機械能教學困難的原因：一個多角度的考察.pdf

1、能量是物理學中最重要也是最抽象的概念之一，機械能是最常見的能量形式，機械能的教學在中學物理中占有重要地位，但已有的一些研究顯示，機械能教學的效果不能令人滿意。本研究通過文獻分析、調(diào)查訪談、問卷測試等方法，從學生有關功和機械能的前概念、功和能量概念本身的發(fā)展歷史、中學物理教科書中機械能內(nèi)容的編寫、機械能教學實驗和手段等不同方面，對已有的能量教學及其研究進行初步的梳理，探尋機械能學習困難的可能原因。然后，根據(jù)研究結論，提出改進機械能教學的初

2、步設想，作為機械能教學設計的準備。 首先，對已有能量概念理解和能量教學的文獻研究發(fā)現(xiàn)，學生理解的能量概念中有很多不同的前概念，容易把力與能量混淆，難以理解能量守恒。傳統(tǒng)的能量教學只在一個理想化的系統(tǒng)中進行精確計算，脫離了學生的經(jīng)驗，增加了理解的難度，導致效果不好，學生學習后也難以在實際問題情境中運用能量守恒原理。因此，教學需要提供機會讓學生把能量轉(zhuǎn)化和守恒與自己觀察到的“真實世界”聯(lián)系起來，加深對能量概念的理解。 通過對

3、物理學發(fā)展史的研究，筆者發(fā)現(xiàn)功和機械能概念的發(fā)展有一個漫長的過程，起初兩個概念分別發(fā)展，進展緩慢，而當兩者聯(lián)系在一起后便快速發(fā)展。因而，功和能之間形成聯(lián)系是兩個概念發(fā)展的關鍵。由于學生概念的發(fā)展與科學史上概念的形成有一定的相似性，因此，形成功和能之間的聯(lián)系，對學生學習機械能的概念具有重要意義，教學需要促成聯(lián)系的形成。 對現(xiàn)有物理教科書的研究發(fā)現(xiàn)，在內(nèi)容上，傳統(tǒng)高中教科書中功的概念是在初中學習的基礎上進行的，而初中教科書引入功概念

4、比較生硬，學生學習后印象并不深刻。動能和勢能的概念基于功與能的關系提出，而功與能的關系一般是直接給出，缺少足夠的證據(jù)來證明其關系。新課程物理學習以提高學生的科學素養(yǎng)為目標，教科書對機械能內(nèi)容也作出了改進，整體上加強了與生活的聯(lián)系，但在功概念的引進及功與能關系的陳述上仍然存在不足，對如何形成功和能之間的聯(lián)系關注不夠，不利于學生理解。在方法上，通過對促進學生理解機械能的實驗和其他教學方法進行的研究發(fā)現(xiàn)，高中階段傳統(tǒng)實驗比較有限，定量分析的實

5、驗更少，基于計算機的實驗雖有增加，但仍然沒有推廣，學生以書面的理論學習為主。由于學生建構知識一般始于已有的經(jīng)驗事實，而功、功能關系的學習主要是基于邏輯推理，按照“說理”的思路進行，增加了學習的難度。另一方面，在學習開始階段就讓學生無條件的接受一個概念的做法，不利于發(fā)展學生的質(zhì)疑精神，對學生科學態(tài)度的形成會產(chǎn)生不利影響，與新課程的目標相悖。 對學生的調(diào)查和測試則顯示，學生對功、重力勢能和機械能守恒的理解存在較大困難，對動能的理解則

6、困難相對要少，說明已有的機械能教學具有很大改進空間?；谏鲜鰩追矫娴难芯拷Y論，論文提出了機械能教學的一些思路，內(nèi)容上按照功概念形成的歷史過程引入功的概念，對功能關系的闡述也借鑒功能概念的歷史發(fā)展進程，循環(huán)交替，逐漸深入。方法上讓學生在參與建構概念過程中學習，而非盲目接受知識結論，使教學不僅關注知識結論，而且關注知識結論得出的過程，使物理教育真正服務于提高學生的科學素養(yǎng)這一目標。 論文最后對研究的不足和后續(xù)研究的方向進行了反思和討