基于“费米问题”的高中生科学思维培养策略研究.pdf

辽宁师范大学硕士学位论文

摘要

《高中物理课程标准（2017年版）》中明确了物理核心素养的重要地位，而科学思

维是物理核心素养的核心。在教学实践中，常常忽略了对学生思维能力的培养，而形成

了一种“学生只会应试做题，不会逻辑思考”的现象，若要解决上述突出问题，必须从

改变现有的“重应试轻能力”的教学现状入手。

本论文以基于“费米问题”的高中生科学思维培养策略研究为题，借鉴国内外有关

“费米问题”研究的成果，对基于“费米问题”进行物理教学的策略进行系统的研究，

以期促进学生科学思维的培养，提高学生科学思维能力，并为物理教师的教学实践提供

案例指导。

从教育改革背景和教学实践两个方面，阐明了选题的原因，笔者结合前人研究成果，

对国外各类“费米问题”及近几年来国内对“费米问题”的教学应用研究进行梳理、总

结，明确了研究方向，拓宽了研究思路。首先，对“费米问题”和科学思维进行了概念

界定，论述了皮亚杰等人提出的理论中包含的观点，为促进以“费米问题”为基础培养

学生科学思维的教学提供理论支持。其次，明晰了科学思维的特点和要素，对著名的“费

米问题”及“费米问题”的特点进行解读，并总结了解决“费米问题”的一般过程，依

据其内在相关性总结出“费米问题”对培养高中生科学思维的有效性。再次，以强化“费

米问题”的思维过程为依据，分别从选择经典的“费米问题”、设计“费米问题”型实

验课题、设计“费米问题”型习题、利用教材栏目素材设计“费米问题”、在规律教学

中设计“费米问题”这五个方面，阐述了各个方面的内容及具体教学策略。继而依据“费

米问题”对科学思维培养的教学策略研究成果，进行教学案例设计。最后，总结研究结

论，针对研究中的问题与不足进行分析与反思，并对研究的改进方向进行展望。

关键词：“费米问题”；科学思维；物理教学

I

基于“费米问题”的高中生科学思维培养策略研究

ResearchonTrainingStrategyofScientificThinkingofSeniorHigh

SchoolStudentsBasedonFermiQuestions

Abstract

TheHighSchoolPhysicsCurriculumStandard(2017Edition)clearlydefinesthe

importantpositionofcorephysicsliteracy,andscientificthinkingisthecoreofphysicscore

literacy.Inpracticalteaching,thecultivationofstudentsthinkingabilityisoftenneglected,

whichleadstoaphenomenonthatstudentscanonlytakeexamsanddoproblemswithout

logicalthinking.Tosolvetheaboveoutstandingproblems,wemustchangetheexisting

teachingsituationofemphasizingexamsandneglectingabilities.

Inthisthesis,theResearchonTrainingStrategyofScientificThinkingofSeniorHigh

SchoolStudentsBasedonFermiQuestionsistakenasthetopic,andtheresearchresultsof

Fermiquestionsathomeandabroadareusedforreference,andthestrategyofphysics

teachingbasedonFermiquestionsissystematicall