中学生在真实情境下问题解决的思维策略研究

摘要

问题解决一直是研究的热点。在实际教学中我们发现，学生遇到做过、训练过的问题都很拿手，然而在真实的情境下，当学生面实际物理问题时，却常常束手无策。那么，在真实问题情境中，学生是如何解决问题的，它们采用的思维策略及解释模式是怎样的。不同实验条件下，学生在真实性问题解决中的思维策略有什么差异呢?毫无疑问，探讨并试图解决这些问题，对提高学生解决问题的能力及提高物理教学质量是大有益处的。 本研究以火柴棍浮沉子实验（A实验）为载体，从柳州某所普通中学的初三一个班的学生中抽取了30名学生（甲班）进行了实证研究，运用临床访谈法分析中学生在真实情境下问题解决的思维过程，试图探讨学生在问题解决过程中所采用的思维策略，并根据访谈情况对学生的思维水平分成四个水平。 研究发现：尽管被试具备解决问题的相应知识，但只有3.3％名学生能用正向推理策略解决问题，其思维处于水平一（最高水平）；33.3％的学生思维处于水平二（中上水平），40％的学生处于水平三（较低水平），还有约26％的学生处于水平四（最低水平）。 研究者结合甲班的访谈情况对学生的思维障碍进行了分析，并提出假设：如果先给被试经历另一个相对简单的，表面现象相似，原理相同的问题的解决，那么将有助于学生解决火柴棍浮沉子实验，而且学生的思维水平和思维策略将有显著差异。 紧接着，研究者又从同一名老师执教的另一个平行班中抽取了37名学生（乙班）为被试，进行访谈：先给被试呈现别着曲别针的吸管浮沉子实验（B实验），并要求被试解释这个实验，该实验分为主试演示和被试亲手操作两个环节，约54％的被试使用正向推理策略或是观察策略解决了问题；在辅以动手制作活动后，又有24.3％名学生用观察策略解决问题，但仍有21.6％人无法解决问题。最后，乙班所有被试再解决火柴棍浮沉子实验（A实验）。 研究者采用教育学统计测量软件SPSS13.0分析，经过卡方检验，对甲、乙两个班的思维水平进行对比，发现甲班和乙班在解决火柴棍浮沉子实验时思维活动差异显著，乙班的学生的思维层次有了明显的变化，乙班中除了8.11％采正向推理策略外，有37.84％主要采用类比策略来解决火柴浮沉子实验，这与研究假设是一致的，原因可能是B实验与A实验的现象相似、原理相同，B实验的解决激活了相关知识，激发了学生的想像力，从而用类比迁移解决了A实验。 在乙班解决B实验和A实验的整个阶段，研究者质性对比了优生和中等生在思维策略上的差异，研究发现，优等生不管是否使用类比策略，他们在真实性问题解决中表现得很好；而使用类比策略的中等生的表现要比不使用类比策略的中等生要好。 最后，乙班中共有17名被试成功解决B实验和A实验，然后让这些学生解决封闭的吸管浮沉子实验（C实验），研究发现，只有10名被试用正向推理策略和观察策略解决了这个问题，但仍有7名被试无法解决这个问题，原因可能是虽然B实验的解决促进了A实验的解决，对这些被试而言实现了正迁移；但在解决了B实验和A实验后由于思维定势，不利于解决C实验，对某些被试就产生了负迁移，反而不利于C实验的解决。 和以往研究不同的是，本研究是在真实情境中探讨学生的思维策略，而且研究是深入细化到问题解决的整个思维过程过程，对于思维策略的研究不是泛泛而谈，而是落实到物理学科的某一具体内容，采用定量和定性相结合的研究方法，以期能为提高教学质量提供一定的依据。