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《西南大学》 2009年
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中学物理课程中数学知识的支持性研究

袁丽  
【摘要】: 在数学与物理学的整个发展历程中,两者总是紧密交织、相互促进的。然而,由于现代课程的分科体系,导致物理与数学课程及其教学互相分离、彼此孤立。虽然很早就有人注意到因分科而造成学科间知识、技能和能力的割裂,并提出了进行数学课程与科学课程整合以协调两者教学的实践与研究,但直到目前仍缺乏系统研究。教学实践表明,中学物理课程学习中存在数学基础不足和数学运用困难问题。然而,在应试教育观念的影响下,国内有关中学物理课程中数学运用问题的研究主要侧重于运用数学知识解决物理问题的技巧和方式、方法,鲜有从协调数理关系的角度进行的研究。 本研究以基础教育课程改革所倡导的“改变学科本位”、“强调学科渗透”思想为指导,通过对物理课程中数学运用情况的宏观调查和数学运用困难原因的微观剖析,层层深入地研究了数学知识对物理课程的支持问题。研究内容为:首先,通过对中学物理课程标准和教材进行的文本调查和内容分析,从客观上获得物理课程中的数学运用情况,然后通过对初、高中物理教师进行广泛而深入的问卷调查,获得了物理课程所需数学知识、物理课程学习存在的数学知识基础不足与滞后、数学知识的运用困难等情况。在此基础上,就问题的解决进行了两项探索性研究,其一,为获得数学知识滞后对物理学习影响的证据,进行了补充有关三角知识的教学实验,以此探讨如何解决数学知识滞后问题;其二,为研究数学运用困难的具体表现及其原因,以函数图象表征物体运动问题作为测试内容,对20名被试进行了口语报告的分析研究,在此基础上尝试探索减少数学运用困难的途径。本研究的基本结论是: (1)初中物理课程标准要求达到理解以上的物理概念共有8个、物理规律有3个,而高中物理课程标准的要求分别为25个和39个,并且高中物理课程中的有关内容与初中相比,无论在广度、深度还是综合程度上都有很大提高。高中物理教材中定量概念、规律、以及相应习题的数量,分别是初中教材的2倍、4倍、4倍,从这些内容的教学设计所反映数学能力需求来看,高中物理对学生数学建模能力、空间想象能力、数学推理与分析能力、以及数学运算技能的要求较之初中大大提高了。 (2)初中物理课程学习所需数学知识主要涉及数、比例及代数式的运算知识、基本几何知识等12项,需要程度均为“一般”以下。高中物理课程学习所需数学知识涉及数与式、方程、不等式等的运算知识,函数及其图象、函数求极值知识、平面几何、三角函数、解三角形知识等,共46项,大部分知识的需要程度都在“一般”以上,表明物理课程学习所需数学知识的数量、范围、及需要程度随着阶段上升而不断提高。 (3)高中物理学习所需三角学的知识普遍存在不足或滞后,且对物理学习的影响较大。高中数学中的弧度制、用导数求函数极值、排列与组合、数列及其求和,以及初中几何体的三视图、圆的弧-弦-圆心角的关系等数学知识也存在不足或滞后,但对物理学习的影响一般以下。 (4)高中物理学习中存在运用困难的数学知识主要有函数及其图像、解三角形、锐角三角函数、方程、不等式、求函数极值、几何体的三视图等,然而,平面几何、立体几何知识、数与式的运算、三角函数公式、排列组合、数列求和、概率等知识基本没有运用困难。调查显示,所有“运用困难”问题对物理学习的影响程度总体上高于数学基础不足所带来的影响。分析表明,存在数学运用困难的主要原因在于物理情景与数学情景的差异,数学知识在物理情景中的运用还需要经历新的知识建构过程。 (5)教学实验研究发现,对物理学习影响较大的滞后数学知识予以补充性教学,能够显著提高学生的物理成绩,而对物理学习影响一股的滞后数学知识予以补充对提高学生的物理成绩并不显著。研究还发现,补充数学知识对改善女生以及中等程度学生的物理成绩更为有效。 (6)采用口语报告分析方法研究学生解释运动图象问题时发现,学生能够较好地理解运动图象的特征信息与物理概念之间的联系,而在将图象语言与实际运动情景进行联系的任务中表现欠佳。另外,学生倾向于对不同曲线的点与点进行比较以获得个别信息,较少将图象语言转化为数学符号语言,从而不能从整体上把握图象表征的实际意义。进一步分析发现,学生图象应用困难的原因一方面与数学函数教学本身所具有的抽象性有关,另一方面,函数图象的实际运用能力尚需在物理学习中得到进一步发展。
【学位授予单位】:西南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:G633.7

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 罗新兵,罗增儒;数学概念表征的初步研究[J];数学教育学报;2003年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 罗新兵;数形结合的解题研究:表征的视角[D];华东师范大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 黄长会;关于数学学习对初中生物理学习影响的研究[D];华中师范大学;2006年
2 陈雨田;高中生的物理学习与数学学习相关性研究[D];华中师范大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梁芳;教师信仰对教学的重要意义——以数学学科为例[J];安徽教育学院学报;2003年03期
2 夏本成;论化学问题解决[J];安徽教育学院学报;2005年03期
3 朱祖林,钱立三,刘盛峰;基于WWW的自主学习环境的构建策略[J];安徽广播电视大学学报;2002年04期
4 胡化凯;;爱因斯坦直觉认识方法初探[J];安徽大学学报(自然科学版);1992年03期
5 何更生;迁移机制及其对教学实践的启示[J];安徽师范大学学报(人文社会科学版);1999年04期
6 刘颖;现代汉语中几种表示相同比较的句式[J];安徽师范大学学报(人文社会科学版);2000年03期
7 葛明贵;指导语对解决四卡问题影响的实验研究[J];安徽师范大学学报(人文社会科学版);2001年02期
8 朱万喜;儿童语言中的亲属称谓词[J];安徽师范大学学报(人文社会科学版);2001年02期
9 徐茗;比字句结果项与比较点的联系[J];安徽师范大学学报(人文社会科学版);2005年02期
10 刘旭东;;论意识形态对外交政策的影响[J];安徽师范大学学报(人文社会科学版);2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李恒威;;意向性的起源:同一性、自创生和意义[A];第十三届全国科学哲学学术会议浙江大学代表团论文集[C];2007年
2 吴彩强;;意向性和背景[A];第十三届全国科学哲学学术会议浙江大学代表团论文集[C];2007年
3 崔冰清;;参见的认知研究[A];中国辞书学会双语词典专业委员会第6届年会暨学术研讨会论文专辑[C];2005年
4 杨伟国;;“意识表达系统”为脑意识、医疗等寻找讨论平台[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(二)[C];2007年
5 田文苗;;认知模式对产品与广告的制约作用[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(二)[C];2007年
6 王少敏;;从过程到素质[A];中国当代教育理论文献——第四届中国教育家大会成果汇编(上)[C];2007年
7 唐街平;;初中数学自主合作与反思构建的教学实验研究[A];中国当代教育理论文献——第四届中国教育家大会成果汇编(上)[C];2007年
8 杨鹏;;认知心理学视角下的翻译过程[A];福建省首届外事翻译研讨会论文集[C];2007年
9 苏伟;;论口译记忆[A];福建省外国语文学会2005年年会暨学术研讨会论文集[C];2005年
10 邹晓辉;;优化“语义信息处理”的新方法与实施例——从“一词泛读”到“释义字组”再到“一字精读”[A];第六届汉语词汇语义学研讨会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 于克信;国有企业改革过程中的管理重组研究[D];复旦大学;2004年
2 郝志军;教学理论的实践品格[D];西北师范大学;2001年
3 李伯约;时间顺序标码的层次网络表征研究[D];西南师范大学;2001年
4 唐德海;大学课程管理的理论与方法研究[D];厦门大学;2001年
5 牛保义;相信和怀疑:附加疑问句认知研究[D];河南大学;2002年
6 喻平;数学问题解决认知模式及教学理论研究[D];南京师范大学;2002年
7 罗清旭;批判性思维理论及其测评技术研究[D];南京师范大学;2002年
8 李善良;现代认知压观下的数学概念学习与教学理论研究[D];南京师范大学;2002年
9 邓铸;问题解决的表征态理论与实证研究[D];南京师范大学;2002年
10 方明;缄默知识面面观[D];南京师范大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李萍;生长机器智能理论构架及其应用基础研究[D];重庆大学;2004年
2 高露;建筑设计与建筑技术课程整合策略研究[D];重庆大学;2007年
3 刘旺;盲童与正常儿童类比推理的比较研究[D];陕西师范大学;2000年
4 尹克新;数学开放题与思维训练[D];首都师范大学;2000年
5 田宏海;《中国濒危脊椎动物》多媒体CAI课件的开发研究[D];河北大学;2000年
6 王锋;发现式学习研究及CAI课件的实现[D];华中师范大学;2000年
7 陈沙;中学物理CAI教学研究[D];华中师范大学;2000年
8 李鹏;3岁、5岁儿童类比推理能力的实验研究[D];云南师范大学;2000年
9 夏小刚;布依族、汉族地区初中学生数学运算能力的跨文化研究[D];贵州师范大学;2000年
10 陈立;皮亚杰、维果茨基对建构学习观的贡献[D];广西师范大学;2000年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈妙娥;课程整合的基本理念和策略[J];北京教育;2003年11期
2 李松林;论回归生活世界的教学论变革[J];华东师范大学学报(教育科学版);2005年01期
3 周庆平;李伶利;;谈数学思维与物理教学[J];教育与职业;2006年17期
4 刘加霞,申继亮;国外教学反思内涵研究述评[J];比较教育研究;2003年10期
5 申继亮;张彩云;;教师反思性对话的实践模式[J];教师教育研究;2006年04期
6 白益民;教师的自我更新:背景、机制与建议[J];华东师范大学学报(教育科学版);2002年04期
7 申继亮,刘加霞;论教师的教学反思[J];华东师范大学学报(教育科学版);2004年03期
8 杨彩霞;班图拉的社会学习理论对儿童社会行为教育的启示[J];湖南师范大学社会科学学报;2001年S2期
9 赵昌木;教师在批判性教学反思中成长[J];教育理论与实践;2004年09期
10 王映学;赵兴奎;;教学反思:概念、意义及其途径[J];教育理论与实践;2006年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王宪平;课程改革视野下教师教学能力发展研究[D];华东师范大学;2006年
2 张志泉;论教师专业发展的反思性道路[D];华东师范大学;2007年
3 王春光;反思型教师教育研究[D];东北师范大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 黄长会;关于数学学习对初中生物理学习影响的研究[D];华中师范大学;2006年
2 李璟;中小学教师教学反思的调查研究[D];西北师范大学;2004年
3 周明明;教学反思的个案研究[D];山东师范大学;2006年
4 胡萨;反思:作为一种意识[D];首都师范大学;2007年
5 郝琳;反思性教学与教师专业发展的案例研究[D];华东师范大学;2007年
6 冯婉桢;幼儿园观摩教学中教师表演的研究[D];河南大学;2007年
7 陈雨田;高中生的物理学习与数学学习相关性研究[D];华中师范大学;2006年
8 梁晓燕;中学物理中的数学化思想[D];内蒙古师范大学;2002年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张启波;物理学与其它学科的关系初探[J];广州师院学报(自然科学版);1998年07期
2 胡南;数学模式与物理世界——剖析建立数学模式对大学物理教学的重要性[J];物理与工程;2004年06期
3 胡显词;物理学与数学[J];零陵师范高等专科学校学报;1996年S1期
4 张荣辉,程广文;数学知识的表征及其学习策略[J];泉州师范学院学报;2001年04期
5 滕琴;科学素质教育与基础物理教学现代化[J];上海第二工业大学学报;2002年01期
6 徐明;浅谈数学问题的表征形式[J];数学通报;2002年04期
7 吕林海;数学抽象的思辨[J];数学教育学报;2001年04期
8 喻平;数学问题解决的实证研究述评[J];数学教育学报;2002年01期
9 汤炳兴;在概念教学中“学数学做数学用数学”[J];数学教育学报;2002年04期
10 安淑华;中国数学教育改革的几点思考[J];数学教育学报;2004年04期
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