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基于学习心理学对科学解释的研究

基于学习心理学对科学解释的研究

作者：吕婧华东师范大学

学位级别：硕士

科学解释能力作为公民应具备的科学素养之一,受到国内外各方面的关注。各项国际测评项目纷纷将其纳入评价框架,许多国家的科学课程标准一直强调其重要性。我国最新的物理学科核心素养也从理论的应用和探究的目的两方面指出解释的独特作... 详细信息

科学解释能力作为公民应具备的科学素养之一,受到国内外各方面的关注。各项国际测评项目纷纷将其纳入评价框架,许多国家的科学课程标准一直强调其重要性。我国最新的物理学科核心素养也从理论的应用和探究的目的两方面指出解释的独特作用。为此,本研究聚焦于探讨高中物理学科中学生科学解释能力的现状,寻找建构科学解释的方法与影响科学解释能力的主要因素。本研究基于学习心理学理论,通过具体科学解释实例,分析建构科学解释的方法,由此阐明科学解释与科学解释能力的实质。结合问题解决理论和布卢姆教育目标分类理论,分析出影响科学解释能力的两个主要因素:物理概念和规律内涵的理解程度、一般弱方法的运用水平。而后,分别编制科学解释能力、内涵理解程度、弱方法运用水平的测量工具,运用以上测量工具对福建省DT中学“纯理”与“非纯理”两个班级的学生进行测量,得到如下结论:1、高中物理学科中学生整体的科学解释能力处于中等偏下水平,说明科学解释能力较弱。其中,女生的科学解释能力略高于男生,“非纯理”班级学生的科学解释能力略低于“纯理”班级,但均没有表现出显著的差异。2、高中生对于物理概念和规律内涵的理解程度处于中等水平,对于一般弱方法的运用处于中等偏上水平,均存在个体之间较大的差异性。3、理解概念和规律的物理意义和物理性质是学生建构科学解释的基础。如果学生对于概念和规律的内涵理解越深入,那么学生的科学解释能力将越强。4、一般弱方法的运用对于学生建构科学解释有一定的帮助,但前提是学生具备理解概念和规律的内涵的部分基础。否则,尽管学生运用弱方法的能力较强,但科学解释能力并不一定强。基于以上结论,提出提高学生科学解释能力的教学建议:注重学生对物理概念、规律的内涵的理解与显性化学生建构科学解释的思考过程。

关键词：学习心理学科学解释内涵理解弱方法

物理习题分类及各层次能力表现间关系的研究 ——问题解决心理学的视角

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物理习题分类及各层次能力表现间关系的研究 ...

作者：刘紫微华东师范大学

学位级别：硕士

文献研究结果表明,习题的分类标准多样,却没有基于认知心理学剖析问题解决内部机制来对习题进行分类的研究;有的习题分类借助了布卢姆的认知水平分类,却未对各认知水平的实质作出解答。基于此,本文展开了理论和实践研究。理论部分包括:1... 详细信息

文献研究结果表明,习题的分类标准多样,却没有基于认知心理学剖析问题解决内部机制来对习题进行分类的研究;有的习题分类借助了布卢姆的认知水平分类,却未对各认知水平的实质作出解答。基于此,本文展开了理论和实践研究。理论部分包括:1.物理习题分类指标的确定。认知心理学将问题解决视为个体运用认知策略选择、组合解决问题所需技能的过程。从过程来看,个体在不同阶段能否运用适当的策略会影响问题的解决;从结果来看,个体可能会形成必要技能间新的组合形式也可能不会。由此确定物理习题分类指标:过程中,个体在不同阶段使用的策略类型;结果上,是否形成了必要技能间新的组合形式。这一新颖的思路填补了认知心理学应用于习题分类研究领域的空白。这一部分还重点阐述了物理习题解决领域的各类方法,如:解决一类习题的强方法、解决物理习题的弱方法等。2.物理习题分类体系的构建。基于上述分类思想,将物理习题分为五类:记忆、理解概念规律、理解规则、分析和创造。此分类从问题解决内部机制的角度回答了布卢姆分类中各认知水平的实质。比如分析层次实则有两类,解决不熟悉的真实情境的问题,需要理解物理概念和规律;解决不熟悉的抽象情境的问题,需要理解物理状态或过程模型中的隐含过程或状态条件。这样将解决问题的内部过程与结果与布卢姆分类对应起来,可以一定程度上提升布卢姆教育目标分类在物理学科中的应用。实践部分包括:1.各层次习题能力表现的相关性研究。结果表明,解决理解规则类习题只需具备相应的问题图式而无需真正理解物理概念和规律;分析是理解概念规律和理解规则的综合,其中前者是前提条件;创造类习题主要反映先天的数理逻辑能力。2.物理“创造”类习题在试卷中占比对选拔性考试影响的研究。结果表明创造类习题占比为40%-45%时试卷选拔性最强。

关键词：问题解决强方法弱方法物理习题分类选拔性

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高中化学问题表征的探索

高中化学问题表征的探索

作者：汪毅华中师范大学

学位级别：硕士

问题表征是问题解决的一个中心环节,是问题解决者在头脑中以某种理解来呈现问题、分析问题,使问题的任务领域转化为问题空间的过程,也是问题解决者接受和转译问题中的所有信息,寻找解决方法、趋向解决途径,并以一种自己更容易亲近的方... 详细信息

问题表征是问题解决的一个中心环节,是问题解决者在头脑中以某种理解来呈现问题、分析问题,使问题的任务领域转化为问题空间的过程,也是问题解决者接受和转译问题中的所有信息,寻找解决方法、趋向解决途径,并以一种自己更容易亲近的方式把它们贮存或输出的过程。由于在构成“问题空间”时,需要学生利用问题本身的特征和头脑中的相关领域的知识主动地来构成,所以学生的问题表征水平高低与知识在其头脑中的组织情况密切相关。本文以认知心理学的基本观点为基础,分析了命题、表象及线性排序的作用,比较详细的讨论了“图式”这种高水平的陈述性知识单元的特点与作用,并以有关原电池的教学为例,初步探索了关于“图式”的形成和精致的教学模式,以及由此带来的在问题表征过程中的积极因素。 20世纪80年代,心理学家开始用信息加工理论看待和思考顿悟问题,他们从理论上提出,顿悟实现的关键是“问题表征的转换”。本文以比较丰富的教学实例论证了顿悟与问题表征的关系,并以我国科学家的最新研究成果和个人的教学体会,提出了帮助学生产生顿悟的建议。技能、思维方法和思想内涵,这些名词是我们理科老师经常提到的,因为在学生进行问题表征时有着重要作用。相对于思维方法或思想内涵,技能的习得显得简单,但是学生的竞争力又往往表现在思维方法或思想内涵的区别上。怎样帮助学生在习得技能的同时掌握思维方法?本文试图以认知心理学的成果为基础展开讨论。阐述了“强方法”和“弱方法”的关系与各自优劣;针对当前的教学实际提出了对“弱方法”的三点强化思路;最后以一节公开课的教学实录为例,比较充分的诠释了如何帮助学生形成科学的思想方法,以及提高学生的问题表征水平。

关键词：问题表征知识表征类型图式顿悟弱方法

物理问题解决策略习得程度与练习因素的实验研究

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物理问题解决策略习得程度与练习因素的实验研究

作者：徐锡扬华东师范大学

学位级别：硕士

研究表明,传统的教育和教育心理学所阐述的智育目标强调了知识的习得和技能的形成,没有明确地把认知策略的获得作为教学的一个教育目标,原因之一是心理学对策略的研究起步较晚,而且对什么是策略行为和什么不是策略性行为存在广泛的争论... 详细信息

研究表明,传统的教育和教育心理学所阐述的智育目标强调了知识的习得和技能的形成,没有明确地把认知策略的获得作为教学的一个教育目标,原因之一是心理学对策略的研究起步较晚,而且对什么是策略行为和什么不是策略性行为存在广泛的争论。当代教学理论和实践都强调要教会学生学习,也即要学生学会学习的方法,这里便涉及认知策略的学习和教学问题。对认知策略的研究已成为近年来教育心理学领域中研究的热门课题。探索物理问题解决的认知策略,是物理问题解决过程中的一个重要步骤。我们一般采用两种基本的解题策略：根据问题结构提出的一般性指导方法,安德森称之为“弱方法”;涉及特殊领域知识的针对性方法,称之为“强方法”。在某一专业领域有效地掌握相当数量“强方法”的人被称为“专家”,其他掌握“强方法”较少并主要靠“弱方法”来解决问题的人就称为“新手”。物理习题的解答需要多个概念和定理的联合运用,如何从自己的认知结构中挑选出解答该习题的物理规律,这就需要有解题的策略或方法。研究发现,专家与新手在从认知结构中选择出解决问题需要的物理知识与技能的方式不同,也就是说专家与新手在解决同一问题时采用的方法和策略不同,解题的效率也是不同的。面对一个新的初等物理学问题,新手采取人们在面临新问题时所采取的一般行为方式,从大量的搜索活动寻找解题办法。常用的是手段目的分析法即逆向推理的方式。专家则无需作大量的搜索工作,而会以一种相当自动化的方式,识别某个熟悉的问题图式,然后执行与这一图式相关的解题步骤,即正向推理的方式。与专家相比,所有新手都或多或少地表现出一定错误,主要有计算错误、公式错误、和思路阻断;专家倾向采用比例计算或嵌套计算的方法来解题,而新手大多采用逐步计算方式来解题。从事高中物理教学工作多年,笔者深深体会到,物理学科的学习是主要就是规律学习和问题解决的综合。而学生对于利用一般策略和具体策略,解决结构良好的物理学科问题的能力有着明显的区别与不足。如何培养和提高学生利用一般策略和具体策略解决物理学科问题的能力是物理课堂教学的重要任务之一。如何将学生由新手教育成为专家,是重大的课题。新手与专家之间的转化途径,是心理学研究的空白点,也是真正能利用理论来指导实践必须解决的问题。认知策略和有效教学理论都注重必须关注学生的心理特征与尊重学生的学习方式,注重师生间的交往,加强对学生学习的指导和管理。但是,大多数都是新课改实施以前的,真正体现我国新课程要求的论文较少,缺乏本土化,相关高中物理学科策略性知识教学的研究更少。策略性知识教学怎样才是有效的,有效教学如何才能在策略性知识教学中有效的激发学生思维,形成科学思辩能力,这些都是值得研究的问题。本课题以策略性知识教学为理论支撑点,结合本人作为一线教师的实际教学经验,深入探讨高中物理课中的认知策略的学习和教学问题的理论。本文通过对如何教会学生学习、进行有效教学的教学方法进行阐述,对物理教师课堂有效教学理论基础的分析,加深了对认知策略的学习和教学问题的理论研究。同时在物理学科教学与有效教学方法模块化理念整合的基础上,提出在新课程下高中物理课堂有效教学方法创设的理念,分析和探讨高中物理教师模块化教学有效创设的策略,对促进物理课程改革、促进教师教学水平和素养的提高、促进学生物理素养的养成具有重要的意义。

关键词：物理问题新手专家强方法弱方法

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学生数学经验知识和元认知对解题策略的影响

教育研究与评论（小学教育教学） 2009年第6期 80-80页

作者：武锡环

解题策略对解题的影响主要有:解题者掌握必需的解题策略,是有效解决问题的前提;能根据问题情境有效地选择解题策略是解决问题的关键。它主要包括归类(其心理过程是问题表征和模式识别)、化归、算法、分类、类比、构造、逆向策略。这些... 详细信息

解题策略对解题的影响主要有:解题者掌握必需的解题策略,是有效解决问题的前提;能根据问题情境有效地选择解题策略是解决问题的关键。它主要包括归类(其心理过程是问题表征和模式识别)、化归、算法、分类、类比、构造、逆向策略。这些策略是解决数学问题的直接有效的方法,被称作"强方法"。另外,还有一些使用于多种学科、多个领域的一般性解决问题的认知策略(如多角度地考虑问题),被称为"弱方法"。使用弱方法求解数学问题,未必一定可以成功。

关键词：解题策略元认知水平解决问题能力解题方法经验知识弱方法数学问题数学教育学报学生模式识别