教育科學規劃2025年度重點課題申報書、課題設計論證求知探理明教育，創新鑄魂興未來。核心素養導向下高中物理真實問題情境創設的理論研究與實踐課題設計論證一、研究現狀、選題意義、研究價值（一）研究現狀近年來，隨著教育改革的不斷推進，高中物理教學的理念與方法也在持續更新。然而，當前高中物理教學仍存在一些亟待解決的問題。一方面，教學過程中往往側重于知識點的講授以及計算練習，教師將大量精力放在幫助學生理解物理概念、掌握公式運用和進行習題演練上。這使得學生雖然能夠在一定程度上記住物理知識，卻對物理世界的科學認知和理解較為欠缺，難以將所學的物理知識與實際生活中的現象和問題建立起有效的聯系，無法把知識靈活運用到現實場景中去解決實際問題。另一方面，盡管問題情境創設作為一種能有效提升教學效果、促進學生素養發展的教學策略，已經在高中物理教學領域得到了較多的關注，并在部分課堂中付諸實踐，但實際操作中暴露出了不少問題。比如情境設置不合理，部分教師創設的情境脫離學生的生活實際或認知水平，要么過于復雜讓學生無從下手，要么太過簡單無法激發學生的思考興趣；學生參與度不高，情境未能充分調動學生主動探究、積極參與的熱情，學生在情境中處于被動接受的狀態；還有評價方式單一，多數情況下僅以學生對知識的掌握情況來評判情境教學的效果，忽視了對學生思維能力、實踐能力以及情感態度等多方面素養發展的考量。（二）選題意義理論意義：核心素養理念為高中物理教學指明了新的方向，本課題聚焦于核心素養視域下的高中物理真實問題情境創設策略進行深入探討，旨在進一步豐富和完善真實問題情境教學的理論體系。通過研究，分析核心素養各維度與真實問題情境創設之間的內在聯系，梳理出科學合理的創設原則、方法及流程等，為高中物理教育改革在教學理論層面提供有力的支持，填補現有理論在這一具體領域的部分空白，助力高中物理教學理論的不斷發展與創新。實踐意義：對于廣大高中物理教師而言，本研究能夠提供極具針對性的教學指導。基于實踐案例總結出的真實問題情境創設策略，可以幫助教師更好地依據教學目標、學生特點等因素來設計和實施教學活動，使教學不再局限于傳統的知識灌輸，而是通過巧妙創設的真實情境引導學生主動思考、積極探究，進而提高學生的學習興趣和學習效果，提升課堂教學質量，讓物理課堂煥發出新的活力。教育意義：從學生發展的角度來看，在真實問題情境中學習物理，有助于培養他們的創新思維。面對實際情境中的各種問題，學生需要突破常規思維，運用所學物理知識去尋找獨特的解決方案，鍛煉創新能力；同時，情境學習往往需要學生之間進行合作交流、共同探討，這有利于培養學生的團隊協作能力；而且在自主探究問題答案的過程中，學生的自主學習能力也能得到有效提升，為其全面發展奠定堅實的基礎，使其更好地適應未來社會對高素質人才的需求。（三）研究價值有助于提高高中物理教學質量：通過創設真實問題情境，讓物理知識回歸到其產生和應用的實際場景中，使學生更加直觀、深入地理解物理概念、規律等知識內容，而不是死記硬背公式和結論。在情境中引導學生運用知識去解決現實問題，能夠強化他們對知識的掌握程度，提升解決問題的能力，進而從整體上提高高中物理教學的質量和效率。符合當前教育改革的要求：當下教育改革強調以核心素養為導向，旨在培養適應社會發展的高素質人才。本課題圍繞核心素養開展高中物理真實問題情境創設的研究，緊扣教育改革的脈搏，通過探索有效的教學策略，將核心素養的培養融入到日常物理教學的具體情境之中，使學生在掌握物理知識的同時，在科學思維、科學探究、科學態度與責任等核心素養方面得到全面發展，更好地滿足社會對具有創新精神、實踐能力以及綜合素養人才的迫切需求。二、研究目標、研究內容、重要觀點（一）研究目標分析核心素養視域下高中物理真實問題情境教學的理論框架和基本原則：深入研究核心素養所涵蓋的物理觀念、科學思維、科學探究以及科學態度與責任等維度，剖析它們與高中物理真實問題情境教學之間的內在聯系。例如，在物理觀念方面，探討如何通過創設真實情境讓學生更好地理解物質、運動、相互作用等觀念；在科學思維上，思考怎樣的情境能助力學生邏輯推理、模型建構等思維能力的發展?；谶@些分析，梳理出真實問題情境教學應遵循的基本原則，像情境的科學性、合理性、啟發性以及與學生認知水平適配性等原則，為教學實踐提供堅實的理論根基?？偨Y高中物理真實問題情境教學的典型案例，提煉有效的教學策略：廣泛收集來自不同地區、不同層次高中學校的物理教學案例，涵蓋力學、熱學、電磁學、光學等各個知識板塊。例如，在力學中關于物體受力分析的真實情境案例，教師可能會創設如建筑工地中起重機吊運重物時的受力情境；在電磁學里，以手機無線充電這一生活實例為背景構建真實問題情境。對這些案例進行詳細剖析，總結出其中教師創設情境的方法、引導學生參與和思考的方式、對學生學習效果的評價手段等，提煉出具有普適性和可操作性的教學策略，如情境導入策略、情境互動策略、情境拓展策略等，以便為更多教師提供參考借鑒。針對高中物理真實問題情境教學存在的問題，提出改進措施和建議：結合當前高中物理教學實際，梳理出真實問題情境教學實施過程中存在的常見問題。比如部分教師創設的情境過于復雜，超出了學生的理解范圍，導致學生參與積極性受挫；或者情境與教學目標的關聯性不強，看似熱鬧卻沒能有效幫助學生掌握知識和提升素養。針對這些問題，深入分析其產生的根源，進而提出相應的改進措施，像加強教師情境創設能力培訓，讓教師更準確地把握學情和教學目標；建議教師在創設情境前進行充分的學情調研，確保情境難易適度且契合教學重點等，為優化真實問題情境教學指明方向。通過實證研究，驗證所提出的高中物理真實問題情境教學策略的有效性：選取一定數量的高中班級作為實驗組和對照組，在實驗組中運用提煉出的真實問題情境教學策略開展物理教學，對照組則采用傳統教學方式。通過課堂觀察、學生成績對比、學生素養測評（如通過設計專門的測試題考查學生物理觀念、思維能力等方面的發展情況）、學生學習興趣和態度調查等多種實證手段，收集相關數據并進行科學的統計分析，以驗證所提出教學策略是否確實能夠提高學生的物理學習效果、促進學生核心素養的提升，為教學策略的推廣應用提供有力的數據支撐。（二）研究內容研究對象：高中物理教學中的真實問題情境創設：聚焦于高中物理整個學科體系，無論是必修課程還是選修課程，都是研究的范疇。例如在必修一的運動學部分，研究如何創設與生活中常見的汽車行駛、物體自由下落等現象相關的真實問題情境；在選修課程的原子物理部分，思考怎樣以核能利用、放射性物質檢測等實際應用場景為藍本構建真實情境。旨在探索如何在不同的知識點教學中，巧妙地引入真實問題情境，讓學生感受到物理知識與現實世界的緊密聯系，從而激發他們的學習興趣和探究欲望，提高學習效果。總體框架：從理論研究入手，結合實踐探索，構建核心素養導向下高中物理真實問題情境創設的教學模式：首先，開展深入的理論研究，梳理國內外關于核心素養、情境教學等方面的先進理論成果，探究核心素養各要素與高中物理知識體系以及真實問題情境之間的契合點。例如，參考建構主義學習理論，強調學生在真實情境中主動建構知識的重要性；借鑒情境認知理論，明確情境對學生知識理解和遷移的作用機制。然后，進入實踐探索階段，深入高中物理課堂，觀察教師的教學行為和學生的學習反應，參與教學實踐活動，嘗試運用不同的方式創設真實問題情境，并不斷調整優化。在此基礎上，構建一套完整的教學模式，涵蓋情境創設的原則、流程、方法，教師在情境教學中的引導策略，以及對學生學習效果的評價機制等內容，為高中物理教師開展真實問題情境教學提供清晰的操作指南。重點難點：重點是探索有效的真實問題情境創設方法和策略，難點是如何確保真實問題情境教學的有效性和可操作性：在重點方面，通過對大量教學案例的分析、教學實踐的嘗試以及與一線教師的交流研討，挖掘出多種行之有效的真實問題情境創設方法，如利用生活實例創設情境，像以電梯的超重和失重現象引出牛頓運動定律相關知識；借助實驗創設情境，例如通過演示靜電感應實驗來引導學生探究靜電場的性質；通過多媒體資源創設情境，播放太空站中宇航員的生活視頻幫助學生理解萬有引力等知識。而難點在于，要保證創設的真實問題情境在實際教學中能夠真正發揮作用，提升學生的學習效果和核心素養，需要綜合考慮多方面因素。一方面要確保情境與教學目標緊密結合，不能為了情境而情境，導致教學重點不突出；另一方面要充分考慮學生的個體差異和認知水平，讓不同層次的學生都能在情境中有所收獲，同時還要關注情境實施過程中的可操作性，避免因過于復雜或對教學資源要求過高而難以在常規課堂中落地。主要目標：提高學生的物理核心素養，培養學生的創新思維和實踐能力：核心素養導向下的高中物理教學，旨在讓學生通過真實問題情境的學習，深化對物理概念、規律的理解，形成科學的物理觀念，能夠從物理視角去解釋生活中的現象、解決實際問題。例如學生在學習完電磁感應知識后，面對生活中如無線充電設備的原理分析等問題時，能運用所學知識進行合理的解釋。同時，在真實情境的探究過程中，鼓勵學生突破常規思維，提出獨特的見解和解決方案，培養創新思維。比如在探究汽車安全性能提升的問題情境中，學生可能會聯想到運用新的物理原理設計更有效的防撞裝置等。而且，通過讓學生參與到情境相關的實驗操作、實踐活動中，如制作簡易的物理模型來驗證物理規律等，鍛煉他們的動手實踐能力，為其今后從事相關科學研究或解決實際工程問題奠定基礎。（三）重要觀點真實問題情境創設能夠激發學生的學習興趣和思維能力，提高學生的學習效果：當教師將物理知識融入到學生熟悉的生活場景、社會熱點等真實問題情境中時，比如以冬奧會中的滑雪項目來講解摩擦力、能量轉化等物理知識，學生更容易產生親近感和好奇心，從而主動投入到學習中去。在情境中，學生需要運用已有的知識去分析問題、尋找解決辦法，這個過程會不斷激發他們的思維能力，促使他們從不同角度思考物理問題，加深對知識的理解和記憶，進而有效提高學習效果。相較于傳統枯燥的知識講授模式，真實問題情境為學生搭建了一個更具趣味性和挑戰性的學習平臺，讓學習不再是被動接受，而是主動探索的過程。核心素養導向下的高中物理教學應注重真實問題情境的創設，培養學生解決實際問題的能力：核心素養強調學生在面對現實世界復雜問題時，能夠綜合運用所學知識去解決問題的能力。高中物理教學以核心素養為導向，就需要讓學生在真實的情境中去感受物理知識的應用價值。例如在學習電路知識時，創設家庭電路故障排查的真實情境，讓學生運用串聯、并聯電路的特點以及歐姆定律等知識去找出電路故障點，這樣的教學方式使學生不僅掌握了書本上的理論知識，更重要的是培養了他們在實際生活中運用物理知識解決問題的能力，契合核心素養培養的要求，有助于學生更好地適應未來社會對創新型、實踐型人才的需求。三、研究思路、研究方法、創新之處（一）研究思路在核心素養導向下，本課題旨在深入探究高中物理真實問題情境創設的理論與實踐路徑。首先，遵循“理論研究—實地調查—定量分析—案例研究—提出方案”這一邏輯嚴謹的研究思路。在理論研究階段，廣泛且深入地研讀國內外相關文獻資料，全面梳理核心素養、高中物理教學以及真實問題情境創設等方面的前沿理論，探尋其內在關聯，以此作為整個研究的堅實基礎，明確核心素養各維度與高中物理真實問題情境教學之間相互支撐、相互促進的關系，比如物理觀念如何在具體情境中得以強化，科學思維怎樣借助情境引導得到鍛煉等，同時挖掘出現階段已有研究成果中的空白與可拓展之處，為后續研究找準方向。接著進入實地調查環節，選取不同地域、不同層次的多所高中作為樣本，通過實地觀察高中物理課堂教學實際情況、與一線物理教師進行深度訪談以及收集教學過程中的各類資料等方式，真實且全面地了解當前我國高中物理真實問題情境教學的現狀，包括教師在創設情境時的常用方法、遇到的實際困難，以及學生在面對不同情境時的參與度、學習效果等方面的情況。然后展開定量分析，運用科學合理的量化研究方法，例如設計針對教師和學生的調查問卷，收集大量有關教學頻率、學生成績變化、學習興趣提升幅度等數據，并借助專業的統計分析工具對這些數據進行深入剖析，準確把握各因素之間的量化關系，找出影響高中物理真實問題情境教學效果的關鍵因素以及存在的主要問題。在此基礎上，開展案例研究，精心收集眾多高中物理真實問題情境教學的典型案例，涵蓋力學、熱學、電磁學、光學等各個知識板塊，對每個案例進行細致入微的拆解與分析，從情境創設的背景、過程、師生互動情況到最終的教學成果等多個維度進行深度挖掘，總結成功經驗與失敗教訓，提煉出具有普遍適用性和可操作性的教學策略與方法。最后，綜合前面各階段的研究成果，結合教育教學理論以及我國高中物理教學的實際國情，提出一套科學完善、切實可行的高中物理真實問題情境創設方案，旨在解決現存問題、提升教學質量，為推動我國高中物理教育改革貢獻力量，助力培養具備核心素養的高素質物理人才，使學生能夠更好地運用物理知識解決現實生活中的實際問題，實現知識與能力的協同發展。（二）研究方法文獻研究法：充分利用學校圖書館、學術數據庫以及網絡資源等渠道，查閱國內外大量與高中物理真實問題情境教學相關的文獻資料，包括學術論文、研究報告、教育專著等。通過對這些文獻的系統梳理與分析，全面了解該領域的發展脈絡、研究現狀以及取得的階段性成果，掌握不同學者在核心素養與物理教學融合、真實問題情境創設原則與方法、教學效果評估等方面的觀點和見解，進而確定本課題的研究方向，精準定位研究的重難點所在，避免重復性研究，同時也為后續的理論構建和實踐探索提供堅實的理論依據和參考借鑒。案例分析法：從眾多高中物理教學實踐中精心篩選出具有代表性的真實問題情境教學案例，這些案例來自不同地區、不同層次的學校，涵蓋了高中物理課程的各個知識板塊和不同教學階段。對每個案例進行深入細致的分析，從情境創設的初衷、所選取的素材、情境呈現的方式、教師的引導策略、學生的參與情況以及最終達成的教學效果等多個維度進行全面剖析。例如，分析在某個以汽車剎車為背景創設的力學問題情境案例中，教師是如何引導學生運用牛頓運動定律來分析剎車過程中的受力情況和運動狀態變化的，學生在此過程中的思維表現和知識掌握程度如何等。通過對大量成功與失敗案例的對比分析，總結出真實問題情境教學中普遍存在的規律和問題，提煉出可推廣應用的有效教學策略與方法，為其他教師提供直觀、實用的教學參考范例。訪談法：制定詳細且具有針對性的訪談提綱，選取一定數量的高中物理教師作為訪談對象，訪談內容主要圍繞他們在實際教學過程中創設真實問題情境的實踐經驗、遇到的困難與挑戰、對學生學習效果的觀察與思考，以及對核心素養融入情境教學的理解和看法等方面展開。同時，也會選取部分學生進行訪談，了解他們在面對真實問題情境時的學習感受、興趣激發程度、思維拓展情況以及在運用物理知識解決情境問題時的實際困難等。通過與教師和學生的面對面交流，獲取一手的、真實生動的信息，深入挖掘教學實踐背后隱藏的深層次問題，為后續提出切實有效的改進建議和教學策略提供有力的實證支撐。實驗法：選取若干所高中的部分班級作為實驗組和對照組，在實驗組班級中按照預先設計的真實問題情境教學方案開展物理教學實踐活動，對照組班級則沿用傳統的物理教學方式。在實驗過程中，密切觀察并記錄學生在課堂上的學習表現，如參與度、提問情況、小組合作效果等；定期收集學生的學習成績數據，對比分析成績變化趨勢；運用專門設計的測試工具，對學生的物理核心素養發展情況進行測評，例如考查學生的物理觀念形成、科學思維能力提升、科學探究水平提高以及科學態度與責任意識培養等方面的情況；同時，通過問卷調查、學生自評與互評等方式，了解學生對物理學習的興趣和態度變化。通過嚴謹的實驗操作和數據收集分析，客觀驗證所提出的高中物理真實問題情境教學策略是否確實能夠有效提高學生的學習效果、促進核心素養的提升，為教學策略的科學性和有效性提供有力的實踐證據。問卷調查法：根據研究目的和內容，分別設計針對高中物理教師和學生的兩份調查問卷。教師問卷主要涵蓋教師對核心素養的認知程度、在教學中創設真實問題情境的頻率與方式、對情境教學效果的自我評價、在情境創設過程中面臨的困難與需求等方面的問題；學生問卷則著重關注學生對真實問題情境教學的接受程度、學習興趣變化、在情境中解決問題的能力提升情況、對自身核心素養發展的感知等內容。將問卷發放到不同地區、不同層次的多所高中，確保樣本具有廣泛的代表性。對回收的有效問卷進行數據整理和統計分析，運用統計學方法揭示教師和學生在真實問題情境教學方面的整體狀況、存在的共性問題以及不同群體之間的差異，為深入了解教學現狀、發現問題以及制定相應的改進措施提供全面、客觀的數據支持。（三）創新之處學術思想創新：本課題以核心素養為導向，打破傳統高中物理教學中相對注重知識傳授的固有模式，強調真實問題情境在高中物理教學過程中的核心地位和關鍵作用。將核心素養的培養有機融入到真實問題情境創設的每一個環節之中，通過創設貼合學生生活實際、富有挑戰性和啟發性的真實情境，引導學生主動運用物理知識去觀察、分析和解決實際問題，促使學生在情境體驗中實現物理觀念的深化、科學思維的鍛煉、科學探究能力的提升以及科學態度與責任意識的養成。這種以核心素養為引領，以真實問題情境為載體的教學思想，為高中物理教育改革在理念層面提供了全新的思路，有助于推動高中物理教學從傳統的“知識本位”向“素養本位”轉變，更好地滿足新時代對創新型、實踐型物理人才培養的需求。學術觀點創新：提出在高中物理真實問題情境創設過程中，不僅要關注情境本身的趣味性和與知識的關聯性，更應著重培養學生的創新思維和實踐能力這一創新學術觀點。認為真實問題情境應具有開放性和探索性，鼓勵學生從不同角度去思考問題、提出獨特的見解和解決方案，突破常規思維的局限，培養創新精神；同時，強調學生在情境中通過親身參與實踐活動，如實驗操作、實地調研、項目式學習等方式，將物理知識運用到實際操作中，提高動手實踐能力，增強解決實際問題的綜合素質。這一觀點突破了以往部分情境教學僅側重于知識理解和記憶的局限，為高中物理教學在培養學生關鍵能力方面提供了新的著力點，有助于提升學生在未來社會中應對復雜實際問題的能力。研究方法創新：本課題并非單一地運用某一種研究方法，而是綜合運用文獻研究法、案例分析法、訪談法、實驗法以及問卷調查法等多種研究方法，從不同維度、不同層面全面深入地對高中物理真實問題情境教學進行研究。通過文獻研究法梳理理論基礎和研究現狀，為研究找準定位；借助案例分析法總結實踐經驗與教訓，提煉有效教學策略；運用訪談法深入了解教學主體的真實想法和實踐困惑；依靠實驗法進行實證驗證，確保教學策略的有效性；利用問卷調查法獲取廣泛的數據支持，把握整體情況。多種方法相互補充、相互印證，形成一個完整的研究方法體系，能夠更加全面、客觀、深入地探究高中物理真實問題情境教學的內在規律和實踐路徑，為該領域的研究提供了一種綜合性、創新性的研究范式，有助于提高研究成果的科學性和可靠性。四、研究基礎、條件保障、研究步驟（一）研究基礎已有相關研究為課題提供了理論和實踐基礎。在教育領域，眾多學者圍繞核心素養導向下的教學變革展開了多方面探索，對于高中物理教學中問題情境創設的研究也已取得了一定成果。比如，部分研究詳細分析了核心素養所涵蓋的物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態度等維度與物理教學的關聯，還有些研究聚焦于不同類型問題情境在高中物理課堂中的應用案例、實施效果以及存在的問題等。這些既有研究成果能幫助我們站在“巨人的肩膀”上，進一步深入探究高中物理真實問題情境創設的理論與實踐，為我們明確研究方向、找準研究重點提供了參考依據，也為后續提出創新性觀點和策略奠定了堅實基礎。課題組成員具有豐富的教學經驗和研究能力。課題組成員均為長期奮戰在高中物理教學一線的教師，他們不僅對高中物理教材內容、課程標準有著深刻的理解和把握，而且在日常教學中積累了豐富的實踐經驗，熟悉學生在物理學習過程中的難點、痛點以及興趣點所在。同時，成員們也積極參與各類教育教學研究活動，具備一定的科研素養和研究能力，掌握了科學的研究方法，能夠運用相關理論對教學實踐進行深入分析，并善于從實踐中總結規律、提煉成果，為課題的順利開展提供了人力保障。（二）條件保障學校提供必要的研究經費和設備支持。學校高度重視教育教學研究工作，對于本課題給予了大力支持，專門劃撥了相應的研究經費，以保障課題研究過程中諸如資料收集、調研活動開展、專家咨詢以及成果總結與推廣等環節所需的資金支出。此外，學校還配備了齊全的物理教學及研究設備，像物理實驗室、多媒體教學設備、各類實驗儀器等，這些都能滿足課題研究中進行案例分析、實驗探究以及數據收集等工作的硬件需求，為課題研究創造了良好的物質條件。邀請相關領域的專家進行評審和指導。為確保課題研究的科學性、專業性以及創新性，我們將邀請多位在高中物理教育、核心素養研究等領域具有深厚造詣的專家學者參與到課題研究中來。一方面，定期組織專家評審會，讓專家對課題的階段性研究成果進行嚴格評審，從專業角度提出寶貴的修改意見和建議，幫助我們及時發現問題、調整研究方向；另一方面，邀請專家開展專題講座、進行一對一指導等，為課題組成員答疑解惑，分享前沿的教育理念、研究方法以及實踐經驗，助力課題組成員提升研究水平，保障課題研究高質量推進。（三）研究步驟第一階段（第1-2個月）：查閱文獻資料，明確課題研究方向；進行案例分析；撰寫文獻綜述。首先，充分利用學校圖書館、學術數據庫以及網絡資源等，廣泛收集國內外關于核心素養導向下高中物理教學、真實問題情境創設等方面的文獻資料，通過對這些文獻的系統梳理與分析，深入了解該領域的研究現狀、發展脈絡以及取得的階段性成果，進而明確本課題的研究方向，精準定位研究的重難點所在。同時，精心篩選出具有代表性的高中物理真實問題情境教學案例，從情境創設的背景、過程、師生互動情況到最終的教學成果等多個維度進行深入剖析，總結成功經驗與失敗教訓。在此基礎上，撰寫文獻綜述，為后續研究提供堅實的理論基礎。第二階段（第3-4個月）：開展訪談調查；設計實驗方案；收集實證數據。制定詳細且具有針對性的訪談提綱，選取一定數量的高中物理教師和學生作為訪談對象，圍繞教師在實際教學過程中創設真實問題情境的實踐經驗、遇到的困難與挑戰以及學生在面對真實問題情境時的學習感受、興趣激發程度、思維拓展情況等內容展開深入訪談，獲取一手的、真實生動的信息，挖掘教學實踐背后隱藏的深層次問題。然后，依據前期研究成果，結合教育教學理論以及教學實際情況，設計科學合理的實驗方案，確定實驗組和對照組，并明確實驗的