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物理概念的学习和理解是目前物理教育研究关注的热点,概念转变理论是关于学生概念学习和理解的研究的典型代表,随着概念转变理论的发展,各种检测学生前概念的测试工具应运而生。然而,如何从整体上把握学生物理概念的学习情况,发现学生在学习了概念之后到底还存在哪些问题,相关的研究就很少了,目前主要使用的工具是考试,还缺乏这种专门用于检测学生概念学习情况的研究理论和测试工具。 研究中本文首先综述了已有的概念结构理论,在概念结构理论的基础上,结合物理概念的“样例-建构过程-物理概念-概念使用”这一概念的学习过程,提出了物理概念学习内在结构的概念。所谓物理概念学习内在结构,是指对于一个物理概念,概念自身需要学习者理解掌握的各个要素所构成的有机整体。这一结构模型包括概念部分、概念建构过程部分和概念使用部分。该模型的提出是以教学中学生物理概念学习评价为出发点,以概念的学习过程为依据,以已有的概念结构理论为基础的。 在详细阐述了物理概念学习内在结构模型之后,研究选取加速度这一物理概念设计开发了加速度概念测试题,并且选取了3所学校的近500人次学生进行前后2轮的测试研究,以便判断物理概念学习内在结构模型是否可用于评价学生的物理概念学习情况,是否可用于指导设计物理概念的学习情况测试题。 通过对测试数据的整理,得出了以下研究结论: (1)经过测试研究,证实了以概念结构理论为基础,结合物理概念的特点和学习物理概念的过程,将其中的各个要素提炼和整合,最终得到的物理概念的内在结构模型的可用性。 (2)经过测试研究,证实了“物理概念学习内在结构模型——物理概念测试题”的物理概念测试题开发设计模式是可以用于物理概念测试工具开发的,这种开发模式是可以借鉴推广到别的物理概念中。 (3)现阶段学生的加速度学习确实存在很多问题,这些问题主要包括关于速度的方向性、关于概念建构过程和关于表征与数学工具三方面:同时,不同的学校之间也表现出明显的差异性,学生头脑中的概念掌握情况还表现出一定的发展性。