免费师范生物理学习态度的发展研究——从大学新生到新职教师

张 萍，刘卫荣，李艳丽，杨筱荻

(北京师范大学物理学系，北京 100875)

一、前言

2007年，国务院决定在教育部直属师范大学实行师范生免费教育，目的是培养大批优秀的教师。与其他大学生不同，免费师范生入学前与学校和生源所在地省级教育行政部门签订协议，承诺毕业后从事中小学教育10年以上，国家鼓励免费师范毕业生长期从教、终身从教。所以免费师范生在大学入学之初和整个大学学习期间都明确知道自己将来的职业。负责培养免费师范生的高校也积极地研究和改革培养方案，力求培养一批优秀的教师骨干、优秀教育家。本文研究物理学科免费师范生在大学1-4年和毕业后工作的前两年期间物理学习态度的发展变化。我们研究的“物理学习态度”的定义是:通过物理课程学习形成的对物理学本质的观念和信念，在物理学习过程中产生的情绪和情感以及个体行为的准备或行为的预备倾向。师范生的物理学习态度的培养在师范教育中有着重要的地位，它不仅直接影响着学习者的学习方向、进程以及学习效果和质量，还对形成他们的教学观和教学理念有重要作用。

二、物理学习态度测试量表

国外研究者通常使用物理认知论和学习态度的量表对物理学习态度进行量化研究，相关测试量表有MPEX(Maryland Physics Expectation Survey)，VASS(Views About Science Survey)，［1］EBAPS(the Epistemological Beliefs Assessment about Physical Science)和 VNOS(Views of Nature of Science)，［2］这些量表在物理认识论和学习期望方面的侧重点有所不同。2006年美国科罗拉多州立大学改进和发展了上述几个测试量表，研制出一个新的科学(物理)学习的态度的调查量表(the Colorado Learning Attitudes about Science Survey 简 称 CLASS)，［3］CLASS经过了严格的信度和效度检验，是目前在世界上被广泛应用的量表。

CLASS是五点李克特量表(Likert Scale)，分为个人兴趣(Personal Interest)，与现实生活的联系(Real World Connection)，一般问题的解决(Problem Solving General)，解决问题的自信心(Problem Solving Confidence)，复杂问题的解决(Problem Solving Sophistication)，意义理解(Sense Making/Effort)，概念理解(Conceptual Understanding)，概念应用(Applied Conceptual Understanding)，共8个维度，每个维度包含若干个题目。量表一共有42个题目，其中一个题目是用于检测学生回答测试是否有效，其余41个题目用于测试学生在学习物理过程中形成的对物理学本质的观念和信念及物理学习态度，CLASS是通过将学生的观点和物理学专家的观点比对来评价学生。本研究使用的该量表的中文版经过了严格的量表翻译程序:先从英文翻译成中文，再由一位之前并不知道CLASS的人，将中译稿翻回英文后与原稿比对，检查两者的一致性，以确保翻译的准确性。本文第一作者使用CLASS中文版进行的一项研究，其成果已经发表在国际刊物上。［4］

三、研究方法和样本

2007年第一届免费师范生已于2011年毕业，到2013年已经在中学任教两年。本研究使用CLASS测量同一所师范大学物理系免费师范生在大学刚入学(U0)时，大学1-4年级每学年末(U1-U4)，毕业工作1年和2年后(W1、W2)7个样本的学生和新教师(即:从大学新生到新职教师)的物理学习态度。样本W1和W2是免费师范生在大学毕业工作后，按国家政策利用暑假返校在职攻读硕士课程的那部分学生。7个样本的基本信息如表1。

表1 测试样本基本信息

在课程设置上，物理系免费师范生在大学一、二年级的课程设置与物理专业学生基本一样，教学方法大多是讲授法;大学三年级基本上完成物理专业必修课程，开始增加教师教育相关课程;四年级上学期学生要到中学教育实习，下学期都是选修课程。

四、数据分析和讨论

1.CLASS总分变化趋势

CLASS是通过把学生的观点和物理学专家的观点比对来评价学生，免费师范生在刚入学时CLASS的总分是59.7%±2.2%;在大学的一、二年级的两年中，学生物理学习态度呈现负变化，在大学二年级学年末，分数达到最低55.3%±2.3%;三、四年级的两年分数回升，到大学四年级毕业时学生CLASS的得分是61.9%±2.3%，相比刚入学的学生得分有2.2%升高。免费师范生在毕业工作后的第一年得分为70.3%±1.3%，相比大学毕业时显著上升了8.4%，毕业后第二年分数是72.0%±1.4%，相比工作后第一年分数上升1.7%。图1给出免费师范生从大学新生到新职教师期间7个样本的CLASS总分平均值的变化趋势。

图1 免费师范生CLASS的总分平均值的变化趋势

按照CLASS总分的数据的趋势走向，免费师范生物理学习态度的发展历经三个阶段:1.大学前两年的负向变化;2.大学后两年回升;3.工作后第一年的显著上升和第二年的少许上升。下面我们对这三个阶段免费师范生物理学习态度的发展变化进行数据分析。

2.大学一、二年级CLASS分数负向移动

大学一年级学年末，学生CLASS的总分从刚入学59.7%±2.2%下降至56.4%±1.7%，大学二年级学年末，学生CLASS分数为55.3%±2.3%，相比之前又有一个轻微的下降。图2给出学生大学刚入学(U0)、一年级末(U1)和二年级末(U2)在CLASS的8个维度上分数的变化。

图2 学生在大学刚入学到二年级末CLASS的8个维度分数

经过大学前两年的学习，在二年级末，学生CLASS的8个维度的分数U2相比他们入学时分数U0全部呈现负移动。“一般问题的解决”，“解决问题的自信心”，“复杂问题的解决”“概念理解”，“概念应用”五个维度在大学第一年下降幅度比较大，分别为:-16.1%，-23.5%，-19.6%，-8.3%，-10.4%;相比一年级，二年级时学生在“个人兴趣”，“物理与现实生活的联系”，“意义理解”三个维度分数下降较多，分别为-4.7%，-10.7%，-4.7%。其它维度变化不大(＜±3%)。

数据表明:学生在大学一、二年级的物理课程学习中产生明显不适应，一年级更严重。为此我们对学生进行了访谈，学生主要观点有:1.在大学一年级学习内容太难、过多、进度快，没有复习课，数学和物理脱节，常常是感觉能听懂讲课，但不会做题;2.在中学物理课程中习得的学习方法和经验到大学完全不适用了;3.原来自己在中学里成绩排名靠前，到了大学，同学之间强强竞争，失去心理上的优势;4.二年级的课程难度进一步加大，量子物理(原子物理)、理论力学课程更抽象，离生活实际越来越远，物理概念理解更困难，学习兴趣减弱。5.免费师范生已经确定自己毕业后的职业是当中学教师，部分学生认为物理课程设置的难度太大、中学物理教师职业针对性不强。

3.免费师范生在大学三、四年级CLASS分数回升

图1显示，大学三年级学年末，学生CLASS的总分从二年级的55.3%±2.3%上升至59.3%±2.5%，大学四年级学年末学生CLASS分数为61.9%±2.3%，相比之前又有一个小的上升。图3显示了学生大学二年级末、三年级末和四年级末CLASS的8个维度分数变化。相比二年级末，学生在四年级学年末的CLASS的8个维度的分数全部正向移动;三年级期间学生CLASS分数中除了“解决问题的自信心”维度的分值仍然继续下降外，其它7个维度的分值都出现了正变化;四年级期间学生CLASS分数中除了“意义理解”维度有略微下降外其它7个维度都有提高。

图3 学生大学二年级末到四年级毕业前CLASS的8个维度分数

对于学生CLASS分数在大学三、四年级的回升，在访谈中学生表示:1.尽管课程难度还是比较大，到了大学三年级，逐步适应大学学习，知道了大学教、学、考的规则，懂得如何应对大学的学习和考试;2.很快就要完成大学物理的大多数课程，感觉大学三年中学到了很多物理知识，对物理学科领域有了更多了解;3.学生在大学三年级开始学习教师教育相关课程，相比物理专业课，这些课程难度降低很多，并且和将来的教师职业高度相关;4.在四年级时免费师范生到中学教育实习，从学生身份转化为实习教师，教师角色使学生自信心增强。5.四年级自由选课，课程内容、教学方法和考试方式多样化，给学生带来多样化的改变。

4.免费师范生在大学毕业时物理学习态度的状况

如图3，在免费师范生毕业前，学生CLASS分数U4在8个维度上存在差异，“解决问题的自信心”，“复杂问题的解决”和“概念应用”三个维度的分数小于60%(其它5个维度的分数都高于60%)，这三个维度的分数在大学四年中的变化趋势如图4所示。

图4 解决问题的自信心、复杂问题解决和概念应用三个维度的分数在大学四年期间的变化

从入学到大学毕业前，学生的“解决问题的自信心”维度分数历经连续三年的下降，在大学四年级时回升，毕业前的分数相比入学时低了18.6%;“复杂问题解决”维度，在大学二年级学期末分数降至36.7%±4.3%，是大学四年五次测试中，所有维度中最低的分数，学生毕业前的这个维度，分数和入学时相比下降了6.9%;“概念应用”维度，学生入学时的分数比较低，在大学一年级显著下降后，经二、三、四年级连续三年的回升，在毕业前的分数和入学分数基本持平，是学生在大学毕业时CLASS的8个维度中分数最低的维度。

5.免费师范生入职后两年CLASS分数显著上升

在免费师范生工作一年后的第一个暑假，我们对他们进行了CLASS的测试，结果表明:工作一年的新教师CLASS的总分和8个维度的分数相比他们大学四年级毕业时都有较大幅度的增加;并且在工作的第二年，其分数还有一个小的上升。(参见图5)

图5 学生从大学毕业到工作两年期间CLASS的8个维度分数变化

从免费师范生到一名真正的中学教师，角色的转换使他们看问题和想问题的角度发生很大变化，CLASS分数升高说明，作为教师，他们更同意专家的观点。访谈职后免费师范生时，他们表示成为教师后在CLASS的很多题目上他们同意专家的观点，是因为物理教学工作要求他们必须这样去做。例如:在讲解物理课程内容时，一定要联系生活实际，讲清物理概念的意义以及概念之间的关联，要求学生深度理解概念，培养学生问题解决能力等。相比大学阶段，免费师范生成为中学教师后，从知识的接受者变为知识的传输者，看到中学生在自己的教导下不断成长和进步，感受到中学生对教师的尊敬和喜爱，都使新职教师提高了对自身价值的认同感，自信心维度大大升高。

五、结论和建议

国际上也有相关研究表明:经过一个学期或两个学期的传统物理课程教学，学生的CLASS分数保持不变或下降;［5］改革传统的教学方法可以使这个问题得到改善，例如Eric Brewe(2006)用模型教学法教授大学物理课程，使学生CLASS分数发生正向移动;［6］W.K.Adams(2012)用探究等多种教学方法讲授大学物理课程后，学生的物理学习态度更趋向专家的观点。［7］本文第一作者(2013)的一项研究结果表明学生物理学习态度的变化和教学内容难度、教学进度、学生课业负担以及复习有关。［8］

综上所述:物理系免费师范生在专业课程学习上应区别于物理专业学生，不仅体现在课程难度上，还应该在课程内容、教学方法上考虑师范生的职业特点。特别是在大学低年级阶段应注重大、中学衔接，适度放慢教学进度、调整物理课程教学内容、改革教学方法、融合教师教育特色于物理课程教学之中。专业课程教学中还应该更加重视培养学生对复杂问题解决的能力，对于难度较大的物理内容，教师应突出其中的物理图像、物理模型和物理思想，在教学中插入相关的物理学史的内容，介绍物理学家的工作历程和工作方法，避免单一使用繁难数学解决问题。针对免费师范生的物理课程应该更加强调物理与实际生活的联系，及时地跟踪和把握科技飞速发展的脉搏，将科技进步与基础理论联系起来。自信心是一种反映个体对自己是否有能力成功地完成某项活动信任程度的心理特性。培养学生的自信心需要改变单一讲授的教学方法和竞争性的学习环境，引导学生自主学习和合作学习，让学生有更多机会在学习过程中体验到成功，被教师赏识、得到同学认同。只有让学生相信自己能够获得成功，他们才会勇于迎接挑战并持之以恒，最终获得成功。

［1］ Redish，E.，Saul，J.M.and Steinberg，R.N..Student Expectations in Introductory Physics［J］.American Journal of Physics，1998，66:212-224.

［2］ Lederman，N.G.，Abd-El-Khalick，F.，Bell，R.L.，and Schwartz，R.S..Views of Nature of Science Questionnaire:Toward Valid and Meaningful Assessment of Learners’Conceptions of Nature of Science ［J］.Journal of Research in Science Teaching，2002，39:497-521.

［3］［5］ W.K.Adams，K.K.Perkins，N.S.Podolefsky，M.Dubson，N.D.Finkelstein，and C.E.Wieman.New instrument for measuring student beliefs about physics and learning physics:The Colorado Learning Attitudes about Science Survey ［J］.Phys.Rev.ST Phys.Educ.Res.2006，2，010101.

［4］［8］Ping Zhang，and Lin Ding.Large-scale survey of Chinese precollege students’epistemological beliefs about physics:A progression or a regression?［J］.Phys.Rev.ST Phys.Educ.Res.2013，9，010110.

［6］Eric Brewe，Laird Kramer，and George O’Brien，Modeling instruction:Positive attitudinal shifts in introductory physics measured with CLASS ［J］.Phys.Rev.ST Phys.Educ.Res.2009，5，013102.

［7］ Beth A.Lindsey，Leonardo Hsu，Homeyra Sadaghiani，Jack W.Taylor，and Karen Cummings.Positive attitudinal shifts with the Physics by Inquiry curriculum across multiple implementations［J］.Phys.Rev.ST Phys.Educ.Res.2012，8，010102.