物理師范生投入學(xué)習(xí)的創(chuàng)新教學(xué)研究與實(shí)驗(yàn)

鄭淵方

[摘 要] 本研究以物理師范生力學(xué)專(zhuān)業(yè)課教學(xué)為例，研究專(zhuān)業(yè)課教學(xué)與基礎(chǔ)教育研究成果相結(jié)合的一些教學(xué)策略對(duì)師范生專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的影響。研究結(jié)果表明，這些教學(xué)策略有助于師范生投入學(xué)習(xí)，從而加深了他們對(duì)物理力學(xué)知識(shí)和中學(xué)生學(xué)習(xí)力學(xué)知識(shí)的認(rèn)知情況的理解，但對(duì)提高師范生力學(xué)課程的考試成績(jī)未產(chǎn)生明顯的效果，這還需要進(jìn)一步的實(shí)踐研究。

[關(guān)鍵詞] 物理教育研究;師范生;學(xué)科專(zhuān)業(yè)知識(shí);學(xué)生知識(shí);投入學(xué)習(xí)

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642?? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 1008-2549（2019） 10-0072-04

學(xué)科專(zhuān)業(yè)知識(shí)是教師知識(shí)的根基，師范院校都很重視師范生專(zhuān)業(yè)課程的設(shè)置，在教學(xué)中也在不斷探索提高師范生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)水平的方法和策略。調(diào)查表明，師范生學(xué)科知識(shí)掌握和應(yīng)用情況并不樂(lè)觀。例如，趙冬臣，馬云鵬對(duì)教師專(zhuān)業(yè)知識(shí)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，數(shù)學(xué)、語(yǔ)文、英語(yǔ)師范生學(xué)科知識(shí)的得分率分別是24.5%、57.0%、54.8%[1]。在物理學(xué)科方面，我們自編一份力學(xué)知識(shí)的測(cè)試卷，在某省三所高等師范院校中選取2014級(jí)（畢業(yè)班）物理師范生194名進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即將畢業(yè)的物理師范生力學(xué)知識(shí)平均得分率只有53.29%。大學(xué)專(zhuān)業(yè)課程深入系統(tǒng)，可是為什么師范生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)表現(xiàn)不夠理想呢？趙冬臣等人的分析有一定道理：“數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)的師范生的學(xué)科知識(shí)欠佳的原因并非所學(xué)的數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)課不夠系統(tǒng)深入，主要癥結(jié)是這些課程的內(nèi)容與中學(xué)數(shù)學(xué)之間缺乏關(guān)聯(lián)” [2]。按照奧蘇貝爾有意義學(xué)習(xí)理論，學(xué)習(xí)者必須有積極主動(dòng)的有意義學(xué)習(xí)的心向，在原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中找到有關(guān)的觀念，作為新知識(shí)的固定點(diǎn)，這樣才能把學(xué)習(xí)材料中的潛在意義轉(zhuǎn)化為自己現(xiàn)實(shí)的心理意義，形成自己的理解[3]。大學(xué)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)是在中學(xué)相關(guān)學(xué)科知識(shí)基礎(chǔ)上的深入和擴(kuò)展，大學(xué)專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)應(yīng)采取一些教學(xué)策略，加強(qiáng)中學(xué)學(xué)科知識(shí)、學(xué)科教學(xué)知識(shí)與大學(xué)專(zhuān)業(yè)課程的有效聯(lián)系，從而促使師范生反思自己的學(xué)習(xí)過(guò)程，自主地、積極地建構(gòu)知識(shí)，以思維、智力高參與程度地投入學(xué)習(xí)，達(dá)到對(duì)新知識(shí)和學(xué)科結(jié)構(gòu)的意義建構(gòu)。我們把這類(lèi)的學(xué)習(xí)策略稱(chēng)為投入學(xué)習(xí)策略（strategies for actively engaged in learning）。投入學(xué)習(xí)的教學(xué)策略就是使學(xué)生主動(dòng)投入到學(xué)習(xí)活動(dòng)中的教學(xué)策略，其特點(diǎn)是學(xué)生不只是被動(dòng)傾聽(tīng)，而是投入到閱讀、討論、寫(xiě)作等活動(dòng)中，學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)大大增強(qiáng)，能夠得到及時(shí)的反饋，學(xué)習(xí)過(guò)程中涉及的是分析、綜合、評(píng)價(jià)等高層次的思維過(guò)程[4]。本研究認(rèn)為將基礎(chǔ)教育的研究與師范生大學(xué)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)相結(jié)合，可以促進(jìn)學(xué)生投入學(xué)習(xí)，最終有助于學(xué)生深化理解學(xué)科專(zhuān)業(yè)知識(shí)（CK），提高課程考試成績(jī)，同時(shí)促進(jìn)師范生了解學(xué)生知識(shí)（knowledge of learners）。

一 研究假設(shè)和目的

首先提出研究假設(shè)：將物理教育研究成果與大學(xué)專(zhuān)業(yè)課程相結(jié)合的教學(xué)策略，可促使師范生投入學(xué)習(xí)，從而達(dá)到對(duì)物理知識(shí)和學(xué)生知識(shí)的深入理解，同時(shí)提高課程考試成績(jī)。本研究的目的是，在師范生力學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中結(jié)合力學(xué)觀念的有關(guān)研究、中學(xué)力學(xué)疑難問(wèn)題的研究等，讓學(xué)生在測(cè)試、閱讀、及時(shí)自我反饋中投入學(xué)習(xí)，加深對(duì)力學(xué)知識(shí)和學(xué)生力學(xué)知識(shí)的理解，提高力學(xué)課程考試成績(jī)。

二 研究方法

1 被試

隨機(jī)抽取某師范大學(xué)2017級(jí)（實(shí)驗(yàn)時(shí)為大學(xué)一年級(jí)）3個(gè)班共115名物理學(xué)師范生為實(shí)驗(yàn)被試，其中男生41人，女生74人。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本研究采用單組“準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”。實(shí)驗(yàn)的自變量是大學(xué)力學(xué)課程的教學(xué)策略，因變量是師范生力學(xué)知識(shí)的理解情況、力學(xué)課程考試成績(jī)以及對(duì)學(xué)生力學(xué)觀念的了解情況。

3 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)材料為FCI測(cè)試卷、物理教育研究中FCI研究的文獻(xiàn)、自編力學(xué)觀念測(cè)試卷及答案。

（1）FCI測(cè)試卷

FCI測(cè)試卷是領(lǐng)域內(nèi)熟知的由美國(guó)的Hestenes團(tuán)隊(duì)聯(lián)合編制的力學(xué)概念調(diào)查問(wèn)卷，主要調(diào)查學(xué)生對(duì)力學(xué)基本概念的掌握情況和力學(xué)前概念。

（2）物理教育研究中FCI研究的文獻(xiàn)

通過(guò)對(duì)眾多FCI研究的文獻(xiàn)反復(fù)對(duì)比，選出適合師范生閱讀的文獻(xiàn)，再選出其中對(duì)學(xué)生力學(xué)概念的調(diào)查結(jié)果及對(duì)結(jié)果的詳細(xì)分析的部分讓師范生閱讀。

（3）自編力學(xué)觀念測(cè)試卷及答案

自編力學(xué)觀念測(cè)試卷是在查閱中學(xué)物理疑難問(wèn)題研究文獻(xiàn)基礎(chǔ)上編制的，測(cè)試題目是中學(xué)物理學(xué)習(xí)中的疑難問(wèn)題，且屬于大學(xué)力學(xué)課程中深入學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

4 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

教學(xué)策略1實(shí)施過(guò)程：

在被試力學(xué)課程學(xué)習(xí)期間，發(fā)放FCI測(cè)試卷，告知學(xué)生這些問(wèn)題有助于理解力學(xué)知識(shí)，要求學(xué)生認(rèn)真作答。在學(xué)生答題之后，讓學(xué)生閱讀FCI研究文獻(xiàn)了解中學(xué)生是如何理解這些觀念的，以及形成的這些觀念的原因，并對(duì)照文獻(xiàn)對(duì)自己的力學(xué)觀念進(jìn)行自我反饋和自我評(píng)價(jià)。

教學(xué)策略2實(shí)施過(guò)程：

在力學(xué)課程教學(xué)結(jié)束后的考試前一周發(fā)放自編的“力學(xué)觀念測(cè)試卷”，要求學(xué)生不查資料且獨(dú)立完成，學(xué)生答完并回收答題卷后，以詳細(xì)答案給學(xué)生及時(shí)反饋，要求他們結(jié)合自己的答題情況反思自己力學(xué)觀念，核對(duì)答案時(shí)若有疑問(wèn)要與老師或同學(xué)交流。

FCI力學(xué)觀念測(cè)試卷和自編的力學(xué)觀念測(cè)試卷對(duì)學(xué)生測(cè)試的目的是讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)自己存在的問(wèn)題，并進(jìn)行自我反饋，自主學(xué)習(xí)，因此，試卷各題目不評(píng)分，都由學(xué)生對(duì)照答案進(jìn)行自我評(píng)價(jià)和學(xué)習(xí)。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集：

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，采用訪(fǎng)談法收集因變量的信息資料。于2018年2月2日、3日，從115名2017級(jí)物理師范生中隨機(jī)抽取40名學(xué)生（其中男生9人，女生31人）進(jìn)行訪(fǎng)談。訪(fǎng)談采用半結(jié)構(gòu)化訪(fǎng)談 （semi-structured interviewing） 方式， 訪(fǎng)談提綱包括了解這些策略在師范生中的落實(shí)情況和了解學(xué)習(xí)材料對(duì)被試的影響兩個(gè)方面。前者內(nèi)容包括：力學(xué)概念測(cè)試卷做過(guò)嗎？題目分析及學(xué)生解答情況的分析看過(guò)嗎？力學(xué)觀念測(cè)試題做得怎么樣？答案看過(guò)嗎？你以前有接觸過(guò)類(lèi)似的題目或看過(guò)類(lèi)似的研究嗎？后者內(nèi)容包括：你覺(jué)得這些題目對(duì)你有哪些影響？對(duì)你力學(xué)概念或規(guī)律的理解有幫助嗎？對(duì)你力學(xué)課程考試有幫助嗎？對(duì)你了解中學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念和規(guī)律的認(rèn)知情況有幫助嗎？同時(shí)也請(qǐng)學(xué)生談?wù)剬?duì)這些教學(xué)策略的認(rèn)知、看法、態(tài)度，以便我們后期研究中進(jìn)一步改善教學(xué)。

FCI測(cè)試、閱讀FCI測(cè)試結(jié)果及分析目的是幫助師范生更進(jìn)一步理解力學(xué)基本概念，了解中學(xué)生對(duì)力學(xué)知識(shí)的理解情況。但FCI與大學(xué)力學(xué)課程學(xué)習(xí)、力學(xué)問(wèn)題的解決相差很遠(yuǎn)。為了讓師范生能更積極地學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課程，提高專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)效果，我們借鑒該領(lǐng)域研究者提出的將中學(xué)物理知識(shí)與大學(xué)物理知識(shí)聯(lián)系起來(lái)的觀點(diǎn)，查找中學(xué)力學(xué)教學(xué)中的一些疑難問(wèn)題，以及這些疑難問(wèn)題的解決，這些研究都是對(duì)中學(xué)問(wèn)題與大學(xué)知識(shí)相結(jié)合的具體的研究。根據(jù)基礎(chǔ)教育的這些研究成果，自編“力學(xué)觀念測(cè)試卷”和該試卷的詳細(xì)解答。這些材料的自主閱讀、解答、反饋即為我們力學(xué)課程教學(xué)中施加的教學(xué)策略2中的學(xué)習(xí)材料。

我們所實(shí)施的教學(xué)策略中所選用的學(xué)習(xí)材料有的與已有研究中提出的一樣，有的根據(jù)我們的實(shí)際情況做了調(diào)整。例如FCI測(cè)試與華盛頓大學(xué)物理教育研究組曾經(jīng)實(shí)施的一項(xiàng)在職教師培訓(xùn) [7]時(shí)用到的是一樣的;不同之處是課后閱讀、討論的物理教育研究文獻(xiàn)內(nèi)容不太一樣，他們選的文獻(xiàn)是本國(guó)的已有研究，而我們選擇我國(guó)的已有研究。這些文獻(xiàn)材料雖然內(nèi)容有所不同，但目的是相同的，都是讓在職教師、師范生進(jìn)一步理解學(xué)科概念，并了解中學(xué)生的學(xué)習(xí)困難（學(xué)生知識(shí)）。還有的教師教育研究中，學(xué)習(xí)材料都是由受培訓(xùn)的教師自己開(kāi)發(fā)，這樣讓培訓(xùn)教師獲得了更多的專(zhuān)業(yè)發(fā)展。例如，Coenders， F.， Terlouw， C.等人的研究描述了三位經(jīng)驗(yàn)豐富的教師在化學(xué)教育開(kāi)發(fā)創(chuàng)新學(xué)習(xí)材料和課堂設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了五個(gè)教學(xué)內(nèi)容知識(shí)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)化[8]。而我們只關(guān)注到三個(gè)領(lǐng)域?？傊覀兯鶎?shí)施的教學(xué)策略與現(xiàn)有的研究基本是一致的，但還處于初步的探索階段，還不夠系統(tǒng)、全面，與國(guó)外的研究還存在一定差距。

2 教學(xué)策略的應(yīng)用對(duì)師范生理解學(xué)科知識(shí)和學(xué)生知識(shí)的影響

師范生的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)要求他們對(duì)學(xué)科基本概念要有更深入、準(zhǔn)確的理解，以利于師范生學(xué)科專(zhuān)業(yè)知識(shí)（CK）向?qū)W科教學(xué)知識(shí)（PCK）的轉(zhuǎn)化，因此，很有必要讓師范生了解自己對(duì)學(xué)科基本概念的理解情況，以及中學(xué)生對(duì)這些概念的理解情況。本研究中，F(xiàn)CI的測(cè)試、自編的力學(xué)觀念測(cè)試，及閱讀基于FCI測(cè)試的研究文獻(xiàn)正是此目的。FCI測(cè)試卷中題目不是一般的物理習(xí)題，其題目特點(diǎn)是應(yīng)用真實(shí)的問(wèn)題情境考查學(xué)生的物理觀念，它能挖掘?qū)W生的一些錯(cuò)誤概念（misconception）或相異構(gòu)想（alternative conception）。本研究中的師范生先獨(dú)立完成FCI測(cè)試卷，再通過(guò)閱讀基于FCI測(cè)試的高中學(xué)生力學(xué)觀念的調(diào)查研究文獻(xiàn)自主反思自己力學(xué)基本概念的理解情況，并理解中學(xué)生力學(xué)知識(shí)存在的問(wèn)題及原因，可謂一舉兩得。另外，力學(xué)觀念的測(cè)試針對(duì)力學(xué)中的一些疑難問(wèn)題，詳細(xì)答案給予學(xué)生及時(shí)的自我反饋，有利于提升師范生力學(xué)觀念的理解和應(yīng)用。這些學(xué)習(xí)材料針對(duì)性較強(qiáng)，取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果。參與實(shí)驗(yàn)的大部分師范生認(rèn)為這些學(xué)習(xí)材料對(duì)于他們力學(xué)概念的理解有幫助;一半以上師范生認(rèn)為學(xué)習(xí)材料對(duì)于他們了解中學(xué)生力學(xué)概念和規(guī)律的認(rèn)知情況很有幫助。

3 教學(xué)策略的應(yīng)用對(duì)師范生專(zhuān)業(yè)課程考試的影響

從學(xué)生的反饋來(lái)看，只有個(gè)別學(xué)生認(rèn)為對(duì)于他們課程考試有一定幫助，大部分學(xué)生認(rèn)為課程考試與我們所提供的學(xué)習(xí)材料兩者在內(nèi)容上有很大不同。導(dǎo)致這種結(jié)果的原因，分析起來(lái)有兩方面，一是學(xué)習(xí)材料主要針對(duì)的是概念的理解，所解決的問(wèn)題雖然有助于與大學(xué)力學(xué)課程內(nèi)容銜接，但畢竟屬于中學(xué)物理范圍內(nèi)的問(wèn)題，與大學(xué)專(zhuān)業(yè)課程考試試題相差很大。其次可能是我們編制的力學(xué)測(cè)試題未能充分體現(xiàn)大學(xué)知識(shí)和方法的應(yīng)用。因此，雖然本次實(shí)驗(yàn)對(duì)師范生專(zhuān)業(yè)課程考試未取得理想的效果，但并不能說(shuō)明我們提出的假設(shè)不成立，即不能說(shuō)明聯(lián)系中學(xué)學(xué)科知識(shí)、學(xué)科教學(xué)知識(shí)（PCK）等對(duì)師范生專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)無(wú)任何正面影響。這個(gè)問(wèn)題還需要進(jìn)一步研究，例如，如果由實(shí)施課程的教師選擇與大學(xué)考試更緊密聯(lián)系的一些中學(xué)物理問(wèn)題，或?qū)W生參與選擇與中學(xué)學(xué)科問(wèn)題有關(guān)的學(xué)習(xí)材料，結(jié)果會(huì)如何？如果在提供學(xué)習(xí)材料的同時(shí)改革教學(xué)方法、評(píng)價(jià)方法是否能取得更理想的效果？這些問(wèn)題如果能得到專(zhuān)業(yè)課教師的關(guān)注、重視，或者師范院校專(zhuān)業(yè)課教師能與中學(xué)教師、教學(xué)論專(zhuān)業(yè)教師合作進(jìn)行這樣的教學(xué)改革，將對(duì)提高師范生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握程度、提升專(zhuān)業(yè)課教師的專(zhuān)業(yè)化水平都具有重要意義。

總之，本研究結(jié)果表明，在高等師范院校的物理力學(xué)課程學(xué)習(xí)過(guò)程與中學(xué)力學(xué)的問(wèn)題、中學(xué)力學(xué)教學(xué)問(wèn)題的研究相聯(lián)系的教學(xué)策略有助于師范生投入學(xué)習(xí)，從而有助于師范生加深對(duì)物理力學(xué)觀念的理解，有助于師范生了解中學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念和規(guī)律的認(rèn)知情況。但遺憾的是，本研究還未對(duì)師范生大學(xué)力學(xué)課程考試成績(jī)提高產(chǎn)生明顯的作用，這還有待于進(jìn)一步的實(shí)踐研究，特別需要大學(xué)專(zhuān)業(yè)課教師在了解相關(guān)教育研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行的實(shí)踐研究。

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（責(zé)任編輯：張宏玉）