物理學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)學(xué)習(xí)中的物理問題表征體系研究

I 摘 要 學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)(指學(xué)生所擁有的關(guān)于某個(gè)特定學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)的所有知識(shí)，具體而言是關(guān)于某一學(xué)科當(dāng)中的某些具有一定相關(guān)性、邏輯性、操作性的知識(shí)按其知識(shí)屬性、認(rèn)知特性而加以組織形成的知識(shí)組塊和認(rèn)知操作圖式，包括學(xué)理內(nèi)容，認(rèn)知過程和問題條件三類知識(shí)。已有研究表明，在問題解決中，豐富且結(jié)構(gòu)良好的領(lǐng)域知識(shí)能夠提高問題表征的效率,而在物理問題表征體系的研究中也得出， 學(xué)習(xí)是影響學(xué)生物理問題表征體系的其中一個(gè)重要因素。本研究以初中物理學(xué)科知識(shí)為研究對(duì)象，探討學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)對(duì)物理學(xué)科問題表征體系的影響及其作用機(jī)制。 研究一以 207名初中八年級(jí)學(xué)生作為被試，使用自編物理學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)調(diào)查問卷調(diào)查學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)與物理學(xué)業(yè)成績(jī)之間的關(guān)系。結(jié)果顯示： （ 1）績(jī)優(yōu)組、中等組與績(jī)差組在學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)總體水平上存在顯著差異； （ 2）在學(xué)理內(nèi)容知識(shí)緯度上，三組學(xué)生差異不顯著，在認(rèn)知過程知識(shí)緯度上績(jī)優(yōu)組成績(jī)顯著高于中等組和績(jī)差組，而中等組成績(jī)顯著高于績(jī)差組。在問題條件知識(shí)緯度上，績(jī)優(yōu)組得分顯著高于中等組和績(jī)差組，但是，中等組和績(jī)差組的差異不顯著。 研究二以 20 名學(xué)生作為被試， 使用口語(yǔ)報(bào)告法研究學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)豐富組與貧乏組學(xué)生在物理經(jīng)典電路黑箱體解決中問題表征體系的動(dòng)態(tài)差異。結(jié)果顯示： （ 1）豐富組與貧乏組在文字表征層次起始時(shí)間和持續(xù)時(shí)間上無(wú)顯著性差異； （ 2）豐富組與貧乏組在樸素表征和物理表征層次起始時(shí)間和持續(xù)時(shí)間上存在顯著性差異，豐富組優(yōu)于貧乏組。 研究三以前兩個(gè)研究結(jié)果以及教師訪談結(jié)果作為現(xiàn)實(shí)依據(jù)，以學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)教學(xué)策略理論為指導(dǎo)針對(duì)初中物理八年級(jí)電流與電路知識(shí)單元做學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域化的改組，以 237 名學(xué)生作為被試，使用補(bǔ)充式策略進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示： （ 1）實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組績(jī)優(yōu)生在單元測(cè)驗(yàn)得分上差異不顯著； （ 2）實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組中等生和績(jī)差生兩個(gè)層次學(xué)生在單元測(cè)驗(yàn)得分上差異顯著，實(shí)驗(yàn)組優(yōu)于對(duì)照組。 研究四以參與研究三中教學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的全部學(xué)生為被試，以附帶不同圖形表征的電路完成題為操作任務(wù)， 使用 驗(yàn)軟件考察實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組不同學(xué)業(yè)層次學(xué)生在不同題型解決中問題表征的正確率與反應(yīng)時(shí)。結(jié)果顯示： （ 1）實(shí)驗(yàn)組的中等生和績(jī)差生 應(yīng)時(shí)更低，但實(shí)驗(yàn)組績(jī)優(yōu)生只在無(wú)圖題表征反應(yīng)時(shí)上低于對(duì)照組績(jī)優(yōu)生，其余指標(biāo)與對(duì)照組績(jī)優(yōu)生無(wú)顯著性差異；（2）不同學(xué)業(yè)成績(jī)層次的學(xué)生在三種題型上的正確率和反應(yīng)時(shí)存在顯著差異，其中績(jī)優(yōu)生優(yōu)于中等生，中等生優(yōu)于績(jī)差生； （3）學(xué)生在三種題型上的正確率和反應(yīng)時(shí)存在顯著差異，其中電路圖題正確率最高，反應(yīng)時(shí)最低，其次為示意圖題，最后為無(wú)圖題。 關(guān)鍵詞: 領(lǐng)域知識(shí)；學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)；學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)教學(xué)；物理問題表征體系 to on In it in by is to in of of as to on by 07 (1)in in (2)In is no of n in in in in n in in by 0 (1)In no (2)In on of by by of to is 37 (1)In no in in in in (2)in in in in c on of in of of by (1) In of of in of in of of in of in of in of of in of in of (2) in in (3) in of 目 錄 摘 要 .言 . 1 第一章 研究綜述 . 2 域知識(shí)的研究成果 . 2 域知識(shí)概念的提出 . 2 域知識(shí)對(duì)認(rèn)知操作影響的研究 . 3 科領(lǐng)域知識(shí)的理論研究 . 5 科領(lǐng)域知識(shí)概念的提出 . 5 科領(lǐng)域知識(shí)的理論內(nèi)涵 . 6 科領(lǐng)域知識(shí)的理論特性 . 7 科領(lǐng)域知識(shí)的補(bǔ)充式教學(xué)策略 . 8 理學(xué)科問題表征的相關(guān)研究 . 9 . 9 理學(xué)科問題表征的國(guó)內(nèi)外研究成果 . 10 同圖形對(duì)物理問題表征影響的研究 . 11 理學(xué)科學(xué)習(xí)與學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)研究 . 12 理學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)學(xué)習(xí)中的工作記憶研究 . 12 理學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)學(xué)習(xí)中的問題信息提取研究 . 13 第二章 研究設(shè)計(jì) . 14 問題提出 . 14 研究意義 . 15 研究假設(shè) . 15 研究思路及研究程序 . 16 究思路 . 16 究程序 . 17 第三章 物理學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)與學(xué)業(yè)成績(jī)關(guān)系研究 . 19 究目的 . 19 究假設(shè) . 19 究方法 . 20 . 20 . 20 研究程序 . 23 . 23 論 . 25 結(jié) . 26 第四章 不同學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)豐富程度學(xué)生物理 問題表征體系動(dòng)態(tài)差異研究 . 28 究目的 . 28 究假設(shè) . 29 究設(shè)計(jì) . 30 究方法 . 30 試分組 . 30 驗(yàn)材料 . 30 驗(yàn)過程 . 31 據(jù)分析 . 32 論 . 34 第五章 物理學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的補(bǔ)充式教學(xué)實(shí)驗(yàn) . 37 理學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域化的理論依據(jù)及現(xiàn)實(shí)依據(jù) . 37 理學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域化的理論依據(jù) . 37 理學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域化的現(xiàn)實(shí)依據(jù) . 37 科領(lǐng)域知識(shí)單元的改編 . 39 學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)施 . 44 究目的 . 44 究假設(shè) . 44 究設(shè)計(jì) . 44 究方法 . 45 據(jù)分析 . 46 . 47 第六章 學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)教學(xué)對(duì)物理問題表征體系影響的實(shí)驗(yàn)研究 . 48 . 48 究假設(shè) . 48 究設(shè)計(jì) . 48 究方法 . 49 究對(duì)象 . 49 驗(yàn)材料 . 49 . 50 . 51 . 53 . 53 物理問題表征體系理論的角度看補(bǔ)充式教學(xué)的效果 . 55 第七章 綜合討論及研究總結(jié) . 57 合討論 . 57 理學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的結(jié)構(gòu)的完整性影響了學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī) . 57 科領(lǐng)域知識(shí)豐富性影響了學(xué)生物理問題表征體系的動(dòng)態(tài)特征 . 58 科領(lǐng)域知識(shí)補(bǔ)充式教學(xué)對(duì)學(xué)生物理學(xué)科學(xué)習(xí)產(chǎn)生了積極的影響 . 59 究總結(jié) . 60 . 60 . 60 參考文獻(xiàn) . 61 中文參考文獻(xiàn) . 61 英文參考文獻(xiàn) . 63 附錄 1. 68 附錄 2. 72 附錄 3. 76 附錄 4. 79 致謝 . 82 . . 1 . 2 . 2 . 2 . 3 . 5 . 5 .