高一學生內隱數學-性別刻板印象、數學焦慮對數學成績的影響

陳晴昕

（福建師范大學心理學院，福建 福州 350108）

一、引言

長期以來，在數學學科領域中始終存在著性別刻板印象，認為女性的數學才能不如男性，一般稱這種現象為數學－性別刻板印象.［1］數學是我國中小學教育中最重要的學科課程之一，因而數學－性別刻板印象歷來受到許多教育研究者的關注.數學－性別刻板印象的表現形式主要分為內隱和外顯兩種.［2］

以往的研究對數學－性別刻板印象、數學焦慮展開了不少探索，［3-6］這些研究證明數學-性別刻板印象與數學焦慮均會對數學成績產生一定負面影響.但是主要關注的是二者各自對學生數學成績的影響，較少關注二者的協同作用機制.有研究者提出，性別刻板印象可能會通過影響學生的焦慮水平來調節特定學科的學習和發揮，［7］數學－性別刻板印象與數學焦慮對數學成績的影響有可能存在聯合作用.為此，一些研究者進行了深入的探索.Casad 等人的研究表明，數學焦慮在數學－性別刻板印象與數學成就之間起完全中介作用；［8］王婷婷等人的研究則發現，在數學－性別刻板印象和數學成績之間存在數學焦慮的部分中介效應.［9］二者均證實了數學焦慮作為數學－性別刻板印象與數學成績之間的中介變量的可能性很大.但是這些有關中介效應的研究均未得出統一結論，并且由于主要探究的是外顯刻板印象，可能會由于受到社會贊許等因素的影響而出現實驗誤差.

總而言之，參考以往的研究，［10-11］本研究以高一年級學生為研究對象，采用內隱聯想測驗（Implicit Associaion Test IAT）、數學焦慮問卷以及自編數學測驗，來探討內隱數學－性別刻板印象、數學焦慮與數學成績之間的關系.通過探究，一方面可以豐富刻板印象領域的研究，為探索刻板印象提供新的思路，并進一步推動內隱性別－學科刻板印象的研究發展；另一方面，有助于啟發中學教師有效開展數學學科教學，并在教學過程中傳遞正確的性別觀念，減少數學－性別刻板印象、數學焦慮對中小學生產生的不良影響.

二、方法

（一）被試

隨機抽取160 名福州某中學高一學生參與實驗，其中剔除19 份無效數據.被試平均年齡為15.2±0.4歲，其中男生63 名，女生78 名，均為右利手，視力（或矯正視力）均正常.

（二）研究工具

1.IAT 實驗材料

20 個靶概念詞和20 個屬性詞.靶概念詞的類別為數學－語文，包含與數學相關的概念詞（如：代數）和與語文相關的概念詞（如：文章）各10 個.屬性詞的類別為男性－女性，包含與男性相關的屬性詞（如：哥哥）和與女性相關的屬性詞（如：姐姐）各10 個.所使用的材料來自www.millisecond.com 網站上下載的IAT 3.2 版實驗軟件，將其進行漢化處理.

2.《數學焦慮問卷》

《數學焦慮問卷》量表由李順雨等人［12］經篩選后編制而成.量表共有13 個題項，包括課堂學習過程焦慮、課外解題自我監控焦慮和應考情景焦慮三個維度.所有題項均采用5 點記分（沒有焦慮=1 到非常焦慮=5），各題項的得分相加即可得到數學焦慮總分.總分越高，代表數學焦慮程度越強.

3.數學測驗

參考學科網（http：//www.zxxk.com）上的福州市高一年級試卷資源，篩選后編制成預實驗問卷，邀請2-3位擁有10 年以上教齡的數學學科教師對其進行修訂，并在福州某中學高一年級中隨機選擇一個普通班進行試測（該班學生不參與正式實驗），根據學生的答題情況，選擇通過率在［0.1，0.4］的題目為困難題，［0.6，0.9］的題目為基礎題［13］.經篩選后編制成正式實驗中的數學測驗.正式測驗共有4 個題項，包括2 道選擇題、1 道填空題和1 道解答題，其中基礎題與困難題的得分比例約為6：4.將被試的數學測驗分數轉化為標準分數，即為每位被試的數學成績指標.

（三）施測過程

研究在相對安靜的機房進行，并盡量使被試之間互不干擾.在開始之前，主試先宣讀注意事項，確保每位被試都明白具體流程之后再開始研究.每一個被試都需要完成2 個版本的IAT——相容版本和不相容版本.被試被要求在白色的屏幕背景下，通過按下相應的電腦鍵（F 和J），將所看到的刺激進行分類.在屏幕的左上角和右上角會分別顯示靶概念詞和屬性詞的類別.要求被試在保證正確率的前提下盡可能快地進行反應.被試在計算機上完成IAT 實驗后，需先后完成紙質版數學焦慮問卷和數學測驗.數學測驗限時20分鐘.

（四）數據處理

此次研究所采用的統計軟件為SPSS 26.0，所有結果均出于其計算方式.IAT 的數據處理主要按照Greenwald等人修改后的算法［14］，共利用block3、block4，block6，block7 四個階段的數據，每個被試120條數據；而后刪除反應時高于10000ms 的試次以及錯誤率高于20%、有10%以上試次低于300ms 或10%以上試次高于3000ms 的被試.

IAT 效應的大小以D 值來衡量.計算D 值的具體方法如下：首先，需分別計算第3、6 階段反應時和第4、7 階段反應時的合并標準差；而后分別計算這4 個階段所有正確試次反應時的平均數，再用每個階段的平均正確反應時+600ms 代替該階段中的錯誤反應時；將所有錯誤反應時都進行替換之后，計算這4 個階段的平均反應時；而后計算第6 階段的平均反應時減去第3 階段的平均反應時的差值，計算第7 階段的平均反應時減去第4 階段的平均反應時的差值；用上一步計算出的兩個差值，分別除以其對應的合并標準差，得到兩個商數；求兩個商數的平均值，即為D 值.

三、結果

經過對比分析，被試在自編數學測驗中所獲成績的排名與其期中數學考試（與實驗時間相距最近的一次大型標準化統一考試）成績排名大致相同，排名上下浮動不超過5 個位次.信度檢驗的結果表明，數學焦慮問卷內部一致性系數為0.89，其中，“課堂學習過程焦慮”分問卷信度為0.74，“課外解題自我監控焦慮”分問卷信度為0.84，“應考情景焦慮”分問卷信度為0.90.

（一）不同性別被試D 值、數學焦慮得分和數學成績的描述性統計結果

對不同性別被試的D 值、數學焦慮總分、數學焦慮各維度平均分以及數學成績進行描述性統計分析（見表1）.從中可以發現，在數學焦慮問卷的各維度當中，高一學生的課外解題自我監控焦慮分數最高，課堂學習過程焦慮分數最低.

表1 不同性別被試各變量的平均數和標準差（M±SD）

（二）D 值、數學焦慮總分與數學成績的相關分析結果

對各變量之間的相關關系進行分析（見表2），結果表明，在男生組中，各變量之間均不存在顯著的線性相關關系.在女生組當中，D 值與數學成績之間存在顯著的負相關關系（p=0.027＜0.05），數學焦慮總分和數學成績之間也存在顯著的負相關關系（p=0.002＜0.01），然而D 值與數學焦慮總分之間不存在顯著的線性相關關系（p=0.393＞0.05）.

表2 各變量之間的相關系數

相關分析結果無法證明數學焦慮的中介作用存在，因此結果中將不會做進一步的中介效應分析.

（三）女生組中D 值、數學焦慮總分對數學成績的線性回歸分析結果

對具有顯著相關關系的變量進行回歸分析（見表3）.首先，以D 值為自變量，以數學成績為因變量進行回歸分析，結果顯示，D 值對數學成績的回歸不顯著（p=0.161＞0.05）.然后，以數學焦慮總分為自變量，以數學成績為因變量進行回歸分析，結果發現，數學焦慮總分對數學成績的回歸顯著（p=0.001＜0.01）.

表3 女生組中D 值、數學焦慮對數學成績的回歸系數

四、討論

首先，研究發現，內隱數學－性別刻板印象與數學焦慮之間均無顯著線性相關關系，排除了數學焦慮作為刻板印象與數學成績之間的中介變量的可能性.與前人研究結果——數學焦慮在數學－性別刻板印象與數學成績之間起中介作用［8］［9］——相悖.造成與前人研究結果不同的原因可能是：（1）刻板印象類型不同.前人均探究的是外顯刻板印象，而本實驗探究的是內隱刻板印象，可能會存在一定差異；（2）自編數學測驗的難度設置不當.數學－性別刻板印象與數學焦慮雖然都會占用學生在當下用來解決數學問題時的工作記憶資源，［15-16］但是在數學題目難度較低或者中等時，該作用機制可能并不適用.

其次，從不同性別的角度看，高一女生的內隱數學－性別刻板印象、數學焦慮與其數學成績之間存在顯著的負相關關系，但是在高一男生群體中不存在任何顯著線性相關的關系.進一步做回歸分析后發現，女生的數學焦慮總分對數學成績的回歸顯著，這說明，高一女生的數學焦慮能夠負向預測數學成績，數學焦慮水平越高，數學成績就會越低，與前人研究相符，［5-6］也充分印證了Eysenck 與Calvo 在1992 年提出的過程效能理論，即數學焦慮會導致數學成績的下降.［15］然而，回歸分析結果表明，D 值對數學成績的回歸并不顯著，因此實驗無法證明刻板印象能夠負向預測數學成績，與成就動機的期望理論相悖.之所以會產生以上結果，可能是由于：（1）從統計結果上看，與女生相比，男生的刻板印象與數學焦慮總體而言并不強烈，自我刻板化程度與焦慮程度較低，可能還達不到影響其數學成績的水平；（2）數學－性別刻板印象雖然是一種明顯對男生有利、對女生不利的刻板印象，但是在社會當中普遍存在、由來已久，大眾可能已經習以為常，因此，數學－性別刻板印象對男女生的數學成績并無明顯的促進或阻礙作用；（3）被試在自編數學測驗當中所獲得的成績僅與其期中考試數學成績進行對比分析，而未綜合多次數學考試的成績，也可能會對實驗結果產生一定影響.

綜上，本研究可得出以下結論：在高一女生當中，內隱數學－性別刻板印象與數學成績之間存在顯著的負相關關系，且她們的數學焦慮能夠顯著負向預測數學成績；數學焦慮在內隱數學－性別刻板印象與數學成績之間不存在中介作用.

本研究主要聚焦于內隱刻板印象，并針對男女學生進行了分別討論，不僅排除了社會贊許等因素的影響，還豐富了刻板印象領域的研究.但是，由于研究者個人能力與經驗的局限性，實驗結果無法完全驗證假設，導致本研究部分假設與前人研究結果相悖的原因可能是：（1）只選取了同一所學校的同一年級學生作為研究對象，被試量較少，導致實驗結果的可推廣性和普遍性較低；（2）自編數學測驗的題目數量、難度與時間設置不夠合理，等.針對這些問題，將來的研究可以做進一步的改良，以減少研究偏差，提高研究結果可信度.