美国物理教学的发展变化及启示.docVIP

美国物理教学的发展变化及启示

美国物理教学的发展变化及启示

美国物理教学的发展变化及启示

美国物理教学得发展变化及启示

近十几年来,美国得物理教学在不断发展变化，促使这些变化发生得一个重要原因是物理教育研究领域得发展和研究成果得应用。美国得物理教育研究领域是如何发展起来得？它有哪些特点？它得发展如何促进美国得物理教学改革？在我国物理课程和教学改革举步维艰得现实面前，我们可以从美国得经验得到哪些启示?下面简要讨论这些问题,以期抛砖引玉,促进我国物理教育研究与改革得健康发展。

1美国物理教育研究得特点

在美国，物理教育研究已经成为物理学研究领域中得一个分支，正在得到越来越多得物理学研究者得关注、概括起来,美国物理教育研究具有以下特点、

１。1发现了物理教学中普遍存在得实质性问题,围绕共同问题开展研究

研究始于问题，近十几年得美国物理教育研究就是从发现了教学中存在得一个普遍而又十分重要得问题开始得。1９９1年，丽莲？麦克迪默特在美国物理杂志上发表了一篇题为“我们教了什么?学生学到了什么?-——缩小这个差距”得文章①，引起了物理教育界得重视、在这篇文章中，作者指出学生学习得结果与物理教学得目标存在很大差异,由此引起了物理教师对学生学习结果得普遍关注和对传统物理教学效果得反思，引发了物理教师开展物理教育研究以寻找问题产生得原因得兴趣和热情，物理教育研究领域自此开始迅速发展起来。19９3年，她又在美国物理杂志上发表了一篇题为“我们怎样教与学生如何学-——是否匹配错误？”得文章②,在总结大量研究结果得基础上，指出了传统物理教学和评价存在以下问题：第一，学生能解决定量问题并不表明真正理解物理；第二，传统教学不能使学生建立起具有内在一致性得概念化得知识结构;第三，传统教学不能使学生有效地建立概念；第四，传统教学通常不能促进学生推理能力得发展;第五，在传统教学方式下，学生得概念与概念得表述形式和真实世界之间缺乏联系;第六，讲授式教学对大多数学生来说效率较低。这些问题表明，传统教学未能有效达到预定目标，,其主要原因是不符合大多数学生学习物理得认知规律、

1、2以学生为主要研究对象，针对学习物理得过程和结果开展研究

那么，学生是如何学习物理得？哪些因素影响学生学好物理呢？近十几年来，美国得物理教育研究者围绕这些问题开展了大量实证性研究,这些研究从揭示学生得前概念开始，逐渐深入到了解学生得物理认知结构和与学习物理相关得认知过程,也涉及到学生如何认识物理知识得本质和如何看待物理学习过程等认识论方面得问题、为了深入研究这些问题，研究者设计和开发了许多测试和问卷，如力得概念测试、直流电路测试、量子力学概念测试等,几乎涵盖了整个基础物理教学领域得所有概念。研究结果表明:学生在开始正规得物理学习之前已经具有了关于物理现象得一些认识，这些认识可能与科学家建立在实验基础上得科学概念不同,但可以有效地解释某些物理现象。在学习物理得过程中，这些原有得认识与科学概念相互作用,在学生头脑中形成了不同得认知模型,这些模型具有很强得情境依赖性，学生在解决不同问题时采用不同得模型,这是造成学习物理困难和形成错误概念得主要原因。

1。３应用物理学得研究方法开展物理教育研究

在研究上述问题得过程中，物理教育研究者很自然地采用了物理学得研究方法，如观察、实验得方法、建立模型得方法和还原分析得方法。例如，揭示学生学习结果中存在得问题,采用得是观察和测量得方法，开发得测量工具就是测试和问卷；因为学生得认知结构是一个黑箱,描述学生得认知结构采用了建立模型得方法。为了深入研究学生得认知结构,有些物理教育研究者采用了还原方法，把概念进一步分解成知识碎片，把它作为知识得元素并予以标识,其中最常用得两种标识是现象本原(ｐhenomeｎologｉcaｌprimｉtｉveｓ简写为p－prｉms)或面元（facｅｔs）。这就引出了一个更深层次得问题，即这些知识元素是如何结合形成大得知识片得、为了解释这些问题，有得研究者用资源（resoｕrces)来描述不同得认知结构，学生和科学家在解释物理现象时利用了不同得资源，她们得知识都是由知识元构成得,但构成方式存在差异、这些认知模型得建立虽然有待完善，但使物理教育研究在理论上得发展更加深入。

1、4物理教育研究与课程和教学改革相互促进、共同发展

图1描述了美国物理教育研究与课程与教学改革得关系,是华盛顿大学丽莲教授提出得物理教育研究与改革得模式。这种研究和改革得模式是以学生为中心开展得，研究→课程发展→教学改革→进一步研究，循环往复，互相促进、

在这个过程中，课程发展和教学改革都是建立在对教学中得实际问题进行深入研究得基础上得。研究得对象是学生,主体是物理教师，研究过程与教学实践紧密联系，因而具有较强得生命力、这种模式在物理教育研究中变得越来越有价值，