中学生物理认知水平的模糊判别及其教育价值
知识认知差异下的初中物理教育研究
知识认知差异下的初中物理教育研究摘要：本文研究了知识认知差异下的初中物理教育，旨在探讨如何提高学生的学习兴趣和认知能力。
通过分析不同学生的知识认知方式，发现知识认知差异对学生的物理学习产生了一定的影响。
因此，教师在教学过程中应该注意引导学生进行深度思考和探究，提高学生的综合素质。
关键词：知识认知差异、初中物理教育、学习兴趣、认知能力、深度思考和探究一、引言初中物理教育是基础教育阶段的重要学科之一，旨在培养学生的科学素养和思维能力。
然而，由于不同学生的知识认知方式存在差异，导致他们在物理学习上存在一定的困难。
因此，本文旨在探讨知识认知差异下的初中物理教育研究，以提高学生的学习兴趣和认知能力。
二、知识认知差异对初中物理学习的影响（一）知识认知差异的概念和特点知识认知差异是指学生在学习过程中，由于个人背景、知识储备、理解能力等方面的不同，导致对知识的掌握程度和领悟能力出现差异。
这种差异在初中物理学习中表现尤为明显，因为物理学科涉及到许多概念和原理，需要学生具有较强的逻辑思维和抽象思维能力。
知识认知差异的特点主要包括以下几个方面：（1）个体差异：每个学生的知识认知水平都不尽相同，这种差异可能来自于他们的学习经历、家庭背景、兴趣爱好等因素。
（2）阶段性：知识认知差异会随着学生学习阶段的推进而发生变化。
例如，学生在刚接触物理时，可能对某些概念和原理感到困惑，但随着学习的深入，这种困惑可能会逐渐消失。
（二）知识认知差异与初中物理学习效果的关系知识认知差异对初中物理学习效果有着重要的影响。
首先，认知差异可能导致学生在理解某些概念和原理时出现困难，从而影响他们的学习效果。
例如，对于一些逻辑思维较强的学生来说，他们可能更容易理解和掌握物理中的力学、电学等概念；而对于一些逻辑思维较弱的学生来说，他们可能会感到这些概念难以理解。
其次，认知差异可能导致学生在解决问题时出现困难。
物理问题往往需要学生运用所学的概念和原理进行分析和推理，而认知差异使得不同学生对问题的理解和处理方式产生差异。
指向深度学习的高中物理教学中学生认知困难的分析和对策
指向深度学习的高中物理教学中学生认知困难的分析和对策【摘要】深度学习在高中物理教学中逐渐受到关注，但学生普遍存在认知困难。
本文从学生对深度学习的认知困难和物理教学中存在的问题两方面入手，提出针对性对策建议，包括加强跨学科合作和应用案例分析。
结论部分强调认知困难应引起重视，加强学科整合是解决问题的有效途径，促进学生深度学习的方式也需要探讨和完善。
通过本文的研究，希望能够引起教育者和研究者对深度学习认知困难的重视，促进学科整合和有效教学方式的探讨，为提升学生学习深度学习的效率和质量提供参考。
【关键词】深度学习、高中物理教学、学生认知困难、对策、教学方法、案例分析、学科整合、跨学科合作、促进学生深度学习、教育发展、有效方式1. 引言1.1 背景介绍深度学习是一种基于人工神经网络的机器学习技术，近年来在各个领域取得了显著的进展。
高中物理教学中存在学生对深度学习的认知困难，这不仅影响了他们对物理学的学习理解，也制约了深度学习技术在未来的发展。
针对这一问题，本篇文章将从学生对深度学习的认知困难、物理教学中存在的问题以及针对性的对策建议等方面进行深入分析和讨论，旨在通过跨学科合作与发展，促进学生深度学习的有效方式。
在这个背景下，本文将探讨高中物理教学中学生对深度学习的认知困难，希望可以为教育者和研究者提供一定的指导和借鉴。
深度学习的普及和发展是当前教育领域的重要课题，了解并解决学生的认知困难对于推动深度学习技术的发展至关重要。
1.2 研究意义研究高中物理教学中学生认知困难的原因和对策，对于提升教学质量，促进学生深度学习具有重要的意义。
通过深入探讨学生对深度学习的认知困难，可以帮助教师更好地了解学生的学习需求和问题，从而调整教学方法，提高教学效果。
总结针对性的对策建议，可以为教师提供实用的指导，帮助他们解决教学中的难题，推动学生的学习成果。
深入研究高中物理教学中学生认知困难的分析和对策具有现实意义和教育意义。
2. 正文2.1 学生对深度学习的认知困难1. 抽象概念理解困难：深度学习涉及到很多抽象的概念和数学原理，对于一般高中生来说，很难深入理解其背后的原理和运作机制。
指向深度学习的高中物理教学中学生认知困难的分析和对策
指向深度学习的高中物理教学中学生认知困难的分析和对策
一、学生认知困难的分析
2. 缺乏实际操作经验：深度学习需要大量的数据和实际操作经验来进行训练和学习，然而学生在学校中通常无法获得足够的实践机会，这也会导致他们难以理解深度学习的实
际应用。
3. 沟通交流困难：深度学习涉及到大量的专业术语和理论知识，学生在学习过程中
可能会遇到很多困难，而在与老师或同学进行沟通交流时，可能会由于理解能力不足而难
以表达自己的想法和问题。
二、对策
针对以上学生认知困难的分析，我们可以提出一些对策，以帮助学生更好地理解和应
用深度学习在物理学习中的意义。
1. 强化基础知识的培养。
深度学习涉及到大量的数学和算法知识，因此我们需要充
分培养学生的数学基础和物理基础知识，以便他们更好地理解深度学习的相关概念和原
理。
2. 提供实际案例和应用场景。
通过引入一些简单的深度学习案例和应用场景，可以
帮助学生更直观地理解深度学习的意义和作用，激发他们对于深度学习的兴趣。
3. 创设实践机会和实验环境。
学校可以适当增加深度学习方面的实践课程和实验环境，让学生能够亲自动手进行深度学习的实验和操作，从而提高他们的实际操作经验。
4. 加强师生互动和学生交流。
老师可以在课堂上加强与学生的互动，并且鼓励学生
之间开展积极的讨论和交流，让学生能够在互相学习和分享中更好地理解和应用深度学习
知识。
5. 提供个性化指导和辅导。
针对不同学生的学习能力和认知水平，老师可以提供个
性化的指导和辅导，帮助他们克服认知困难，更好地理解和应用深度学习知识。
中学生物理认知水平的模糊判别及其教育价值
河南教育学院邢红军物理教育作为一种促进学生科学化的科学教育活动，应当研究学生的认知水平与心理发展.这既是物理教育自身规律性的要求,又是90年代我国物理教育发展的迫切需要. 教学要符合儿童的发展阶段。
皮亚杰认为，教育是从属于受教育者发展水平的。
1959年在美国伍兹霍尔召开的中小学理科教改会议上，日内瓦学派的代表英海尔德强调的也正是:“教学一定要考虑到当时学生所处的发展阶段.当教材的性质和难度适合儿童的认知结构水平时，学习才有最佳效果。
在不同发展阶段，知识是以不同性质的方式获得的,教学方法必须与发展水平相匹配。
"早在1982年7月的全国中学特级物理教师会议上,雷树人同志就发表了《试论我国中学物理教学的传统》的讲话。
他指出：“要根据学生的智力发展水平来考虑教学内容的深广度。
怎样恰如其分地估计学生的智力发展水平,这是一个相当困难的问题.我们的经验是：在强调可接受性的时候，往往把学生估计得过低,在强调发挥学生的潜力时，又往往把他们估计得过高。
要较好地解决这个问题，还需要对我们的学生有更多的了解，并进行理论的探讨。
我们在这方面开展的研究工作不多，实际问题往往还是靠经验摸索着去解决。
”十多年来，从我国中学物理教学发展的情况来看中学生物理认知水平的研究工作，被人们有意无意地忽略了。
这种情况到目前为止，可以说基本上没有什么改变.许多物理教育工作者在教材的知识结构、教学的方式方法等方面作了很好的工作，推进了物理教学研究的发展。
然而，还应该清楚地认识到，整个中学物理教育的基础之一，即学生物理认知水平的判别问题，至今还未能得到很好的解决。
[!--empirenews。
page—-］我们这项研究工作,一方面从中西方比较教育的角度去阐述中学生物理认知水平研究和发展的历史与现状，另一方面，尝试从物理教育量化方法已有的成果出发，用模糊数学的方法去认识学生的物理认知水平。
这项工作分为四个部分。
一、国内外中学生物理认知水平的研究方法及现状在国外，1965年开始出现了用集体笔试学生运算模式的方法。
浅谈高中生的物理认知水平对物理教学的意义
浅谈高中生的物理认知水平对物理教学的意义高中物理是学生接触到的第一门专业科学课程，对培养学生的科学素养和培养科学家精神有着重要的作用。
然而，高中生的物理认知水平对物理教学的意义是什么呢？本文将就此话题展开探讨。
一、物理认知水平与学习兴趣高中生的物理认知水平直接关系到他们对物理学科的兴趣和学习动力。
物理是一门需要动手实践和观察的科学课程，对学生的实践能力和观察力有着很高的要求。
如果学生的物理认知水平较低，对物理概念和原理的理解不够深入，那么他们对物理学科的兴趣可能会受到影响，从而对学习物理的动力也会降低。
因此，在物理教学中，教师应该注重培养学生的物理认知水平，努力提高学生对物理学科的兴趣。
可以通过生动有趣的实验示范、问题探究等方式，引导学生积极主动地参与到物理学习中，激发他们的学习兴趣和好奇心。
二、物理认知水平与科学思维能力物理学是培养学生科学思维的重要学科之一。
物理认知水平的高低直接关系到学生的科学思维能力。
物理学是一门探索性强、逻辑性强的学科，学生需要通过观察、实验和思考，发现问题、解决问题。
只有具备较高的物理认知水平，学生才能够更好地理解和运用物理学原理，发展科学思维能力。
因此，在物理教学中，教师应该通过启发式教学、问题导入等方式，引导学生自主思考和发现物理问题的思路和方法，培养学生的科学思维能力。
同时，注重培养学生的理论联系实际的能力，帮助他们将所学的物理知识运用到实际生活和科技创新中。
三、物理认知水平与学科竞赛高中学生的物理认知水平还直接关系到他们在各类学科竞赛中的表现和成绩。
物理是各类学科竞赛中的热门科目之一，对学生的物理认知水平有着较高的要求。
只有具备较高的物理认知水平，学生才能够在学科竞赛中发挥出自己的潜力。
因此，在物理教学中，教师应该兼顾课堂教学和竞赛辅导，在课堂教学中注重培养学生的物理认知水平，同时在学科竞赛辅导中注重培养学生的解题技巧和应试能力。
通过多次的模拟竞赛和实战演练，帮助学生提高物理认知水平，为他们在学科竞赛中取得好成绩提供有力保障。
带你走出物理概念模糊的误区
青铜峡第五中学丁发斌（）电话：有一句话道出了理科各科地特点：“物理难，化学繁，数学习题做不完”，许多学生反映物理难学，特别是物理概念不好理解，面对物理概念就像是雾里看花一样，总有不识庐山真面目之感.经过多年地教学实践调查，发现有此感觉地学生在学习中都同样走进了经验学习地误区中，本文希望通过对误区从本质上认识，能帮助同学们走出学习地误区.资料个人收集整理，勿做商业用途一、走出惯性概念地误区误区一：根据惯性地定义，只有物体处于匀速直线运动状态或静止状态时，才有惯性，而物体地运动状态改变或所受外力不为零时，就没有惯性.资料个人收集整理，勿做商业用途分析：惯性是物体固有地性质，所有物体在任何情况下都有惯性.惯性定律是惯性在物体不受外力时地具体体现，它指出：惯性是物体保持原有运动状态不变地性质，这里“不受外力”不是物体具有惯性地条件.例如：行驶中地汽车或火车，不能立即停下来，说明汽车地速度由大到小时具有惯性；汽车启动时，不易立即达到很大地速度，说明有静止变为运动地物体同样具有惯性.资料个人收集整理，勿做商业用途误区二：同一辆自行车，速度大时不易停下来，所以物体地速度越大，惯性越大.分析：这也是由于对惯性地概念不理解造成地.如前所述，惯性是物体本身固有地性质，其大小只与物体本身地质量有关（质量越大，惯性越大），与外界条件无关.物体地惯性不但与物体速度地大小无关，与物体是否受力、是否运动等都没有关系.资料个人收集整理，勿做商业用途误区三：推桌子，桌子就动，不推，过一会儿就停下来，所以物体运动一定是受了力，失去了力，物体就会静止.分析：推桌子时，人对物体用了力，使物体有静止变为运动，说明力是改变物体运动状态地原因，但并不能说明物体运动一定是因为受到了力.例如：足球运动员将球踢出去，球在空中不再受到向前地力，但仍可以继续运动.我们在冰上向前滑动，也没有受到一个向前地力.根据牛顿第一定律，原来运动地物体在不受力时，将保持匀速直线运动状态.所以，运动地物体不一定受到力地作用.而物体由运动变为静止，则是由于受到摩擦阻力地作用，这也说明力是改变物体运动状态地原因.资料个人收集整理，勿做商业用途二、走出摩擦力地误区误区一：误认为压力增大摩擦力一定增大.例如图所示，用一个地力把一个重地物体压在墙壁上静止.若压力地大小增大到，则此时物体与墙壁地摩擦力与原来相比将（）资料个人收集整理，勿做商业用途变大变小不变无法确定解析：本题是有摩擦力参与地静态平衡问题.正弄清二力平衡地含义.由于物体处于静止状态，其所受地力必是平衡力，对木块进行受力分析：在竖直方向上，木块受向下地重力和墙对木块向上地摩擦力，它们是一对平衡力；在水平方向上，木块受向右地压力和墙对木块向左地支持力.由于物体地重力不变，所以墙对木块向上地摩擦力也不会因压力地增大而改变，只是当增大时，墙对木块向左地支持力随之增大罢了.所以本题答案为.资料个人收集整理，勿做商业用途误区二：误认为运动地物体必定受到摩擦力地作用.如图所示，物体平放在水平放置地皮带机上，随皮带机向右做匀速运动，则此时物体受到皮带对它地摩擦力为（）资料个人收集整理，勿做商业用途水平向右Array水平向左不受摩擦力静摩擦力解析：对于本题，很多同学会错选或.向右滑动”；错选择地同学随然分析出了物体相对于皮带表面地相对位置没有发生改变，但误认为物体向右运动必受到一个静摩擦力地作用.若用平衡力地概念来分析此题，就会相对简单.如果物体与皮带之间存在摩擦，则它所受到地摩擦力总是在水平方向上地，或水平向左，或水平向右.由于物体做匀速运动，如果受到一个向左或向右地摩擦力，则必有一个向右或向左地力与之相平衡，题中显然不存在这样一个力，故物体与皮带表面之间不存在摩擦力，即物体地运动是由于惯性，故答案为.资料个人收集整理，勿做商业用途误区三：误认为物体地运动速度改变，所受地摩擦力也随之改变.列弹簧测力计拉着重地物体在水平面上以地速度做匀速直线运动，弹簧测力计地示数是；现在使物体以地速度在原来地水平面上做匀速直线运动，物体受到地摩擦力为（）资料个人收集整理，勿做商业用途．. . .解析：我们知道，影响滑动摩擦力地主要因素是压力地大小和接触面地粗糙程度.当物体在水平面上做匀速直线运动时，受到两对平衡力地作用，即竖直方向上重力与地面对它地支持力平衡，水平方向上拉力与摩擦力平衡.本题中虽然物体地速度增加一倍，但压力地大小未发生改变，接触面地粗糙程度也未发生改变，故滑动摩擦力地大小不变.正确答案为.资料个人收集整理，勿做商业用途误区四：误认为物体间地接触面积发生改变，所受摩擦力也随之改变.例将一块砖在同一桌面上匀速滑动和侧放匀速滑动时受到地摩擦力分别为和，则（）．＞. ＝. ＜. 无法判断解析：由于受日常经验地影响，很多同学以为物体间地接触面积越大，所受地滑动摩擦力就越大，故毫不犹豫地选择了而且造成错解.当砖平放在桌面上匀速滑动时，我们不难分析出推力与摩擦力是一对平衡力；当砖侧放在同一水平桌面上匀速滑动时，它对桌面地压力保持不变，接触面地粗糙程度不变，仍有推力与摩擦力相互平衡.所以两种情况下砖所受地摩擦力＝，答案为.资料个人收集整理，勿做商业用途以上是我对“惯性”和“摩擦力”地教学地一些总结.总之，我认为在学生物理概念形成地不同阶段，我们教师要有目地、有计划、有组织地利用各种适宜地方法和手段帮助学生建立起物理地“知识结构”.找出概念中地纵横关系，理解核心知识、重点知识和难点知识，才能使学生正确理解物理概念，走出物理概念模糊地误区，顺利实现知识和能力地转化.资料个人收集整理，勿做商业用途。
初中物理教学内容认知水平的研究
初中物理教学内容认知水平的研究国家教育部要求，“初中物理学习内容要力求科学地构建体系，
以培养学生解决实际问题的能力，提高学生的物理认知能力”。
为了
深入研究初中物理的教学内容，确定初中物理教学的知识框架，确保
孰学生能够掌握和理解初中物理的基本知识，对初中物理教学内容认
知水平的研究可谓重中之重。
研究初中物理教学内容认知水平，首先要明确初中物理教学目标，即构建学生对初中物理知识结构和概念的理解。
这意味着，学生在学
习初中物理时，需要掌握一定的基础知识，理解复杂的物理概念，如
力学，光学，电学和热学等，并将这些知识抽象化，总结出公理和具
体的运算规律，而这一切都离不开针对性的认知活动。
通过对学生的实证研究，发现初中学生的物理知识结构及概念的
理解程度存在较大的差异。
大多数学生在学习物理时，主要依赖简单
的记忆，忽视理解的程度，缺乏对物理现象的发现能力和解释的能力，无法建立起正确的思维观念，无法发现和分析物理问题，拾勉强记忆
知识点，这就需要在教学中深入分析和提升学生知识结构和概念的理
解能力。
因此，在初中物理教学中，学校教师应尽量将认知内容融入到教
学中，培养学生针对特定物理问题的高效的认知活动，包括分解、抽象、理解、解决、总结概括、归纳原理等技能，以满足学生认知需求，获得更准确、深入的初中物理知识。
最后，在教学中应注重学生的参与，采取以教师为主，学生为辅
的教学方式，充分合理利用交流，提问，讨论，实验等活动，激发学
生认知活动，全面提高学生初中物理教学内容认知水平。
浅谈高中生的物理认知水平对物理教学的意义
浅谈高中生的物理认知水平对物理教学的意义高中生的物理认知水平对物理教学的意义引言物理学是科学的基石之一，对于培养学生的科学素养和创新能力具有重要意义。
而高中生作为学习物理的重要阶段，他们的物理认知水平直接关系到物理教学的效果和质量。
本文将从提高高中生的物理认知水平对物理教学的意义出发，分析其对学生能力培养、兴趣激发和科学素养发展方面的影响。
第一部分：提高学生能力培养高中生的物理认知水平的提高可以促进他们在物理学习中的能力培养。
首先，良好的物理认知水平可以提高学生的问题解决能力。
物理学习中，学生需要面对各种复杂的问题，并运用物理原理解决这些问题。
只有具备较高的物理认知水平，学生才能够对问题进行全面的分析，找出链条关系，并给出合理的解决方案。
因此，提高学生的物理认知水平有助于培养他们的问题解决能力。
第二，物理认知水平的提高可以增强学生的逻辑思维能力。
物理学是一门精密而系统的学科，学生在学习过程中需要理清各个概念之间的联系与联系，并将其运用到解决实际问题中。
这种思维过程需要学生具备一定的逻辑思维和推理能力。
因此，高中生的物理认知水平提高可以训练学生的逻辑思维，培养他们的推理推断能力。
第三，物理认知水平的提高可以增强学生的实践能力。
物理学习不仅仅局限于书本知识的学习，更需要学生进行实践操作和实验观察。
而具备较高的物理认知能力的学生能够更好地理解和掌握实验原理，并在实践中准确地操作和观察。
通过大量的实践实验，学生的实践能力可以得到有效的培养和提高。
第二部分：兴趣激发高中生的物理认知水平也与激发其对物理学的兴趣息息相关。
首先，具备较高的物理认知水平可以增强学生对物理学的理解和掌握。
物理学是一门抽象而又严谨的学科，学生如果始终处于迷茫和不理解的状态，容易导致对物理学的抗拒和厌烦。
而对于那些掌握了物理学知识和原理的学生来说，他们能够更好地理解物理学的魅力和应用，从而激发起对物理学的浓厚兴趣。
其次，较高的物理认知水平可以带来学生对物理学的自信和成就感。
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河南教育学院邢红军物理教育作为一种促进学生科学化的科学教育活动，应当研究学生的认知水平与心理发展。
这既是物理教育自身规律性的要求，又是90年代我国物理教育发展的迫切需要。
教学要符合儿童的发展阶段。
皮亚杰认为，教育是从属于受教育者发展水平的。
1959年在美国伍兹霍尔召开的中小学理科教改会议上，日内瓦学派的代表英海尔德强调的也正是：“教学一定要考虑到当时学生所处的发展阶段。
当教材的性质和难度适合儿童的认知结构水平时，学习才有最佳效果。
在不同发展阶段，知识是以不同性质的方式获得的，教学方法必须与发展水平相匹配。
”早在1982年7月的全国中学特级物理教师会议上，雷树人同志就发表了《试论我国中学物理教学的传统》的讲话。
他指出：“要根据学生的智力发展水平来考虑教学内容的深广度。
怎样恰如其分地估计学生的智力发展水平，这是一个相当困难的问题。
我们的经验是：在强调可接受性的时候，往往把学生估计得过低，在强调发挥学生的潜力时，又往往把他们估计得过高。
要较好地解决这个问题，还需要对我们的学生有更多的了解，并进行理论的探讨。
我们在这方面开展的研究工作不多，实际问题往往还是靠经验摸索着去解决。
”十多年来，从我国中学物理教学发展的情况来看中学生物理认知水平的研究工作，被人们有意无意地忽略了。
这种情况到目前为止，可以说基本上没有什么改变。
许多物理教育工作者在教材的知识结构、教学的方式方法等方面作了很好的工作，推进了物理教学研究的发展。
然而，还应该清楚地认识到，整个中学物理教育的基础之一，即学生物理认知水平的判别问题，至今还未能得到很好的解决。
[!--empirenews.page--] 我们这项研究工作，一方面从中西方比较教育的角度去阐述中学生物理认知水平研究和发展的历史与现状，另一方面，尝试从物理教育量化方法已有的成果出发，用模糊数学的方法去认识学生的物理认知水平。
这项工作分为四个部分。
一、国内外中学生物理认知水平的研究方法及现状在国外，1965年开始出现了用集体笔试学生运算模式的方法。
这种测验要求的不是测验知识，而是测验学生的运算模式。
这种方法不用实验设备，所需时间短，但效果不太理想。
1975年，罗厄尔（J．A．Rowed）和霍夫曼（P．J．Hoffman）提出了另一种集体测试形式。
他们给每个被试者准备一份测试小册子、一套有关的实验仪器设备和实验指导说明。
这种方法有实验，是个改进，但需要大量的仪器设备，教师准备很费时间；学生对实验说明的理解有困难，有不按要求实验和操作的情形；测试时课堂秩序很乱，管理困难，效果也不很好。
1978年，美国著名理科教育家安东·劳森（AntonE．lawson）选择了一套较完整的、能测试各种基本运算模式的测试题，并进行了规模较大的对比实验。
劳森将被试者分为三种类型：形式运算型、过渡（或中间）运算型和具体运算型。
他发现，在513名被试者的集体测试中，大多数形式运算型可答对全部15道测试题中的12～15题。
大多数过渡型可答对6～11题，而大多数具体运算型只答对1～5题。
[!--empirenews.page--] 处于不同思维发展阶段的学生，在物理学习中的表现有何不同呢？美国的理科教育家发现，不同类型的学生在物理学习中的表现有明显的区别，包括以下几个方面：1．用概念、规律解释现象的能力不同；2．设计实验的能力不同；3．简化假设的能力不同；4．用数学分析物理现象的能力不同。
在国内，1989年和1990年，首都师范大学的乔际平等人采用知识优等价排除法，用开底型试题对269名学生进行了能力测试，能力级别分布如图一所示。
北京师范大学的段金梅等人则利用教材对学生思维水平的要求与学生成绩相比较，以教材对学生的要求当做评价的标准，把教材的要求用五个思维等级表示，如图二。
图二中实线表示教材要求，虚线表示学生成绩。
[!--empirenews.page--] 由图二可以看出，我国中学生的物理思维水平与教材要求相比较，是普遍偏低的。
综观国内外中学生物理认知水平的研究，我们发现，国外的研究不仅起步较早，而且研究方法与水平也比较高。
因此，目前在国内物理教学中，加强这方面的研究就显得异常紧迫。
二、中学生物理认知水平判别的理论依据判别中学生的物理认知水平，皮亚杰的认知发展阶段理论，可以为我们提供一个较好的理论解释模型。
皮亚杰的认知发展阶段理论，把儿童从出生到大约15岁划分为互相衔接的、顺序不变的但特征各异的四个心理发展阶段。
即感知运算阶段（0～2岁）、前运算阶段（2～7岁）、具体运算阶段（7～12岁）和形式运算阶段（12～15岁）。
这四个阶段的主要标志是运算的思维水平不同。
中学生的认知水平集中在具体运算和形式运算阶段。
因此，我们将重点研究这两个运算阶段。
（一）具体运算具体运算的特点是：一般离不开具体事物的支持，运算主要依靠实物和能观察到的实际事物等来支持，不能依靠词语、假设来进行。
只要问题是具体的，儿童可以完成相当复杂的运算。
所以这一阶段称为具体运算阶段。
[!--empirenews.page--] 具体运算包括四种类型：1．分类根据观察到的事物的性质进行分类和概括。
例如，学生知道安培表、毫安表和微安表都是用来测量电路中电流大小的仪器。
2．守恒。
知道一个量如果没有增加或减小，即使物体外形变化了，该量也保持不变。
例如，同一支密度计放在水中与酒精中露出的长度不同，但所受浮力相同，都等于密度计的重量。
3．顺序排列排列一组可观察的物体，在较复杂的情况下，能在两种可观察的物体间建立可能一一对应关系。
例如，知道单摆的摆长越长周期越大，摆长越短周期越小。
4．可逆性能在心理上反转思考一系列步骤，即从某一步骤的终状态返回到初状态。
例如，使用天平时，既能够按照操作步骤对天平进行调节，对物体进行称量，又能够在头脑中想象出整理物体、天平的一系列步骤。
（二）形式运算形式运算的特点是：思维已能摆脱具体事物的束缚，把内容与形式区分开来，能进行假设、演绎推理。
这种假设、演绎推理，不仅是逻辑和数学思维的凭借，也是一切科学思维活动的基础。
处于这个阶段的儿童能够根据理论或假设推出结论，并以结论检验假说或理论，解释有关现象或预言新的事实，发现新的现象。
[!--empirenews.page--] 形式运算包括五种类型：1．理论思维能应用多重分类、守恒逻辑、顺序排列和其它运算模式、理论或理想模型于不能直接观察到的事物间的关系和性质。
例如，高中学生通过实验能用图解外推法推得电源电动势的大小。
2．组合思维能考虑一切可以想象的具体的或抽象的项目的组合。
例如，把几种电学仪器组合起来进行实验，测量电动势和内电阻。
3．函数观念和比例思维能够用数学形式叙述和解释函数关系。
例如，通过比例法确定液体内部的压强与深度的关系。
4．分离和控制变量认清实验设计除了一个被研究的变量之外，控制一切其它变量是必要的。
例如，单摆实验中，控制摆锤质量与重力加速度的大小，只研究摆长与周期的关系就可以了。
5．概率与相关思维能理解概率的本质，能解释一些不可预言的、不可确定的观察事实，并能识别变量之间的关系。
例如，高中物理对大气压强的解释是：在单位时间内分子给器壁的总冲量就等于气体的压强。
三、中学生物理认知水平的模糊判别皮亚杰的认知发展阶段理论在国际上获得了广泛的承认与赞同。
但是，从连续性上考虑，四阶段划分又粗糙了一些。
因为阶段不是台阶式的，而是连续的，这样就使该理论在教学中的应用产生了一定的困难。
近年来在国际上出现了一批新皮亚杰学派的心理学家。
例如，胡安·帕斯奎尔·莱昂（Juanpascual－leone）等人，他们用“中心计算空间M”来解释认知发展，认为“M空间在个体正常发展中以定量增加”。
M空间被理解为e＋k。
e是指贮存有关如何解决问题的一般知识的加工能力，k是指贮存有关在解决问题及具体步骤的知识的能力。
e是不变的，而k随着儿童年龄的增长而有所增加。
如表一所示。
[!--empirenews.page--]表一不同发展水平人体的M空间年龄（岁）皮亚杰的发展阶段M空间（e+k)3~4[!--empirenews.page--]前运算早期e+15~6前运算晚期e+2[!--empirenews.page--]7~8具体运算早期e+39~10具体运算晚期[!--empirenews.page--]e+411~12形式运算早期e+513~14[!--empirenews.page--]形式运算中期e+615~16开式运算晚期e+7 可见，新皮亚杰学派关于儿童认知阶段划分的研究，使皮亚杰的认知水平发展理论更加完善，更利于该理论在教学中的应用。
[!--empirenews.page--] 在第七届全国中学生物理竞赛江西赛区实验中，我们运用皮亚杰的认知水平发展理论和新皮亚杰学派的研究成果进行命题，检验参赛学生的认知发展水平。
如表二。
题目层次名称[!--empirenews.page--]难度1形式运算说明试管在水中处于稳定平衡的条件0.44[!--empirenews.page--]2具体运算测量砝码高度与重心位置0.373[!--empirenews.page--]形式运算找出试管重心的最低位置0.504形式运算[!--empirenews.page--]用数学式表达出物体重心变化规律0.705形式运算寻求浮力中心随砝码高度变化的数据[!--empirenews.page--]0.516形式运算寻找试管处于临界位置的砝码高度0.68被试者共49名，试题满分为30分，测试分数如下：28，27，26，25，24，24，23，22，21，21，20，20，20，19，19，19，18，18，18，18，17，16，16，16，15，15，14，14，14，14，13，12，12，11，1I，11，10，9，9，8，7，6，6，4，3，2，2，2，1。
[!--empirenews.page--] 49名被试者物理认知水平的模糊判别：取论域U＝(0，1］，形式运算晚、中、早三个阶段与具体运算晚、早两个阶段共五个阶段分别表示为U上的五个模糊集合A、B、C、D、E：它们的隶属函数分别为：这几个函数可以用图三表示出来：任取一个数据并转换成百分制分别代入上述五个标准模式，可以求出其认知水平。
比如，26分转换成百分制为86．6分。
根据最大隶属原则，可知U＝26分属于A的程度最大，所以该学生的认知水平应定为形式运算晚期。
根据同样的方法，可以求出25分的隶属度。
可知U＝25分属于B的程度最大，所以认知水平应定为形式运算中期。
[!--empirenews.page--] 这样，可以分别对49名被试者的认知水平进行模糊判别。
如表三运算阶段分数[!--empirenews.page--]人数百分比形式运算晚期28,27,263[!--empirenews.page--]6.1%形式运算中期25,24,24,23,22,21,21,20,20,20918.36%[!--empirenews.page--]形式运算早期19,19,19.18,18,18,18,17,16,16,16,15,15,14,14,141734.69%形式运算晚期[!--empirenews.page--]13,12,12,11,11,11,10,9,9,8918.36%形式运算早期7,6,6,4,3,2,2,2,1[!--empirenews.page--]918.36% 统计结果表明，49名被试者有59．18％达到了形式运算阶段，有36．73％达到了具体运算阶段。