【正文】 中注重物理模型和物理情景的構(gòu)造 物理學(xué)科研究對象的特點決定了物理習(xí)題中必然涉及到大量與我們生活很相關(guān)的物理情景和物理模型，例如：衛(wèi)星和行星的運動、交通工具的運動、常用電器等中的物理問題的研究。根據(jù)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的遷移理論，“陳述性組織者”可以為新的學(xué)習(xí)提供適當(dāng)?shù)念悓?，所以教師?yīng)該通過構(gòu)建“陳述性組織者”來引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)造物理模型和物理情景。 解析：設(shè) 1M 的軌道半徑為 1r ， 2M 的軌道半徑為 2r ，兩個行星都繞 O點做勻速圓周運動的角速度為 ? ，由于兩個行星之間的萬有引力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有 2112121 ?rMrMMG ? 2222221 ?rMrMMG ? Lrr ?? 21 以上三式聯(lián)立解得 L MMGL )(1 21 ??? 因此，在物理習(xí)題教學(xué)中，教師應(yīng)通過自制物理模型或者多媒體課件等式來展示物理模型和物理情景，這樣可以加強學(xué)生的感性認(rèn)識，促進(jìn)物理前概念的正遷移。熱愛鉛球運動的同學(xué)在做此題時就會充分運用頭腦中的前概念，在回憶前概念過程中他將得知在整個過程中，除了運動員做功外，鉛球自身的重力也要做功，再結(jié)合動能定理就能很快得出正確答案。 根據(jù)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的遷移理論，豐富學(xué)習(xí)者在相關(guān)學(xué)習(xí)領(lǐng)域里的認(rèn)知結(jié)構(gòu)有助于在教學(xué)中構(gòu)建“先行組織者”，從而促進(jìn)學(xué)習(xí)的遷移 。 減小物理前概念負(fù)遷移的策略 ⑴ 在物理習(xí)題教學(xué)中防止思維定勢 在解一個物理題目之前，學(xué)生頭腦中以前積累了很多解題方法和解題習(xí)慣，根據(jù)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的遷移理論，學(xué)生的這些認(rèn)知結(jié)構(gòu)即思維定勢在解答此題的過程中很容易產(chǎn)生遷移。 ⑵ 理習(xí)題過程中要做到有理有據(jù) 有部分學(xué)生在解物理習(xí)題過程中不愿動腦筋，不去思考在解題過程的每一步是否有物理依據(jù)。 A答案中球不是在 10N的力 作用下產(chǎn)生的位移， B答案中物體沒有在力的方向上運動，因此 AB是錯誤選項。因此，在復(fù)習(xí)課教學(xué)中教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生自主地評價相關(guān)前概念，對相關(guān)的錯誤的前概念進(jìn)行歸納總結(jié)，并理解這些前概念錯誤的原因。 如速度 v=s/t、加速度a= tv?? 等用比值定義； 22mvEk?、重力勢能 mghEp ? 、動量 p=mv等是用乘積來定義的；瞬時速度 v=dx/dt、瞬時加速度 a=dv/dt等用極限法定義的。在物理規(guī)律教學(xué)中，鼓勵學(xué)生自主進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)，自己得出物理規(guī)律，然后教師再加以點評，根據(jù)認(rèn)知策略遷移理論，學(xué)生自主進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo) 不僅可以加深學(xué)生對物理規(guī)律和相關(guān)物理概念的理解和記憶，還可以培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力和數(shù)學(xué)推導(dǎo)能力。根據(jù)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的遷移理論，教師應(yīng)該通過構(gòu)建“比較組織者”來減小數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的負(fù)遷移，即教師可以在具體物理背景下改變 Q、 U、 I、C、 R的大小，把每種情況列表進(jìn)行比較，讓學(xué)生明白 C、 R等的大小是由事物本身的屬性所決定的，而與比值中的各量無關(guān)。相反，如果教。根據(jù)產(chǎn)生式遷移理論，每一 個產(chǎn)生式都包括一個條件表征和一個活動表征，但活動表征必須以條件表征的激活為基礎(chǔ)，因此在物理規(guī)律教學(xué)中，教師應(yīng)該講明物理規(guī)律使用的條件和物理規(guī)律中涉及到的物理量所表示的物理意義，在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生將數(shù)學(xué)知識正確地應(yīng)用到物理規(guī)律的教學(xué)中去。 ⑴ 加深學(xué)生對物理量的理解，避免物理公式的純數(shù)學(xué)化 高中生往往把物理公式所表示的物理量之間的關(guān)系看作純數(shù)學(xué)關(guān)系，對物理概念和物理規(guī)律的理解形成了消極的影響。因此，教師可以通過“先行組織者”將數(shù)學(xué)知識恰當(dāng)?shù)臐B入到物理概念的表達(dá)式中去，可以有效地促進(jìn)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)在物理概念教學(xué)中的正遷移。在此基礎(chǔ) 上，教師通過有針對性的實例對相關(guān)的錯誤的前概念進(jìn)行歸納總結(jié)，不僅要讓學(xué)生知道錯在哪里，而且要讓學(xué)生知道錯誤的原因。根據(jù)認(rèn)知策略遷移理 論，學(xué)生在解題過程中自我監(jiān)控有利于減小前概念的負(fù)遷移。 人對物體做功不為零的情況是 ( ) A、一個人用 10N的力踢球，球水平運動了 10米 B、一個人用舉著物體在水平方向走 C、一個人攔著物體在水平方 向行走 D、一個人扛著物體乘電梯上樓 解析：一個物體受到力的作用，如果在力的方向上發(fā)生一段位移，這個力就對物體做了功，由此可以判斷 CD正確。 質(zhì)量為 m的長方體木塊靜止在傾角為 p的斜面上，木塊對斜面的壓力和摩擦力的合力方向是 ( ) A、沿斜面向下 B、垂直于斜面上 B、豎直向下 D、豎直向上 解析：在力學(xué)題目中，首先就要對研究對象進(jìn)行受力分析，對于木塊和斜面在一起的問題，我們一般是分析木塊的受力情況，因此很多學(xué)生受此前概念的影響分物理電氣信息學(xué)院 本科生論文 20 析出木塊所受的支持力和摩擦力的合力與重力方向相反，于是很多學(xué)生就誤選了D答案。 ⑶ 在物理復(fù)習(xí)課教學(xué)中適當(dāng)延伸 在復(fù)習(xí)課教學(xué)中教師應(yīng)該適當(dāng)延伸，例如：復(fù)習(xí)力的合成與分解時，教師應(yīng)該適當(dāng)延伸，指出一切矢量的合成與分解都遵循平行四邊形定則。 解析：設(shè)運動員對鉛球所做的功為 W整個過程中，運動員做正功，鉛球重力做負(fù)功，負(fù)功大小為 2/30sin mgLmgL ?? 。物理習(xí)題中考查運動學(xué)的部分很多是借助體育運動中的物理模型來進(jìn)行的，例如下面這個例題。這個設(shè)置簡易的自制物理模型的運動可以有效地促進(jìn)學(xué)生對雙星模型的認(rèn)識，促進(jìn)前概念的正遷移。下面的這個例題就充分說明了這個問題。這個實驗成敗取決于指頭對硬紙片是否有斜向下的彈擊動作，所以手掌心應(yīng)該向上來彈紙片。 ⑵ 強調(diào)實驗操作的嚴(yán)謹(jǐn)性和規(guī)范性 在具體實驗操作中學(xué)生經(jīng)常會出現(xiàn)不規(guī)范甚至錯誤的實驗操作，而這些錯誤的原因就是學(xué)生在日常生活中的經(jīng)驗的負(fù)遷移，學(xué)生操作實驗時把實驗原理扔到一邊，誤認(rèn)為怎樣操作方便就怎樣操作。當(dāng)人們的認(rèn)識還停留在淺層、表面時，對自然界的認(rèn)識總是片面的。例如：在我 的教學(xué)實踐中，有個學(xué)生在觀察體會完全失重的特點的課外實驗時，他就通過飲料瓶這個日常生活中常見的物品做了一個很好的實驗。 物理電氣信息學(xué)院 本科生論文 17 知識遷移理論在高中物理實驗教學(xué)中應(yīng)用的策略 促進(jìn)物理前概念正遷移的策略 ⑴ 充分挖掘?qū)W生已經(jīng)掌握的物理實驗知識 對物理常用的實驗儀器、常用的實驗方法的熟練掌握是實驗教學(xué)的準(zhǔn)備工作，試想如果連常用的實驗儀器不能熟練的應(yīng)用，甚至對這些實驗儀器一無所知，對常用的實驗方法沒有了解，那么高中實驗就很難展開。有了這么一個對“平衡狀態(tài)”比較完整、深入的理解過程，學(xué)生就能清醒地判斷勻速圓周運動、上拋運動的最高點、簡諧運動的振子在最大位移處是不是處于平衡狀態(tài)等物理問題了。在這個時候，學(xué)生會產(chǎn)生“只要速度為零，物體就處于平衡狀態(tài)”，“只要速度大小不變，物體就處于平衡狀態(tài)”等錯誤前概念。這兩個例子都是通過知識的組織來揭露物理前概念的不合理性，迫使學(xué)生放棄前概念而建立科學(xué)概念。例如：針對一些同學(xué)“摩擦力的方向總是跟物體運動的方向相反”的錯誤前概念，教師手握木棒向上作勻速運動，同時引導(dǎo)學(xué)生通過受力分析來回答摩擦力的方向。根據(jù)認(rèn)知策略遷移理論，筆者認(rèn)為組織討論，揭露前概念的不合理性，從而使學(xué)生 自愿放棄舊的觀念也是一種好的教學(xué)方法。但這一問題過程并沒有對學(xué)生的前概念有多少觸動。學(xué)生如果能留下日常生活中玉帶物理現(xiàn)象的好習(xí)慣，根據(jù)產(chǎn)生式遷移理論，構(gòu)建于 學(xué)習(xí)相關(guān)的物理前概念可以促進(jìn)高中物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)！例如： 坐汽車時，如果學(xué)生能夠思考為什么自己會向前運動，那么他就會很好理解摩擦力不是阻礙運動，而是阻礙物體的相對運動：輪船靠岸時，如果學(xué)生能夠留心岸邊的輪胎的作用，那么他就能很好的理解動量定理。（師）為什么？（生）籃球的質(zhì)量小一點。 物理電氣信息學(xué)院 本科生論文 15 第四章 知識遷移理論在高中物理教學(xué)設(shè)計應(yīng)用 促進(jìn)物理知識遷移的教學(xué)策略 ⑴ 理前概念的正遷移的策略 ① 充分挖掘生活中常見的物理素材 中 學(xué) 很多物理概念 和 規(guī)律對于初學(xué)者來說是相當(dāng)陌生的，因此學(xué)生感覺很難接受。 物理電氣信息學(xué)院 本科生論文 14 設(shè)水平向右的方向為正方向， 1F 等于 5N， 2F 等于 5N，則這兩個力的大小關(guān)系 怎樣？ 解：力是矢量，力的大小就是絕對值的大小，所以兩個力大小相等。數(shù)學(xué)中的誤差的計算以及誤差分析在物理實驗教學(xué)中也有廣泛的應(yīng)用。 第三步，用代數(shù)加減分別求出 X、 Y軸上的合力 21 F和F 。 ⑶ 數(shù)學(xué)解題思想在物理解題過程中的應(yīng)用 數(shù)學(xué)解題思想在物理解題過程中得到廣泛應(yīng)用。 已知物體受 到不在同一個方向上的三個力而處于平衡狀態(tài)，則這三個力的大小可能是 ( ) Ａ、３Ｎ ５Ｎ ８Ｎ Ｂ、４Ｎ ５Ｎ ６Ｎ Ｃ、１Ｎ ２Ｎ １１Ｎ Ｄ、３Ｎ ４Ｎ ５Ｎ 解析：不在同一個方向上的三個力使物體處于平衡狀態(tài)，我們可知這三個力的合力一定為零，如果以這三個力的大小作為三條線段的長度，那么這三條線段一定能夠組成一個三角形。 除此之外，數(shù)學(xué)圖像在高中物理中還有很多的應(yīng)用，如正弦、余弦函數(shù)圖像在機(jī)械振動、機(jī)械波、交變電流中的應(yīng)用等等。以下通過運動學(xué)的一個習(xí)題加以說明。 物理電氣信息學(xué)院 本科生論文 12 動量定理建立的過程：設(shè)一個質(zhì)量為 m 的物體，初動量為 11 mvp ? ，在合力 F 的作用下，經(jīng)過一段時間 t，速度變?yōu)?2v ，末動量為 22 mvp ? ．物體的加速度 tvva /)( 12 ?? ，由牛頓第二定律 F=ma= tmvmv /)( 12 ? 可得 Ft= 12 mvmv ? 即Ft= 12 pp ? ，等式左邊的 Ft 稱為沖量，上式表示，物體所受合力的沖量等于物體的動量變化。毫無疑問，在高中階段，數(shù)學(xué)是和物理聯(lián)系最緊密、相關(guān)性最大的 一門學(xué)科。在課堂中，老師要把我學(xué)生的這些“前概念”引導(dǎo)為正確的知識體系。 ⑵ 正遷移 教學(xué)實踐中的大量事實說明，前概念對物理教學(xué)干擾很大，極大的阻礙了學(xué)生對科學(xué)概念的建立，嚴(yán)重影響了物理教學(xué)質(zhì)量，然而，事物是一分為二的，前概念的存在，對象個體與物理教學(xué)也有一定的積極作用。甚至歪曲新知識的意義，是學(xué)生形成錯誤的思維，形成物理學(xué)習(xí)的障礙，學(xué)生會覺得物理難學(xué)。然而在物理教學(xué)中講授科學(xué)的物理概念時，學(xué)生馬上就會聯(lián)想到他們頭腦中的前概念，讓學(xué)生用物理概念解物理電氣信息學(xué)院 本科生論文 11 釋問題時，前概念就會馬上表象出來 ]14[ 。用傳統(tǒng)的教學(xué)方法給予更正，這些概念“頑固不化”。 ⑵ 自發(fā)性 學(xué)生頭腦中的前概念，緣起于他們長期、大量地對日常生活的觀察與感知，這些經(jīng)驗在大腦中逐漸深化發(fā)展，經(jīng)過感覺、知覺、表象階段最終形成概念。這就是學(xué)生對學(xué)習(xí)牛頓第一定律的前概念]14[ 。狹義上 指的是學(xué)生在接受正式教育之前已經(jīng)自覺形成的錯誤的、片面的認(rèn)識或理解 ]13[ 。這一過程是對教師教學(xué)認(rèn)識能力的進(jìn)一步提高而提出的，能更好地反映教師自我認(rèn)識教學(xué)，反思教學(xué)能力和提高教師對教學(xué)的評價能力，是教學(xué)設(shè)計中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。否則，不看教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)事件進(jìn)行媒體選擇和使用，只是“作秀”、“耍花槍”，不是為了促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，確立了 教學(xué)目標(biāo)之后，經(jīng)過任務(wù)分析的環(huán)節(jié)，就可導(dǎo)出相應(yīng)的教學(xué)事件。設(shè)計人員通過對一個接一個的問題做出“是”或“否”的回答，被引導(dǎo)到相應(yīng)的分支上，每一次回答都會排除一部分媒體，最后剩下的一種或一組媒體就被認(rèn)為是最適合于特定教學(xué)情境的媒體。我國大眾媒體系統(tǒng)特別關(guān)注教育教學(xué)信息的開發(fā)，有較多的教育教學(xué)頻道，音像市場有許多的教學(xué)軟件，這給師生提供了選擇空間。 ① 傳統(tǒng)教學(xué)媒體 傳統(tǒng)教學(xué)媒體是指教科書、黑板、粉筆、掛圖、標(biāo)本、模型、實驗演示裝置等。首先要將教學(xué)內(nèi)容分解成若干個組成部分，并明確各組成部分的意義與作用，物理電氣信息學(xué)院 本科生論文