高中物理学科知识图谱的构建与应用研究
这是一篇关于高中物理,学科知识图谱,在线智能学习系统的论文, 主要内容为随着互联网的高速发展,大数据和人工智能技术对我们的生活和学习带来了许多的改变,教育行业也逐渐的由传统的方式转变为现代的智能化教育。知识图谱作为人工智能的分支,在教育行业也开始应用起来。知识图谱是一种结构化的语义知识库,具有强大的结构表达能力和本体语义描述能力,在知识表示、开放共享和精准检索方面具有很大的优势。本文在研究分析高中物理学科特点的基础上,提出了基于本体的构建高中物理知识图谱的构建过程,设计开发了在线智能学习系统,具体的研究如下:首先,本文通过对本体建模的研究,借用“七步法”的构建思想,通过分析高中物理知识结构,提出物理学科本体构建方法,以高中物理教学大纲为基础,对电子化教材进行标注,抽取知识实例,完成了高中物理学科本体的构建。然后,通过网络爬虫抽取外源数据,对网络数据进行实体识别、关系抽取和属性抽取,对构建的知识结构进行补全和优化,对知识图谱进行可视化的展示。最后,基于构建的高中物理学科知识图谱,设计开发出在线智能学习系统应用于物理教学中,该平台支持知识查询、结构图展示和习题推荐,有利于促进物理知识的学习。
高中物理微课的设计与开发研究——以《光》为例
这是一篇关于高中物理,微课,设计理念,开发的论文, 主要内容为随着教育信息化的快速发展,教育传播的资源在不断更新,教学方式也在不断更新。微课不仅能作为教学资源传播,而且适用于多种教学方式,还能结合学习分析干预学生的发展。通过调研发现高中物理微课的设计缺乏理念的指导,其开发存在不足,体现为同一学科不同单元、模块的微课缺乏整体性。为了促进优质微课教学资源的设计与开发:运用文献研究法、行动研究法等调研国内外微课的设计与开发现状,微课概念的发展,分析微课的定义。探讨并且形成了适合高中物理微课的设计理念、设计目标、设计步骤、开发流程、开发环节及其策略。其中设计的总体理念为:阐明物理学科的核心概念;融合核心概念与建构主义;融合核心概念与情绪心理学。再以《光》为例进行了微课的设计与开发:教学内容分析、学习者分析、平台搭建、素材处理、内容组织、文案写作、微视频制作、配套资源制作、微课教学资源的自我评价和他人评价。通过上述实践研究,运用设计理念进行设计与开发的物理微课以期为广大物理教育工作者提供参考,从而建设更优质的微课。
基于STEM教育理念的高中物理教学设计与实践研究
这是一篇关于STEM教育,高中物理,教学设计的论文, 主要内容为随着我国对技术和综合人才的需求日渐增加,学科素养的培养成为中小学教育改革指导思想的核心要求,其本质是对人才培养要求的更新与提高。STEM这种倡导跨学科学习的教育理念本与我国当下教育要求不谋而合,然而目前分科教学模式在我国中小学教学中仍然占据主流,这意味着开展完整意义的STEM教育在现阶段的中国教育体制中依旧面临困境。STEM教育的实施方式之一就是将现实生活中的科技问题导入课堂,以问题或项目为立足点,实现学生主动学习的目的。本文运用文献研究法与案例研究法,围绕“如何将STEM理念融入高中物理”这一问题进行相关研究,其研究结果或可为STEM教育理念的高中物理教学设计与实践的研究提供一定的理论参考。本文的研究思路如下:首先探索出基于STEM教育理念的高中物理教学设计思路,然后二次开发高中物理教材中的内容,以基于STEM理念下高中物理教学设计的原则与流程对选取的内容进行教学设计并实践,最后分析实践效果。本文通过学习前人的研究成果与独立分析设计,主要完成了三项任务:1.通过梳理STEM相关文献,综述了STEM理念在美国的起源与发展、我国STEM教育理念与高中物理教学结合的研究现状,总结了我国现有STEM案例研究中的不足。2.概述了STEM的概念内涵与教学模式,提出STEM理念下高中物理教学设计的原则与流程。设计原则包括:科学性原则、融合性原则、突出物理学科特点原则、趣味性原则。设计流程包括:筛选教学内容、分析教学对象、确立教学目标、设计教学过程、设计教学评价。3.梳理人教版(2019)高中物理教材中含STEM元素的内容,选取部分内容将其设计为教学案例。根据设计原则与设计流程完成了《直流电动机的原理及制作》与《音乐与物理——制作一个乐器》的教学设计,并以校本选修课为载体将《直流电动机的原理及制作》进行了教学实践。案例实践后通过分析学生评价量表和对教师的访谈分析实践的效果。本研究主要结论:第一,“以问题为导向”和“以项目为导向”的两种教学模式是STEM教育与高中物理教学融合的有效教学模式;第二,基于STEM理念的高中物理教学具有积极的教育价值。
高中物理微课的设计与开发研究
这是一篇关于微课,高中物理,设计与开发,会声会影的论文, 主要内容为21世纪是一个信息化时代,无线网络的广泛应用,通讯技术的飞速发展,高分辨率的大屏移动终端设备的普及逐渐改变了我们的生活习惯,这种转变在教育领域也产生了一定的影响。微课这种新型辅助课堂教学视频资源的兴起,顺应了我国教育信息化的时代需求,它的出现不仅促进教学资源的多样化,还能帮助学生实现基于手机、平板等终端的自主学习。微课凭借其时间短、内容精等优势,赢得了广大一线教师的青睐,同时教师可以通过个性化手段,打造出更加符合当代学生的微课内容,使得微课具有更为广阔的应用空间。本文从微课的设计和开发两方面入手,围绕如何制作一节高中物理微课展开系统的研究。首先通过对国内外相关文献的分析,把握了微课设计与开发的研究现状,归纳了微课的特点,并重新界定其概念,简述微课在物理教学中的作用。其次,本文以帮助新手教师学会开发高中物理微课为主要目的,以建构主义学习理论和微型学习理论为基础,结合微课的特点简述设计原则。再次,以ADDIE模型为基础,通过对比ADDIE通用模型和基本模型的差异后,选取ADDIE基本模型作为微课设计模式的主要框架,并在其基础上构建微课设计的一般模式和微教案、微脚本等扩展资源的模板,为后续微课的开发环节提供可操作的具体步骤。结合会声会影X7视频剪辑软件,构建了一套开发微课的具体流程,从各个阶段详细阐述微课的开发策略。为了实现高中物理教材微课系列化的目标,本文选取人教版高中物理必修一进行分析,挑选出可微课化的核心知识点进行分类整理,归纳出适合不同类型物理微课的开发方式。最后,从教学内容中筛选出两个核心的知识点进行案例的制作,并详细阐述每个案例从分析、设计到开发的全部流程,希望本研究的成果能为广大一线物理教师在制作微课方面提供一定帮助。
基于核心素养的高中物理学史教学资源开发与应用研究
这是一篇关于核心素养,高中物理,物理学史,教学资源开发的论文, 主要内容为随着物理课程改革的推进,物理学科核心素养备受教育界关注。《普通高中物理课程标准》(2017年版)中的很多条目涉及物理学史,非常重视物理学史的育人价值。物理学史融入物理教学是培养学生核心素养的有效途径之一,不仅能了解人类探索自然世界的历程,更能促进学生对科学本质的理解,明白物理学在促进人类文明进步和科技发展中发挥的重要作用。物理学史这一优质的教学资源,如何合理开发应用成为重要研究课题。通过阅读文献,将建构主义学习理论、人本主义学习理论和教育重演理论作为本研究的理论基础,利用文献研究法、文本分析法和问卷调查法等方法进行研究。分析国内外研究现状,特别是调查物理教学资源的开发与应用,发现缺乏系统的高中物理学史相关教学资源的开发整理。物理学史的教育功能体现在多方面,既能培养学生学科素养,又能感受人文素养的熏陶。课程标准中也多次提出利用物理学史培养学生核心素养。因此,为丰富高中物理学史教学资源和优化其应用方式,本文开展基于核心素养的高中物理学史教学资源的开发与应用研究。首先,从教师和学生两方面进行问卷调查,调查物理学史在高中物理教学中的应用现状发现:在应用过程中存在获取方式单一、获取困难等问题,但教师和学生对其兴趣很高。其次,针对物理学史的获取,提出初步建立高中物理学史资料库的建议,并依据前人的研究从资料库的开发流程、物理学史开发途径和开发原则几个方面进行阐述,按教材编排对物理学史进行整理汇总得到101个素材。再次,为优化物理学史在高中物理教学中的应用方式,在前人研究基础上基于核心素养提出四个物理学史的应用策略:创设历史情境,感悟物理观念;深入发展历程,培养科学思维;重现经典实验,开展科学探究;纵观古今科技,形成科学态度与责任。最后,依托于高中物理学史资料库和物理学史的应用策略,从人教版高中物理教材中选取《自由落体运动》、《行星的运动》和《库仑定律》三节典型内容进行教学设计。本研究的创新点是高中物理学史资料库的建立。按照教材的编排筛选整理与高中物理知识相关的物理学史教学资源,并通过阅读文献,确立物理学史教学资源的开发原则,初步建立高中物理史资料库。为高中物理教师在教学中应用物理学史内容提供相关史料资源,减轻教师寻找甄别物理学史料的负担。整理汇总的101个可用于高中物理教学的物理学史素材,期望高中物理学史资料库不断丰实,内容呈现方式更为多样化。
基于大概念的高中物理单元教学设计与实践研究
这是一篇关于大概念,高中物理,单元教学设计,教学实践的论文, 主要内容为《普通高中物理课程标准》(2017年版2020年修订)指出,大概念是课堂教学中核心素养转化的关键点。基于该理念下的单元教学从组织形态的角度能为设计课程目标、选择课程内容,开展课程实施以及建构评价体系指引方向。在学科教学中开展以大概念统领的整体性教学是未来教学的大趋势,也是广大一线教师在教学实践中需要面对和探索的主要课题。因此,基于大概念进行单元教学设计与实践,以期提升教学效果和促进学科核心素养落实。研究的主要内容有:一、文献梳理与概念界定。通过文献分析法,研究了近年来国内外有关大概念和单元教学设计的研究现状,并明确了本研究的相关概念和理论基础。二、高中物理单元教学设计现状的调查与分析。利用问卷调查法,对单元教学设计现状进行调查,分析调查结果并结合教师访谈,进一步明确后续教学设计及实践工作的关键点。三、单元教学设计路径探讨。综合已有大概念课程设计模式和单元整体教学设计框架,结合调查启示,搭建起本研究单元教学设计框架。四、单元教学案例开发。依据教学设计基本流程,开发了宏观层面的单元整体设计和微观层面的单个课时设计,促进“大概念→单元→主题→课时”的深度融通。五、单元教学实践及效果分析。在教育实习过程中,以重组“静电场”单元为例,在D中学开展教学实践。选取两个成绩相近的班级作对比处理,教学结束后对对实验班和对照班都进行标准化测验,利用SPSS26.0做独立样本t检验统计分析,用直观的数据分析大概念的实践价值。通过教学实践前后测分析和标准化测验结果表明,基于大概念的单元整体教学设计对学生的学习起到了一定的作用,在提高学生学习成绩和落实核心素养培养上具有重要意义。
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