论文题目：高中生物理实验设计能力框架的建构与应用研究
摘要：我国中学物理课程标准中明确指出,应该让学生明白实验设计在实验中的重要性,2017年版的高中物理课程标准在“学业水平要求”栏目划分了实验设计能力的水平。经文献调查发现:很多研究者指出,学生的实验设计能力水平不高,甚至较低;尽管有不少教师、学者研究如何培养和评价学生的实验设计能力,但大家提出的实验设计能力的结构要素存在较多差异;课标虽划分了实验设计能力的水平,但只是一个总体的描述,并没有给出具体的实验设计能力要素。培养和评价学生的实验设计能力的重要前提是,知道实验设计能力的结构和要素,唯有此才能针对性地进行培养和评价。基于以上分析,本研究选取高中学生为研究对象,建构一个高中生物理实验设计能力框架体系,为一线教师和相关研究者提供一个清晰的参考架构,并充实相关理论。本研究分为两大模块,框架的建构和框架初步应用。在建构框架阶段:（1）运用扎根理论中的文本分析法建构高中生物理实验设计能力初步框架。首先在“中国知网”、“Wiley Blackwell”、“Taylor＆Francis”数据库选取相关学术论文,以及在“中国国家图书馆”检索并线下借阅物理、物理教学、物理实验相关的书籍进行研究分析,提取实验设计能力的相关信息,通过二级编码建构了“高中生物理实验设计能力框架”的初始版本;（2）研究通过德尔菲专家咨询法完善了框架,框架包含6个一级维度和19个二级维度,以及二级维度的含义;（3）运用层次分析法确立框架各个维度的权重,并制定了在评价活动中使用框架的评分标准和计分方式。在框架初步应用阶段:（1）基于框架开发了“高中生物理实验设计能力测定量表”。量表设计好后用于测试440个高二学生获取数据,回收有效量表380份,获取数据后对量表信度、效度进行检验。其中,结构效度检验采用SPSS19.0进行探索性因子分析并修改量表的结构,再运用AMOS24.0进行验证性因子分析,检验上一步探索出来的量表结构模型,进一步完善量表,最终开发出一份信度、效度良好的“高中生物理实验设计能力测定量表”;（2）开发物理实验设计单运用于课堂教学。依据框架与一线教师结合实际教学内容开发了“探究加速度与力、质量关系实验设计单”,并运用于课堂教学。本研究建构了一个系统全面的“高中生物理实验设计能力框架”,并开发了一个“高中生物理实验设计能力测定量表”,不仅能够为教师和研究者们提供一个清晰的参考,还充实了相关理论,为基础教育发展起到一定的推动作用。
关键词：高中;物理实验设计能力框架;建构;应用
学科专业：课程与教学论（物理）
摘要
Abstract
一、绪论
(一)研究背景
1.实验设计能力培养缺失
2.实验设计能力培养的重要性
3.初高中课标对实验设计能力的培养和评价的要求
4.实验设计能力要素框架确定对培养和评价实验设计能力的必要性
(二)文献综述
1.国内研究现状
2.国外研究现状
3.国内外研究现状小结
(三)研究思路
(四)研究方法
1.文献法
2.扎根理论
3.访谈法
4.德尔菲专家咨询法
5.层次分析法
(五)研究创新
(六)研究意义
二、实验设计能力理论研究
(一)理论基础
1.能力理论
2.能力测量理论
3.布鲁姆认知目标分类学(修订版)
(二)概念界定
1.能力
2.设计
3.物理实验
4.实验能力
5.高中生物理实验设计能力
(三)设计实验原则
1.目的性原则
2.科学性原则
3.安全性原则
4.操作性原则
5.精确性原则
6.可调整性原则
(四)高中物理实验分类与设计分析
1.高中物理实验分类
2.高中物理不同类型实验的设计
3.小结
三、高中生物理实验设计能力框架建构
(一)高中生物理实验设计能力框架建构原则
1.科学性原则
2.全面性原则
3.广泛适用性原则
4.稳定性原则
5.动态性原则
(二)研究方法:扎根理论
(三)样本的选择
(四)采集资料
1.电子数据库文本
2.书籍文本
(五)分析资料
1.初始编码
2.轴心编码
3.理论编码
4.饱和度检验
5.高中生物理实验设计能力框架(初始版)
(六)高中生物理实验设计能力框架的完善
1.研究方法:德尔菲专家咨询法
2.设计专家咨询表
3.选取专家
4.调查实施
5.数据分析
6.咨询结果分析
(七)高中生物理实验设计能力框架内容分析
1.框架要素解读
2.框架要素间关系
(八)确定框架各维度权重
1.研究方法:层次分析法
2.研究程序
(九)评分标准
1.赋分案例(百分制)
2.各维度赋分标准
(十)计分方式
四、框架应用初探
(一)高中生物理实验设计能力测定量表开发
1.编制量表题项
2.编制测谎题
3.量表的试测和优化
4.正式施测
5.高中生物理实验设计能力测定量表的科学性分析
(二)基于能力框架开发实验设计单
1.目的
2.设计单类型
3.计分方法
4.高中物理必做实验分析
5.设计案例
五、研究总结
(一)研究成果
(二)研究不足
(三)研究启示
参考文献
附录1:高中生物理实验设计能力框架要素饱和度检验开放性访谈提纲
附录2:高中生物理实验设计能力框架——专家咨询表(第一版)
附录3:高中生物理实验设计能力框架——专家咨询表(第二版)
附录4:高中生物理实验设计能力测定量表(1)
附录5:高中生物理实验设计能力测定量表(2)
附录6:“探究加速度和力、质量的关系”实验设计单
致谢