• 2009-04-23

    Minstrell 与 Hunt的“面”facet

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    “面”是思想、理解与推理的一些合适的单元,是学生用于理解特定情境的内容知识或策略的片段。

    “面”被组织成特定领域知识的群,与特定情境相关,比如浸在液体中的物体所受的力。它们也表示一些更加有策略的推理,比如运动力学的面:“平均速度等于初速度与末速度之和除以2

    面的一个关键点式使他们在写、说以及其他活动中的应用可以被识别,也就是说,当学生在使用一个面时,教师要能够识别它。面可以被认为是来自于基本的物理单元或原则的抽象物。面被认为是现象本原的抽象物。例如,观点springiness,在disessa的范式里,一个面被认为是一个甚至更多的现象本原的具体实例。也就是说,多个现象本原可以用一个facet来概括,facet相当于p-prims来说更抽象。

    面的真实性或有效性经常依赖于具体的情景,比如说,一个纸飞机水平方向的运动使他可以不像一个下坠的纸飞机那样下落得快。学生的这个面可能不适合解释从桌子上掉下去的弹珠的运动,但是却可以解释水皮球水平扔出去的运动比垂直落下的水皮球的运动慢的现象。因此,facet“水平运动减慢垂直运动”在真实世界中有时是有根据的。

    一个重要的观点是教学方法应使用学生的面作为教学的基础。一种很常见的情况,学生相信“活的东西可以产生力(如手)”,同样也相信“死的(桌子)东西部可以产生力”。拥有这两种面的学生,经过活动与讨论,可能会相信,静止的物体,包括活的和死的,都能产生力。

     

     

    以重量的本质为例。

    教学前测试,目的是识别学生的面。问题是:一个物体放在天平中称,读数为10,如下图左边,如果把天平与物体放在一个钟形罩里,并把钟罩里的空气抽走,那么,天平的读数是多少?如下图右边。

     

    学生需要做的是回答这个问题,并简要的写出理由。教师根据学生所做的回答识别他们的面,如果学生认为读数是0,则学生认为只有空气下压,“没有空气就没有重量,就如在太空一样”。一些学生认为比10小一点点,因为空气很轻,只会有一点点向下压,所以没有空气,只会比10小一点点。另外一些学生认为没有变化,认为空气不会影响天平的读数,他们要么是认为流动的媒介不会对物体产生压力,要么认为流动的媒介对物体顶部和底部的推力是相等的。有几个学生认为有向上和向下的压力,最后又有一个向上的合力,即存在一个微小的浮力。最后,有极少数几个学生认为读数会有一个很大的增加,因为空气提供了一个很大的浮力。

    注意到,这种开放结果的问题,可以让学生表达出我们以前未预测到的面。

    Benchmark instruction基准教学

    呈现给学生一个“benchmark”问题情境,它能够引出群组讨论,学生在讨论中提出他们的观点,并讨论他们,在重量的本质这个例子中,恰当的benchmark是“教师恰好准备了一个真空泵,钟形罩,弹簧秤以及一个物体”。学生然后讨论。

    Elaboration lessons,细化课程:课堂内的实验,问题以及讨论。

    接下来的讨论与实验调查允许学生探索他们的观点,探讨重力,重量以及周围媒介的影响之间的关系。日常的实验被带入调查:一个翻转的玻璃水杯,在杯口有一个塑料片(谁不会流出来),一个垂直的吸管,手放在吸管的上端,用吸管沾水(水不会流出来,除非把手指拿开)。一个翻转的圆柱体放在一个更大的高度的装了水的圆柱体里面(它浮起来了,当你推那个翻转的圆柱体时,你可以看到,相对于里面的那个翻转的圆柱体,水有所涨高)。……

    很重要的一件事是鼓励学生哦从大量的具体情境中抽取一般原则。最后一个实验是提供学生机会,让他们在新的具体情境中,尝试新的理解与推理。

     


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