物理小论文
物理是一门历史悠久的自然学科，物理科学作为自然科学的重要分支，不仅对物质文明的进步和人类对自然科学认识的深化起了重要的推动作用，而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。随着科学技术的发展，社会的进步，物理已渗透到人类生活的各个领域。
在汽车上驾驶室外面的观后镜是一个凸镜利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小的虚像的特点，使看到的实物小，观察范围更大，而保证行车安全。汽车头灯里的反射镜是一个凹镜。它是利用凹透镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成平行光射出的性质做的。
轿车上装有太阳膜，行人很难看清车中人的面孔，太阳膜能反射一部分光，还会吸收一部分光，这样透进车内的光线较弱。要看清乘客的面孔，必须要从面孔放射足够的光头到玻璃外面。由于车内光线较弱，没有足够的光透出来，所以很难看清乘客的面孔。
当汽车的前窗玻璃倾斜时，反射成的像在过的前上方的空中的，这样就将车内乘客的像与路上行人分离开来，司机就不会出现错觉。大型客车较大，前窗离地面要比小汽车高得多，及时前窗竖直装，像是与窗同高的，而路上的行人不可能出现在这个高度上，所以司机也不会将乘客在窗外的相遇路上的行人相混。
人类所有令人惊叹的科学技术成就，如克隆羊、因特网、核电站、航天技术等，无不是建立在早期的科学家们对身边琐事进行观察并研究的基础上的。
在学习中，同学们要树立科学意识，大处着眼、小处着手，经历观察、思考、实践、创新等活动，逐步掌握科学的学习方法，训练科学的思维方式，不久你就会拥有科学家的头脑，为自己今后惊叹不已的发展，为今后美好的甚或打下坚实的基础。
物理问题解决与元认知研究
【摘要】文章结合具体学科，分析了元认知在物理问题解决过程中的作用，以及如何通过物理问题解决对元认知进行有效开发。
【关键词】物理；问题解决；元认知
元认知( Metacognition）是弗拉维尔70年代提出的，此后关于元认知的研究越来越多，这些研究主要集中于阅读理解、记忆和问题解决三大领域，其中问题解决中的元认知研究是九十年代才开始的。研究表明学习能力强的学生元认知水平较高，元认知策略可以修补知识水平的欠缺以及补充、完善问题。
本文采取与具体学科相结合的方式，从物理学科的特点出发，从元认知的实质出发，探讨元认知在物理问题解决过程中的作用以及如何对其有效开发。
一、元认知在物理问题解决中的作用
1976年弗拉维尔对元认知的定义:一个人所具有的关于自己思维活动和学习活动的知识及其实施的控制，是任何调节认知过程的认知活动。 1979年Kluwe认为：元认知是明确专门指向个人的认知活动的积极的、反省的认知加工过程； Schraw & Dennison( 1994)定义：元认知是关于个人对自己学习反省、理解、控制的一种能力。元认知概念包括三方面的内容：元认知知识、元认知体验、元认知监控三种成分。三者相互作用，相互联系，其中元认知监控是元认知中的核心成分，它是学习成功的关键。
1. 元认知对物理问题解决的目标进行修正。[1] 元认知使得解题过程具有明确的目标指向性，使解题者的心理活动都朝着目标靠拢。目标是问题解决者主观经验的知觉，它既是问题解决的开始，也是问题解决的归宿，它对问题解决的进程进行指导。解题中问题解决者要监控其解题计划，制订切实可行的目标，致使物理问题解决得以顺利进行。
2. 元认知操作驱动物理问题解决的策略。解决物理问题需要一定的策略。策略是在思维模式的作用下反应出来的，它影响着物理问题解决的效率。问题解决者在解题过程中通过以下方式进行认知操作。（1）激活思维并制定策略，即以目标为出发点，将物理材料放入已有的知识背景中，在操作系统的作用下激活认知结构。在元认知基础上，根据材料系统在认知结构中的相似性，寻求物理认知结构中的“相似点”，把问题改组为适合原有知识的形式，或把以前知识通过经验加工成适合现有问题的形式，从而制订解题策略；（2）改组和实施策略，即通过对问题解决进程的反馈，面对问题，有多种解题方法，问题解决者要进行自我评价，实质上就是对问题解决策略的评价，如果发现目标确信无疑而又达不到或不能顺利达到目标时，则将怀疑其策略，有必要对策略进行调整。
3. 元认知增强解题者在物理问题解决中的主体意识。鉴于物理学科的特点，一般解决物理问题有一定的困难，这就要求解题者能自我激活，发挥自我作用，排除障碍，产生问题解决的欲望。而元认知在整个问题解决过程中存在着内反馈的调节。（1）通过元认知知识，使解题者能审清题意，对问题的类型、难易程度、所用的知识有初步了解，使其能主动选择有效解题策略；（2）元认知体验的自我启发作用，调动非智力因素参与，产生“知”与“不知”的认知体验和情感体验，产生一些新的思路和方法，对原有的思维进行扩充，可以克服障碍，调动解题者的积极性和自信心；（3）元认知的监控作用，体现在解决问题的整个阶段，解题的前计划，解题过程中的监测，解后的评价、反思。
二、通过物理问题解决对学生进行元认知开发
学生的元认知能力往往在解题过程中体现，并在解题过程中培养出来，龚志宁（1999）研究发现元认知策略导致学困生成绩低于优生。有人曾经对比优生与物理学困生解题过程研究中。发现元认知能力的高低一定程度决定物理成绩高低。为了让学生“学会学习”，我们应加强学生物理问题元认知能力的培养。
1．激发学生的自我意识和培养学习动机。元认知能力的发展以一定的心理发展水平为基础，元认知在学生自我意识产生之后才发展起来。如果没有自我意识，学生不能对自己正在操作的认知对象进行积极的计划、监测、评价、反思。自我意识是以主体及其活动为意识对象，对人的认知活动起着监控作用。在解题学习中，人的自我意识是对自己在问题感知、表征、思考、记忆和体验的意识，对自己的目的、计划、行动以及行动效果的意识。
2．剖析思维过程，加强思路教学。以往教师解题只注重解题过程本身以及解题的结果，而忽略学生元认知作用的过程。元认知是认知的认知，元认知时刻在发挥作用，要提高学生的元认知水平，应该让学生体会教师的元认知发挥过程。遇到一个新问题时，向学生示范自己如何分析、寻找有效策略，最终解决问题的整个过程。有时教师也会进入死胡同，但有能力排除障碍。有时教师也犯错，但他运用元认知监控可以修正问题…总而言之，展示教师思维过程，将教师自身过程的自我监控、自我调节展现给学生。[2]
3．传授解题的元认知策略
（1）善于利用波利亚“自我提示语”
Polya波利亚在他的解题理论著作中所给出很多提示语，都是属于元认知的范畴。在解题时经常自觉地运用这些提示语，是提高解题元认知能力的有效途径。如果问得合适，就可能引出好的答案，引出正确的想法。他的基本模式为：
第一步——阅读题意，表征问题；第二步——拟定计划，执行步骤；第三步——评价和反思
（2）同学之间相互质问（Inquiry）和争论（Argument）
质问是学生常采用的方法。学生对一些问题常常被动的接受，争论很少受到重视，但它与询问一样重要，（下转第194页）（上接第184页）通过争论对问题的理解能力比被动地接受强四倍，对一些思考型强的、有多种解法的问题，留给学生讨论，让学生说出自己的解题思路。为什么那样做？原因是什么？为什么选择这种方法？让同学之间相互质疑和争论，每个人对自己和他人的做法进行深入思考和反思，使学生对自己所解的题目有更深层的含义。
4．加强不良结构问题的教学
结构不良问题(ill-structured problem)相对结构良好问题（well-structured problem ），学生经常面对的是结构良好问题，目标定义明确，提供多种解题方法，而结构不良问题比较模糊，问题不明确，具有不清楚的目标和多样的解题方法，同时又属于开放型题目，对问题很难得到明确的方法。学生对知识不能迁移，而教育者往往对这方面重视不够。国外有这方面的研究，表明经过结构不良问题的训练，学生的元认知解题能力有很大提高。
总之提高学生物理问题解决的元认知水平非一朝一夕所能实现的，需要师生共同协作。教师应把学生的元认知能力培养纳入自己的教学目标中，在问题教学中，不断渗透元认知知识和策略的训练内容。调动学生的主体意识，注意元监控的实施，只有这样，学生的元认知水平在物理问题解决中得到开发。
【参考文献】
[1]朱德全，宋乃庆.谈数学教学中的问题解决与元认知开发[J].学科教育研究，1997，（6）．
[2]周丽芳.元认知及其培养[J].天津市教科院学报，2002，（1）.
希望对您有帮助。
随着物理实验越来越被人们所重视以及高等学校开设综合性、研究性、设计性实验的数量增加，实验论文的写作也越来越被人们重视，本文介绍实验论文的性质结构和写作方法。
物理实验论文，就是物理学习者，为检验某一物理学定理、定律或假说，或为探究某一新的规律或解决某些实际的物理问题，有计划、有目的进行物理实验，对人为特定条件下所获得的事实或现象进行观察、分析、综合、判断、得出科学的结论，然后如实地将实验过程和创造性成果加以归纳、总结成文向社会发布。这种书面表达方式就是物理实验论文。
物理实验论文的写作基础是物理实验。物理实验，同其它自然科学实验一样，是实验者根据一定的研究目的，运用相应的物质手段（实验仪器、设备等），主动干预或控制现象，模拟物理现象或物理过程，以便在典型环境中或特定条件下获得一定物理事实的一种探索活动。物理实验的构成要素也同其它自然科学实验一样，是实验者、实验对象和实验手段三者组成。物理实验的过程，就是实验者通过自己有目的活动，借助实验手段，观察和研究实验对象,演绎客观变化的过程。物理实验论文就是表述这一过程及这一过程的结论。随着科学的发展，物理学所研究的内容越来越丰富，所研究的物理问题越来越深入，正在向着纵深的方向发展。物理实验论文的层次也在不断提高，与此相适应，为检验物理定律或假设所需的实验手段必须越来越先进，于是物理实验就以一种独立的形式与物理理论并行或交叉式发展，两者相互促进、共同发展。物理实验的目的是为了检验物理定理、定律乃至物理理论的正确性，或深化对某一规律的认识。与此目的相适应，物理实验是在人为的比较理想的环境中，采用一定的仪器和方法，并经过精心的设计、安排而成的。它具有模拟、简化、纯化、强化、综合、抑制或排除某些物理现象的作用，因而可以较为迅速、可靠、经济地认识自然界的物理规律，从而达到推广应用而改造自然的目的。这也是物理实验的价值之一，其论文是这一价值的实现媒介，物理实验是创造物理理论的基础和先导。物理学史以无可辩驳的事实证明，物理学理论的重大发现和突破，都是从实验中发展和提炼出来的。此外，根据已知的事实，经过推理而提出新的观点和假说，也只有通过物理实验的检验才能确定其正确性。二十世纪量子理论的出现就是建立在无数的近代物理实验的基础之上，在某种意义上讲，量子理论是无数近代物理实验论文的归纳结晶，而爱因斯坦的相对论也是经受实验的检验才被物理学家们所接受，所以相对论也是物理实验的间接型论文。
物理实验论文，既可以表达作者依据特定的研究目的，自行设计出一套全新的实验方案，利用外加的因素去干扰实验对象，看它将会发生什么样的变化；然后用文字记录或表述这个过程；也可以运用新的原理、设备和方法、验证前人已有的实验结果是否正确；并加以表述还可以表述运用和他人相同的实验原理、设备和实验方法，作出更高精度的测定，进一步加深对研究对象的某些性质和规律的认识，将研究工作引向纵深方法发展。
2 物理实验论文的特点
2.1 客观真实性
实践是检验真理标准，就是由于实践的客观真实性，所以客观性是物理实验毕业论文的最本质的特点。由于物理实验是为了检验物理规律，从而使为物理学理论的发展提供坚实的基础和可靠的依据。因此，在撰写物理实验论文时，必须尊重客观事实，实事求是，真实地记录所有实验数据，并要经过反复核实和检验。以便得出客观的实验结果。决不能为了适应某个物理定理或定律而修改数据，使实验失去意义。当实验结果与某一定律相违背时，应仔细地检查和分析实验过程中的一切可能因素，尽力排除不利因素。如是实验条件不能达到的情况，则应当从理论上加以分析，或通过实验验证这些因素在实验结果的影响趋势，从而说明这些因素在实验结果上的作用，以便为其他实验者提供可贵的参考价值。实验结果必须具有可重复性，实验数据不但经得起自己的验证，而且要经得起其他任何人的复验。在相同的实验条件下，任何人在任何时间和任何地点，进行同一实验都将得到完全相同的实验结果。实验中发生的现象能够被多个实验者重复检验，一般来说就能保证实验结果的客观性。不可重复的实验结果其客观性就要受到怀疑。1959年，美国物理学家韦伯曾宣布，他的实验装置已直接接受到了从银河系某一天体发出的引力辐射，从而直接验证了爱因斯坦关于引力波的预言。但他的实验结果在世界上十几个实验室里都未能重复，因而也就没有得到科学界所承认。
2.2 严谨准确性
物理实验论文不但要求对实验现象和实验结果作出如实的客观性的反映，而且还要做到叙述准确无误。要准确地表述实验目的、对象、仪器、方法、步骤、现象、数据、结果等的实验的全过程及其重要的细节，具体分析各种现象发生的原因。这是撰写物理实验论文必须具备的科学态度。在记录数据时，必须按照仪器的精度，准确读数到估计位。而在数据的运算过程中，不能随意取舍，以免丢失其精度，必须按照有效数字的运算规则进行数值的取舍。只有做到准确、科学地处理数据，才能反映实验的真实性，并可能从中获得意外的结果。
2.3 独立创造性
物理实验论文和物理实验报告虽然都是物理实验成果的文字体现，但二者在内容和表达方式上有明显的区别，其中最根本的区别是物理实验论文必须具有独创性。也就是要有自己独到的见解，物理实验报告是实验过程和结果的如实记录，包括整个实验工作的进行过程、设备、观察结果等细节，相当详细和具体。物理实验报告可以重复前人实验结果的记述，可以不限于阐述创新的内容，可以不要求明确的结论。不论实验是否达到预期的目的，不论取得的结果是否正确，都可以写成物理实验报告，对物理学理论和实验的研究有重要的参考价值。在表达方式上，物理实验报告以叙述和说明为主，分条列项，如实地将实验过程和结果表述清楚就行了，篇幅都比较短。甚至有的实验报告还设计了固定的表格，只需按表格中所列项目一一填写，就算完成了任务。而物理实验论文则不然，它是物理实验创造性成果的书面形成，以阐述作者的物理学观点为目的，一定要有个人独到的看法。它不必包括实验过程的详细叙述，也不必描述过多的繁琐的观察所得。所有的实验工作都可以写成实验报告，但却没有必要写成论文，这最终取决于见解是否具有独创性。在表达方式上，物理实验论文以阐述、议论为主，要求符合学术论文的篇章和写作规范。
3 物理实验论文主要结构形式
3.1 引言
物理实验论文的引言对全文起着提纲挈领的作用，是引人入胜的门面，要求交待清楚此项实验的缘由、目的和重要性。其中包括做的是什么实验？为什么要做这个实验？问题是怎样提出来的？有什么理论和实践的依据？到底要解决什么问题？前人和他人已做过哪些工作？尚有哪些问题还未得到最终取得的结果，有哪些拓展、突破和创造性的成果等。这部分要写得概括精炼，条理清楚。上述内容不必全写。视需要而定。在引言里，既要客观、公正地评述前人在这方面所做的工作，又不要过多地引用和堆砌前人论文的内容。
3.2 正文
物理实验论文的正文内容大体上可分为以下几个方面的项目：
（1）实验原理
简要说明实验所依据的基本原理，实验方案、实验装置的设计原理等。有的论文实验原理可以省略，但在这样两种情况下不能省略：一是实验原理或实验方案、装置是自己设计的，实验内容是新颖的；二是实验条件是复杂的、读者难以理解和掌握的，均有必要对实验原理作出扼要说明。
（2）实验设备和方法
这是物理实验论文的核心内容。一个研究课题，从上马到获得结果，全部过程都是要运用实验材料和设备，还要采用有效的实验方法。因此，这一部分应将选用的材料、实验设备和实验方法一一加以介绍，以便他人能够据此重复实验。在叙述时，对于通用的材料、设备和传统的方法只需简单提及，并指出可供参考的文献即可。如果是仿制又有改进的，就应详细叙述改进的部分。如果是自行设计制作的实验装置或采用新的实验方法，那就应详细说明这样设计和所用方法的理论依据、原理、结构、条件以及所使用的设备型号、原材料规格、性能、测试手段和操作步骤等，并附实验装置简图或照片，还应对所有装置或仪器的精密度做出必要的检验和标定。
（3）实验过程
在这一部分里，主要说明制定的实验方案和选择的技术路线，以及实验的具体操作步骤，还要说明实验过程中试验条件的变化因素及其依据等。不可将实验过程一一罗列无遗，使论文显得很啰嗦，而只需叙述那些主要的、关键的、非常有用的、不同于一般同类的实验设备及操作方法，从而使实验结果所表现的规律性更加鲜明。如是采用别人的实验方法，只要指明某方法并表明所引用的参考文献即可，不必详述其实验过程。如实验程序有改动的地方，则必须说明其改动原因。
叙述实验过程，通常采用实验工作的逻辑顺序，而不采用自己实验的时间先后顺序。要抓住主要环节，从错综复杂的事物中里出脉络，按其发展变化的顺序来写，使人容易读懂并注意所述实验过程的连贯性。要从成功与失败、正确与谬误、可能性与局限性等方面加以分析，表现出严谨的科学性和逻辑性。
（4）实验结果与分析
实验结果与分析是论文的核心部分。实验成败由此判断，一切推理由此导出，所以应该充分说明，并采用表格、图解、照片等附件。这些附件在这里能起到节省篇幅和帮助读者理解的作用。
在这一部分里，对实验结果具体的判断分析，通常要逐项进行讨论。数据是表示结果的重要依据，其计量单位名称、代号，必须遵循统一的国际单位制的规定。要尽量压缩一些众所周知的议论，突出本课题研究的新发现和经过了证实的新见解，让读者反复研究数据，彻底估价判断和推理的正确性。作者在实验中得出的某些见解，虽未充分证明足以列为具体结论时，也可阐明。有些实验结果在某些方面出现异常情况，无法解释，虽不影响论文的主要观点，也应予以说明，以供未来的研究者借鉴。
结果分析的目的在于阐述实验结果的意义。一般应包括如下一些内容：
a. 主要原理或概念；
b. 实验条件，尤其是人力未能控制的缺点更应说明；
c. 本实验结果与他人结果的异同，突出自己在实验中的新发现和新发明；
d. 解释因果关系，说明其必然性和偶然性；
e. 尚须进一步探讨的问题。
对上述各方面的内容，在进一步具体分析时，要根据各个问题所处的地位、相关性、因果关系以及例外或相反的结果等，妥善地安排次序，务求合乎逻辑地说明问题。
最后，还可提出本课题下一步所作的研究或未来的工作计划，这对读者是有启发和帮助的。
3.3 结语
这是物理实验论文最终的、总体的结论，回答从实验结果本身概括或归纳出来的判断和评价。它是整个实验过程的结晶，是全篇论文的精髓。作者应通过实验所获得的创造性成果和独创的见解在结论中作如实表述。作结论时，要抓住本质，突出中心，揭示事物内在的联系；用词要恰如其分，留有余地，既不能把问题说得模棱两可，又不要说得太死、太大、太绝对。实验结果富有成效，仅仅是指实验过程中人为所创造的条件而言的，在推广应用时，必然要受到这种或那种条件的限制，因而在做结论时，应充分考虑各种主客观因素，切忌不可将实验室的成效等同于实际生产中的成效。结论的文字要准确、鲜明、精炼，不要复述前面的结果和讨论，又要与引言相呼应，与正文紧密联系，才能作出充分和合乎逻辑的推理与判断，作出的结论才能令人信服。
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