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2009-04-23
Minstrell的diagnoser项目中的加速度案例分析(1) - [学术研究]
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首先,建立一个学习目标;然后按照以下四个阶段来进行:进入学习,发展观点,应用观点,反思。
在每一个阶段,都有一些相应的技术来支持,进入学习阶段是通过引子问题来进入学习(通过学生对引子问题的理解与回答,来识别他们的面),发展观点阶段通过发展课程来帮助学生探索与学习目标相关的经验与观点,发展课程可以用于学生表达他们最初的观点,发展课程的活动应该沿着引子问题的班级讨论继续,发展课程中的问题引导学生思考,对观点进行彻底的检验。特定的活动阶段,针对已经确定好的面,设计一些具体的问题情境,是发展观点的延伸。最后利用diagnoser这个程序,它提供一些具体的结构不良的问题,通过回答问题可以引出学生思考的不同的面,程序可以对学生的回答作出反馈来监控他们自己的学习。以加速度这个概念为例。
1. 首先确定加速度的学习目标。
1) 学生能够正确的指出加速度是物体速度变化的比率,包括加速和减速。
i. 通过比较相同时间间隔中速度的变化,学生能够比较两个或多个物体的加速度。
ii. 给出距离与时间信息,学生能够正确的识别加速度发生在哪个时间间隔上。
iii. 学生能够正确的定义与计算加速度,即加速度等于速度的变化除以时间的变化。2) 加速度的“面”。
面是组织学生概念研究的框架,0X和1X的面试学习目标。从2X到9X的面表示学生的面,这些面是有问题的面,数字越高的面(7X,8X,9X)问题越多。00学生能够正确的指出加速度是物体速度变化的比率,包括加速和减速。
01通过比较相同时间间隔中速度的变化,学生能够比较两个或多个物体的加速度。
02给出距离与时间信息,学生能够正确的识别加速度发生在哪个时间间隔上。10学生能够正确的定义与计算加速度,即加速度等于速度的变化除以时间的变化。
30 学生采用加速度定义的一部分来表示平均加速度。
31 学生认为加速度等于速度的变化或者只考虑末速度,而不考虑时间的变化。
32 学生认为,当初速度与(或)初始时间不等于0时,加速度等于末速度除以末时间。50 学生认为加速度是瞬时发生的,不考虑时间间隔。
51 学生认为速度-时间图中的速度就是加速度。60 当被问到加速度时,学生尝试测速度。
61 学生认为加速度等于初速度与末速度的平均值;
62 学生认为加速度等于距离的变化。70 学生总结到,如果一个物体速度为0,即使只有片刻,加速度也为0.
80 学生区分不了距离-时间图和速度-时间图。
81 学生认为距离图上的上升或下降表示物体的加速或减速。
82 学生认为距离图上的水平线表示物体以恒定的速度在运动。
83 学生认为速度图上的上升或下降表示物体以恒定的速度运动。
84 学生认为速度图上的水平线表示物体没在运动。90 学生总结到,如果一个物体有速度,它必须加速。
91 学生认为,通过看物体是加快速度还是减慢速度,可以决定物体时加速还是减速。2. 加速度的引子问题
引子问题是在“进入学习”阶段使用的。
1) 当你说“加速度”的时候,你认为它是指什么?
2) 一个海龟以每分钟20厘米的速度爬行;然后休息了一会,然后再接着以每分钟5厘米的速度缓慢爬行。a) 这是一个加速度的例子吗?
b) 你是怎么判定它的?3. 加速度的发展课程
1) 在这个练习中,学生会对比/关联距离与速度图表。这些活动应该帮助发展加速度的定性理解——加速度是速度的改变,要么是加速,要么减速。此外,活动的目标是帮助学生区分距离与速度图表。一些样本图表已经给出。其他的图标应该包括距离-时间图,显示从低的匀速运动逐渐加速到高的匀速运动,以及一个速度-时间图,显示一个低的匀速运动,然后以恒定的加速度到一个高的匀速运动。
群组活动:
1) 学生叙述/预测教师会给出哪种类型的运动
2) 学生利用运动探测器与计算机来记录他们的运动,从而检验他们的预测。(如果计算机程序允许,学生可以用坐标轴来表示距离与速度/速度V图表。速度V图坐标轴被用一些程序修改成只显示积极的速度V值。如果不可能,那么只有学生在一个方向移动,远离探测器,从而限制速度与速度V之间的混淆。小组中的每个学生应该尝试在运动探测器前面移动来阐释“匹配”教师的图。
3) 如果必要,学生重新做哪些没有产生预期图的运动。
4) 最后,学生写下他们的经验与学习。用于学生考虑的问题/任务。
1) 哪一类距离-时间图表示物体正在加速运动?
2) 哪一类速度-时间图表示物体正在加速运动?
3) 画出另外的距离图和速度图来表示加速度
4) 需要哪些数据来判定一个物体正在加速运动?
5) 你是如何向别人描述,他们是如何判定一个物体是否在加速运动?学生走图表解释的运动
让一个学生学习显示的每一个图表,然后让他走图表中显示的运动。如果这个学生走对了,让班上其余的同学与显示的图表相匹配。经过必要的讨论之后,如果班级同意运动是对的或者调整运动之后,询问他们在学生走的那个地方是加速,在加速的那个时间在图上是哪个位置。
历史上的今天:
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