【正文】 法情感 態(tài)度和價值觀三維目標哪些已達到，哪些尚未達到？ 物理電氣信息學院 本科生論文 10 第三章 影響高中物理學習遷移的因素 將知識遷移理論滲透到高中物理教學的內(nèi)容中去，我 研究發(fā)現(xiàn)物理前概念、數(shù)學方法 是影響高中物理學習兩 個重要的因素。一些研究表明，一旦學生對某些物理現(xiàn)象形成了前概念，要想加以轉變是相當困難的。 數(shù)學學習的影響 數(shù)學是研究物質(zhì)之間的數(shù)量和空間位置關系的科學，而物理是研究物質(zhì) 結構和運動基本規(guī)律的科學。因此，數(shù)學圖像是解決物理問題的非常重要的手段。 數(shù)學學習在物理學習中的負遷移 數(shù)學對高中物理的學習的確有很重要的作用，但數(shù)學不等于物理，更不能取代物理。 減小物理前概念 負遷移的策略 誘導學生通過自主思考暴露錯誤的前概念 在物理學習中學生會產(chǎn)生“慣性與速度有關，速度大慣性大，速度為零，沒有慣性”，“慣性與動能有關，動能大慣性大”等前概念。 組織來引導學生接受新的概念框架 例如“平衡狀態(tài)”這個概念的建立，在高中物理教學中不是“一蹴而就”的。該生找一個用過的飲料瓶，在靠近底部的側面打一個小孔，當飲料瓶裝上水靜止不動時，他發(fā)現(xiàn)水會從小孔噴出來，然而當瓶自由下落時，水不再流出來。 例 8．在天體運動中，將兩顆彼此距離較近的 行星稱為雙星，它們在相互之間的萬有引力作用下，繞連線上某點做角速度相同的勻速圓周運動，已知兩個行星的質(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)取決于兩種學習的相關，所以這樣可以很好的促進學生在后面的位移、速度、加速度、動量、沖 量等矢量合成與分解學習時發(fā)生遷移]16[ ，促進前概念在復習教學中的正遷移，這樣也就提高了教學效率。 ⑴ 將數(shù)學知識恰當?shù)臐B入到物理概念的表達式中去 高中物理中很多概念都是用數(shù)學方法來定義的。例如：教師在講解庫侖定律時，如果僅僅是對著書本念一遍，而不強調(diào)此規(guī)律只對真空中的點電荷成立，在數(shù)學知識的影響下很多學生就會由庫侖定律的表達式2 21rQKQF ?序得出當 r趨近于無窮小時， F趨近于無窮大的錯誤結論。 ⑶ 引導學生自主地評價相關前概念 前概念對有些物理概念和物理規(guī)律的負遷移是很大的，例如：位移就是路程； 摩擦力一定阻礙物體的運動；地球?qū)θ说淖饔昧h大于人對地球的作用力；物體的重心一定在物體上；力是維持物體運動狀態(tài)的原因等等。由動能定理可知：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)則以陳述性知識的形式編入學習者原有的命題知識網(wǎng)絡，因物理電氣信息學院 本科生論文 18 此，學生實驗操作前，教師應強調(diào)做實驗過程中時時刻刻要牢記實驗原理，規(guī)范實驗操作，不要認為怎樣操作方便就怎樣操 作。而常用的實驗儀器、常用的實驗方法在初中階 段已經(jīng)講過，根據(jù)認知結構的遷移理論，在高中物理實驗教學中要充分挖掘?qū)W生在初中階段已經(jīng)掌握的物理實驗儀器、實驗方法，引導學生回憶，鞏固學生的感知認識，即通過“先行組織者”促進物理前概念的正遷移。通過受力分析，學生們通過受力分析會發(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，兩個豎直向下的力不能使木棒豎直向上作勻速運動，因此摩擦力的方向為豎直向上和物體運動方向相同，而與物體相對運動的方向相反，從而揭露了物理前概念的不合理性。（師）相同質(zhì)量的兩個籃球分別以 1m/和 10m/s 的速度飛向你，你敢接哪一個？（生） 1m/s 的籃球 .（師）為什么？（生）因為速度小一點。 第四步，求 21 F、F 的合力即為最終答案。 螞蟻離開巢沿直線爬行，它的速度與到蟻巢中心的距離成反比，當螞蟻爬到距 巢中心的距離 mL 11 ? 的 A 點處時，速度是 cmv 21 ? ，試問螞蟻從 A 點爬到距巢中心的距離 1L =1m 的 A點處時，速度是 scmv /21 ? ，試問從 A 點爬到距巢中心 的距離 mL 22 ? 的 B點所需時間為多少？ 解：本題若采用將 AB無限分割，每一等分可看作勻速直線運動，然后求知，這辦法原則上可行，實際上對高中生來說是很難計算的。學生擁有各種形式、各種層次的前概念，他們中的許多知識對事物表面的、分本質(zhì)的認識，卻又與科學相悖之處。學生在其大腦里建構前概念時，完全是自發(fā)性的。這里我們用具體的例子來說明教學媒體如何與教學目標、教學事件相匹配。一個完整的教學過程包括導入、新課和結尾三個環(huán)節(jié)。即了解學生在學習過程中“應該做什么”、“能夠做什么”和“怎樣做”。重點分析這部分知識發(fā)生、發(fā)展的過程，與其他知識之間的聯(lián)系，物理電氣信息學院 本科生論文 7 以及它在社會生活、生產(chǎn)和科學技術中的應用。 ③ 教學資源 在新課 程背景下，教材不再是惟一的教學資源。 高中物理教學設計 中學物理教學設計的目的是通過優(yōu)化教學過程達到提高教學效率的目的，它將有利于學生物理課程的學習。教材知識一般分為若干單元，先后兩個單元應該 有適當?shù)闹丿B。受到當時時代背景 和研究條件的限制，早期知識遷移觀有共同的特征：以動物的知識和人的簡單知識解釋有意義知識和高級知識，這種遷移存在簡單化、機械化和表面化傾向。以 Greeno 等為代表，強調(diào)知識遷移的情境性，并提出了知識遷移的情境性理論，認為知識遷移問題主要說明在一種情景中學習去參與某種活動將如何影響在其他的不同情景中參與另一種活動。Anderson 認為知識遷移的研究對所有綜合性認知學習理論的一個嚴格的檢驗，他有助于 深入揭示知識的本質(zhì)及規(guī)律。在每一種遷移論述中，都包含對教育或教學的啟迪。正是因為物理學的重要作用，高中物理教學成了整個高中教學的重要組成部分。我們 認為，知識遷移理論在高中物理教學設計的應用研究還有很大的空間。以使對癥下藥，有效的提高高中物理教學質(zhì)量。特殊遷移是指某種學習的內(nèi)容只向特定的范圍內(nèi)容發(fā)生遷移，如學習的牛頓運動定律只對宏觀和低速運動物體遷移；非特殊遷移指某種學習的內(nèi)容對廣泛范圍學習的遷移，一般而言，這種遷移多發(fā)生在學習態(tài)度、技巧、策略和方法等反面，物理學習中的刻苦拼搏精神可以廣泛地遷移到所有的學習、工作和生活當中去。研究表明，陳述行組織者能輸入一些適當?shù)摹敖M織者”到學習 者的認知結構中，使認知結構的可利用性得到加強，從而促進了知識 的遷移，對言語分析能力較低的學習者尤其有效。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練和被試的 100 項有關研究，但沒有一項策略訓練在遷移上獲得成功。分析與鉆研教材是對每個教師最基本的要求，是教學設計的首要任務，是教師順利完成教學任務的基本條件。正如加涅 (Gagne R． M． )在《教學設計原理》一書中所指出的那樣，設計者開始任何教學，設計以前必須能回答的問題是“經(jīng)過教學之后學習者將能做哪些他們以前 不會做的事？”或者“教學之后學習者將會有何變化？”根據(jù)馬杰和加涅的行為目標理論與技術，一般認為，一個完整、具體、明確的教學目標應該包括四個要素，即行為主體、行為活動、行為條件和行為標準。 ⑶ 學習者分析 一切教學活動都是為了學生，學生是學習的主體，滿足學生的學習要求，從學生的實際出發(fā)是教師進行教學設計必須考慮的事情。 從教學方法選擇的指導思想上，應該建立和形成發(fā)揮學生主體 性的多樣化的學習方式，促進學生主動、富有個性的學習 從教學方法選擇的原則上，應該根據(jù)教學目標、學生實際、教學內(nèi)容、教師特點、教學資源、教學時間、教學技術條件等諸多因素來選擇教學方法。 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上，還需要一套具體的方法來選出合適的媒體，這里我們介紹一種流程圖的方法。物理前概念是指學生在日常生活中，長 期與環(huán)境作用，通過主體構建而形成，對物理現(xiàn)象與物理規(guī)律的認知。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生中，對相同的物理問 題有不同 的前概念 ]15[ 。 數(shù)學學習在物理學習中的正遷移 ⑴ 數(shù)學推導促進物理規(guī)律的建立 許多高中物理規(guī)律的建立都離不開數(shù)學推導，數(shù)學推導是高中物理規(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)在解決上題過程中起了 決定性作用。造成錯誤的原因就是把物理知識純數(shù)學化了，不知道數(shù)學和物理中的正負號在含義上的區(qū)別。由于學生沒有這方面的生活經(jīng)驗，所以必須用物理概念來 進行邏輯思維，進行分析、判斷。隨著學生知識的增加，教師要引導學生逐步從概念的表層深入到概念的本質(zhì)來理解“平衡狀態(tài)”是“物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)”。人們的許多前概念得以改變就是因為物理學的實驗及對實驗的深入分析使人們對物理現(xiàn)象的本質(zhì)有了深刻認識后才改變的。 解析：設 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，在物理習題教學中，教師應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，這樣可以加強學生的感性認識，促進物理前概念的正遷移。 ⑵ 理習題過程中要做到有理有據(jù) 有部分學生在解物理習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)。在物理規(guī)律教學中，鼓勵學生自主進行數(shù)學推導，自己得出物理規(guī)律，然后教師再加以點評，根據(jù)認知策略遷移理論，學生自主進行數(shù)學推導 不僅可以加深學生對物理規(guī)律和相關物理概念的理解和記憶，還可以培養(yǎng)學生邏輯思維能力和數(shù)學推導能力。 ⑴ 加深學生對物理量的理解，避免物理公式的純數(shù)學化 高中生往往把物理公式所表示的物理量之間的關系看作純數(shù)學關系，對物理概念和物理規(guī)律的理解形成了消極的影響。 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。物理習題中考查運動學的部分很多是借助體育運動中的物理模型來進行的，例如下面這個例題。 ⑵ 強調(diào)實驗操作的嚴謹性和規(guī)范性 在具體實驗操作中學生經(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生在日常生活中的經(jīng)驗的負遷移，學生操作實驗時把實驗原理扔到一邊，誤認為怎樣操作方便就怎樣操作。有了這么一個對“平衡狀態(tài)”比較完整、深入的理解過程，學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。根據(jù)認知策略遷移理論，筆者認為組織討論，揭露前概念的不合理性，從而使學生 自愿放棄舊的觀念也是一種好的教學方法。 物理電氣信息學院 本科生論文 15 第四章 知識遷移理論在高中物理教學設計應用 促進物理知識遷移的教學策略 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 很多物理概念 和 規(guī)律對于初學者來說是相當陌生的，因此學生感覺很難接受。 ⑶ 數(shù)學解題思想在物理解題過程中的應用 數(shù)學解題思想在物理解題過程中得到廣泛應用。 物理電氣信息學院 本科生論文 12 動量定理建立的過程：設一個質(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 mvm