免費師范生物理學習態度的發展研究——從大學新生到新職教師

張 萍，劉衛榮，李艷麗，楊筱荻

(北京師范大學物理學系，北京 100875)

一、前言

2007年，國務院決定在教育部直屬師范大學實行師范生免費教育，目的是培養大批優秀的教師。與其他大學生不同，免費師范生入學前與學校和生源所在地省級教育行政部門簽訂協議，承諾畢業后從事中小學教育10年以上，國家鼓勵免費師范畢業生長期從教、終身從教。所以免費師范生在大學入學之初和整個大學學習期間都明確知道自己將來的職業。負責培養免費師范生的高校也積極地研究和改革培養方案，力求培養一批優秀的教師骨干、優秀教育家。本文研究物理學科免費師范生在大學1-4年和畢業后工作的前兩年期間物理學習態度的發展變化。我們研究的“物理學習態度”的定義是:通過物理課程學習形成的對物理學本質的觀念和信念，在物理學習過程中產生的情緒和情感以及個體行為的準備或行為的預備傾向。師范生的物理學習態度的培養在師范教育中有著重要的地位，它不僅直接影響著學習者的學習方向、進程以及學習效果和質量，還對形成他們的教學觀和教學理念有重要作用。

二、物理學習態度測試量表

國外研究者通常使用物理認知論和學習態度的量表對物理學習態度進行量化研究，相關測試量表有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］這些量表在物理認識論和學習期望方面的側重點有所不同。2006年美國科羅拉多州立大學改進和發展了上述幾個測試量表，研制出一個新的科學(物理)學習的態度的調查量表(the Colorado Learning Attitudes about Science Survey 簡 稱 CLASS)，［3］CLASS經過了嚴格的信度和效度檢驗，是目前在世界上被廣泛應用的量表。

CLASS是五點李克特量表(Likert Scale)，分為個人興趣(Personal Interest)，與現實生活的聯系(Real World Connection)，一般問題的解決(Problem Solving General)，解決問題的自信心(Problem Solving Confidence)，復雜問題的解決(Problem Solving Sophistication)，意義理解(Sense Making/Effort)，概念理解(Conceptual Understanding)，概念應用(Applied Conceptual Understanding)，共8個維度，每個維度包含若干個題目。量表一共有42個題目，其中一個題目是用于檢測學生回答測試是否有效，其余41個題目用于測試學生在學習物理過程中形成的對物理學本質的觀念和信念及物理學習態度，CLASS是通過將學生的觀點和物理學專家的觀點比對來評價學生。本研究使用的該量表的中文版經過了嚴格的量表翻譯程序:先從英文翻譯成中文，再由一位之前并不知道CLASS的人，將中譯稿翻回英文后與原稿比對，檢查兩者的一致性，以確保翻譯的準確性。本文第一作者使用CLASS中文版進行的一項研究，其成果已經發表在國際刊物上。［4］

三、研究方法和樣本

2007年第一屆免費師范生已于2011年畢業，到2013年已經在中學任教兩年。本研究使用CLASS測量同一所師范大學物理系免費師范生在大學剛入學(U0)時，大學1-4年級每學年末(U1-U4)，畢業工作1年和2年后(W1、W2)7個樣本的學生和新教師(即:從大學新生到新職教師)的物理學習態度。樣本W1和W2是免費師范生在大學畢業工作后，按國家政策利用暑假返校在職攻讀碩士課程的那部分學生。7個樣本的基本信息如表1。

表1 測試樣本基本信息

在課程設置上，物理系免費師范生在大學一、二年級的課程設置與物理專業學生基本一樣，教學方法大多是講授法;大學三年級基本上完成物理專業必修課程，開始增加教師教育相關課程;四年級上學期學生要到中學教育實習，下學期都是選修課程。

四、數據分析和討論

1.CLASS總分變化趨勢

CLASS是通過把學生的觀點和物理學專家的觀點比對來評價學生，免費師范生在剛入學時CLASS的總分是59.7%±2.2%;在大學的一、二年級的兩年中，學生物理學習態度呈現負變化，在大學二年級學年末，分數達到最低55.3%±2.3%;三、四年級的兩年分數回升，到大學四年級畢業時學生CLASS的得分是61.9%±2.3%，相比剛入學的學生得分有2.2%升高。免費師范生在畢業工作后的第一年得分為70.3%±1.3%，相比大學畢業時顯著上升了8.4%，畢業后第二年分數是72.0%±1.4%，相比工作后第一年分數上升1.7%。圖1給出免費師范生從大學新生到新職教師期間7個樣本的CLASS總分平均值的變化趨勢。

圖1 免費師范生CLASS的總分平均值的變化趨勢

按照CLASS總分的數據的趨勢走向，免費師范生物理學習態度的發展歷經三個階段:1.大學前兩年的負向變化;2.大學后兩年回升;3.工作后第一年的顯著上升和第二年的少許上升。下面我們對這三個階段免費師范生物理學習態度的發展變化進行數據分析。

2.大學一、二年級CLASS分數負向移動

大學一年級學年末，學生CLASS的總分從剛入學59.7%±2.2%下降至56.4%±1.7%，大學二年級學年末，學生CLASS分數為55.3%±2.3%，相比之前又有一個輕微的下降。圖2給出學生大學剛入學(U0)、一年級末(U1)和二年級末(U2)在CLASS的8個維度上分數的變化。

圖2 學生在大學剛入學到二年級末CLASS的8個維度分數

經過大學前兩年的學習，在二年級末，學生CLASS的8個維度的分數U2相比他們入學時分數U0全部呈現負移動?！耙话銌栴}的解決”，“解決問題的自信心”，“復雜問題的解決”“概念理解”，“概念應用”五個維度在大學第一年下降幅度比較大，分別為:-16.1%，-23.5%，-19.6%，-8.3%，-10.4%;相比一年級，二年級時學生在“個人興趣”，“物理與現實生活的聯系”，“意義理解”三個維度分數下降較多，分別為-4.7%，-10.7%，-4.7%。其它維度變化不大(＜±3%)。

數據表明:學生在大學一、二年級的物理課程學習中產生明顯不適應，一年級更嚴重。為此我們對學生進行了訪談，學生主要觀點有:1.在大學一年級學習內容太難、過多、進度快，沒有復習課，數學和物理脫節，常常是感覺能聽懂講課，但不會做題;2.在中學物理課程中習得的學習方法和經驗到大學完全不適用了;3.原來自己在中學里成績排名靠前，到了大學，同學之間強強競爭，失去心理上的優勢;4.二年級的課程難度進一步加大，量子物理(原子物理)、理論力學課程更抽象，離生活實際越來越遠，物理概念理解更困難，學習興趣減弱。5.免費師范生已經確定自己畢業后的職業是當中學教師，部分學生認為物理課程設置的難度太大、中學物理教師職業針對性不強。

3.免費師范生在大學三、四年級CLASS分數回升

圖1顯示，大學三年級學年末，學生CLASS的總分從二年級的55.3%±2.3%上升至59.3%±2.5%，大學四年級學年末學生CLASS分數為61.9%±2.3%，相比之前又有一個小的上升。圖3顯示了學生大學二年級末、三年級末和四年級末CLASS的8個維度分數變化。相比二年級末，學生在四年級學年末的CLASS的8個維度的分數全部正向移動;三年級期間學生CLASS分數中除了“解決問題的自信心”維度的分值仍然繼續下降外，其它7個維度的分值都出現了正變化;四年級期間學生CLASS分數中除了“意義理解”維度有略微下降外其它7個維度都有提高。

圖3 學生大學二年級末到四年級畢業前CLASS的8個維度分數

對于學生CLASS分數在大學三、四年級的回升，在訪談中學生表示:1.盡管課程難度還是比較大，到了大學三年級，逐步適應大學學習，知道了大學教、學、考的規則，懂得如何應對大學的學習和考試;2.很快就要完成大學物理的大多數課程，感覺大學三年中學到了很多物理知識，對物理學科領域有了更多了解;3.學生在大學三年級開始學習教師教育相關課程，相比物理專業課，這些課程難度降低很多，并且和將來的教師職業高度相關;4.在四年級時免費師范生到中學教育實習，從學生身份轉化為實習教師，教師角色使學生自信心增強。5.四年級自由選課，課程內容、教學方法和考試方式多樣化，給學生帶來多樣化的改變。

4.免費師范生在大學畢業時物理學習態度的狀況

如圖3，在免費師范生畢業前，學生CLASS分數U4在8個維度上存在差異，“解決問題的自信心”，“復雜問題的解決”和“概念應用”三個維度的分數小于60%(其它5個維度的分數都高于60%)，這三個維度的分數在大學四年中的變化趨勢如圖4所示。

圖4 解決問題的自信心、復雜問題解決和概念應用三個維度的分數在大學四年期間的變化

從入學到大學畢業前，學生的“解決問題的自信心”維度分數歷經連續三年的下降，在大學四年級時回升，畢業前的分數相比入學時低了18.6%;“復雜問題解決”維度，在大學二年級學期末分數降至36.7%±4.3%，是大學四年五次測試中，所有維度中最低的分數，學生畢業前的這個維度，分數和入學時相比下降了6.9%;“概念應用”維度，學生入學時的分數比較低，在大學一年級顯著下降后，經二、三、四年級連續三年的回升，在畢業前的分數和入學分數基本持平，是學生在大學畢業時CLASS的8個維度中分數最低的維度。

5.免費師范生入職后兩年CLASS分數顯著上升

在免費師范生工作一年后的第一個暑假，我們對他們進行了CLASS的測試，結果表明:工作一年的新教師CLASS的總分和8個維度的分數相比他們大學四年級畢業時都有較大幅度的增加;并且在工作的第二年，其分數還有一個小的上升。(參見圖5)

圖5 學生從大學畢業到工作兩年期間CLASS的8個維度分數變化

從免費師范生到一名真正的中學教師，角色的轉換使他們看問題和想問題的角度發生很大變化，CLASS分數升高說明，作為教師，他們更同意專家的觀點。訪談職后免費師范生時，他們表示成為教師后在CLASS的很多題目上他們同意專家的觀點，是因為物理教學工作要求他們必須這樣去做。例如:在講解物理課程內容時，一定要聯系生活實際，講清物理概念的意義以及概念之間的關聯，要求學生深度理解概念，培養學生問題解決能力等。相比大學階段，免費師范生成為中學教師后，從知識的接受者變為知識的傳輸者，看到中學生在自己的教導下不斷成長和進步，感受到中學生對教師的尊敬和喜愛，都使新職教師提高了對自身價值的認同感，自信心維度大大升高。

五、結論和建議

國際上也有相關研究表明:經過一個學期或兩個學期的傳統物理課程教學，學生的CLASS分數保持不變或下降;［5］改革傳統的教學方法可以使這個問題得到改善，例如Eric Brewe(2006)用模型教學法教授大學物理課程，使學生CLASS分數發生正向移動;［6］W.K.Adams(2012)用探究等多種教學方法講授大學物理課程后，學生的物理學習態度更趨向專家的觀點。［7］本文第一作者(2013)的一項研究結果表明學生物理學習態度的變化和教學內容難度、教學進度、學生課業負擔以及復習有關。［8］

綜上所述:物理系免費師范生在專業課程學習上應區別于物理專業學生，不僅體現在課程難度上，還應該在課程內容、教學方法上考慮師范生的職業特點。特別是在大學低年級階段應注重大、中學銜接，適度放慢教學進度、調整物理課程教學內容、改革教學方法、融合教師教育特色于物理課程教學之中。專業課程教學中還應該更加重視培養學生對復雜問題解決的能力，對于難度較大的物理內容，教師應突出其中的物理圖像、物理模型和物理思想，在教學中插入相關的物理學史的內容，介紹物理學家的工作歷程和工作方法，避免單一使用繁難數學解決問題。針對免費師范生的物理課程應該更加強調物理與實際生活的聯系，及時地跟蹤和把握科技飛速發展的脈搏，將科技進步與基礎理論聯系起來。自信心是一種反映個體對自己是否有能力成功地完成某項活動信任程度的心理特性。培養學生的自信心需要改變單一講授的教學方法和競爭性的學習環境，引導學生自主學習和合作學習，讓學生有更多機會在學習過程中體驗到成功，被教師賞識、得到同學認同。只有讓學生相信自己能夠獲得成功，他們才會勇于迎接挑戰并持之以恒，最終獲得成功。

［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.