美国物理教育研究简介

1、2022-3-251“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”美国物理教育研究简介李新乡曲阜师范大学物理工程学院Tel：05375050686 E-mail：2022-3-252主要内容【案例1】包雷教授研究结果的启示【案例2】小学生每天有效学习时间一、物理教育研究历史纵览一、物理教育研究历史纵览二、研究方法二、研究方法 三、研究设计三、研究设计四、研究领域四、研究领域“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-253主要内容五、研究生的准备工作五、研究生的准备工作六、俄勒冈州立大学（六、俄勒冈州立大学（OSU）研究简介）研究简介七、学生学习的特殊困难研究七、学生学

2、习的特殊困难研究 八、基于课程发展的研究八、基于课程发展的研究 九、投票设备（点击器九、投票设备（点击器Clicker）方法）方法 十、问题串策略十、问题串策略“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-254【案例1】包雷教授研究结果的启示 进入21世纪以来，世界经济发生了诸多重大变化，各国间的竞争无时、无处不在。现代科学技术对人类社会的影响越来越大，已经成为改变世界、影响历史的主要力量，也是决定竞争各方实力以及竞争胜负的主要因素。在各国的科学技术竞争中，科技人才是竞争的核心。为此各国都非常重视科技人才的培养。科技人才的水平高低主要由他们的科学能力高低与所掌握的科学知识多

3、少决定。培养科技人才的任务是由科学教育承担的，科学教育的目标是使学生掌握科学知识和提高学生的科学能力。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-255【案例1】包雷教授研究结果的启示 美国物理教师协会(AAPT)国际教育委员会副主任，俄亥俄州立大学物理教学研究组主任，美国物理教育研究领域的权威专家包雷教授的研究小组，对美国和中国大一新生进行的研究发现，尽管中国学生科学知识(science facts)比较丰富，但中国学生的科学推理能力(scientific reasoning)并没有相对高于美国学生。这显示仅是教导科学知识还不足以提高学生的推理能力。“勤奋、朴实、团结、进

4、取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-256【案例1】包雷教授研究结果的启示 这项刊登在2009年1月出版的科学杂志 (Science) 的研究报告，是以美国4所大学和中国3所大学将近6000名科学和工程系学生为对象进行测验，研究发现中国学生物理知识远比美国学生丰富，物理观念和测验平均拿到90分，而美国学生只有50分；但是，在科学推理测验中，中美学生平均都只拿到75分左右。这显示两国的教育体系都未能教导学生如何做批判性的思考，以及学会相关性和演绎性的推理。 “勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-257【案例1】包雷教授研究结果的启示 包雷说明，传统想法认为教导科学

5、知识能够改善学生的推理能力，研究结果却显示严格密集的科学知识教育，未必能够发展出促进事业成功所需的推理技巧。他认为：“由于知识和推理能力对学生缺一不可，我们必须探讨能够两者兼顾的教学方法”。 包雷主持的物理教育研究团体，正为科学、科技、工程和数学(STEM)教学发展新策略。由于中国和美国教育体制非常不同，他与中美同行决定把两国学生加以比较。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-258【案例1】包雷教授研究结果的启示 在美国，只有1/3的学生高中毕业前曾修习一年物理课，其余只在一般科学课程中学过一点物理学。但是，中国每一所学校的每一个学生大多上相同的课程，包括从8年级到

6、12年级连续上5年物理课。想上大学的学生都必须通过全国考试，包括解答高深的物理试题。 包雷认为：”每一种制度都有其优点和弱点。中国的学校强调对STEM知识的广泛教学，美国的科学课程则比较有弹性，内容比较简单，可是很强调科学方法。我们必须思考新的教学策略，或许可以融合两者的长处”。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-259【案例1】包雷教授研究结果的启示 美国学生在中小学学的科学知识内容少，学的轻美国学生在中小学学的科学知识内容少，学的轻松，激发了学习兴趣，到大学后学习目的明确，有松，激发了学习兴趣，到大学后学习目的明确，有正确的学习动机，很快就能补上中小学少学的内容

7、。正确的学习动机，很快就能补上中小学少学的内容。 中国的中小学学的科学知识内容多，机械练习多，中国的中小学学的科学知识内容多，机械练习多，使得学生丧失了学习兴趣，到大学没有了学习动力。使得学生丧失了学习兴趣，到大学没有了学习动力。 部分高分学生到大学学习跟不上，甚至辍学就是部分高分学生到大学学习跟不上，甚至辍学就是明证。明证。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2510【案例2】小学生每天有效学习时间 今日学堂校长张健柏发表了一篇名为今日学堂校长张健柏发表了一篇名为为什么小学生每天有效学习时间不足一小为什么小学生每天有效学习时间不足一小时时的文章，虽然观点偏激，有些

8、也不正确，的文章，虽然观点偏激，有些也不正确，但是，他给我们提了个醒，可以引以为鉴，但是，他给我们提了个醒，可以引以为鉴，这里是节录。它从另一个侧面说明了进行这里是节录。它从另一个侧面说明了进行“自主有效课堂的构建和教师学科素养的提自主有效课堂的构建和教师学科素养的提升升”意义重大。意义重大。 “勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2511【案例2】小学生每天有效学习时间 家长们可能基本上没有算过这笔账：您辛辛苦苦地把孩子送到学校，到底有多少时间会真正用在“学习”上？如果学校里每天只有一小时的有效学习时间，孩子生命中最宝贵的时间被大量浪费掉，您觉得冤不冤？“勤奋、朴实

9、、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2512【案例2】小学生每天有效学习时间 现在的小学课堂模式是：每天6节课，每节课40-45分钟，因为“教育专家”说，小学生的注意力集中时间不能超过这么多。实际上你会简单地发现您的孩子很早开始，玩她喜欢东西的时候就能持续很长时间，孩子们玩电子游戏的时间，更可以连续十几小时“高度集中注意力”，所以家长们别太把“专家”的话当话。生活实践才是最好的专家。 “勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2513【案例2】小学生每天有效学习时间 您一定知道：把“学习”像是积木一样，整齐地拼成一块一块的“课程”，不符合孩子的天性。孩子的

10、大脑不是机器，不会上课说“开工了”就开始“出产品，出知识”。 实际上，由于小孩子本来就容易被各种新鲜的事物吸引，所以不太可能把注意力集中在毫无兴趣的课本教学内容上。所以孩子上课的时候，大量时间是身子在“听课”，大脑不知跑到哪里了，东想西想的。即使老师很好，学生也会常常走神，特别是老师水平再差一点的话更是这样。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2514【案例2】小学生每天有效学习时间 家长们要想体验这点很容易：您可以找一份在您的理解水平以内的学术讲座的录像来看看，计算一下自己分神的时间：您能够集中注意力听一半左右就很不错了，您会丢掉很多内容。而您的孩子显然会比这更差

11、。上课开始，他需要很多时间才能慢慢“回到课堂”，中间很多时间，他在走神分心。这几乎就是必然的规律。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2515【案例2】小学生每天有效学习时间 您要怎样学习才能完全不分神？如果让您来做准备这个讲座，即使水平差些，但是您肯定不会分神。而且，这比您去听听专家讲座，会更深入了解懂得您学习的内容。 这就是西方教育理论中，认为在学校教育中，特别是小学教育阶段，孩子没有形成良好的学习习惯之前，不能依赖课堂讲授的方法来学习。必须用“体验式学习”来代替成传统的“灌输式学习”，“填鸭式学习”。否则不可能取得良好的教学效果。 “勤奋、朴实、团结、进取”

12、“学而不厌，诲人不倦”2022-3-2516【案例2】小学生每天有效学习时间 美国的大多数小学课堂就是这样设计的。在中国的教师看来，美国的教室散乱无序，学生们似乎次序不良，教室的座位也不整齐，经常为成一个圈，师生坐在一起“玩”，很不“正规”。但是，美国的孩子在小学阶段不会有压抑，也不会有散乱的思维，他们在看是无序的教学中学会了思维的有序。v显然中国的学校不是这种学习法。中国的学校在看似整齐有序的“教学环境中”，培养出了大批缺乏基本的思维能力，心智散乱的下一代。 “勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2517【案例2】小学生每天有效学习时间 教育学理论还认为：除了体验式

13、教学外，互动式教学效率更高。所以教学中要加强师生的互动内容来提高孩子的学习效率。 比如：您准备的学术讲座，安排了提问环节，您必须面对另外一些有水平的专家的质疑，显然，您因此会准备得更充分，会去了解对立的理论和各种不同的见解，来维护自己的理论体系。如果您讲完后，有人发现并指出了您演讲中的漏洞，提出了您无法解决的问题，您显然会印象更加深刻。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2518【案例2】小学生每天有效学习时间 上面这几种学习教学模式，都是“高效率”的模式，当事人很少会“分神”。简单化的灌输式教育，对于小学生阶段的孩子来说学习效果很差。能够有20-30%的时间有效利

14、用就相当不错了。这样算下来，最多每节课只有不到15分钟是“有效学习时间”。 教学效率高低好坏，还与老师教学对象的人数多少密切相关！“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2519【案例2】小学生每天有效学习时间 对于中国的学生，特别是“名校”学生来说，“有效学习时间”要比普通学校的学生更低。因为，学生的注意力有效时间，还与班级大小有关。西方教育心理学家研究表明：老师面对3个以下的学生，基本上就是一对一模式，学生很不容易分神，学习效率最高。（但是学校显然不能这样办，估计只有西方贵族式的学校，以及中国皇帝的太子教育是这样的）。对于普通的学校体系教学来说，班级学生在8个学生以

15、下学习效果最好，正常的班级最好也不要超过12-16人。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2520【案例2】小学生每天有效学习时间 中国的名校，每个班都在50-60人左右。据说还有百人班的。要让这种班级的学生全体集中注意力，显然是“不可能的任务”。再好的老师，对此也无能为力。而且，分神的学生们还会互相影响，特别是小学阶段，“课堂秩序”问题是小学低年级老师最重要也最关注的问题，而不是教学内容。 如果家长有机会去您孩子的教室实地看看，就知道上课的时候，大多数学生的大多数时间是花在走神上。学校老师也知道这点，但是他们也没有什么好办法。只要学生不干扰课堂秩序，他们就假装一切

16、OK。 “勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2521【案例2】小学生每天有效学习时间 小学课堂教学中，每天上午四节，下午两节课。共6节课，每节课45分钟的最多有效学习时间15分钟（按30%的有效时间计算），每天有效学习时间可以有一个半小时。如果再算上每天四节主课外的时间，另外两节课往往是混混日子的“副课”，这个有效学习时间就更短了。 值得庆幸的是：义务教育课程的内容很简单，特别是小学阶段。走神少一些的孩子，就可以轻松掌握，成为“好学生”。还有课后老师布置的作业，进行大量的机械训练，逼得孩子不得不“集中注意力”自学一点东西，所以才会“出成绩”。所以，名校里学得好的学生

17、，其实不是老师教的好，基本上都是自己学出来的。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2522【案例2】小学生每天有效学习时间 我们学堂新转来一个五年级的女孩，很乖，原来的学习很好。我有一次问她：你在原来的学校上课是不是总走神？她有些惊讶和不好意思，说上课的时候老师讲得很没意思，所以很多时间都没听课。我又说：没听课会做作业吗？她说重要的地方听一点就懂了，不懂的看看课本就行了。 我说：你不觉得这样上学是浪费时间吗？她回答：是很无聊。 “勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2523【案例2】小学生每天有效学习时间 我又问：在今日学堂上课你会分神吗?

18、她说很少，因为老师总要提问，学生之间要互相讨论，看书，忙都忙不过来，没时间分神。而且，老师讲课的时候，如果她分神老师马上就会发现，会抓她起来回答问题。所以也不敢不用心。 我说：这样学习压力大吗？您喜欢吗？ 她回答：很喜欢，这里可以学到很多东西。而且内容很有趣，很多知识很实用，是在普通学校学不到的。而且这里玩的时间，户外活动的时间很多。在普通学校，没事也只能傻傻地坐在教室里发呆。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2524【案例2】小学生每天有效学习时间 实际上，中国小学阶段的这种低效率学习的教育弊病，会给孩子造成一生的困扰。 首先，孩子们被“强迫”坐在并不舒服的教室

19、坐椅上呆一天，他们会很累。而且会让他们的身体越来越缺乏活力 第二就是在课堂上学不到什么有价值的东西，没有学习对于他们有挑战性的内容，会让他们觉得很无聊。心理上会压抑和茫然，造成个性和心理障碍。因为孩子其实很愿意探索我们的世界，很愿意学习新的，有趣的内容。 “勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2525【案例2】小学生每天有效学习时间 第三就是孩子们的大脑总是处在无所事事的状态，思维会变得迟钝。长大后会变得无法适应更快速和更大量的学习任务。实际上，上中学后，很多孩子无法适应变得多起来的学习任务，被应试体制淘汰。 您很容易发现：自己的孩子上小学后，变得越来越没精神气，总像

20、是很无聊很无奈的样子，即使孩子的学习成绩很好，她也总是不太高兴的样子。可是又说不出为什么。 “勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2526【案例2】小学生每天有效学习时间 这就是小学老师常说的：进学校的时候，孩子每个都不一样，出去的时候，每个都差不多。中国的“学校”和“老师”，就是这样“制造教育产品”的。 一般来说，孩子随年龄的长大，会慢慢主动控制自己的思维。到了大学阶段，就比较适应这种“听课模式”了。只要他们愿意就会主动通过听讲来吸收知识。可是小学生阶段基本上办不到。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2527【案例2】小学生每天有效学习

21、时间 而且，就算是大学生，实际上听课的效率还是不高，各位家长都当过大学生，应该知道“听课”是怎么一回事，一堂课能有50%的内容是专心听下来的就很不错了。 小学生的思维和自控能力不知比大学生差多少，居然用跟大学生一样的办法“上课听讲”，哪里讨得了什么好处？“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2528【案例2】小学生每天有效学习时间 真正的学习还有一个特点：就是越学，孩子越活泼，越精神，眼睛里面越有光彩。那种越学越焉巴的“学习”不是真正的教育。从普通学校转来今日学堂的孩子家长们很奇怪，也非常高兴的就是：孩子们往往送到学校后没几个月，精神面貌就完全变了个样。变得有精神多了

22、，而且很开心。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2529一、物理教育研究历史纵览 （一）（一）100多年的教育与认知科学多年的教育与认知科学20世纪70年代、80年代的硬件发展 新教科书 新技术在课堂的应用(计算机) 新计算机化 的实验室 新教学方式和方法 (建构主义): 调查基础，交互式访谈。 注视指导，调查物理，辅导，学术讨论物理，实时物理“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2530一、物理教育研究历史纵览 （一）（一）100多年的教育与认知科学多年的教育与认知科学 论点：硬件独立发展 缺少对特定课程与方法有效性评价基础上的研究 让

23、人们接受的难度 维持发展的难度“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2531一、物理教育研究历史纵览（二）美国的物理教育研究（二）美国的物理教育研究v美国从20世纪90年代初期，人们开始进行物理教育研究（PER）.vOSU，UMD，UW，U. Col，NCS，KSU，UIUC，U. Maine，Umass, Harvard等大学把物理教育研究作为一项领域，开展大规模的研究；MIT，RPI，UAZ，IWS，UC-Davis 等大学成立许多研究组织。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2532一、物理教育研究历史纵览（二）美国的物理教育研究（二

24、）美国的物理教育研究比较著名全国性的研究组织：v美国物理教师联盟美国物理教师联盟(AAPT)：建立于1930年的美国物理教师联盟(AAPT)，有来自30个国家的11,000名成员，每年两次大会 (夏季和冬季)，创立者中有300多人致力于物理教育研究，每年有十多人在物理教育研究方面取得博士学位。v美国物理协会美国物理协会 (APS)教育委员会：教育委员会：与AAPT紧密协作每年三月或四月召开大会。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2533一、物理教育研究历史纵览（三）（三）APS 对对PER（物理教育研究）的定（物理教育研究）的定位位（1999年年5月月21日委员会

25、通过）日委员会通过） 近几年，物理教育研究以物理领域一项研究课近几年，物理教育研究以物理领域一项研究课题的形式出现在人们的视野中。这类研究被几个主题的形式出现在人们的视野中。这类研究被几个主要科研院所放在物理领域中去推行，并得到主要政要科研院所放在物理领域中去推行，并得到主要政府机构的经费支持，它具有客观性和实验性，它正府机构的经费支持，它具有客观性和实验性，它正在发展，并且已经创立起许多出版物和传播机构，在发展，并且已经创立起许多出版物和传播机构，在这个领域训练过的博士生被组织起来建立新的课在这个领域训练过的博士生被组织起来建立新的课题。物理教育研究能并且应该与物理的其他领域执题。物理教育研

26、究能并且应该与物理的其他领域执行相同的评价标准行相同的评价标准(论文出版、专项拨款等等论文出版、专项拨款等等)。这。这项研究的成果将会改进教学与教学评价的方法论。项研究的成果将会改进教学与教学评价的方法论。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2534一、物理教育研究历史纵览 APS 赞同并支持把物理教育研究加入到物理领域来。这项研究的很多成果对物理教学是很重要的，并且解决了特殊物理课程的特定需要和要求，以及在这些课程中技术的正确运用。要想把物理教育研究与提升国家的物理领域教学水平成功结合需要物理教育研究者与一线教师的紧密合作。APS（美国物理协会）认为把物理教育研究

27、列入物理领域会大大提高它的成功与作用。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2535一、物理教育研究历史纵览 美国创办了一种新的杂志Physical. Review. Special Topics。 PER（物理教育研究）现在正成为STEM（科学, 技术, 工程学, 与数学）中许多教育学科学习的典范。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2536【案例3】俄亥俄州立大学物理教育研究组成员 (哥伦布校区)Lei Bao Andrew Heckler Kenneth G. Wilson (General guidance and vision)

28、E. Leonard Jossem (Emeritus; guidance, vision, and resources) Bill Reay (Emeritus; material development and implementation)6位博士研究生，2名博士后，1名当前在美国的中国访问学者。10名近代研究生(自2001年)与3名博士后物理系：CCNY, Seoul National, CSU Chico, Grand Valley St. U. (MI) 博士后：MIT, UMD教育支持与管理：OSU, KSU“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2537

29、二、研究方法 定性的采访，开放性问题，控制下的训练与测试定量的标准化大规模评估 (理论模型与手段)基础学习 控制条件下的训练和测试。技术 观察跟踪, 脑电图法 磁共振图法“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2538三、研究设计 确定研究目标，选择研究问题 确定研究变量和经验性现象 形成假设 用小实验、大范围评估、控制变量法来研究假设 评估研究 得出是什么和为什么 得出处理方式的有效性 “勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2539四、研究领域v理论研究理论研究：发展学习与评估的规范理论；发展数学方法；发展测量方法论。v应用研究应用研究：发展

30、诊断手段；发展课程；执行新的课程与教学手段。v实验研究实验研究：研究学生对某些特定课题的学习困难；研究和评价课程；研究和评价诊断手段）。v这3大项相互联系和影响。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2540五、物理教育研究专业的研究生物理背景：与其他物理领域相同.神经科学，认知科学，生理学，教育研究理论，分析方法，测量工具 物理教育.文献，理论，方法/工具，特殊案例研究 统计方法，计算机方法与建模。技术：计算机，互联网，多媒体 “勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2541六、俄勒冈州立大学（OSU）研究简介学习与评估的理论模型模型分析：一

31、种认知状态的概率性表现。动态模型：学习动态过程的基于时间的模型。学习的计算机模型：神经网络与复杂系统动力学。教育测量的定量模型“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2542六、俄勒冈州立大学（OSU）研究简介实验性与指导性方法与技术基础研究与评估中的观察跟踪法.教育虚拟现实技术.交互性更强的动态课堂带头人.与评估和教学相适应的网络技术. “勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2543六、俄勒冈州立大学（OSU）研究简介教育评估 定量评估模型与分析工具：IRT，模型分析，动态模型，测验方程式与量表，概率模型与回归方法。概念评估手段，问题解决技巧

32、，一般推理能力，如科学推理。认知后因素的测量与调查手段，如关于科学学习与学习焦虑的观点。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2544七、学生学习的特殊困难研究七、学生学习的特殊困难研究 确定并模拟学生学习困难从指导性评估中找出问题所在实施定性研究: 调查采访(录像，25)得出样本案例。 采访草案，样本选择，抄录。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2545七、学生学习的特殊困难研究七、学生学习的特殊困难研究 常模：揣摩问题解决方案，揣摩开放性探究，形成学生学习困难机理的模型 (假设)定量研究 答案简洁的开放性问题 (100) 附带说明的单

33、项选择题（MC问题） (100) 大范围 的MC 问题“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2546八、基于课程发展的研究八、基于课程发展的研究 确定问题(建立一个交互式教室环境)。制定一种策略(连续的假设质疑)选择方法与材料(技巧与EM)实施，测验，修订材料用控制性研究评价材料 控制组与试验组的随机化样本 (可扩充到许多不同总体)“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2547八、基于课程发展的研究八、基于课程发展的研究 预测试与其他评估 预测试后进行一般性测试 对新策略有效性的评价 学习收获，不同性，态度，其它相关变量如出席人数研究新方法的

34、可转移性. 在其他大学测试“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2548九、投票设备（点击器九、投票设备（点击器Clicker）方法）方法 在一种有效的教育策略中鼓励学生积极的发现并解决遇到的困难。 传统的被动演讲是“成本效率”，而不是学习效率. 设计了一种点击器，研究了相应的教学策略。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2549九、投票设备（点击器九、投票设备（点击器Clicker）方法）方法 Clicker交互式教学系统是以单向无线通讯网络为基础，支持课堂师生互动的教学系统。它由无线发射器、接收器以及驱动软件3部分组成。在课堂应用时，学

35、生能通过无线发射器上的数字键，对教师提出的问题进行研讨并在规定的时间提交到教师的计算机中，计算机将收集到的反有的反馈信息之后，针对反馈信息的统计结果以柱状图的形式呈现。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2550九、投票设备（点击器九、投票设备（点击器Clicker）方法）方法 这个统计结果即包含了班级同学的整体信息，也包含了个体信息。教师可以完全掌握每个同学对知识理解、掌握、应用程度，根据柱状图表达的信息，教师可以随时调整下一步的教学计划，对物理概念与物理规律教学的各个层面进行实时跟踪与改进。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2551

36、九、投票设备（点击器九、投票设备（点击器Clicker）方法）方法 备课时，需要估计学生思维障碍，利用Clicker交互式教学系统做好疏导学生思路的准备。 进行物理概念与物理规律教学时，充分运用利Clicker交互式教学系统探测学生思维，堵漏拨正学生思路，保证准确。 进入练习阶段时，要借助Clicker交互式教学系统，激发活化学生思路，灵活迁移。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2552十、问题串策略十、问题串策略 每一个概念都有不同的表面特征(背景)，利用这一特点，设计每个概念的问题串，引入认知冲突。 “易易难难难难”序列序列 题1 易，建立自信 题2难，提供认

37、知冲突，激励学生交流 题3难，提供评价 “速答”序列 34个中等难度问题；在每个题上尽量用较少时间“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”2022-3-2553【案例4】大学物理使用的问题串示例 下图中每个电阻有相同阻值下图中每个电阻有相同阻值R R，电池电，电池电压为压为V V。得出流经电池的总电流。得出流经电池的总电流。一种办法是分析从电池一端到一种办法是分析从电池一端到另一端每一种可另一端每一种可能的路径。能的路径。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”AV/R BV/2RCV/3R D2V/RE3V/R 81% 的同学在的同学在30秒内得出正确结果！秒内得出正确结

38、果！ 2022-3-2554【案例4】大学物理使用的问题串示例现在，在与上面相同的电路中加一条导线。尽管只加了一条线，从电池一端到另一端有了更多的路径。现在再得出流经电池的总电流。一次高中科学奥林匹克竞赛就用了一个相似的问题“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦” 13%的同学在的同学在2分钟内正确回答。分钟内正确回答。“V/R”虽有人选择，但答案扩展开了虽有人选择，但答案扩展开了!AV/R BV/2RCV/3R D2V/RE3V/R 2022-3-2555【案例4】大学物理使用的问题串示例 考虑如下电路。每个电阻仍然有相同阻值R，电池电压为V。得出流经电池的总电流。有对角线的回路意味着它在其它导线之上，并且只连接它的两端点。“勤奋、朴实、团结、进取” “学而不厌，诲人不倦”