关键词:
物理概念和规律形成
力学发展史
测评研究
牛顿运动三定律
摘要:
物理概念、物理规律是中学物理基础知识中最重要、最基本的内容,在物理教学中,使学生形成清晰的物理概念,准确地掌握物理规律,是物理教学的核心问题,有关物理概念和规律形成的相关研究受到物理教育者的广泛关注。以牛顿运动三定律为研究主题内容,采用文献研究法、调查法等研究方法,继续开展本课题小组的“物理概念和规律形成”主题的测评研究,对力学发展史下高中生牛顿运动三定律形成水平进行测评研究,研究工作主要分为以下三部分:
第一部分:基于力学发展史,对牛顿运动三定律相关发展史料进行收集、整理及加工,挖掘牛顿运动三定律发展史材料暗含的逻辑关系,以概念和规律形成过程的逻辑线索编排牛顿运动三定律形成过程的史实,得到牛顿运动三定律形成过程情境材料。
第二部分:依据牛顿运动三定律形成水平量表、牛顿运动三定律形成过程情境材料中提炼出来的内容主题和知识点,制定力学发展史下的牛顿运动三定律形成水平测试卷的双向细目表,设计力学发展史下的高中生牛顿运动三定律形成水平测试卷;经过测试卷的修改完善、用SEC模式分析力学发展史下高中生牛顿运动三定律形成测试卷和牛顿运动三定律形成过程情境材料在内容主题和定律形成水平上的一致性,结果表明一致性良好,最终得到可用于测试的力学发展史下高中生牛顿运动三定律形成水平测试卷。
第三部分:在广西南宁、崇左、钦州3所高中取样调查,用EXCEL和SPSS26统计分析回收的354份有效测试卷,结果表明测试卷题目设置的难度适中、具有区分度、测试卷各题与总分间相关性显著。由力学发展史下高中生牛顿运动三定律形成水平测评得到:
(1)高中生牛顿运动三定律形成水平情况
全体学生的平均分为50.48,占总分66分的76.48%,学生在力学发展史下的牛顿运动三定律形成平均水平良好。全体学生总分标准差为10.676,差异系数为21.15%,在正常值的范围内(5%-35%)处于中上位置,总分的离散程度较大,学生在力学发展史下的牛顿运动三定律形成水平是参差不齐的。
以“知道”“理解”“能做”三个层级最高分的70%为达成层级标准,从测试卷总分来看总体样本达到各层级的人数比例,全体学生(100%)的牛顿运动三定律形成水平都能够达到“知道”层级,94.07%的学生达到“理解”层级,达到“能做”层级的学生比例只有66.38%,层级越高,达到该层级的人数就越少。
各班级平均分在45-55分之间,所测班级的牛顿运动三定律形成水平相差不大,大部分学生都达到了“理解”层级;A校高二年级的牛顿运动三定律形成水平略高于A校高一年级;3所学校高一年级的牛顿运动三定律形成总体水平由高到低的顺序为:C校、A校、B校。
(2)高中生牛顿运动三定律各层级的形成水平
采用三个层级的测试成绩,通过SPSS26软件转化为标准分数,用标准分数对不同团体各层级的形成水平进行差异性分析发现,B校9班三个层级的总体水平高于8班,A校高二年级三个层级的总体水平高于高一年级,3所学校三个层级的总体水平由高到低的顺序为:C校、A校、B校。
对“知道”“理解”“能做”三个层级涉及的题目分开统计分数,分别以各层级满分的70%为达成标准,分析各班级三个层级的达成比例:“知道”层级的达成比例在62%-89%之间,“理解”层级的达成比例在55%-79%之间,“能做”层级的达成比例在33%-63%之间,尽管从总成绩分析在“知道”和“理解”层级几乎所有学生都达成,但分层级讨论,依然能看到两个低层级仍有半部分学生没达成,分层级讨论层级达成比例能更细致地了解学生对牛顿运动三定律发展过程中各层级所对应概念的掌握情况。