高中物理动量问题学习进阶研究

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动量知识作为解决动力学问题的三把金钥匙之一,不仅适用于宏观领域,还适用于微观领域。由于动量知识在物理学科占据重要的地位,因此教育部自2017年将动量纳入高考必考内容。物理必考内容中动量的加入拓宽了力学的深度和广度,增大了高考在动量方面的考察力度,这就对高中物理教师在传授动量相关知识时提出了更高的要求,因此寻找更有效的教学方式或方法也成为高中物理教师亟待解决的问题。本研究从学生认知角度出发,采取学习进阶教学策略,以科学探究的方法为指导,让学生经历由浅入深、从简单到复杂的进阶过程,最终达到对动量、冲量概念的深刻理解;在掌握了基本概念后,着重引导学生理解系统的选取以及内力外力的区分等,让学生在实验探究的过程中理解和掌握动量定理、动量守恒定律,并能够灵活运用这两个基本物理规律解释生活中的物理现象,解决相关问题。研究内容主要包括以下几个部分:首先,通过文献研究法对学习进阶和动量问题进行现状分析,发现当前研究中尚未有关于完整的动量知识体系的学习进阶及将进阶理论与实践相结合的研究,因此确定研究方向。其次,阐述本论文研究的理论基础:最近发展区理论、螺旋式上升理论、信息加工理论。接着,结合文本分析法,以高中物理课程标准和高中物理教材为主要依据,梳理动量相关知识;与一线教师交流,了解学生在学习动量知识过程中可能遇到的障碍,了解学生的认知发展规律;依据学科知识的内部结构和学生的认知发展规律,详细构建动量整体的进阶层级。然后,以最近发展区等理论为基础,遵循学生的认知发展规律,基于学习进阶教学策略,分别对“动量”、“动量定理”、“动量守恒定律”进行教学设计,以凸显动量的学习进阶过程。最后,采用实验法,选择两个水平相当的班级进行实验,测试学习进阶策略的效果,设计前测、后测试卷,并采用SPSS 25.0统计软件对测试结果进行分析。结果表明:与传统教学相比,学习进阶策略能让学生对动量的概念和规律理解得更深刻,且在灵活运用上,也更胜一筹,是一种可行的教学策略。希望本研究可以为一线高中物理教师在动量知识教学的实践中提供一定的参考。
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