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基于数据的抗逆学生物理探究能力的研究
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沈启正
摘??要:物理探究能力是物理学科核心素养中的核心,2019年浙江省教育质量监测就重点考查了八年级学生在科学学科中的探究能力.深度挖掘并多角度分析监测数据可以发现,在物理探究“信息收集与理解”和“计划探索与制定”维度的能力强,是抗逆学生从弱势学生中脱颖而出的重要因素等.这一系列研究启示我们应以崭新的视角探索物理教育新的增长点,拓宽基于核心素养的物理深度学习的探究式学教模式新思路、新方法.
关键词:物理探究能力;抗逆学生;教育质量监测数据
家庭社会经济地位是影响学生学业成就的重要因素,美国社会学家科尔曼在20世纪60年代就发现了学生家庭背景与学业成就的正相关性.整体来说,家庭的社会经济地位越高,学生的学业成绩越好.但是,也发现一部分家庭社会经济地位较低的学生可以克服由此带来的不利影响,取得优异的学业成绩,成为抗逆学生.
本研究基于2019年浙江省教育质量监测数据.主要方法是把学生和家长问卷中的家庭社会经济地位信息与学生监测中的各科学业成绩建立相关,界定出抗逆学生与非抗逆学生,再比较分析各类型学生在物理探究能力上的表现.
一、研究设计的依据与方法
(一)抗逆界定
参考PISA报告对“抗逆学生”和“弱势学生”的划分方式[1],本研究将学生分为以下几种类型:将社会经济地位处于全省样本后四分之一,但监测的语、数、科三门学科的学业量尺分均分表现在本省前四分之一的学生称为“抗逆学生”;将社会经济地位处于全省后四分之一,量尺分均分表现在本省后四分之一的学生称为“弱势学生”;将社会经济地位处于全省前四分之一,量尺分均分表现在本省后四分之一的学生称为“落后学生”(因样本数过少,本文中不予研究);将社会经济地位处于全省前四分之一,量尺分均分表现在全省前四分之一的学生称为“双高学生”.
(二)研究对象
参加2019年浙江省教育质量监测的八年级学生共41590名,本研究剔除变量缺失值样本,最终有效人数38600人.其中,抗逆学生2951名,弱势学生2849名,双高学生2027名.
(三)研究工具
2019年浙江省教育质量监测数据,包括全省八年级抽测学生语文、数学、科学三门学科的监测成绩,以及学生、教师和家长的问卷结果.
语文考查阅读能力,数学考查问题解决能力,科学(主要是物理、化学)考查探究能力.基于分类合理和分值平衡考虑,把科学探究能力分为信息收集与提问、计划探索与制定、方案实施与改进(含获取和解释证据、科学解释现象)、结果反思与评价四个维度.
测试研究团队特别注重编制密切联系实际、聚焦真实问题解决的情境化试题,设计开放性分级计分试题,为测评学生的物理探究能力提供了丰富、准确和有效的信息.
为增加一线物理教师的可读性,本文不采用教育测量统计中引用大量专业术语的写法,尽量用直观的图表呈现.为避免繁杂及冲淡主题,一概不呈现数据检验表,特在此统一声明:本文所有数据都另进行了统计T检验,除特别说明外,分类群组之间均有显著性差异.
二、研究的主要结果与分析
(一)不同类型学生各学科的得分率情况
图1表示双高、抗逆和弱势学生在各学科中的得分率情况,除了可以看出本次監测各学科常模参照下,从易到难分别为数学、语文、物理、化学,还发现抗逆学生与双高学生相比,各科成绩均存在一定的差距,但与弱势学生相比优势明显.
由图1数据稍加计算,便可得到抗逆学生与其他两类学生各科得分率的相对百分比,如图2所示.由图2明显可知,数学与物理学科是抗逆学生与弱势学生相比取得优势之所在,与学科试题的难度无关.但同时也发现抗逆学生与双高学生的差距也是数、理学科最明显.
(二)物理探究各维度的学生得分率情况
从图3可见,物理探究的四个维度中,抗逆学生与双高学生均存在着一定的差距,但抗逆学生与弱势学生相比各维度的优势都很明显.
由图3还可得到物理探究各维度中,抗逆学生与双高学生、弱势学生之间得分率的相对百分比,如图4所示.从中可见抗逆学生与弱势学生相比在物理探究能力中的“计划探索与制定”维度优势最明显,其次是“信息收集与理解”维度;在“结果反思与评价”维度优势最不明显.抗逆学生在“方案实施与改进”维度中与双高学生相比差距最大;在“信息收集与理解”和“结果反思与评价”两个维度中与双高学生相比差距最小.结合两者数据,可得抗逆学生在“信息收集与理解”和“计划探索与制定”两个维度的能力强是其之所以抗逆的重要原因.
(三)抗逆学生与弱势学生在探究各维度中的能力表现对比
图5是抗逆学生与弱势学生在三门学科的探究各维度中的得分率差值对比.由图可见,数学学科各维度的差异均较大且比较稳定;化学学科中“信息收集与理解”维度差异很小,其他维度差异中等;而物理学科“信息收集与理解”和“计划探索与制定”维度差异较大,“方案实施与改进”和“结果反思与评价
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