中学生与物理学家共同体概念形成过程的对比研究

摘要

在科学教育领域，科学探究既是重要的科学内容，也是科学学习的重要方式之一。因此，如何在科学教育中进行科学探究教学，成为新课程最关心的问题。“儿童从出生到成年的发展就是人类种族进化过程的重复”。卢梭这一断言被称为“文化重演理论”。在“文化重演”的基础上，人们形成了“教育重演理论”（Recapitulation theory of education）。按照教育重演理论的观点，学生科学探究的学习活动应该与人类认识科学世界的活动类似。我国学者母小勇、王全曾初步实证了学习者在学习物理的过程中“重演”着人类探索物理的过程。本研究在此基础上对中学生科学概念的形成过程进一步研究，并深入考察这些概念的历史形成过程，科学比较两者的相似性。
　　本研究采用概念形成的假设检验模型与文生学习曲线的绘制技术，选取“热传导”、“自由落体运动”、“熵”以及“惯性”四个概念作为学习材料，对中学生上述概念的形成过程进行实验研究并绘制相应的文生曲线；运用文生方法对物理学家共同体上述概念形成的历史过程进行研究并绘制相应的文生曲线；利用灰色绝对关联度模型，比较中学生形成这四个概念的过程与概念的历史形成过程的相似度或关联度。结果表明：（1）学生科学探究活动的关键是对“范式”的理解和方法的掌握；（2）中学生的概念形成与此概念的历史形成过程有惊人的相似，二者不仅都需经历渐进上升期——高原期——突变期三个阶段，而且每个阶段的发生以及持续时间也颇为相似。
　　基于以上研究，本文对科学教育教学提出了一些参考意见。科学探究教学应该尊重科学探究的历史，科学概念、定律和原理的教学，都应该联系科学家早期关于这些概念、定律和原理的观点以及他们思考的路径。在库恩的科学革命以及怀特海的循环学习理论基础上，对应学生的学习过程，教育教学过程也应该是一种循环。

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第一章 问题提出与文献综述

1.1 问题的提出

1.2 文献综述

第二章 科学教育的“重演”本质

2.1 科学概念的形成过程

2.2 重演理论

第三章 研究方法

3.1 被试

3.2 研究工具——实验材料

3.3 实验过程

3.4 数据统计和处理

第四章 结果分析

4.1 物理科学概念形成过程的文生法分析

4.2中学生与物理学家概念形成过程的对比研究

第五章 结论与对策

5.1 学生科学探究活动的关键是对“范式”的理解和方法的掌握

5.2 科学概念形成的重演本质

5.3 教育是一种循环过程

参考文献

攻读学位期间公开发表的论文

致谢