Models in Physics, Models for Physics Learning, and Why the Distinction may Matter in the Case of Electric Circuits

Models are important both in the development of physics itself and in teaching physics. Historically, the consensus models of physics have come to embody particular ontological assumptions and epistemological commitments. Educators have generally assumed that the consensus models of physics, which have stood the test of time, will also work well as teaching models, and for many topics this assumption is at least unproblematic and in many cases productive. However, in the case of electric circuits the consensus models are highly abstract and consequently inaccessible to beginning learners. Certain historically derived analogues for the consensus models are accepted in texts, but these are demonstrably ineffective for helping learners grasp the fundamental concepts of electric circuits. While awareness of other models circulates informally in the teaching community, these are not well documented in the science education literature and rarely referred to in authoritative texts, possibly because the models do not share the ontological assumptions and epistemological commitments that characterise consensus models. Consequently these models have not been subjected to a disciplined critique of their effectiveness for teaching purposes. In this paper I use criteria drawn from the science education literature to reflect on why I have found particular models valuable in teaching electric circuits. These criteria contrast with the epistemological and ontological features that characterise the consensus models of science, and my reflection leads me to attend explicitly to the ways in which meanings are created within physics. This suggests that all models, whether consensus models or not, can be used more knowingly for important educational ends.

The Concept of Education Revisited

Enquiries into the meanings of words and the nature of things are first distinguished, and two different senses of 'concept' identified: a first sense in which 'concept' is attached to empirical facts, and a second sense in which a concept marks a purely logical space. The concept of education, in the second sense, is seen to be inevitable for human beings, and already carries certain values with it.     

高等教育概念:昨天的认识与今天的发展

"高等教育是建立在普通教育基础上的专业教育",已经被广泛接受。然而,这个概念是在特定历史条件下形成的,有时代局限性。随着社会和高等教育的发展,高等教育机构及其目标、任务和教育工作不断变化",专业教育"已经不再是高等教育的基本特征,高等教育概念应随着高等教育实践和认识的发展而不断地被重新审视。当下的高等教育是由大学、专门学院、研究生院、职业技术学院、继续教育学院等机构提供的所有类型的教育。     

美国学生物理概念研究的发展

美国的物理教育研究者采用了访谈、量表和计算机辅助测试技术对力学和电学等领域的学生物理概念进行研究,得出以下结论:(1)前概念广泛存在于学生头脑中,并会严重影响物理概念的学习;(2)传统教学很难改变学生的前概念;(3)有效"转变学生概念"的教学策略是激发学生认知冲突。     

动态干扰电流疗法的物理原理与应用

动态干扰电流疗法是一种利用动态干扰电流对人的生理作用而治疗疾病的方法。本文主要分析和研究动态干扰电流的产生原理、物理特性及干扰电对人体的生理作用和治疗作用。     

中学生对电流概念理解的调查与分析

利用《中学生电流概念测试题》,对104名中学生电流概念的理解进行了调查,分析了中学生对电流概念的理解中存在的问题及原因。     

大学物理教学中学生物质微粒观的培养

文章以大学物理教学中学生物质微粒观的培养为主题,结合教学实践中遇到的问题,提出了大学物理教学中物质微粒观培养的教学策略。这些观点和方法对大学物理教学实践具有一定的指导意义。     

学习社会概念的由来与发展

文章介绍了早期学习社会的概念及相关论述,考察了学习社会概念的由来与发展,描述了学习社会的当今模型。文章还特别介绍了理查德·爱德伍兹有关学习社会方面的论述。     

面向高阶认知发展的成长式问题化学习(GPBL)研究--概念、设计与案例

促进学习者高阶认知和问题解决能力的发展,是当代教学设计的核心诉求之一。问题化学习(PBL)虽致力于此,但实践效果却不够理想。面向高阶认知发展的成长式问题化学习(GPBL),是在分析PBL的价值与困境的基础上所提出的一种扬长避短的教学设计方法。它将学习置于复杂而真实的问题空间中,使其难度可随学习者能力发展而循序渐进动态变化,进而促进其高阶认知发展。以此方法开展的“教育游戏设计”教学案例表明,学习者在复杂问题解决、远迁移、合作及编程等能力上,都有较为明显的发展,这在一定程度上验证了设计目的。     

电流和电流强度定义式物理意义的拓展

电流的定义:电荷的定向移动形成电流。其定义式:I=q/t,指通过导体横截面的电量q跟所用时间t的比值,电流强度又常常简称为电流。这两个定义(式)形式上简单,但实质上却包涵了丰富的物理思想,值得我们作一番探讨。1电流的定义中包涵了分立和连续、有形和无形的对立统一的物理思想。1.1连续的思想见高中理科第二册P152,练习一(第一题)导线中的电流为1.6A,在ls内通过该导线某一横截面的电子有多少个?解析由I=q/t,q=Ne=It,N=It/e,数据解得N=1.0×1019个,即每秒钟有1×1019个电子通过导线的某一横截面。由于数量庞大,我们当然可以理解为在任意…     

现代物理学中质量的概念

质量是物理学中最基本的概念之一。从狭义相对论、广义相对论、粒子物理学、量子场论等现代物理学的不同角度出发，分析了质量概念的不同方面。     

国际组织终身学习理念阐释与政策发展

终身学习理念在国际组织中具有独特的地位,联合国教科文组织、世界经合组织、世界银行和欧盟都不同程度地成为终身学习理念发展的推动力量。随着20世纪70年代终身学习理念出现开始,国际组织对终身学习理念的理解也在不断加深和提升,终身学习的观念在国际组织中不断发生变化。由于国际组织对成员国具有一定的政策影响力,国际组织通过相关政策制定和推行等方式来实现终身学习理念以及政策目标。     

浅谈物理概念教学的基础-概念引入

物理概念是一类物理现象和物理过程的共同性质和本质特征在人们头脑中的反映,是对物理现象的抽象化和概括化的思维形式,因此,在物理教学中,物理概念的教学是首要的任务,而概念引入是概念教学的基础.     

浅谈物理概念教学的基础一概念引入

物理概念是一类物理现象和物理过程的共同性质和本质特征在人们头脑中的反映，是对物理现象的抽象化和概括化的思维形式，因此，在物理教学中，物理概念的教学是首要的任务，而概念引入是概念教学的基础。     

Potential Contribution of Digital Video to the Analysis of the Learning Process in Physics: A Case Study in the Context of Electric Circuits

We seek to demonstrate how digital video technology can contribute towards our understanding of the process of development of conceptual understanding in physics. We use digital video to analyze 4 brief Physics by Inquiry sessions with 2 groups of preservice teachers. The instances include independent group work and instructor-student interactions. Important insights emerge on the way students attempt to make sense of their observations and the way their initial ideas hamper the process of inquiry. Specific difficulties are identified that influence the learning trajectory. These are classified into categories, including epistemological, conceptual, and reasoning difficulties. Additional results demonstrate the crucial nature of careful guidance in inquiry-oriented activities and the variety in student responses to epistemological and other obstacles.     

教师学习:专业发展的替代性概念

上世纪九十年代以后,西方研究者们在批判教师专业发展概念的同时提出教师学习概念。教师学习逐渐成为教师教育研究中的主导性概念。概念的更替使得观念发生了转变,一种旨在促进学生有效学习,关注教师学习自主导向,强调工作场景中真实探究,以及倡导学校变革中的持续更新的教师学习观念正在逐渐形成。     

概念卡通在物理教学中的应用

概念卡通(concept cartoon)是英国曼切斯特城市大学的Keogh和Naylor在1991提出的一种基于建构主义的学习方法。在国外众多国家,概念卡通已被广泛应用于科学课的教学、评价之中。1概念卡通的理论基础———建构主义理论当代的建构主义理论认为,学习过程是学习者原有的认知结构与从环境中接受的感觉信息相互作用、主动建构信息意义的过程。这对教学有两点启示:①在教学活动中应该重视学生头脑内部的知识结构,了解学生的知识、经验状况及思维习惯,特别要了解学生已有观念中那些不全面甚至错误的观念。②知识的建立来自于学习者本身的前观念与…     

概念图在物理教学中的应用

本文介绍了概念图的概念及其学习理论基础,并从多方面论述了概念图在物理教学中的应用.