学生对电源的认识——基于前后测的研究

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1、2010年第l0期物理通报物理教育研究与课程论学生对电源的认识——基于前后测的研究范佳午郭玉英刘亦工(北京师范大学物理学系北京100875)(北京市第八十中学北京100102)摘要：通过前后测的方法研究了高二学生对电源初学前后的认识，并对研究结果进行了分析关键词：电源前后测前认知“碎片”模型资源模型已有研究表明，学生在学习新的物理知识时，作用具有较丰富的前概念．经文献查阅和与一线教持有的相关前概念会影响其学习，原有的认知模式师的交流，我们预设学习之前学生主要可能存在下也会影响知识的建构．笔者认为，前认知的概念可以题中的五种认识．把学生的前

2、概念和学习新知识时的思维准备都包括【例1】(前测第1题)电源在电路中的作用是进来¨．前认知是指学生在学习新知识前头脑中A．为各种外电路提供恒定的电压原有的与之相关的认识和认知模式．了解学生的前B．为各种外电路提供恒定的电流认知是进行有效教学设计的基础．我们可以通过在c．为各种外电路提供电荷新课前精心设计试题进行测试(前测)来实现对前D．将其他形式能转化为电能认知的检测，在新课之后进行有特定目的的测试E．将自身储存的电能释放到电路中(后测)．一方面可以从某些特定方面检测教学的效选择每个选项的学生人数占参加前测总人数的果，另一方面可在一定程度

3、上进一步了解学生在学百分比见表1．完新课后的认知状态．本文采用前后测的研究方法，表1自编试题调查了在教学前后学生对电源的认识．选项ABCDE本研究的测试样本为北京市某示范性普通高中高二年级理科班共65人，该校使用教科版物理教百分比／％6627155434材．前后测试题针对教科版教材“电源的电动势和注：D正确．内阻”一节设计，考查的内容为本节的重点：电动可见，多数同学持有电源为外电路提供恒定的势、内阻、电源在电路中的作用(将其他形式能转化电压的前概念；有约半数的同学已经认识到电源将为电能)．测试的题型包括选择题和简答题，其中所其他形式能转化

4、为电能的作用；还有相当一部分同有选择题均为不定项选择．在新课开始前一周内实学持有电源自身储藏有电能、为外电路提供恒定的施前测，新课结束后第二天实施后测．前测、后测、前电流的前概念，相比有少部分同学持有电源为外电后测的比较结果如下．路提供电荷的前概念．1前测检测出的学生与电源有关的前认知1．2检测出学生学习电动势时思维上的一个难点电动势是反映电源非静电力做功的本领的物理1．1学生对电源持有的一些前概念量．由于要反映电源本身的性质，它不是通过非静电电源在电路中的作用为将其他形式能转化为电力做的总功多少来定义，也不是通过非静电力做功能．由于在生

5、活中常接触电池等电源，学生在初中对的功率大小来定义，而是通过非静电力对单位电荷电源也有初步的学习，因此学生对电源在电路中的做功的多少定义．这与学生生活中常见的思维方式有差异．生活中常用总量多少表示本领大小，如能拉：l：中国教育学会物理教学专业委员会课题《中学物理教学中的越多客人的客车运送本领越强；也常用物理量功率有效探究教学与教师教学观念和教学能力发展的系统研究》成果之一，课题编号35109表示本领大小，如功率大的加热器加热本领更强．当一85—2010年第10期物理通报物理教育研究与课程论然，学生在此之前的学习中也接触过用比值定义法多个情

6、境考查同一个知识点：看学生在各种情境下定义物理量，如密度、场强、电势等]．如果将新知都能激活科学的理解，抑或是某些情境下仍然激活识和来自过去生活或学习的个人经验适当地联系起相异概念．来，则经验可能成为学习新知识的“资源”；如果不．【例3】(后测第3题)图1是手摇式感应起电能联系起来，则学习会相对困难；而学生如果将新知机，把它的两个电极连在电路两端，用手摇动起电识和经验不适当地联系起来，则可能造成学习新知机，则它成为电路中的电源，考虑该起电机作为电源识更加困难．基于此，设计了例2．和例1中的电池【例2】(前测第4题)定义电场某一点的力的性A

7、．电池中储藏有电能，当电路闭合时释放出来B．手摇发电机储藏有电能，当电路闭合时释放质时，用E=；定义电场的能的性质时，在规定了q出来势能零点后，用检验电荷在该点的电势能除以电C．电池可以将化学能转化为电能荷q定义电势．D．手摇发电机可以将机械能转化为电能(1)以上两个定义为什么要除以检验电荷的电E．电池可以源源不断地创造电能荷量q?F．只要一直摇，手摇发电机可以源源不断地创(2)假如泰山的缆车可将游客提高600m，某次造电能运送了重300N的小孩上山；八达岭的缆车可以将游客提高300m，某次运送重800N的青年上山．请问就缆车本身而言，哪

8、个缆车提高游客的重力势能的本领大?为什么?第(1)问，43％的同学回答正确，34％的同学回答不到位或错误，23％的同学未答；第(2)问，73％的同学认为八达岭缆车本领大，12％的同学认为泰山的