Una breve discusión sobre cómo llevar a cabo la investigación científica en las clases de físicaEn la actualidad, la reforma del plan de estudios de educación básica se está desarrollando en profundidad y los estándares del plan de estudios de física de educación obligatoria han estado en fase de prueba durante varios años. . Este año se promulgaron los estándares del plan de estudios de física de la escuela secundaria, dando inicio a la reforma del plan de estudios de física de la escuela secundaria. Los nuevos estándares curriculares establecen claramente que el propósito del plan de estudios de física es mejorar la alfabetización científica de todos los estudiantes en la estructura curricular, se debe prestar atención a los mismos fundamentos, reflejando la selectividad que refleja el carácter contemporáneo, básico y selectivo de la misma; el contenido del curso y los cursos modulares diseñados para que los estudiantes elijan son una medida importante en la reforma curricular. Sin embargo, para implementar verdaderamente los requisitos de los nuevos estándares curriculares y promover el desarrollo integral de la alfabetización científica de los estudiantes, es necesario llevar a cabo reformas profundas en la enseñanza en las aulas, cambiar los métodos de enseñanza tradicionales que se centran en la transferencia de conocimientos y formar gradualmente un sistema de física moderno que se centre en promover el desarrollo de los métodos de enseñanza de los estudiantes. Se trata de un proceso arduo que requiere una orientación clara y los esfuerzos conjuntos de los profesores de física. A juzgar por las tendencias de desarrollo y los resultados de la investigación de la reforma de la educación física en el país y en el extranjero, debemos utilizar el concepto de investigación científica para guiar la reforma de la enseñanza de la física en la escuela secundaria. Actualmente, la comunidad educativa en física tiene diferentes interpretaciones y concepciones de la investigación científica. Existe la opinión de que sólo dejando ir a los estudiantes y permitiéndoles descubrir problemas y realizar experimentos por sí mismos podremos lograr la investigación científica y el aprendizaje basado en la investigación. Esta visión es una comprensión estrecha de la investigación científica. Sólo ve la autonomía y la operatividad de la investigación científica, pero ignora el significado esencial de la investigación científica. En la enseñanza real, nos es imposible aprender todas las materias de esta manera. Por lo tanto, cómo entender la investigación científica y cómo utilizar el concepto de investigación científica para guiar la reforma de la enseñanza de la física se ha convertido en un importante tema de investigación. Desde la perspectiva del desarrollo de la física, Galileo fue pionero en la investigación experimental y su investigación sobre la caída libre puede considerarse un modelo de investigación científica. Después de pensar durante mucho tiempo sobre el movimiento de los cuerpos celestes, Newton finalmente descubrió la gravitación universal y unificó las leyes del movimiento de la Tierra y los cuerpos celestes. ¿No es un monumento en la historia de la exploración científica? Las leyes de la inducción electromagnética son el resultado de los experimentos de Faraday, mientras que las ecuaciones de Maxwell son producto del pensamiento teórico. ¿Cuál no es un logro brillante de la investigación científica, la creación de la teoría cuántica y la relatividad, un símbolo de la revolución en la física? Por tanto, la importancia de la investigación científica es muy amplia. Desde la perspectiva de la educación física, podemos entender la investigación científica desde los siguientes tres niveles: Primero, en el nivel conceptual, la investigación científica incorpora conceptos científicos modernos. La ciencia no es un sistema de conocimiento completo y solidificado, sino un proceso interminable de exploración humana de la naturaleza. El sistema de conocimiento científico se desarrolla y cambia constantemente en el proceso de investigación. Muchas conclusiones científicas deben ser refutadas y revisadas después de que se descubre nueva evidencia. Los seres humanos todavía tienen esta comprensión de la naturaleza y, para los estudiantes, su comprensión individual debe continuar desarrollándose y cambiando en el proceso de investigación. Por lo tanto, el proceso de aprender física es un proceso de cambio constante de la comprensión y los conceptos originales de la naturaleza, y un proceso de autorrenovación consciente de los conceptos. El segundo es el nivel de los métodos de pensamiento. La investigación científica es una forma eficaz de comprensión y práctica formada por científicos en el proceso a largo plazo de exploración de las leyes de la naturaleza. Lo más importante es la forma de pensar científica, que es lo que solemos llamar pensamiento científico. La teoría contemporánea de la educación científica cree que no existe un modelo fijo de investigación científica, pero sí algunos elementos distinguibles, como formular preguntas científicas, establecer hipótesis, recopilar evidencia, proponer teorías o modelos, evaluación y comunicación, etc. , todas estas son manifestaciones del pensamiento científico y de los métodos de trabajo. En los estándares del plan de estudios de física, basándose en estos elementos, se establecen requisitos para que los estudiantes comprendan la investigación científica y desarrollen habilidades de investigación científica. El tercero son las habilidades operativas. Cualquier proceso de investigación experimental requiere algunas habilidades operativas y de pensamiento, como controlar variables, utilizar instrumentos, registrar y procesar datos, etc. Por lo tanto, además del tercer nivel que requiere que los estudiantes realicen experimentos, los dos niveles anteriores pueden penetrar en el proceso de enseñanza de varias maneras. En segundo lugar, la investigación científica encarna las características esenciales de la física y es una parte importante de la enseñanza de la física. La investigación científica es una de las características esenciales de la física, pero ha sido ignorada en la enseñanza de física en las escuelas secundarias de mi país. El primer tema discutido por el Consejo Internacional de Educación Física en el libro "Investigación deportiva y formación de profesores" es la naturaleza de la física. El autor del artículo, A.P. French, señaló: En términos generales, la esencia de la ciencia es observar y explorar el mundo que nos rodea, tratando de determinar algunos órdenes y patrones potenciales a partir de cosas conocidas. La física estudia principalmente el mundo inanimado, intentando siempre identificar los principios más básicos y unificar muchas leyes. Partiendo de la naturaleza de la ciencia, señaló las diferencias y conexiones entre la física y otras ciencias naturales. Se puede considerar que las características esenciales de la física incluyen dos aspectos.
Por un lado, son sus características procedimentales, es decir, la observación y exploración de la naturaleza, las que encarnan la * * * naturaleza de las ciencias naturales, por otro lado, son las características del objeto de investigación y los objetivos que se persiguen; Tomando el mundo inanimado como principal campo de investigación, intenta confirmar los principios más básicos del mundo y buscar la unidad interior. La física se desarrolló en la búsqueda de la unidad del conocimiento. El método de pensamiento consistente en buscar las características esenciales y las leyes unificadas de las cosas en el proceso de investigación científica es la característica esencial de la física, y también es lo primero que se refleja en la enseñanza de la física. La comprensión y la comprensión de la física de los estudiantes de secundaria se forman gradualmente a través del proceso de aprendizaje de la experiencia personal. La clase de física no debe ser una combinación de escuchar conferencias, tomar notas, hacer experimentos y ejercicios. Debe ser un proceso de exploración constante de la esencia y las conexiones internas de los fenómenos físicos bajo la guía y ayuda de los profesores, y de realizar investigaciones científicas. como ideología rectora de la reforma de la enseñanza de la física, que es un requisito para encarnar la esencia de la física y promover el desarrollo de la alfabetización científica de los estudiantes. También es una tendencia común en el desarrollo de la educación física internacional. En la primera ola de reformas curriculares científicas internacionales desde la década de 1950, la investigación científica como proceso físico entró en el currículo y la enseñanza de la escuela secundaria. El famoso libro de texto del PSSC escribe: La física presenta más que simples hechos secos. Fundamentalmente es un proceso continuo en el que los seres humanos exploran la naturaleza del mundo material. Los estudiantes deben pasar por el proceso de investigación científica en el aprendizaje de la física, que es generalmente reconocido por la comunidad educativa internacional en física. Aunque el método de descubrimiento propugnado por Bruner ha sido cuestionado en la teoría y la práctica, el papel de la investigación científica en la promoción de la educación física es seguro, y una vez más ha sido ampliamente reconocido en la nueva ola de reformas curriculares científicas que ha estado en ascenso desde finales del siglo XX. Las investigaciones muestran que la investigación científica y la construcción del conocimiento físico son un proceso unificado. En la reforma de la enseñanza de la física, muchas personas temen que el énfasis en la investigación científica afecte el dominio del conocimiento de la física por parte de los estudiantes. Utilizar la idea de la investigación científica para guiar la enseñanza de la física no significa descuidar el aprendizaje del conocimiento físico, sino centrarse en el proceso de construcción independiente del conocimiento físico por parte de los estudiantes. La investigación científica y la construcción del conocimiento ocurren en el mismo proceso. La diferencia esencial entre construir conocimiento e impartir conocimiento es que la transmisión de conocimiento es de arriba hacia abajo. La fuente del conocimiento son los maestros y los materiales didácticos, y los destinatarios son los estudiantes. La construcción es de abajo hacia arriba, y la mente del alumno no es una pizarra en blanco. Tienen muchas comprensiones y formas de pensar preconceptuales y especiales sobre los fenómenos y problemas físicos. Sólo a través de conflictos y desafíos en el proceso de investigación científica se pueden cambiar verdaderamente estos entendimientos originales y establecer verdaderamente los conceptos y formas de pensar científicos. Una gran cantidad de resultados de investigaciones sobre educación física en el país y en el extranjero muestran que el proceso de aprendizaje de conocimientos científicos de los estudiantes es un proceso de construcción autónoma de conocimientos basados en el conocimiento original de los estudiantes y los conflictos cognitivos generados durante el proceso de investigación. En la construcción del conocimiento físico juega un papel muy importante. Aprender física a través de la investigación es la tendencia de desarrollo actual de la enseñanza de la física internacional. Tomemos como ejemplo "Physics Inquiry" (1996), compilado por el Grupo de Investigación en Educación Física de la Universidad de Washington. Este libro de texto está compilado en base a una investigación profunda y a largo plazo sobre cómo los estudiantes aprenden física, rompiendo por completo el modelo tradicional de escritura de libros de texto de física. En el prefacio, los autores afirman que la física de investigación consta de una serie de unidades basadas en experimentos que introducen a los estudiantes en la física y la ciencia de los materiales paso a paso. Los estudiantes obtienen experiencia directa con procesos científicos a través del estudio en profundidad de sistemas materiales simples y sus interacciones. A partir de sus propias observaciones, los estudiantes desarrollan conceptos físicos básicos, utilizan e interpretan diferentes expresiones científicas y construyen modelos con funciones explicativas y predictivas. Todas las unidades están diseñadas con el propósito claro de desarrollar las habilidades de razonamiento científico de los estudiantes y proporcionar actividades prácticas que conectan conceptos, expresiones y modelos científicos con problemas del mundo real. La investigación sobre estrategias de enseñanza para ayudar a los estudiantes a construir conocimientos durante el proceso de indagación también ha logrado ciertos resultados. He aquí un ejemplo típico para ilustrar cómo unificar la investigación científica y la construcción del conocimiento en el proceso de enseñanza. Nidler (1987) propuso una estrategia de enseñanza basada en la nueva filosofía científica a través de investigaciones con estudiantes de 1619 años. El propósito no es reemplazar las propias opiniones de los estudiantes con teorías científicas, sino permitirles comprender las teorías científicas y sus propias opiniones de manera exploratoria, y lograr el propósito de aprender conceptos científicos comparando las diferencias entre el pensamiento cotidiano y el pensamiento científico. . Esta estrategia incluye las siguientes seis etapas: 1. Preparación: El proceso previo a enseñar una intervención, incluidas las herramientas de preparación y conceptos relacionados. 2. Comience: haga una pregunta abierta. 3. Implementación: Incluye lo siguiente: plantear preguntas o formular hipótesis, diseñar y realizar experimentos, observaciones, discusiones teóricas y resumir hallazgos. 4. Resultados de la discusión: Discusión en clase.