許 靜

(天津師范大學(xué)教師教育學(xué)院,天津 300387)

1 問題的提出

課堂環(huán)境是影響學(xué)生認(rèn)知與情感發(fā)展的重要潛在因素．[1]學(xué)生對(duì)課堂環(huán)境的感知對(duì)其行為及學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生著重要影響．依據(jù)建構(gòu)主義理論,結(jié)合中學(xué)物理課堂學(xué)習(xí)的特點(diǎn)和課程目標(biāo)的要求,將中學(xué)物理課堂環(huán)境界定為:通過知識(shí)的意義建構(gòu),學(xué)生對(duì)課堂中社會(huì)環(huán)境和心理環(huán)境的感知,對(duì)學(xué)生認(rèn)知、情感和行為參與產(chǎn)生直接或間接影響的因素．[2]

2001年開始實(shí)施的物理新課程改革提出了一系列新的理念和方法,強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程,通過溝通、交流、合作的學(xué)習(xí)方式進(jìn)行自主地、富有個(gè)性地學(xué)習(xí)．中學(xué)物理課堂確實(shí)發(fā)生了很多變化:小組合作學(xué)習(xí)增多了;學(xué)生有機(jī)會(huì)參與課堂學(xué)習(xí),提出問題和發(fā)表見解;物理與生活、科技發(fā)展聯(lián)系得更加緊密了．但同時(shí)也存在一些缺陷:學(xué)生缺乏內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)力,創(chuàng)新、批判、探究精神比較差.這其中教師既保留著一定的權(quán)威作用,同時(shí)又是課堂教學(xué)的組織者、引導(dǎo)者．這些從一個(gè)側(cè)面展示了新課程改革帶來的課堂環(huán)境的變化．為了探索中學(xué)物理課堂環(huán)境的現(xiàn)狀,除了通過觀察和訪談外,還有必要依據(jù)問卷開展學(xué)生感知的課堂環(huán)境調(diào)查,以期揭示課堂環(huán)境中的積極與消極因素,為創(chuàng)建良好的課堂環(huán)境、以及中學(xué)物理課堂環(huán)境構(gòu)建及評(píng)價(jià)理論模式的提出,提供重要的依據(jù)和參考．

2 研究設(shè)計(jì)

2.1 研究問題

研究主要探討學(xué)生對(duì)課堂環(huán)境的感知差異,以及學(xué)生感知的課堂環(huán)境與物理成績(jī)的關(guān)系．研究問題包括: (1) 中學(xué)物理課堂環(huán)境的現(xiàn)狀如何?(2) 學(xué)生感知的中學(xué)物理課堂環(huán)境是否存在差異?(3) 學(xué)生感知的課堂環(huán)境與物理成績(jī)之間有何關(guān)系?

2.2 研究對(duì)象

2017年12月17-27日,在天津市5個(gè)區(qū)所屬的6所中學(xué)取樣,每個(gè)學(xué)校初二、初三、高一、高二4個(gè)年級(jí)隨機(jī)抽取兩個(gè)或三個(gè)班的學(xué)生作為被試,刪除無效問卷后得到有效被試1691 人,其中初二458人,初三426人,高一419人,高二388人,男生占53.2%,女生占46.8%．

2.3 研究工具與數(shù)據(jù)處理

借鑒國內(nèi)外研究已有量表,經(jīng)過物理教育專家和一線教師訪談、課堂觀察等環(huán)節(jié)對(duì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修正,采用德爾菲法以通信方式征詢專家小組成員的意見,對(duì)題目進(jìn)行評(píng)價(jià),修正和檢驗(yàn),編制了《中學(xué)物理課堂環(huán)境評(píng)價(jià)量表》,包括5個(gè)因子(即知識(shí)相關(guān)、學(xué)生聲音、學(xué)生投入、交流協(xié)作、科學(xué)本質(zhì))、共21個(gè)題項(xiàng),每個(gè)題項(xiàng)采用李克特五點(diǎn)量表評(píng)分,從“幾乎從不”到“總是”,賦分為1-5分,要求被試根據(jù)自身物理課堂學(xué)習(xí)實(shí)際情況選取最符合的一項(xiàng)．

使用SPSS19.0對(duì)問卷數(shù)據(jù)進(jìn)行探索性因子分析、內(nèi)部一致性信度分析．分析結(jié)果顯示: KMO 值為0.964>0.9(p=0.000<0.001),巴特利特檢驗(yàn)表明數(shù)據(jù)適合進(jìn)行主成分因子分析．采用具有Kaiser 標(biāo)準(zhǔn)化的正交旋轉(zhuǎn)法后,因子負(fù)荷取值均在0.4以上,5個(gè)因子可以解釋總變異的68.43%,說明量表具有較好的結(jié)構(gòu)效度．通過 Cronbach α系數(shù)檢驗(yàn)各因子中測(cè)量項(xiàng)目的內(nèi)部一致性,量表中各因子的信度系數(shù)介于0.74～0.86之間,量表總的α信度系數(shù)為0.95,表明量表具有較好的信度．此后進(jìn)行的描述性統(tǒng)計(jì)分析、方差分析、相關(guān)分析、多元線性回歸分析都在含21個(gè)項(xiàng)目的量表上進(jìn)行．

3 研究結(jié)果與討論

3.1 中學(xué)物理課堂環(huán)境的總體特征

各題項(xiàng)采用李克特五點(diǎn)量表評(píng)分,每個(gè)維度的得分由該維度所包含的題項(xiàng)得分總和再除以該維度所包含的題目數(shù)而得,結(jié)果見表1．

表1 中學(xué)物理課堂環(huán)境評(píng)價(jià)量表各維度的平均分與標(biāo)準(zhǔn)差

由表1可以看出,所有題目的平均值為3.79．“傾聽學(xué)生”維度的平均值最高為4.03,一方面說明學(xué)生有機(jī)會(huì)并愿意在課堂上發(fā)表自己的見解,另一方面表明大多數(shù)教師會(huì)認(rèn)真考慮學(xué)生的意見,鼓勵(lì)并引導(dǎo)學(xué)生闡述自己的觀點(diǎn),體現(xiàn)了學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位和良好的師生關(guān)系．“知識(shí)相關(guān)”維度平均值低于其他4個(gè)維度,該維度強(qiáng)調(diào)在真實(shí)的任務(wù)情境中學(xué)習(xí)并運(yùn)用概念解決問題．課堂觀察中發(fā)現(xiàn)物理教師常會(huì)通過增加聯(lián)系生活和現(xiàn)代科技的教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)設(shè)生動(dòng)活潑的課堂氛圍,但是學(xué)生在應(yīng)用物理知識(shí)解決具體問題時(shí),仍缺乏把情境與知識(shí)相關(guān)聯(lián)的意識(shí),其原因在于問題的“去情境化”、“虛擬情境化”往往割裂了知識(shí)與其運(yùn)用情境的依存關(guān)系,學(xué)生難以獲得在實(shí)際情境中,應(yīng)用物理觀念思考問題、積累解決物理問題的經(jīng)驗(yàn),因而該維度的分值偏低．“學(xué)習(xí)投入”和“交流協(xié)作”兩個(gè)維度的平均值接近,說明學(xué)生能較為有效地融入課堂學(xué)習(xí)環(huán)境中,通過小組討論、探究等學(xué)習(xí)方式,增強(qiáng)學(xué)生間的互動(dòng),在研究、探索、交流中尋找解決問題的方法．“科學(xué)本質(zhì)”維度的平均值為3.83,表明學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的穩(wěn)定性和發(fā)展性有了一定的認(rèn)識(shí)．科學(xué)本質(zhì)觀是學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)屬性的認(rèn)識(shí)和理解,對(duì)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神、科學(xué)學(xué)習(xí)的方式和方法等都會(huì)產(chǎn)生重要的影響,如果學(xué)生認(rèn)為科學(xué)理論是絕對(duì)真理、不會(huì)改變,那他就可能傾向于被動(dòng)理解和記憶這些理論．

3.2 學(xué)生對(duì)課堂環(huán)境的感知差異

采用單因素方差分析方法,對(duì)不同性別、年級(jí)以及不同層次學(xué)生感知的物理課堂環(huán)境進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn),考察這些變量對(duì)學(xué)生課堂環(huán)境感知的影響,結(jié)果見表2．

3.2.1 性別差異

男女生課堂環(huán)境感知情況的方差分析結(jié)果顯示,男生和女生感知的課堂環(huán)境在傾聽學(xué)生、交流協(xié)作兩個(gè)維度上不存在顯著差異,在其他3個(gè)維度上則存在顯著差異．該結(jié)果與其他研究者的研究結(jié)果類似,即男生和女生感知的課堂環(huán)境是存在差異的．[3]平均值顯示，男女生在“傾聽學(xué)生”、“交流協(xié)作”兩個(gè)維度的感知值基本一致,并且“傾聽學(xué)生”的平均值最高．男生在其他3個(gè)維度的感知平均值高于女生,說明男生對(duì)課堂環(huán)境的滿意度要超過女生,對(duì)物理課堂學(xué)習(xí)持積極、肯定的態(tài)度．

多數(shù)研究證實(shí)在初高等教育中,物理科學(xué)是男女表現(xiàn)差異最為明顯的領(lǐng)域．PISA2015結(jié)果表明,男生在“物理”、“地球與空間”兩個(gè)學(xué)科內(nèi)容上的表現(xiàn)要明顯優(yōu)于女生．[4]兩個(gè)性別群體對(duì)課堂環(huán)境的感知差異源于男女生在物理學(xué)習(xí)上的差距．由于生理、智力和非智力、教育和環(huán)境等因素的影響,男生在空間想象、邏輯思維、分析與綜合能力、實(shí)驗(yàn)觀察與推理能力、自主性和意志力等方面優(yōu)于女生,同時(shí)女生在學(xué)習(xí)物理的過程中還會(huì)承受一定的壓力和偏見,體現(xiàn)在對(duì)物理學(xué)習(xí)的自信心不足．由此導(dǎo)致男女生對(duì)待科學(xué)態(tài)度的較大差異,也是造成男女生科學(xué)成績(jī)差異的重要原因,更重要的是還會(huì)直接影響和決定著未來科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域性別比例的構(gòu)成．[4]因此,科學(xué)教育應(yīng)該注重性別平等,使男女生都能充分發(fā)揮他們的潛能,對(duì)學(xué)習(xí)科學(xué)持有積極和享受的態(tài)度．

3.2.2 年級(jí)差異

不同年級(jí)學(xué)生課堂環(huán)境感知情況的方差結(jié)果顯示,5個(gè)維度均存在顯著差異．有研究者認(rèn)為,從小學(xué)到高中,隨著年級(jí)水平的升高,課堂環(huán)境有退化的趨勢(shì)(轉(zhuǎn)引自Fraser[5]),該結(jié)果與此研究結(jié)果并不完全一致．從平均值看,高一學(xué)生在5個(gè)維度的得分均為最低,而高二學(xué)生在5個(gè)維度的得分均為最高．初二學(xué)生各維度的感知水平低于初三學(xué)生,高一年級(jí)相對(duì)初中學(xué)段,各維度的感知水平較低．

物理是初中生普遍覺得難學(xué)的一門課,初二物理對(duì)學(xué)生來講是“入門”的關(guān)鍵,由于知識(shí)難度、認(rèn)知方式、學(xué)習(xí)方法等原因,致使初二學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)不適應(yīng),感到難學(xué)、不會(huì)學(xué),學(xué)習(xí)中的困難和迷茫在一定程度上會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)課堂環(huán)境的感知度低．對(duì)于高一學(xué)生而言,與初中物理學(xué)習(xí)相比,知識(shí)和能力的要求都發(fā)生了很大的變化,在物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)中,學(xué)生需要綜合運(yùn)用分析、比較、抽象、概括、類比、等效等思維方法,從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面,基于事實(shí)證據(jù)從不同角度思考問題,進(jìn)行科學(xué)推理和論證,抽象概括出事物的本質(zhì)屬性和基本規(guī)律．這種變化造成部分高一學(xué)生在新的學(xué)習(xí)環(huán)境下難以盡快適應(yīng)高中物理學(xué)習(xí),是導(dǎo)致高一學(xué)生對(duì)課堂環(huán)境的感知水平較低的主要原因．而初三和高二學(xué)段大部分學(xué)生基本度過了學(xué)習(xí)的不適應(yīng)期,對(duì)物理學(xué)習(xí)的態(tài)度比較積極，對(duì)課堂環(huán)境的感知較好．

3.2.3 學(xué)生層次差異

表2給出的不同層次學(xué)生課堂環(huán)境感知情況的方差顯示,5個(gè)維度均存在顯著差異．平均值顯示，學(xué)優(yōu)生5個(gè)維度的感知平均值明顯高于其他兩個(gè)層次的學(xué)生,學(xué)困生5個(gè)維度的感知平均值均為最低．

個(gè)別差異一直是教學(xué)中的難題,課堂教學(xué)中教師很難照顧到所有的學(xué)生．在小組討論、實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中,雖然每個(gè)學(xué)生都有參與的機(jī)會(huì),但是學(xué)困生由于自信心不足、基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)等原因,往往作為旁觀者參與的比較少,受他人觀點(diǎn)影響較大,不能表達(dá)自己的看法,不敢堅(jiān)持自己的意見,課堂學(xué)習(xí)中常處于劣勢(shì)和邊緣者的地位．不同層次的學(xué)生在學(xué)習(xí)習(xí)慣、思維水平等方面都可能存在差距,如何將差距轉(zhuǎn)化為積極的因素則需要教師對(duì)教學(xué)的投入,教師的引導(dǎo)和鼓勵(lì)會(huì)影響學(xué)生學(xué)習(xí)物理的方式、對(duì)物理學(xué)習(xí)的看法．

表2 不同性別、年級(jí)、不同層次的學(xué)生對(duì)課堂環(huán)境的感知

注:*表示p<0.05;**表示p<0.01;***表示p<0.001

3.3 學(xué)生感知的課堂環(huán)境與物理成績(jī)的關(guān)系

收集了被試學(xué)生的物理期中考試成績(jī),將學(xué)生成績(jī)與對(duì)課堂環(huán)境感知的5個(gè)維度分別進(jìn)行雙變量相關(guān)分析,其目的是測(cè)量不同變量之間是否相關(guān),結(jié)果見表3．由Pearson相關(guān)系數(shù)可以看出,物理成績(jī)與課堂環(huán)境各維度均存在正相關(guān)．進(jìn)一步通過多元線性回歸分析探查課堂環(huán)境各維度對(duì)物理成績(jī)的影響,將知識(shí)相關(guān)、傾聽學(xué)生、交流協(xié)作、科學(xué)本質(zhì)、學(xué)習(xí)投入同時(shí)作為自變量納入回歸方程,完成對(duì)因變量學(xué)習(xí)成績(jī)的影響力估計(jì),結(jié)果見表4．5個(gè)維度共同作用形成的整體模式能夠解釋因變量學(xué)習(xí)成績(jī)的13.8%,解釋力不高．5個(gè)維度的個(gè)別解釋力數(shù)據(jù)表明,知識(shí)相關(guān)、傾聽學(xué)生、學(xué)習(xí)投入均具有顯著的解釋力,回歸系數(shù)分別是2.619、-2.546、4.702(p=0.000<0.001)．但數(shù)據(jù)顯示,交流協(xié)作和科學(xué)本質(zhì)的Beta系數(shù)未達(dá)顯著(p=0.907,0.144>0.001)．沃特金斯和黃毅英(2005)的研究發(fā)現(xiàn),個(gè)人與環(huán)境適應(yīng)與學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)相關(guān)度很低,[6]該研究結(jié)果與此研究基本一致．

表3 課堂環(huán)境各維度與學(xué)生物理成績(jī)之間的相關(guān)度

注:**表示p<0.01

表4 課堂環(huán)境各維度對(duì)學(xué)生物理成績(jī)的回歸法估計(jì)結(jié)果與模式摘要

研究表明,“知識(shí)相關(guān)”、“傾聽學(xué)生”、“學(xué)習(xí)投入”三個(gè)維度對(duì)物理成績(jī)有一定影響．物理知識(shí)的學(xué)習(xí)與生產(chǎn)生活、現(xiàn)代社會(huì)及科技發(fā)展密切聯(lián)系,物理教師常鼓勵(lì)學(xué)生通過觀察生活中的物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)來探索物理規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維,這也是新課程所倡導(dǎo)的學(xué)習(xí)方式．良好的師生關(guān)系與同伴關(guān)系對(duì)學(xué)習(xí)方式的運(yùn)用有積極的影響[7],教師作為教學(xué)活動(dòng)的組織者、引導(dǎo)者,起到了平衡學(xué)生和環(huán)境的交互作用,教師對(duì)學(xué)生的鼓勵(lì)和尊重,可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,轉(zhuǎn)化為學(xué)生物理學(xué)習(xí)的動(dòng)力．學(xué)習(xí)效果的優(yōu)劣在很大程度上取決于學(xué)生投入學(xué)習(xí)的程度,參與程度越高,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣越濃,積極性越高．

4 對(duì)中學(xué)物理教學(xué)的啟示

課堂是構(gòu)建學(xué)科知識(shí)和發(fā)展能力的主要場(chǎng)所,學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,對(duì)課堂環(huán)境的感受和體驗(yàn)是形成課堂動(dòng)力的基礎(chǔ),[8]創(chuàng)建良好的課堂環(huán)境需要師生共同努力．

4.1 創(chuàng)設(shè)自主支持型課堂教學(xué)環(huán)境

“自主支持”是指教師對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的支持,其本質(zhì)是教師在課堂教學(xué)過程中從學(xué)生的角度出發(fā)設(shè)計(jì)教學(xué),使用非控制的方法,減少對(duì)學(xué)生的施壓,為學(xué)生內(nèi)在動(dòng)機(jī)的生成提供環(huán)境,支持學(xué)生自主發(fā)展,[9]自主支持型教學(xué)能增強(qiáng)教學(xué)效果．首先,教師的獨(dú)白或許對(duì)優(yōu)等生沒有影響,但對(duì)學(xué)困生存在影響,關(guān)注個(gè)體差異追求共性發(fā)展的課堂教學(xué)中,應(yīng)給予學(xué)生充分的時(shí)間獨(dú)立思考和交流討論,鼓勵(lì)和支持學(xué)生從不同角度提出問題,進(jìn)行猜想并產(chǎn)生多種假設(shè),基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑和批判、產(chǎn)生創(chuàng)造性的見解．其次,引導(dǎo)學(xué)生在對(duì)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)化的探索過程中,建立基本的物理觀念,學(xué)會(huì)物理學(xué)的具體科學(xué)方法,經(jīng)歷科學(xué)探究過程,通過意義的建構(gòu)形成個(gè)性化的心智結(jié)構(gòu),更好地促進(jìn)自主探究性學(xué)習(xí),提升學(xué)生可持續(xù)發(fā)展能力．

4.2 提供知識(shí)運(yùn)用的實(shí)際情境

物理知識(shí)的學(xué)習(xí)不應(yīng)在“告知”和“機(jī)械訓(xùn)練”中直接呈現(xiàn)給學(xué)生的,知識(shí)運(yùn)用的實(shí)際問題情境或復(fù)雜問題情境,能為學(xué)生知識(shí)與能力的生成提供情境支持,不僅能有效促進(jìn)應(yīng)用實(shí)踐和創(chuàng)新遷移能力的發(fā)展,還有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任．首先,物理概念的建立、物理規(guī)律的探究、應(yīng)用物理知識(shí)解決問題,應(yīng)結(jié)合具體的實(shí)際情境進(jìn)行教學(xué),將物理原理的學(xué)習(xí)同豐富多樣的實(shí)例聯(lián)系起來,使學(xué)生獲得廣泛的背景知識(shí),把事實(shí)性知識(shí)與現(xiàn)實(shí)意義聯(lián)系起來,以問題為驅(qū)動(dòng)力拓展學(xué)生思考的空間,在新舊知識(shí)經(jīng)驗(yàn)相互作用的過程中主動(dòng)建構(gòu),以此增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的內(nèi)驅(qū)力和探索自然世界的興趣．其次,選擇與生活、社會(huì)、科技發(fā)展密切相關(guān)的實(shí)際問題,生成有價(jià)值的科學(xué)探究問題情境,將學(xué)生置身于原始的、真實(shí)的、復(fù)雜的情境,在解決真實(shí)問題的過程中,應(yīng)用物理觀念分析實(shí)際問題,進(jìn)行預(yù)測(cè)、解釋、推論等實(shí)踐活動(dòng),通過“用”知識(shí)去學(xué)習(xí)知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)型實(shí)踐能力．

4.3 關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異

學(xué)生之間的個(gè)別差異是不可避免的,善于發(fā)現(xiàn)差異,重視個(gè)別化教學(xué),才能鼓勵(lì)不同層次的學(xué)生得到發(fā)展．首先,由于心理及性別角色社會(huì)化等因素的影響,部分女生在學(xué)習(xí)物理時(shí)遇到困難,常常想依賴教師或其他學(xué)生給予幫助和鼓勵(lì),針對(duì)女生更善于并傾向于合作與交流的方式學(xué)習(xí)的特點(diǎn),教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生之間的積極交往,構(gòu)建小組合作學(xué)習(xí)方式或男女學(xué)生搭配的學(xué)習(xí)小群體,促進(jìn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的同伴協(xié)作互助,同時(shí)對(duì)女生傾注不同的關(guān)注和引導(dǎo),增強(qiáng)她們學(xué)習(xí)物理時(shí)的自信心．其次,發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力是重要的教學(xué)目標(biāo)之一,男女生思維能力的差異較為突出,女生偏重于形象思維,主要依靠類比和聯(lián)想,善于模仿性學(xué)習(xí),但思維不夠靈活,抽象思維能力較差．教師應(yīng)根據(jù)男女生不同的思維發(fā)展特點(diǎn),針對(duì)女生的學(xué)習(xí)興趣,從最基礎(chǔ)的問題逐漸深化,在參與探究、建模、解釋和論證等科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中,為女生適當(dāng)提供“腳手架”,提升女生的自我效能感,引導(dǎo)女生在自己突破問題的成就感中自主地、富有個(gè)性地學(xué)習(xí)．