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摘要 通过对92名初二和高一学生进行力的概念测试，并对不同年级的性别差异进行了比较研究。结果表明，在初中阶段，男女生在力学概念的掌握上没有差别，在高中阶段，男生好于女生，具体体现在对运动学、牛顿第一定律和牛顿第二定律的掌握上。根据建构主义理论，结合女生的特点，论文给出了相关教学建议。
关键词 中学生 力学 物理 前概念 性别差异
一、引言
概念教学在中学物理教学中具有重要的地位，尤其是力学概念，是整个物理体系的基石。近几十年来国际物理教学的研究表明，学生在传统物理学习中的表现并不尽如人意，即使经过了多年的中学教学，学生头脑中仍存在着许多错误的“前概念”(preconception)，在力学概念中这一现象非常突出。与此同时，物理教学中另一个现象值得关注，那就是女生在物理学习中的落后。鉴于力学概念在物理学习中的重要地位，因此需要了解，女生是否在力学概念的理解上处于不利地位，如果是这样，那么，从什么时候开始男女生的成绩开始出现差距，具体涉及哪些力学概念?对于这些问题的回答，对于改进力学概念的教学，明确物理学习中性别差异的实质，提升女生的物理学习成绩都具有一定的意义。
二、研究方法
选取苏州市某普通中学学生92名进行测试，其中，初二学生39名(男生18名，女生21名)，高一学生53名(男生27名，女生26名)。测试材料选用“力的概念测试(Force Concept Inventory)”中文版(简称FCI)。FCI由David Hestenes于1992年设计发表，在国际物理教育领域广为使用，中文版由曲亮生、郭玉英翻译，并率先在国内使用。
测试在4月下旬学生的自习课上进行，时间为30分钟。主试由所在班级的物理任课教师担任，所有主试都经过了指导语方面的培训。测试的指导语为：“同学们，这是一次测验，主要为了考查大家对于力的概念的掌握情况，但测验成绩不计入期末总评，请大家认真完成，时间为30分钟。”指导语设计的目的是为了保证学生测验时的认真态度、中等强度的焦虑以及第一时间的反应，以获得对学生力学概念情况的真实了解。测试数据收集上来审核后编码，采用SPSS18.0对数据进行统计分析。
研究结果表明，在初中阶段，男女生的力学概念理解水平基本相当，并且在所有具体的力学概念上也没有明显区别。我们认为，产生这一现象的主要原因是初中力学部分的知识较浅，学生掌握的程度都比较低。总体35分的平均成绩跟FCI设计的60分的牛顿力学概念入门线的差距非常大。可以说，不论是男生还是女生都基本保留着原始朴素的力学概念，错误和空白之处非常多，差别不明显。
2 高中生力学概念的性别差异
在高中阶段，男女生的力学概念差异明显，具体说来，在运动学、牛顿第一定律和牛顿第二定律方面，男生的掌握情况好于女生，在牛顿第三定律、迭加原理和多种形式的力方面，男女生的表现基本相同。高中生的力学概念总体水平比初中生有较大进步，总平均成绩为58分，基本接近60分的牛顿力学概念入门线的水平，说明在高中阶段，学生通过对力学概念系统深入的学习，对于科学概念的理解已经达到了较为基础的入门水平。在这个程度上，男女生的概念掌握情况的差异显现出来了。在具体概念的掌握上，可以发现，男女生出现性别差异的这三部分概念，相对是比较抽象复杂的，难度较大，平均正确率只有0.47，而男女生没有出现性别差异的三部分概念，抽象复杂程度要小一些，平均正确率达到了0.71，对这两个正确率进行配对样本t检验，结果表明，t(52)=9.22，在0.001水平上差异明显。可以推测，对复杂抽象的力学概念掌握不佳是导致女生力学概念水平低于男生的重要原因。
五、教学建议
对复杂的概念应用实例教学有很大差异。建构主义者曾提出了以下建议：
(1)对同一内容的学习要在不同时间多次进行，每次的情境都要经过改组，着眼于不同侧面；(2)教学的内容要选择真实性任务，不能对其进行过于简单的处理；
(3)提倡教师与学生以及学生之间的互动和交流，使学生超越自己的认识，并通过反思，促使建构能力的提高。与男生相比，女生对人、对具体生活的场景更感兴趣，在人际交流过程中，女生更“爱面子”，竭力避免出丑。我们认为，针对女生的这些特点，在教学中增加以“人”为对象的例子，探讨“厨房物理学”、“医院物理学”，在互动交流时，增加同桌讨论、前后位讨论等更自然的交流方式，应该会取得更好的教学效果。
关键词 中学生 力学 物理 前概念 性别差异
一、引言
概念教学在中学物理教学中具有重要的地位，尤其是力学概念，是整个物理体系的基石。近几十年来国际物理教学的研究表明，学生在传统物理学习中的表现并不尽如人意，即使经过了多年的中学教学，学生头脑中仍存在着许多错误的“前概念”(preconception)，在力学概念中这一现象非常突出。与此同时，物理教学中另一个现象值得关注，那就是女生在物理学习中的落后。鉴于力学概念在物理学习中的重要地位，因此需要了解，女生是否在力学概念的理解上处于不利地位，如果是这样，那么，从什么时候开始男女生的成绩开始出现差距，具体涉及哪些力学概念?对于这些问题的回答，对于改进力学概念的教学，明确物理学习中性别差异的实质，提升女生的物理学习成绩都具有一定的意义。
二、研究方法
选取苏州市某普通中学学生92名进行测试，其中，初二学生39名(男生18名，女生21名)，高一学生53名(男生27名，女生26名)。测试材料选用“力的概念测试(Force Concept Inventory)”中文版(简称FCI)。FCI由David Hestenes于1992年设计发表，在国际物理教育领域广为使用，中文版由曲亮生、郭玉英翻译，并率先在国内使用。
测试在4月下旬学生的自习课上进行，时间为30分钟。主试由所在班级的物理任课教师担任，所有主试都经过了指导语方面的培训。测试的指导语为：“同学们，这是一次测验，主要为了考查大家对于力的概念的掌握情况，但测验成绩不计入期末总评，请大家认真完成，时间为30分钟。”指导语设计的目的是为了保证学生测验时的认真态度、中等强度的焦虑以及第一时间的反应，以获得对学生力学概念情况的真实了解。测试数据收集上来审核后编码，采用SPSS18.0对数据进行统计分析。
研究结果表明，在初中阶段，男女生的力学概念理解水平基本相当，并且在所有具体的力学概念上也没有明显区别。我们认为，产生这一现象的主要原因是初中力学部分的知识较浅，学生掌握的程度都比较低。总体35分的平均成绩跟FCI设计的60分的牛顿力学概念入门线的差距非常大。可以说，不论是男生还是女生都基本保留着原始朴素的力学概念，错误和空白之处非常多，差别不明显。
2 高中生力学概念的性别差异
在高中阶段，男女生的力学概念差异明显，具体说来，在运动学、牛顿第一定律和牛顿第二定律方面，男生的掌握情况好于女生，在牛顿第三定律、迭加原理和多种形式的力方面，男女生的表现基本相同。高中生的力学概念总体水平比初中生有较大进步，总平均成绩为58分，基本接近60分的牛顿力学概念入门线的水平，说明在高中阶段，学生通过对力学概念系统深入的学习，对于科学概念的理解已经达到了较为基础的入门水平。在这个程度上，男女生的概念掌握情况的差异显现出来了。在具体概念的掌握上，可以发现，男女生出现性别差异的这三部分概念，相对是比较抽象复杂的，难度较大，平均正确率只有0.47，而男女生没有出现性别差异的三部分概念，抽象复杂程度要小一些，平均正确率达到了0.71，对这两个正确率进行配对样本t检验，结果表明，t(52)=9.22，在0.001水平上差异明显。可以推测，对复杂抽象的力学概念掌握不佳是导致女生力学概念水平低于男生的重要原因。
五、教学建议
对复杂的概念应用实例教学有很大差异。建构主义者曾提出了以下建议：
(1)对同一内容的学习要在不同时间多次进行，每次的情境都要经过改组，着眼于不同侧面；(2)教学的内容要选择真实性任务，不能对其进行过于简单的处理；
(3)提倡教师与学生以及学生之间的互动和交流，使学生超越自己的认识，并通过反思，促使建构能力的提高。与男生相比，女生对人、对具体生活的场景更感兴趣，在人际交流过程中，女生更“爱面子”，竭力避免出丑。我们认为，针对女生的这些特点，在教学中增加以“人”为对象的例子，探讨“厨房物理学”、“医院物理学”，在互动交流时，增加同桌讨论、前后位讨论等更自然的交流方式，应该会取得更好的教学效果。