高中生应用物理图像解决问题研究

论文摘要

文字、符号、图像构成了独特的物理语言,三者相互补充、相互转化,从而准确、生动地把物理世界及其规律展现给我们,同时也产生了丰富的、独特的表征方式,如文字表征、口头表征、图像表征、数学表征等。其中,用图像表征问题是物理学习及问题解决的一个重要方面。图像表征是指用图的形式来阐述问题。应用物理图像解决问题特指物理学习中,应用示意图和物理函数图象等方式描述物理过程、情景和推理过程,包括识图和构图两个层次。灵活、主动地运用物理图像对学生具有很大的促进作用。首先,物理图像可以发展学生的视觉—空间智力,提高学生的物理创造性思维,还可以培养学生的审美情趣。其次,在物理学习中,图像可以帮助理解物理概念,促进物理规律的学习,帮助分析物理实验,更有利于物理习题的解决。从对教师的访谈和学生考试情况分析发现,学生应用物理图像的意识薄弱,并且能力不强。在高中物理教学及学习中,文字、符号几乎成了物理的代名词,图像语言得不到应有的重视和应用。对高中生应用物理图像解决问题的现状及其影响因素问卷调查结果显示:一、在物理问题解决中,学生对示意图比较依赖,大部分学生有画图的意识,但在正确画出示意图表达题意方面存在一定问题。对于物理函数图象,学生应用的比较少,只有很少部分学生经常应用这种方法,大部分学生只是偶尔在固定题型中使用。在自主应用函数图象的问题上学生的意识普遍薄弱。二、出现上述结果的原因是多方面的,主要有:(1)大部分学生认为物理图像对物理问题的解决比较有帮助,并且比较可靠,但喜欢用这种方式的人并不多。(2)各级各类学校的教师在平时的教学中都能够较规范地画示意图和函数图象,但留给学生自己动手的空间远远不够,并且不注意讲解图像的画法、技巧之类的常识。对于函数图象的应用,教师的态度普遍趋于保守,在考试中不太提倡学生采用这种方法。(3)问题的性质对学生应用物理图像解决问题有一定影响。情景类的物理问题,大部分学生能画出示意图;要求画出函数图象的问题,学生的作答情况也比较好;但是,遇到综合性的,尤其是自主应用函数图象的问题,学生的作答情况很差。(4)学生以前应用物理图像解题的经历也会对学生自身产生影响。基于问卷调查的结果,建议教师在平时的物理教学中要重视图像的构建过程;充分发挥教师的示范作用,培养学生良好的作图习惯;还要加强实验教学,丰富学生的想象能力,提高应用函数图象处理数据的能力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 课题研究的现状
• 1.2.1 物理问题解决中的表征研究
• 1.2.2 图像研究的相关综述
• 1.3 几个基本概念的界定
• 1.3.1 物理图像的界定
• 1.3.2 图像表征
• 1.3.3 “物理问题解决”的含义
• 1.4 本研究的主要工作
• 2 物理图像应用的理论建构
• 2.1 “经验之塔”理论与认知—发现说
• 2.2 双重编码理论
• 2.3 问题解决理论
• 3 物理图像的功能
• 3.1 物理图像的教育功能
• 3.1.1 物理图像可以培养学生的视觉—空间智力
• 3.1.2 物理图像可以提高学生的物理创造性思维
• 3.1.3 物理图像可以培养学生的审美情趣
• 3.2 物理图像的教学功能
• 3.2.1 帮助理解物理概念
• 3.2.2 促进物理规律的学习
• 3.2.3 帮助分析物理实验
• 3.2.4 有利于物理习题的解决
• 4 高中生应用物理图像解决问题的调查研究
• 4.1 调查问卷的目的
• 4.2 样本选取
• 4.3 问卷的设计思路
• 4.4 调查问卷的回收及结果分析
• 5 研究的结论与建议
• 5.1 本研究的结论
• 5.2 对物理图像教学的建议
• 5.2.1 充分发挥教师的示范作用，培养学生良好的作图习惯
• 5.2.2 重视图像的构建过程
• 5.2.3 加强实验教学，丰富图像的素材
• 5.3 应用物理图像解决问题的教学案例
• 5.4 反思
• 参考文献
• 附录一 预调查问卷
• 附录二 调查问卷
• 附录三 关于物理教师图像意识的访谈提纲
• 致谢
• 攻读学位期间取得的科研成果清单