渝中区教育科学规划2013年度重点课题

 

"基于DISLab的中学物理校本课程资源开发的研究与实践"开题报告

 一、课题的提出及研究的意义

（一）课题的提出背景：

  

国家教育部于2002年启动了基础教育新课程改革，先后制订了各学科的课程标准，并陆续在一些省份先行做了新课程实施试验，重庆市于2010年启动实施高中新课程。《普通高中物理课程标准》指出，

“充分利用现有的课程资源，因地制宜，多渠道，多方式地开发新的课程资源，这是切实提高教学效益，促进课程改革实施的重要途径。”

同时，《课程标准》中明确提出：“信息技术要进入物理实验室”，“重视将信息技术应用到物理实验室，加快中学物理实验软件的开发和应用，诸如通过计算机实时测量、处理实验数据、分析实验结果等”。目前，数字化信息实验系统（英语DISLab）已经进入了各版本的高中物理教材，并经过上海等地的先行使用后已在全国推广普及。重庆市由于进入新课程时间相对较晚，在校本课程资源开发，特别是基于数字化信息实验系统的校本课程资源开发方面还比较落后。基于此，本课题组提出了“基于DISLab的中学物理校本课程资源开发的研究与实践”课题。

（二）本课题的研究目标、研究内容、重点和难点

 1.研究目标

  

（1）整理分析已有的关于“校本课程资源”和“数字化信息系统”的研究资料，形成文献综述并作为本课题的研究依据和本校物理教师重要的教学参考资料。

（2）探索“基于dislab的校本课程资源开发”的有效途径，形成专题物理课程资源库并随时服务于本校的教师的“教”与学生的“学”。

（3）实施校本课程资源的开发与物理学科教学实践的有效对接，促进校本课程资源开发针对性和课堂教学效率的双重提高，形成“开发活动”与“教学实践”的良性互动。

   

2.研究的基本内容

（1）基于DISLab的中学物理演示实验资源开发的研究与实践

（2） 基于DISLab的中学物理学生分组实验资源开发的研究与实践

（3）基于DISLab的研究性学习平台开发的研究与实践

（4）不同的数字化信息实验系统的比较研究

3.研究的重点和难点

重点：(1)已有中学物理实验在数字化信息实验系统平台下的改进研究和新的物理实验开发的研究。

     

(2)利用数字化信息实验系统构建促进研究性学习的平台开发研究。

     

（3）将开发的校本课程资源融入物理课堂教学实践的有效性研究。

 难点：将开发的校本课程资源融入物理课堂教学的有效性研究。

（三）本课题的意义、价值和创新点

（1） 选题意义

通过对新课程基本理念和物理新课程目标的解读和研究，我们发现要实现中学物理新课程教育目标，新课程的课程资源相对旧课程和旧教材应有更高的要求，必然有更加广阔课程资源视野和课程资源储备。新课标明确要求将信息技术应用于中学物理教学，人教版、沪科版等物理教材已将数字化实验纳入编写内容。由于重庆市从2010年9月才开始进入高中新课程，对于校本课程资源开发、数字化实验的应用的相关研究已明显落后于上海、江苏等先行课改省分，我们认为对于本课题研究不仅十分必要，而且是十分迫切。

（2）研究价值

本课题研究将丰富和完善物理学课程资源体系与物理教学理论体系，进一步挖掘新课程背景下物理课程理论的内涵，拓展物理教学教育理论的外延，并进一步建立与教育教学理论相结合的课程资源开发实践体系，对我国高中新课程推进与物理学科建设有重要的理论价值。本课题研究针对课程资源开发运用，是关于一线物理课程资源的系统化、理论化与实践运用，课题研究围绕课堂教学资源需要，指向性和针对性强，课题研究从实践中来，立足于学校教学实际，对高中物理教学的有效性、高效性和实用性具有重要影响，具有重要的应用价值。

（3）创新点

本课题研究第一次从校本课程资源开发的视角来探索数字化信息系统在中学物理教学中的应用，既丰富了课程资源开发的内涵，同时也对数字化信息系统的应用提升到一个更高更广阔的视野中。

本课题提出将数字化信息系统本身作为重要的课程资源加以开发，认识和了解DISLab的各项组件的结构、功能及设计思想，有利于提升学生对现代信息技术的认识，加深对已有知识的理解和应用。

本课题的实施拟将数字化信息系统打造为学生研究性学习平台和科技制作发明设计平台，这将进一步促进学校研究性学习课程的开设和学校科技创新活动的开展。

本课题首次对不同的数字化信息实验系统做比较研究。对两套数字化信息实验系统从设计思想、结构组成、功能特点、使用体验等方面做比较研究。

 二、选题依据

 （一）校情依据

求精中学作为高中新课程实施的样板学校，学校从硬件和软件方面都给与了新课程实施的较大支持。学校物理组是一支教学实践和教学研究经验都非常丰富的工作团队，拥有正高级教师一名1名，重庆市教师教育专家1名，渝中名师1名，硕士研究生4名。渝中名师江绪华工作室、求精中学江绪华名师工作室引领全体学员在教学实践和教学科研方面不断提高和进步。学校硬件设施完善，物理实验器材丰富，现已购进数套数字化信息系统操作平台，并正在积极筹划申报新一批的数字化信息系统设备器材。

 （二）新课改依据

2010年秋季重庆市全面实施高中新课改方案。《普通高中物理课程标准》指出，

“充分利用现有的课程资源，因地制宜，多渠道，多方式地开发新的课程资源，这是切实提高教学效益，促进课程改革实施的重要途径。”

同时，《课程标准》中明确提出：“信息技术要进入物理实验室”，“重视将信息技术应用到物理实验室，加快中学物理实验软件的开发和应用，诸如通过计算机实时测量、处理实验数据、分析实验结果等”。目前，数字化信息实验系统已经进入了各版本的高中物理教材，并经过上海等地的先行使用后已在全国推广普及。  

（三）学科教学特色依据

物理是一门与生活密切联系的学科，同时也是一门实验学科。本课题研究内容符合物理学科教学特色。

（四）理论依据

  1.心理学基础：多元智力学说

哈佛大学教授、发展心理学家霍华德·加德纳（Howard

Gadner）在众多心理学家的理论基础上提出了“多元智力理论”（Multiple

Intelligences)，成为90年代以来教育改革的重要指导思想。多元智能理论认为，人的智能结构是多元的，各种智能只有领域的不同，而没有优劣之分。

   2.学习理论基础：建构主义学习理论

建构主义学习理论认为学习是学习者在与环境交互作用的过程中主动地建构内部心理表征的过程。知识不是通过教师讲授得到的，而是学习者在一定的情景即社会文化背景下，借助其他辅助手段，利用必要的学习材料和学习资源，通过意义建构的方式而获得的。

   3．教学方法论基础：“做中学”。

美国心理学家杜威认为，人的心理活动是一个连续的整体，心理学的真正对象是研究在环境中发生作用的整个机体，心理学家所关心的应是有机体的整个协调作用。所以，在教学方法方面，他强调“从做中学”、“从经验中学”、“从活动中学”。这种学习方法能够产生良好的思维，有利于学习者创新思维和创新能力的发展。所以这种教学方法论，越来越多地被广大师生所接受和传播。

 三.本课题重要概念界定

（一）中学物理校本课程资源开发

“校本”的英文是School一base，大意为“以学校为本”、“以学校为基础”。它有三个方面的含义:一是为了学校，二是在学校中，三是基于学校。其立足点、出发点和落脚点必须是学校本身。课程资源，就是指有利于新课程的实施与生成的各种物质和非物质的因素与条件。它既包括原始含义中所囊括的各种资源，如学校内的资源、校外课程、学校周围的环境等，更是增扩了许多新内容，如网络资源、社会文化资源、生态资源等，是一种范围和内容更宽泛的课程资源含义。中学物理校本课程资源开发，是指学校根据自己的教育哲学思想和办学理念，依据学校自身的特点、条件以及可利用和开发的资源立足于物理学科，由学校物理老师自主、独立或与校外团体或个人合作开展的，旨在满足本校所有学生对物理学科学习需求的一切形式的物理课程资源开发活动，是一持续和动态的课程改进过程。本课题探索的就是以“校本”为核心的、以学校为校本课程开发的基地、以学校为课程开发活动的基础和决策依据、以教师为课程开发的主体和以满足学生的发展需求为宗旨的物理课程资源开发。

（二）数字化信息实验系统（DISLab）

数字化信息实验系统，简称“DISLab (Digital Information

System)”，是一种基于传感技术和计算机技术的自然科学实验研究平台。该系统主要组成部分包括：传感器（及其适配连接装置）、计算机、数据采集器和实验分析软件等，具有实时测量、自动控制、数据记录、智能化数据分析和测量结果多模显示于一体等功能，能协助完成物理学科的力、热、声、光、电磁等各领域的物理实验。本课题的研究平台采用的是由重庆海华教育设备有限公司开发的数字一体化探究实验系统和由上海中小学数字化实验系统研发中心与山东远大网络多媒体公司联合开发朗威^R-DISLab。本课题所涉的“DISLab”泛指两个公司所开发的产品。

(三)基于DISLab的物理校本课程资源开发

依据上述核心概念的界定，本课题“基于DISLab的物理校本课程资源开发”是指：学校根据自己的教育哲学思想和办学理念，依托学校现有的数字化信息系统实验平台，由学校物理教师自主、独立或与校外团体或个人合作开展的，旨在满足本校所有学生对物理学科学习需求的一切形式的中学物理课程资源开发活动。

  四.文献综述—关于同类课题国内研究现状

通过本课题核心概念界定，本课题研究的是基于DISLab的中学物理校本课程资源开发。通过国际教育科研课题查新，在国际上目前尚未有专家学者对该课题进行深入研究。在国内，关于课程资源开发利用研究由来已久，已有许多专家学者对课程资源的开发进行过详细论述，在新课程教师上岗培训中，专家和学者对新课程教学资源的开发与整合进行了专题讲座。在高中物理教育领域，中国物理教育学会秘书长郭玉英曾连续在中国物理教育学会年度会议上对高中物理课程资源开发进行专题报告，提出《关于建构中国特色物理教学资源的设想》。全国课程资源评审专家、西南大学科学教育研究中心主任、博士生导师廖伯琴教授在新课程培训中提出建立适合学校教育教学发展需要的物理教学资源库的建议，并就《高中物理新课程资源库的建构策略和方法》进行了专门介绍。南京师范大学虞俊教授对基于新课程的高中物理资源开发与应用进行了理论研究，并特别就高中物理视频资源开发与应用提出了具有指导意义的建议。全国高校的专家学者对课程资源开发利用的理论研究在深入展开之中。

通过中国教育科研课题查新发现，数字化实验已经成为广大一线教师和物理教学研究学者的关注重点。查询 CNKI
中国期刊全文数据库，在

CNKI

中国优秀博士学位论文数据库、硕士学位论文全文数据库中键入“数字化”、“DIS”、“物理”进行题目搜索，搜索到19篇优秀硕士论文，无博士论文。这19篇硕士论文主要关注数字化实验的以下几个方面的问题:传统实验与数字化实验的对比与整合研究，如上海师范大学硕士杜颖的《高中物理教学中DIS实验与传统实验的对比研究》；数字化实验应用于探究性教学的研究，如华东师范大学徐蓓蓓的《物理DIS实验与探究式教学的整合和案例研究》；数字化实验的拓展实践应用研究，如华中师范大学周勇的《数字化信息系统在创新性物理实验中的应用》。在中国期刊全文数据库中按题目键入“数字化”、“DIS”、“物理”搜索，共有94篇相关文章，说明数字化实验确实成为人们重点关注的领域。这些文献研究的方向主要有:数字化实验与传统实验对比的优劣分析。数字化实验系统的创新性使用。利用数字化信息系统进行研究性学习，完成一些探究性实验。分析上述文献可知，几乎所有的期刊文章都是针对关注的某一具体的物理问题进行阐述，缺乏对数字化实验教学应用于中学物理校本课程资源开发的相关研究。从文献作者的地域分布来看，这些文献的作者主要集中在上海、江苏、浙江等先行课改省份，目前未发现重庆籍作者发表相关研究文献。

五.研究设计

（一）研究对象

 

1.普通高中《物理课程标准》。重点研究课程基本理念中的“课程目标”和“课程实施建议”中关于课程资源开发的部分。

  2.已有课程资源开发和数字化信息系统应用的文献。数字化信息系统的结构、原理、功能。

  3. 基于DISLab的中学物理校本课程资源开发的研究与实践的探索。

（二）研究思路

1.研究视角

本研究从校本课程资源开发的视角对数字化信息系统的应用做系统性的研究。

2.研究方法

（1）文献研究法：查阅国内外有关高中物理教学研究的相关文献，检索并汇总可供本课题参考研究成果，发现其薄弱点与空白之处，为本课题提供研究的创新突破口。

（2）调查研究法：根据新课程物理学科教学的新要求，结合新课程物理课程资源开发与运用实际，调查分析我校数字化实验室建设和物理课程资源开发与运用现状。

（3）行动研究法：在课题研究与教学实践中，通过开展各种基于DISLab的课程资源开发、整理、理论化与系统化的行动，形成中学物理校本课程资源库，并应用于实际课堂教学的实践研究，形成教育案例等。

3.实施步骤

本课题研究坚持科学规划,整体推进，分步实施，注重实效的基本原则。确定研究周期为三年，即2013年9月－2016年6月，具体分为三个阶段：

（1）准备阶段：2013年9月至2013年12月，研究课题方案，申报课题，制定具体研究计划，组织开题会。

（2）实施阶段：2013年12月至2015年6月，从五大研究内容分组实施课题全面研究，并适时进行课题初期交流、阶段汇总、中期论证。分批发表相关研究论文、教学案例等。

（3）结题阶段：2015年7月至2016年6月，展示成果、撰写结题报告及有关论文，召开结题评审会。

（三）研究方法

本课题的实施采用文献研究法、调查研究法、行动研究法等多种研究方法，在占有充分的研究资料基础上适时地进行实践、总结、分析和改进。

 六、课题组织与管理

（一）指导机构：重庆市教育科学研究院         

渝中区教师进修学院

（二）研究机构

1.课题领导小组：

 

组长    庞静

  副组长 

陈青、王卫、张晓英、杨培

  成员  

 王世群、 张必发、 

李卫国、  庞梅 、何江顺

2.课题指导专家：

 

重庆市教育科学研究院物理教研员         

阮享彬

  渝中区教师进修学院特级教师 

正高级教师  王安明

3.课题研究小组：

1）.课题主持人：江绪华

2）.学术秘书：  胡治宏

3）.主研人员： 

江绪华、胡治宏、李刚、罗晓燕、李峥、冯薇、陈松

4）.实验人员： 

朱倩、王华、孙建龙、赵宇、葛文荣、赵其飞、袁丁、刘艾莉

七、课题组人员分工

姓名	职责	具体分工
江绪华	主持 主研	全面负责课题研究工作。召集课题会议，撰写课题培训、前测与后测资料、《开题报告》、结题《研究报告》和《工作报告》、阶段性计划和阶段性总结，处理主要实验数据信息，负责联系指导专家负责课题经费到位，。
胡治宏	主研	配合主持人验收个人阶段性研究成果、优质课案例，负责课题的前期文献调研工作和课题申报、开题、结题工作，负责数字化信息实验系统的比较研究工作。
罗晓燕 赵其飞 袁  丁	主研 参研 参研	负责基于DISLab的学生分组实验资源开发和数字化实验融入物理课堂教学的示范课展示。
陈  松李  刚 王  华 刘艾莉	主研 参研 参研	负责课题会议记录工作和基于DISLab的演示实验资源开发研究工作。
李  峥 孙建龙 朱  倩	主研 参研	负责数字化实验融入物理课堂教学的示范课展示工作。
冯  薇 赵  宇 葛文荣	主研 参研 参研	负责基于DISLab的研究性学习平台开发工作。

八、课题预期成果形式

   

1、结题《研究报告》和《工作报告》

   

2、《课题论文集》

   

3、《优质课教案集》

   

4、《优质录像课》光盘

九、课题经费预算(略)

  

                           “基于DISLab的中学物理校本课程资源开发的研究与实践”课题组

                                  2013年12月25日