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美国物理教育研究简介 李新乡 曲阜师范大学物理工程学院 Tel：0537—5050686 E-mail：qfsdxxli@163.com 主要内容 【案例1】包雷教授研究结果的启示 【案例2】小学生每天有效学习时间 一、物理教育研究历史纵览 二、研究方法 三、研究设计 四、研究领域 主要内容 五、研究生的准备工作 六、俄勒冈州立大学（OSU）研究简介 七、学生学习的特殊困难研究 八、基于课程发展的研究 九、投票设备（点击器—Clicker）方法 十、问题串策略 【案例1】包雷教授研究结果的启示 进入21世纪以来，世界经济发生了诸多重大变化，各国间的竞争无时、无处不在。现代科学技术对人类社会的影响越来越大，已经成为改变世界、影响历史的主要力量，也是决定竞争各方实力以及竞争胜负的主要因素。在各国的科学技术竞争中，科技人才是竞争的核心。为此各国都非常重视科技人才的培养。科技人才的水平高低主要由他们的科学能力高低与所掌握的科学知识多少决定。培养科技人才的任务是由科学教育承担的，科学教育的目标是使学生掌握科学知识和提高学生的科学能力。 【案例1】包雷教授研究结果的启示 美国物理教师协会(AAPT)国际教育委员会副主任，俄亥俄州立大学物理教学研究组主任，美国物理教育研究领域的权威专家包雷教授的研究小组，对美国和中国大一新生进行的研究发现，尽管中国学生科学知识(science facts)比较丰富，但中国学生的科学推理能力(scientific reasoning)并没有相对高于美国学生。这显示仅是教导科学知识还不足以提高学生的推理能力。 【案例1】包雷教授研究结果的启示 这项刊登在2009年1月出版的科学杂志 (Science) 的研究报告，是以美国4所大学和中国3所大学将近6000名科学和工程系学生为对象进行测验，研究发现中国学生物理知识远比美国学生丰富，物理观念和测验平均拿到90分，而美国学生只有50分；但是，在科学推理测验中，中美学生平均都只拿到75分左右。这显示两国的教育体系都未能教导学生如何做批判性的思考，以及学会相关性和演绎性的推理。 【案例1】包雷教授研究结果的启示 包雷说明，传统想法认为教导科学知识能够改善学生的推理能力，研究结果却显示严格密集的科学知识教育，未必能够发展出促进事业成功所需的推理技巧。他认为：“由于知识和推理能力对学生缺一不可，我们必须探讨能够两者兼顾的教学方法”。 包雷主持的物理教育研究团体，正为科学、科技、工程和数学(STEM)教学发展新策略。由于中国和美国教育体制非常不同，他与中美同行决定把两国学生加以比较。 【案例1】包雷教授研究结果的启示 在美国，只有1/3的学生高中毕业前曾修习一年物理课，其余只在一般科学课程中学过一点物理学。但是，中国每一所学校的每一个学生大多上相同的课程，包括从8年级到12年级连续上5年物理课。想上大学的学生都必须通过全国考试，包括解答高深的物理试题。 包雷认为：”每一种制度都有其优点和弱点。中国的学校强调对STEM知识的广泛教学，美国的科学课程则比较有弹性，内容比较简单，可是很强调科学方法。我们必须思考新的教学策略，或许可以融合两者的长处”。 【案例1】包雷教授研究结果的启示 美国学生在中小学学的科学知识内容少，学的轻松，激发了学习兴趣，到大学后学习目的明确，有正确的学习动机，很快就能补上中小学少学的内容。 中国的中小学学的科学知识内容多，机械练习多，使得学生丧失了学习兴趣，到大学没有了学习动力。 部分高分学生到大学学习跟不上，甚至辍学就是明证。 【案例2】小学生每天有效学习时间 今日学堂校长张健柏发表了一篇名为《为什么小学生每天有效学习时间不足一小时》的文章，虽然观点偏激，有些也不正确，但是，他给我们提了个醒，可以引以为鉴，这里是节录。它从另一个侧面说明了进行“自主有效课堂的构建和教师学科素养的提升”意义重大。 【案例2】小学生每天有效学习时间 家长们可能基本上没有算过这笔账：您辛辛苦苦地把孩子送到学校，到底有多少时间会真正用在“学习”上？如果学校里每天只有一小时的有效学习时间，孩子生命中最宝贵的时间被大量浪费掉，您觉得冤不冤？ 【案例2】小学生每天有效学习时间 现在的小学课堂模式是：每天6节课，每节课40-45分钟，因为“教育专家”说，小学生的注意力集中时间不能超过这么多。实际上你会简单地发现您的孩子很早开始，玩她喜欢东西的时候就能持续很长时间，孩