基于學(xué)生感知的中學(xué)物理課堂環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查研究

許 靜

(天津師范大學(xué)教師教育學(xué)院,天津 300387)

1 問題的提出

課堂環(huán)境是影響學(xué)生認(rèn)知與情感發(fā)展的重要潛在因素．[1]學(xué)生對課堂環(huán)境的感知對其行為及學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生著重要影響．依據(jù)建構(gòu)主義理論,結(jié)合中學(xué)物理課堂學(xué)習(xí)的特點和課程目標(biāo)的要求,將中學(xué)物理課堂環(huán)境界定為:通過知識的意義建構(gòu),學(xué)生對課堂中社會環(huán)境和心理環(huán)境的感知,對學(xué)生認(rèn)知、情感和行為參與產(chǎn)生直接或間接影響的因素．[2]

2001年開始實施的物理新課程改革提出了一系列新的理念和方法,強調(diào)以學(xué)生為中心,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程,通過溝通、交流、合作的學(xué)習(xí)方式進行自主地、富有個性地學(xué)習(xí)．中學(xué)物理課堂確實發(fā)生了很多變化:小組合作學(xué)習(xí)增多了;學(xué)生有機會參與課堂學(xué)習(xí),提出問題和發(fā)表見解;物理與生活、科技發(fā)展聯(lián)系得更加緊密了．但同時也存在一些缺陷:學(xué)生缺乏內(nèi)在學(xué)習(xí)動力,創(chuàng)新、批判、探究精神比較差.這其中教師既保留著一定的權(quán)威作用,同時又是課堂教學(xué)的組織者、引導(dǎo)者．這些從一個側(cè)面展示了新課程改革帶來的課堂環(huán)境的變化．為了探索中學(xué)物理課堂環(huán)境的現(xiàn)狀,除了通過觀察和訪談外,還有必要依據(jù)問卷開展學(xué)生感知的課堂環(huán)境調(diào)查,以期揭示課堂環(huán)境中的積極與消極因素,為創(chuàng)建良好的課堂環(huán)境、以及中學(xué)物理課堂環(huán)境構(gòu)建及評價理論模式的提出,提供重要的依據(jù)和參考．

2 研究設(shè)計

2.1 研究問題

研究主要探討學(xué)生對課堂環(huán)境的感知差異,以及學(xué)生感知的課堂環(huán)境與物理成績的關(guān)系．研究問題包括: (1) 中學(xué)物理課堂環(huán)境的現(xiàn)狀如何?(2) 學(xué)生感知的中學(xué)物理課堂環(huán)境是否存在差異?(3) 學(xué)生感知的課堂環(huán)境與物理成績之間有何關(guān)系?

2.2 研究對象

2017年12月17-27日,在天津市5個區(qū)所屬的6所中學(xué)取樣,每個學(xué)校初二、初三、高一、高二4個年級隨機抽取兩個或三個班的學(xué)生作為被試,刪除無效問卷后得到有效被試1691 人,其中初二458人,初三426人,高一419人,高二388人,男生占53.2%,女生占46.8%．

2.3 研究工具與數(shù)據(jù)處理

借鑒國內(nèi)外研究已有量表,經(jīng)過物理教育專家和一線教師訪談、課堂觀察等環(huán)節(jié)對評價標(biāo)準(zhǔn)進行修正,采用德爾菲法以通信方式征詢專家小組成員的意見,對題目進行評價,修正和檢驗,編制了《中學(xué)物理課堂環(huán)境評價量表》,包括5個因子(即知識相關(guān)、學(xué)生聲音、學(xué)生投入、交流協(xié)作、科學(xué)本質(zhì))、共21個題項,每個題項采用李克特五點量表評分,從“幾乎從不”到“總是”,賦分為1-5分,要求被試根據(jù)自身物理課堂學(xué)習(xí)實際情況選取最符合的一項．

使用SPSS19.0對問卷數(shù)據(jù)進行探索性因子分析、內(nèi)部一致性信度分析．分析結(jié)果顯示: KMO 值為0.964>0.9(p=0.000<0.001),巴特利特檢驗表明數(shù)據(jù)適合進行主成分因子分析．采用具有Kaiser 標(biāo)準(zhǔn)化的正交旋轉(zhuǎn)法后,因子負(fù)荷取值均在0.4以上,5個因子可以解釋總變異的68.43%,說明量表具有較好的結(jié)構(gòu)效度．通過 Cronbach α系數(shù)檢驗各因子中測量項目的內(nèi)部一致性,量表中各因子的信度系數(shù)介于0.74～0.86之間,量表總的α信度系數(shù)為0.95,表明量表具有較好的信度．此后進行的描述性統(tǒng)計分析、方差分析、相關(guān)分析、多元線性回歸分析都在含21個項目的量表上進行．

3 研究結(jié)果與討論

3.1 中學(xué)物理課堂環(huán)境的總體特征

各題項采用李克特五點量表評分,每個維度的得分由該維度所包含的題項得分總和再除以該維度所包含的題目數(shù)而得,結(jié)果見表1．

表1 中學(xué)物理課堂環(huán)境評價量表各維度的平均分與標(biāo)準(zhǔn)差

由表1可以看出,所有題目的平均值為3.79．“傾聽學(xué)生”維度的平均值最高為4.03,一方面說明學(xué)生有機會并愿意在課堂上發(fā)表自己的見解,另一方面表明大多數(shù)教師會認(rèn)真考慮學(xué)生的意見,鼓勵并引導(dǎo)學(xué)生闡述自己的觀點,體現(xiàn)了學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位和良好的師生關(guān)系．“知識相關(guān)”維度平均值低于其他4個維度,該維度強調(diào)在真實的任務(wù)情境中學(xué)習(xí)并運用概念解決問題．課堂觀察中發(fā)現(xiàn)物理教師常會通過增加聯(lián)系生活和現(xiàn)代科技的教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)設(shè)生動活潑的課堂氛圍,但是學(xué)生在應(yīng)用物理知識解決具體問題時,仍缺乏把情境與知識相關(guān)聯(lián)的意識,其原因在于問題的“去情境化”、“虛擬情境化”往往割裂了知識與其運用情境的依存關(guān)系,學(xué)生難以獲得在實際情境中,應(yīng)用物理觀念思考問題、積累解決物理問題的經(jīng)驗,因而該維度的分值偏低．“學(xué)習(xí)投入”和“交流協(xié)作”兩個維度的平均值接近,說明學(xué)生能較為有效地融入課堂學(xué)習(xí)環(huán)境中,通過小組討論、探究等學(xué)習(xí)方式,增強學(xué)生間的互動,在研究、探索、交流中尋找解決問題的方法．“科學(xué)本質(zhì)”維度的平均值為3.83,表明學(xué)生對科學(xué)知識的穩(wěn)定性和發(fā)展性有了一定的認(rèn)識．科學(xué)本質(zhì)觀是學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)屬性的認(rèn)識和理解,對學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神、科學(xué)學(xué)習(xí)的方式和方法等都會產(chǎn)生重要的影響,如果學(xué)生認(rèn)為科學(xué)理論是絕對真理、不會改變,那他就可能傾向于被動理解和記憶這些理論．

3.2 學(xué)生對課堂環(huán)境的感知差異

采用單因素方差分析方法,對不同性別、年級以及不同層次學(xué)生感知的物理課堂環(huán)境進行差異顯著性檢驗,考察這些變量對學(xué)生課堂環(huán)境感知的影響,結(jié)果見表2．

3.2.1 性別差異

男女生課堂環(huán)境感知情況的方差分析結(jié)果顯示,男生和女生感知的課堂環(huán)境在傾聽學(xué)生、交流協(xié)作兩個維度上不存在顯著差異,在其他3個維度上則存在顯著差異．該結(jié)果與其他研究者的研究結(jié)果類似,即男生和女生感知的課堂環(huán)境是存在差異的．[3]平均值顯示，男女生在“傾聽學(xué)生”、“交流協(xié)作”兩個維度的感知值基本一致,并且“傾聽學(xué)生”的平均值最高．男生在其他3個維度的感知平均值高于女生,說明男生對課堂環(huán)境的滿意度要超過女生,對物理課堂學(xué)習(xí)持積極、肯定的態(tài)度．

多數(shù)研究證實在初高等教育中,物理科學(xué)是男女表現(xiàn)差異最為明顯的領(lǐng)域．PISA2015結(jié)果表明,男生在“物理”、“地球與空間”兩個學(xué)科內(nèi)容上的表現(xiàn)要明顯優(yōu)于女生．[4]兩個性別群體對課堂環(huán)境的感知差異源于男女生在物理學(xué)習(xí)上的差距．由于生理、智力和非智力、教育和環(huán)境等因素的影響,男生在空間想象、邏輯思維、分析與綜合能力、實驗觀察與推理能力、自主性和意志力等方面優(yōu)于女生,同時女生在學(xué)習(xí)物理的過程中還會承受一定的壓力和偏見,體現(xiàn)在對物理學(xué)習(xí)的自信心不足．由此導(dǎo)致男女生對待科學(xué)態(tài)度的較大差異,也是造成男女生科學(xué)成績差異的重要原因,更重要的是還會直接影響和決定著未來科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域性別比例的構(gòu)成．[4]因此,科學(xué)教育應(yīng)該注重性別平等,使男女生都能充分發(fā)揮他們的潛能,對學(xué)習(xí)科學(xué)持有積極和享受的態(tài)度．

3.2.2 年級差異

不同年級學(xué)生課堂環(huán)境感知情況的方差結(jié)果顯示,5個維度均存在顯著差異．有研究者認(rèn)為,從小學(xué)到高中,隨著年級水平的升高,課堂環(huán)境有退化的趨勢(轉(zhuǎn)引自Fraser[5]),該結(jié)果與此研究結(jié)果并不完全一致．從平均值看,高一學(xué)生在5個維度的得分均為最低,而高二學(xué)生在5個維度的得分均為最高．初二學(xué)生各維度的感知水平低于初三學(xué)生,高一年級相對初中學(xué)段,各維度的感知水平較低．

物理是初中生普遍覺得難學(xué)的一門課,初二物理對學(xué)生來講是“入門”的關(guān)鍵,由于知識難度、認(rèn)知方式、學(xué)習(xí)方法等原因,致使初二學(xué)生對物理學(xué)習(xí)不適應(yīng),感到難學(xué)、不會學(xué),學(xué)習(xí)中的困難和迷茫在一定程度上會導(dǎo)致學(xué)生對課堂環(huán)境的感知度低．對于高一學(xué)生而言,與初中物理學(xué)習(xí)相比,知識和能力的要求都發(fā)生了很大的變化,在物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)中,學(xué)生需要綜合運用分析、比較、抽象、概括、類比、等效等思維方法,從定性和定量兩個方面,基于事實證據(jù)從不同角度思考問題,進行科學(xué)推理和論證,抽象概括出事物的本質(zhì)屬性和基本規(guī)律．這種變化造成部分高一學(xué)生在新的學(xué)習(xí)環(huán)境下難以盡快適應(yīng)高中物理學(xué)習(xí),是導(dǎo)致高一學(xué)生對課堂環(huán)境的感知水平較低的主要原因．而初三和高二學(xué)段大部分學(xué)生基本度過了學(xué)習(xí)的不適應(yīng)期,對物理學(xué)習(xí)的態(tài)度比較積極，對課堂環(huán)境的感知較好．

3.2.3 學(xué)生層次差異

表2給出的不同層次學(xué)生課堂環(huán)境感知情況的方差顯示,5個維度均存在顯著差異．平均值顯示，學(xué)優(yōu)生5個維度的感知平均值明顯高于其他兩個層次的學(xué)生,學(xué)困生5個維度的感知平均值均為最低．

個別差異一直是教學(xué)中的難題,課堂教學(xué)中教師很難照顧到所有的學(xué)生．在小組討論、實驗探究活動中,雖然每個學(xué)生都有參與的機會,但是學(xué)困生由于自信心不足、基礎(chǔ)知識不扎實等原因,往往作為旁觀者參與的比較少,受他人觀點影響較大,不能表達(dá)自己的看法,不敢堅持自己的意見,課堂學(xué)習(xí)中常處于劣勢和邊緣者的地位．不同層次的學(xué)生在學(xué)習(xí)習(xí)慣、思維水平等方面都可能存在差距,如何將差距轉(zhuǎn)化為積極的因素則需要教師對教學(xué)的投入,教師的引導(dǎo)和鼓勵會影響學(xué)生學(xué)習(xí)物理的方式、對物理學(xué)習(xí)的看法．

表2 不同性別、年級、不同層次的學(xué)生對課堂環(huán)境的感知

注:*表示p<0.05;**表示p<0.01;***表示p<0.001

3.3 學(xué)生感知的課堂環(huán)境與物理成績的關(guān)系

收集了被試學(xué)生的物理期中考試成績,將學(xué)生成績與對課堂環(huán)境感知的5個維度分別進行雙變量相關(guān)分析,其目的是測量不同變量之間是否相關(guān),結(jié)果見表3．由Pearson相關(guān)系數(shù)可以看出,物理成績與課堂環(huán)境各維度均存在正相關(guān)．進一步通過多元線性回歸分析探查課堂環(huán)境各維度對物理成績的影響,將知識相關(guān)、傾聽學(xué)生、交流協(xié)作、科學(xué)本質(zhì)、學(xué)習(xí)投入同時作為自變量納入回歸方程,完成對因變量學(xué)習(xí)成績的影響力估計,結(jié)果見表4．5個維度共同作用形成的整體模式能夠解釋因變量學(xué)習(xí)成績的13.8%,解釋力不高．5個維度的個別解釋力數(shù)據(jù)表明,知識相關(guān)、傾聽學(xué)生、學(xué)習(xí)投入均具有顯著的解釋力,回歸系數(shù)分別是2.619、-2.546、4.702(p=0.000<0.001)．但數(shù)據(jù)顯示,交流協(xié)作和科學(xué)本質(zhì)的Beta系數(shù)未達(dá)顯著(p=0.907,0.144>0.001)．沃特金斯和黃毅英(2005)的研究發(fā)現(xiàn),個人與環(huán)境適應(yīng)與學(xué)生的學(xué)習(xí)成績相關(guān)度很低,[6]該研究結(jié)果與此研究基本一致．

表3 課堂環(huán)境各維度與學(xué)生物理成績之間的相關(guān)度

注:**表示p<0.01

表4 課堂環(huán)境各維度對學(xué)生物理成績的回歸法估計結(jié)果與模式摘要

研究表明,“知識相關(guān)”、“傾聽學(xué)生”、“學(xué)習(xí)投入”三個維度對物理成績有一定影響．物理知識的學(xué)習(xí)與生產(chǎn)生活、現(xiàn)代社會及科技發(fā)展密切聯(lián)系,物理教師常鼓勵學(xué)生通過觀察生活中的物理現(xiàn)象和實驗來探索物理規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維,這也是新課程所倡導(dǎo)的學(xué)習(xí)方式．良好的師生關(guān)系與同伴關(guān)系對學(xué)習(xí)方式的運用有積極的影響[7],教師作為教學(xué)活動的組織者、引導(dǎo)者,起到了平衡學(xué)生和環(huán)境的交互作用,教師對學(xué)生的鼓勵和尊重,可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,轉(zhuǎn)化為學(xué)生物理學(xué)習(xí)的動力．學(xué)習(xí)效果的優(yōu)劣在很大程度上取決于學(xué)生投入學(xué)習(xí)的程度,參與程度越高,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣越濃,積極性越高．

4 對中學(xué)物理教學(xué)的啟示

課堂是構(gòu)建學(xué)科知識和發(fā)展能力的主要場所,學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,對課堂環(huán)境的感受和體驗是形成課堂動力的基礎(chǔ),[8]創(chuàng)建良好的課堂環(huán)境需要師生共同努力．

4.1 創(chuàng)設(shè)自主支持型課堂教學(xué)環(huán)境

“自主支持”是指教師對學(xué)生自主學(xué)習(xí)的支持,其本質(zhì)是教師在課堂教學(xué)過程中從學(xué)生的角度出發(fā)設(shè)計教學(xué),使用非控制的方法,減少對學(xué)生的施壓,為學(xué)生內(nèi)在動機的生成提供環(huán)境,支持學(xué)生自主發(fā)展,[9]自主支持型教學(xué)能增強教學(xué)效果．首先,教師的獨白或許對優(yōu)等生沒有影響,但對學(xué)困生存在影響,關(guān)注個體差異追求共性發(fā)展的課堂教學(xué)中,應(yīng)給予學(xué)生充分的時間獨立思考和交流討論,鼓勵和支持學(xué)生從不同角度提出問題,進行猜想并產(chǎn)生多種假設(shè),基于事實證據(jù)和科學(xué)推理對不同觀點和結(jié)論提出質(zhì)疑和批判、產(chǎn)生創(chuàng)造性的見解．其次,引導(dǎo)學(xué)生在對知識進行系統(tǒng)化的探索過程中,建立基本的物理觀念,學(xué)會物理學(xué)的具體科學(xué)方法,經(jīng)歷科學(xué)探究過程,通過意義的建構(gòu)形成個性化的心智結(jié)構(gòu),更好地促進自主探究性學(xué)習(xí),提升學(xué)生可持續(xù)發(fā)展能力．

4.2 提供知識運用的實際情境

物理知識的學(xué)習(xí)不應(yīng)在“告知”和“機械訓(xùn)練”中直接呈現(xiàn)給學(xué)生的,知識運用的實際問題情境或復(fù)雜問題情境,能為學(xué)生知識與能力的生成提供情境支持,不僅能有效促進應(yīng)用實踐和創(chuàng)新遷移能力的發(fā)展,還有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任．首先,物理概念的建立、物理規(guī)律的探究、應(yīng)用物理知識解決問題,應(yīng)結(jié)合具體的實際情境進行教學(xué),將物理原理的學(xué)習(xí)同豐富多樣的實例聯(lián)系起來,使學(xué)生獲得廣泛的背景知識,把事實性知識與現(xiàn)實意義聯(lián)系起來,以問題為驅(qū)動力拓展學(xué)生思考的空間,在新舊知識經(jīng)驗相互作用的過程中主動建構(gòu),以此增強學(xué)生學(xué)習(xí)物理的內(nèi)驅(qū)力和探索自然世界的興趣．其次,選擇與生活、社會、科技發(fā)展密切相關(guān)的實際問題,生成有價值的科學(xué)探究問題情境,將學(xué)生置身于原始的、真實的、復(fù)雜的情境,在解決真實問題的過程中,應(yīng)用物理觀念分析實際問題,進行預(yù)測、解釋、推論等實踐活動,通過“用”知識去學(xué)習(xí)知識,培養(yǎng)學(xué)生的知識型實踐能力．

4.3 關(guān)注學(xué)生的個體差異

學(xué)生之間的個別差異是不可避免的,善于發(fā)現(xiàn)差異,重視個別化教學(xué),才能鼓勵不同層次的學(xué)生得到發(fā)展．首先,由于心理及性別角色社會化等因素的影響,部分女生在學(xué)習(xí)物理時遇到困難,常常想依賴教師或其他學(xué)生給予幫助和鼓勵,針對女生更善于并傾向于合作與交流的方式學(xué)習(xí)的特點,教師應(yīng)鼓勵學(xué)生之間的積極交往,構(gòu)建小組合作學(xué)習(xí)方式或男女學(xué)生搭配的學(xué)習(xí)小群體,促進學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的同伴協(xié)作互助,同時對女生傾注不同的關(guān)注和引導(dǎo),增強她們學(xué)習(xí)物理時的自信心．其次,發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力是重要的教學(xué)目標(biāo)之一,男女生思維能力的差異較為突出,女生偏重于形象思維,主要依靠類比和聯(lián)想,善于模仿性學(xué)習(xí),但思維不夠靈活,抽象思維能力較差．教師應(yīng)根據(jù)男女生不同的思維發(fā)展特點,針對女生的學(xué)習(xí)興趣,從最基礎(chǔ)的問題逐漸深化,在參與探究、建模、解釋和論證等科學(xué)實踐活動中,為女生適當(dāng)提供“腳手架”,提升女生的自我效能感,引導(dǎo)女生在自己突破問題的成就感中自主地、富有個性地學(xué)習(xí)．