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基于GeoGebra的高中物理问题表征能力研究

基于GeoGebra的高中物理问题表征能力研究

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作者：翟瑨宁夏师范学院

学位级别：硕士

物理问题表征,通俗来说就是对物理问题的解释,当一个物理问题被完全表征时,就说明该问题已被完美解决了。而在教学实践中,学生解决物理问题时存在着各种问题表征障碍:如在审题时,无法根据题中信息建立完整的问题模型,从而放弃解答;再如... 详细信息

物理问题表征,通俗来说就是对物理问题的解释,当一个物理问题被完全表征时,就说明该问题已被完美解决了。而在教学实践中,学生解决物理问题时存在着各种问题表征障碍:如在审题时,无法根据题中信息建立完整的问题模型,从而放弃解答;再如理解题意后,无法建立问题与物理知识的有效联系。这些障碍反映出学生在物理学习时,由于物理学本身的高度概括和抽象性,学生难以建立物理模型来表征物理问题。因此,寻找一种可视化的物理模型建立工具对解决学生物理问题表征障碍显得非常重要。近年来GeoGebra作为一款功能强大的教学软件进入了物理教育研究者的视野,这款软件涵盖了高中阶段所有的代数与几何知识,可以对抽象的物理模型进行动态可视化呈现,符合高中生在形象化思维向抽象化思维过渡期的认知特点。因此在物理教学中利用GeoGebra软件,能够帮助学生对物理问题情境构建可视化物理模型,对物理问题进行多种形式的表征,进而构建物理现象与物理本质之间的联系。上述过程对于培养学生的问题表征能力具有巨大的实践价值。本研究首先使用认知作业分析法,选取固原一中高二年级三个班共186名学生作为研究对象,首先对学生的物理问题表征能力进行教学前测研究。从测试结果中发现:学生的物理问题表征错误集中于初步内部表征和范畴表征这两个阶段,且物理问题表征能力普遍偏低。随后,本研究针对学生在前测中的问题表征障碍,基于使用GeoGebra工具设计并制作了相关教学案例,对研究对象进行了教学干预。经过教学干预后,再对学生的物理问题表征能力进行教学后测研究。通过对比前后测数据发现:对于同类型的物理问题表征,学生的后测成绩明显高于前测成绩。研究结果表明:利用基于GeoGebra工具的物理教学可以有效提升不同层次学生的物理问题表征水平。基于上述研究结果,本研究提出了基于GeoGebra工具提升学生物理表征能力的教学策略:对于内部表征能力较弱的学生,一、教师需要在平时的教学中引导学生用多种表征方式分析物理问题;二、教师需要在平时作业中训练学生的外部表征能力;三、教师要在平时教学中引导学生发现和挖掘物理问题的关键信息。对于范畴性表征能力较弱的学生,一、在教学中要减轻认知负荷,促进图式形成;二、提供样例对比,促进图式巩固;三、采用半开放型问题,促进图式运用。

关键词： GeoGebra 物理问题表征问题表征态理论认知作业法

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高中生生物学问题表征的理论与实践研究

高中生生物学问题表征的理论与实践研究

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作者：贺迎飞华东师范大学

学位级别：硕士

问题表征是问题解决的一个中心环节。问题表征直接影响到问题解决的难易与快慢。研究学生问题表征规律或心理特点对于合理进行因材施教、培养和提高学生问题解决能力具有现实意义。本研究通过查阅文献,在总结前人研究成果的基础上,采用... 详细信息

问题表征是问题解决的一个中心环节。问题表征直接影响到问题解决的难易与快慢。研究学生问题表征规律或心理特点对于合理进行因材施教、培养和提高学生问题解决能力具有现实意义。本研究通过查阅文献,在总结前人研究成果的基础上,采用问卷调查法了解中学生生物学问题解决的现状,并以信息加工心理学的理论观点为指导,采用认知作业分析法和口语报告法,通过数据量化的直观手段和定性研究,真实地对高中生生物学问题解决过程进行分析,从问题表征结构层次、形式和影响因素三个维度全方位揭示中学生生物学科问题表征的认知规律。研究结果表明:生物学问题解决符合一般问题解决模式,问题表征正确是学生成功解决生物学问题的前提。学生在问题表征中存在着问题表征的层次和形式差异。在问题解决过程中,学生通常以一种自己熟悉的表征方式表征问题,大部分学生容易形成外部表征,但优生更容易进入内部表征。对比较复杂的生物遗传规律类的问题,问题解决成功的学生普遍都经历了文字表征、图形表征、理论表征和数学表征四个阶段。高三学生女生的问题表征水平高于男生。学优生与学困生在问题解决的内部表征阶段所耗用的时间存在显著差异,学优生较学困生解决问题的内部表征时间长。中学生生物学问题表征水平受多个因素的影响,本研究中学生表征水平与学生性别、成绩、和元认知状态呈现较高的相关性,与学习风格不存在明显的相关。通过研究,提出了相应的教学策略,可以通过引导学生进行多元化的表征、建构结构化的生物知识图式以及增强学生元认知训练等提高学生的生物学问题表征能力。

关键词：问题表征生物学问题解决认知作业法口语报告法

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高中生物理问题表征及其研究

高中生物理问题表征及其研究

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作者：巫建芬苏州大学

学位级别：硕士

问题表征是问题解决者在头脑中以某种理解来呈现问题,使问题的任务领域转化为问题空间,是问题解决者对一个问题所达到的全部认识状态。本文以认知心理学中信息加工理论为指导,采用认知作业法和口语报告法,对高一和高三学生物理问题表征... 详细信息

问题表征是问题解决者在头脑中以某种理解来呈现问题,使问题的任务领域转化为问题空间,是问题解决者对一个问题所达到的全部认识状态。本文以认知心理学中信息加工理论为指导,采用认知作业法和口语报告法,对高一和高三学生物理问题表征情况进行研究,探讨了高一和高三学生物理问题表征的异同,以及对同一物理问题,在不改变其物理实质、采用不同的表述方式时,同一层次不同班级学生问题表征存在的差异。研究结果表明:1、高一学生和高三学生在问题表征上存在显著性差异;高三学生认知结构稳定,问题表征和选用策略不易受表述方式影响;高一学生问题表征策略易受表述方式影响,排除冗余信息能力差。2、通过对认知作业中错误的定性与定量分析,说明了表征错误主要集中在朴素表征阶段和物理表征阶段。3、通过对口语报告的分析,说明了高三学生在问题表征方面具有的优势。

关键词：问题表征表征策略认知作业法口语报告法

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