实验情境下学生心智模型的研究 ——以探究微波炉爆米花为例

论文摘要

本研究以心智模型理论为指导,采用微波炉爆米花实验作为工具,用半结构式访谈法访谈了初一级40名学生,试图了解学生在实验情境下学生如何预测实验现象,以及学生观察到的实验现象所表征心智模型与预测的关系,建构心智模型过程的特点和方式,以及学生根据实验现象重建预测中的心智模型,以及相似、相异情境下学生如何反思、认识重建模型。本研究的评价指标依据教育部考试评价项目科学开放试题的评分标准制定办法编定,把学生心智模型的层次分为：经验观察（10）、解释规则（20）、理论系统三个水平（30）,每种层次下再进行细分,以判断学生达到的心智模型能力层次。研究发现,通过预测-实验有助于学生建构心智模型,低年级学生心智模型的表征方式是以经验为基础,知识的与经验结合表征其心智模型,在预测中的心智模型能力表现出较好水平,：水平一35%,水平二52.5%,水平三12.5%。学生经验模型十分丰富,心智模型的构建中受经验的影响很大,学生预测的依据大都来源于经验,心智模型十分丰富,当学生面对的现象越丰富,其表征的心智模型水平就越高。男、女生在预测中表现略有不同,女生优于男生。在面对补充性模型时,学生整体心智表征有很大的提升,男女生差别不大。面对相异模型时,学生的认知冲突很大,但多数并没有质的改变,男女生差别不大。低年级学生心智模型能力水平较高,但转换过程很困难。在改变心智模型的方式上,学生变现差别很大。改变方式包括：放弃原有的心智模式,增加约束条件；增加周边理论以解释不同的现象；合并不同的理论进行模型简化四种方式。在模型效化阶段,出现的情况主要为以下几种：忽视不相容模型、拒绝不相容模型、重新解释不相容模型、外围理论发生改变改变、原有模型。学生的心智模型受到实验结果的影响还是很大的,面对补充模型效化前后,建立正确的心智模型的学生人数呈倍数的增长。与面对补充性模型相比,学生在面对不相容模型时64.9%学生采用了忽视相异模型,拒绝相异模型,搁置相异模型,不能很好的利用相异模型,但相异模型很好的起到了引起认知冲突的作用。35.1%的同学达到了理论改变或外围理论改变的层次,构建了新的模型,较好的利用相异实验现象。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 一、引言
• （一） 研究背景和意义
• （二） 关键词界定
• 1. 心智模型（mental models）
• 2. 经验:（Experience）
• 3. 预测:（Predict）
• 二、相关研究综述
• （一） 关于心智模型研究的起源发展及相关研究
• 1. 心智模型的发展研究
• 2. 心智模型的形成
• 3. 心智模型的特性
• 4. 心智模型的功用
• 5. 心智模式本质
• （二） 关于经验转换为心智模型的研究
• （三） 对研究的评价
• 三、研究设计
• （一） 研究问题
• （二） 被试的选取
• （三） 研究工具
• （四） 研究环境
• （五） 访谈程序
• 四、数据分析与讨论
• （一） 学生心智模型预测阶段
• 1. 学生心智模型的建构方式和特点
• 2. 预测中学生心智模型的能力水平
• （二） 实验前、后学生心智模型的变化、调整阶段
• （三） 心智模型在相似情境中运用阶段
• （四） 心智模型效化阶段
• 1. 学生面对补充性模型时的表现
• 2. 学生在面对不相容模型时的表现
• 五、研究结论
• 六、研究反思
• 七、教学建议
• 参考文献
• 附录
• 后记