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《物理教学中培养学生读图  制图能力的研究》课题

开题报告

常州市郑陆实验学校  课题负责人：邵一锋

一．课题研究的背景及现状

（一）课题提出的背景

义务教育物理课程作为科学教育的组成部分，是以提高全体学生科学素养、促进学生全面发展为主要目标的自然科学基础课程。此阶段的物理课程不仅注重科学知识的传授和技能的训练，而且注重对学生学习兴趣、探究能力、创新意识以及科学态度、科学精神等方面的培养。同时，物理课程也注重与生产、生活实际及时代发展的联系。

从近几年中考来看，物理更加注重对实验探究和信息问题的考察。试题的立意、情景设置新颖，结构独具风格。有的试题整合多个实验探究问题；有的试题文字叙述较长，信息量较大；有的试题背景材料、物理情景与当前的新技术、新科研成果和新科技动态紧密结合。因而考生必须花费较多的时间和精力读懂题目，分析信息，提取有效信息。考生往往被较长的题干所吓倒，得分率很低。这其中有一部分是学生阅读能力、信息处理能力较差造成的。很多老师在教学中更注重文字的阅读、理解、处理，而忽视了“图”的重要作用。

我们小组观察发现，在物理的各个知识体系、各种题型中都配有“图”。“图”是物理教学中信息的重要组成部分，是语言、文字无法替代的表达。 新编物理教材的特点之一就是插图的增加。插图作为教材的有机组成部分，与文字密切配合，形象、直观地说明问题，还有不少插图采用了学生喜闻乐见的漫画形式，真可谓图文并茂。最近几年，在对物理试题的分析中我们发现，在实验探究题中有实验装置图、图表或图像等；在信息题中有图形或图像；还有专门的作图题考察学生的作图能力。教师在分析和解答很多没有图的问题时，会绘制模型图或示意图 。观察研究发现，很多学生在读图、制图分析时也能够很快的了解题目的考察内容与目标，从而顺利的答题。所以在培养学生阅读能力、处理信息能力的过程中也要有针对性、有计划、有目的的培养学生读图、制图的能力，强调文字与图相互结合，做到有图必用，以图读文，借图释文，提高学生读图、制图能力。

（二）国内外同一研究领域现状

目前，在初中物理教学中，对学生读图制图能力和方法的研究研究还不多。在物理教学中，图是物理教师不可缺少的教学辅助工具。从教学内容看，教学用图能很好地揭示物理现象的过程和规律，不同物理现象之间的联系，物体间相互作用的规律等。从教学效果上看，教学用图具有简明直观和生动形象的特点。配以图形或图像进行物理教学，能有效地培养学生的观察、分析、综合、空间和逻辑思维能力，提升学生物理学科核心素养。

图是物理教学中重要的信息资源，是教材的有机组成部分，是语言、文字无法替代表达的。学生利用多种渠道收集图片信息、经历图片信息处理过程、从图片信息中分析和归纳规律、与他人交流图片信息，培养学生的读图制图能力和信息综合运用能力。通过科技活动、图片制作比赛等方式，培养学生的创新能力。尝试运用思维导图模式，培养学生的思维能力。

二．申报以来已经完成的研究工作

1、教师分工收集书本上的各章节上的插图

2、指导学生制作思维导图

三．课题的核心概念及其界定

图：是一种信息，用来反映客观事物状态和运动特征的一种普遍形式，是呈现科学情境的重要形式。客观世界中大量地存在、产生和传递着以这些方式表示出来的各种各样的信息。图具有形象、直观、易懂、有趣的特点。在物理课程中图主要包括：光学图、力学图、电学图、电磁联系图、理想模型图等。

读图能力：读图是对信息的收集、处理和分析，是学习物理的重要途径。读图能力属于阅读能力的范畴。阅读能力是个体通过阅读方式进行学习的行为表现，以实现心理任务完成的状态。读图能力是物理基本技能的一种，从图中阅读信息、综合物理信息的技能。包含有观察、收集、记忆、联想、分析等多项能力。

制图能力：制图是对信息的理解与运用，是解决物理问题的重要手段。制图能力属于理解、运用能力的范畴。理解能力是衡量学习效益的重要指标。理解能力有三级水平，低级水平的理解是指知觉水平的理解，就是能辨认和识别对象，知道它“是什么”；中级水平的理解是在知觉水平理解的基础上，对事物的本质与内在联系的揭露，知道它是“怎么样”；高级水平的理解属于间接理解，是指在概念理解的基础上，进一步达到系统化和具体化，重新建立或者调整认知结构，达到知识的融会贯通，并使知识得到广泛的迁移，知道它是“为什么”。制图能力属于高级水平的理解。

思维导图：是有效的思维模式，应用于记忆、学习、思考等的思维“地图”，利于人脑的扩散思维的展开。

四．课题研究的目标

1、在教学过程中，充分利用课本插图、教学挂图、物理实验装置、物理模型、黑板略图、课件、网络等创设情境，培养学生读图、制图的兴趣。

2、物理教师要关注科技的发展，重视图片信息的收集，要引导学生收集有效信息，合作共享，建立和完善物理图片信息资源库。培养学生具有初步的图片收集能力。

3、在教学过程中，充分发挥课本插图的作用，让学生多看图，多分析图，不断培养学生的分析概况能力和综合读图能力。

4、用多图并用的指导和训练，制作图形或图表，拓展学生的思维，不断培养学生的制图能力，并能与他人交流，有自我反思和听取意见的意识，具有初步的信息交流能力。

5、在教学过程中，运用思维导图创新教学模式，培养学生思维能力。

6、通过课题研究，形成培养学生读图、制图能力的方法、步骤、策略和具体措施。建立学生读图、制图的观察评价体系。

五．课题研究的内容

（一）创设情境，养成习惯，培养学生读图、制图的兴趣。

要让学生多关注图，培养学生经常读图、制图的习惯。首先，在平时的教学中要经常创设图形或图像问题的情境，让学生知道“图”也是打开物理知识宝库的另一把钥匙。其次，要让学生与现实生产、生活联系，明确“图”兼有自然科学和社会科学的特性，现实生活中许多问题都需要丰富的图形或图像知识作指导。再次，通过读图吸引学生的注意力，激发学生的求知欲，提高学生的学习兴趣，使学生通过读图来掌握基本知识和原理，了解物理理论与现实的内在联系与规律，通过制图解决物理现象和问题。

教师在教学过程中，要充分利用课本插图、教学挂图、物理实验装置、物理模型、黑板略图、课件、网络等，让学生通过各种各样的彩图，一幅幅精美流畅的板图板画、一件件生动逼真的物理实验装置和模型，产生欢愉的情绪和浓厚的兴趣。培养学生读图、制图的能力是一个长期的工作，教学中应充分利用图形和图像，使学生读图、制图能力的培养经常化，使学生养成爱读图，会制图的习惯，使图形和图像成为学生获得巩固物理知识和扩大知识面的源泉。

（二）科学规划，让学生掌握读图、制图的基本方法步骤，形成策略。

众所周知，学生读图、制图的能力培养不是一蹴而就的，需要教师对他们付出长期不懈的正确训练。选择一种恰当的读图、制图方法步骤，加强对学生读图、制图能力的循序渐进地培养，才能达到较好的效果。将尝试以下几个步骤：①学生模仿，读图、读文字，图与文字相互结合理解，明确图形和图像表示的内容，获取准确信息。②教师指导，精确读图，掌握科学制图方法，培养实际应用能力。③设计合理的训练题，准确制图，对所获取的信息进行分析、处理、综合、重组和再造，当众表达自己的理解，从而培养学生的读图、制图能力和素养。

（三）运用思维导图，创新课堂模式，强化训练，提高读图、制图能力

读图不仅要看清图中的显性信息，还要挖掘图中的隐性信息, 更重要的是探究和发现隐藏在图语言背后的物理基本原理和基本规律。应不断强化读图能力的训练，指导学生逐步养成制图的能力，使物理知识和读图能力有机结合起来。在教学时要充分发挥课本插图的作用，让学生多看图，分析图，不断培养学生的综合读图能力。教师也可用多图并用的指导和训练，拓展学生的思维，不断培养学生的制图技巧。运用技能，反复练习，最终解决问题。教学本身就是通过知识的传授，使学生掌握技能，最终达到解决问题的目的,然而技能的形成需要有一个认识、理解、练习，再认识、再理解、再练习，最后达到熟练的过程。这就要求我们教学时对每一节物理课，都要精心设计，来提高学生的读图能力。

制图是读图过程中动手操作的环节，有利于学生对物理知识的理解，同时有利于发展学生的物理技能。引导学生制图是解决物理问题的突破点。如近几年电学知识这部分内容的考查多以示意图的形式出现，难度大。如引导学生自己动手转绘成电路图问题就很好解决，因而制图有利于加深学生对物理知识的理解与记忆，引发学生的物理知识联想，开拓思路，发展智力。在教学中，尝试运用思维导图，创新课堂教学模式，开展有效的记忆、学习、思考等思维训练，培养学生创新思维能力。

（四）智慧阅读，科学理解，加强图文互读、图图转换能力和交流能力的培养。

学生习惯文字的表达方式，不习惯利用图来表达物理现象，更不用说在这两者之间转换。有时候文字的表述过于累赘，用图形来表示会清晰很多，有时候图的表达不够详细，要文字的补充说明。有时候为了更好地说明问题，要进行图图转换。例如：凸透镜成像规律，可通过文字、图像或图表的方式使学生记住；物质的比热容和热值的实验装置图的比较记忆；电学中实物图与电路图的转换理解等。所以在教学过程中要适当地训练学生的图文互读和图图转换能力；并能与他人交流，有自我反思和听取意见的意识，具有初步的信息交流能力。

（五）加强对学生读图、制图的观察评价体系建设

新课程倡导“立足过程，促进发展”的学生学习评价，倡导运用多样化的评价方法，促进学生全面而富有个性地发展。教师要了解作业评价、测验、作品评价和成长记录等不同评价方法的特点和功能，依据评价目的和内容来选择评价方法，客观、公正地评价学生的学业成就和发展状况，尊重学生的个体差异，将评价结果及时地反馈给学生。建立评价体系，实现评价的诊断、激励和发展的功能。

六．课题研究的思路、过程

研究思路：

1.通过调查问卷和能力测验等方式了解学生的读图制图能力情况。

针对教学中普遍反映的问题，研究小组首先设计调查问卷和读图制图能力测试等方式，收集相关数据，分析成因，调整制定具体的研究过程。

2.通过创新课堂模式，建立培养学生读图制图能力的目标体系。

（1）创设情境，养成习惯，培养学生读图制图的兴趣。

（2）创新课堂模式，运用思维导图，强化训练，提高读图制图能力。

（3）智慧阅读，科学理解，加强图文互读、图图转换能力和交流能力的培养。

3.科学规划，让学生掌握读图制图的基本途径与方法，形成策略。

第一步，教学中应充分利用图形和图像，使学生读图制图能力的培养经常化，使学生养成爱读图，会制图的习惯。

第二步，选择一种恰当的读图制图方法步骤，加强对学生读图制图能力和素养的循序渐进地培养方法。

第三步，在教学时要充分发挥课本插图的作用，让学生多看图，分析图，不断培养学生的综合读图能力。用多图并用的指导和训练，拓展学生的思维，不断培养学生的制图技巧。

第四步，制图是读图过程中动手操作的环节，有利于学生对物理知识的理解，同时有利于发展学生的物理技能。引导学生制图是解决物理问题的突破点。

4.加强对学生读图制图的观察评价体系建设

新课程倡导“立足过程，促进发展”的学生学习评价，倡导运用多样化的评价方法，促进学生全面而富有个性地发展。教师要了解作业评价、测验、作品评价和成长记录等不同评价方法的特点和功能，依据评价目的和内容来选择评价方法，客观、公正地评价学生的学业成就和发展状况，尊重学生的个体差异，将评价结果及时地反馈给学生。建立评价体系，实现评价的诊断、激励和发展的功能。

研究过程：

1.准备阶段（2017年12月-2018年3月）：根据学生学习现状，完成课题研究方案的制定、申报工作，确定课题组成员及分工，进行理论资料的准备。起草课题实施方案、商讨实施计划。

2.研究阶段（2018年4月～2019年9月）：根据实施计划进行研究，课题组成员，对物理教材中相关图像，图表梳理分析归纳，进行深入的理论研究；分期举办各级各类有关图像的教学研讨课、观摩课，广泛交流，认真搜集，补充吸纳，整理分析，撰写阶段性研究报告。

3.总结阶段（2019年10月～2019年12月）：对课题研究过程及资料进行系统分析，形成课题总结报告，并将教学案例、专题论文汇编成集，为作好推广工作和进一步研究工作奠定基础。

七．课题研究的方法

1、调查研究法：围绕研究专题，对活动开展进行观察、座谈、收集、综合、分类，以此概括出具有代表意义的观点和经验。

2、经验总结法：从实践和研究中获取良好的实际效果，并注意总结具有一定的创新意义的经验和理论。

3、行动研究法：在研究过程中认真观察活动现象，仔细分析形成现象的原因，提出假设，通过论证，提炼出有益的经验。

4、个案研究法：有组织、有目的地根据研究目的、对象、内容的不同，采取跟踪、了解、分析和指导等方法。对活动的个别案例进行深入地研究。

八．课题研究的组织机构和人员分工

组织机构

组长： 邵一锋

副组长：陶翔

组员：汤文琴、 沈玉宇、李晓兰、冯炼

人员分工

九．课题研究的保障措施

我校十分重视提高青年教师的教学能力和教科研水平，不仅优先安排本课题组成员参加各级各类的教科研培训，还将为课题的开展提供必要的各项经费、设施、设备、教育环境、资料信息、实验研究对象等。

课题组将根据课题研究的需要，通过专家引领、理论学习、聚焦课堂、反思提炼等活动，优质高效地推进课题研究的不断深入。

最后，学校网站和校园内部网络系统建构完善，为课题组丰富和完善物理图片信息资源库提供了有力的保障。

十．课题研究的预期成果