高中生科學認知信念的實證研究

【摘 要】 研究中設計一個真實科學情景，讓學生自主參與科學探究活動過程中，采用訪談法了解學生的科學認知信念。研究發現：面對質疑時，大部分的高中生認為通過自己做實驗或者讓他人親手做實驗就可以解答質疑，只有少部分的學生認為會尋求證據支持自己的解釋；學生被要求評價什么樣的解釋才能讓他信服時，只有極少數的學生認為讓他信服的科學解釋是要有證據的支持和經得起驗證；關于知識的來源，大部分的學生都認為通過科學探究、不斷質疑以及實驗驗證才可以得到知識。

【關鍵詞】 信念；認知信念；科學探究

【中圖分類號】G515 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2012）23-0019-03

1 問題的提出

在心理學意義上，信念是指人對某一事物的堅定不移的相信，其基本的出發點是相信，接著由相信發展為信心和信任，并在這樣的基礎上形成信念。信念即是現實生活在人的精神世界的某一種內化，也是群體性文化因素的選擇性沉淀[1].同時信念（belief）可理解為個體對于有關自然和社會的某種理論觀點、思想見解堅信不移的看法。它是人們認識世界和改造世界的精神支柱，是從事一切活動的激勵力量[2]。而個體認知信念是結合了知識信念及對學習的信念，是個體對知識的本質及其產生所持有的信念，一般包括個體對知識如何產生，個體是如何了解知識的成長、變化以及知識的結構，而學習信念則包含個體學習的速度及個體能力的穩定性[3]。有相關的研究顯示許多新課程理念引入與它們相關的教學實踐都失敗了，是因為教師信念、觀點和態度被忽視了[4]。同時學生的認識信念和動機方面存在著個體差異，這可能會影響學生在學習追求的目標[5]。所以可以看出認知信念不管是對教師的教學理念還是學生的學習理念都有著密切的關系。

國外關于認知信念的研究：國外在于70年代就研究認知信念的發展的狀況，并提出了不同的認知發展理論，其中King、Kitchener以實證的方法，經過長期研究提出了關于認知信念的反思判斷模型。他們把個體的認識信念劃分為三種水平：前反思思維水平、準反思思維水平、反思思維水平[6]。在前反思思維水平的個體認為知識個體相信正確答案的存在，認為知識來自個人的觀察或從權威處所得。在準反思思維水平的個體開始察覺知識的不確定性，認為知識是相當主觀的，理想的判斷，是需要以證據為基礎。反思思維水平的個體了解到知識的不確定性，相信整合證據有助于作出正確的判斷，個體積極建構知識，并從情境中理解知識。

國內關于學生認知信念方面的研究有：袁留亮其研究發現大學生認識信念包含五個維度，其中知識來源信念、知識獲取判斷信念、知識本質信念、知識獲取速度信念分別對網絡信息查詢行為均有明顯不同的影響。王婷婷的研究結果表明高中生認知信念與自主學習之間存在著顯著相關。整合-建構信念與學習成績之間存在著顯著相關[8]。張立從的研究結果表明研究生認識論信念的各個維度與研究生自主學習各維度、科研能力之間存在顯著的正相關關系[9]。喻平（2007）在其的研究中得出教師的認識信念會對教師自我的教學理念、教學設計、教學行為、教學組織以及教學評價產生直接影響，同時又會通過教學過程將自己的認識信念傳達給學生，對學生的學習也會產生影響[10]。

綜合前人關于認知信念方面的研究可以得出，前人的研究主要有利用編制的量表，以問卷調查的形式研究學生老師認知信念與學習行為、學習成績、教學成效的相關性研究。缺乏關于學生認識信念的實證研究，特別是在真實情景中利用訪談的方式調查學生真實的內心想法的實證研究。本研究基于King、Kitchener關于認知信念的反思判斷模型，采用開放式的訪談形式，在學生參加了科學探究活動后，對學生進行了一對一的訪談。同時利用分類和歸納的方法處理收集到的數據，并進行了定量和定性的分析。

本研究關于認知信念的訪談主要聚焦以下問題：

如果有人質疑你的解釋，你會怎么辦？

你覺得什么樣的解釋才能讓你非常信服？

你認為課本中的知識是怎么來的？

2 研究的方法

2.1 研究對象的選取： 研究測試地點選擇在廣東省湛江市某所中學。該校在湛江市屬于中等水平，該校高中每年級各有20個教學班，本人用隨機抽樣的方式在高一年級文理班級按照1：1的方式抽取了46名被試的樣本。

2.2 研究的程序

2.2.1 設計一個關于撒尿娃娃噴水的科學探究活動，讓學生參與并提出他的科學解釋。

2.2.2 在學生作出科學解釋之后，對學生進行關于認知信念的訪談。訪談的問題主要有：如果有人質疑你的解釋，你會怎么辦？你覺得什么樣的解釋才能讓你非常信服？你認為課本中的知識是怎么來的？

2.3 數據的分析與討論： 根據學生回答的情況，將學生在每個問題的回答情況進行分類和歸納。并進行了定性和定量的分析。具體的分析如下：

2.3.1 當學生的解釋面對質疑的時候，學生的認知信念指向只要分為一下四種情況：

（1）尋求證據指向：案例：我會堅持我的觀點，因為我有證據.再做一次實驗，讓他自己提供證據，將我推翻。

（2）尋求實驗的指向：案例：重做一次實驗，讓他觀察現象，觀察實驗是否合上次現象一樣，結果是否也一樣。

（3）反思解釋指向：案例：查資料，問老師，與同學討論，反思，補充解釋。聽他人怎么解釋，反思自己的解釋。

（4）不知道怎么反應指向：案例：不知道怎么回答，不大確定怎么辦。

表1 當學生的解釋面對質疑的時，學生的認知信念指向在整體被試中的情況

當學生面對質疑時，認知信念指向情況分析

由以上的表格中可以看出，有16.6%學生在面對質疑時會尋求證據對待自己的解釋，而66.6%的學生認為做實驗給他人看就可以解答別人的質疑。14.2%的學生中認為補充自己的解釋或者對比他人的解釋，7.1%的學生則在面對質疑時不知道如何反應。從研究結果中可以得出大部分的學生（61.9%）在面對質疑的時候，都認為通過自己做實驗或者讓他人親手做實驗就可以解答質疑。這是一個很有趣的問題，筆者初步認為這可能受到當時的情景所影響，因為學生在參與探究活動過程中被要求反復地做實驗。當時也有可能是但部分的學生可能認為知識是可以通過觀察獲得，所以就覺得通過做實驗可以穩定自己心中知識。

2.3.2 當學生被要求評價什么樣的解釋才能讓他信服時候，學生的認知信念指向只要分為以下8種情況。

（1）他的解釋中是否有證據

案例：實事求是，貼近生活現象，而且解釋要有一定的證據。

（2）他的解釋是否經得起驗證

案例：看他的解釋是否有道理，通過做實驗給我親眼所看，能證明我的疑惑。

（3）他的解釋有正確的科學原理且和實驗相結合

案例：他解釋與現象相符合，比較符合所學的知識。親眼看到他的實驗，看他解釋中的原理是否符合現象。

（4）他的解釋與實驗現象相符合

案例：看他解釋中的現象，與實驗是否相符。實驗中的現象與解釋中的現象相同。

（5）他的解釋用了正確的科學原理

案例：用正確科學原理去解釋，像這個娃娃噴水這個實驗，圍繞著熱漲冷縮、氣壓的原理。

（6）他人的解釋能說的清楚合理

案例：他說的比較合理，一步步給我解釋，并解釋清楚給我聽

（7）受權威影響

案例：如果是老師的解釋，我就非常信。將其他同學的解釋放入到實驗中看是否行得通。

（8）不知道怎么反應

當學生被要求評價什么樣的解釋才能讓他信服時候，學生的認知信念指向情況分析如下：

由以上的表格中可以看出，只有有4.7%的學生在覺得一個讓他信服的解釋中要有證據支持，16.6%的學生認為一個讓他信服的解釋要經得起驗證。由以上的分析可得出只有極少數的學生認為讓他信服的科學解釋是要有證據的支持和經得起驗證。在King、Kitchener關于認知信念的研究中提到準反思思維水平個體認為并非所有的知識都是確定的，要評價和比較觀點的正確性、優劣與否，必須要有證據。同時還認為知識是個體在其所處的情境中對證據進行的主觀解釋。準反思思維個體開始察覺知識的不確定性，認為知識是相當主觀的，理想的判斷需要以證據為基礎[11]。這說明了在本研究中的整體只有極少部分的認知信念是處于這個準反思思維水平。

而14.2%的學生認為讓他信服的解釋中是否有正確的科學原理和實驗相結合。23%的學生中則認為讓自己的信服的解釋要與實驗現象相符合。9.5%的學生中則認為讓自己的信服的解釋是因為使用了正確的科學原理。

有14.2%的學生認為讓他信服的解釋還要看解釋的身份或他人的解釋與自己解釋的接近程度等。也有少部分學生認為解釋的信服度受解釋人的身份也就是權威的影響。在King、Kitchener關于認知信念的研究中前反思思維的個體相信正確答案的存在，認為知識來自個人的觀察或從權威處所得[12]。這就說明了本研究整體有少部分的的學生認為知識是可以來自于權威處所得。

而認為他人的解釋與實驗現象想符合就是讓人信服的解釋的學生相對多一些。而則有11.9%的學生被要求評價什么樣的解釋才能讓他信服時不知道如何回答。這說明在本研究中，大部分的學生已經意識到知識它是不確定性，必須從情景中去理解這種知識。

2.3.3 當學生被提問認為課本中的知識是怎么來時候，學生的認知信念指向只要分為以下6種情況。

1、通過不斷地探索，經過大膽的猜想和實驗證明，通過世界公認，最終形成知識。

案例：來源于人類在生活中的現象，引起了科學家的好奇心。隨著他們去探索和發現，經過不斷地探究，推斷，大膽的猜想，實驗，從而給后人留下了大量的知識。

2、來源于生活中的發現，好奇以及實驗證明了這種現象

案例：根據生活中現象，深入一步探究，得出科學依據。

3、通過不斷實驗，得出的實驗結論。

案例：前人做反復實驗得出結論，或者就想伽利略那樣通過做理想實驗得出的結論。

4、通過證明/實驗而來

案例：我覺得是通過別人證明而來或那些名人通過做實驗得出的。

5、來源于生活

案例：來自于生活中的經驗，在生活中就可以學到知識。

6、收集前人的研究成果、實驗結論

案例1：收集前人的研究成果而來或者編者根據科學家做實驗得出的結論。

由以上的表格中可以看出，有19.0%學生認為課本中的知識是來源于人類的不斷探探索，經過大膽的猜想和實驗證明，通過世界的公認，最終才形成知識的。21.4%的學生認為課本中的知識來源于生活中的發現，好奇以及實驗證明了這種現象。14.8%的學生中認為課本中的認知是通過前人的不斷質疑，不斷實驗，得出的實驗結論。19.0%、14.2%的學生則認為課本的知識是通過實驗而來、來源于生活。還有11.9%的學生認為課本中的知識是收集前人的成果、實驗結論而來。

在King、Kitchener關于認知信念的研究中提到反思思維個體了解到知識的不確定性，相信整合證據有助于作出正確的判斷，個體積極建構知識，并從情境中理解知識[13]。由以上的分析可得出大部分的學生都認為課本的知識都是不確定性的，都需要通過科學探究、不斷質疑以及實驗驗證才可以得到知識。少部分的學生認為知識是來自于外部（生活中來），從權威那得來的（前人的研究成果），本人的經驗和推理得來[14]。

3 研究結論與反思

本研究設計一個真實科學情景，讓學生參與科學探究活動，同時基于King、Kitchener關于認知信念的反思判斷模型，設計相關認知信念的問題，采用開放式的訪談形式，在學生參加了科學探究活動后，對學生進行了一對一的訪談。同時利用分類和歸納的方法處理收集到的數據，并進行了定量和定性的分析。研究發現：

3.1 面對質疑時，大部分的學生認為通過自己做實驗或者讓他人親手做實驗就可以解答質疑，但沒有具體說實驗的目的是什么。只有少部分的學生認為會尋求證據對待自己的解釋。

3.2 學生被要求評價什么樣的解釋才能讓他信服時，只有極少數的學生認為讓他信服的科學解釋是要有證據的支持和經得起驗證。

3.3 關于知識的來源，大部分的學生都認為是通過科學探究、不斷質疑以及實驗驗證才可以得到知識。少部分的學生認為知識是來自于外部、權威、本人的經驗和推理。

最后是本研究中采用的面對面的訪談法，在一個相對開放的環境中，提問相對開放的問題，對學生進行訪問，所以學生的回答相對泛，而且在筆者對學生的回答進行分類過程中可能存在著主觀的影響，如果采用制定量表問卷調查法可能會導致不一樣的結論。同時，本研究參照的是King、Kitchener關于認知信念的反思判斷模型理論，如果參照的是其他的認知信念理論，可能也會得出不一樣的結論。還有，本研究中只是收集和分析了三種認知信念與解釋水平的相關情況，如果是其他種類的認知信念的話，可能也會得出不一樣的結論。

參考文獻

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[2]俞國良.辛自強.教師信念及其對教師培養的意義.[D]教育研究 .2000

[3]袁留亮.認知信念對網絡信息查詢行為的影響-以西南大學本科生為例.西南大學.2010

[4]Peter Aubusson ，Colin Webb .Teacher beliefs about learning and teaching in primary science and technology.1992

[5]KatherineL.McNeill，JosephKrajcikScienticExplanations：Characterizing and Evaluating the Effects of Teachers Instructional Practiceson Student Learnin .2007

[6]袁留亮.認知信念對網絡信息查詢行為的影響-以西南大學本科生為例 .[D]西南大學. 2010

[7]袁留亮.認知信念對網絡信息查詢行為的影響-以西南大學本科生為例 .[D]西南大學，2010

[8]王婷婷.關于我國高中生認知信念認知信念的初步研究.[D]華東師范大學，2009

[9]張立從.研究生認知信念對學習行為影響的實證研究.[D]大連理工大學 ，2009

[10]喻 平.教師的認識信念 系統及其對教學的影響.[M]教 師 教 育 研 究，2007

[11]袁留亮.認知信念對網絡信息查詢行為的影響-以西南大學本科生為例 .[D]西南大學. 2010

[12]袁留亮.認知信念對網絡信息查詢行為的影響-以西南大學本科生為例 .[D]西南大學. 2010

[13]袁留亮.認知信念對網絡信息查詢行為的影響-以西南大學本科生為例 .[D]西南大學. 2010

[14]袁留亮.認知信念對網絡信息查詢行為的影響-以西南大學本科生為例 .[D]西南大學 .2010