物理教学中物理学史使用模式的应用研究，本文主要内容关键词为：物理学论文,物理论文,模式论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
物理学史作为物理学本身发展的重要组成部分，其自身特有的教育价值越来越得到科学教育界的承认。但物理学史的使用方式众多，究竟哪些使用方式能够促进学生在科学知识、情感态度和价值观方面得到改变，这些方式对科学知识、情感态度和价值观三者产生的影响是否存在关联的效应？这些问题鲜有研究。本文使用有意义学习理论，通过课堂中几种物理学史使用形式的对比试验，分析学生在不同学习情境中科学知识、情感态度和价值观三个维度产生的变化，以及三个维度的各个要素间存在的关联性，从而形成物理学史使用模式的建构。
一、研究方法和思路
本研究分别使用文献法和实验法。
研究的总体思路为：首先，结合文献研究的现状，提出实验研究的设计思路；其次，根据课程的进度适时安排教学实验的相关内容，依据物理学史在教学中的三种常见使用形式，有目的地创造三种不同的教学情境进行对照性实验（每种情境只是用科学史的一种使用形式）；最后，通过实验结果的分析完成物理学史使用模式的建构。
二、研究对象的细化界定和被试的选择
1.研究对象的细化
通过文献的研究和实际的教学情况，物理学史的使用方式分别：科学概念的发展史、科学思想的发展史、科学家个人的历史。根据教育目标分类学的思想，教学实验中科学知识、情感态度和价值观三个维度分别对应于科学知识的学习、兴趣的影响和科学本质的理解。学生对科学知识的学习使用用概念图进行测量；学生对科学本质的理解程度，则依据学生在科学方法、暂时性、客观性、推理性等因素方面的比例来反映；兴趣影响涉及几种不同分类的兴趣：个人兴趣、情境兴趣、兴趣中的意义部分、兴趣中的故事成分。
2.被试的选择
实验的被试为随机抽取的四个高一年级班级（班级人数分别为58人、60人、61人和62人）。为了尽量减小不必要因素的影响，他们的物理课程由同一个物理教师教授，教授的内容为《全日制普通高级中学教科书·物理》（必修一、必修二、选修3-1、选修3-2、选修3-4和选修3-5）。四个班级中三个为实验组，另一个为对照组。为了方便结果的统计，三个实验班里，教学情境中注重使用科学概念的发展史同学生已有的概念联系的班级称为“意义班”；注重使用科学思想的发展史使学生了解科学发展中的方法与思想以理解科学本质的班级称为“本质班”；教学情境中单纯使用科学家的个人的、与科学概念发展无关历史使学生多了解科学家轶事的班级称为“兴趣班”。
三、实验操作和不良因素控制
1.实验操作
整个教学实验的时间跨度为2010年9月至2012年6月，根据学校教学实际，讲授高中一年级和二年级的所有物理新课。需要说明的是为了配合学校的教学进度，选修教材中的3-3没有选用，选修3-5在必修二模块后即开始讲授。
实验期间，实验结果的统计分模块进行。在具体某个模块的开始、中期和末尾阶段分别是用概念图、POSE问卷和兴趣调查问卷对学生的学习情况进行测试。概念图用于学生在科学知识的学习层面的测量；POSE（Perspective on Scientific Epistemlolgy）测试学生对科学本质的理解；兴趣调查采用调查问卷的形式。
2.不良因素控制
实验过程中，考虑到不同的任课教师教学风格的差异性，我们由同一名教师来教授四个班级的课程。考虑到不同的上课时段对授课质量产生的影响，我们对年级的课程表进行了适当调整。由于三个实验班的教授内容和讲授方法受到了一定的限制，可能会对学生产生一些不利影响，在每个模块的结尾部分，我们都会通过研究性学习、课外材料阅读或情境题目练习的方式让实验组的学生得到尽可能“完整、全面”的学习。
四、研究结论
我们的研究结论中，先按照具体的模块进行分析，最后再将各个模块进行纵向的对比分析。限于篇幅，我们以共同必修模块二（以下简称“第一模块”）和选修3-2模块（以下简称“第二模块”）为例进行纵向比较。
1.第一、第二模块的比较结果
表1和表2分别为四个班级在实验开始前的成绩以及成绩中各成分的相关性系数。
下页表3和表4分别为四个班级在第一模块、第二模块中概念图得分和兴趣得分的相关系数。
第一模块中，意义班的概念图得分与学生的兴趣得分（除故事成分）呈显著正相关，本质班的概念图得分与学生的个人兴趣和故事成分呈显著正相关；兴趣班的概念图得分与个人兴趣、参与成分和故事成分相关显著；对照班中概念图得分同个人兴趣与情境兴趣呈负相关。第二模块中，意义班的概念图得分与学生的个人兴趣和情境兴趣呈显著正相关；本质班的概念图得分与个人兴趣相关显著。
表5和表6分别对两个模块中，概念图得分和科学本质的看法的相关性统计：第一模块中，意义班和对照班概念图得分与学生对科学推理性的看法呈显著正相关；兴趣班的概念图得分与科学本质的各项成绩无显著正相关；本质班中概念图得分与科学本质的各项成绩相关程度很低。第二模块中，本质班的概念图得分与学生对科学本质的推理性呈显著正相关，意义班的概念图得分与学生对科学本质的暂时性呈显著正相关；兴趣班的概念图得分与科学本质的各项成绩相关程度不显著。
2.物理学史使用模式的建构
通过以上的研究，我们把各个班级中物理学史的使用方式对有意义学习的具体影响通过构建模型的方式呈现在下页各图中。通过不同模式的比较，我们能发现不同的物理学史使用方式对学生有意义学习产生的影响层面是不同的。
意义班中使用物理学史的方式对科学方法有积极作用，对推理性有消极作用。在意义班中，科学方法得分的消极变化比对照班要小，科学推理性的积极变化比兴趣班和本质班都少（见图1）。
本质班中使用物理学史的方式对科学方法和推理性认识有积极作用。科学方法得分的消极变化也比对照班要少，推理性得分的正向变化比对照班要明显（见图2）。
兴趣班中使用物理学史的方式对科学方法和推理性认识有积极作用。科学方法得分的负向变化比对照班小，推理性得分的正向变化比对照班要大（见图3）。
对于对照班来说，科学方法得分方面的消极变化比其他班级都明显。推理性得分的正向变化比本质班和兴趣班都小，推理性得分的负向变化程度明显比兴趣班要大（见图4）。
