高中生对加速度的理解及教学设计的研究

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新课程改革关键是在于改变传统的教育价值观,本文介绍了从学生终身学习和发展为出发点的教育价值观,从尊重学生的认知特点出发,提倡进行校本研究,研究学生学习的心理机制,从而开发出适合本校学生特点的校本课程,进行有效教学,促进学生的发展。本文利用这种价值观,借助国内外的研究成果,企图通过测试和访谈等手段研究广西北流中学的455名高中生理解加速度的特点和水平,再借助探究教学的理念开发出一套适合本校特点的教学方案。借鉴FCI和FMCE编出一份速度和加速度的测试题,进行测试和统计发现:1、对速度的理解和对加速度的理解有一定的相关性,还有很多高中生处在从位置判断速度大小的水平,处在这种水平的学生不能很好地理解加速度。2、对加速度概念的理解有着明显的男女性别差异,这种差异可能是男女数理逻辑智能的差异造成的。3、高三学生加速度概念掌握得明显比高一高二好,这可能是思维随年龄发展的结果。为了进一步研究,本文借鉴Trowbridge和L.C.MoDermott的研究编出一套测试问卷,统计分析发现:(1)很多学生从位置判断加速度,认为位置越高加速度越大,这个情况年龄越低越严重。这可能是因为学生习惯从空间位置判断运动学问题。(2)用a= (Vt-V0)/t或a= (Vt2-V02)/2s去判断加速度的大小,很多混淆了速度和加速度的概念,认为速度越大加速度越大。在实际问题的情景中没有速度变化率的概念。(3)不清楚加速度的决定因素,不懂得用a= F/m去判断加速度的大小和方向。(4)在实际问题的情景下用控制变量分析问题、解决问题的能力比较低。综合以上研究,对加速度的理解可以划分为如下三个发展水平:(1)位置-速度水平。处在这一认知水平的学生由于速度没理解好,很难理解加速度的概念(2)速度变化-速度变化率水平。处于这一认知水平的学生很容易混淆速度和加速度,认为速度为0加速度也为0。(3)加速度-力水平。处于这一认知水平的学生能够用牛顿第二定律分析加速度的大小和方向。最后本文认为速度是加速度的前概念,在加速度的教学之前用一课时提高速度的认知水平,在加速度教学时通过探究让学生掌握加速度的决定因素,并提高其控制变量的能力。
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