场认知方式与物理概念表征相关性研究——以高中物理电学概念为例

场认知方式与物理概念表征相关性研究
——以高中物理电学概念为例

游 娜

(南京师范大学教师教育学院江苏 南京210023)

摘 要：从学生的场认知方式角度出发，探究其与物理概念表征的相关性；对30名学生进行了镶嵌图形测验(简称EFT，测验场认知方式)和电学概念表征测试.结果表明，场独立型学生物理概念表征的成绩优于场依存型学生,场认知方式与物理概念深层表征显著相关.

关键词：物理概念场认知方式表征

收稿日期：(2014-07-12)

1问题的提出

概念是心理学、哲学、逻辑学等许多学科的研究对象.任何一门学科都是以概念作为分析、综合、判断、推理等逻辑思维的出发点，概念是形成学科体系与结构的基础.物理概念是客观事物的物理共同属性和本质特征在人们头脑中的反映，是对物理现象和物理过程的抽象化和概括化.它是物理教学中的重要组成部分，是进一步进行物理规律、物理理论教学的基础，其教学的成效高低将直接影响学生掌握物理知识的质量，影响着学生解决问题的思维形式以及解决物理问题的能力.吴有训先生也曾多次告诫学生,“学习物理首先要概念清楚.”因此,物理概念在物理教与学中有着举足轻重的地位.

知识的表征在人类获得知识的过程中有着极为重要的意义.邵瑞珍(1988年)指出,“理解知识如何应用的前提是理解它如何在人脑中表征的.”郑毓信、梁贯成 (1998年)也提出,“概念的正确理解无非就是指建立了‘恰当的’心理表征.”知识表征是现代认知心理学的核心概念之一，主要“指信息在人脑中记载和呈现的方式”.物理概念的表征“指物理概念在人脑中记载和呈现的方式”.根据多伦多大学的Craik(1979年)提出的加工水平模型假设认为语义分析能够比非语义分析产生一个更深、更有意义的代码，另外代码越深，记忆越持久.于是，从理论上讲信息编码的加工水平有无限多个，各水平之间没有明显的界限.信息的存储水平在很大程度上取决于它是如何编码的，且其加工水平越深越有可能被提取.语义分析越多(从刺激中抽取的意义更多)，加工程度越深入，概念表征也就越深刻[2].要更好地理解和运用一个物理概念，首先要在头脑中建立正确的概念表征.既然概念表征是在头脑中建立的一种主观臆想，那么这种表征就会因人而异.所以，本研究选取了学生差异性的一方面——认知方式(亦称认知风格)——场认知方式来进行研究，探讨场认知方式的不同会对物理概念表征产生什么影响.

2研究方法

2.1研究对象

本研究被试对象总共34人，男生32人，女生2人，年龄在17～18岁，来自南京技师学院的13级汽电专业(高级)2班的学生.

2.2工具和程序

2.2.1镶嵌图形测验

2.2.2物理电学概念表征测试

参考文献这部分问卷题目是由[4]中附录二的题目改编而成.因为南京技师学院的学生在物理方面基础比较薄弱，有效的注意时间比较短，所以选取了其中一部分内容，这些内容主要是针对电阻、电流、电压3个概念，分为A卷、B卷两个部分.

A卷：按照文字表述、字母公式、物理含义、举例分析的表征水平列为浅层表征即从宏观类比角度表征概念，能简单识别相关概念或者从符号描述角度表征概念，能够使用部分抽象名词术语，语音加工为主，代表对同一概念4个层面的理解水平.测量方式采取每回答出对概念表征的一种方式就计0.5分，总计6分.

B卷：测量这些概念群之间的内部关系，这样的表征水平列为深层表征即从本质理解角度表征概念，能够主动调用抽象名词术语解释相关现象，以语义分析为主，能够激活较多与所表征概念相联系的其他概念，并理解其内涵，与其他物理概念之间的关系和规律.计分方式为每回答出一种代表3个物理概念之间关系的表征计2分，共有3种代表物理概念之间内部关系的表征水平，合计6分.得分越多表示对概念之间的内部关系表征越深.

3结果与分析

3.1场独立型概念表征成绩高于场依存型

首先，对学生EFT得分与物理概念表征得分进行分析，运用SPSS17.0统计软件测它们之间的Pearson相关性，得相关系数为0.647<0.8，即两者之间相关性不高.因此得出对于整体而言不同认知方式对物理概念的表征没有很大的影响.进一步考虑，将样本进行划分，标准定为高于平均分的分数段中选前10名为场独立型，在低于总平均分数段中选后10名为场依存型.表1是对两种场认知方式学生的物理概念表征深度成绩做描述性统计，表2则是均值和方差分析.

表1　不同认知方式物理表征成绩统计

由表1我们可以看出，场独立型学生的物理概念表征成绩集中于8～11分，场依存型学生的相应成绩集中于3～8分，前者高于后者.

对成绩进行均值和标准差分析见表2，同样得出场独立型学生的平均成绩8.500大于场依存型学生的平均成绩6.000.但二者标准差分别为2.211 1和1.943 7，也就是说场独立型学生的物理概念表征成绩浮动幅度较场依存型大一些.

表2　不同认知方式物理有征成绩均值与方差

另外，分别对A卷和B卷中得分与EFT成绩进行T检验，其中A卷中相伴概率P为0.193>0.05,即不同的认知方式对A卷中物理概念表征无明显差异，A卷指浅层表征.B卷中相伴概率为0.000<0.01，所以表明在深层表征中不同的场认知方式对物理概念表征有非常显著的差异.

3.2场认知方式与物理概念表征成绩显著相关

为了清晰地分析场认知方式对物理概念表征的影响，做单因素方差检验.

表3　物理概念表征成绩 BY场认知方式

表3显示，P=0.034<0.05，可见，由于场认知方式的不同而造成物理概念成绩的差异显著，也就是说，场认知方式和物理概念表征成绩之间是显著相关的.总体上而言，场认知方式对物理概念表征产生影响，场认知测试成绩和概念表征成绩是正相关的关系.

图1　概念表征均值图

从图1均值图中可以定性地分析出，随着EFT得分越高大部分物理概念表征的分数是在总体平均值以上，即物理概念表征越深；EFT低分的区域其所对应的物理概念表征的分数大部分是低于总体平均值的，即物理概念表征较浅.

4结论与启示

(1)场独立型学生物理概念表征的成绩优于场依存型学生；对全部的研究对象进行分析，两者之间没有显著差异，但将EFT高分组和低分组作为研究对象时，则发现场独立型学生物理概念表征成绩的均值要高于场依存型，但方差却比场独立型的大，即成绩分布较离散.

(2)场认知方式对物理概念深层表征有影响；在对物理概念进行浅层表征时，场认知方式影响并不显著；在对物理概念进行深层表征时，不同场认知方式的影响非常显著，场独立型学生占较明显的优势；优势的程度随着场独立性增强而提高，即场认知方式与物理概念表征成绩显著相关.

针对以上两点结论启示应在物理概念教学中尽可能的做到因材施教，从学生不同的场认知风格出发，针对其不同的特点采取不同的措施，如场依存的学生在概念深层表征上应该受到更多的关注，采取更为有效的措施使其更能理解该概念的内涵与外延，以减小不同类型的场认知方式的学生在物理概念表征方面的差距.

参 考 文 献

1鲍曼，濮安山.高中学生运用FDI认知方式解决数学应用问题的表征及策略关系研究.数学教育学报,2002,11(3)：89～92

2任红艳，韩晓丽，李广洲.不同学生关于共价键概念表征深度的研究.化学教育，2011(09):61～63

3孟庆茂，常建华.关于镶嵌图形测验评分方法及部分常模的修订.北京：北京师范大学出版社，1988.278～280

4郑占伟.工作记忆长度，物理概念表征对问题解决的影响:[学位论文].开封：河南大学，2012

更正：本刊2014年第9期第113页左栏从上数第17行第13个字起到第19行倒数第2个字止改为：宇宙膨胀时能量转换质量，光转变为气态、液态、固态等物质形态；宇宙收缩时质量转换能量，固态、液态、气态等物质形态转变为光.

短文荟萃