摘要
为实现物理学科核心素养，顺应新时代教育的变革，教学工作是构筑学生核心素养以及推动育人方式变革最直接、最重要的手段，所以理论界和实践界都一致将目光聚焦到"大概念"这一主题，如何培养和发展学生的物理观念成为当今高中物理课程的重要任务和教学重难点。大概念教育是一种强化概念的本质属性和拓展概念之间联系的一种有效的教学手段，它可以促进学生以更大的视角来理解问题，并且从广泛的角度形成物理观念，提升学生物理观念水平，发展学生的学科核心素养。基于大概念学习的整体性和结构性，构建大概念的学习进阶顺序和框架成为一种实施大概念教学有效的手段。“能量”作为一个科学大概念，贯穿于中学物理学习的始终，甚至跨学科的学习。同时，“能量观”也是重要的物理观念之一。 本研究旨在对中学物理教学中具有重要地位的能量概念进行梳理，并绘制出学习进阶图用于教育研究、教学设计及教学实践，绘制学习进阶图有以下几个问题：选择哪些能量相关概念作为重要概念？大概念下的学习进阶设计需要从什么方面进行体现？能量重要概念学习进阶图的表现形式是什么？如何绘制科学的学习进阶图？学习进阶图应如何在教学设计中实践？为了解决以上几个问题，本研究进行了如下几个步骤： 研究一：国内外研究现状梳理。在进行正式研究之前，笔者查阅大概念、中学物理大概念等文献，梳理出大概念的发展过程和中学物理大概念的主要研究内容和研究进展；通过查阅学习进阶的研究内容，学习构建科学进阶顺序的方法。 研究二：筛选能量重要概念。梳理国内流行的最新各版本中学物理教材，如人教版、鲁教版、沪科版、教科版中学物理教科书，筛选出其中与能量有关的章节，并从每个章节中选择能量重要概念。由于筛选过程具有主观性，因此，笔者对全国各地中学物理一线教师进行问卷调查，最终筛选出对学生能量概念发展具有重要作用的能量重要概念。 研究三：能量重要概念的进阶假设。对能量大概念划分维度，将筛选出的 38个重要概念归类到各维度中，并进行初步的进阶顺序假设。 研究四：制定能量测试量表。为了确定科学的进阶顺序，需要一份科学的测试量表，本研究针对每个重要概念设计一道测试题，并根据学生的作答情况利用rasch模型分析测试题的信度、区分度、单维性等，对不符合要求的测试题进行修改，并再次施测，直至符合rasch模型对测试量表的要求。 研究五：确定能量重要概念难度及进阶图。将符合要求的测试数据输入winsteps 软件中即可得出各概念的难度值，通过对比难度值即可确定概念进阶图的进阶顺序。 研究六：进阶图的教学设计应用。大概念理论可以应用在教学过程的各个阶段，如学情分析时，通过观察进阶图，可以清晰地看到与本节内容相关的物理前概念，并通过对比各概念的难度值确定教学顺序与教学难度；在教学过程的设计阶段，同样可以利用学习进阶图对知识划分维度，并在不同维度下引导学生回忆前概念以及进行知识总结。 因此，本研究主要通过问卷调查得到了在教学地位上具有重要意义的能量概念，并通过 rasch 模型分析得出一份可靠的能量重要概念测试量表，以及通过数据分析得出的能量重要概念进阶图。除了在教育教学上对教师有所帮助，也可以为学生检查能量相关概念的学习情况提供帮助，同时，也可以为物理教学研究者提供启发。
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