物理學(xué)習(xí)方法的再認(rèn)識

物理學(xué)習(xí)方法的再認(rèn)識

一、免費(fèi)師范生的社會責(zé)任2007年，國務(wù)院決定在教育部直接下屬的師范大學(xué)開展免費(fèi)師范生培訓(xùn)，目標(biāo)是培養(yǎng)大批優(yōu)秀教師。與其他大學(xué)生不同,免費(fèi)師范生入學(xué)前與學(xué)校和生源所在地省級教育行政部門簽訂協(xié)議,承諾畢業(yè)后從事中小學(xué)教育10年以上,國家鼓勵免費(fèi)師范畢業(yè)生長期從教、終身從教。所以免費(fèi)師范生在大學(xué)入學(xué)之初和整個大學(xué)學(xué)習(xí)期間都明確知道自己將來的職業(yè)。負(fù)責(zé)培養(yǎng)免費(fèi)師范生的高校也積極地研究和改革培養(yǎng)方案,力求培養(yǎng)一批優(yōu)秀的教師骨干、優(yōu)秀教育家。本文研究物理學(xué)科免費(fèi)師范生在大學(xué)1-4年和畢業(yè)后工作的前兩年期間物理學(xué)習(xí)態(tài)度的發(fā)展變化。我們研究的“物理學(xué)習(xí)態(tài)度”的定義是:通過物理課程學(xué)習(xí)形成的對物理學(xué)本質(zhì)的觀念和信念,在物理學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的情緒和情感以及個體行為的準(zhǔn)備或行為的預(yù)備傾向。師范生的物理學(xué)習(xí)態(tài)度的培養(yǎng)在師范教育中有著重要的地位,它不僅直接影響著學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)方向、進(jìn)程以及學(xué)習(xí)效果和質(zhì)量,還對形成他們的教學(xué)觀和教學(xué)理念有重要作用。二、科學(xué)物理學(xué)習(xí)立場的研究國外研究者通常使用物理認(rèn)知論和學(xué)習(xí)態(tài)度的量表對物理學(xué)習(xí)態(tài)度進(jìn)行量化研究,相關(guān)測試量表有MPEX(MarylandPhysicsExpectationSurvey),VASS(ViewsAboutScienceSurvey),EBAPS(theEpistemologicalBeliefsAssessmentaboutPhysicalScience)和VNOS(ViewsofNatureofScience),這些量表在物理認(rèn)識論和學(xué)習(xí)期望方面的側(cè)重點(diǎn)有所不同。2006年美國科羅拉多州立大學(xué)改進(jìn)和發(fā)展了上述幾個測試量表,研制出一個新的科學(xué)(物理)學(xué)習(xí)的態(tài)度的調(diào)查量表(theColoradoLearningAttitudesaboutScienceSurvey簡稱CLASS),CLASS經(jīng)過了嚴(yán)格的信度和效度檢驗(yàn),是目前在世界上被廣泛應(yīng)用的量表。CLASS是五點(diǎn)李克特量表(LikertScale),分為個人興趣(PersonalInterest),與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系(RealWorldConnection),一般問題的解決(ProblemSolvingGeneral),解決問題的自信心(ProblemSolvingConfidence),復(fù)雜問題的解決(ProblemSolvingSophistication),意義理解(SenseMaking/Effort),概念理解(ConceptualUnderstanding),概念應(yīng)用(AppliedConceptualUnderstanding),共8個維度,每個維度包含若干個題目。量表一共有42個題目,其中一個題目是用于檢測學(xué)生回答測試是否有效,其余41個題目用于測試學(xué)生在學(xué)習(xí)物理過程中形成的對物理學(xué)本質(zhì)的觀念和信念及物理學(xué)習(xí)態(tài)度,CLASS是通過將學(xué)生的觀點(diǎn)和物理學(xué)專家的觀點(diǎn)比對來評價學(xué)生。本研究使用的該量表的中文版經(jīng)過了嚴(yán)格的量表翻譯程序:先從英文翻譯成中文,再由一位之前并不知道CLASS的人,將中譯稿翻回英文后與原稿比對,檢查兩者的一致性,以確保翻譯的準(zhǔn)確性。本文第一作者使用CLASS中文版進(jìn)行的一項(xiàng)研究,其成果已經(jīng)發(fā)表在國際刊物上。三、大學(xué)新生和新職教師物理學(xué)習(xí)態(tài)度2007年第一屆免費(fèi)師范生已于2011年畢業(yè),到2013年已經(jīng)在中學(xué)任教兩年。本研究使用CLASS測量同一所師范大學(xué)物理系免費(fèi)師范生在大學(xué)剛?cè)雽W(xué)(U0)時,大學(xué)1-4年級每學(xué)年末(U1-U4),畢業(yè)工作1年和2年后(W1、W2)7個樣本的學(xué)生和新教師(即:從大學(xué)新生到新職教師)的物理學(xué)習(xí)態(tài)度。樣本W(wǎng)1和W2是免費(fèi)師范生在大學(xué)畢業(yè)工作后,按國家政策利用暑假返校在職攻讀碩士課程的那部分學(xué)生。7個樣本的基本信息如表1。在課程設(shè)置上,物理系免費(fèi)師范生在大學(xué)一、二年級的課程設(shè)置與物理專業(yè)學(xué)生基本一樣,教學(xué)方法大多是講授法;大學(xué)三年級基本上完成物理專業(yè)必修課程,開始增加教師教育相關(guān)課程;四年級上學(xué)期學(xué)生要到中學(xué)教育實(shí)習(xí),下學(xué)期都是選修課程。四、數(shù)據(jù)分析與討論1.免費(fèi)師范生的學(xué)習(xí)態(tài)度總覽CLASS是通過把學(xué)生的觀點(diǎn)和物理學(xué)專家的觀點(diǎn)比對來評價學(xué)生,免費(fèi)師范生在剛?cè)雽W(xué)時CLASS的總分是59.7%±2.2%;在大學(xué)的一、二年級的兩年中,學(xué)生物理學(xué)習(xí)態(tài)度呈現(xiàn)負(fù)變化,在大學(xué)二年級學(xué)年末,分?jǐn)?shù)達(dá)到最低55.3%±2.3%;三、四年級的兩年分?jǐn)?shù)回升,到大學(xué)四年級畢業(yè)時學(xué)生CLASS的得分是61.9%±2.3%,相比剛?cè)雽W(xué)的學(xué)生得分有2.2%升高。免費(fèi)師范生在畢業(yè)工作后的第一年得分為70.3%±1.3%,相比大學(xué)畢業(yè)時顯著上升了8.4%,畢業(yè)后第二年分?jǐn)?shù)是72.0%±1.4%,相比工作后第一年分?jǐn)?shù)上升1.7%。圖1給出免費(fèi)師范生從大學(xué)新生到新職教師期間7個樣本的CLASS總分平均值的變化趨勢。按照CLASS總分的數(shù)據(jù)的趨勢走向,免費(fèi)師范生物理學(xué)習(xí)態(tài)度的發(fā)展歷經(jīng)三個階段:1.大學(xué)前兩年的負(fù)向變化;2.大學(xué)后兩年回升;3.工作后第一年的顯著上升和第二年的少許上升。下面我們對這三個階段免費(fèi)師范生物理學(xué)習(xí)態(tài)度的發(fā)展變化進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。2.大學(xué)一、二年級:學(xué)生在物理課程學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的不適應(yīng)大學(xué)一年級學(xué)年末,學(xué)生CLASS的總分從剛?cè)雽W(xué)59.7%±2.2%下降至56.4%±1.7%,大學(xué)二年級學(xué)年末,學(xué)生CLASS分?jǐn)?shù)為55.3%±2.3%,相比之前又有一個輕微的下降。圖2給出學(xué)生大學(xué)剛?cè)雽W(xué)(U0)、一年級末(U1)和二年級末(U2)在CLASS的8個維度上分?jǐn)?shù)的變化。經(jīng)過大學(xué)前兩年的學(xué)習(xí),在二年級末,學(xué)生CLASS的8個維度的分?jǐn)?shù)U2相比他們?nèi)雽W(xué)時分?jǐn)?shù)U0全部呈現(xiàn)負(fù)移動?！耙话銌栴}的解決”,“解決問題的自信心”,“復(fù)雜問題的解決”“概念理解”,“概念應(yīng)用”五個維度在大學(xué)第一年下降幅度比較大,分別為:-16.1%,-23.5%,-19.6%,-8.3%,-10.4%;相比一年級,二年級時學(xué)生在“個人興趣”,“物理與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系”,“意義理解”三個維度分?jǐn)?shù)下降較多,分別為-4.7%,-10.7%,-4.7%。其它維度變化不大(<±3%)。數(shù)據(jù)表明:學(xué)生在大學(xué)一、二年級的物理課程學(xué)習(xí)中產(chǎn)生明顯不適應(yīng),一年級更嚴(yán)重。為此我們對學(xué)生進(jìn)行了訪談,學(xué)生主要觀點(diǎn)有:1.在大學(xué)一年級學(xué)習(xí)內(nèi)容太難、過多、進(jìn)度快,沒有復(fù)習(xí)課,數(shù)學(xué)和物理脫節(jié),常常是感覺能聽懂講課,但不會做題;2.在中學(xué)物理課程中習(xí)得的學(xué)習(xí)方法和經(jīng)驗(yàn)到大學(xué)完全不適用了;3.原來自己在中學(xué)里成績排名靠前,到了大學(xué),同學(xué)之間強(qiáng)強(qiáng)競爭,失去心理上的優(yōu)勢;4.二年級的課程難度進(jìn)一步加大,量子物理(原子物理)、理論力學(xué)課程更抽象,離生活實(shí)際越來越遠(yuǎn),物理概念理解更困難,學(xué)習(xí)興趣減弱。5.免費(fèi)師范生已經(jīng)確定自己畢業(yè)后的職業(yè)是當(dāng)中學(xué)教師,部分學(xué)生認(rèn)為物理課程設(shè)置的難度太大、中學(xué)物理教師職業(yè)針對性不強(qiáng)。3.大學(xué)三、四年級學(xué)生治療前后fig.4個維度的發(fā)展變化圖1顯示,大學(xué)三年級學(xué)年末,學(xué)生CLASS的總分從二年級的55.3%±2.3%上升至59.3%±2.5%,大學(xué)四年級學(xué)年末學(xué)生CLASS分?jǐn)?shù)為61.9%±2.3%,相比之前又有一個小的上升。圖3顯示了學(xué)生大學(xué)二年級末、三年級末和四年級末CLASS的8個維度分?jǐn)?shù)變化。相比二年級末,學(xué)生在四年級學(xué)年末的CLASS的8個維度的分?jǐn)?shù)全部正向移動;三年級期間學(xué)生CLASS分?jǐn)?shù)中除了“解決問題的自信心”維度的分值仍然繼續(xù)下降外,其它7個維度的分值都出現(xiàn)了正變化;四年級期間學(xué)生CLASS分?jǐn)?shù)中除了“意義理解”維度有略微下降外其它7個維度都有提高。對于學(xué)生CLASS分?jǐn)?shù)在大學(xué)三、四年級的回升,在訪談中學(xué)生表示:1.盡管課程難度還是比較大,到了大學(xué)三年級,逐步適應(yīng)大學(xué)學(xué)習(xí),知道了大學(xué)教、學(xué)、考的規(guī)則,懂得如何應(yīng)對大學(xué)的學(xué)習(xí)和考試;2.很快就要完成大學(xué)物理的大多數(shù)課程,感覺大學(xué)三年中學(xué)到了很多物理知識,對物理學(xué)科領(lǐng)域有了更多了解;3.學(xué)生在大學(xué)三年級開始學(xué)習(xí)教師教育相關(guān)課程,相比物理專業(yè)課,這些課程難度降低很多,并且和將來的教師職業(yè)高度相關(guān);4.在四年級時免費(fèi)師范生到中學(xué)教育實(shí)習(xí),從學(xué)生身份轉(zhuǎn)化為實(shí)習(xí)教師,教師角色使學(xué)生自信心增強(qiáng)。5.四年級自由選課,課程內(nèi)容、教學(xué)方法和考試方式多樣化,給學(xué)生帶來多樣化的改變。4.大學(xué)四年的“三維合二”:明確的問題解決維度表3如圖3,在免費(fèi)師范生畢業(yè)前,學(xué)生CLASS分?jǐn)?shù)U4在8個維度上存在差異,“解決問題的自信心”,“復(fù)雜問題的解決”和“概念應(yīng)用”三個維度的分?jǐn)?shù)小于60%(其它5個維度的分?jǐn)?shù)都高于60%),這三個維度的分?jǐn)?shù)在大學(xué)四年中的變化趨勢如圖4所示。從入學(xué)到大學(xué)畢業(yè)前,學(xué)生的“解決問題的自信心”維度分?jǐn)?shù)歷經(jīng)連續(xù)三年的下降,在大學(xué)四年級時回升,畢業(yè)前的分?jǐn)?shù)相比入學(xué)時低了18.6%;“復(fù)雜問題解決”維度,在大學(xué)二年級學(xué)期末分?jǐn)?shù)降至36.7%±4.3%,是大學(xué)四年五次測試中,所有維度中最低的分?jǐn)?shù),學(xué)生畢業(yè)前的這個維度,分?jǐn)?shù)和入學(xué)時相比下降了6.9%;“概念應(yīng)用”維度,學(xué)生入學(xué)時的分?jǐn)?shù)比較低,在大學(xué)一年級顯著下降后,經(jīng)二、三、四年級連續(xù)三年的回升,在畢業(yè)前的分?jǐn)?shù)和入學(xué)分?jǐn)?shù)基本持平,是學(xué)生在大學(xué)畢業(yè)時CLASS的8個維度中分?jǐn)?shù)最低的維度。5.中學(xué)教師角色的轉(zhuǎn)換,從專業(yè)師范生到專業(yè)學(xué)生在免費(fèi)師范生工作一年后的第一個暑假,我們對他們進(jìn)行了CLASS的測試,結(jié)果表明:工作一年的新教師CLASS的總分和8個維度的分?jǐn)?shù)相比他們大學(xué)四年級畢業(yè)時都有較大幅度的增加;并且在工作的第二年,其分?jǐn)?shù)還有一個小的上升。(參見圖5)從免費(fèi)師范生到一名真正的中學(xué)教師,角色的轉(zhuǎn)換使他們看問題和想問題的角度發(fā)生很大變化,CLASS分?jǐn)?shù)升高說明,作為教師,他們更同意專家的觀點(diǎn)。訪談職后免費(fèi)師范生時,他們表示成為教師后在CLASS的很多題目上他們同意專家的觀點(diǎn),是因?yàn)槲锢斫虒W(xué)工作要求他們必須這樣去做。例如:在講解物理課程內(nèi)容時,一定要聯(lián)系生活實(shí)際,講清物理概念的意義以及概念之間的關(guān)聯(lián),要求學(xué)生深度理解概念,培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力等。相比大學(xué)階段,免費(fèi)師范生成為中學(xué)教師后,從知識的接受者變?yōu)橹R的傳輸者,看到中學(xué)生在自己的教導(dǎo)下不斷成長和進(jìn)步,感受到中學(xué)生對教師的尊敬和喜愛,都使新職教師提高了對自身價值的認(rèn)同感,自信心維度大大升高。五、對專家觀點(diǎn)的評論國際上也有相關(guān)研究表明:經(jīng)過一個學(xué)期或兩個學(xué)期的傳統(tǒng)物理課程教學(xué),學(xué)生的CLASS分?jǐn)?shù)保持不變或下降;改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法可以使這個問題得到改善,例如EricBrewe(2006)用模型教學(xué)法教授大學(xué)物理課程,使學(xué)生CLASS分?jǐn)?shù)發(fā)生正向移動;W.K.Adams(2012)用探究等多種教學(xué)方法講授大學(xué)物理課程后,學(xué)生的物理學(xué)習(xí)態(tài)度更趨向?qū)＜业挠^點(diǎn)。本文第一作者(2013)的一項(xiàng)研究結(jié)果表明學(xué)生物理學(xué)習(xí)態(tài)度的變化和教學(xué)內(nèi)容難度、教學(xué)進(jìn)度、學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)以及復(fù)習(xí)有關(guān)。綜上所述:物理系免費(fèi)師范生在專業(yè)課程學(xué)習(xí)上應(yīng)區(qū)別于物理專業(yè)學(xué)生,不僅體現(xiàn)在課程難度上,還應(yīng)該在課程內(nèi)容、教學(xué)方法上考慮師范生的職業(yè)特點(diǎn)。特別是在大學(xué)低年級階段應(yīng)注重大、中學(xué)銜接,適度放慢教學(xué)進(jìn)度、調(diào)整物理課程教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法、融合教師教育特色于物理課程教學(xué)之中。專業(yè)課程教學(xué)中還應(yīng)該更加重視培養(yǎng)學(xué)生對復(fù)雜問題解決的能力,對于難度較大的物理內(nèi)容,教師應(yīng)突出其中的物理圖像、物理模型和物理思想,在教學(xué)中插入