復(fù)雜問題解決時(shí)思維過程中行為差異比較與分析研究

楊 茵

（江蘇省木瀆高級中學(xué) 江蘇 蘇州 215101）

一、研究目的

因?yàn)樗季S是內(nèi)隱的，無法測量的，所以只能通過外顯行為來推測內(nèi)隱思維。因此，本論文采用了大樣本團(tuán)體測試的量化研究方法，通過學(xué)優(yōu)生與中等生在問題解決的思維過程中行為差異比較來初步探討兩類學(xué)生解決復(fù)雜問題的過程中思維差異及思維的發(fā)展趨勢，為有針對性地提高學(xué)生解決問題的能力提供依據(jù)。

二、研究測試卷的編制

1．對化學(xué)中復(fù)雜問題的界定

由于復(fù)雜問題在化學(xué)領(lǐng)域的研究仍舊是個(gè)空白，所以本文對于化學(xué)復(fù)雜問題的界定在借鑒張振新博士對于數(shù)學(xué)復(fù)雜問題的界定基礎(chǔ)上再根據(jù)化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)進(jìn)行。

本研究設(shè)定一個(gè)化學(xué)問題只要同時(shí)具備以下三個(gè)特征，就可稱之為化學(xué)復(fù)雜問題：

（1）真實(shí)性，即問題來源于現(xiàn)實(shí)生活，這是問題復(fù)雜性最根本的保證。

（2）解題的步驟數(shù)只要超過10步即可。

（3）結(jié)構(gòu)不良性，即解決問題的有關(guān)數(shù)據(jù)和無關(guān)數(shù)據(jù)非常自然地鑲嵌在問題的情節(jié)之中。

2．試卷的編制

本測試有4道測試題，均為解答題，共計(jì)100分。 難度系數(shù) L＝0．59，區(qū)分度 D＝0．42。

三、被試者

1．學(xué)優(yōu)生與中等生的界定

我們將具有濃厚的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣、高效率的化學(xué)學(xué)習(xí)過程、較強(qiáng)的獨(dú)立思考能力，同時(shí)取得較突出化學(xué)成績 （考試成績排名的前10%以內(nèi)）的學(xué)生稱為化學(xué)學(xué)優(yōu)生。

將化學(xué)學(xué)習(xí)興趣一般、化學(xué)學(xué)習(xí)效率不高、化學(xué)成績（考試成績排名的前45%－55%內(nèi)）的學(xué)生稱為化學(xué)中等生。

2．樣本選擇

本樣本從同一學(xué)校的高一和高二年級中選出。高一和高二各選出19個(gè)學(xué)優(yōu)生，20個(gè)中等生，共78人。

發(fā)放試卷78份，回收78份，回收率100%。

四、研究過程

1．實(shí)驗(yàn)步驟

第一步：由主測試者向被測試者說明實(shí)驗(yàn)的目的，使被測試者明白該實(shí)驗(yàn)的意義，消除心理負(fù)擔(dān)，真實(shí)地表現(xiàn)出他們解決化學(xué)問題的正常情況。

第二步：向被測試者說明實(shí)驗(yàn)的步驟，要求被測試者一邊解決化學(xué)問題，一邊大聲地說出自己的思維，用錄音機(jī)錄下被測試者在解決問題過程中的口語，同時(shí)觀察、記錄被測試者解決化學(xué)復(fù)雜問題的過程。

第三步：在完成問題解決后，研究被測試者解決化學(xué)復(fù)雜問題的測試卷，結(jié)合口語報(bào)告分析其思維過程。

第四步：統(tǒng)計(jì)不同年級、不同能力層次的高中生解題時(shí)各行為指標(biāo)出現(xiàn)頻次，對被測試者在復(fù)雜問題解決的思維過程中行為差異比較。

（1）測試行為指標(biāo)有設(shè)問、推理、歸納、頓悟、假設(shè)、試誤、計(jì)算、反思8項(xiàng)。

各項(xiàng)指標(biāo)要求：

①設(shè)問：在審題過程或解答過程中，被測試者對自己尚不太清楚的問題，以一種自問自答的形式表現(xiàn)出來的語句。

②推理：在解答過程中，被測試者對目標(biāo)問題的順向或逆向推斷，如“既然……則……”等思維形式。

③歸納：在解答過程中，被測試者對已掌握的信息的綜合分析和歸納，如“那么”、“由此可知”等語句。

④頓悟：在解答過程中，被測試者對目標(biāo)問題的突然醒悟，如“原來如此”“哦，我知道怎么做了”等語句。

⑤假設(shè)：在解答過程中，被測試者為解決所遇到的某個(gè)障礙，首先對問題提出幾種可能的解決方法，然后再逐個(gè)進(jìn)行檢驗(yàn)的過程，如 “假設(shè)……”，“如果是……”等虛擬語氣。

⑥試誤：在解答過程中，被測試者為驗(yàn)證自己的假設(shè)而逐個(gè)進(jìn)行嘗試的過程，如“……不成立”，“……不對”，“這種方法行不通”等語句。

⑦計(jì)算：在解答過程中，被測試者能正確地進(jìn)行四則運(yùn)算。

⑧反思：在完成問題的解答后，被測試者對命題意圖、解答途徑、解答結(jié)果等內(nèi)容的重新思考或與已有解答經(jīng)驗(yàn)的對比。如 “……是考查……”，“還有沒有更簡便的方法”等語句。

（2）行為指標(biāo)出現(xiàn)頻次打分標(biāo)準(zhǔn)：

明顯 1分

較明顯 0．8 分

一般 0．5 分

不太明顯 0．2 分

沒有 0分

2．實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較與分析

（1）同年級不同學(xué)業(yè)水平的學(xué)生各行為指標(biāo)出現(xiàn)頻次均值及差異比較

本論文在對同年級不同能力層次的被測試者在復(fù)雜問題解決時(shí)思維過程各行為指標(biāo)出現(xiàn)頻次均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，再對其進(jìn)行P檢驗(yàn)，了解兩類學(xué)生行為指標(biāo)是否存在明顯差異，具體統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表1、和表2。

表1 高一年級各行為指標(biāo)出現(xiàn)頻次均值及顯著性差異比較

表2 高二年級各行為指標(biāo)出現(xiàn)頻次均值及顯著性差異比較

由表1、表2可知，兩個(gè)年級的不同學(xué)業(yè)水平的學(xué)生在“推理”、“歸納”和“計(jì)算”3項(xiàng)指標(biāo)上存在極顯著差異（P 均＜0．01）。

由表2可知，高二年級不同學(xué)業(yè)水平的學(xué)生在“假設(shè)”這項(xiàng)指標(biāo)上存在顯著差異（P＜0．05）。

（2）不同年級同一學(xué)業(yè)水平的學(xué)生各行為指標(biāo)出現(xiàn)頻次差異比較

本論文對同一能力層次不同年級的被測試者的行為指標(biāo)出現(xiàn)頻次均值進(jìn)行P檢驗(yàn)，具體統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表3和表4。

表3 優(yōu)等生各行為指標(biāo)出現(xiàn)頻次均值差異性比較

表4 中等生各行為指標(biāo)出現(xiàn)頻次均值差異性比較

由表3可知，不同年級的優(yōu)等生思維過程的各項(xiàng)指標(biāo)上不存在顯著的差異（P均＞0．05）。

由表4可知，不同年級中等生在“推理”上存在極顯著差異（P＜0．01）；不同年級中等生在“反思”上存在顯著差異（P＜0．05），其他各項(xiàng)不存在顯著的差異。

（3）結(jié)論

①在“推理”、“計(jì)算”、“歸納”3 項(xiàng)指標(biāo)上，學(xué)優(yōu)生比中等生有明顯優(yōu)勢。其他幾項(xiàng)上，兩類學(xué)生沒有顯著差異。

學(xué)優(yōu)生之所以在“推理”等行為指標(biāo)上出現(xiàn)的頻次明顯高于中等生，可能是學(xué)優(yōu)生善于聯(lián)想，也善于聯(lián)想問題的“原型”進(jìn)行模式識(shí)別，從而逐步縮小視野 ，迅速找到合理的解答途徑；而且學(xué)優(yōu)生在解答過程中能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的推理錯(cuò)誤，及時(shí)轉(zhuǎn)換角度，重新進(jìn)行分析和推理，直至找到合理的解答。

中等生不善于推理，可能與其化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)有關(guān)，一個(gè)不熟悉的化學(xué)物質(zhì)或化學(xué)反應(yīng)都可能造成其推理的障礙。

“頓悟”出現(xiàn)的頻次雖然沒有明顯差異，但并不能完全說明兩類學(xué)生在這項(xiàng)思維上沒有明顯差異?？赡苁怯捎诟咧猩挲g的增長，思維越來越趨于內(nèi)向，他們即使有頓悟的意念，但并沒有明顯表露出頓悟的行為，當(dāng)然也可能與他們解題過程中的思維方式有關(guān)。

學(xué)優(yōu)生與中等生“設(shè)問”、“假設(shè)”等的出現(xiàn)頻次沒有明顯差異 ，可能是“應(yīng)試”教育與“題海戰(zhàn)術(shù)”的結(jié)果。高中生在解題過程中往往較少自己主動(dòng)給自己提出問題，并積極去探究問題，解題結(jié)束后更是缺乏對問題解決過程和結(jié)果進(jìn)行反思，往往只要找到問題的答案就立即停止思考。

②在“推理”、“反思”兩項(xiàng)上，高二中等生比高一中等生具有更大的優(yōu)勢。這說明隨著年齡的增長和知識(shí)掌握程度的提高，學(xué)生復(fù)雜問題解決的能力也有相應(yīng)的提高。

五、研究結(jié)論

（1）不同學(xué)業(yè)水平的學(xué)生在解決復(fù)雜問題的思維過程中的確存在較顯著的差異，主要體現(xiàn)在思維的敏捷性、推理能力、歸納能力等方面。

（2）相同學(xué)業(yè)水平的學(xué)生的思維能力高二均比高一要強(qiáng)些，尤其是中等生的思維能力明顯有進(jìn)步，這證明教師在教學(xué)中恰當(dāng)?shù)匕l(fā)展學(xué)生的思維能力，幫助學(xué)生掌握一定的思維技能，的確能提高學(xué)生解決問題的能力。

［1］ 王祖浩，張?zhí)烊簦瘜W(xué)問題設(shè)計(jì)與問題解決［M］．北京：高等教育出版社，2003．8

［2］ 李禎．高中生化學(xué)問題解決中的表征與策略研究［D］．吉林大學(xué)科學(xué)技術(shù)哲學(xué)系，博士論文，2005．12

［3］ 張振新．小學(xué)高年級學(xué)生數(shù)學(xué)復(fù)雜問題解決的認(rèn)知研究［D］．華東師范大學(xué)心理學(xué)系，博士論文，2005