【正文】 ............ 1 問題的研究現(xiàn)狀 ................................................ 1 問題研究的意義 ................................................ 1 第二章 知識遷移理論與教學(xué)設(shè)計理論概述 .............................. 3 知識遷移理論 .................................................. 3 定義 ...................................................... 3 知識遷移的分類 ............................................ 3 有代表性的三種知識遷移理論 ................................ 4 高中物理 教學(xué)設(shè)計 .............................................. 5 物理教學(xué)設(shè)計概述 .......................................... 5 如何對物理課堂教學(xué)進行設(shè)計 ................................ 6 第三章 影響高中物理學(xué)習(xí)遷移的因素 .................................. 10 物理前概念的影響 ............................................. 10 前概念與物理概念 ......................................... 10 物理前概念的特征 ......................................... 10 物理前概念在物理的遷移 ................................... 11 數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的影響 ............................................... 11 數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)在物理學(xué)習(xí)中的正遷移 ............................. 11 數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)在物理學(xué)習(xí)中的負遷移 ............................. 13 第四章 知識遷移理論在高中物理教學(xué)設(shè)計應(yīng)用 .......................... 15 促進物理知識遷移的教學(xué)策略 ................................... 15 減小物理前概念負遷移的策略 ................................... 15 誘導(dǎo)學(xué)生通過自主思考暴露錯誤的前概念 ..................... 15 通過知識的組織來揭露物理前概念的不合理 ................... 16 組織來引導(dǎo)學(xué)生接受新的概念框架 ........................... 16 知識遷移理論在高中物理實驗教學(xué)中應(yīng)用的策略 ................... 17 促進學(xué)生物理知識遷移的教學(xué) 設(shè)計 ............................... 18 促進物理前概念正遷移的策略 ............................... 18 物理電氣信息學(xué)院 本科生論文 減小物理前概念負遷移的策略 ............................... 19 第五章 運用學(xué)習(xí)遷移理論的教 學(xué)案例 .................................. 22 物理概念和規(guī)律教學(xué) ........................................... 22 物理實驗教學(xué)設(shè)計 ............................................. 27 物理習(xí)題教學(xué)設(shè)計和物理復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計 ........................... 34 運用知識遷移理論的教學(xué)案例的實踐 ............................. 40 第六章總結(jié)與展望 ................................................... 41 總結(jié) ......................................................... 41 本文存在的不足 ............................................... 41 展望 ......................................................... 41 參考文獻 ........................................................... 42 附錄 1 ............................................................. 43 附錄 2 ............................................................. 45 附錄 3 ............................................................. 47 1 第一章 緒論 問題的引入 物理學(xué)是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運動基本規(guī)律的學(xué)科，是自然科學(xué)的重要組成部分，物理學(xué)的研究成果和研 究方法，在自然科學(xué)的各個領(lǐng)域起著重要的作用。然而我們 了解到 高中 老師在教學(xué)設(shè)計中不能很好地將知識遷移應(yīng)用。 關(guān)于遷移的思想可追溯古希臘的柏拉圖、亞里士多德時代，柏拉圖的學(xué)園重視幾何的學(xué)習(xí)并非因為幾何學(xué)的實用價值，而是因為 幾何 學(xué)可以訓(xùn)練學(xué)生的思考力，這是形式訓(xùn)練說的鄒行。 問題研究的意義 知識遷移是解決問題、創(chuàng)新思維以及一些高級心理加工過程、發(fā)明和藝術(shù)創(chuàng)物理電氣信息學(xué)院 本科生論文 2 造等必須 的核心能力，是學(xué)生完整的學(xué)習(xí)過程中必不可少的重要組成部分和期望出現(xiàn)的現(xiàn)象。知識遷移自我 意義不僅在于它能給學(xué)習(xí)者帶來事半功倍的學(xué)習(xí)效率，而且能夠充分地發(fā)揮教學(xué)的有效作用。 普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出課程目標(biāo)是，學(xué)習(xí) 者 終身發(fā)展必備的物理基礎(chǔ)知識和技能，了解這些知識與技能在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用， 關(guān)注科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢；學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展自主學(xué)習(xí) ，養(yǎng)成良 好的思維習(xí)慣，能運用物理知識和科學(xué)探究方法解決一些問題；發(fā)展好奇心與求知欲，發(fā)展科學(xué)探索興趣，有堅持真理、勇于創(chuàng)新、實事求是的科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神，有振興中華，將科學(xué)服務(wù)于人類的社會責(zé)任感；了解科學(xué)與技術(shù)、經(jīng)濟與社會的互助作用，認識人與自然、社會的關(guān)系，有可能持續(xù)發(fā)展意識和全球觀念。也有學(xué)者認為知識遷移是過去的學(xué)習(xí)經(jīng)驗對現(xiàn)在學(xué)習(xí)過程的影響或者現(xiàn)在的 學(xué)習(xí)對學(xué)生將來學(xué)習(xí)的影響；或者認為知識遷 移是先前學(xué)習(xí)的和技能對新 知識進而技能學(xué)習(xí)與獲得的影響。 ⑶ 知識遷移的方向 從知識遷移中先后發(fā)生影響的方向，可以分為順向和逆向遷移。這是我 研究當(dāng)代比較有代表性的三種知識遷移理論：認知結(jié)構(gòu)的遷移理論、產(chǎn)生式遷移理論和認知策略遷移理論。巴恩斯的研究表明，利用“先行組織者”的被試的概念遷移增加百分數(shù)，按學(xué)習(xí)材料的不同達到 16％～ 50％不等，并且“先行組織者”影響主要體現(xiàn)在知識獲得及保 持階段。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)。研究者指出這 100 項研究沒有一項要求學(xué)生對他們所運用的策略成功與否進行反思。所謂物理教學(xué)設(shè)計是教師在一定的教學(xué)理念指導(dǎo)下，以物理教學(xué)理論為基礎(chǔ)，運用系統(tǒng)的方法，為達成一定的教學(xué)目標(biāo)，事先對教學(xué)活動進行的規(guī)劃、安排與決策的過程。教師鉆研教材大致經(jīng)過通讀、精讀兩步。在物理教學(xué)中，教學(xué)資源的開發(fā)和利用應(yīng)重視以下幾個方面。 例如，“力的圖示”認知教學(xué)目標(biāo)可陳述如下： 目標(biāo) 1：能說出力的三個要素。主要分析這部分內(nèi)容在整個物理教學(xué)中的地位與作用，以及對于培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)所具有的功能和價值。對學(xué)生進行分析，大體包括以下內(nèi)容： ① 了解學(xué)生是否具有學(xué)習(xí)新內(nèi)容所必需的知識和技能。此階段的設(shè)計必須建立在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生分析的基礎(chǔ)之上。 ③ 學(xué)法指導(dǎo)：在學(xué)生的學(xué)習(xí)方式上，既要重視學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)和動機的激發(fā)，重視教學(xué)過程的情感化，還要考慮學(xué)生學(xué)習(xí)方式的養(yǎng)成，重視學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。 教學(xué) 時間 教學(xué) 環(huán)節(jié) 教學(xué) 目的 內(nèi)容 呈現(xiàn) 教師 活動 學(xué)生 活動 教學(xué)媒 體使用 設(shè)計 意圖 ⑹ 教學(xué)媒體設(shè)計 從歷史發(fā)展的角度，可以將教學(xué)媒體分為傳統(tǒng)教學(xué)媒體和現(xiàn)代教學(xué)媒體。 流程圖是在計算機算法程序基礎(chǔ)上形成的一種媒體選擇的方法，這種方法把選擇過程分解成一系列有序排列的步驟，每一個步驟就是一個問題，每一個問題都緊跟著前一個問題，如此排列，構(gòu)成流程圖的形式。在教學(xué)設(shè)計的后期和實施后，都要對教學(xué)方案反思和評價，以便對設(shè)計方案進行修改，以使其不斷完善。例如，在學(xué)習(xí)“ 牛頓第一定律”前，他們認為物體只受力才會有速度，不受力便沒有速度。 ⑶ 頑固性 前概念是學(xué)生長期經(jīng)驗的積累結(jié)果，在學(xué)生頭腦中印象深刻，可謂根深蒂固。 物理前概念在物理的遷移 ⑴ 負遷移 在一些情況下，對物理現(xiàn)象、過程、材料的片面或錯誤理解而產(chǎn)生的前概念會成為物理學(xué)習(xí)的障礙，這些錯誤的前概念如果得不到及時糾正，將影響對物理新知識的同化和順應(yīng)。物理教學(xué)設(shè)計要利用這些正遷移的 影響，使學(xué)生建立科學(xué)的物理知識體系。下面筆者借助動量定理的教學(xué)案例來說明數(shù)學(xué)推導(dǎo)在物理規(guī)律的建立過程中的重要作用。從圖上可以看出梯形 ABCD 的面積，就是螞蟻從Ａ到Ｂ的時間： sLL LLLLvvT 752))(11(21 1221221221 ?????? 這道題目是一個速度不斷變化的題目，很多學(xué)生認為這是一個很難的題目，但如果巧用數(shù)學(xué)圖像知識來求解，這道題就變的相當(dāng)簡單了。以此類似，在勻速圓周運動、萬有引力定律中要用許多園的性質(zhì)，三角形相似、三角形全等、基本幾何圖形性質(zhì)、立體幾何的性質(zhì)等等再高中物理解題中也有很多的應(yīng)用。除此之外， 95％以上的物理題目都要通過數(shù)學(xué) 計算來解決，所以列方程組、求不等式的最大值和最小值、數(shù)列的計算等常用的數(shù)學(xué)計算方法在高中物理解題過程中起著舉足輕重的作用。 從上面 例子可以看出如果過分依賴數(shù)學(xué)知識而不注意認真分析物理過程，不考慮最后結(jié)果的物理意義將會對高中物理學(xué)習(xí)帶 來負遷移。 ⑵ 引導(dǎo)學(xué)生留心實際生活中遇到的物理現(xiàn)象 高中物理是與實際生活聯(lián)系非常緊密的一門學(xué)科。根據(jù)認知策略遷移理論，學(xué)生自主的評價有助于遷移，這樣學(xué)生所用的概念是否正確就會顯露出來。這時教師可以引導(dǎo)學(xué)生對這些物體進行受力分析，學(xué)生們通過受力分析會發(fā)現(xiàn)：向前運動的足球、手榴彈不受沖力，從而揭露了物理前概念的不合理性。學(xué)過加速度概念后，“平衡狀態(tài)”應(yīng)進一步理解為“物體處于加速度為零的狀態(tài)”，學(xué)過牛頓第二定律后，“平衡狀態(tài)”應(yīng)理解為“ 物體處于合外力為零狀態(tài) ．根據(jù)產(chǎn)生式遷移理論，教師通過知識的組織不僅是對平衡狀態(tài)概念理解的逐步深入，也是對平衡狀態(tài)概念理解的不斷完善。 ⑵ 鼓勵學(xué)生用自制實驗儀器展開物理實驗 在指導(dǎo)學(xué)生課外實驗時，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生充分利用日常生活中常見的物品來自制實驗儀器 ，根據(jù)認知結(jié)構(gòu)的遷移理論，這樣可以有效的促進學(xué)生頭腦中的認知結(jié)構(gòu)即物理前概念的正遷移，不僅可以開發(fā)實驗儀器，節(jié)省 實驗成本，還可以有效地開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和探索精神。根據(jù)認知結(jié)構(gòu)的遷移理論，物 理實驗?zāi)軌驑?gòu)建“比較組織者”，因此教師應(yīng)該重視物理實驗的作用，通過物理實驗揭示物理現(xiàn)象的本質(zhì)，使學(xué)生能以物理實驗的結(jié)論作為事實依據(jù)，改變錯誤的前概念。如果學(xué)生根本不熟悉或者從來沒有遇見過物理習(xí)題中出現(xiàn)過的物理情景，那么學(xué)生將很難得出習(xí)題的正確答案和鞏固所學(xué)的知識。 ⑵ 進行物理習(xí)題教學(xué) 物理電氣信息學(xué)院 本科生論文 19 運動學(xué)是高中物理的重要組成部分，并且運動學(xué)貫穿整個高中物理教學(xué)內(nèi)容，因此運動學(xué)是高中物理習(xí)題考查的重要部分。因此教師應(yīng)該鼓勵、引導(dǎo)、組織學(xué)生多參與體育運動和觀看體育比賽并且積極思考體育運動中遇到的物理問題，這樣不僅有利于學(xué)生積累關(guān)于體育運動的前概念和培養(yǎng)在習(xí)題解答中構(gòu)建物理模型的能力，而且對身體健康也很有好處。此時，前概念的負遷移就非常明顯，例如下面這個題目。根據(jù)認知策略遷移理論，自我評價和反思能夠有效地減小前概念的負遷移。例如在本文上一章節(jié)講述的動量定律的推導(dǎo)過程，此處不再贅