探究者的解释水平与其知识结构的关系——以学生解释暖手袋发热原因为例

摘要

已有研究表明：传统认知心理学问题解决研究中,使用的问题都属于逻辑问题,是典型的结构良好问题；而日常生活中人们面临的问题都具有一定程度的结构不良特点，即属于结构不良问题。在传统教学中，学生解决的问题都是结构良好问题。受建构主义思想的影响，突出以结构不良问题解决为中心的教学成为新的发展趋向。科学探究过程的各个环节是结构不良问题解决的外在表现。本质上，科学探究也就是结构不良问题解决过程。 本研究立足于已有的结构不良问题解决研究，与化学学科相结合，将研究重心放在探究学习中，学生的解释水平与其知识结构的关系上。利用一种生活用品——暖手袋为访谈工具，以“暖手袋的发热原因”为问题情境，测查了高三年级和大学三年级两个被试组共计60名学生，使用专家——新手研究范式，试图了解专家组被试与新手组被试解释暖手袋发热原因的水平差异，以及了解“知识结构”是否是引起这种差异的一种因素。研究任务分两个阶段：解释暖手袋发热原因阶段和了解被试知识背景阶段。 在解释阶段的研究发现：专家组中，九成被试的解释为中高层次水平；新手组中，七成以上被试的解释为低层次水平。研究者采用教育学统计测量软件SPSS13.0分析，以独立样本t检验，对两个群体的得分情况进行对比，发现专家与新手两组在解释暖手袋发热原因的水平存在显著差异。 为了弄清楚造成差异的原因，研究者假设知识结构是专家与新手解释暖手袋发热问题出现差异的一个因素，使用自编的《学生知识背景调查问卷》对被试的知识背景进行调查了解。问卷调查结果发现：在解释暖手袋发热问题所用到的基本化学知识方面，专家组被试和新手组被试回答的正确率都很高，每部分题目的正确率都在90％以上。这表明专家组和新手组的被试在解释发热原因的知识量上没有差异，即他们都掌握了暖手袋所蕴含的知识。 但在专家组被试与新手组被试知识结构的比较中，发现： 1、专家组有90％的被试对所列概念的分类或排序基于一定结构性认识，而新手组仅有不到四分之一的被试对所列知识的分类或排序有一定结构性认识,将近四分之三的学生对化学概念进行表面结构分类或不完整表面结构分类或排序，且分类依据为物质存在的状态，或者课本知识的介绍顺序等等。 2、专家组学生对于化学知识结构是一个整合的、相互联系的知识整体。专家组有90％的学生对于所给的概念仅分了1-2 类，但新手组中近80％的成员对于所给概念都分到了4-5类，可以看出新手组学生的化学知识结构是分割的，他们脑中存在的知识是相互独立的。 通过使用SPSS软件对新手和专家两组被试的知识结构表征成绩进行t检验。结果表明新手和专家两组被试在知识结构方面亦存在显著差异。 基于对被试解释暖手袋水平的情况以及其知识结构的分析，研究者对以上两方面所得的成绩做相关分析，得出：学生对暖手袋发热问题的解释水平与其知识结构存在显著相关。 综合解释阶段和被试知识背景了解阶段的结论后得出：在暖手袋发热问题的解释中，专家其实并不比新手知道的知识更多，重要的是专家的知识结构与新手不同。专家和新手在解释暖袋发热问题水平出现如此大的差异，知识结构是一个重要因素。