【正文】 法情感 態(tài)度和價(jià)值觀三維目標(biāo)哪些已達(dá)到，哪些尚未達(dá)到？ 物理電氣信息學(xué)院 本科生論文 10 第三章 影響高中物理學(xué)習(xí)遷移的因素 將知識(shí)遷移理論滲透到高中物理教學(xué)的內(nèi)容中去，我 研究發(fā)現(xiàn)物理前概念、數(shù)學(xué)方法 是影響高中物理學(xué)習(xí)兩 個(gè)重要的因素。一些研究表明，一旦學(xué)生對(duì)某些物理現(xiàn)象形成了前概念，要想加以轉(zhuǎn)變是相當(dāng)困難的。 數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的影響 數(shù)學(xué)是研究物質(zhì)之間的數(shù)量和空間位置關(guān)系的科學(xué)，而物理是研究物質(zhì) 結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的科學(xué)。因此，數(shù)學(xué)圖像是解決物理問(wèn)題的非常重要的手段。 數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)在物理學(xué)習(xí)中的負(fù)遷移 數(shù)學(xué)對(duì)高中物理的學(xué)習(xí)的確有很重要的作用，但數(shù)學(xué)不等于物理，更不能取代物理。 減小物理前概念 負(fù)遷移的策略 誘導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自主思考暴露錯(cuò)誤的前概念 在物理學(xué)習(xí)中學(xué)生會(huì)產(chǎn)生“慣性與速度有關(guān)，速度大慣性大，速度為零，沒(méi)有慣性”，“慣性與動(dòng)能有關(guān)，動(dòng)能大慣性大”等前概念。 組織來(lái)引導(dǎo)學(xué)生接受新的概念框架 例如“平衡狀態(tài)”這個(gè)概念的建立，在高中物理教學(xué)中不是“一蹴而就”的。該生找一個(gè)用過(guò)的飲料瓶，在靠近底部的側(cè)面打一個(gè)小孔，當(dāng)飲料瓶裝上水靜止不動(dòng)時(shí)，他發(fā)現(xiàn)水會(huì)從小孔噴出來(lái)，然而當(dāng)瓶自由下落時(shí)，水不再流出來(lái)。 例 8．在天體運(yùn)動(dòng)中，將兩顆彼此距離較近的 行星稱為雙星，它們?cè)谙嗷ブg的萬(wàn)有引力作用下，繞連線上某點(diǎn)做角速度相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知兩個(gè)行星的質(zhì)量分別為 M1 、 M2 ，相距為 L，求它們的角速度 ? 分析：本題命題者的意圖是考察雙星模型，但是有很多同學(xué)根本搞不清楚雙星模型到底是怎么回事。根據(jù)產(chǎn)生式遷移理論，遷移的數(shù)量和性質(zhì)取決于兩種學(xué)習(xí)的相關(guān)，所以這樣可以很好的促進(jìn)學(xué)生在后面的位移、速度、加速度、動(dòng)量、沖 量等矢量合成與分解學(xué)習(xí)時(shí)發(fā)生遷移]16[ ，促進(jìn)前概念在復(fù)習(xí)教學(xué)中的正遷移，這樣也就提高了教學(xué)效率。 ⑴ 將數(shù)學(xué)知識(shí)恰當(dāng)?shù)臐B入到物理概念的表達(dá)式中去 高中物理中很多概念都是用數(shù)學(xué)方法來(lái)定義的。例如：教師在講解庫(kù)侖定律時(shí)，如果僅僅是對(duì)著書(shū)本念一遍，而不強(qiáng)調(diào)此規(guī)律只對(duì)真空中的點(diǎn)電荷成立，在數(shù)學(xué)知識(shí)的影響下很多學(xué)生就會(huì)由庫(kù)侖定律的表達(dá)式2 21rQKQF ?序得出當(dāng) r趨近于無(wú)窮小時(shí)， F趨近于無(wú)窮大的錯(cuò)誤結(jié)論。 ⑶ 引導(dǎo)學(xué)生自主地評(píng)價(jià)相關(guān)前概念 前概念對(duì)有些物理概念和物理規(guī)律的負(fù)遷移是很大的，例如：位移就是路程； 摩擦力一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)；地球?qū)θ说淖饔昧h(yuǎn)大于人對(duì)地球的作用力；物體的重心一定在物體上；力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因等等。由動(dòng)能定理可知：02/2/ 20 ??? mvmgLW ，由此推出 2/)( 20vgLmW ?? ，答案 A正確。根據(jù)產(chǎn)生式遷移理論，產(chǎn)生式的形成必須使規(guī)則以陳述性知識(shí)的形式編入學(xué)習(xí)者原有的命題知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，因物理電氣信息學(xué)院 本科生論文 18 此，學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作前，教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)做實(shí)驗(yàn)過(guò)程中時(shí)時(shí)刻刻要牢記實(shí)驗(yàn)原理，規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作，不要認(rèn)為怎樣操作方便就怎樣操 作。而常用的實(shí)驗(yàn)儀器、常用的實(shí)驗(yàn)方法在初中階 段已經(jīng)講過(guò)，根據(jù)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的遷移理論，在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要充分挖掘?qū)W生在初中階段已經(jīng)掌握的物理實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法，引導(dǎo)學(xué)生回憶，鞏固學(xué)生的感知認(rèn)識(shí)，即通過(guò)“先行組織者”促進(jìn)物理前概念的正遷移。通過(guò)受力分析，學(xué)生們通過(guò)受力分析會(huì)發(fā)現(xiàn)：如果摩擦力方向豎直向下，而重力的方向也豎直向下，兩個(gè)豎直向下的力不能使木棒豎直向上作勻速運(yùn)動(dòng)，因此摩擦力的方向?yàn)樨Q直向上和物體運(yùn)動(dòng)方向相同，而與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，從而揭露了物理前概念的不合理性。（師）相同質(zhì)量的兩個(gè)籃球分別以 1m/和 10m/s 的速度飛向你，你敢接哪一個(gè)？（生） 1m/s 的籃球 .（師）為什么？（生）因?yàn)樗俣刃∫稽c(diǎn)。 第四步，求 21 F、F 的合力即為最終答案。 螞蟻離開(kāi)巢沿直線爬行，它的速度與到蟻巢中心的距離成反比，當(dāng)螞蟻爬到距 巢中心的距離 mL 11 ? 的 A 點(diǎn)處時(shí)，速度是 cmv 21 ? ，試問(wèn)螞蟻從 A 點(diǎn)爬到距巢中心的距離 1L =1m 的 A點(diǎn)處時(shí)，速度是 scmv /21 ? ，試問(wèn)從 A 點(diǎn)爬到距巢中心 的距離 mL 22 ? 的 B點(diǎn)所需時(shí)間為多少？ 解：本題若采用將 AB無(wú)限分割，每一等分可看作勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后求知，這辦法原則上可行，實(shí)際上對(duì)高中生來(lái)說(shuō)是很難計(jì)算的。學(xué)生擁有各種形式、各種層次的前概念，他們中的許多知識(shí)對(duì)事物表面的、分本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，卻又與科學(xué)相悖之處。學(xué)生在其大腦里建構(gòu)前概念時(shí)，完全是自發(fā)性的。這里我們用具體的例子來(lái)說(shuō)明教學(xué)媒體如何與教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)事件相匹配。一個(gè)完整的教學(xué)過(guò)程包括導(dǎo)入、新課和結(jié)尾三個(gè)環(huán)節(jié)。即了解學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中“應(yīng)該做什么”、“能夠做什么”和“怎樣做”。重點(diǎn)分析這部分知識(shí)發(fā)生、發(fā)展的過(guò)程，與其他知識(shí)之間的聯(lián)系，物理電氣信息學(xué)院 本科生論文 7 以及它在社會(huì)生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用。 ③ 教學(xué)資源 在新課 程背景下，教材不再是惟一的教學(xué)資源。 高中物理教學(xué)設(shè)計(jì) 中學(xué)物理教學(xué)設(shè)計(jì)的目的是通過(guò)優(yōu)化教學(xué)過(guò)程達(dá)到提高教學(xué)效率的目的，它將有利于學(xué)生物理課程的學(xué)習(xí)。教材知識(shí)一般分為若干單元，先后兩個(gè)單元應(yīng)該 有適當(dāng)?shù)闹丿B。受到當(dāng)時(shí)時(shí)代背景 和研究條件的限制，早期知識(shí)遷移觀有共同的特征：以動(dòng)物的知識(shí)和人的簡(jiǎn)單知識(shí)解釋有意義知識(shí)和高級(jí)知識(shí)，這種遷移存在簡(jiǎn)單化、機(jī)械化和表面化傾向。以 Greeno 等為代表，強(qiáng)調(diào)知識(shí)遷移的情境性，并提出了知識(shí)遷移的情境性理論，認(rèn)為知識(shí)遷移問(wèn)題主要說(shuō)明在一種情景中學(xué)習(xí)去參與某種活動(dòng)將如何影響在其他的不同情景中參與另一種活動(dòng)。Anderson 認(rèn)為知識(shí)遷移的研究對(duì)所有綜合性認(rèn)知學(xué)習(xí)理論的一個(gè)嚴(yán)格的檢驗(yàn)，他有助于 深入揭示知識(shí)的本質(zhì)及規(guī)律。在每一種遷移論述中，都包含對(duì)教育或教學(xué)的啟迪。正是因?yàn)槲锢韺W(xué)的重要作用，高中物理教學(xué)成了整個(gè)高中教學(xué)的重要組成部分。我們 認(rèn)為，知識(shí)遷移理論在高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究還有很大的空間。以使對(duì)癥下藥，有效的提高高中物理教學(xué)質(zhì)量。特殊遷移是指某種學(xué)習(xí)的內(nèi)容只向特定的范圍內(nèi)容發(fā)生遷移，如學(xué)習(xí)的牛頓運(yùn)動(dòng)定律只對(duì)宏觀和低速運(yùn)動(dòng)物體遷移；非特殊遷移指某種學(xué)習(xí)的內(nèi)容對(duì)廣泛范圍學(xué)習(xí)的遷移，一般而言，這種遷移多發(fā)生在學(xué)習(xí)態(tài)度、技巧、策略和方法等反面，物理學(xué)習(xí)中的刻苦拼搏精神可以廣泛地遷移到所有的學(xué)習(xí)、工作和生活當(dāng)中去。研究表明，陳述行組織者能輸入一些適當(dāng)?shù)摹敖M織者”到學(xué)習(xí) 者的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，使認(rèn)知結(jié)構(gòu)的可利用性得到加強(qiáng)，從而促進(jìn)了知識(shí) 的遷移，對(duì)言語(yǔ)分析能力較低的學(xué)習(xí)者尤其有效。該理論起源于貝爾蒙特的研究，它系統(tǒng)分析了涉及多種策略訓(xùn)練和被試的 100 項(xiàng)有關(guān)研究，但沒(méi)有一項(xiàng)策略訓(xùn)練在遷移上獲得成功。分析與鉆研教材是對(duì)每個(gè)教師最基本的要求，是教學(xué)設(shè)計(jì)的首要任務(wù)，是教師順利完成教學(xué)任務(wù)的基本條件。正如加涅 (Gagne R． M． )在《教學(xué)設(shè)計(jì)原理》一書(shū)中所指出的那樣，設(shè)計(jì)者開(kāi)始任何教學(xué)，設(shè)計(jì)以前必須能回答的問(wèn)題是“經(jīng)過(guò)教學(xué)之后學(xué)習(xí)者將能做哪些他們以前 不會(huì)做的事？”或者“教學(xué)之后學(xué)習(xí)者將會(huì)有何變化？”根據(jù)馬杰和加涅的行為目標(biāo)理論與技術(shù)，一般認(rèn)為，一個(gè)完整、具體、明確的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該包括四個(gè)要素，即行為主體、行為活動(dòng)、行為條件和行為標(biāo)準(zhǔn)。 ⑶ 學(xué)習(xí)者分析 一切教學(xué)活動(dòng)都是為了學(xué)生，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)要求，從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)是教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)必須考慮的事情。 從教學(xué)方法選擇的指導(dǎo)思想上，應(yīng)該建立和形成發(fā)揮學(xué)生主體 性的多樣化的學(xué)習(xí)方式，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)、富有個(gè)性的學(xué)習(xí) 從教學(xué)方法選擇的原則上，應(yīng)該根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生實(shí)際、教學(xué)內(nèi)容、教師特點(diǎn)、教學(xué)資源、教學(xué)時(shí)間、教學(xué)技術(shù)條件等諸多因素來(lái)選擇教學(xué)方法。 ③ 媒體選擇流程圖 在綜合考慮影響媒體選擇的各種因素基礎(chǔ)上，還需要一套具體的方法來(lái)選出合適的媒體，這里我們介紹一種流程圖的方法。物理前概念是指學(xué)生在日常生活中，長(zhǎng) 期與環(huán)境作用，通過(guò)主體構(gòu)建而形成，對(duì)物理現(xiàn)象與物理規(guī)律的認(rèn)知。這主要表現(xiàn)在不同 年齡階段或同年齡階段不同層次的學(xué)生中，對(duì)相同的物理問(wèn) 題有不同 的前概念 ]15[ 。 數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)在物理學(xué)習(xí)中的正遷移 ⑴ 數(shù)學(xué)推導(dǎo)促進(jìn)物理規(guī)律的建立 許多高中物理規(guī)律的建立都離不開(kāi)數(shù)學(xué)推導(dǎo)，數(shù)學(xué)推導(dǎo)是高中物理規(guī)律建立的重要的途徑。 用平行四邊形定則求合力以及三角形的性質(zhì)在解決上題過(guò)程中起了 決定性作用。造成錯(cuò)誤的原因就是把物理知識(shí)純數(shù)學(xué)化了，不知道數(shù)學(xué)和物理中的正負(fù)號(hào)在含義上的區(qū)別。由于學(xué)生沒(méi)有這方面的生活經(jīng)驗(yàn)，所以必須用物理概念來(lái) 進(jìn)行邏輯思維，進(jìn)行分析、判斷。隨著學(xué)生知識(shí)的增加，教師要引導(dǎo)學(xué)生逐步從概念的表層深入到概念的本質(zhì)來(lái)理解“平衡狀態(tài)”是“物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”。人們的許多前概念得以改變就是因?yàn)槲锢韺W(xué)的實(shí)驗(yàn)及對(duì)實(shí)驗(yàn)的深入分析使人們對(duì)物理現(xiàn)象的本質(zhì)有了深刻認(rèn)識(shí)后才改變的。 解析：設(shè) 1M 的軌道半徑為 1r ， 2M 的軌道半徑為 2r ，兩個(gè)行星都繞 O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為 ? ，由于兩個(gè)行星之間的萬(wàn)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(guò)自制物理模型或者多媒體課件等式來(lái)展示物理模型和物理情景，這樣可以加強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，促進(jìn)物理前概念的正遷移。 ⑵ 理習(xí)題過(guò)程中要做到有理有據(jù) 有部分學(xué)生在解物理習(xí)題過(guò)程中不愿動(dòng)腦筋，不去思考在解題過(guò)程的每一步是否有物理依據(jù)。在物理規(guī)律教學(xué)中，鼓勵(lì)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(diǎn)評(píng)，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(duì)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。 ⑴ 加深學(xué)生對(duì)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(duì)物理概念和物理規(guī)律的理解形成了消極的影響。 人對(duì)物體做功不為零的情況是 ( ) A、一個(gè)人用 10N的力踢球，球水平運(yùn)動(dòng)了 10米 B、一個(gè)人用舉著物體在水平方向走 C、一個(gè)人攔著物體在水平方 向行走 D、一個(gè)人扛著物體乘電梯上樓 解析：一個(gè)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(gè)力就對(duì)物體做了功，由此可以判斷 CD正確。物理習(xí)題中考查運(yùn)動(dòng)學(xué)的部分很多是借助體育運(yùn)動(dòng)中的物理模型來(lái)進(jìn)行的，例如下面這個(gè)例題。 ⑵ 強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作的嚴(yán)謹(jǐn)性和規(guī)范性 在具體實(shí)驗(yàn)操作中學(xué)生經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不規(guī)范甚至錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)操作，而這些錯(cuò)誤的原因就是學(xué)生在日常生活中的經(jīng)驗(yàn)的負(fù)遷移，學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)時(shí)把實(shí)驗(yàn)原理扔到一邊，誤認(rèn)為怎樣操作方便就怎樣操作。有了這么一個(gè)對(duì)“平衡狀態(tài)”比較完整、深入的理解過(guò)程，學(xué)生就能清醒地判斷勻速圓周運(yùn)動(dòng)、上拋運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振子在最大位移處是不是處于平衡狀態(tài)等物理問(wèn)題了。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。 物理電氣信息學(xué)院 本科生論文 15 第四章 知識(shí)遷移理論在高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)用 促進(jìn)物理知識(shí)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(jiàn)的物理素材 中 學(xué) 很多物理概念 和 規(guī)律對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)是相當(dāng)陌生的，因此學(xué)生感覺(jué)很難接受。 ⑶ 數(shù)學(xué)解題思想在物理解題過(guò)程中的應(yīng)用 數(shù)學(xué)解題思想在物理解題過(guò)程中得到廣泛應(yīng)用。 物理電氣信息學(xué)院 本科生論文 12 動(dòng)量定理建立的過(guò)程：設(shè)一個(gè)質(zhì)量為 m 的物體，初動(dòng)量為 11 mvp ? ，在合力 F 的作用下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間 t，速度變?yōu)?2v ，末動(dòng)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 mvm