课题申报书基于数字化信息系统探究教学创新应用研究.docx

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课题申报书基于数字化信息系统探究教学创新应用研究

课题申报范例精选

【导语】课题要坚持正确的政治方向，充分体现中央有关精神和要求，具有鲜明的问题导向和创新价值。

应用对策类选题要有现实性、针对性和前瞻性；基础理论类选题要立足学术前沿，具有原创性和开拓性；跨学科类选题要体现学科交叉渗透的属性和特点。

选题文字表述科学、严谨、规范。

以下是课题优秀成果，是各类教师进行课题申报、开展课题研究、撰写研究报告的参考模板和范例。

基于数字化信息系统探究教学创新应用研究

课题名称：

基于数字化信息系统探究教学创新应用研究

关键词：

数字化信息系统DIS传感器探究教学

申报级别：

全国教育信息技术研究课题

课题类别：

重点课题

学科分类：

物理

研究类型：

物理

预期研究成果：

立项号：

163623848

课题设计论证

基于数字化信息系统探究教学创新应用研究

张建国（佛山市南海区桂城中学528200）

1背景概述

1．1数字化实验室在国内外的兴起

数字化实验室采用计算机技术、通讯技术、传感器技术等高新技术，为中学理科实验教学提供软硬件支持，实现了信息技术与学科教学的全面整合。

美国、德国、丹麦、荷兰、以色列、日本、韩国等国相继推出了各种数字化实验教学系统，并且应用在各类学校，受到广泛欢迎。

据统计，美国、加拿大等国60%的中小学生在课堂上使用这类产品，在物理、化学、生物、地理以及综合科学学科中开展研究性学习，创新能力不断提高。

目前国内许多科研院所和教育仪器生产企业也在认真研究国际同类产品的基础上，自主创新，开发出了具有中国特色的数字化实验教学系统。

北京师范大学产业总公司教育技术研究所自行研发的友高数字化实验室，拥有八项国家专利，已经通过国家教育部组织的专家鉴定。

许多教师在使用后认为，友高数字化实验室贴近教学，好用实用，提高了教学效率，解决了教学疑难问题，充分开拓了学生的思维，全面培养了学生的创新精神，对于中学理科实验教学而言，无疑是一场新的革命。

目前国内许多省市教育主管部门已经明确要求在学校配备数字化实验系统。

2005年12月1日，北京市教育委员会、北京市发展和改革委员会等八部门联合发文《北京市中小学校办学条件标准》，其中明确要求每所高中至少配备两套物理数字化实验室，每所初中至少配备1套物理数字化实验室。

上海市明确要求所有高中2006年必须配置数字化实验室，所有初中选配数字化实验室。

广东、江苏等地教育装备部门也相继要求所属中学逐步配置该类产品。

随着教学改革的不断扩展和深人，今后全国其他省市的各级教育主管部门、各级各类学校将更加重视这一问题。

正如前两年的多媒体教室和校校通工程的建设那样，数字化实验室的建设和推广将成为我国教育信息化发展的新阶段。

1．2当代世界各国教育的共同追求——“六个学会”

1．学会生存

在21世纪，知识是最重要的经济因素和生产要素。

现代人需要不断地学习，增进知识，才能跟上科技飞速发展和知识更新不断加快的进程，劳动者学习终身化成为必然趋势，只有通过终身学习，才能有效建立一个不断演进的知识体系，获得生存的技能，同时使人日臻完善，获得个性充分发展。

2．学会关心

关心个人、他人、群体、全人类；关心社会、经济、生态、全球生存环境；关心真理、知识、学习等生存技能及其人道取向。

3．学会学习

引导学生学会如何获取知识，培养他们独立获取、掌握、研究和创造知识的能力。

4．学会创新

在知识经济时代，知识的创新是其核心，知识经济的基本特征就是知识不断创新，高新技术迅速产业化。

而创新的关键在人才，新世纪呼唤具有创新精神的人才。

能否引导学生学会创新，是传统教育与现代教育的分水岭。

让学生学会创新，培养创新性人才，是知识经济对教育提出的新使命。

5．学会合作

人是社会中的人，人的一生主要是在与别人的交往中度过的，与人友好相处，建立融洽的关系，乃是个人获得幸福感的前提，也是健康社会的重要标志。

6．学会负责

是指在作出满足自己需要和需求的个人决定时，学会对自己、对他人、对社会以至对影响人类生存的生态环境等全面考虑并承担起应有的责任。

1．3选题意义和研究价值

佛山市南海区桂城中学新校区是南海区投资3.5亿在2009年建成的现代化、国际化标杆学校，是全国现代教育技术实验学校，其中物理、化学、生物学科分别拥有两座、两座、一座数字化实验室。

每座数字化实验室拥有24（学生机）+1（教师机）套友高数字化实验系统和多媒体教学网络广播系统构成的局域网。

虽然友高数字化实验系统配备有系统软件和《数字化实验手册》，但是由于软件的功能缺憾和编者的非专业性，离真正走进探究教学课堂还有很大的差距！

很显然《基于数字化信息系统探究教学创新应用研究》这个课题不仅对桂城中学的教学有重大意义，一旦系统形成《基于数字化信息系统探究教学教学设计集》、系统拍摄、制作《基于数字化信息系统探究教学课例集锦》及多媒体课件，将给全国配备数字化实验系统的学校高中物理教学带来巨大的支持。

不仅如此，基于友高数字化实验系统和多媒体教学网络广播系统这两套数字化信息系统的探究教学可以很好的达到当代世界各国教育的共同追求——“六个学会”，特别是其中的学会生存、学会学习、学会创新、学会合作！

而基于数字化信息系统探究教学所采用的教学策略，对没有配备数字化实验系统的学校高中物理新课改都有很好的借鉴价值。

新课改提倡全面发挥学生的主动性，使学生较为深人地学习物理、化学、生物实验的有关理论、方法和技能，进一步提高学生的实验素养。

主要表现为，激发学生实验探究的兴趣，增强学生的创新意识，培养学生实事求是、严谨认真的科学态度，养成交流与合作的良好习惯，发展学生的实践能力等方面。

例：

运用DIS探究《欧姆定律》教学策略

——人教版高中物理（选修3-1）第二章《恒定电流》、第3节《欧姆定律》

DIS（数字化信息系统）——“DigitalInformationSystem”的缩写

1．《课程标准》要求：

（1）观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用；

（2）分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的I－U特性曲线，对比它们导电性能的特点．这是采用传统教学手段一课时不可能实现的教学目标！

而采用传感器和DIS（数字化信息系统）获取导体的伏安特性曲线，利用现代化信息技术，不仅大大提高了课堂教学效率，而且增强了学生数字化、信息化科学意识；

2．本节课设计了四个探究环节：

由于课堂效率的提高，解决了传统实验模式“过程”和“结果”不能兼得的弊端，而是实现了过程和结果的有机“融合”！

（1）探究环节一：

描绘金属导体（合金丝绕成的5Ω、10Ω电阻）伏安特性曲线

该环节包括实验设计、电路连接、数据收集、数据的图线法处理，得出金属导体的伏安特性曲线是“过原点的直线”的实验结论．其中包含了科学探究的“提出问题、设计实验、数据收集、分析论证、结论评估”诸多环节，使学生进一步熟知科学探究的各环节．

（2）探究环节二：

线性元件与欧姆定律

（3）探究环节三：

描绘小灯泡（二极管）的伏安特性曲线

（4）探究环节四：

非线性元件与非线性伏安特性曲线的理解与应用

其中环节一、三，均采用两组差异化的实验器材——合金丝绕成的5Ω与10Ω电阻；小灯泡与二极管，这样设计，既提高了实验效率，又使实验具有了普遍性．而通过寻找两组不同曲线的异同，又能自然总结出线性元件、非线性元件的概念和特点．

3．本节课采用小组合作形式，使学生通过与同学的讨论、交流、合作，提高学生主动与他人合作的意识；通过多媒体教学网络广播系统共享实验结果，享受分享和成功带来的喜悦、提高学生合作共享意识．

2本课题的研究目标、研究内容、主要观点和创新之处

1．将数字化实验室作为探究教学的主战场：

物理学科是一门实验学科。

其核心概念、规律都是通过实验总结得出的，新课改特别强调学生创新能力的培养。

由于数字化信息系统课堂效率的提高，解决了传统实验“过程”和“结果”一课时不能兼得的弊端，从而能够通过巧妙的教学设计，使学生经历“科学探究”的全过程——提出问题、猜想假设、设计实验、数据收集、分析论证、结论评估。

详见本人发表在《中学物理教学探讨》2015年第6期P73-78页的论文《运用DIS探究“导体的伏安特性”教学设计》

2．实现了理科实验教学及考试的信息化

目前全国各省级教育部门组织的高中会考中，理化生实验考试是必考的内容，每年有458万名考生参加。

在全国各地市组织的中考升学考试中，物理、化学实验操作考试也是作为必考加分内容，每年全国大概有2085万初中毕业班生参加。

但是，在目前进行的上述理科实验考试中，存在着两大问题——考试效率问题和考试信度问题。

由于数字化实验室通过对学生的每一步实验操作过程准确记录、监控，同时配合相应的实验操作测评系统，教师可以对每一位学生的操作进行评分、诊断，使理科实验考试更标准化，具备可操作性。

采用数字化设备及软件测评技术，客观、公正、有效地评价中学生的理科实验能力成为目前阶段最为切实可行的方案。

3本课题的研究思路、研究方法、技术路线和实施步骤

3．１阶段性研究成果

时间：

2015年6月1日——2016年12月30日

成果形式：

基于数字化信息系统探究教学个案研究

（1）在全国性杂志发表《基于数字化信息系统探究教学教学设计》

（2）精心拍摄《基于数字化信息系统探究教学课例》，参加全国教育技术信息化大奖赛和“一师一优课一课一名师活动”

目的：

为课题研究积累经验、扩大课题在全国的影响力！

3．2最终研究成果

时间：

2015年6月1日——2018年3月30日

成果形式：

基于数字化信息系统探究教学创新应用研究

（1）撰写《基于数字化信息系统探究教学创新应用研究》课题研究报告。

在全国性杂志特别是核心杂志上发表

（2）系统形成包含高中物理全部主干知识点的《基于数字化信息系统探究教学教学设计集》

（3）精心拍摄《基于数字化信息系统探究教学课例》，系统形成包含高中物理全部主干知识点课例和多媒体课件集。

（4）如果时间允许的话，进一步开展数字化实验室实验操作测评系统应用研究。

课题可行性分析

完成课题的可行性分析

张建国（佛山市南海区桂城中学528200）

一、已取得的相关研究成果和主要参考文献

成果名称

著作者

成果形式

出版单位

运用DIS探究“导体的伏安特性”教学设计

张建国

研究报告

《物理教学研究》杂志

2015年第六期

课例《运用DIS探究<欧姆定律>》荣获第十九届全国教育教学信息化交流展示活动一等奖

张建国

电脑软件

中央电化教育馆

课例《对电阻的进一步研究》被评为教育部2014年度“一师一优课一课一名师”活动优课

张建国

电脑软件

中央电化教育馆

课例：

运用DIS探究《欧姆定律》/2015年广东省计算机教育软件评审活动二等奖

张建国

电脑软件

广东省教育厅

《高中物理WebQuest探究性教学模式初探》在广东2013论文评选中获三等奖

李仲锡

研究报告

广东教育学会

物理教学专业委员会

《探究加速度与力、质量的关系》在第一届佛山市数字化实验教学优秀课例大赛中荣获一等奖

袁健梅

电脑软件

佛山市教育局

《运用DIS实验探究牛顿第二定律的有效教学设计》获南海区优秀论文一等奖

袁健梅

研究报告

佛山市南海区教研室

《运用DIS探究牛顿第三定律》/佛山市高中物理智慧课堂教学展示活动获南海区一等奖

陈秋燕

电脑软件

佛山市南海区教研室

《研究摩擦力方向》在南海区首届微课设计及制作比赛中荣获一等奖

李仲锡

电脑软件

南海区教育局

主要参考文献

[1]《DIS数字实验系统与物理探究教学整合的策略》张金权《物理教学探讨》2013年第11期P56页．

[2]《基于数字化传感器开展物理实验教学的问题、方法与策略》刘茂军，刘惠莲，肖利 《物理教学探讨》2013年第11期P71页．

二、主要参加者的学术背景和研究经验、组成结构

1．课题负责人：

桂城中学物理科组长张建国为全国优秀教师，山东省特级教师，1983年7月——2008年6月在山东省东明县第一中学任教，并担任教务处、教科研处副主任。

2002年12月，东明一中成为《国家十五规划、教育部重点课题项目——中小学数字图书馆》首批试验学校。

张建国老师做为试验学校课题研究主持人，撰写的课题研究报告《研究性学习呼唤数字图书馆》发表在2003年8月29日出版的《中国教育报》上，2004年12月该研究报告还被中央教科所信息研究中心、《教育信息资源网络建设对策研究》总课题组评为优秀成果二等奖。

张老师承担的研究性学习课题研究也取得了丰硕成果，课题研究报告《研究性学习的现状与实践研究》被山东省教科所、山东省教育学会评为山东省2003年优秀教育科研成果二等奖；研究报告《研究性学习试题悄然走进高考》2005年2月24日以整版篇幅发表在《科技日报》上，《科技日报》还于2006年2月28日刊发了关于东明一中研究性学习的长篇新闻报道《打开研究性学习的天地》。

2008年7月作为佛山市南海区引进名师受聘到桂城中学任教，先后被聘为“南海区学科带头人”、“佛山市中小学学科带头人”、佛山市教研室物理兼职教研员；省高评委、特级教师评委、市教育学会物理教学专业委员会理事。

2015年7月，张建国老师的课例“运用DIS探究《欧姆定律》”荣获2015南海区信息化大奖赛一等奖、2015年佛山市计算机教育软件评选一等奖、2015年广东省计算机教育软件评审活动二等奖，并在第十九届全国教育教学信息化交流活动中荣获全国一等奖。

张建国老师撰写的《运用DIS探究“导体的伏安特性”教学设计》发表在《物理教学探讨》2015年第6期；2015年9月，张建国老师的优课《对电阻的进一步研究》参加2014——2015年度一师一优课、一课一名师活动，被评为部级优课。

2．主要研究人员

备课组长袁健梅老师为省骨干教师培养人选，南海区优秀教师、南海区基础教育课程改革先进个人；2012年12月，袁健梅老师的课例《探究加速度与力、质量的关系》在全国教育科学“十二五”规划教育部重点课题“运用现代教育技术装备促进基础教育实践教学模式的改革与创新研究”优质课展评活动中荣获全国一等奖；袁健梅老师的论文《运用DIS实验探究牛顿第二定律的有效教学设计》荣获南海区一等奖。

备课组长李仲锡老师为南海区优秀教师、南海区教育教学科研先进个人，2015年9月，李仲锡老师被评为南海区第一届高中物理青年优秀教师，并被推举参加佛山市青年优秀教师评选。

2013年4月，佛山市高中物理高考备考现场研讨会李仲锡老师上示范课；2013年11月，广佛肇教研活动，李仲锡老师上示范课；2015年4月，李仲锡老师的制作的微课《研究摩擦力方向》荣获南海区首届微课设计及制作一等奖。

三、完成课题的保障条件

佛山市南海区桂城中学新校区是南海区投资3.5亿在2009年建成的现代化、国际化标杆学校，是全国现代教育技术实验学校，其中物理、化学、生物学科分别拥有两座、两座、一座数字化实验室。

每座数字化实验室拥有24（学生机）+1（教师机）套友高数字化实验系统和多媒体教学网络广播系统构成的局域网。

友高数字化实验系统配备有系统软件和《数字化实验手册》。

桂城中学能够提供完成该课题所需的时间和条件；对课题研究经费按学校相关条例予以资助，同意承担该课题的管理职责和信誉保证。

预期研究成果