場認知方式與物理概念表征相關性研究——以高中物理電學概念為例

場認知方式與物理概念表征相關性研究
——以高中物理電學概念為例

游 娜

(南京師范大學教師教育學院江蘇 南京210023)

摘 要：從學生的場認知方式角度出發(fā)，探究其與物理概念表征的相關性；對30名學生進行了鑲嵌圖形測驗(簡稱EFT，測驗場認知方式)和電學概念表征測試.結果表明，場獨立型學生物理概念表征的成績優(yōu)于場依存型學生,場認知方式與物理概念深層表征顯著相關.

關鍵詞：物理概念場認知方式表征

收稿日期：(2014-07-12)

1問題的提出

概念是心理學、哲學、邏輯學等許多學科的研究對象.任何一門學科都是以概念作為分析、綜合、判斷、推理等邏輯思維的出發(fā)點，概念是形成學科體系與結構的基礎.物理概念是客觀事物的物理共同屬性和本質特征在人們頭腦中的反映，是對物理現(xiàn)象和物理過程的抽象化和概括化.它是物理教學中的重要組成部分，是進一步進行物理規(guī)律、物理理論教學的基礎，其教學的成效高低將直接影響學生掌握物理知識的質量，影響著學生解決問題的思維形式以及解決物理問題的能力.吳有訓先生也曾多次告誡學生,“學習物理首先要概念清楚.”因此,物理概念在物理教與學中有著舉足輕重的地位.

知識的表征在人類獲得知識的過程中有著極為重要的意義.邵瑞珍(1988年)指出,“理解知識如何應用的前提是理解它如何在人腦中表征的.”鄭毓信、梁貫成 (1998年)也提出,“概念的正確理解無非就是指建立了‘恰當?shù)摹睦肀碚?”知識表征是現(xiàn)代認知心理學的核心概念之一，主要“指信息在人腦中記載和呈現(xiàn)的方式”.物理概念的表征“指物理概念在人腦中記載和呈現(xiàn)的方式”.根據(jù)多倫多大學的Craik(1979年)提出的加工水平模型假設認為語義分析能夠比非語義分析產(chǎn)生一個更深、更有意義的代碼，另外代碼越深，記憶越持久.于是，從理論上講信息編碼的加工水平有無限多個，各水平之間沒有明顯的界限.信息的存儲水平在很大程度上取決于它是如何編碼的，且其加工水平越深越有可能被提取.語義分析越多(從刺激中抽取的意義更多)，加工程度越深入，概念表征也就越深刻[2].要更好地理解和運用一個物理概念，首先要在頭腦中建立正確的概念表征.既然概念表征是在頭腦中建立的一種主觀臆想，那么這種表征就會因人而異.所以，本研究選取了學生差異性的一方面——認知方式(亦稱認知風格)——場認知方式來進行研究，探討場認知方式的不同會對物理概念表征產(chǎn)生什么影響.

2研究方法

2.1研究對象

本研究被試對象總共34人，男生32人，女生2人，年齡在17～18歲，來自南京技師學院的13級汽電專業(yè)(高級)2班的學生.

2.2工具和程序

2.2.1鑲嵌圖形測驗

2.2.2物理電學概念表征測試

參考文獻這部分問卷題目是由[4]中附錄二的題目改編而成.因為南京技師學院的學生在物理方面基礎比較薄弱，有效的注意時間比較短，所以選取了其中一部分內(nèi)容，這些內(nèi)容主要是針對電阻、電流、電壓3個概念，分為A卷、B卷兩個部分.

A卷：按照文字表述、字母公式、物理含義、舉例分析的表征水平列為淺層表征即從宏觀類比角度表征概念，能簡單識別相關概念或者從符號描述角度表征概念，能夠使用部分抽象名詞術語，語音加工為主，代表對同一概念4個層面的理解水平.測量方式采取每回答出對概念表征的一種方式就計0.5分，總計6分.

B卷：測量這些概念群之間的內(nèi)部關系，這樣的表征水平列為深層表征即從本質理解角度表征概念，能夠主動調用抽象名詞術語解釋相關現(xiàn)象，以語義分析為主，能夠激活較多與所表征概念相聯(lián)系的其他概念，并理解其內(nèi)涵，與其他物理概念之間的關系和規(guī)律.計分方式為每回答出一種代表3個物理概念之間關系的表征計2分，共有3種代表物理概念之間內(nèi)部關系的表征水平，合計6分.得分越多表示對概念之間的內(nèi)部關系表征越深.

3結果與分析

3.1場獨立型概念表征成績高于場依存型

首先，對學生EFT得分與物理概念表征得分進行分析，運用SPSS17.0統(tǒng)計軟件測它們之間的Pearson相關性，得相關系數(shù)為0.647<0.8，即兩者之間相關性不高.因此得出對于整體而言不同認知方式對物理概念的表征沒有很大的影響.進一步考慮，將樣本進行劃分，標準定為高于平均分的分數(shù)段中選前10名為場獨立型，在低于總平均分數(shù)段中選后10名為場依存型.表1是對兩種場認知方式學生的物理概念表征深度成績做描述性統(tǒng)計，表2則是均值和方差分析.

表1　不同認知方式物理表征成績統(tǒng)計

由表1我們可以看出，場獨立型學生的物理概念表征成績集中于8～11分，場依存型學生的相應成績集中于3～8分，前者高于后者.

對成績進行均值和標準差分析見表2，同樣得出場獨立型學生的平均成績8.500大于場依存型學生的平均成績6.000.但二者標準差分別為2.211 1和1.943 7，也就是說場獨立型學生的物理概念表征成績浮動幅度較場依存型大一些.

表2　不同認知方式物理有征成績均值與方差

另外，分別對A卷和B卷中得分與EFT成績進行T檢驗，其中A卷中相伴概率P為0.193>0.05,即不同的認知方式對A卷中物理概念表征無明顯差異，A卷指淺層表征.B卷中相伴概率為0.000<0.01，所以表明在深層表征中不同的場認知方式對物理概念表征有非常顯著的差異.

3.2場認知方式與物理概念表征成績顯著相關

為了清晰地分析場認知方式對物理概念表征的影響，做單因素方差檢驗.

表3　物理概念表征成績 BY場認知方式

表3顯示，P=0.034<0.05，可見，由于場認知方式的不同而造成物理概念成績的差異顯著，也就是說，場認知方式和物理概念表征成績之間是顯著相關的.總體上而言，場認知方式對物理概念表征產(chǎn)生影響，場認知測試成績和概念表征成績是正相關的關系.

圖1　概念表征均值圖

從圖1均值圖中可以定性地分析出，隨著EFT得分越高大部分物理概念表征的分數(shù)是在總體平均值以上，即物理概念表征越深；EFT低分的區(qū)域其所對應的物理概念表征的分數(shù)大部分是低于總體平均值的，即物理概念表征較淺.

4結論與啟示

(1)場獨立型學生物理概念表征的成績優(yōu)于場依存型學生；對全部的研究對象進行分析，兩者之間沒有顯著差異，但將EFT高分組和低分組作為研究對象時，則發(fā)現(xiàn)場獨立型學生物理概念表征成績的均值要高于場依存型，但方差卻比場獨立型的大，即成績分布較離散.

(2)場認知方式對物理概念深層表征有影響；在對物理概念進行淺層表征時，場認知方式影響并不顯著；在對物理概念進行深層表征時，不同場認知方式的影響非常顯著，場獨立型學生占較明顯的優(yōu)勢；優(yōu)勢的程度隨著場獨立性增強而提高，即場認知方式與物理概念表征成績顯著相關.

針對以上兩點結論啟示應在物理概念教學中盡可能的做到因材施教，從學生不同的場認知風格出發(fā)，針對其不同的特點采取不同的措施，如場依存的學生在概念深層表征上應該受到更多的關注，采取更為有效的措施使其更能理解該概念的內(nèi)涵與外延，以減小不同類型的場認知方式的學生在物理概念表征方面的差距.

參 考 文 獻

1鮑曼，濮安山.高中學生運用FDI認知方式解決數(shù)學應用問題的表征及策略關系研究.數(shù)學教育學報,2002,11(3)：89～92

2任紅艷，韓曉麗，李廣洲.不同學生關于共價鍵概念表征深度的研究.化學教育，2011(09):61～63

3孟慶茂，常建華.關于鑲嵌圖形測驗評分方法及部分常模的修訂.北京：北京師范大學出版社，1988.278～280

4鄭占偉.工作記憶長度，物理概念表征對問題解決的影響:[學位論文].開封：河南大學，2012

更正：本刊2014年第9期第113頁左欄從上數(shù)第17行第13個字起到第19行倒數(shù)第2個字止改為：宇宙膨脹時能量轉換質量，光轉變?yōu)闅鈶B(tài)、液態(tài)、固態(tài)等物質形態(tài)；宇宙收縮時質量轉換能量，固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)等物質形態(tài)轉變?yōu)楣?

短文薈萃