高中生的原有知识基础对学业成绩的影响分析

马永滔 赵明东

(云南省宣威市第一中学，云南 曲靖 655400)

一、引言

人类的学习在整体上具有连续性，早先习得的知识、技能、素养等学习结果，总会对后续的学习产生影响，这种学生在先前习得的能够对后续学习产生影响的所有学习结果，本质上构成学生后续学习的原有知识基础。在高中阶段，学生先前习得的知识、技能、素养等学习结果对后续学习的影响显而易见。通常，学生的原有知识基础越扎实，学业成绩越好；学业成绩越好的学生往往原有的知识基础越扎实。教学实践中，原有知识基础对学习的这种重要作用引起了教育心理学家的重视和研究，他们的研究成果被写进了经典的教育心理学著作，只不过对原有知识基础的表述不同而已。例如，美国教育心理学家奥苏伯尔在其著作《教育心理学：认知观点》的扉页上写着这样一句话：“假如让我把全部教育心理学仅仅归结为一条原理的话，那么我将一言以蔽之：影响学习的唯一最重要的因素，就是学习者已经知道了什么。要探明这一点，并据此进行教学。”这句话可视为奥苏伯尔对书中核心观点的高度凝练和概括，充分说明了学生的原有知识基础(也即“学习者已经知道了什么”)对学习的极端重要性。他认为在学习中学习者认知结构中的原有观念对新信息起到固着点(Anchorage)的作用[1]，也即“新信息的习得高度依赖于认知结构中已有的有关观念。”[1]因此，学习者认知结构中是否有同化新知识的原有知识基础就自然成为有意义学习发生与否的重要条件。又如，皮连生在其主编的《教育心理学》中引用了一个著名的教育心理学公式来阐述影响学业成绩的重要因素：学习成绩=f(M，IQ，K)，其中M代表学习动机，IQ代表智商分数，K代表原有知识技能(基础)，在其他条件不变的情况下，学生的原有知识技能基础越是丰富和巩固，学习成绩越好。[2]再如，陈琦和刘儒德认为“学习者的原有知识背景会影响到理解新知识，而这种知识背景有着丰富而广泛的含义，它包括来源不同的、以不同的表征方式存在的知识经验，是一个动态的、整合的认知结构。”[3]

近几十年来，学者们针对原有知识基础对学业成绩的影响机制进行了大量的实证研究，为上述教育心理学家的观点提供了强有力的支撑。司继伟的研究发现高中生的原有知识基础是影响学生学业成就的首要因素，它与学生成就的相关系数高达0.821，路径系数为0.75，同时，学生的原有知识基础还在智力因素和非智力因素对学业成绩的影响中发挥显著的中介作用。[4]根据他的研究，如不考虑年龄和特殊领域的知识差异的话，原有知识基础是学业成绩差异的最重要来源，这种直接影响的作用远超过学习策略和非智力因素。丁延庆和薛海平依据教育生产函数的理论与方法对影响学生高考成绩的因素进行研究发现：学生高中前的学习基础与认知能力是影响高考成绩的决定因素[5]，由于学生的认知能力与学习基础密切相关，学习基础越好认知能力越强，反之，认知能力越强越有利于学习基础的巩固，而且学生的认知能力往往由扎实的原有知识基础转化而来，这意味着学生的原有知识基础对高考成绩的影响远大于认知能力。楼连娣和庞维国的研究发现特定领域的原有知识基础对学生该领域的学业成绩的影响尤为明显。[6]就作用的性质而言，大多数研究支持原有知识基础对学业成绩产生积极的促进作用，因此，可被视为学业成绩的可靠预测因素，例如，马永滔研究发现根据高中生思想政治学科原有知识基础能够有效预测思想政治学科成绩。[7]但也有研究指出原有知识基础对学习不一定起促进作用，如果原有知识基础不准确、不完整或具有误导性，就会妨碍理解或学习新信息进而会阻碍学业成绩的提高。

上述研究共同存在的突出问题是没有在实证研究的基础上深入分析原有知识基础对学业成绩影响的具体作用机制和性质，同时，存在的下列问题也值得商榷。首先，很少有研究考虑到原有知识基础与学业成绩之间的关系是否存在性别和班级层次的差异。其次，很多重要研究是以较小样本的大学生为研究对象得出的。高中阶段的教育尽管被视为高等教育的基础和必要准备，但二者毕竟存在很大的差别，以较小样本的大学生为研究对象得出的结论不一定适合高中生。再者，大多数研究，其实是研究某一学科领域的原有知识基础对该学科成绩的影响，由于不同学科具有不同的特征，比如学科性质、知识结构、难易程度等不同，原有知识基础对学业成绩的影响可能存在差异，在某个学科领域得出的研究结论不能轻率地上升到普遍意义的高度而推广到其他学科。最后，绝大部分研究是在西方文化背景下进行的，国内的相关研究相对较少。由于东西方文化背景和教育体制不同，对学业成绩的认识和测评标准存在很大差异，这导致在西方文化背景中得出并检验的结论不一定适合中国。

鉴于此，本研究依据“学生的原有知识基础越扎实学业成绩越好”的基本假设，以较大样本的高中生为研究对象，研究高中生的语文、数学、英语、物理、化学、生物、政治、历史、地理等9门学科的整体知识基础对这9门学科综合成绩的影响，以期在不同程度上克服上述研究存在的问题。据此，本研究将探讨以下问题：(1)高中生的原有知识基础与学业成绩之间的相关关系如何？(2)原有知识基础是高中生学业成绩的显著预测因素吗？(3)高中生的原有知识基础与学业成绩之间的关系是否存在性别差异和班级层次差异？然后，在上述研究的基础上深入分析原有知识基础对学业成绩影响的具体作用机制和性质。

二、研究方法

1.研究对象

本研究以云南省某高中2021届高一年级的592名学生为被试，其中，男生269人，女生323人。确定被试的方法：首先，以2018年中考入学成绩为依据将该年级的学生分为A、B、C三个不同的层次，518～524分为A层次，525～536分为B层次，537～582.2分为C层次；然后，从A、B、C三个不同层次的班级中各抽取出3个班为A组、B组和C组，其中A组190人，男女生分别为96人和94人，均分为512.25分；B组196人，男女生分别为91人和105人，均分为530.53分；C组共206人，男女生分别为82人和124人，均分为547.75分。

2.研究工具

本研究以被试中考成绩和该中学高一年级2018年度秋季学期组织的三次统一考试成绩为研究工具，除中考外，所有测试均包括语文、数学、英语、物理、化学、生物、政治、历史、地理等9个学科，满分为1 050分。其中，T1为被试的中考成绩，代表被试进入高中之前的原有知识基础状况；T2为被试进入高中的第一次统一考试成绩；T3为期中考试成绩；T4为期末考试成绩，T5为T2—T4三次考试的均分。T2—T4考试时间平均间隔约2个月，每次考试均由学校统一命题、统一组织考试、统一评阅。为方便研究，在T1—T5中靠前的每一次考试成绩均作为靠后的每一次考试中衡量学生原有知识基础状况的代理变量，例如，T1代表学生在T2中的原有知识基础状况，以此类推。因此，学生在靠前的每一次考试中学业成绩越好，说明学生的原有基础知识越扎实，对下一次考试成绩的预测作用越明显。

3.统计分析

运用SPSS17.0对研究所得数据进行分析，包括描述性统计分析、相关分析、回归分析和独立样本t检测。

三、研究结果与分析

1.学生原有知识基础与学业成绩之间的关系

为从总体上分析学生原有知识基础与学业成绩之间的相关关系，对上述五次考试成绩进行Pearson相关性检测和显著性(双尾)检测，结果见表1。

表1 五次考试成绩相关矩阵(N=592)

由表1可知，T1—T5任意两次不同的考试成绩之间的相关系数均达到了统计学意义上的显著性差异(P<0.01)，说明原有知识基础与学业成绩之间存在较强的相关性。同时，从表中可以发现中考入学成绩与高中历次考试成绩之间的相关系数要小于高中历次考试成绩之间的相关系数，说明高中生初中阶段的原有知识基础与高中阶段学业成绩的相关性要弱于高中阶段。为进一步探究它们之间的关系，分别以前次考试成绩为自变量，以后次考试成绩为因变量进入回归方程，进行10次回归分析，探究自变量对因变量的预测作用，结果如表2所示。

表2 回归分析摘要表(N=592)

首先，由表2可知，每一次回归分析的Multiple R值与Beta值均与表1中Pearson相关系数相同，分别为0.742、0.697、0.729、0.757、0.856、0.883、0.956、0.865、0.952、0.957，而且均达到了非常显著的水平(P<0.01)。其次，根据表2中R2提供的回归变异量可知：每一次回归分析的自变量对因变量均具有较强的解释力，解释力从48.6%～91.6%不等，而且从相应的F值和P值可以看出，所有解释力均具有统计学上的意义。同时，也发现中考成绩对高中阶段历次考试成绩的解释力要小于高中阶段，前者的解释力在48.6%～57.2%之间，后者的解释力则介于73.2%～91.6%之间，前者低于后者16～43个百分点。最后，由每一回归分析所得的b值和t值可知，作为自变量的每一次考试成绩均能够有效预测作为因变量的每一次考试成绩，表示作为自变量的考试成绩越好，那么作为因变量的相应考试成绩也就越好。同时，与上述自变量对因变量的解释力一样，学生的中考成绩对高中成绩的预测作用比高中阶段要弱很多，前者的预测作用在0.697～0.757之间，后者则在0.856～0.957之间。综述以上分析可知，高中生的原有知识基础与学业成绩之间存在较强的相关性，原有知识基础对学业成绩的解释力和预测作用都较为显著，但初中阶段的原有知识基础与高中阶段学业成绩的相关性要弱于高中阶段，同时，初中阶段的原有知识基础对高中阶段学业成绩的解释力和预测作用都弱于高中阶段。

2.不同性别学生的原有知识基础与学业成绩之间的关系

以性别作为依据，将被试分为男女两个组，分别就五次考试成绩进行Pearson相关性检测和显著性(双尾)检测，探究学生的原有知识基础与学业成绩之间的相关性是否存在性别差异。根据男生和女生五次考试成绩的相关矩阵图，得到表3。

表3 男生和女生五次考试成绩之间的相关系数对照表(男=269；女=323)

由表3可知，男生与女生的原有知识基础与学业成绩之间均存在显著的相关关系，但从表面上并不能看出二者之间的相关性是否存在统计学意义上的显著差异，为此，以表3所得的相关系数为检测变量、以性别为分组变量进行独立样本t检测，结果见表4。

表4 男女生五次考试成绩之间的相关系数独立样本t检测(N=10)

由表4可知男生和女生五次考试成绩之间的相关系数的平均数分别为0.8353和0.8512，方差同质性的Levene检测结果为：F(10)=0.008，P=0.721>0.05，未到达统计学上的显著性，可见，高中生的原有知识基础与学业成绩之间的相关性并不存在性别差异。

3.不同层次班级学生的原有知识基础与学业成绩之间的关系

同理，以班级层次为依据，对A、B、C三个不同层次班级学生在五次考试中的原有知识基础与学业成绩之间的关系分别进行Pearson相关性检测和显著性(双尾)检测，探究学生的原有知识基础与学业成绩之间的相关性是否存在班级层次差异。根据三个不同层次班级学生五次考试成绩的相关矩阵图，得到表5。

表5 不同层次班级历次考试成绩之间的相关系数对照表(A=190；B=196；C=206)

由表5可知，A、B、C三个不同层次班级学生的原有知识基础与学业成绩之间均存在显著的相关关系，但从表面上同样不能看出三者之间的相关性是否存在统计学意义上的显著差异，为此，以表5所得的相关系数为检测变量、以班级层次为分组变量，两两之间进行独立样本t检测，结果如表6所示。

表6 不同层次班级历次考试成绩之间的相关系数独立样本t检测(N=10)

由表6可知，A、B、C三个不同层次班级学生的原有知识基础与学业成绩之间的相关系数的平均数分别为0.6637、0.66080和0.7387。A与B之间的方差同质性的Levene检测结果为：F(10)=0.136，P=0.981>0.05；A与C之间的方差同质性的Levene检测结果为：F(10)=13.026，P=0.441>0.05；B与C之间的方差同质性的Levene检测结果为：F(10)=16.402，P=0.440>0.05。可见，A、B、C三个不同层次班级之间的方差同质性的Levene检测结果均未到达统计学上的显著性，说明高中生的原有知识基础与学业成绩之间的相关性并不存在班级层次差异。

四、讨论

1.学生原有知识基础与学业成绩的关系

本研究的相关分析结果显示高中生的原有知识基础与学业成绩之间存在较强的相关性，回归分析结果则表明高中生的原有知识基础对学业成绩的解释力和预测作用都较为显著。这与前述司继伟、丁延庆和薛海平等人的实证研究结论相一致。下面从奥苏泊尔的学习同化理论角度分析学生的原有知识基础对学业成绩的具体作用机制及其性质。

奥苏伯尔认为培养学生良好的认知结构是教育的重要目标，学生学业成绩的好坏跟学生是否具备良好的认知结构有重要的关系，而良好的认知结构是在学生原有知识基础和新的学习内容之间的相互作用过程中形成的，在这个相互作用过程中，学生原有的知识基础起到固着点的作用。学生的原有知识基础对学业成绩影响的性质和作用程度的大小都取决于原有知识基础的性质及其与新的学习内容之间的关系。其中，原有知识基础的性质有包容性、抽象性、概括性、可辨别性、清晰稳定性、一致性、整合性等。一般来说，学生学习时起固着作用的原有知识基础的包容性、抽象性、概括性、可辨别性、清晰稳定性、一致性、整合性越强，就越能将新的学习内容纳入原有的认知结构中，进而越能够促进学习的保持和迁移，最终提高学业成绩。也即，如果学生的原有知识基础结构良好，具有良好的包容性、可辨别性、清晰稳定性、一致性，那么原有知识基础对新的学习内容起到积极的促进作用，这是一个大于零的正向作用，将其作用效果记作“A”；如果学生没有相应的原有知识基础，或者原有知识基础结构不良，缺乏可辨别性、清晰稳定性等上述性质，那么新的学习内容就很难通过其与原有知识基础的相互作用而纳入学生的原有认知结构之中，从而对新的学习内容就不起作用，甚至起阻碍作用，这时将原有知识基础的作用效果记为“0”或“-A”。由于人类的学习具有连续性、累积性和系统性等特征，无论是学生的原有知识基础，还是新的学习内容，都包含一系列复杂的要素，因此，在原有知识基础对新的学习内容产生作用的过程中，原有知识基础的一些要素对新的学习内容起正向作用“+A”，有的则起阻碍作用“-A”，有的则作用效果为“0”。这样，在任何一次学习中，原有知识基础对新的学习内容的作用都取决于这三种作用效果的组合：(1)当-A+A+0>0时，原有知识基础对新的学习内容总体起促进作用，而且“-A+A”的正值越大，促进作用越大；(2)当-A+A+0<0时，原有知识基础对新的学习内容整体起阻碍作用，而且“-A+A”的绝对值越大，阻碍作用越明显；(3)当-A+A+0=0时，原有知识基础对新的学习内容不起作用。在借助有组织的规范化的纸笔测试来评价学生学业成绩之前，如果学生的原有知识基础属于情形(1)，那么，原有知识基础与学业成绩呈正相关，相关系数的大小则取决于“-A+A”所得正值的大小，这个正值越大，相关性越强，原有知识基础对学业成绩的解释力和预测作用就越显著。反之，如果学生的原有知识基础属于情形(2)或(3)，那么原有知识基础与学业成绩不存在相关关系，甚至负相关，此时，原有知识基础不能对学业成绩提供解释力，但是能够提供负向预测作用。

2.原有知识基础对学业成绩影响的性别差异和班级层次差异

本研究发现男女生和不同层次班级学生的原有知识基础与学业成绩均呈现正向显著相关，但是在男女生之间和班级层次之间都不存在显著差异。这与马永滔2019年有关思想政治学科原有知识基础与思想政治学业成绩之间关系的研究结果一致，也即二者均不支持学生的原有知识基础与学业成绩之间的性别差异和班级层次差异，究其原因，本质上都是高中各学校普遍以中考成绩作为录取和分班的依据。就前者而言，若除去人为干预和其他不可控因素的影响，在一定地区的一定时间内高中生的男女生人数和性别比例是相对不变的，现代心理学的研究表明：“大量人群在智力测验中所得的分数都落在一个正态分布(Normal Distribution)中”[8]，也就是说整体上这群人的智商符合正态分布规律。由于现在大多数高中实际上仍然普遍以中考成绩作为录取和分班的依据，而且智商水平与学业成绩之间存在显著的相关性[4]，较高的成绩一般意味着较高的智商分数，反之亦然。在此情况下，如果不考虑其他因素的影响，在一定地区的一定时间内依据中考成绩分配进同一所高中的男女生人数和比例都是一定的，而且同一所高中依据中考成绩分配进不同层次班级的男女生人数及其比例也相对不变，因此，实际上不同层次比例的男生或女生都与其相应层次的学业成绩相对应而显著相关，那么，以性别作为分组变量进行独立性T检测的结果自然不会有差异。就后者而言，由于学校以中考入学成绩的高低作为划分A、B、C三个不同层次班级的依据，因此，班级层次越低，以中考成绩作为代理变量的学生的原有知识基础就越差，与之相对应的学业成绩也越差；相反，班级层次越高，以中考成绩作为代理变量的学生的原有知识基础就越扎实，学业成绩也就越好。其结果只能是每一层次学生的原有知识基础都与学业成绩高度显著相关，不存在统计学上的显著差异。

3.局限与展望

为方便研究，本研究基于“学生的原有知识基础越扎实学业成绩越好，学业成绩越好的学生往往原有的知识基础越扎实”的假设，在T1到T5一系列统一规范的连续考试中，将靠前的每一次考试成绩作为学生原有知识基础的代理变量具体分析它对学生后续考试学业成绩的影响，这虽然解决了原有知识基础难以具体测评的问题，为分析原有知识基础对学业成绩的影响提供了一个不一样的分析视角，但作为研究逻辑起点的经验事实本身也是需要实证研究证明的。

更为重要的是影响学生学业成绩的因素是复杂多样的，学生的学习动机、学习策略、学习努力程度、国家政策、班级规模、学校师资力量、家庭社会经济地位等因素都能对学生的学业成绩产生影响，而且各种影响学业成绩的因素间又存在交叉影响关系和中介效应。可见，学生的原有知识基础仅仅是影响其学业成绩的一个因素，在当下的社会条件下，本研究很难像自然科学研究一样严格控制条件，排除其他因素而单纯具体分析学生的原有知识基础对学业成绩的影响，最多也仅是准实验的。同时，以往的研究显示学生的原有知识基础还会通过其他因素间接对学业成绩产生影响，但在本研究中显然很难具体分析这种间接性的影响机制，而且通过上面的分析可知，学生的原有知识基础对学业成绩的影响事实上并不像表面看上去那么简单，它必须借助逻辑思维的形式，通过新旧知识之间的相互作用改变学生的认知结构，最终才会对学业成绩产生影响，这些都是需要进一步深入研究之处。

基于上述研究的局限性和不足，后续的研究，一方面可以考虑开发测评学生原有知识基础的科学工具，对学生的原有知识基础状况进行精确的量化，然后再分析其对学业成绩的影响；另一方面设计更严格的实验，尽量排除和限制其他因素对学业成绩的影响。同时，可以运用教育生产函数理论和方法，合理控制内生性偏估，深入分析其他因素在原有知识基础对学业成绩影响过程中发挥的中介效应。

五、结论

基于上述的分析和讨论，本研究得出以下结论：高中生的原有知识基础与学业成绩之间存在显著正相关关系；高中生的原有知识基础能够为学业成绩提供较强的解释力，是高中生学业成绩的重要预测因素；高中男女生和不同层次班级学生的原有知识基础与学业成绩均呈现正向显著相关，但高中生的原有知识基础对学业成绩的影响不存在性别差异和班级的不同层次差异。