初中生“运动和力”迷思概念的二段式测定及差异性分析

郑文珍

（衢州学院 教师教育学院，浙江 衢州324000）

一、问题的提出

科学概念的教学是科学教学的关键。自20世纪50年代始，关于学生对科学概念的理解一直是国际科学教育研究的热点。物理学作为科学教学的一个重要组成部分，重视对基本概念的教学和理解也成为了本学科的显著教学特点。大量的研究表明，在进入课堂进行正规的物理学习之前，学生头脑中并非一片空白，在以往的学习、生活及交往活动中，他们对于周围世界已形成了大量看法和观点，其中的不少看法和观点是与当前科学理论对事物的理解不相一致、甚至是完全冲突的，这就是迷思概念。迷思概念不仅广泛存在，而且具有隐蔽性、顽固性及可归类性等多种特性。迷思概念的存在会严重影响学生对科学概念的学习，这种先验性的表观理解也是造成学生物理学习困难的重要原因。

由于迷思概念的隐蔽性，教师通过行为观察很难知道学生拥有哪些迷思概念，因而研究者们开发出了多种诊断迷思概念的方法，其中最常用的是切尔格斯特（D.F.Treagust）等人开发出的特殊的纸笔测验——二段式测试法。二段式测试法的核心内容是针对特定内容设计“事实选项”和“理由选项”这二段测试选项，它融合普通纸笔测验和访谈法这两种诊断工具的优点，不但能比较充分地调查出学生心中真正的想法，而且适合做大样本研究，操作简单，数据统计分析也比较方便，具有较高的可信度。

“运动和力”单元是初中科学学习中最为基础、最为重要的内容之一。然而，由于这部分内容跟学生的生活实际联系最为密切，因而又是中学生迷思概念出现最多的一个内容领域。基于此，笔者参考切尔格斯特提出的研制二段式测试卷的“三阶段十步骤”设计流程，设计出了一份可方便操作并能有效测查初中学生“运动和力”迷思概念的二段式测试卷，并利用该测试卷实地施测了初中生在“运动和力”单元的迷思概念的种类和来源，同时对调查结果按学生性别、学校类别进行了差异性分析与归类。

二、研究方法及实施

（一）问卷的设计

在“运动和力”单元，本问卷主要由以下三个部分组成：

1.半开放式问卷。首先以“运动和力”为主题，对照《初中科学课程标准》和《浙江省初中毕业生学业考试说明》及教材中有关“运动和力”的内容，列出重力、弹力、摩擦力、牛顿第一定律、惯性、二力平衡等相关概念的命题叙述并拟定针对教师的访谈提纲。而后根据访谈提纲对三位资深初中科学教师进行访谈，并参考5位现任科学教师的意见，结合文献资料，编制成半开放式问卷。

2.二段式预试问卷。根据第一阶段问卷施测及访谈所获资料，删除一部分不适合发展二段式测试卷及已完全可以概括得出结论的题目，一部分题目情境类似且所蕴含的物理概念相同的题目则仅保留1～2题。这样，在以学生的原有想法为主的前提下编写出“运动和力”二段式预试问卷。该阶段问卷绝大部分采用二段式选择题的形式，第一段为根据题意所设计出的“事实选项”，第二段为“理由选项”。整个问卷涉及重力、弹力、摩擦力、牛顿第一定律、惯性、二力平衡六大主题，共15大项23个小项。

3.二段式正式问卷。根据预试问卷的施测结果，补上部分新发现的学生迷思概念类型，同时将预试问卷中的题目重新审查，使测试卷的题意更简要、所叙述的概念更明确、各题目的排序更适合受测者阅读作答，在此基础上得到了正式问卷，题项数和预试问卷相同。

鉴于初中学生学习任务较为繁重，为让学生能认真完成问卷，以提高测试结果的有效性和可信度，在实施过程中，每个阶段的问卷均一拆为二，分为卷⑴和卷⑵。

（二）具体施测过程

为便于完整地搜集学生拥有的迷思概念，三个阶段问卷的测试样本均按照随机抽样的原则，在衢州市城区初中的班级中抽取；各阶段问卷均采用闭卷完成，由班主任或任课教师进行监考，以保证测试结果的信效性。整个问卷调查过程在两个学期内完成。

由于“运动和力”这一内容在七年级《科学》教科书的下册，属于初一下学期的教学内容，因此，第一阶段及第二阶段问卷即半开放式问卷和预试问卷的卷⑴和卷⑵均由衢州市实验学校初一的某个班完成，样本数分别为44、47、43、45。第三阶段的问卷即二段式正式问卷的测试样本，为衢州市实验学校、华茂外国语学校、兴华初中及白云学校的初一共8个班学生（鉴于兴华初中及白云学校的学生主要来自于农村，而实验学校及华茂外国语学校的学生则主要来自于城镇，所以后面的统计中分别以村校和城校简称）。卷⑴样本数为350，其中村校的男、女生分别为79、84人，城校的男、女生分别为99、88人；卷⑵样本数为382，其中村校的男、女生分别为91、96人，城校的男、女生分别为102、93人。

（三）资料的处理和分析

各阶段问卷施测完毕后，均以人工阅卷方式批改。开放式问卷施测的目的是要收集学生对问题的想法和理由，因此对该问卷着重于定性地分析；二段式预试及正式问卷施测的目的是诊断学生的迷思概念，因此着重于定量讨论，而且还对正确的组合选项及有代表性的迷思概念选项采用SPSS19.0统计软件进行检验，以便按类别进行差异性分析。

三、结果分析

统计表明，在“运动和力”单元，初中生存在35个有代表性的迷思概念，它们在重力、弹力、摩擦力等知识点上均有覆盖。而把男生、女生及村校生、城校生等四种样本类型在有代表性的迷思概念上的选答比例进行检验，可以发现，某些迷思概念与学生性别及学生初中入学前所在学校类别均具有较强的相关性。

（一）性别差异

检验表明，在35个有代表性的迷思概念中，男生与女生在其中8个迷思概念上的选择有显著或极显著的差异。女生在迷思概念上选答比例显著高于男生的有6个（其中重力部分3个，摩擦力部分1个，“运动和力”的关系部分2个），比例为6/35，这部分内容主要体现在日常生活所积累的想当然部分，可见女生更易被生活中的错误假象所迷惑。男生在迷思概念方面占明显比例的情况较小，在本样本仅占2/35（均出现在对“何物有惯性”的判断上），可见男生在对概念的理解方面更易作出自己的判断。而差异不大的占27/35，表现在对这些基本概念的理解方面，男女生无明显差异。

（二）学校类别差异

统计结果表明，上述35个有代表性的迷思概念中，村校生与城校生在其中12个迷思概念上的选择有显著或极显著的差异。村校生选答比例显著高于城校生的有8个（其中重力部分5个，“运动和力”的关系部分2个，惯性部分1个），比例为8/35；城校生选答比例高于村校生的迷思概念有4个（重力部分2个，惯性部分2个），比例为4/35；而无明显差异的占23/35。

四、结语

迷思概念的形成是与初中学生的思维特点、知识储备及他们生活中接触到的信息紧密相关的，而男女生具有不同的智能特点，则与初中学生的身体发育状况及性征特点密不可分。本测试分析表明，学生头脑中迷思概念的类型及对正确物理概念的掌握情况均与学生性别及学生入学前所在学校的类别具有一定相关性，这与教材对概念的模糊表述及引用例证比较片面有关，还与教师不恰当的教学误导等因素相关。我们只有重视这些迷思概念产生的机制及原因，有效分析它们对物理学科教学的阻碍作用，充分考虑学生的知识背景及思维方式，对症下药，有效提高概念教学的严谨性和准确度，方能使科学教学真正起到奠基作用。

［1］王磊.科学学习心理学［M］.海南：海南出版社，2000.

［2］邵志芳.心理与教育统计学［M］.上海：上海科学普及出版社，2004.