计。

温度计直接插在电阻圈上测温度有什么缺陷？学生想到放到水中，那么有没有其它液体更好？煤油。

因为煤油比热容小，受热后升温快。

教师出示烧杯中装有煤油的烧杯，用烧杯还是烧瓶呢？烧瓶保温效果好。

还缺什么呢？打孔的橡胶塞，固定温度计和电阻圈。

由控制变量法和转换法，
控制煤油的质量和初温，并将电热的多少转换为观察温度计的示数。

实验器材的选择体现了实验的设计思想。

其次探究电热与电流的关系。

控制什么？如何改变电流？利用滑动变阻器和电流表，并出示课本电路图。

如何操作？改变滑动变阻器，改变电流，控制通电时间相等，但时间太长。

此时就有学生提出用两套装置，教师出示两套器材，学生将它们联起来，共用一个电源和开关，从而组成并联电路，这样可以同时实验和观察温度计的示数。

最后利用思维导图，缕清思维过程，提出进一步的思考。

思维导图指出了思维的过程，提出控制变量法和转换法的运用方法，并进一步提出实验的改进思路，如何解决加热时间过长，实验效果不够显著？将问题抛给学生，同时询问学生还有哪些问题没有解决。

1.3培养学生随时控制变量的意识
物理学科核心素养要求学生应知道科学运用实验的方法验证观点，学生在考虑影响问题的主要因素时，要有随时控制变量的意识。

在设计实验时要注意控制变量。

控制变量法最早出现在教材中的前几章，此时的实验大都是设计性实验，虽没有明确提出，但要注意自觉应用。

比如：已知空气可以传播声音，请设计一个简易实验证明固体也能够传播声音。

在设计实验方案时，教师和学生往往出现没有控制变量的现象。

没有控制变量的原因是分不
清该控制哪个变量。

首先要找出哪些是应该控制的变量，哪个是自变量，哪个是因变量。

运用控制变量法的基本程序是：控制变量，观察因变量怎样随自变量的改变而改变。

比如，控制声音的大小，用同一闹钟作为声音。

探究影响摩擦力大小的因素时，改成用电动机拉动弹簧测力计。

此外还可以采用转换法，将不容易直接控制的物理量转换为容易控制的物理量。

比如探究影响动能大小的因素时，让同一物体从斜面的同一高度自由下滑的方法来控制。

控制了变量之后，需改变自变量，观察、比较因变量的随之改变。

不能只根据一次实验现象就得出结论，这是因为这是一种近因推理，结论不一定正确，可能只是偶然，这不是科学推理。

下结论时要正确地运用控制变量法。

因变量与自变量的关系相当于数学中的函数关系，语言表达应该是“y=x”，而不是“x=y”。

同理，正确的表达还有“……一定时，x越……，y越……”。

“……一定时， y与x成正比或成反比”。

有些控制变量是隐性的、默认的。

比如，影响蒸发快慢的因素中实际控制了液体的种类，影响压强大小的因素中默认控制了相同的受压材料，所以出现与以往实验不符的实验结论是因为没有控制变量。

另外，有些学生认为无关因素的探究过程之所以错，是因为它是无关因素，正确结论里没有它，但他们却忽略了没有控制变量这个原因。

因此教师没有好好地对待控制变量法的教学，学生片面地理解控制变量法是根本原因。

1.4培养学生分析数据的能力
学生按照实验步骤做了实验，得到了数据，但不分析数据，不了解这些数据的物理意义，数据做错了，也不知道，平时没有养成分析数据的意识，造成实验探究题型中不会分析、判断数据之间的关系和正误，因此每个实验做完后都应进行数据分析。

比如《探究杠杆的平衡条件》的实验表格中，首先理解各物理量的含义，弄清如何测量各个物理量。

然后记录数据，分析实验数据。

如上表中序号，是特殊值，不具有代表性。

序号中，虽然1+4=4+1，但物理量之间单位不同不能相加减。

序号中，1×4=2×2，且左右两式单位相同。

序号，1×4>3×1，左侧下沉;序号1×4<5×1, 右侧下沉。

以前上课时是把杠杆、1盒钩码、测力计直接发给学生，学生任意做，但太随意，往往不能完成一个完整的实验探究。

收集数据也太乱，不便于比较，现采用先分析一组数据，然后收集其
他的数据，多做几组实验，得出普遍规律的方法。

不平衡的数据也要收集，这体现了物理的思想和方法。

杠杆平衡的实质是：逆时针转动作用效果与顺时针转动作用效果相互抵消。

哪侧转动效果大（即乘积大），就向哪侧倾斜。

这是对杠杆平衡条件的进一步探索。

现在课堂教学过程不是单一地得出平衡条件的结论，而是学生在教师的引导下，认真分析问题、解决问题。

1.5培养学生分析与论证的能力
科学探究中最重要的是科学研究方法，除了控制变量法和转化法等研究方法之外，对实验的分析与论证也是物理学科的核心素养。

下面举例说明。

提出问题：浮力的影响因素有什么？你是根据生活经验中的哪个例子提出你的猜想的？在验证实验中分别控制了什么物理量？
学生猜想1：浮力大小与液体密度有关。

针对猜想1，教师演示实验，学生仔细观察。

此外，教师给水中加清水，鸡蛋会沉下去。

鸡蛋在浸没状态下上浮或下沉，说明浮力发生变化，浮力大小与液体密度有关。

影响因素是要能改变的物理量，因而光沉下去还不够还要浮上来才能证明。

学生猜想2：浮力大小与物体的重力有关。

针对猜想2，教师用弹簧测力计分别测出体积相同铁块和铝块重力；将铁块和铝块分别浸没在水中后，记录弹簧测力计示数。

计算后，发现铁块和铝块受到浮力相同。

由此证明：浮力大小与重力无关。

学生猜想3：浮力的大小与物体所在的深度有关。

针对猜想3，教师将同一铁块浸入水中，使烧杯中的水面前后两次到达的刻度相等，改变浸入水中的深度，观察弹簧测力计的示数，发现相等。

由此证明：浮力大小与物体所在深度无关。

学生猜想4：浮力的大小与物体的体积有关。

针对猜想4，教师将大小不同的铁块分别浸入装有适量水的烧杯中，使水面到达的刻度相等，记录弹簧测力计示数，计算后发现浮力相同。

由此证明：浮力大小与物体的体积无关。

由以上的实验，得出浮力的影响因素：改变它浮力就变，不变它浮力就不变。

它变大，浮力就变大（或小），反之就变小（或大）。

无关因素是：改变它浮力不变，不变它浮力还要变。

因此影响因素应该是液体的密度和物体排开液体的体积。

影响因素和无关因素的得出是根据逻辑方法进行分析与论证。

此实验具有多个学生认为的所谓影响因素，因此利用此实验对学生进行科学方法的指导，从而提升学生的核心素养。

2.概念和规律建立过程中的教学策略
当课本上教学内容多，难点大时，应采用一定的逻辑顺序，循序渐进地建立多个知识点，否则学生会因为一下子接受的信息量太大，发生混乱。

以《并联电路》的建立过程为例。

观察并联电路有多条路径，引出干路和支路（图略，以下同）。

学习一个开关在干路，支路各有一个灯的电路。

通过实物演示连接方法——先串成一个电路再并联。

连好后演示该开关的闭合和
断开对灯亮灭的影响，得出干路开关控制整个电路，并与串联电路进行对比。

同时还要在黑板上画出电路图和实物简图，标出分支点A和汇合点B。

学习改变分支点的位置，让这个开关接到其中一个支路上去。

结合实物演示，得出支路开关控制所在支路。

并指出这个电路连接存在安全隐患，即一个灯始终亮着。

由此学生很自然的想到要在干路和支路各加一个开关。

此时让学生自己画出电路图和实物图，让学生自己来进行实物连接，很多学生都掌握了。

有些学生会将分支点接错，使干路开关变成了支路开关，教师就要对比这两个电路的不同，扫清学生思想中的错误认识，使他们在连线时头脑清楚而不出错。

3.问题解决中的教学策略
习题教学和概念、规律教学一样也要运用科学方法，遵循一定的逻辑关系，有目的、有计划地进行活动，其目的是教会学生思维和方法。

以《光的折射作图》为例，展示其思维过程。

光的折射规律作图。

以实验为基础，学生首先观察光的折射规律中的角度关系，得出“光在空气中的角大”的这个快捷作图方法，然后从简到难、依次进行光的折射规律的作图练习。

光的反射、折射作图。

通过同时观察光的反射和折射，找出反射、入射、折射光线、法线、界面之间的位置关系，学生发现“反射光线、入射光线关于法线对称”，“入射光线在法线的一侧，反射光线和折射光线都在法线的另一侧”，“空气中的角大”。

利
用这些规律很容易做出“已知反射光线，求画入射光线和折射光线”的这种题型。

再把箭头、虚线去掉，逆向判断，即“已知一堆‘线’，判断入射、反射、折射、法线、界面和介质”这种题型。

学生显然只需从先找对称轴的方法入手，运用上面的规律标出法线、补画箭头，就很容易解决了。

光的折射成虚像作图。

以“叉鱼”为例，学生先画出光路图，与光的反射类似，光的折射也成虚像，人眼逆着光线看过去，看到了折射的虚像。

再去掉光路图，保留物点、像点、人眼，学生逆向画出光路图，找到解此类题型的方法，即先连接人眼和像点，找到折射点，再连接物点和折射点。

这样的训练使学生对诸如“水中筷子变弯”、“池水变浅”等光的折射成虚像作图问题迎刃而解。

“反射的像与折射的像重合”的作图历来是学生感到最难的地方。

当弄懂折射成虚像的作图方法之后，只需将反射的虚像点与折射的虚像点重合，学生就可以很轻松地作图了。

4.中考复习中的教学策略
通过中考复习，进一步将所学的大量具体知识进行整合形成物理观念、内化分析综合和科学推理等方法，对不同观点和结论提出质疑，提升科学探究的能力、对科学技术的态度以及责任感。

章节复习，宜采取让学生画概念图的方法，教师要注意从物理观念的角度，从整体上，提纲挈领地对具体的知识点进行整合内化，并前后联系，形成整体认知。

比如，《声现象》知识点简单，但易错点多，可以前后联系，对比复习，结合科学方法进行归纳总结，
提高学生的知识运用能力。

《浮力》是比较难复习的部分，复习时要结合具体的情境，结合真实的演示实验，教师边描述情境，边复习浮力的几个计算公式及其物理意义，与物体密度的测量相联系，让学生弄清这几个公式的来源，从而能够触类旁通。

《电路初探》是头绪多、学生易错点多的一章，通过让学生板书的方法让学生充分暴露他们的错误。

关于断路和短路的辨认，可以让他们将电流表、电压表的使用融入到实验中，通过体验和理解的方法学会判断。

《电功和电功率》公式多、难点多、易混点多，该章节的复习公式、类型总结，注重与“欧姆定律”的联系和对比，给学生提供清晰的思路。

习题处理采用让学生提出自己做题时感到困难的题目，由其他同学进行解答的方法；模考答案也由学生讲解。

这样极大地提高了学生的复习热情，学生自己解答，提高了语言表达能力和板书能力，使一些调皮捣蛋的学生也积极地投入到复习中去。

五、存在问题及改进
1.存在问题：
由于此次课题研究的时间限制，新课很快结课，进入中考复习，因此并没有进行一个从八年级到九年级新课的完整教学过程。

2.改进：
继续加强理论学习，。

今后还将继续进行该课题研究，自觉地将之应用在自己的教
学中。