高一学生物理问题解决中多元表征能力的研究.ppt

高一学生物理问题解决中多元表征能力的研究 一 选题缘由 1 物理教育及物理教育研究现状教育现状 训练多 反思少 重题型套路 轻过程方法 重模仿 轻迁移 重技巧 轻应用 导致机械记忆 研究现状 基于经验多 实证少 一题一议多 理论指导的研究少 2 心理学的角度问题表征是问题解决的关键 从内部表征入手 可以了解学生解题时的思维过程 找出解题障碍 而了解外部表征形式与学习者的认知关系 从外部表征入手是训练 提高解题能力的一个重要途径 一 选题缘由 3 物理问题中多元表征能力 的研究意义 一 选题缘由 物理问题中的多元表征 物理问题中的表述 呈现有多种形式 本论文将物理问题中常用到外部表征形式分为以下四种 文字表征 word 数学表征 mathematics 图象表征 diagram 示意图表征 pictorial 统称为物理问题的多元表征 多元表征能力的定义 将能识别出物理问题的多元表征 并能将其成功地运用于问题解决的个性心理特征称为多元表征能力 3 物理问题中多元表征能力 的研究意义多元表征能力的思维方法 思维形式与物理思维的方法 形式相同 是培养物理思维能力的重要手段 提高多元表征能力 有助于问题解决能力的提高 多元表征能力 要求学生能够从多角度 多方位地思考问题 这是发散性思维所必须具备的能力 是培养创新型人才的关键 找出多元表征能力与学习者问题解决能力的关系 可以利用多元表征能力测试来衡量学习者问题解决能力的高低 判断其是否进行有意义学习 一 选题缘由 一 选题缘由 最后 选择高一学生作为研究对象的意义 由于高一是物理学习的一个转折点 学生学科能力趋向在这一时期开始分化 对这一阶段的学生进行研究有助于挖掘学生所具有的能力 使学生较为客观地看到自己的能力趋向 多元表征能力测试还可以成为高一学生一学年结束后的选择文科理科的一个客观依据 高一学生物理问题解决中多元表征能力的研究 二 研究问题与方法 主要任务 提出多元表征能力概念 试图建立一个多元表征能力的理论架构 设计多元表征能力测试工具开展实证研究 探讨高一学生多元表征能力水平 挖掘多元表征的教学功能 基于多元表征能力的测试理论和评价框架 对提高物理问题解决能力的培养提出具体可行的建议 研究方法 文献分析法 调查测试法 三 我们所做工作 文献分析理论研究多元表征能力测试的设计多元表征能力测试工具的编制 修改 实测以及质量分析与评价用数学统计方法对结果进行统计分析 四 结论与建议 结论 1 重点中学高一学生的多元表征能力普遍不高 以此可推知 普通中学高一学生的多元表征能力也一般 2 高一学生多元表征能力与物理问题解决能力具有较好的相关性 学生多元表征能力越高 其物理问题解决能力越强 3 学生在问题解决的过程习惯于用数学表征形式来解决问题 在构建和灵活运用合适表征解决问题的能力较差 四 结论与建议 4 学生不同形式的表征能力发展是不平衡的 数学表征自信度高 具备实验室经历 示意图表征的自信度高 5 图象 示意图表征对提高学生多元表征能力起到重要作用 6 在本次的测试中 并没有发现多元表征能力存在着性别差异 7 最后 实验教学有助提高学生的多元表征能力 特别是提高学生对示意图 图象等表征的识别理解能力 四 结论与建议 建议 第一 教师在教学中要注意引导学生对于问题进行适当的多元表征 第二 教师要注意对学生进行建立在内在表征基础之上的外在表征的训练 第三 提倡 交互式 教学 第四 通过多元表征测试 可以探测学生是否进行有意义学习 从某些侧面可以评价物理思维能力的高低 第五 物理教学要与实验相结合 五 不足与展望 测试时间与测试内容存在不可调和的矛盾 所取样本是否存在局限性 不同知识载体的多元表征能力测试学生的反应是否一致 不同年级学生的多元表征能力是否具有一致性 对高考试题的命制有无指导价值 文献分析 1国内外物理问题解决中 表征 的研究对专家 新手的物理问题解决的研究物理问题解决中内部表征的研究物理问题解决中外部表征的研究 2问题解决中 多元表征 的研究国外对多元表征与学生认知关系的实证研究国内不同学科对多元表征的研究 提高学习者问题解决能力 可从表征入手 对内部表征的研究可找出解题障碍 物理问题的外部表征形式与解题能力是密切相关的 对外部表征的研究 特别是 多元表征 的研究 是提高解题能力的一个重要途径 国外已有一定研究成果 国内对 多元表征 的研究甚少 化学 数学为主 物理学科可从这两门学科得到借鉴 然而 他们的研究也存在不足的地方 理论研究 信息加工理论表征理论多元表征能力理论 多元表征能力的定义多元表征能力的外显多元表征能力的基本层次多元表征能力的意义多元表征能力的测量方法 多元表征能力测试题的设计 依据多元表征能力理论与solo分类理论 多元表征能力测试题的设计 知识依托 物理必修一第一章运动描述以及第二章探究匀变速直线运动规律 测试量表质量的分析与评价 1 效度 内容效度与效标关联效度 a内容效度 逻辑判断法 目标与内容的符合程度高 b效标关联效度 优生组和差生组的平均分相差11 35分 这个数据表明 本测试能够区分这两个极端组 我们认为本测试具有一定的实证效应 2 信度 测试量表质量的分析与评价 信度系数 样本数 173 0alpha 0 4656 原因 第一 该测试每一类题目考察的多元表征能力的侧重点不同 不完全同质性 第二 本测试考察知识点不同 学生对不同知识的掌握水平可能不同 因此在一定程度上增加了信度估计的误差来源 第三 由于实际测试条件的限制 本测试题量不多 这是造成信度不高的很重要的原因 题目数量的增加 将会提高信度 测试量表质量的分析与评价 3试题的难度及区分度 三类题区分度 0 4 评鉴为 非常好 难度中等偏上 测试结果的分析 1总体分析 图5 1 2多元表征能力测试结果的分值分布情况 测试样本的多元表征能力水平不高 样本具有整体的代表性 测试结果的分析 2多元表征能力与物理问题解决能力的关系 a 从整体上看 相关极显著 b 大样本 说明多元表征测试能测到普通测试不能测到的东西 c 快速聚类法的进一步验证 得到启示 针对所要考核的知识内容 设计多元表征能力测试 以平时少用的表征形式呈现试题 可以探测学生是否进行有意义学习 表5 1 3全体学生多元表征能力测试结果与平时成绩的相关性分析 表5 2 1快速聚类的分析 测试结果的分析 3各种表征形式之间相关性的分析 表5 3 1第一类题学生得分情况 对于同一知识点 学生更擅长数学表征 学生进行有意义学习 图象示意图表征起决定作用 加强实验教学 可提高学生的多元表征能力 测试结果的分析 4学生问题解决过程中的多元表征能力研究 表5 4 2第九题测试结果频数 表5 4 1第九题统计 0分 没有作答 2 6分 能从题目提取有用信息 并用某种表征进行表达 8 12分 采用一种表征解决问题 14 18分 能采用多于一种表征解决问题 20 24分 所有的表征形式正确 所选的表征是解决该问题的最合适的表征形式 学生解题过程中的多元表征能力不高 在构建和灵活运用合适表征解决问题的表现不佳 调查显示 学生更喜欢用数学表征 中等物理教育应多渗透一些定性或定性半定量的物理研究方法 测试结果的分析 5学生自信度高的表征形式分析 自信度的定义 学生对题目难易程度的评价与实际作答表现情况的关系 分析学生自信度高的表征形式的意义 a高一学生表征能力的趋向性b发现学生多元表征能力的薄弱环节 方法 难易程度赋值越高 学生认为题目越难 难易程度的赋值与实际得分的相关性 正相关 自信度低 负相关 自信高 分析过程 自信度的分析 表5 5 1 5 5 8学生评价与实际成绩的相关比较 数学表征自信度高 该结论与考查的知识点有关 具备实验室经历 示意图表征的自信度高 测试结果的分析 6多元表征能力的性别差异的分析 表5 5 1多元表征能力测试男女各题得分及总分成绩统计 表5 5 2多元表