高一学生物理运动学图像理解研究

发布时间：2020-05-16 15:10

【摘要】：图像是描述物理现象解释物理规律的一种重要的方式,运动学图像是物理图像问题的重要组成部分,对运动学图像的理解有助于学生对物理课程的学习。近年来,高中物理课程标准对学生运用和解释物理图像问题的能力,提出了越来越高的高求,在教学实践中,也越来越注重对物理图像问题的考查。然而,笔者在实习过程中发现,中学生对物理图像问题的理解现状不容乐观。因此,本文对高一学生运动学图像理解展开研究,以期了解学生对图像问题的理解现状,并提出相关的教学建议。本研究通过使用北卡罗来纳州立大学开发的运动学图像理解测试量表(TUG-K4.0版)与最后的开放性问题对东莞市某省级标准化高一学生运动学图像理解情况进行调查,主要从以下两个方面进行:一、统计高一学生运动学图像理解的总体情况以及在七个维度上的得分情况。分析学生的做题状况,并判断学生得分在不同性别、高低分组两个变量上是否存在显著差异性。二、根据运动学知识点与学生认知发展规律,确定运动学图像理解的三大概念。由学生平均答对率结合概念知识进行对比分析,综合学生的典型错误,总结出学生图像理解存在的困难及原因。本研究得出主要结论如下:(1)学生的数学知识迁移能力比较弱,不能很好的与物理问题有机结合。关于物理概念常见的错误类型为图像的混淆、图线斜率含义的混淆以及文字说明的混淆等;学生的抽象思维能力不够,常常错将运动图像当做物体实际运动轨迹。(2)学生TUG-K测试量表各维度上的表现,以速度-时间图求位移表现最好,以加速度-时间图求速度表现最差。(3)在图像互换维度上,学生在位移-时间图转化成速度-时间图表现最差,速度-时间图转换成加速度-时间图表现最好。(4)学生对常见的恒定加速度图像理解较好,而遇到均匀增大的加速度图像,就不能正确的理解物体所代表的运动状态了。(5)不同性别的学生测验的得分并无差异。但高分组与低分组学生的理解水平却存在着一定的差异。根据运动学图像的理解存在的问题和全卷最后的开放性问答题的答案,进一步总结得出对高中物理图像教学的建议:区分物理图像的性质与意义;体验自主构图过程以及运用计算机科技辅助教学。
【图文】：

曲线,全样本,题目难度,难度

图３－邋１全样本的各个题目难度曲线逡逑Ｆｉｇ．邋３－邋１邋Ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ邋ｖａｌｕｅ邋ｏｆ邋ｅａｃｈ邋ｔｏｐｉｃ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｗｈｏｌｅ邋ｔｅｓｔ逡逑

维度六给出一个运动图像，请学生选择对应的描述文本，此维度是提供物逡逑体运动的关系图，学生根据图形选择最佳解释或情景说明。统计学生的正确答逡逑题的百分比，如图４－１０所示。由答对百分比结果显示，学生在第１７题答题情况逡逑最好，第８题表现最差。正确率为６９％，，该题要求学生对位移图象的意义进行解逡逑释。在对学生的访谈中得知不少学生在位移－时间图像中把斜向下的直线当成是逡逑物体向山下滚的运动轨迹，把水平直线看做是是物体在沿一个水平面滚动。实逡逑际上是混淆了位移图象与物体实际运动轨迹的意义，第３题的答对百分比也逡逑不高，在位移时间图中表示的是一条不过原点的倾斜直线，物体应该是在以恒逡逑定的速度运动，而将近１／５的学生都把图像描述成了物体在以速度均匀增大方式逡逑２７逡逑
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：G633.7

【参考文献】