新手教师能量与动量概念认知研究

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提高教师队伍的整体素质,是我国教育事业的发展必要前提。课程改革的背景下,被视为“不专业”的新手教师,其专业化发展之路更为崎岖。作为科学基础学科的教师,物理学科的新手教师时常面临比其他学科教师更为严峻的挑战。2017年我国正式颁布的《普通高中物理课程标准》提出注重体现物理学科本质,培养学生物理核心素养。其中,理解物理核心素养之物理观念的关键是把握“物理概念和规律等在头脑中的提炼与升华”。因此,物理概念教学在提升物理核心素养中有至关重要的作用。物理概念教学过程中,新手教师对物理概念的本质把握模糊,从而更难提炼升华,进而影响物理概念教学的课堂效果。能量与动量是物理概念体系中最为基础且使用最为广泛的。现有物理概念认知研究的数据中,缺乏对新手教师在能量与动量概念认知的研究。这一研究根本的出发点是通过分析新手教师在能量与动量概念的认知情况,帮助新手教师解决自身存在的物理概念认知问题,提升物理概念教学的课堂效率。本研究采用EMCS(Energy and Momentum Concepts Survey)量表调查了于 2019 年 7 月返回 S 师范大学接受培训的122名教龄在1-2年的新手教师,用Rasch模型对测试数据分析,从宏观层面和微观层面回答新手教师能量与动量概念具有怎样的表现。之后,对4名新手教师进行一对一半结构化访谈,进一步回答上述问题。本研究期望通过对新手教师能量与动量认知的研究,帮助新手教师自我提升从而提高物理概念教学的效率。本研究的主要结论:第一,新手教师能量与动量概念认知宏观表现结果良好。平均成绩为21.8分(满分25分),平均能力估计值为2.60远高于测试题目的估计值。新手教师能量与动量概念认知的能力估计值基本呈正态分布。第二,新手教师能量动量认知微观层面表现结果基本良好。在学科知识层面,机械能概念认知的能力估计值为2.85,动量概念的能力估计值为2.249,能量与动量概念的综合能力估计值为2.31,均高于本文设置的水平3(最高水平)的临界值。EMCS量表涉及两类科学思维方法分析。在模型法中,“子弹打木块”认知表现较佳,爆炸模型认知表现较差,对于简单的碰撞模型认知表现良好,对于情景复杂碰撞模型,容易受到干扰。新手教师普遍缺乏对物理情景系统分析的能力。第三,新手教师能量与动量概念认知的情况与概念教学情况相关。能量与动量概念认知处于平均水平的教师,不能很好的在课堂中讲解这一部分的内容。远高于平均水平的新手教师,能够进行高效的概念教学。本研究以新手教师为研究对象,对其能量与动量概念的认知研究过程中,以题目难度估计值为认知水平分界点,更为贴切地评估新手教师能量与动量概念的认知水平。同时,为新手教师制定个性化的能量与动量概念认知成绩报告单,提出具有针对性的建议,帮助新手教师及时发现和修正自己的问题。
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