（一）课题的核心概念及其界定

1.科学素养：从广义上讲包括：科学技术知识、科学方法、科学思想、科学精神、科学技术，以及科学的发展观。物理学科中，科学素养包含以下七个方面内容，学生对物理学习的兴趣和主动探索的意向；观察实验能力；阅读理解能力；继承、批判、创新能力；逻辑推理与归纳反思能力；迁移和应用能力；形成科学的态度和价值观。

2.高中物理教学中培养科学素养：我国《普通高中物理课程标准》强调：“从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三个方面培养学生的科学素养，使学生学习物理知识的过程成为培养学生科学精神、科学态度、科学观念、科学方法的教育过程。高中物理教学按形式主要分为课堂教学、课后辅助教学和社会实践，科学素养培养就是根据目标，在科学策略指导下，通进恰当的途径进行合适的训练。本课题培养学生科学素养的策略主要从人文感化、继承与创新、探究性教学、合作学习四个方面，按课型可分为概念规律课、习题课、复习课、实验实践课等。培养途径主要从概念形成、规律建立和实验教学三方面入手。

（二）国内外同一研究领域现状与研究的价值

1. 研究现状：

理论方面，国内外对科学素养的理解基本一致，美国和我国的《科学课程标准》都将培养学生的科学素养列为重要的科学课程目标,科学素养描述基本一致，有：“了解必要的科学知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神，认识科学技术与社会的相互作用，坚持科学发展观，并具有一定的应用它们来处理实际问题，参与公共事务的能力。”

实践方面，我们从维普资讯期刊网搜索关键词“科学素养”，在1999-2013年期间有一千五百多篇相关文章，搜索关键词“物理科学素养”“培养”，不足十篇文章，对物理教学中培养学生科学素养的实践研究明显偏少，而且研究较多的是个案，策略大多是从理论上去阐述。本课题将研究个案进行归类总结，并结合理论形成一定的可操作的教学模式和教学策略，既有较大的研究空间，又有重要的现实指导意义。

2.研究价值：

（1）学生层面：在促进学生形成结构化知识的同时，体验学习的内在快乐和生命价值，通过物理教学对学生进行科学精神的熏陶，帮助学生树立实事求是、尊重自然规律的科学态度，促使学生掌握科学思想方法，有敢于提出与别人不同见解的胆气，有放弃或修正不正确观点的勇气。在价值观上，淡化过于功利的色彩，明确学习的目标不仅为了考试和升学，更重要的是为了利用学到的知识和方法，促进自身的健康发展，更好地服务于社会。

（2）教师层面：弱化升学的现实目标影响教师教学行为的程度，为一线教师在理想和现实之间找到较好的契合点，通过对典型案例具体化研究的不断积累，总结基于物理教学的有效培养学生科学素养策略，使教师在实现物理知识目标教学的同时，找到有效地培养学生科学素养的具体途径。

（3）学校层面：进一步改变现实物理教学中，重训练结果轻科学素养培养过程的现象，形成以科学素养培养为特色物理教学文化。我校物理组作为省先进教研组、市模范教研组、市先进学习班组、市工人先锋号，通过研究成果的推广，进一步增强我校物理组的示范辐射作用。

 

（三）研究的目标、内容（或子课题设计）与重点

1.研究的目标

（1）针对当前物理教学中，过分强调重考试结果的功利化现象，重新构建高中物理教学中，学生科学素养培养的新型课堂教学模式。

（2）针对当前学生物理学习兴趣不浓、学习主动性不够、分析解决问题能力欠缺的现象，通过不同途径来培养学生的科学素养，使所教的学生对物理产生兴趣并有主动学习的意向、有较强的观察实验能力、科学的思维品质和态度、较强的创新能力和解决实际问题能力。

（3）针对当前物理教学特色不够鲜明，通过课题研究，形成着力培养学生科学素养的物理教学特色。使物理课堂成为学生向往的学习场所、有效培养思维能力的场所、着力提高科学探究能力的场所、有方法有思想的情感交流场所。

2.研究的内容

（1）通过物理核心概念和规律的案例研究，构建在物理课堂教学中培养学生科学素养的知识构建教学模式。物理教学中，核心概念和规律可以为学生搭建一个知识和方法全面完整的结构化框架，学生通过参与知识构建过程的实践，有效地培养学生的科学素养。课题研究模式和目的构思如下，第一步，创设问题情境、提出假设。主要是培养学生兴趣，增强主动探究意向。第二步，依据规律，建立模型。主要是培养继承、批判、创新能力。第三步，寻找证据，测试模型。主要是培养学生观察实验能力。第四步，拓展深化，修正模型。主要是培养学生逻辑推理和归纳反思能力。第五步，渴望探究，创新应用。主要是提高学生迁移、应用、创新能力。

  （2）通过研究物理典型方法的案例，构建在物理课堂教学中培养学生科学素养的物理思维方法教学模式。高中物理教学所讲的物理方法，主要有理想实验法、物理建模法、归纳演绎法、等效替代法等，这些虽然是应用范围较窄的物理学科方法，但这些方法对学生科学素养中的思维品质优化是非常有效。方法研究采用两种方式，方式一，在一节课中侧重一种思想方法，例如牛顿第一定律教学中，侧重理想实验法。方式二，将一节课中不同思维方法的教学分解为几个不同的教学模块，例如《曲线运动》分为四个教学模块，分别是曲线运动概念的建立和描述、曲线运动速度方向的研究、研究曲线运动的方法、探究物体做曲线运动条件，各个模块分别用不同的方式从不同的角度培养学生的科学素养。

（3）通过对课本实验和课外实验的统整，拓展物理教学实验活动和科技活动的时间和空间，拓宽培养学生科学素养的途径和场所。物理实验可以调动学生的主观能动性，帮助学生树立实事求是的科学作风，对培养学生的观察能力、分析问题解决问题的能力有重要作用，实验教学以其丰富的内涵和生动的魅力为学生发挥创造潜能提供了平台。课题研究设想，一是拓展课本实验内容。二是加强趣味实验的开发建设。三是建立物理创新实验网站，分门别类将各种资源进行有效整合，形成结构合理、门类齐全的资源库。

（4）在物理教学中渗透科学史教育，提高学生的科学人文素养。将科学史融入物理教学，培养学生的怀疑批判精神。因为物理学科进步的历史就是科学怀疑的历史，就是科学家不断克服错误、追求真理的历史。正确地讲述科学史，讲述人类在认识世界过程中的曲折经历，能很好地培养学生的质疑精神和批判性思维，养成实事求是、尊重自然规律的科学态度，敢于提出与别人不同的见解，勇于放弃或修正不正确的观点。

（5）在上述具体研究的基础上，总结提练在高中物理教学中，培养学生科学素养的有效策略。

3.研究重点。

上述研究内容中（1）、（2）为重点。构建物理课堂教学中，培养学生科学素养的物理知识构建教学模式，构建高中物理教学中，重要思维方法教学模式，总结提练科学素养的培养有效策略。

（四）研究的思路、过程与方法

1.研究思路、过程 

（1）2013．02-2013．08。进行调研和文献研究，制定科学素养测量与评价指标。

（2）2013．09-2014．08。确立培养学生科学素养的知识构建和思维方法教学模式。

（3）2014．09-2015．08。根据教材特征，梳理高中物理教材中适合对学生进行科学素养培养的典型课例。对梳理的课例从设计、上课、评价、反思全方位进行实践研究，根据测量指标，测试学生在设计教学模式下的培养效果。2015年3月进行中期评估。

（4）2015.09-2015．12。通过具体的课堂教学案例的总结，寻找基于物理教学的有效培养学生科学素养的策略。

（5）2016.01-2016.03。完成研究报告和结题报告。

2.研究方法

（1）文献研究：通过网上下载相关文章和征订相关图书进行学习研究，了解当前国内外有关科学素养培养方面的最新研究成果，正确确定课题研究方向。

（2）调查筛选：确定课题研究方案后，将研究内容、方法和效果分解成不同的评价指标，通过反馈量化统计分析，寻找课堂上培养科学素养有效策略。

（3）案例研究：通过梳理课本，确定研究的典型案例，然后从设计、实施、反思等诸多环节进行研究，总结出不同课型的科学素养培养的课堂教学模式。

（4）反思整合：通过对不同课型运用策略的研究，以实际效能反馈评价为基准，整合确定基于物理教学的培养学生科学素养的有效策略。

（五）主要观点与可能的创新之处

1.主要观点：

（1）提高学生科学素养是物理教学的最重要目标。物理教学以观察和实验为基础，以思想作统领，以方法作指导，在掌握知识的同时，强调思维能力的培养，加强实践能力和创新精神的培养，让学生在知识学习中得到人生激励，形成终身追求的志趣和掌握未来发展需要的学习方法，形成科学的态度和价值观，将所学知识、方法应用于实践中去，提高学生的科学素养。

（2）物理典型概念、规律和物理问题的教学是培养学生科学素养的重要途径。物理有着严密的逻辑体系，可以按照一定的思维程序对问题进行合理的推理、分析和类比，可以对学生猜想的问题进行设计和操作，引导多途径解决问题，适时进行信息的反馈和评价。教师还可以根据目标和学生特点设计恰当的问题串引导学生学习，结合科学史教育提高学生科学素养。

（3）高中物理教学中培养学生科学素养主要策略。本课题选择的主要策略，其一级指标有五个，分别是人文感化策略；方法模块化策略；科学探究策略；合作学习策略；自主学习策略。通过课题研究将开发二、三级指标。在物理教学中渗透科学史教育，提升学生科学人文素养。构建物理方法体系，培养学生科学继承和创新素养。在探究过程中,培养科学精神和态度。通过实践研究，创建一批教学案例，从根本上转变教学方式，提高学生的科学应用能力。

2.创新之处：

（1）培养一批对物理产生志趣具有创新潜能的学生。通过对学生科学素养的培养，学生普遍对物理产生志趣，培养一批有创新潜能的学生，把物理学习与研究作为其一生的追求。

（2）创建物理课堂知识建立和思维方法教学模式。提升成熟教师的培养学生科学素养水平，为青年教师提供可靠、规范、有效的科学素养培养途径。 

（3）创建一定数量的基于问题探究、合作学习的学案。通过学案，提高培养学生科学素养的效率，促进教师将科学素养培养落实在教学行为上，通过交流，强化我校物理组的辐射作用。

 

（六）预期研究成果

 

成果名称

成果形式

完成时间

阶段成果

（限5项）

文献研究

读书笔记

2013.08

科学素养培养的典型课例和模块案例

教案、学案

2014.08

典型课例、案例研究，形成文本材料

中期研究报告

2015.02

课题组课例、案例研究汇报

市级公开课、讲座

2015.10

培养科学素养的策略研究报告，结题报告

省级期刊发表

2016.02

最终成果

（限3项）

课堂教学有效培养学生科学素养论文

省级期刊发表

2014.09

物理学科教学案例集、学案集

案例集、学案集

2015.09

结题报告

汇报总结材料

2016.02

（七）完成研究任务的可行性分析（包括：①主持人除外的课题组核心成员的学术或学科背景、研究经历、研究能力、研究成果；②研究基础，包括围绕本课题所开展的文献搜集、调研和相关论文等；③完成研究任务的保障条件，包括研究资料的获得、研究经费的筹措、研究时间的保障等。）

1.核心成员情况。

本课组有三名省特级教师，其中两名是教授级高级教师，他们多次主持和参与省级以上课题研究，在省级以上刊物发表多篇课题研究论文，有很强的课题研究能力和丰富的经验。

成员中还有一名大市学科带头人，两名大市骨干教师，他们均主持并完成市级课题研究，有较强的课题研究能力，课堂教学能力突出。

三位年轻教师均为硕士毕业，虽然是青年教师，但有较强的学科理解力，较强的课题研究潜能。课题组成员老、中、青相结合，有教务主任、教研员、教研组长，各有所长，能确保课题研究任务的完成。

2.研究基础。

（1）课题组先期搜集科学素养培养的相关论文二百余篇，做了3次相关调研，已在省级以上期刊和核心期刊发表相关论文3篇，在市级以上范围内开设3次讲座，形成2个课堂教学案例。

（2）学生素质较好，教师教育教学观念符合时代要求，学校十分重视学生科学素养的培养。

（3）校领导高度重视，学校具有很好的课题研究环境，课题研究制度健全。

（4）物理组已有一套学案，可以在此基础上，开发培养学生科学素养的课堂案例和学案。

3.完成任务的保障。

（1）理论保障：资料获得途径多样化，每位课题教师均可从“知网”“维普”等下载阅读材料，每位教师订阅一本物理学科杂志，每学期每位教师选购5本学科教学书籍，学校图书馆还可以定向订购所需图书。

（2）环境与经费保障：学校全力支持，课题立项后学校提供经费，研究过程中的培训、外出学习经费均有学校承担。

（3）制度保障：课题组制度健全，每周能正常活动1-2次。