因果、组合推理能力对学生理解牛顿运动定律影响的研究.pdf

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因果、组合推理能力对学生理解牛顿运动定律影响的研究

中文摘要

物理概念是整个物理学知识体系的基石,也是学生学好物理的关键,物理概念贯穿

整个物理学习阶段。学生只有深层次、多维度的理解概念才能逐渐形成物理学科核心素

养。科学推理作为物理学科核心素养下科学思维的一个分支,强调在多变的因果条件下

做出基于证据的决策,通过对国内外“科学推理能力”“概念理解”“科学推理能力与概

念理解关系”的研究进行综述,在ChengChen、LeiBao等人研究的基础上,提出“学

生缺乏正确的科学推理导致错误概念的产生,较低的科学推理能力无法实现概念转变从

而影响概念深度理解”的研究假设。基于文献法、测验法、量化分析法进行研究。

选定力学牛顿运动定律为研究内容,聚焦理解牛顿运动定律受哪些推理的影响,

挖掘概念理解相关测试题FCI、FMCE、OMC及测量学生牛顿第三定律的因果推理测试

题中学生错误概念背后的推理能力——因果推理、组合推理能力,进而对试题进行重组,

请一线高中物理教师提出建议并修改后形成新的测评工具,通过预测试保证较高的信效

度形成最终的测评工具来对“因果、组合推理能力对学生理解牛顿运动定律的影响”进

行研究。

以山西省A校、江苏省B校高一、高二、高三学生为研究对象进行测试,对测试数

据计分编码,划分不同的水平,来分析不同学校、年级学生牛顿运动定律理解、因果推

理能力、组合推理能力所处的水平,通过对各年级学生每道题、每组题的正确率及高频

选项来判断学生的推理方式,对比不同年级学生的正确率来判断学生因果推理、组合推

理能力的变化,了解学生能力水平的变动,进而判断“因果、组合推理能力对学生理解

牛顿运动定律的影响”。

此外本研究还探讨了学生牛顿运动定律概念理解、因果推理、组合推理能力与物理

考试成绩的相关性以及男女生牛顿运动定律概念理解、因果推理、组合推理能力差异性。

借助Excel与SPSS26.0对收集的数据进行处理,分析得到“牛顿运动定律理解中涉及

因果推理、组合推理。因果、组合推理能力会影响学生深度理解牛顿运动定律”“缺乏

正确的推理会导致学生错误概念的形成”“学生的牛顿运动定律理解、因果推理能力、

组合推理能力与最近一次物理考试成绩具有一定程度相关性”“学生的牛顿运动定律

理解、组合推理能力存在性别差异,因果推理能力不存在性别差异”的结论。并对教学

有一定的启示。

关键词:牛顿运动定律,概念理解,因果推理能力,组合推理能力

Astudyoftheeffectofcausalandcombinatorialreasoningskills

onstudentsunderstandingofNewtonslawsofmotion

ABSTRACT

Physicsconceptsarethecornerstoneoftheentirephysicsknowledgesystemandthekey

tostudentslearningphysicswell.Onlythroughadeepandmulti-dimensionalunderstandingof

conceptscanstudentsgraduallydevelopcoreliteracyinphysics.Scientificreasoning,asakey

abilityofscientificthinkingunderthecoreliteracyofphysics,emphasizesmakingevidence-

baseddecisionsundervariablecause-and-effectconditions.BasedontheresearchofCheng

ChenandLeiBao,weproposethatstudentslackofcorrectscientificreasoningleadsto

misconceptions,andlowe

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