初中生“運動和力”迷思概念的二段式測定及差異性分析

鄭文珍

（衢州學院 教師教育學院，浙江 衢州324000）

一、問題的提出

科學概念的教學是科學教學的關鍵。自20世紀50年代始，關于學生對科學概念的理解一直是國際科學教育研究的熱點。物理學作為科學教學的一個重要組成部分，重視對基本概念的教學和理解也成為了本學科的顯著教學特點。大量的研究表明，在進入課堂進行正規的物理學習之前，學生頭腦中并非一片空白，在以往的學習、生活及交往活動中，他們對于周圍世界已形成了大量看法和觀點，其中的不少看法和觀點是與當前科學理論對事物的理解不相一致、甚至是完全沖突的，這就是迷思概念。迷思概念不僅廣泛存在，而且具有隱蔽性、頑固性及可歸類性等多種特性。迷思概念的存在會嚴重影響學生對科學概念的學習，這種先驗性的表觀理解也是造成學生物理學習困難的重要原因。

由于迷思概念的隱蔽性，教師通過行為觀察很難知道學生擁有哪些迷思概念，因而研究者們開發出了多種診斷迷思概念的方法，其中最常用的是切爾格斯特（D.F.Treagust）等人開發出的特殊的紙筆測驗——二段式測試法。二段式測試法的核心內容是針對特定內容設計“事實選項”和“理由選項”這二段測試選項，它融合普通紙筆測驗和訪談法這兩種診斷工具的優點，不但能比較充分地調查出學生心中真正的想法，而且適合做大樣本研究，操作簡單，數據統計分析也比較方便，具有較高的可信度。

“運動和力”單元是初中科學學習中最為基礎、最為重要的內容之一。然而，由于這部分內容跟學生的生活實際聯系最為密切，因而又是中學生迷思概念出現最多的一個內容領域。基于此，筆者參考切爾格斯特提出的研制二段式測試卷的“三階段十步驟”設計流程，設計出了一份可方便操作并能有效測查初中學生“運動和力”迷思概念的二段式測試卷，并利用該測試卷實地施測了初中生在“運動和力”單元的迷思概念的種類和來源，同時對調查結果按學生性別、學校類別進行了差異性分析與歸類。

二、研究方法及實施

（一）問卷的設計

在“運動和力”單元，本問卷主要由以下三個部分組成：

1.半開放式問卷。首先以“運動和力”為主題，對照《初中科學課程標準》和《浙江省初中畢業生學業考試說明》及教材中有關“運動和力”的內容，列出重力、彈力、摩擦力、牛頓第一定律、慣性、二力平衡等相關概念的命題敘述并擬定針對教師的訪談提綱。而后根據訪談提綱對三位資深初中科學教師進行訪談，并參考5位現任科學教師的意見，結合文獻資料，編制成半開放式問卷。

2.二段式預試問卷。根據第一階段問卷施測及訪談所獲資料，刪除一部分不適合發展二段式測試卷及已完全可以概括得出結論的題目，一部分題目情境類似且所蘊含的物理概念相同的題目則僅保留1～2題。這樣，在以學生的原有想法為主的前提下編寫出“運動和力”二段式預試問卷。該階段問卷絕大部分采用二段式選擇題的形式，第一段為根據題意所設計出的“事實選項”，第二段為“理由選項”。整個問卷涉及重力、彈力、摩擦力、牛頓第一定律、慣性、二力平衡六大主題，共15大項23個小項。

3.二段式正式問卷。根據預試問卷的施測結果，補上部分新發現的學生迷思概念類型，同時將預試問卷中的題目重新審查，使測試卷的題意更簡要、所敘述的概念更明確、各題目的排序更適合受測者閱讀作答，在此基礎上得到了正式問卷，題項數和預試問卷相同。

鑒于初中學生學習任務較為繁重，為讓學生能認真完成問卷，以提高測試結果的有效性和可信度，在實施過程中，每個階段的問卷均一拆為二，分為卷⑴和卷⑵。

（二）具體施測過程

為便于完整地搜集學生擁有的迷思概念，三個階段問卷的測試樣本均按照隨機抽樣的原則，在衢州市城區初中的班級中抽取；各階段問卷均采用閉卷完成，由班主任或任課教師進行監考，以保證測試結果的信效性。整個問卷調查過程在兩個學期內完成。

由于“運動和力”這一內容在七年級《科學》教科書的下冊，屬于初一下學期的教學內容，因此，第一階段及第二階段問卷即半開放式問卷和預試問卷的卷⑴和卷⑵均由衢州市實驗學校初一的某個班完成，樣本數分別為44、47、43、45。第三階段的問卷即二段式正式問卷的測試樣本，為衢州市實驗學校、華茂外國語學校、興華初中及白云學校的初一共8個班學生（鑒于興華初中及白云學校的學生主要來自于農村，而實驗學校及華茂外國語學校的學生則主要來自于城鎮，所以后面的統計中分別以村校和城校簡稱）。卷⑴樣本數為350，其中村校的男、女生分別為79、84人，城校的男、女生分別為99、88人；卷⑵樣本數為382，其中村校的男、女生分別為91、96人，城校的男、女生分別為102、93人。

（三）資料的處理和分析

各階段問卷施測完畢后，均以人工閱卷方式批改。開放式問卷施測的目的是要收集學生對問題的想法和理由，因此對該問卷著重于定性地分析；二段式預試及正式問卷施測的目的是診斷學生的迷思概念，因此著重于定量討論，而且還對正確的組合選項及有代表性的迷思概念選項采用SPSS19.0統計軟件進行檢驗，以便按類別進行差異性分析。

三、結果分析

統計表明，在“運動和力”單元，初中生存在35個有代表性的迷思概念，它們在重力、彈力、摩擦力等知識點上均有覆蓋。而把男生、女生及村校生、城校生等四種樣本類型在有代表性的迷思概念上的選答比例進行檢驗，可以發現，某些迷思概念與學生性別及學生初中入學前所在學校類別均具有較強的相關性。

（一）性別差異

檢驗表明，在35個有代表性的迷思概念中，男生與女生在其中8個迷思概念上的選擇有顯著或極顯著的差異。女生在迷思概念上選答比例顯著高于男生的有6個（其中重力部分3個，摩擦力部分1個，“運動和力”的關系部分2個），比例為6/35，這部分內容主要體現在日常生活所積累的想當然部分，可見女生更易被生活中的錯誤假象所迷惑。男生在迷思概念方面占明顯比例的情況較小，在本樣本僅占2/35（均出現在對“何物有慣性”的判斷上），可見男生在對概念的理解方面更易作出自己的判斷。而差異不大的占27/35，表現在對這些基本概念的理解方面，男女生無明顯差異。

（二）學校類別差異

統計結果表明，上述35個有代表性的迷思概念中，村校生與城校生在其中12個迷思概念上的選擇有顯著或極顯著的差異。村校生選答比例顯著高于城校生的有8個（其中重力部分5個，“運動和力”的關系部分2個，慣性部分1個），比例為8/35；城校生選答比例高于村校生的迷思概念有4個（重力部分2個，慣性部分2個），比例為4/35；而無明顯差異的占23/35。

四、結語

迷思概念的形成是與初中學生的思維特點、知識儲備及他們生活中接觸到的信息緊密相關的，而男女生具有不同的智能特點，則與初中學生的身體發育狀況及性征特點密不可分。本測試分析表明，學生頭腦中迷思概念的類型及對正確物理概念的掌握情況均與學生性別及學生入學前所在學校的類別具有一定相關性，這與教材對概念的模糊表述及引用例證比較片面有關，還與教師不恰當的教學誤導等因素相關。我們只有重視這些迷思概念產生的機制及原因，有效分析它們對物理學科教學的阻礙作用，充分考慮學生的知識背景及思維方式，對癥下藥，有效提高概念教學的嚴謹性和準確度，方能使科學教學真正起到奠基作用。

［1］王磊.科學學習心理學［M］.海南：海南出版社，2000.

［2］邵志芳.心理與教育統計學［M］.上海：上海科學普及出版社，2004.