课题编号： 2019CQJWGZ3013 

 

 

重庆市普通高中教育教学改革研究课题

  开题报告书

 

 

 

 

                    课题名称  高中物理基于DIS的实验微课的开发与实践    

           课题类别        一般课题               

研究领域  教育技术在课堂教学及课程资源建设中的应用 

申 请 人        江绪华                   

           单位名称    重庆市求精中学校            

           联系电话       63862815                 

           申请日期      2019.10.12                

 

重庆市教育委员会   印制

 

 

 2019年重庆市普通高中教育教学改革研究课题开题报告要点

(一）题目:高中物理基于DIS的实验微课的开发与实践

1选题依据/研究背景

(1)问题的提出

2017版新课程标准提到：“当今社会，信息技术越来越多地应用于我们的生产生活。提高物理教学水平，发展学生物理学科核心素养，离不开信息技术与物理学习的融合。要设计各种学习活动让学生利用信息技术提升物理学习能力。”提出：“用数字实验或云技术平台解决一些用常规方法难以实现的疑难实验问题”。

随着数字化实验进入教材、各种优质课示范课中对数字化实验的利用以及研究者的研究的逐步深入，数字化实验已基本走进常规课堂。但我们也看到，由于课时限制、地区财力限制和老师的掌握新仪器的使用技能相对滞后等原因，数字化实验要实现全域常规课堂的普及，还有一段较长的路要走。截至目前，微课的研究和实践已相对成熟，由于它具有知识点针对突破、方便细节展示、随时回放复习、便捷的储存分享传播等优点，微课逐渐成为常规课堂的重要补充。把数字化实验（DIS）和微课两者有效结合起来，进行基于DIS的高中物理实验微课的开发与实践，具有重要的意义。

(2)国内外研究现状述评

1）DIS研究现状

以“数字化信息系统”、“DIS”等关键词在中国知网、万方等网站查询数字化信息系统的相关论文时，共有232篇，其中包括181篇期刊论文和51篇学位论文。分为以下几类： DIS 在中学物理中的教学应用研究； DIS 实验的改进研究； DIS 实验与传统实验的整合研究。

2）微课研究现状

通过查阅文献，研究者从20013年开始，逐渐加强了对“微课”的关注程度。到2019年，已有上千篇文章发表。分析文献发现国内学者对“微课”的研究主要集中在以下两个方面：第一，主要研究微课的概念、微课的现状与发展、微课与其他教学的区别。第二，开始对微课的开发应用以及建构微课的设计模式和开发微课的设计模板进行研究，研究者多是把微课与本学科特点和学生特点结合起来，设计出符合本学科的微课设计，进行制作再加以应用。

3）基于DIS的高中物理实验微课开发研究现状

对“物理微课”进行检索，发现共有 135篇关于“物理微课”的文章。对“物理实验微课”进行检索，有115篇相关文章，说明研究者把物理实验作为了重要的微课开发领域。笔者再在“物理实验微课”搜索结果里面键入“DIS”在再次进行主题搜索，还未找到相关文章，专门针对数字化实验(DISlab)这个领域的微课实验开发还处于研究空白。

(3)研究意义与价值和创新点

1)选题意义

a整合已有DIS研究成果，发挥其最大价值

基于DIS所开发的物理实验已成体系，基本涵盖了高中物理全部知识领域。已有研究成果已较为普遍地应用于常规的物理教学中。拓展这些研究成果的应用领域，对于促进学生的自主学习和个性化学习具有重要意义。

b践行《教育信息化2.0行动计划》，拓宽实验微课的开发途径

微课本就是现代信息技术高速发展的产物，DIS又是现代传感技术在教育领域的重要应用。将两项新技术进行“联姻”，使DIS成为实验微课开发的重要途径，又使微课成为DIS的应用拓展，充分发挥两项新技术的功能效用，丰富物理课程教学资源。

2)研究价值

a丰富课程资源的内容和学生的学习方式

原有的课程资源内容包括教材、实验器材、图片、视频等，而原有的视频资源较为少见DIS相关的实验视频，本研究成果将进一步丰富物理课程资源。成体系的微课资源，又及大地拓展了学生的学习方式，学生不仅仅只能在教室或实验室学习，在家里、路途中都能实时地进行物理知识学习。

b促进学生的精准学习和高效学习

由于微课资源成体系地存放于网络，学生可以根据自己的实际情况，自主选择某一实验微课进行预习或复习，使得学生的学习具有较好的精准性和高效性。

c有利于实现教育资源均衡化

因为DIS实验配套器材较为昂贵，相当一部分学校无法配置满足学生需求的DIS实验器材，造成不同学校间的教育资源不均衡。而基于DIS是实验微课资源由于其较好的传播性，能够跨越学校跨越区域实现资源共享，对于实现教育资源的均衡化有较好的促进作用。

3)创新点

a丰富了课程资源和教学资源

通过本课题的研究，课题提供给学生更为丰富的学习资源，如实验资源、视频资源等。

b重构了高中物理实验内容

传统实验和数字化实验以及微课的三者融合，数字化的加入可以完成传统实验器材不能完成的实验。以微课为载体，学生可以学习更为丰富的实验内容。

c提供了新的课堂样态

通过实验学习物理，通过微课学习实验，物理学习场所不仅限于课堂和实验室，学生可以做到随时随地的学习，可以依据教学实际适时实施课堂翻转。

2核心概念界定

（1）DIS

DIS就是数字信息系统(Digital  Information  System  )的简称。主要由数据采集器、各类传感器和对应相关软件组成，在一定程度上弥补了传统实验的不足，优化了实验教学，逐渐走入了中学物理教材和物理课堂教学。 DIS 实验的应用对传统实验方法和教学手段进行了大胆的改革，它具有传统实验所不具备的一系列优点，如精确度高、测量处理数据快、动态采集显示数据等。这些优点有效地弥补了传统实验在某些方面的不足，改善了中学物理实验教学。

（2）实验微课

微课是根据新课程标准和课堂教学实践，以教学视频为主要呈现方式，反映教师在针对某个知识点或环节的教学活动中所运用和生成的各种教学资源的有机结合体。物理实验微课是把物理实验教学和微课相结合的全新的学习方式。将实验制作成微课，便于学生课前学习、对实验进行预热，有些视频还能够起到调动学生学习兴趣的作用，由于不是在课堂上观看，学生可对观看到的实验进行重现，加深印象，提高教学效果。

（3）基于DIS的高中物理实验微课开发

基于DIS的高中物理实验微课开发，是指借助DIS实验平台，基于新课标和教材，开发出适合学生学习的实验微课视频及其配套的学案检测的系统实践过程。好的微课不是随心所欲的散，直接粗暴的碎，而是有体系、有规划、有变通的。即严谨又灵活。从形式上遵从学习习惯，从内容上满足学习需求，才能让微课微而不碎，微而不散，微而不乱。

(二)内容

1研究目标

梳理已开发的DIS系列实验，运用现代多媒体技术，录制编辑成系统的高中物理实验视频，制作配套的学案、课件和评价反馈案，一并上传到互联网，使学生在老师的引导下，能够实现对物理、物理实验知识的碎片化学习和系统性学习。

2研究内容

（1）开展详实的前期调研

梳理dis实验与新课标新教材的融合情况，查阅近几年的高考题中设计数字化信息的物理试题。

（2）整理已有的DIS研究成果，梳理成册

按照物理知识体系和高中物理新教材目录，逐一整理所涉及的DIS物理实验，按照实验原理、实验器材、实验过程和数据处理等条目进行归纳，为微课开发提供基本的素材支撑。

（3）学习、研究微课开发的专门技术

微课开发具有较高专业性，需要熟练的相关教育技术。通过文献、视频和教育技术专业人员等渠道，学习诸如脚本编制、视频录制、后期剪辑、字幕插入、效果渲染以及培训的学案检测题目的编制等具体的微课开发技术。

（4）基于DIS的高中物理实验微课的开发

在前述研究的基础上，按照教材目录和物理知识逻辑，教师和学生一起，共同逐一录制DIS微课视频，编制配套的学习和反馈练习题。通过自建或已有网络平台，上传相应的微课资源。按照物理教学计划，根据不同知识特点，安排学生统一学习或自主学习，收集学习反馈信息。根据学习反馈情况，对已有的微课做实时调整或更新。

(三）方法

1研究思路

（1）检索文献分析整理，按教材章节目录整理已有的DIS实验，总结微课开发的技术。

（2）DIS系列实验微课的开发实践。将上一个阶段梳理的研究成果具体应用在开发实践中，开发出成体系的高中物理实验微课资源。

（3）将开发出来的实验微课具体应用于实际教学，收集学生学习反馈信息，对前期所开发出的微课做调整和更新。

2研究方法

（1)文献研究法：查阅国内外有关数字化实验与微课开发研究的相关文献，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，结合新课程物理实验微课资源开发与运用实际，调查分析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DIS的物理实验微课资源开发、整理、理论化与系统化的行动，形成中学物理课程资源库，并应用于实际课堂教学的实践研究，形成教育案例等。

（四）组织与分工

1指导机构     重庆市教育科学研究院

渝中区教师进修学院 

2领导小组     组  长：费春斌

                   副组长：陈青、王卫、张晓英、杨培

                   成  员：张必发、庞梅、李卫国、苏俊、吴朋

3研究机构    课题主持人：江绪华

研究成员：胡治宏、喻甫秀、王建秋、李峥、冯薇、赵其飞、吴双飞、唐顺、袁小堂、艾红亮、李晓玉、叶川洋、李刚

4分工

姓名	职责	具体分工
江绪华 胡治宏 喻甫秀	主持 主研 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。
江绪华胡治宏王建秋	主持 主研 主研	负责课题经费到位； 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； 负责数字化已有研究的整理工作； 负责基于DIS的高中热学、光学、原子物理物理实验微课的开发。
胡治宏冯  薇	主研 主研	负责微课研究现状整理； 负责微课制作技术的培训。
李  峥 袁小堂 李  刚	主研 参研 参研	负责新人教版教材DIS实验的整理工作； 负责基于DIS的高中电学物理实验微课的开发。
赵其飞	主研	负责数字化实验融入物理课堂教学的示范课展示工作。
唐  顺 艾红亮	主研 参研	负责基于DIS的高中力学物理实验微课的开发。
李晓玉	参研	负责课题会议记录、活动素材收集、撰写简报等工作。
胡治宏吴双飞 叶川洋	主研 主研 参研	负责人教版新教材内嵌DIS实验梳理汇总； 基于DIS的高中热学、光学、原子物理物理实验微课的开发。

（五）研究进度安排

（六）经费分配

 1、设备费：15000元

 2、调研费：3000元

 3、差旅费：3000元

 4、会务费：3000元

 5、培训及指导费：4500元

 6、录像及制作费：1500元

以上6个项目预计经费3万元。

（七）预期成果

 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、《优质录像微课》光盘

 5、建立校本实验微课资源库

 

                       重庆市求精中学校

                     《基于DIS的高中物理实验微课的开发与实践》课题组

                  2019年10月