Fenómenos físicos en la vida e ideas de aplicación.

Informe provisional sobre "Investigación sobre el diseño y la práctica del aprendizaje basado en la investigación en física"

Grupo de Física de la escuela secundaria superior de Qianhuang en la provincia de Jiangsu

1 Antecedentes de la investigación

Estamos entrando en una era de economía del conocimiento que se basa principalmente en recursos intelectuales y recursos de información, y estamos entrando en una nueva forma económica con la innovación como alma. Poner a las personas en primer lugar y cultivar talentos con espíritu innovador y capacidad práctica son la elección inevitable y la misión histórica de la educación en la era de la industrialización de alta tecnología y la economía del conocimiento. Por lo tanto, el enfoque importante de una educación de calidad que "tome la educación moral como núcleo y se centre en el cultivo del espíritu innovador y la capacidad práctica" es cambiar la forma en que los estudiantes simplemente aceptan la transmisión de conocimientos del maestro y ayudarlos a formar un método de aprendizaje activo. que explora activamente el conocimiento y presta atención a la resolución de problemas prácticos. Con este fin, el plan de estudios de física revisado en 1999 propuso por primera vez que se llevaran a cabo actividades de aprendizaje basadas en la investigación en la enseñanza ordinaria de la escuela secundaria superior. Esta es una medida importante en la reforma de los cursos de física de la escuela secundaria en mi país.

Desde la década de 1990, Estados Unidos, Gran Bretaña, Francia, Japón, Australia, Noruega y otros países, así como la provincia de Taiwán de mi país, se han centrado en establecer cursos basados ​​en la investigación sobre la reforma de cursos de educación básica. Algunas regiones o escuelas de mi país (Shanghai, Beijing) también han llevado a cabo investigación y desarrollo curricular basado en investigación, y han llevado a cabo exploración y práctica del aprendizaje basado en investigación. A juzgar por la práctica del aprendizaje basado en la investigación en el país y en el extranjero, el aprendizaje basado en la investigación es una reforma del aprendizaje receptivo tradicional y la incorporación de nuevos conceptos educativos en el campo de la enseñanza que cultivan el espíritu innovador y la capacidad práctica de los estudiantes.

En la actualidad, con el lanzamiento de nuevos libros de texto en todo el país, cómo diseñar e implementar actividades de aprendizaje de investigación en física se ha convertido en un nuevo tema urgente que los educadores deben resolver para evitar la ceguera de las actividades de aprendizaje de investigación. Para no hacer del aprendizaje basado en la investigación una mera formalidad, sino aprovechar plenamente su papel ventajoso y su función educativa, es necesario que llevemos a cabo investigaciones sobre este tema, con el objetivo de lograr mejores resultados con este nuevo método de aprendizaje. Llevaremos a cabo investigaciones sobre el diseño e implementación del aprendizaje basado en la investigación en física de la escuela secundaria basándonos en la experiencia de diseñar e implementar cursos basados ​​en la investigación en el país y en el extranjero.

2. Ideas básicas de la investigación

(1) Definición del concepto e hipótesis de investigación

A partir del nuevo plan de estudios de física, el aprendizaje basado en la investigación se lleva a cabo en Enseñanza general, significa que los estudiantes, bajo la guía de los profesores, eligen diferentes temas de investigación de la vida de estudio y la vida social de acuerdo con sus propios intereses, pasatiempos y condiciones, utilizan un método similar a la investigación científica, obtienen información activamente y utilizan el conocimiento que Han aprendido a analizar, discutir e incluso resolver problemas prácticos. El aprendizaje basado en la investigación en física incluye varios tipos, como experimentos exploratorios de física, producción científica y tecnológica, investigación y estudio de nuevos temas científicos y tecnológicos, investigación de encuestas sociales, investigación sobre la historia de la física y aprendizaje ampliado. Su objetivo es cultivar de manera integral la capacidad de los estudiantes para aplicar de manera integral los conocimientos aprendidos, la capacidad de recopilar y procesar información, la capacidad de analizar y resolver problemas, la capacidad de expresar el lenguaje y la capacidad de liderar, organizar, gestionar, y colaborar durante el proceso de aprendizaje basado en la investigación; cultivar los hábitos de pensamiento independiente de los estudiantes y estimular el sentido de innovación de los estudiantes.

1. Posicionamiento del aprendizaje de la investigación en física

Las actividades de aprendizaje de la investigación en física y la enseñanza de materias de física tienen muchas características diferentes en el diseño e implementación específicos, es necesario posicionar y captar con precisión el enfoque. y dirección de diseño e implementación.

① El aprendizaje basado en la investigación brinda principalmente a los estudiantes la oportunidad de sintetizar y practicar el conocimiento aprendido en el aula y la experiencia existente, y cultivar el espíritu innovador y la capacidad práctica de los estudiantes, en lugar de limitarse simplemente a Comprensión general y dominio del conocimiento de los libros de texto.

②La implementación del aprendizaje basado en la investigación es similar al proceso de investigación científica, pero no es investigación científica en el sentido habitual. En el aprendizaje basado en la investigación, la "investigación" es sólo un medio, no un fin. Es sólo un medio importante para alcanzar los objetivos de formación educativa.

③El aprendizaje basado en la investigación es un curso obligatorio para todos los estudiantes de secundaria, en lugar de un curso solo para unos pocos estudiantes destacados. Persigue el objetivo de estimular el entusiasmo de los estudiantes por la exploración activa y cultivar el espíritu innovador de los estudiantes. Alienta a los estudiantes a involucrarse en la investigación a la vanguardia del tema. Requiere que los resultados de la investigación de los estudiantes sean científicos, pero no requiere que eso. El resultado final de la investigación de cada estudiante debe ser innovador.

④ Basado en el conocimiento, la capacidad y la experiencia de los estudiantes, enfatizar la conexión entre el contenido de la investigación y el conocimiento, la capacidad y la experiencia originales, y promover el aprendizaje de los estudiantes a través del desarrollo del aprendizaje basado en la investigación.

2. Hipótesis de investigación

(1) Si pasamos de estar centrado en el sujeto a estar centrado en el estudiante y llevamos a cabo activamente el aprendizaje de la investigación en física, los estudiantes podrán comprender el papel del conocimiento de la física en la modernidad. vida y Tiene una amplia gama de aplicaciones en la producción social y la ciencia y la tecnología, y comprende la relación entre la física y otras disciplinas, así como la relación entre la física, el progreso tecnológico y el desarrollo social.

(2) Si se implementan la síntesis de materias, el conocimiento y las habilidades en la enseñanza de la física, y se llevan a cabo activamente estudios de investigación en física, los estudiantes pueden capacitarse en métodos científicos, cultivar sus habilidades de observación y experimentación, y científicamente. Capacidad de pensamiento, capacidad de análisis y resolución de problemas.

(3) Si "el aprendizaje sostenible se transforma en aprendizaje anticipativo y creativo" en la enseñanza de la física, y se lleva a cabo un aprendizaje basado en la investigación en física, se puede cultivar el interés de los estudiantes en aprender ciencias y se puede cultivar su actitud científica. Se puede cultivar la capacidad de buscar la verdad a partir de los hechos. Se puede cultivar la conciencia de la innovación y aprender a innovar para resolver problemas desconocidos. Esto es muy importante para que mejoren su calidad científica y cultural, se adapten a la vida moderna y sigan aprendiendo ciencia y tecnología.

(2) Propósito y valor de la investigación

1. Propósito de la investigación

A través del análisis de la situación actual del proceso docente y la exploración de las reglas de Enseñanza y aprendizaje, nos esforzamos por Guiados por conceptos educativos y de enseñanza avanzados, con el objetivo de desarrollar coordinadamente las habilidades, la personalidad y el conocimiento de los estudiantes, construimos un modelo de enseñanza para el aprendizaje basado en la investigación en física, enriquecemos los enfoques y métodos de implementación de cursos integrales de actividades prácticas, y ampliar aún más la connotación y el contenido de la extensión del aprendizaje basado en la investigación existente, enriquecer la teoría educativa y docente del aprendizaje basado en la investigación, reflejar el nuevo método de aprendizaje del aprendizaje basado en la investigación desde un nivel práctico, revelar la conexión inevitable entre el aprendizaje basado en la investigación y la transferencia de conocimientos sobre materias y el aprendizaje de conocimientos, y promover las actividades de aprendizaje basado en la investigación en la disciplina de la física, llevar a cabo y proporcionar nuevas ideas para la investigación relacionada.

2. Valor de la investigación

El aprendizaje basado en la investigación cambiará la forma en que los estudiantes simplemente aceptan la transmisión de conocimientos de los profesores y les ayudará a desarrollar una exploración activa del conocimiento mientras llevan a cabo un aprendizaje receptivo. , y concede gran importancia a los métodos de aprendizaje activo que resuelven problemas prácticos; favorece la plena liberación del potencial creativo de los estudiantes y el pleno desarrollo de su personalidad y experiencia; favorece la síntesis orgánica de sus conocimientos y habilidades; , la combinación orgánica de teoría y práctica, y Propicia para la construcción de un nuevo tipo de relación profesor-alumno.

El diseño y la práctica del aprendizaje basado en la investigación en física ayuda a nuestros profesores a participar activamente en el desarrollo y exploración de cursos, y ayuda a nuestros profesores a reformar las estrategias de enseñanza en el aula, reformar los modelos de enseñanza en el aula y realizar investigaciones basadas en la investigación. experimentos de enseñanza en el aula y pueden proporcionar referencias para la enseñanza del aprendizaje basado en la investigación en otras materias.

(3) Contenido de la investigación y formulario de resultados

1. Contenido de la investigación

(1) Teoría

① Estudio de investigación en física Investigación sobre establecimiento de objetivos, ② investigación sobre el diseño de contenido de aprendizaje basado en la investigación de física, ③ investigación sobre la construcción de un modelo de implementación de aprendizaje basado en la investigación de física, ④ investigación sobre la construcción de un modelo de aprendizaje basado en la investigación de enseñanza en el aula de física, ⑤ investigación sobre el diseño del plan de evaluación del aprendizaje basado en la investigación en física, ⑥ Utilizar la tecnología de la información para realizar investigaciones sobre la construcción de modelos de aprendizaje en investigación en física.

(2) En la práctica

①Investigación del estado actual del proceso de enseñanza; ②Introducción y análisis de los tipos de aprendizaje basado en la investigación en física ③Orientación sobre los métodos que deben llevar a cabo los estudiantes; aprendizaje basado en la investigación en física; ④ El desarrollo del aprendizaje basado en la investigación en física; ⑤ Los resultados y el intercambio del aprendizaje basado en la investigación en física. ⑤ Desarrollo de un plan de evaluación para el aprendizaje basado en la investigación en física; ⑥ Construcción de recursos de red de aprendizaje basado en la investigación en física. ⑦Práctica del modelo de enseñanza del aprendizaje basado en la investigación en el aula de física.

2. Formulario de resultados

(1) Informes de investigación, series de artículos (incluidos informes de encuestas, etc.)

(2) Material didáctico, sitio web

(3) Registros de actividades de investigación de estudiantes, trabajos de investigación e informes de investigación, etc.

3. Métodos de investigación y proceso de investigación

(1) Métodos de investigación

① Método de investigación acción: esta investigación utiliza principalmente acciones en la educación y la enseñanza reales. estrategias, métodos, enfoques y medidas para llevar a cabo actividades de aprendizaje de investigación en física y trabajo de gestión, realizar investigaciones cuidadosamente sobre el proceso de acción en situaciones específicas de trabajo de investigación, los actores participan en la investigación, los investigadores participan en la práctica y en base a los encuentros en la investigación. Según la situación específica, practicar, explorar y mejorar, para que la teoría y la práctica, los resultados y la aplicación puedan unificarse orgánicamente.

② Método comparativo: combinado con las necesidades de las actividades de aprendizaje basadas en la investigación en la disciplina de física, en diferentes condiciones, determine el objeto de comparación y el rango de comparación, y adopte un método comparativo para estudiar el contenido relacionado con la investigación. aprendizaje basado.

③ Método de encuesta: comprender la información y el contenido relacionados con el estudio de investigación en física a través de entrevistas de encuesta.

④ Método de selección de experiencias: utilice redes informáticas para buscar, analizar y recopilar materiales de investigación, explorar conocimientos relevantes relacionados con el aprendizaje de la investigación y, basándose en el análisis de la investigación y la recopilación de conclusiones de investigaciones anteriores o relacionadas, realizar análisis teóricos. , comparar y filtrar los conocimientos y conclusiones relacionados con este tema.

La selección de métodos experimentales debe combinarse con la gestión del proceso experimental, y los resultados experimentales deben evaluarse principalmente con una evaluación descriptiva y complementada con una evaluación absoluta.

(2) Proceso de investigación

Tiempo de investigación: marzo de 2001------junio de 2003

① Etapa de preparación experimental (marzo de 2001 ~ agosto de 2001)

Contenido: se establece la composición del proyecto, se completan el plan experimental, el informe de la propuesta del proyecto y el plan experimental, se organiza a los profesores del equipo del proyecto para realizar estudios teóricos y se completa la recopilación de datos y la capacitación del personal experimental. .

② Etapa de implementación preliminar del experimento (septiembre de 2001 a diciembre de 2001)

Contenido: Determinar el objeto de investigación, seleccionar la clase experimental, dividir razonablemente el trabajo, aclarar las tareas y realizar investigaciones sobre los estudiantes Orientación y capacitación sobre aprendizaje sexual, y ser capaz de realizar investigaciones preliminares de aprendizaje.

③ Etapa de investigación experimental en profundidad (enero de 2002 a diciembre de 2002)

Contenido: basado en la investigación práctica preliminar, céntrese en la práctica y exploración del contenido prescrito del experimento. Y realizar una inspección intermedia del proyecto y ajuste del plan.

④ Resumen del experimento y etapa de conclusión (enero de 2003 a junio de 2003)

Contenido: de acuerdo con los requisitos específicos del plan experimental, organizar datos, recopilar resultados y realizar investigaciones de los estudiantes Proporcionar orientación sobre la visualización de los resultados del aprendizaje sexual, completar la redacción de informes y artículos experimentales y la recopilación de resultados, y hacer un buen trabajo en la finalización y evaluación del proyecto.

IV.Resultados y análisis de la investigación

1. El aprendizaje basado en la investigación favorece el cambio de los métodos de aprendizaje de los estudiantes, es decir, favorece el cambio de los hábitos de aprendizaje de los estudiantes formados bajo él. Las condiciones originales de educación y enseñanza.Este método de aprendizaje se centra en la memoria y la comprensión y se basa en recibir la transmisión de conocimientos de los profesores, ayudándolos a formar un método de aprendizaje activo que explora activamente el conocimiento y presta atención a la resolución de problemas prácticos. favorece el aprendizaje permanente y el desarrollo del aprendizaje.

2. El objetivo del aprendizaje basado en la investigación es promover que los estudiantes formen una personalidad sólida y cultivar su espíritu innovador y su capacidad práctica. Con base en las condiciones reales de la escuela, los docentes y los estudiantes, hacemos una consideración general para los tres años de secundaria y fijamos metas desde diferentes perspectivas como actitudes, habilidades y métodos de acuerdo con los objetivos de formación de los diferentes grados.

3. La selección y organización de los temas de investigación debe basarse en la investigación de las experiencias de aprendizaje de los estudiantes y la reorganización de los recursos educativos escolares, lo mejor es elegir temas cercanos a la vida de los estudiantes o relacionados. a temas sociales, tecnología de producción, tendencias científicas y tecnológicas, etc. Temas directamente relacionados pero menos accesibles. Preste atención a combinar la apertura de la selección del tema de investigación con la serialización del diseño de la organización del tema de investigación. Existen diferencias en los niveles y tipos de actividades de aprendizaje basadas en la investigación en diferentes regiones, diferentes tipos de escuelas y diferentes estudiantes. Por lo tanto, pueden tener su propio énfasis en el posicionamiento de los objetivos y también pueden tener sus propias características en la selección de los temas de investigación. .

4. Llevar a cabo aprendizaje y exploración basados ​​en la investigación en forma de aprendizaje cooperativo grupal, con una clara división del trabajo y exploración cooperativa. Cada miembro del grupo puede ganar y mejorar en diversos grados, lo que favorece el éxito. desarrollo de las fortalezas individuales de los estudiantes. En el proceso de aprendizaje basado en la investigación, la relación entre profesores y estudiantes debe manejarse correctamente. Los estudiantes están en la posición dominante y el instructor es el organizador y participante del aprendizaje basado en la investigación, brindando orientación y asesoramiento oportunos sobre aspectos importantes del aprendizaje. la investigación del proyecto.

5. Para la evaluación de actividades de aprendizaje basadas en investigación, utilizar métodos de evaluación y monitoreo de procesos y evaluación múltiple, un método que combina descripción cualitativa y evaluación cuantitativa, para evaluar y reflejar verdaderamente el potencial y el aprendizaje de los estudiantes. los logros guían a los estudiantes a prestar más atención a sí mismos. La evaluación, especialmente el pensamiento y la comprensión profunda del pensamiento innovador, puede reflejar de manera integral y verdadera los niveles de aprendizaje de los estudiantes, proporcionar información más favorable para la reforma docente y promover el desarrollo independiente de los estudiantes.

6. La enseñanza de materias básicas, que representa la mayor parte de la educación de los estudiantes y del tiempo y espacio de enseñanza, es el principal canal para el aprendizaje basado en la investigación.

Combinamos los requisitos básicos de la enseñanza de la física y la enseñanza en el aula con los requisitos básicos de la actual reforma curricular, implementamos el concepto de enseñanza de "aprendizaje basado en la investigación" de manera específica y desarrollamos el "modelo de enseñanza por investigación" para permitir que los estudiantes adquieran conocimiento y cultivar a los estudiantes a través de habilidades de investigación, desarrollar la inteligencia y promover el cultivo de las habilidades innovadoras de los estudiantes.

7. En el proceso de implementación del aprendizaje basado en la investigación, el uso de métodos de enseñanza modernos juega un papel importante e irremplazable en la mejora del nivel del aprendizaje basado en la investigación. Este papel se refleja principalmente en tres aspectos: primero, guiar a los estudiantes a usar Internet para acceder a información relevante; segundo, usar tecnología multimedia para crear escenarios de realidad virtual para brindar condiciones para que los estudiantes exploren y experimenten; tercero, usar la red del campus para implementar; cursos de aprendizaje basados ​​en la investigación.

5. Cuestiones que requieren mayor reflexión e investigación

1. Respecto a la relación entre escuelas y comunidades

El desarrollo de contenidos de aprendizaje basados ​​en la investigación, centrándose en conocimientos y habilidades La aplicación integral y la creación de transferencia se centran en explorar formas educativas para cultivar la capacidad de resolver problemas prácticos. Los estudiantes deben salir del aula y profundizar en la comunidad para descubrir los problemas y soluciones existentes. Debemos manejar bien la relación entre la escuela y la comunidad y abrir el gran aula de la sociedad.

2. Con respecto a la relación entre el estudio de investigación y otro tiempo de estudio requerido del curso

Nuestros estudiantes están muy entusiasmados con la participación en el estudio de investigación. Los profesores y estudiantes generalmente sienten que hay muy poco tiempo. y confiar solo en Tres clases por semana, es difícil completar tareas de aprendizaje basadas en investigación con alta calidad. Debemos guiar a los estudiantes para que organicen su tiempo de manera razonable, al tiempo que reducimos el trabajo de curso requerido. Exigimos a los maestros que seleccionen y recopilen ejercicios para garantizar que los estudiantes tengan tiempo para continuar investigando en bibliotecas, aulas en línea, laboratorios, etc., y tratar de no asignar tareas durante el tiempo. Fines de semana, vacaciones de invierno y verano. Organizar una cantidad adecuada de tareas de aprendizaje basadas en la investigación.

3. En cuanto a las cuestiones de participación efectiva y cooperación efectiva en la cooperación grupal

En el aprendizaje basado en la investigación, la participación de todos los estudiantes es el requisito previo para estudiar la efectividad de la "cooperación grupal". ". Sin la participación de todos los miembros del grupo. Sin una participación efectiva, la cooperación del grupo fracasará. La "cooperación de grupo" son las ventajas complementarias y la integración funcional de la participación efectiva de todos los empleados, más que la simple suma de cantidades. Para lograr una "cooperación grupal" sustantiva con ventajas complementarias e integración funcional, se deben considerar al menos los siguientes factores: el logro de un mismo objetivo; la complementación de las diferencias de personalidad y la competencia intergrupal;