中学生物理认知水平模糊判别及其教育价值.doc

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1、河南教育学院河南教育学院河南教育学院邢红军　　物理教育作为一种促进学生科学化的科学教育活动，应当研究学生的认知水平与心理发展。这既是物理教育自身规律性的要求，又是90年代我国物理教育发展的迫切需要。　　教学要符合儿童的发展阶段。皮亚杰认为，教育是从属于受教育者发展水平的。1959年在美国伍兹霍尔召开的中小学理科教改会议上，日内瓦学派的代表英海尔德强调的也正是：“教学一定要考虑到当时学生所处的发展阶段。当教材的性质和难度适合儿童的认知结构水平时，学习才有最佳效果。在不同发展阶段，知识是以不同性质的方式获得的，教学方法必须与发展水平相匹配。”　　早在1982年7月

2、的全国中学特级物理教师会议上，雷树人同志就发表了《试论我国中学物理教学的传统》的讲话。他指出：“要根据学生的智力发展水平来考虑教学内容的深广度。怎样恰如其分地估计学生的智力发展水平，这是一个相当困难的问题。我们的经验是：在强调可接受性的时候，往往把学生估计得过低，在强调发挥学生的潜力时，又往往把他们估计得过高。要较好地解决这个问题，还需要对我们的学生有更多的了解，并进行理论的探讨。我们在这方面开展的研究工作不多，实际问题往往还是靠经验摸索着去解决。”　　十多年来，从我国中学物理教学发展的情况来看中学生物理认知水平的研究工作，被人们有意无意地忽略了。这种情况到目

3、前为止，可以说基本上没有什么改变。许多物理教育工作者在教材的知识结构、教学的方式方法等方面作了很好的工作，推进了物理教学研究的发展。然而，还应该清楚地认识到，整个中学物理教育的基础之一，即学生物理认知水平的判别问题，至今还未能得到很好的解决。[!--empirenews.page--]　　我们这项研究工作，一方面从中西方比较教育的角度去阐述中学生物理认知水平研究和发展的历史与现状，另一方面，尝试从物理教育量化方法已有的成果出发，用模糊数学的方法去认识学生的物理认知水平。这项工作分为四个部分。一、国内外中学生物理认知水平的研究方法及现状　　在国外，1965年开始

4、出现了用集体笔试学生运算模式的方法。这种测验要求的不是测验知识，而是测验学生的运算模式。这种方法不用实验设备，所需时间短，但效果不太理想。　　1975年，罗厄尔（J．A．Rowed）和霍夫曼（P．J．Hoffman）提出了另一种集体测试形式。他们给每个被试者准备一份测试小册子、一套有关的实验仪器设备和实验指导说明。这种方法有实验，是个改进，但需要大量的仪器设备，教师准备很费时间；学生对实验说明的理解有困难，有不按要求实验和操作的情形；测试时课堂秩序很乱，管理困难，效果也不很好。　　1978年，美国著名理科教育家安东·劳森（AntonE．lawson）选择了一套

5、较完整的、能测试各种基本运算模式的测试题，并进行了规模较大的对比实验。劳森将被试者分为三种类型：形式运算型、过渡（或中间）运算型和具体运算型。他发现，在513名被试者的集体测试中，大多数形式运算型可答对全部15道测试题中的12～15题。大多数过渡型可答对6～11题，而大多数具体运算型只答对1～5题。[!--empirenews.page--]　　处于不同思维发展阶段的学生，在物理学习中的表现有何不同呢？美国的理科教育家发现，不同类型的学生在物理学习中的表现有明显的区别，包括以下几个方面：1．用概念、规律解释现象的能力不同；2．设计实验的能力不同；3．简化假设的

6、能力不同；4．用数学分析物理现象的能力不同。　　在国内，1989年和1990年，首都师范大学的乔际平等人采用知识优等价排除法，用开底型试题对269名学生进行了能力测试，能力级别分布如图一所示。　　　　　　　　　　　　　　　　北京师范大学的段金梅等人则利用教材对学生思维水平的要求与学生成绩相比较，以教材对学生的要求当做评价的标准，把教材的要求用五个思维等级表示，如图二。图二中实线表示教材要求，虚线表示学生成绩。　　　　　　　[!--empirenews.page--]　　由图二可以看出，我国中学生的物理思维水平与教材要求相比较，是普遍偏低的。　　综观国内外中学生

7、物理认知水平的研究，我们发现，国外的研究不仅起步较早，而且研究方法与水平也比较高。因此，目前在国内物理教学中，加强这方面的研究就显得异常紧迫。二、中学生物理认知水平判别的理论依据　　判别中学生的物理认知水平，皮亚杰的认知发展阶段理论，可以为我们提供一个较好的理论解释模型。　　皮亚杰的认知发展阶段理论，把儿童从出生到大约15岁划分为互相衔接的、顺序不变的但特征各异的四个心理发展阶段。即感知运算阶段（0～2岁）、前运算阶段（2～7岁）、具体运算阶段（7～12岁）和形式运算阶段（12～15岁）。这四个阶段的主要标志是运算的思维水平不同。　　中学生的认知水平集中在具体

8、运算和形式运算阶段。因此，我们将重点研