物理学 > 物理教育
[提交于 2025年3月3日
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标题: 三角函数导数理解中的全球盲点:一项跨国分析
标题: Global Blind Spot in Understanding Trigonometric Derivatives: A Multinational Analysis
摘要: 三角函数导数在数学和物理学中都是基础性的,但它们的正确应用,尤其是弧度和角度之间的区别,对全球大学生来说都是一个重大挑战。 本研究发现了一种普遍的“盲点”,即对三角函数导数及其对物理系统影响的理解,突显了物理教育中的一个重要空白。 一项针对来自以色列、美国、中国和印度的769名大学生(主要是本科和研究生STEM专业)的跨国调查,评估了他们在数学和物理情境中区分弧度和角度的能力,重点在于简谐运动。 结果显示,只有26.3%的学生正确识别出三角函数导数的著名表达式仅在弧度下成立,而70.7%的学生错误地认为弧度和角度都有效。 值得注意的是,学生在物理情境中对弧度的识别能力(59.0%的正确回答)比在数学情境中有所提高,这表明当应用数学概念时,学生会依赖熟悉的物理方程作为认知参考点。 这些误解在全球范围内普遍存在,表明这是一个普遍的挑战。 研究结果突显了需要进行课程改革,以更好地将数学形式主义与物理应用联系起来。
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