物理教育研究現(xiàn)狀介紹(含作業(yè))匯總課件

張靜zhangjing@物理教育研究現(xiàn)狀簡介張靜物理教育研究現(xiàn)狀簡介物理教育研究現(xiàn)狀簡介二三四一物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介物理教育研究范式國際物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題如何理解物理教育研究五物理教育研究的主要方法物理教育研究現(xiàn)狀簡介二三四一物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介物一、如何理解物理教育研究國際物理教育的研究模型學(xué)生研究教學(xué)課程發(fā)展郭玉英.以研究促改革：美國物理教學(xué)的發(fā)展變化及啟示[J].物理教師,2005,26(6):1-3一、如何理解物理教育研究國際物理教育的研究模型學(xué)生研一、如何理解物理教育研究物理教師是物理教育研究的主體轉(zhuǎn)變觀念和思路：

不要把研究看做教學(xué)之外的工作用研究的思路看教學(xué)：

把教學(xué)看做研究過程中的一環(huán)物理教師在研究中形成學(xué)術(shù)共同體：

用研究的結(jié)果改進(jìn)教學(xué)實踐一、如何理解物理教育研究物理教師是物理教育研究的主體轉(zhuǎn)變觀二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介

物理教育研究是一個年輕的研究領(lǐng)域，只有30多年的歷史。DavidHestenes亞利桑那州立大學(xué)EdwardF.Redish馬里蘭大學(xué)LillianMcDermott華盛頓大學(xué)二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介物理教育研究二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介DavidHestenes亞利桑那州立大學(xué)IbrahimHalloun,DavidHestenes.Theinitialknowledgestateofcollegephysicsstudents[J].AmericanJournalofPhysics,1984,53(11):1043-10551985年：MechanicsDiagnosticTest（MDT）1992：ForceConceptInventory（FCI）1995：對FCI進(jìn)行修訂二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介DavidHestene二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介EricMazur哈佛大學(xué)盡管傳統(tǒng)的物理教學(xué)方法培養(yǎng)了許多成功的科學(xué)家和工程師，但還是有太多的學(xué)生沒有在傳統(tǒng)的方法中得到激勵。那么，問題出在哪里？

從1984年開始，我就在哈佛大學(xué)講授工程與科學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)物理課程。在1990年之前，我一直是用課堂演示的傳統(tǒng)教學(xué)方式講授課程。我對自己的教學(xué)總的來說是滿意的。學(xué)生能夠很好地解決我所認(rèn)為的難題，對我的評價也非?？隙?。就我當(dāng)時所知，我講授的班不存在太多的問題。二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介EricMazur二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介EricMazur哈佛大學(xué)然而在1990年，我偶然看到哈嘍恩和赫斯騰斯的一系列文章，真的讓我眼前一亮。眾所周知，學(xué)生們在剛開始學(xué)習(xí)物理課程時對普遍的物理現(xiàn)象持有強烈的看法和直覺。這些認(rèn)識是源于個人經(jīng)驗，影響了在基礎(chǔ)物理課堂上教給他們的關(guān)于物質(zhì)的解釋。哈嘍恩和赫斯騰斯認(rèn)為我們現(xiàn)在的教學(xué)基本不能改變學(xué)生們這些所謂的“常識”看法。二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介EricMazur二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介EricMazur哈佛教學(xué)PeerInstruction同伴教學(xué)二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介EricMazurPee二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介LillianMcDermott華盛頓大學(xué)L．C．McDemaott.Whatweteachandwhatislearned:Closingthegap.Am．J．Phys．59，301-315(1991)．L．C．McDermott．“Howweteachandhowstudentslearn:Amimaatch?”Am．J．Phys．61(4)，295-298(1993)．二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介LillianMcDer二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介我們教了什么，學(xué)生學(xué)到什么？如何縮小它們之間的差距。我們怎么教和學(xué)生如何學(xué)？兩者是否匹配錯誤？傳統(tǒng)物理教學(xué)與評價的主要問題：學(xué)生能解決定量問題并不表明真正理解物理傳統(tǒng)教學(xué)不能使學(xué)生建立起具有內(nèi)在一致性的概念化知識結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)教學(xué)不能使學(xué)生有效地建立概念傳統(tǒng)教學(xué)通常不能促進(jìn)學(xué)生推理能力的發(fā)展在傳統(tǒng)教學(xué)方式下，學(xué)生的概念與概念的表達(dá)形式和真實世界之間缺乏聯(lián)系講授式教學(xué)對大多數(shù)學(xué)生來說效率較低二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介我們教了什么，學(xué)生學(xué)到什么二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介LillianMcDermott華盛頓大學(xué)探究物理我們教了什么，學(xué)生學(xué)到什么？如何縮小它們之間的差距。我們怎么教和學(xué)生如何學(xué)？兩者是否匹配錯誤？二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介LillianMcDer知識對于學(xué)生《物理教師》2007年第9期上一篇文章中的一段描述：一位醫(yī)科大學(xué)畢業(yè)的學(xué)生順手拿起桌上的一個蘋果向空中拋去，然后用手接住，笑著對我說，老師，加速度多大？你是指拋上去還是落下來的過程？（一個女孩，也是醫(yī)科大學(xué)畢業(yè)的）上升加速度朝上，下降時加速度朝下。（軍事指揮院校的畢業(yè)生干脆利索地回答）上升過程中速度都沒增加，哪有加速度？下降才有加速度吧？（師范大學(xué)畢業(yè)的，不是學(xué)物理專業(yè)）最高點蘋果都停下來了，肯定沒有加速度。（竟然是一個重點大學(xué)理工科畢業(yè)生的回答）老師，我忘得一干二凈了，全還給你了，白學(xué)了。（一個女孩，后來學(xué)文科了）……知識對于學(xué)生《物理教師》2007年第9期上一篇文章中的一段描二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介學(xué)術(shù)團(tuán)體與研究領(lǐng)域聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）設(shè)有國際純物理與應(yīng)用物理協(xié)會（IUPAP），其下設(shè)國際物理教育委員會（ICPE）。各國均有研究物理教育的學(xué)術(shù)團(tuán)體美國：AmericanPhysicalSociety（APS）、AmericanAssociationofPhysicsTeachers（AAPT）中國：中國物理學(xué)會下設(shè)物理教學(xué)委員會中國教育學(xué)會下設(shè)物理教學(xué)專業(yè)委員會二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介學(xué)術(shù)團(tuán)體與研究領(lǐng)域二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介主要研究人員認(rèn)知心理學(xué)家物理教師科學(xué)教育者關(guān)注人類認(rèn)知關(guān)注物理學(xué)科關(guān)注一般的教學(xué)策略具體的困難具體的教學(xué)策略認(rèn)知和教學(xué)理論二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介主要研究人員認(rèn)知心理學(xué)家物二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介為什么研究？誰來研究？研究什么？怎樣研究？研究基礎(chǔ)是什么？研究成果如何交流？已經(jīng)取得哪些成果？還有哪些問題需要研究？基本問題：二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介為什么研究？基本問題：三、國內(nèi)外物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題物理知識學(xué)生的知識和學(xué)習(xí)教師的態(tài)度和實踐課程發(fā)展評價教學(xué)情境三、國內(nèi)外物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題物理知識三、國內(nèi)外際物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題2000-2011年ERIC物理教育研究文獻(xiàn)主題比例分布圖三、國內(nèi)外際物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題2000-2011三、國內(nèi)外物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題2000-2011年CSSCI（中文社會科學(xué)引文索引）物理教育研究文獻(xiàn)主題比例分布圖三、國內(nèi)外物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題2000-2011年三、國際物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題PRST-PER中各個主題隨年份的變化三、國際物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題PRST-PER中各個三、國際物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題AJP中各個主題隨年份的變化三、國際物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題AJP中各個主題隨年份三、國際物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題研究主題具體內(nèi)容學(xué)生學(xué)習(xí)概念理解、概念轉(zhuǎn)變、相異概念、概念進(jìn)階、概念轉(zhuǎn)變的頑固性和持久性、問題解決、問題表征、專家和新手的差異、情境知識、同質(zhì)異構(gòu)問題、知識遷移、學(xué)習(xí)困難、學(xué)習(xí)期望、態(tài)度和動機、職業(yè)需求、心智模型、認(rèn)知結(jié)構(gòu)、知識建構(gòu)、本體論問題、違背期望、作業(yè)抄襲、學(xué)習(xí)公平和參與、預(yù)習(xí)、自我評價、性別差異、科學(xué)推理、科學(xué)思維、專業(yè)知識發(fā)展、學(xué)習(xí)成績、肢體語言、專業(yè)技能、科學(xué)活動能力教學(xué)方法教學(xué)策略、教學(xué)模式、概念教學(xué)、實驗教學(xué)課程建設(shè)課程設(shè)計、課程改革、實驗課程、課程實施、教材建設(shè)、教育公平教師發(fā)展教師探究教學(xué)課程、教師教學(xué)行為、教師信仰和價值、PCK（學(xué)科教學(xué)知識）、專業(yè)化發(fā)展、教師教育研究、教師對教學(xué)的認(rèn)同教學(xué)評價統(tǒng)計分析方法、測量和評價工具、測量工具的分析與評價（難度、區(qū)分度、信度、效度等）、Rasch模型、違背期望測量、編碼、形成性評價、項目反應(yīng)理論、測試條件對測試的影響、投票器（clicker）、課堂即時應(yīng)答系統(tǒng)（PRS）信息技術(shù)多媒體學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)課程和學(xué)習(xí)、虛擬仿真、在線作業(yè)、眼動追蹤技術(shù)、視頻分析、基于web的物理輔導(dǎo)系統(tǒng)、計算機模擬三、國際物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題研究主題具體內(nèi)容學(xué)生學(xué)三、國際物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題物理教育的核心任務(wù)：發(fā)展學(xué)生對物質(zhì)世界的認(rèn)識培養(yǎng)學(xué)生探索未知世界的能力物理教育研究主要圍繞兩個核心內(nèi)容展開：關(guān)于學(xué)生概念發(fā)展圍繞問題解決能力和科學(xué)探究能力三、國際物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題物理教育的核心任務(wù)：物四、物理教育研究范式

早期的大部分成果來自對學(xué)習(xí)者前概念（preconception）、相異概念（alternativeconception)、迷思概念（misconception）的研究，涉及到學(xué)習(xí)者頭腦中已經(jīng)存在的經(jīng)驗、觀點、認(rèn)識等。關(guān)于學(xué)生概念發(fā)展的研究四、物理教育研究范式早期的大部分成果來自對學(xué)習(xí)者前概念（四、物理教育研究范式如何檢測學(xué)生的前概念？國外用來檢測大學(xué)物理基礎(chǔ)課學(xué)生已有知識的量表：力學(xué)概念調(diào)查（ForceConceptInventory，簡稱FCI）。據(jù)Google統(tǒng)計，截至2012年9月，該文已經(jīng)被學(xué)術(shù)論文引用1678次，在美國每年有百所大學(xué)用FCI對大學(xué)一年級學(xué)生進(jìn)行前測后測。四、物理教育研究范式如何檢測學(xué)生的前概念？國外用來檢四、物理教育研究范式物理教育研究者已經(jīng)對學(xué)生在許多領(lǐng)域存在的困難做了研究運動學(xué)動力學(xué)能

熱和溫度壓力機械波振動電場直流電路電磁場幾何光學(xué)物理光學(xué)L.C.McDermottandE.F.Redish,”ResourceLetterPER-1:PhysicsEducationResearch”,Am.J.Phys.67(~Oct.1999).相對論現(xiàn)代物理量子力學(xué)四、物理教育研究范式物理教育研究者已經(jīng)對學(xué)生在許多領(lǐng)四、物理教育研究范式測試量表有：力學(xué)：FCI（ForceConceptInventory），F(xiàn)MCE（ForceandMotionConceptualEvaluation），MBT（TheMechanicsBaselineTest），MWCS（TheMechanicalWavesConceptualSurvey），F(xiàn)VAT（Force，Velocity，AccelerationTest）等電磁學(xué)：BEMA（BriefElectricityandMagnetismAssessment），CSEM（ConceptualSurveyofElectricityandMagnetism）等量子力學(xué)：QMCS（QuantumMechanicsConceptualSurvey）四、物理教育研究范式測試量表有：力學(xué)：FCI（Forc四、物理教育研究范式研究結(jié)果

隨著調(diào)查研究的深入，整個研究領(lǐng)域在學(xué)習(xí)者前概念存在的普遍性，前概念的頑固性，以及學(xué)習(xí)和教學(xué)都必須以學(xué)習(xí)者的前概念為出發(fā)點等方面基本達(dá)成了共識。四、物理教育研究范式研究結(jié)果隨著調(diào)查研究的深入，整個四、物理教育研究范式

現(xiàn)在的研究逐漸深入到了解學(xué)生的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)和與物理相關(guān)的認(rèn)知過程，也涉及學(xué)生如何認(rèn)識物理知識的本質(zhì)和如何看待物理學(xué)習(xí)過程等認(rèn)識論方面的問題。關(guān)于學(xué)生概念發(fā)展的研究四、物理教育研究范式現(xiàn)在的研究逐漸深入到了解學(xué)生的物理認(rèn)四、物理教育研究范式如何描述學(xué)生的概念發(fā)展過程？研究的理論基礎(chǔ)—概念轉(zhuǎn)變理論概念轉(zhuǎn)變理論屬于廣義的建構(gòu)主義理論學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的過程是一個概念轉(zhuǎn)變的過程，而不是新信息的點滴積累注重學(xué)生原有的概念和認(rèn)識利用學(xué)生原有概念和認(rèn)識設(shè)計教學(xué)四、物理教育研究范式如何描述學(xué)生的概念發(fā)展過程？研究的理論基四、物理教育研究范式1982年P(guān)osner等人提出概念轉(zhuǎn)變理論

理論依據(jù)：皮亞杰的認(rèn)知理論

庫恩的“范式更替”的科學(xué)哲學(xué)觀點

核心概念發(fā)生轉(zhuǎn)變的條件：對現(xiàn)存概念的不滿意新概念是可理解的新概念看起來是合理的新概念是富有成效的四、物理教育研究范式核心概念發(fā)生轉(zhuǎn)變的條件：四、物理教育研究范式1994年Chi概念轉(zhuǎn)變的本體論四、物理教育研究范式四、物理教育研究范式1992年Vosniadou的框架理論四、物理教育研究范式球形地球科學(xué)模型扁平球形地球初始模型綜合模型雙地球中空球形地球方形地球圓盤狀地球球形地球科學(xué)模型扁平球形地球初始模型綜合模型雙地球中空球形地四、物理教育研究范式1993年diSessa的知識碎片模型

diSessa（1993）認(rèn)為兒童對物質(zhì)世界的直覺知識是零碎的（knowledgeinpieces），他將兒童對物質(zhì)世界直覺的非邏輯推理的認(rèn)識稱為現(xiàn)象本原（phenomenologicalprimititives,簡稱p-prim）。四、物理教育研究范式diSessa（1993）認(rèn)四、物理教育研究范式2008年邱美虹的彩虹模型

四、物理教育研究范式四、物理教育研究范式如何基于模型開展教學(xué)？基于概念轉(zhuǎn)變模型（CCM）的六步教學(xué)法通過讓學(xué)生思考、預(yù)言或表明立場，讓學(xué)生意識到自己的前概念通過分享讓學(xué)生暴露自己的信念，先小組分享、然后全班分享通過檢測和小組討論，造成學(xué)生的認(rèn)知沖突通過學(xué)生解決觀察到的事實和前概念之間的矛盾，促使學(xué)生發(fā)生順應(yīng)，接受新概念擴展所學(xué)概念——通過將新學(xué)概念和其他情境（包括日常生活）聯(lián)系起來鼓勵學(xué)生繼續(xù)深入研究和新概念相關(guān)的其他問題四、物理教育研究范式如何基于模型開展教學(xué)？基于概念轉(zhuǎn)變模型（四、物理教育研究范式研究案例：美國哈佛大學(xué)EricMazur做的一項研究研究學(xué)生如何理解（或不能理解）物理概念目的：幫助每個學(xué)生克服學(xué)習(xí)物理中的困難，并幫助學(xué)生自主建構(gòu)物理概念。

開發(fā)更適用于多數(shù)學(xué)生的教學(xué)方式

四、物理教育研究范式研究案例：美國哈佛大學(xué)EricMazu四、物理教育研究范式記憶和理解？

1.如圖所示，一個電路由一個電池連接三個理想燈泡組成。當(dāng)開關(guān)S合上，下面哪些選項符合升高、降低或保持不變？燈泡A和B的亮度

燈泡C的亮度

電池流出的電流

每個燈泡的電壓電路中消耗的能量

E.Mazur,PeerInstruction:AUser’sManual(PrenticeHall,1997)研究案例：美國哈佛大學(xué)EricMazur做的一項研究四、物理教育研究范式1.如圖所示，一個電路四、物理教育研究范式記憶和理解？

2.求通過2歐姆電阻上的電流和a、b兩點間的電壓。E.Mazur,PeerInstruction:AUser’sManual(PrenticeHall,1997)研究案例：美國哈佛大學(xué)EricMazur做的一項研究四、物理教育研究范式2.求通過2歐姆電阻上的電流和a、四、物理教育研究范式記憶和理解？

研究案例：美國哈佛大學(xué)EricMazur做的一項研究四、物理教育研究范式研究案例：美國哈佛大學(xué)EricMazu四、物理教育研究范式記憶和理解？

只讓學(xué)生解計算題是不夠的研究案例：美國哈佛大學(xué)EricMazur做的一項研究四、物理教育研究范式只讓學(xué)生解計算題是不夠的研究案例：美國哈四、物理教育研究范式為了將學(xué)生的注意力集中在本質(zhì)概念的學(xué)習(xí)上，設(shè)計PeerInstruction（PI）教學(xué)模式研究案例：美國哈佛大學(xué)EricMazur做的一項研究四、物理教育研究范式研究案例：美國哈佛大學(xué)EricMazuPHYSICALREVIEWSPECIALTOPICS-PHYSICSEDUCATIONRESEARCH5,2009PHYSICALREVIEWSPECIALTOPICS四、物理教育研究范式針對教學(xué)中存在的問題開展研究，教學(xué)過程即研究過程研究的指導(dǎo)思想是建構(gòu)主義的：主要對象是學(xué)生研究的側(cè)重點是學(xué)生的認(rèn)知模式和態(tài)度在教學(xué)前后的變化用精心設(shè)計的評價工具對學(xué)生進(jìn)行診斷性評價用研究結(jié)果來改變教學(xué)設(shè)計，開展下一輪研究案例分析總結(jié)四、物理教育研究范式案例分析總結(jié)四、物理教育研究范式研究范式：物理教學(xué)過程與研究過程統(tǒng)一研究教學(xué)學(xué)生課程發(fā)展調(diào)查學(xué)生的原有認(rèn)識結(jié)合認(rèn)知科學(xué)、科學(xué)哲學(xué)等理論建立理論模型針對學(xué)生原有認(rèn)識和教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合建立的理論模型，設(shè)計教學(xué)策略檢測教學(xué)策略的有效性對研究結(jié)果進(jìn)行定性和定量分析，得出結(jié)論根據(jù)研究結(jié)論修改理論模型，進(jìn)行下一步研究四、物理教育研究范式研究范式：物理教學(xué)過程與研究過程統(tǒng)一研究四、物理教育研究范式：行動研究行動研究：研究者與實踐者統(tǒng)一的研究范式。研究的起點是教師對自身實踐的反思；研究的對象是現(xiàn)實中的具體問題；研究的目的是為了解決現(xiàn)實問題；研究的過程是為了改善現(xiàn)實的實踐；研究的結(jié)果是切實改變了的現(xiàn)狀。四、物理教育研究范式：行動研究行動研究：研究者與實踐者統(tǒng)一的五、物理教育研究的主要方法應(yīng)用物理學(xué)的研究方法開展物理教育研究觀察、實驗法

如：揭示學(xué)生概念學(xué)習(xí)中的問題，采用觀察、測量的方法，開發(fā)的測量工具就是測試和問卷。建立模型的方法

如：學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)是一個黑箱，描述學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)采用建立模型的方法。還原分析的方法

如為了深入研究學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，采用還原方法將概念分解為知識碎片，將它作為知識的要素給予標(biāo)示。五、物理教育研究的主要方法應(yīng)用物理學(xué)的研究方法開展物理教育研五、物理教育研究的主要方法研究類型研究方法定量研究調(diào)查法、定量描述、相關(guān)研究法、數(shù)模分析、實驗法、元分析法定性研究文獻(xiàn)法、經(jīng)驗總結(jié)法、比較法、歷史法、訪談法、觀察法、個案法、行動研究定性與定量結(jié)合包含以上兩種研究方法五、物理教育研究的主要方法研究類型研究方法定量研究調(diào)查法、定五、物理教育研究的主要方法圖6PRST應(yīng)用的研究方法隨年份的變化圖7AJP應(yīng)用的研究方法隨年份的變化五、物理教育研究的主要方法圖6PRST應(yīng)用的研究方法隨年總結(jié)發(fā)現(xiàn)了物理教學(xué)中普遍存在的實質(zhì)性問題，圍繞共同問題開展研究，關(guān)注學(xué)生對具體物理概念的理解和學(xué)生的學(xué)習(xí)困難仍然是國際物理教育研究領(lǐng)域研究的熱點，其次是對教學(xué)策略和評價的研究。在深入研究的基礎(chǔ)上改進(jìn)已有的測試工具，開發(fā)了大量新的評價工具?？偨Y(jié)總結(jié)與認(rèn)知科學(xué)相結(jié)合建立理論模型，應(yīng)用物理學(xué)的研究方法開展物理教育研究，逐漸注重定量研究與質(zhì)性研究的結(jié)合，研究方法進(jìn)一步科學(xué)化。物理教育研究與課程和教學(xué)改革相互促進(jìn)、共同發(fā)展。研究過程和結(jié)果具有檢驗性，具備了科學(xué)研究的特征?？偨Y(jié)作業(yè)請每個同學(xué)通過期刊網(wǎng)（cnki）選擇以下任一主題文獻(xiàn)進(jìn)行查閱（文獻(xiàn)包括期刊論文、碩博論文）：前概念、迷思概念、概念轉(zhuǎn)變、科學(xué)推理能力（Lawson）、FCI（力學(xué)概念測試題）、心智模型、學(xué)習(xí)進(jìn)階（LearningProgression）、建模教學(xué)具體要求：1.至少閱讀5篇相關(guān)文獻(xiàn)，并羅列2.展示閱讀文獻(xiàn)的主要內(nèi)容和自己對該研究內(nèi)容的理解，最好做ppt作業(yè)謝謝！謝謝！張靜zhangjing@物理教育研究現(xiàn)狀簡介張靜物理教育研究現(xiàn)狀簡介物理教育研究現(xiàn)狀簡介二三四一物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介物理教育研究范式國際物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題如何理解物理教育研究五物理教育研究的主要方法物理教育研究現(xiàn)狀簡介二三四一物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介物一、如何理解物理教育研究國際物理教育的研究模型學(xué)生研究教學(xué)課程發(fā)展郭玉英.以研究促改革：美國物理教學(xué)的發(fā)展變化及啟示[J].物理教師,2005,26(6):1-3一、如何理解物理教育研究國際物理教育的研究模型學(xué)生研一、如何理解物理教育研究物理教師是物理教育研究的主體轉(zhuǎn)變觀念和思路：

不要把研究看做教學(xué)之外的工作用研究的思路看教學(xué)：

把教學(xué)看做研究過程中的一環(huán)物理教師在研究中形成學(xué)術(shù)共同體：

用研究的結(jié)果改進(jìn)教學(xué)實踐一、如何理解物理教育研究物理教師是物理教育研究的主體轉(zhuǎn)變觀二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介

物理教育研究是一個年輕的研究領(lǐng)域，只有30多年的歷史。DavidHestenes亞利桑那州立大學(xué)EdwardF.Redish馬里蘭大學(xué)LillianMcDermott華盛頓大學(xué)二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介物理教育研究二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介DavidHestenes亞利桑那州立大學(xué)IbrahimHalloun,DavidHestenes.Theinitialknowledgestateofcollegephysicsstudents[J].AmericanJournalofPhysics,1984,53(11):1043-10551985年：MechanicsDiagnosticTest（MDT）1992：ForceConceptInventory（FCI）1995：對FCI進(jìn)行修訂二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介DavidHestene二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介EricMazur哈佛大學(xué)盡管傳統(tǒng)的物理教學(xué)方法培養(yǎng)了許多成功的科學(xué)家和工程師，但還是有太多的學(xué)生沒有在傳統(tǒng)的方法中得到激勵。那么，問題出在哪里？

從1984年開始，我就在哈佛大學(xué)講授工程與科學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)物理課程。在1990年之前，我一直是用課堂演示的傳統(tǒng)教學(xué)方式講授課程。我對自己的教學(xué)總的來說是滿意的。學(xué)生能夠很好地解決我所認(rèn)為的難題，對我的評價也非?？隙?。就我當(dāng)時所知，我講授的班不存在太多的問題。二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介EricMazur二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介EricMazur哈佛大學(xué)然而在1990年，我偶然看到哈嘍恩和赫斯騰斯的一系列文章，真的讓我眼前一亮。眾所周知，學(xué)生們在剛開始學(xué)習(xí)物理課程時對普遍的物理現(xiàn)象持有強烈的看法和直覺。這些認(rèn)識是源于個人經(jīng)驗，影響了在基礎(chǔ)物理課堂上教給他們的關(guān)于物質(zhì)的解釋。哈嘍恩和赫斯騰斯認(rèn)為我們現(xiàn)在的教學(xué)基本不能改變學(xué)生們這些所謂的“常識”看法。二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介EricMazur二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介EricMazur哈佛教學(xué)PeerInstruction同伴教學(xué)二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介EricMazurPee二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介LillianMcDermott華盛頓大學(xué)L．C．McDemaott.Whatweteachandwhatislearned:Closingthegap.Am．J．Phys．59，301-315(1991)．L．C．McDermott．“Howweteachandhowstudentslearn:Amimaatch?”Am．J．Phys．61(4)，295-298(1993)．二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介LillianMcDer二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介我們教了什么，學(xué)生學(xué)到什么？如何縮小它們之間的差距。我們怎么教和學(xué)生如何學(xué)？兩者是否匹配錯誤？傳統(tǒng)物理教學(xué)與評價的主要問題：學(xué)生能解決定量問題并不表明真正理解物理傳統(tǒng)教學(xué)不能使學(xué)生建立起具有內(nèi)在一致性的概念化知識結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)教學(xué)不能使學(xué)生有效地建立概念傳統(tǒng)教學(xué)通常不能促進(jìn)學(xué)生推理能力的發(fā)展在傳統(tǒng)教學(xué)方式下，學(xué)生的概念與概念的表達(dá)形式和真實世界之間缺乏聯(lián)系講授式教學(xué)對大多數(shù)學(xué)生來說效率較低二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介我們教了什么，學(xué)生學(xué)到什么二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介LillianMcDermott華盛頓大學(xué)探究物理我們教了什么，學(xué)生學(xué)到什么？如何縮小它們之間的差距。我們怎么教和學(xué)生如何學(xué)？兩者是否匹配錯誤？二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介LillianMcDer知識對于學(xué)生《物理教師》2007年第9期上一篇文章中的一段描述：一位醫(yī)科大學(xué)畢業(yè)的學(xué)生順手拿起桌上的一個蘋果向空中拋去，然后用手接住，笑著對我說，老師，加速度多大？你是指拋上去還是落下來的過程？（一個女孩，也是醫(yī)科大學(xué)畢業(yè)的）上升加速度朝上，下降時加速度朝下。（軍事指揮院校的畢業(yè)生干脆利索地回答）上升過程中速度都沒增加，哪有加速度？下降才有加速度吧？（師范大學(xué)畢業(yè)的，不是學(xué)物理專業(yè)）最高點蘋果都停下來了，肯定沒有加速度。（竟然是一個重點大學(xué)理工科畢業(yè)生的回答）老師，我忘得一干二凈了，全還給你了，白學(xué)了。（一個女孩，后來學(xué)文科了）……知識對于學(xué)生《物理教師》2007年第9期上一篇文章中的一段描二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介學(xué)術(shù)團(tuán)體與研究領(lǐng)域聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）設(shè)有國際純物理與應(yīng)用物理協(xié)會（IUPAP），其下設(shè)國際物理教育委員會（ICPE）。各國均有研究物理教育的學(xué)術(shù)團(tuán)體美國：AmericanPhysicalSociety（APS）、AmericanAssociationofPhysicsTeachers（AAPT）中國：中國物理學(xué)會下設(shè)物理教學(xué)委員會中國教育學(xué)會下設(shè)物理教學(xué)專業(yè)委員會二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介學(xué)術(shù)團(tuán)體與研究領(lǐng)域二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介主要研究人員認(rèn)知心理學(xué)家物理教師科學(xué)教育者關(guān)注人類認(rèn)知關(guān)注物理學(xué)科關(guān)注一般的教學(xué)策略具體的困難具體的教學(xué)策略認(rèn)知和教學(xué)理論二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介主要研究人員認(rèn)知心理學(xué)家物二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介為什么研究？誰來研究？研究什么？怎樣研究？研究基礎(chǔ)是什么？研究成果如何交流？已經(jīng)取得哪些成果？還有哪些問題需要研究？基本問題：二、物理教育研究（PER）領(lǐng)域簡介為什么研究？基本問題：三、國內(nèi)外物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題物理知識學(xué)生的知識和學(xué)習(xí)教師的態(tài)度和實踐課程發(fā)展評價教學(xué)情境三、國內(nèi)外物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題物理知識三、國內(nèi)外際物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題2000-2011年ERIC物理教育研究文獻(xiàn)主題比例分布圖三、國內(nèi)外際物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題2000-2011三、國內(nèi)外物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題2000-2011年CSSCI（中文社會科學(xué)引文索引）物理教育研究文獻(xiàn)主題比例分布圖三、國內(nèi)外物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題2000-2011年三、國際物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題PRST-PER中各個主題隨年份的變化三、國際物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題PRST-PER中各個三、國際物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題AJP中各個主題隨年份的變化三、國際物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題AJP中各個主題隨年份三、國際物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題研究主題具體內(nèi)容學(xué)生學(xué)習(xí)概念理解、概念轉(zhuǎn)變、相異概念、概念進(jìn)階、概念轉(zhuǎn)變的頑固性和持久性、問題解決、問題表征、專家和新手的差異、情境知識、同質(zhì)異構(gòu)問題、知識遷移、學(xué)習(xí)困難、學(xué)習(xí)期望、態(tài)度和動機、職業(yè)需求、心智模型、認(rèn)知結(jié)構(gòu)、知識建構(gòu)、本體論問題、違背期望、作業(yè)抄襲、學(xué)習(xí)公平和參與、預(yù)習(xí)、自我評價、性別差異、科學(xué)推理、科學(xué)思維、專業(yè)知識發(fā)展、學(xué)習(xí)成績、肢體語言、專業(yè)技能、科學(xué)活動能力教學(xué)方法教學(xué)策略、教學(xué)模式、概念教學(xué)、實驗教學(xué)課程建設(shè)課程設(shè)計、課程改革、實驗課程、課程實施、教材建設(shè)、教育公平教師發(fā)展教師探究教學(xué)課程、教師教學(xué)行為、教師信仰和價值、PCK（學(xué)科教學(xué)知識）、專業(yè)化發(fā)展、教師教育研究、教師對教學(xué)的認(rèn)同教學(xué)評價統(tǒng)計分析方法、測量和評價工具、測量工具的分析與評價（難度、區(qū)分度、信度、效度等）、Rasch模型、違背期望測量、編碼、形成性評價、項目反應(yīng)理論、測試條件對測試的影響、投票器（clicker）、課堂即時應(yīng)答系統(tǒng)（PRS）信息技術(shù)多媒體學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)課程和學(xué)習(xí)、虛擬仿真、在線作業(yè)、眼動追蹤技術(shù)、視頻分析、基于web的物理輔導(dǎo)系統(tǒng)、計算機模擬三、國際物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題研究主題具體內(nèi)容學(xué)生學(xué)三、國際物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題物理教育的核心任務(wù)：發(fā)展學(xué)生對物質(zhì)世界的認(rèn)識培養(yǎng)學(xué)生探索未知世界的能力物理教育研究主要圍繞兩個核心內(nèi)容展開：關(guān)于學(xué)生概念發(fā)展圍繞問題解決能力和科學(xué)探究能力三、國際物理教育研究領(lǐng)域關(guān)注的主要問題物理教育的核心任務(wù)：物四、物理教育研究范式

早期的大部分成果來自對學(xué)習(xí)者前概念（preconception）、相異概念（alternativeconception)、迷思概念（misconception）的研究，涉及到學(xué)習(xí)者頭腦中已經(jīng)存在的經(jīng)驗、觀點、認(rèn)識等。關(guān)于學(xué)生概念發(fā)展的研究四、物理教育研究范式早期的大部分成果來自對學(xué)習(xí)者前概念（四、物理教育研究范式如何檢測學(xué)生的前概念？國外用來檢測大學(xué)物理基礎(chǔ)課學(xué)生已有知識的量表：力學(xué)概念調(diào)查（ForceConceptInventory，簡稱FCI）。據(jù)Google統(tǒng)計，截至2012年9月，該文已經(jīng)被學(xué)術(shù)論文引用1678次，在美國每年有百所大學(xué)用FCI對大學(xué)一年級學(xué)生進(jìn)行前測后測。四、物理教育研究范式如何檢測學(xué)生的前概念？國外用來檢四、物理教育研究范式物理教育研究者已經(jīng)對學(xué)生在許多領(lǐng)域存在的困難做了研究運動學(xué)動力學(xué)能

熱和溫度壓力機械波振動電場直流電路電磁場幾何光學(xué)物理光學(xué)L.C.McDermottandE.F.Redish,”ResourceLetterPER-1:PhysicsEducationResearch”,Am.J.Phys.67(~Oct.1999).相對論現(xiàn)代物理量子力學(xué)四、物理教育研究范式物理教育研究者已經(jīng)對學(xué)生在許多領(lǐng)四、物理教育研究范式測試量表有：力學(xué)：FCI（ForceConceptInventory），F(xiàn)MCE（ForceandMotionConceptualEvaluation），MBT（TheMechanicsBaselineTest），MWCS（TheMechanicalWavesConceptualSurvey），F(xiàn)VAT（Force，Velocity，AccelerationTest）等電磁學(xué)：BEMA（BriefElectricityandMagnetismAssessment），CSEM（ConceptualSurveyofElectricityandMagnetism）等量子力學(xué)：QMCS（QuantumMechanicsConceptualSurvey）四、物理教育研究范式測試量表有：力學(xué)：FCI（Forc四、物理教育研究范式研究結(jié)果

隨著調(diào)查研究的深入，整個研究領(lǐng)域在學(xué)習(xí)者前概念存在的普遍性，前概念的頑固性，以及學(xué)習(xí)和教學(xué)都必須以學(xué)習(xí)者的前概念為出發(fā)點等方面基本達(dá)成了共識。四、物理教育研究范式研究結(jié)果隨著調(diào)查研究的深入，整個四、物理教育研究范式

現(xiàn)在的研究逐漸深入到了解學(xué)生的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)和與物理相關(guān)的認(rèn)知過程，也涉及學(xué)生如何認(rèn)識物理知識的本質(zhì)和如何看待物理學(xué)習(xí)過程等認(rèn)識論方面的問題。關(guān)于學(xué)生概念發(fā)展的研究四、物理教育研究范式現(xiàn)在的研究逐漸深入到了解學(xué)生的物理認(rèn)四、物理教育研究范式如何描述學(xué)生的概念發(fā)展過程？研究的理論基礎(chǔ)—概念轉(zhuǎn)變理論概念轉(zhuǎn)變理論屬于廣義的建構(gòu)主義理論學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的過程是一個概念轉(zhuǎn)變的過程，而不是新信息的點滴積累注重學(xué)生原有的概念和認(rèn)識利用學(xué)生原有概念和認(rèn)識設(shè)計教學(xué)四、物理教育研究范式如何描述學(xué)生的概念發(fā)展過程？研究的理論基四、物理教育研究范式1982年P(guān)osner等人提出概念轉(zhuǎn)變理論

理論依據(jù)：皮亞杰的認(rèn)知理論

庫恩的“范式更替”的科學(xué)哲學(xué)觀點

核心概念發(fā)生轉(zhuǎn)變的條件：對現(xiàn)存概念的不滿意新概念是可理解的新概念看起來是合理的新概念是富有成效的四、物理教育研究范式核心概念發(fā)生轉(zhuǎn)變的條件：四、物理教育研究范式1994年Chi概念轉(zhuǎn)變的本體論四、物理教育研究范式四、物理教育研究范式1992年Vosniadou的框架理論四、物理教育研究范式球形地球科學(xué)模型扁平球形地球初始模型綜合模型雙地球中空球形地球方形地球圓盤狀地球球形地球科學(xué)模型扁平球形地球初始模型綜合模型雙地球中空球形地四、物理教育研究范式1993年diSessa的知識碎片模型

diSessa（1993）認(rèn)為兒童對物質(zhì)世界的直覺知識是零碎的（knowledgeinpieces），他將兒童對物質(zhì)世界直覺的非邏輯推理的認(rèn)識稱為現(xiàn)象本原（phenomenologicalprimititives,簡稱p-prim）。四、物理教育研究范式diSessa（1993）認(rèn)四、物理教育研究范式2008年邱美虹的彩虹模型

四、物理教育研究范式四、物理教育研究范式如何基于模型開展教學(xué)？基于概念轉(zhuǎn)變模型（CCM）的六步教學(xué)法通過讓學(xué)生思考、預(yù)言或表明立場，讓學(xué)生意識到自己的前概念通過分享讓學(xué)生暴露自己的信念，先小組分享、然后全班分享通過檢測和小組討論，造成學(xué)生的認(rèn)知沖突通過學(xué)生解決觀察到的事實和前概念之間的矛盾，促使學(xué)生發(fā)生順應(yīng)，接受新概念擴展所學(xué)概念——通過將新學(xué)概念和其他情境（包括日常生活）聯(lián)系起來鼓勵學(xué)生繼續(xù)深入研究和新概念相關(guān)的其他問題四、物理教育研究范式如何基于模型開展教學(xué)？基于概念轉(zhuǎn)變模型（四、物理教育研究范式研究案例：美國哈佛大學(xué)EricMazur做的一項研究研究學(xué)生如何理解（或不能理解）物理概念目的：幫助每個學(xué)生克服學(xué)習(xí)物理中的困難，并幫助學(xué)生自主建構(gòu)物理概念。

開發(fā)更適用于多數(shù)學(xué)生的教學(xué)方式

四、物理教育研究范式研究案例：美國哈佛大學(xué)EricMazu四、物理教育研究范式記憶和理解？

1.如圖所示，一個電路由一個電池連接三個理想燈泡組成。當(dāng)開關(guān)S合上，下面哪些選項符合升高、降低或保持不變？燈泡A和B的亮度

燈泡C的亮度

電池流出的電流

每個燈泡的電壓電路中消耗的能量

E.Mazur,PeerInstruction:AUser’sManual(PrenticeHall,1997)研究案例：美國哈佛大學(xué)EricMazur做的一項研究四、物理教育研究范式1.如圖所示，一個電路四、物理教育研究范式記憶和理解？

2.求通過2歐姆電阻上的電流和a、b兩點間的電壓。E.Mazur,PeerInstruction:AUser’sManual(PrenticeHall,1997)研究案例：美國哈佛大學(xué)EricMazur做的一項研究四、物理教育研究范式2.求通過2歐姆電阻上的電流和a、四、物理教育研究范式記憶和理解？

研究案例：美國哈佛大學(xué)EricMazur做的一項研究四、物理教育研究范式研究案例：美國哈佛大學(xué)EricMazu四、物理教育研究范式