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        中學(xué)生物理學(xué)科問題分類表征層次的研究

        2015-10-12 22:12:56張金寶李曉曉陰國恩
        心理與行為研究 2015年2期
        關(guān)鍵詞:學(xué)困生中學(xué)生

        張金寶 李曉曉 陰國恩

        摘要:以三套分別含有按照解題方法可以分為二類、三類、四類的物理學(xué)科問題分類實驗材料,對濟(jì)南市6所中學(xué)3個年級766名中學(xué)生進(jìn)行研究,結(jié)果表明:不同年級、不同學(xué)業(yè)水平學(xué)生分類表征層次的差異顯著,呈現(xiàn)隨年級升高而升高的趨勢,學(xué)優(yōu)生的水平明顯高于學(xué)困生,學(xué)優(yōu)生更多地傾向內(nèi)在分類表征:隨著分類任務(wù)的類別數(shù)量增多,更多學(xué)生傾向外在分類表征;不同性別學(xué)生的分類表征層次沒有顯著差異:不同物理學(xué)科問題分類表征層次學(xué)生的物理成績之間存在顯著差異。

        關(guān)鍵詞:物理學(xué)科問題,分類表征層次,中學(xué)生,學(xué)優(yōu)生,學(xué)困生。

        分類號 B849:G44

        1引言

        物理學(xué)科問題分類表征通常是指按照有利于問題解決的標(biāo)準(zhǔn)把物理學(xué)科問題分為不同的種類,并對同一類問題的特征進(jìn)行概括,決定問題所屬范疇的過程。問題分類表征是問題表征過程的重要認(rèn)知活動。從問題表征過程來看,傅小蘭(2006)將表征劃分為內(nèi)在表征和外在表征,內(nèi)在表征是問題解決的關(guān)鍵。問題解決實質(zhì)上是問題表征從外在表征向內(nèi)在表征的轉(zhuǎn)換。McDermott和Larkin(1978)認(rèn)為物理問題解決通常要經(jīng)歷四個表征步驟:文字表征、樸素表征、科學(xué)表征、數(shù)學(xué)表征。鄧鑄(2003)根據(jù)Larkin等的理論,在研究中區(qū)分出學(xué)生在物理問題解決過程中有六種表征狀態(tài):無表征狀態(tài)、外部表征狀態(tài)、初級內(nèi)部表征狀態(tài)、低層次范疇表征狀態(tài)、高層次范疇表征狀態(tài)和符號化表征狀態(tài)。

        學(xué)科問題分類經(jīng)常被用來評價被試對問題的表征是否正確以及被試運(yùn)用學(xué)科知識解決不同類型問題的能力。羅奇、唐劍嵐(2013)認(rèn)為,要提高學(xué)生數(shù)學(xué)解題能力需要加強(qiáng)其數(shù)學(xué)問題圖式建構(gòu)能力和問題表征能力。路海東、董妍(2003)通過對40名小學(xué)五年級學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)應(yīng)用題表征策略的研究探討,發(fā)現(xiàn)個體表征方式對問題解決有著重要影響。程海龍、黃興豐(2003)通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)。學(xué)生對數(shù)學(xué)問題的表征存在程序性表征、發(fā)展性表征、概念性表征三種不同的水平。馮虹、陰國恩、安蓉(2007)對算術(shù)應(yīng)用題的分類結(jié)果研究發(fā)現(xiàn)。數(shù)學(xué)成績優(yōu)生傾向于按照題目的深層特征進(jìn)行分類,而數(shù)學(xué)成績差生傾向于按照題目的表層結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。

        研究學(xué)生對學(xué)科問題的分類表征對提高學(xué)生解決問題的能力,改進(jìn)教學(xué)具有重要的意義。基于問題表征過程的研究成果,本研究提出了文字分類表征、外在分類表征、內(nèi)在分類表征三個對物理學(xué)科問題的分類表征層次,用來評測和分析學(xué)生分類表征水平。從有利于促進(jìn)問題解決的角度,按內(nèi)在分類表征的層次最高,其次外在分類表征,再次文字分類表征。本實驗的主要目的是運(yùn)用認(rèn)知作業(yè)法探查中學(xué)生物理學(xué)科問題分類表征層次及其與物理學(xué)業(yè)成績的關(guān)系,并在此基礎(chǔ)上提出相關(guān)教學(xué)建議。

        2方法

        2.1被試

        按照分層隨機(jī)抽樣法在濟(jì)南市抽取好、較好、一般3所高中和3所初中學(xué)校。在每所初中學(xué)校抽取九年級學(xué)生108人。共324人,其中物理學(xué)優(yōu)生54人、學(xué)困生54人,實獲有效被試273人。在每所高中學(xué)校抽取高一學(xué)生84人,共252人,其中物理學(xué)優(yōu)生42人、學(xué)困生42人,實獲有效被試233人;抽取高二年級理科班學(xué)生96人,共288人,其中物理學(xué)優(yōu)生48人、學(xué)困生48人,實獲有效被試260人。實際有效被試共計766人。被剔除的無效被試主要原因是信息缺乏真實性、信息不全等。

        物理學(xué)優(yōu)生、學(xué)困生的界定:主要以上學(xué)期期末物理考試成績?yōu)橐罁?jù),學(xué)優(yōu)生是在每所學(xué)校的年級排名前100名的學(xué)生,智力正常:學(xué)困生是在每所學(xué)校的年級排名后100名~200名學(xué)生,智力正常。

        2.2實驗材料

        由5名中學(xué)物理教學(xué)專家和教師共同編制的三套分類測驗題及答題紙。依據(jù)專家、教師對物理學(xué)科問題類別分類的一致性,選出了四類應(yīng)用題:利用物理公式比值解決問題,通過控制變量進(jìn)行物理實驗解決問題,利用圖示法解決問題,利用物理屬性概念解決問題。從大量的九年級物理學(xué)科問題中按專家的分類標(biāo)準(zhǔn)篩選出4類應(yīng)用題,每類15道題,共60道題。經(jīng)過難度測評,每類選取10道一般難度的題目作為正式實驗用題。最后,隨機(jī)從四類題中抽取相同數(shù)量的題目,按二類、三類、四類編成二三套含有12道物理應(yīng)用題的分類測驗題,每套題中的題目隨機(jī)排列。

        2.3實驗設(shè)計

        采用3(年級:九年級、高一、高二)×2(學(xué)業(yè)水平:學(xué)優(yōu)生、學(xué)困生)×2(性別:男、女)×3(類別數(shù)量:二類、三類、四類)的實驗設(shè)計。

        2.4實驗程序

        在每所學(xué)校里,把抽取的每個年級的物理學(xué)優(yōu)生和學(xué)困生分別集合到兩個教室,將相同份數(shù)的含有二類、三類、四類的物理學(xué)科分類測驗題隨機(jī)分發(fā)給兩個教室的被試。教室環(huán)境保持安靜。

        發(fā)放分類測驗題和答題紙后。主試宣讀指導(dǎo)語:“同學(xué)你好!我們在做題的時候常常要分析這個題目屬于哪一類,從而找到解題方法。每位同學(xué)都有一份含有12道題目的分類測驗題,根據(jù)測驗題中的指導(dǎo)語的要求,這12道物理題可以分為兩類、三類或者四類。請你對這些題目認(rèn)真分析后進(jìn)行分類(不用做題),并在答題紙上寫出類別及對應(yīng)題號和分類理由。如果有多種分類方法,歡迎你把它們都寫出來。本測驗不記名。時間不超過20分鐘?!?/p>

        要求學(xué)生在答題紙上填寫自己上學(xué)期期末物理學(xué)科考試成績。并要求學(xué)校提供參加測試學(xué)生的上學(xué)期期末的物理成績單,以便核對學(xué)生自己提供成績信息的真實性。測試于學(xué)年第二學(xué)期開學(xué)5周后進(jìn)行,一周內(nèi)完成。

        2.5因變量的評測及統(tǒng)計

        實驗的因變量為被試對物理學(xué)科問題的分類表征層次。

        分類表征層次評價標(biāo)準(zhǔn):如果被試的分類類別標(biāo)簽和分類理由是基于題目文字描述中個別相似的字詞、符號、圖形而做出的分類和解釋,記為文字分類表征,例如把題目中有圖表分為一類,無圖表的分為另一類。如果被試的分類類別標(biāo)簽和分類理由是基于題目的表面含義,以文字描述的問題情境的成分和結(jié)構(gòu)進(jìn)行的,沒有按照題目的解題思路的相似性進(jìn)行分類,記為外在分類表征,例如把題目按電磁學(xué)、力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)等進(jìn)行分類。如果被試的分類類別標(biāo)簽和分類理由是基于題目的內(nèi)在關(guān)系、深層結(jié)構(gòu)、解決問題思路方法或數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分類,記為內(nèi)在分類表征,例如按圖像法、控制變量法、公式法等解決問題方法進(jìn)行的分類。有效被試進(jìn)行的這3種以外的分類結(jié)果均記為其它分類。

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