中学生科学学习中坐标图认知能力的发展研究

摘要

坐标图是中学科学学习中的一项重要内容，也是帮助学生直观形象地理解科学概念、科学过程，分析问题和解决问题的重要方式。近些年来的多类考试也将读懂坐标图，利用坐标图解决问题作为考查的重要目标。能够独立设计坐标图也是学生进行科学探究的一项重要技能。目前基于中学科学学习中关于坐标图的研究更多局限于对试题本身的解题技巧以及坐标图的教学功能，很少从心理认知层面研究学生的认知特征，更没有涉及到不同年级之间的认知差异。
　　 本文将学生对坐标图的认知能力分为对识读坐标图的能力、使用坐标图的能力和设计坐标图的能力三种。并针对这三种能力的构成要素设计问卷，问卷的知识容量对于被的试三个年级同学来说没有差异。在具体操作上，本研究选择智力水平相当的初三、高一、高二三个年级的学生进行测验，以期找到不同年级的学生在对坐标图的认知能力方面的特征和差异，并对科学学科中相关坐标图的教学提出建议。通过对测验结果进行统计，研究发现：从初三到高二，三个年级的学生对坐标图的认知能力随着年级的升高而升高；对于坐标图本身的理解三个年级的学生表现的水平都比较高，且没有明显差异。当需要使用坐标图获得深层次的信息或者用坐标图解决实际问题时，年级高的同学能力明显高于年级低的同学。在设计坐标图方面，三个年级的同学均表现较低水平。由此，研究者在教学中提出建议：学生从初三开始就完全可以使用坐标图进行科学学习，但是还需要老师详细的讲解；随着年级的升高，学生便可以自己使用坐标图解决更多问题，教师的辅导可相应减少；在科学教学中，需要加强对学生设计坐标图的能力指导，尤其是一些方法上的指导。