【正文】 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。例如，對于電容公式 C=Q/U，有的學生往往誤認為 C與 Q成正比，與 U成反比；對于歐姆定律公式 R=U/I，誤認為 R與 U 成正比，與 I成反比 等等。 物理電氣信息學院 本科生論文 21 ⑵ 鼓勵學生自主推導物理規(guī)律 數(shù)學推導在物理規(guī)律的建立過程中起著非常重要的作用。 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。 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；地球對人的作用力遠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。這道題的正確率很低，很多學生把 AB也選了， 原因是學生受前概念負遷移的影響而忽視做功的條件。這道題目不難，但是錯誤率非常高，很多同學受前 概念的影響，把木塊選擇研究對象，誤選 D．本題正確答案應為 C． 在物理習題教學中，教師應告誡學生在讀懂題目基礎上再思考解題思路，這樣可以有效地防止思維定勢的負遷移。根據產生式遷移理論，遷移的數(shù)量和性質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。由動能定理可知：02/2/ 20 ??? mvmgLW ，由此推出 2/)( 20vgLmW ?? ，答案 A正確。 某運動員臂長 L，將質量為 m的鉛球推出，鉛球出手時的速度大小為 0v ，方向與水 平方向成 300 角，則該運動員對鉛球所做的功是： ( ) A、 2/)( 20vgLm ? B、 2/20mvmgL ? B、 2/20mv D、 2omvmgL? 分析：如果學生沒有或者很少有投鉛球的經歷，這個題目是很難做對的。這樣，學生能很容易發(fā)現(xiàn)雙星的特點：向心力等于相互之間的萬有引力；角速度和周期相同：兩者做圓周運動的半徑之和等于兩者之間的距離二下面是本題的解題過程。 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。根據產生式遷移理論，產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。例如：在做“用單擺測定重力加速度”這個實驗時，很多學生把單擺從平衡位置拉開很大的角度然后放開小球 ， 讓它擺動。為什么亞里士多德的許多觀點是錯誤的并被人們所接受，就是因為當時人們還沒有科學的研究方法，還沒有建立嚴格的、精確的物理概念體系。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。而常用的實驗儀器、常用的實驗方法在初中階 段已經講過，根據認知結構的遷移理論，在高中物理實驗教學中要充分挖掘學生在初中階段已經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。 引導學生接受新的概念框架體現(xiàn)的是教師的主導作用，從上面例子可以看出，學生自己很難建構完整、深刻的概念框架。學生會認為上拋運動最高點的物體處于平衡狀態(tài)，勻速圓周運動的物體也處于平衡狀態(tài)等想法。 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。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。因為學生如果只聽教師講， 學生只是被動地聽，缺乏自己對知識結構的建構過程。接下來再讓學生回答站在火車車廂末端或輪船末端的人跳起來后落在何處。 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。（師）相同質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。根據認知結構遷移理論，教師應充分挖掘在日常生活中學生熟悉的并且又和相關物理概念和規(guī)律緊密聯(lián)系的知識，把它們搬到課堂上來，通過“陳述組織者”為新的學習提供最適合的類 屬，從而加強學生的感性認識，充分發(fā)揮前概念對物理教學的積極影響，這樣可以有效的促進物理概念和規(guī)律的教學。 常見錯誤：因為 55，所以 1F 大于 2F 。 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。 第四步，求 21 F、F 的合力即為最終答案。例如：兩個力很容易合成，但是三個、四個、五個甚至更多的不在同一方向上的力合成就很麻煩了，這時用數(shù)學中的坐標思想就能很快很簡單很好地解決這個問題，即用正交分解法求合力。由三角形中任意兩邊之和大于第三邊，且任意兩邊之差小于第三邊可以很快選出答案為 BD。因此，數(shù)學圖像是解決物理問題的非常重要的手段。 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。這個結論叫做動量 。根據產生式遷移理論， 兩種學生之間的相關性直接決定了知識遷移的發(fā)生，因此我 認為數(shù)學學習也是影響高中物理學習遷移能力的重要因素。 數(shù)學學習的影響 數(shù)學是研究物質之間的數(shù)量和空間位置關系的科學，而物理是研究物質 結構和運動基本規(guī)律的科學。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、分本質的認識，卻又與科學相悖之處。老師在教學設計過程中，要盡量的引導學生避免這樣的思維。 ⑸ 層次復雜性 學生在構建對事物 意義理解時，總是以自己的知識經驗背景為基礎，因而不同學生看到 事物的不同方面。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。學生在其大腦里建構前概念時，完全是自發(fā)性的。根據認知結構的遷移理論，學 習者頭腦里的認知結構即“先行組 織者”將影響學習者的遷移，因此我 認為物理前概念是影響高中物理教學設計遷移的重要因素之一，老師在設計教案時，不得不考慮的基本因素之一，方能在課堂讓每一個學生有所收獲。 學生在學習的過程中，對各個學科都有學科前概念，物理學可也是如此。一般而言，教師在對教學方案反思和評價時，可以從以下幾 個問題入手： ① 你是否考慮過學生通過這一教學過程要獲得哪些知識與技能？經歷哪些過程和方法？在哪些地方受到情感態(tài)度和價值觀的教育？ ② 你是否考慮過在這些要求中，哪些是教學的重點和關鍵？ ③ 你是否考慮通過這一教學過程應按怎樣的教學順序（或線索）進行？ ④ 你是否考慮過在這一教學過程中應采用哪些教學策略和教學方法？ ⑤ 通過這一教學過程，你認為知識與技能、過程和方法情感 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。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。下圖是一個教 學媒體選擇的流程圖。如果能有意識地利用大眾媒體的教育資源，可以彌補學?，F(xiàn)代教學媒體的不足。 傳統(tǒng)教學媒體不是一成不變的，隨著新材料新工藝的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)教學媒體也在發(fā)生著變化。一個完整的教學過程包括導入、新課和結尾三個環(huán)節(jié)。在選擇教學媒體時， 首先了解各種教學媒體的特性，然后根據教學內容的特點選擇相應的媒體。面對多種多樣的教學方法，哪些是教學設計是優(yōu)先考慮的教學方法？這些方法應該如何有機的結合在一起？這些都是制定教學策略的基本問題。 ① 教學的組織形式：自主、 合作、探究是符合新課程理念和教學目標要求的新的課堂教學組織形式。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”。 ② 了解學生 的生活概念或前科學概念。如實驗條件、課件、習題等進行分析，以確定能否滿足當前的教學需要。主要分析這部分內容知識與技能結構、過程與方法結構和情感態(tài)度與價值觀結構，以及它們之間的關系和特點。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、生產和科學技術中的應用。 目標 3：對提供的實例，能用力的圖示法做出正確的圖示。 ③ 教學目標盡可能用可觀察和可測量的行為變化來作為教學結果的指標，并確定它們之間的層次關系。 ① 教學目標是期望學生在完成學習任務后達到的程度，是預期的教學成果，是組織、設計、實施和評價教學的基本出發(fā)點。 ③ 教學資源 在新課 程背景下，教材不再是惟一的教學資源。通讀的目的是從整體上了解教材的體系與結構。 ② 分析與鉆研教材 教材是課程標準的具體體現(xiàn)，是教學內容的具體載體。 ⑴ 物理教學設計必須有確定的教學內容和教學目標 ① 學習課程標準 國家課程標準是教材編寫、教學、評估和考試命題的依據，是國家管理和評價課程的基礎，應體現(xiàn)國家對不同階段的學生在知識與技能、過程與方法、情感物理電氣信息學院 本科生論文 6 態(tài)度與價值觀等方面的基本要求，規(guī)定各門課程的性質、目標、內容框架，提出教學和評價建議。 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。加泰勒等對自我評價對策略遷移的影響的實驗研究較有代表性。現(xiàn)代認知心理學的一個特點是強調認知策略和元認知在學習和問題解決中的作用，由此認為策略遷移理論越來越受到研究者的重視 ]12[ 。安德森等人對遷移進行了大量的研究后認為遷移的產生至少和兩種因素有關：一是遷移的數(shù)量和性質取決于兩種學習之間的相關。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。產生式遷移理論是針對認知技能的遷移提出的，其基 本思想是：前后兩項學習任務之間產生遷移的原因是兩項任務之間產生式 的重疊。“先行組織者”可以分為兩種：“陳述行組織者”是為新的學習提供最適當?shù)念悓?，他與新的學習是一種上位關系；“比較行組織者”是為了比較新材料和認知結構中相類似的材料，從而增加新舊知識之間的可辨性。每個人的認知結構各有特點，個人認知結構在內容和組織方面的特征稱認知結構變量。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。 ⑷ 學習遷移的效果 從遷移發(fā)生的效果可以分為積極的和消極的遷移，或稱之為 正遷移和負遷移。 ⑵ 知識遷移的方式 從知識遷移發(fā)生的方式可以分為特殊遷移和非特殊遷移。知識遷移不僅表現(xiàn)了先前的學習對后來學習的影響，而且變現(xiàn)為后繼的學習對先前學習的影響，這種影響可以積極了也可以是消極的。以 Greeno 等為代表，強調知識遷移的情境性，并提出了知識遷移的情