初三学生简单电路错误概念现状调查研究

论文摘要

学生在正式学习物理之前,对所感知到的物理现象、物理知识已经有自己的认识和理解,我们把这些认识和理解称之为“前概念”,前概念中有一些与科学概念不相一致,为错误概念。传统教学往往容易忽视学生头脑中的“前概念”,以致学生在学习过程中,死记硬背,在学习结束后,仍坚持原有的认识,难以形成科学概念,不能有效地解决实际问题。教师即便有意识地去关注前概念,设计教学,由于前概念本身固有的自发性、隐蔽性、顽固性、持久性等特点,实现错误概念的转变依然难以凑效。这一问题引起了诸多教育理论专家和物理老师的广泛关注,关于错误概念的研究,内容涉及广泛,以力学最为集中,电学、磁学、光学、热学等也日益备受关注,研究方法多样,并日趋规范,总体趋势由最初的理论探讨转向以开展问卷调查和教育实验为主的量化研究或以观察、访谈为主的质性研究,最终以揭示被试的认知错误模式或实现概念转变为主要目的。笔者在一所中学调研期间,通过观察课堂,与物理老师交流,了解到初三学生学习《简单电路》一章时,存在较多的错误概念,这对后续电功率、电功以及高中阶段电学的学习产生较大影响。本研究以学生对简单电路一章涉及的完整电路、短路、电流、电压、电阻等概念的认识为研究内容。借鉴DIRECT1.0调查工具,结合本人的前期实地调研,编制《初三学生简单电路认知状况调查》问卷,在新乡地区抽取三所中学(市重点中学、市普通中学和农村中学各一所)中的448名初三学生开展调查,对结果进行统计分析,发现:(1)城市重点中学学生、城市普通中学学生、农村中学学生在理解简单电路部分概念时存在显著差异;(2)不同性别的学生在理解简单电路相关概念时差异不显著;(3)学生的物理学业成绩与对错误概念测试结果具有相关性;(4)初三学生对简单电路部分的错误概念集中在以下几个方面:对灯泡结构的表层认识;对短路概念的错误理解;认为电池是一个恒流源;对串联电路中电流处处相等,并联电路电压相等的知识处在实记层面,无法在新情境中灵活运用;对电流和电压的因果关系存在颠倒或模糊不清的认识;电流和其它电学概念混淆等。之后,对学生的集中错误概念开展二段式诊断测试,对学生的作答结果进行分析后发现,学生在对简单电路部分概念理解时存在顺序推理、局部推理等思维模式。最后,对研究结果进行讨论,总结了研究中的不足以及进一步研究的建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 问题的阐述
• 1.3 概念界定
• 1.4 论文的结构
• 1.5 研究方法
• 第二章 相关理论基础和文献综述
• 2.1 概念学习的相关理论基础
• 2.1.1 奥苏贝尔的有意义学习理论
• 2.1.2 建构主义学习理论
• 2.1.3 概念转变模型理论及其发展
• 2.2 文献综述
• 2.2.1 国内关于错误概念的研究现状概览
• 2.2.2 国内关于物理错误概念的研究现状描述
• 2.2.3 国内外关于简单电路部分错误概念的研究综述
• 2.2.4 文献综述小结
• 第三章 研究设计
• 3.1 研究问题与假设
• 3.1.1 研究问题
• 3.1.2 研究假设
• 3.2 研究的基本框架
• 3.3 总体和样本
• 3.4 研究工具
• 3.5 数据收集过程
• 3.6 数据的处理和分析
• 第四章 研究工具的形成
• 4.1 《初三学生简单电路前概念诊断测试》工具的编制
• 4.1.1 实地考察
• 4.1.2 诊断测试施测过程及结果简析
• 4.2 预测问卷的形成
• 4.2.1 预测试问卷的编制
• 4.2.2 预测试问卷的施测过程
• 4.2.3 预测试问卷的结果分析
• 第五章 研究结果
• 5.1 正式问卷的施测与结果分析
• 5.1.1 正式问卷的施测
• 5.1.2 结果分析
• 5.2 差异性结果分析
• 5.2.1 学校和性别的多因素方差分析
• 5.2.2 不同学校学生测验成绩的差异性比较
• 5.2.3 不同性别的测验成绩差异性比较
• 5.3 相关性统计
• 5.4 测试试题作答结果统计
• 5.4.1 各题选项的人数分布和错误选项的集中情况
• 5.4.2 二段式诊断测试结果分析
• 5.4.3 研究结果的总结
• 第六章 讨论
• 6.1 关于结果的讨论
• 6.1.1 关于学校差异结果的讨论
• 6.1.2 关于性别差异结果的讨论
• 6.1.3 关于物理学业成绩与电学错误概念成绩相关性的讨论
• 6.1.4 对学生在简单电路部分存在的错误概念的讨论
• 6.2 研究的不足和进一步研究的建议
• 6.2.1 研究的不足
• 6.2.2 进一步研究的建议
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间主要研究成果