高中生物理力学迷思概念调查研究

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“迷思概念”是指学生在头脑中已经形成的和科学概念存在不一致的认识。迷思概念的存在严重影响学生对科学概念的掌握,不利于学生建立正确的物理观念,从而影响学生物理学科核心素养的形成。力学部分在高中物理知识体系中具有基础性和决定性作用。因此,探查出学生在高中物理力学部分存在的迷思概念,找出学生产生迷思概念的原因,并提出相应的转变策略具有重要的意义。北京市和凉山彝族自治州的高中生由于教学环境、师资力量、实验条件以及民族文化的差异等原因,在高中物理力学学习过程中可能会形成不同的迷思概念。了解发达地区和民族地区学生存在的迷思概念及产生原因具有一定的现实意义。因此,通过在FCI测试卷基础上编制成高中力学迷思概念二阶测试卷,分别探查北京和凉山彝族地区三所中学106名高三学生的高中物理力学迷思概念。根据迷思概念探查结果对教师进行访谈,分析两个地区学生存在的迷思概念及差异,并对原因进行剖析,根据北京和凉山彝族地区学生力学迷思概念的特点提出相应的教学建议。调查结果表明,北京和凉山彝族地区的学生对圆周运动模型和类平抛运动模型的建构和受力分析都存在较多的迷思概念;对做自由落体运动的物体的受力分析存在迷思;在考察相同知识点而物理模型不同的情况下,学生对熟悉的力学模型存在的迷思概念较少而对比较陌生的力学模型则存在较多的迷思概念;并且学生对各个力学概念之间的联系没有清晰的认识。尤其是凉山彝族地区的学生对很多基本的力学概念还存在迷思,比如向心力、离心力、标量和矢量等。同时,凉山彝族地区的学生还存在众多具有隐蔽性的力学迷思概念,这些迷思概念包括:牛顿三大定律、力的性质和分类、运动的合成与分解、速度与加速度的关系、匀速直线运动物体的受力分析、平抛运动的分运动的性质、力的瞬时性和向心力的来源等。基于以上调查结果,结合新课标的要求,针对两地高中生的特点,提出了相应的教学建议与策略。北京和凉山彝族地区的教师要对基本的高中物理力学概念进行深入的讲解和全面的概括,并对各力学概念之间的区别与联系及时进行总结。教师在教学过程中要注意引导学生对物理模型的建构过程,培养学生的物理建模能力。在平时的教学过程中,教师可以通过对学生进行测试、访谈等方式挖掘出学生的迷思概念。北京和凉山彝族地区的教师在力学概念的教学过程中可以根据不同地区的实际情况,尽量给学生呈现学生熟悉的物理情境和模型。凉山彝族地区的教师可以从彝族传统文化中开发出可利用的具有民族特色的物理课程资源。同时可以借鉴北京地区部分学校的教学理念,尝试“先学后教”等教学模式,以做到扬长避短,因材施教。
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