本科生學習“數(shù)學物理方程”的階段性影響因素分析

1、PAGE 13 -本科生學習“數(shù)學物理方程”的階段性影響因素分析摘要從調查本科二年級學生學習“數(shù)學物理方程”的狀態(tài)出發(fā)，應用已修訂的布魯納學習認知策略量表及Gjesme和Nygard成就動機量表，分析學生在學習數(shù)學物理方程課程的上中下三個學習階段學生學習狀態(tài)與心理變化，找出階段性影響的主要因素，并對課程成績與各策略維度相關性進行分析，發(fā)現(xiàn)中期是本科生學習狀態(tài)的轉折點，學生雖未能把握好元認知學習策略，但臨近考核時具有一定的自控能力，而個人興趣與自身的學習能力可能決定成績的高低。關鍵詞數(shù)學物理方程;學習策略;成就動機;學習狀態(tài)階段變化基金項目2022年度武漢大學本科教育質量建設綜合改革項目“地球物

2、理學本科教育建設”項目子課題“基于導師制的地球物理本科生科研能力與創(chuàng)新培養(yǎng)模式探索”作者簡介霍學深（1980），男，中國香港人，博士，武漢大學測繪學院副教授（通信作者），主要從事地球物理專業(yè)教學與研究。中圖分類號G642.3文獻標識碼A文章編號1674-9324（2022）08-0024-04收稿日期2022-06-19引言“數(shù)學物理方程”是一門具有學科交叉性和通用性特征的理工專業(yè)基礎課程，旨在幫助學生掌握和運用數(shù)學原理、方法和步驟解決經(jīng)典物理問題的能力。課程內容包括數(shù)學物理中典型的偏微分方程、分離變量法、柱函數(shù)、球函數(shù)、積分變換、基本解和解的積分表達式1，為后續(xù)的專業(yè)課以及研究生學習打下良好

3、的基礎2。面向國際化的現(xiàn)今社會，本科生必須具有開闊的視野，把握國內外前沿學科的發(fā)展動態(tài)，才能適應社會發(fā)展的需求3。從本科二年級開始，學生的學習、自我定位以及人文對象等方面產(chǎn)生了根本性的變化，學生的心理狀態(tài)需在新環(huán)境中作出調整4。研究發(fā)現(xiàn)，大學生的總體適應性直接影響大學數(shù)學成績5。傳統(tǒng)“數(shù)學物理方程”教學模式內容繁雜、推導煩瑣，難以理解方程的解及其物理意義，使得學生對課程產(chǎn)生畏懼，導致教學效果不佳。這可歸因于傳統(tǒng)教學中的應試模式與對教師的依賴，造成學生數(shù)學思維單一性、操作性、固定性和機械性6，為此需要對本科生的學習和心理狀態(tài)進行全方位階段性調查，分析本科生在課程學習過程中的心理變化特征和學習策略

4、，明確學習策略、成就動機與學業(yè)成績的相互作用關系，既可完善課程改革和教師教學自身管理起指導作用，亦為學生管理提供心理學的理論依據(jù)。本文對目前“數(shù)學物理方程”教學現(xiàn)狀進行描述，以布魯納學習策略和Gjesme和Nygard成就動機理論為依據(jù)，對學生在課程的開始、中期和結束時段進行三次問卷調查，分析學習策略的操作、情態(tài)、元認知的成分和內外部動力因素，并分析學生在該課程中的學習策略、成就動機與學習成績的相互作用。一、“數(shù)學物理方程”教與學的現(xiàn)狀（一）“教”與“學”存在巨大脫節(jié)現(xiàn)今數(shù)學物理方程的教學，以教師先板書推導為主，課后通過習題鞏固學生的認知、計算與操作能力，把各種計算作為考試主體內容，缺乏對學生

5、創(chuàng)新和發(fā)現(xiàn)能力的考察。而且眾多學生未能脫離高中教學模式，等待答案，不主動尋求問題的解決方法，這種被動吸收模式難以激發(fā)學生的主動性，導致學生思維與思考僵化，缺乏變通，無法融會貫通，更無法應用。（二）教材內容陳舊教材以數(shù)學物理方程經(jīng)典的例子為主，雖然很多教材從1990年代不斷修訂，但內容依然老舊，落后于時代的發(fā)展，其他新出版的教材也沒從本質上脫離1990年代的編書風格，亦沒針對各專業(yè)所需的例子進行修訂，因此也影響了“教”與“學”的狀態(tài)。綜上所述，我們必須從數(shù)據(jù)調研出發(fā)，把影響大學生學習因素的調研結果進行邏輯判斷、歸納與整理，進而對其教學模式進行改革，形成具有中國特色并面向國際化教育的教學模式。二、

6、調研問卷設計與實施影響大學生學習數(shù)學物理方程課程的因素眾多。以學生為中心的教育教學體系構建，必須掌握本科生數(shù)學物理方程課程的學習心理變化與成就動機的關系。學習策略和成就動機是在布魯納等人提出學習認知策略理論后逐步確立的。學習策略由學習方法、認知方式等因素的操作、情感策略等因素的情態(tài)和計劃、監(jiān)控策略等因素的元認知所組成，學習者在學習的情境中自我調控學習活動，選擇學習方法、方式與結果;而成就動機包含追求成功和回避失敗兩個部分，是推動、激勵和指引學生進行學習的一種內部動力，直接影響學習的效率7。目前，數(shù)據(jù)出發(fā)的調研問卷集中應用于中小學學生成績與歸因，但忽略了以低年級本科生作為對象，在學習情景中的其他

7、動機因素與成績關系的調研。調查問卷是基于布魯納等人提出的學習認知策略理論，根據(jù)已修訂的大學生策略量表和葉仁敏修訂Gjesme和Nygard的成就動機量表混合而成8，對測繪學院地球物理專業(yè)本科二年級學生在課程開始的初期、中期和末期分別進行了三次問卷調查。問卷針對學習認知策略和成就動機的不同維度，包括元認知策略、情感策略、認知策略、資源管理策略、追求成功、回避失敗，隨機排列對應不同維度的問題，采用Likert五點量表記分選擇，包括“完全不符合（1分）”“不太符合（2分）”“說不清楚（3分）”“比較符合（4分）”“完全符合（5分）”，越高說明學習策略的使用越多。最后，計算每份問卷學習策略總分和成就動

8、機總分。在這三份調查問卷中，初期選用元認知策略（F1）維度三項問題（即5、6、7）;情感策略（F2）維度兩項問題（即2、11）;認知策略（F3）維度一項問題（即1）;資源管理策略（F4）維度四項問題（即8、9、10、12）;追求成功維度兩項問題（即13、14）;回避失敗維度兩項問題（即3、4）。中期選用F1維度四項問題（即1、2、5、6）;F2維度一項問題（即11）;F3維度兩項問題（即3、4）;F4維度四項問題（即8、9、10、12）;追求成功維度兩項問題（即7、13）;回避失敗維度一項問題（即14）。末期選用F1維度兩項問題（即1、2）;F2維度一項問題（3）;F3維度兩項問題（即4、5）

9、;F4維度兩項問題（即6、7）;追求成功維度一項問題（即9）;回避失敗維度一項問題（即8）8。三、調研結果與影響因素分析從開始、中期和結束三個時段三次統(tǒng)計各維度的平均分（表1），發(fā)現(xiàn)學習策略平均分為3分，說明大二學生不擅長主動探索與獲取知識，自主學習能力嚴重不足，無法有效從高中過渡到大學，其原因在于我國高中填鴨式應試教育。元認知集中反映了學習策略中自我調節(jié)和控制的屬性，為學習策略系統(tǒng)中的內部動力源9。然而，元認知策略的分數(shù)出現(xiàn)了連續(xù)兩次下降的情況（圖1），從2.78分下降為2.24分，顯示隨著經(jīng)驗增長，元認知策略的使用頻率越來越少，說明大學生在“數(shù)學物理方程”的課程學習中動力愈來愈缺乏。在其他

10、學習策略要素，發(fā)現(xiàn)中期是一個趨勢變化的轉折點。情感策略明顯不穩(wěn)（圖2），學習中期下滑（從3.70分下降為3.35分），期末回彈（從3.70分回升至3.85分）;認知策略和資源管理策略中期高，期末略回落，與學習策略總分的整體趨勢走向一致（表1和圖3），說明認知策略和資源管理策略為學習策略重要的要素。放棄元認知策略，變得更自控，“求分不求學”的心態(tài)因而出現(xiàn)。圖4顯示學生初期追求成功心高;期中回避失敗心強;期末大致達到平衡。這印證了“求分不求學”的心態(tài)，正如前人的研究中提到的，大部分學生受到學習動力因素影響，有著現(xiàn)實型的學習動力10。除上述之外，該研究也對不同維度的數(shù)據(jù)進行相關性分析，分析指出初期和

11、中期的相關性結果較為復雜，情感因素與其他策略的相關性相對較高，相關性系數(shù)大于0.7，它影響著學習策略總分、追求成功、回避失敗及成就動機總分;而學習策略總分深受情感策略、認知策略及資源管理策略影響，與元認知反而關系不大;追求成功與成就動機總分有著很高的相關性，但是后期的相關性則呈現(xiàn)出不一致的情況。后期的相關性則尤為單一集中，反映出學生開始應試的單一心態(tài)，學習測量總分依然與情感、認知、資源管理有著較大的關聯(lián);情感策略與其他維度的聯(lián)系不再突出;追求成功和成就動機總分依然有著極高的相關性。整體來說，本科生的情感策略對學習策略和成就動機影響較大，但對成績影響不大;而本科生的成就動機與成績關系也不大，說明

12、了教師在教學中起了輔助的作用，成績高低還是靠學生個人興趣與自身的學習能力。結語根據(jù)布魯納學習策略和Gjesme和Nygard成就動機理論，利用已修訂的大學生學習策略量表及成就動機量表，對大二學生在“數(shù)學物理方程”課程的開始、中期和結束時段進行三次問卷調查，分析了本科生在該課程中的學習策略、成就動機與學習成績的相互作用。從學習策略、成就動機以及與各維度的相關性，發(fā)現(xiàn)中期是本科生學習狀態(tài)的轉折點;本科生雖未能把握好元認知學習策略，但面臨考核時具有一定的自控能力，教師在教學中只起了輔助作用;個人興趣與自身的學習能力決定成績的高低。參考文獻1嚴鎮(zhèn)軍.數(shù)學物理方法M.合肥：中國科學技術大學出版社，202

13、2：1-3.2季孝達，汪芳庭，陸英.“數(shù)學物理方法”課程建設的設想和實踐J.教育與現(xiàn)代化，2022（1）：34-37.3高玉蓉.對我國高校課程國際化的思考J.教育探索2022（11）：37-38.4向日光.影響大學生高等數(shù)學學習的因素及其教學對策J.伊犁師范學院學報，2022（3）：114-118.5寧連華，顧鋒，何曉敏，等.高中數(shù)學新課程變化內容對大學數(shù)學學習的影響研究J.數(shù)學教育學報，2022，23（4）：16-20.6邵初寅.基于MATLAB的數(shù)理方程可視化教學淺探J.常熟高專學報，2022，16（4）：25-28.7劉亞琴，丁勤德，何洲俊.影響當代大學生學習動力因素的調查與分析J.中國

14、電力教育，2022（4）：145-147.8楊易.大學生學習策略的研究預測評D.鄭州：河南大學，2022.9葉仁敏，HAGTVET，K.A.數(shù)學成就動機的測量與分析J.心理發(fā)展與教育，1992（3）：14-16.10蒯超英.學習策略：概念、結構和教學J.上海教育科研，1995（12）：26-29.Abstract：BasedontheinvestigationofsophomoreslearningstateinthecourseofMathematical-physicalEquations，thispaperappliestherevisedBrunercognitivestrategys

15、caleandGjesmeandNygardachievementmotivationscaletoanalyzethestudentslearningstateandpsychologicalchangesandfindthemaininfluencingfactorsduringthreelearningstagesofthecourse.Throughthecorrelationanalysisbetweenthecourseperformanceandeachstrategydimension，itisfoundthatthemiddlestageistheturningpointofundergraduateslearningstate.Althoughstudentscannotgraspthemetacognitivelearningstrategyabilitywell，theyhavece