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亞太科學教育論壇，第六期，第二冊，文章四(二零零五年十二月) 丁寧、徐雅蓉 “提示策略” - 對不同性別的高中學生的物理解題之影響 |
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亞太科學教育論壇，第六期，第二冊，文章四(二零零五年十二月) 丁寧、徐雅蓉 “提示策略” - 對不同性別的高中學生的物理解題之影響 |
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實驗結果
定性分析（Qualitative Analysis）
組I+H：
在這一組裏，有15位女生8位男生。他們中的絕大多數按時完成了解答任務。78%的學生正確的解答了5到6道題。從他們的答卷上來看，絕大多數學生成功完成了第一和第二解題步驟：正確理解題意並圖示出來、以及找到正確的定理，但是在第三步計算中錯誤相對多一些。與男生相比，女生求助於“提示”的頻率要高得多。在解題過程中，部分同學按要求口述出思路。沈莉的思路較為典型，如下所示：
沈莉（女生）：這道題是關於距離、速度、加速度和重力的。嗯…也許…Okay，先來把它們在圖上標示出來吧。
（她將題中所提到的物理變數在圖上標示出來，然後在每個變數旁邊寫上詳細地的資訊。）
沈莉：嗯…圖示就是這個樣子。嗯…讓我來看看題是看看畫得對不對。
（她拿起“提示”1和“提示”2用以確認。）
沈莉：嗯。沒錯。也許，可以使用牛頓第二定律來接這道題，因為涉及到力和加速度。
（她再次拿起“提示”2用以確認。）
沈莉：這上面沒有很明確的寫。讓我再想一想。只有知道了重力才可以求得加速度。是的，我想…應該是用牛頓第二定律。
女生喜歡閱讀所有五個“提示”做諮詢及確認，而且每完成一步都會拿起“提示”用以確認，而男生多數隻選取一到兩個“提示”，在讀完題目後便直接解題。以下例為證：
顧育（男生）：要求這個嬰兒，蜘蛛俠首先要知道嬰兒掉下去的距離，以及奧克博士可以向上爬的距離。這三個量很清楚了。現在就用圖把它標出來。
（他迅速地將三個量在紙上畫出，接下來他就一直在這張圖上完成解題過程。）
顧育：要知道初始速度，我需要知道蜘蛛俠運動的距離，要知道這一點，我需要求得嬰兒和奧克博士運動的距離。好的，我曉得了。首先計算時間，然後是距離。…開始！
（他開始用10分鐘時間進行計算。）
顧育：答案是6.23米/秒。讓我和“提示”對一下答案，看看對不對。
（他拿起“提示”4作確認，並根據“提示”做計算。但當發現他的答案與正確答案不一樣的時候他顯得很失望。）
顧育：什麼？應該小於5.23米/秒？不可能啊，…那讓我回過去看看我錯在哪里？
（然後他求助於“提示”3。但是從中沒有得到任何啟示。）
顧育：“提示”3裏沒看出什麼啊，現在，看“提示”2。
（他拿起“提示”2，尋找錯誤根源，2分鐘以後他發現他在做奧克博士力的分析的時候出了錯。）
顧育：嗯，我知道原因了，明白了。
（他重新開始計算……）我們發現，很少有男生逐一有序地閱讀全部5個“提示”。反之，他們剛讀完題目便開始計算。絕大多數的男生僅使用“提示”4作答案確認，一旦答案是對，他們繼續做下一道題。當答案有出入的時候，他們往往採用反向順序來閱讀“提示”。
組I：
這一組中有9位女生，16位男生。僅有52%的學生按時提交了正確答案，其他的則無法按要求完成答題。女生在解題的最初階段遇到的困難最大，她們畫了很多時間在圖示物理變數上，對選擇適用的定理和公式顯得非常猶豫。男生在解題的時候開始的很快，往往嘗試多種辦法來得到答案。男女生在解題時間上的差別很大，有的男生僅用了5分鐘，一旦腦海中出現相似的公式，就急不可待的開始。與之相比，女生在讀題上花了很多時間致使很多人無法按時完成解題。陳雋（女生）的解題思路是這一組女生中比較典型的：
陳雋（女生）: 本題中有三個人，蜘蛛俠，嬰兒和奧克博士。要求的是蜘蛛俠的起始速度，嗯…嗯…蜘蛛俠，65公斤，嗯….但是沒有其他線索了，為什麼呢？
（然後她在一讀了一遍題目。）
陳雋: 也許…，我應該從奧克博士開始，因為我知道他的重量，身上所施加的力。我想，這樣可以求得他的速度。嗯…好像有個關於力與速度的公式。牛頓第二定律？…還是第一定律？讓我想想… 第一定律是關於慣性，慣性？不對，第二定律是關於加速度的，加速度？也不對。我要求速度。
（她想了約3分鐘，其間又一次讀了題。）
陳雋: 那怎麼辦？嗯…加速度？從加速度我可以得到時間，從時間我可以求得速度。哦，這樣的，那讓我先試試從奧克博士的受力分析開始吧。
（然後她開始做受力分析圖。）陳雋在讀題上花了約8分鐘。對於選擇定理公式，她顯得很猶豫。與她相反的是張揚（男生），開始的非常草率，甚至僅僅掃了一眼，便開始瞭解題。他的解題方式完全不同。
張研（男生）: 求蜘蛛俠的初始速度？已經知道了他的重量，大廈高度，嬰兒重量。哦，簡單啊。
（他畫了一張草圖，標出了蜘蛛俠，嬰兒，卻沒有花上奧克博士。）
張研: 好了 ！接下來，…好的，時間。我應該知道蜘蛛俠用了多少時間。這就…等於嬰兒墜落的時間。哦，那就是總的高度減去嬰兒墜落的距離。
（他迅速開始計算。）
張研: s = 1/2*9.8*t2。sbaby = 5t2 好了，蜘蛛俠要飛行的距離是 sSpiderman = v0t + 1/2 g t2。那麼 sSpiderman + sbaby = 198m。簡單！
（接下來他帶入所有的代數變數，並且開始計算…但是很快他就發現他犯了個錯誤，這個等式裏有兩個未知量。）
張研: 怎麼回事？…張研在他的第一次嘗試中花了5分鐘的時間，但是他沒能夠求得答案。第二次他添加上了奧克博士，並繼續計算。我們注意到這一組中的男生對於自己的解題能力都非常自信，又是開始地太快太盲目，沒有認真的計畫，常常嘗試多次才能求得答案。
定量分析（quantitative data）：
我們對學生的posttest成績做了ANOVA統計測試 ，以檢測兩組實驗條件中，男女生的成績是否有顯著差異。以“組”和“性別”作為獨立變數（independent variables），我們發現了一個強交互效應 (F =8.32; p = .006), “組”的主效應為 (F = 6.04; p= .018)。 通過配對比較兩組學生的平均成績，我們發現組I+H中的學生明顯高於組I中的學生成績。 在95%的可信區間基礎上，交互效應被進一步探索 ，資料如下（表II）：
表II. 預備平均考試成績，後評考試平均成績，參加人數，標準方差
平均成績
(scale 0 - 20)
平均成績
(scale 0 -20)研究問題1：比起沒有“提示”的解題學習，伴有“提示”的解題學習是否更能幫助女生提高學習效果？
我們的假設是在“提示”的幫助下，女生感覺更為自由，更有信心嘗試自己的方法，培養獨立的解題能力，伴有“提示”的個人學習在總體上是可以提高女生的學習效果的。表II顯示，組I+H中的女生平均成績達到了14.68（6.39），而在組I中，女生的成績僅4.44（6.06），因此，最初的假設得到了支持，即在解題“提示” 的幫助下，女生可以取得了良好的成績。
研究問題2：比起沒有“提示”的解題學習，伴有“提示”的解題學習中是否縮小了女生與男生之間的差距？
我們假設女生可以從“提示”中得到幫助，提高解題能力，縮短與男生之間的差距，而于女生相反，沒有了教師和同伴的監督下，男生不易控制自己的學習進度，看題與解題倉促無序，對“提示”也不能夠認真對待。表II顯示，組I中的男生成績達到了11.42（4.38），而有“提示”幫助的組I+H中的男生平均成績為11.58（9.20），統計顯示兩者沒有本質性的差別，也就是說，有“提示”幫助的學習並未能使男生從中得益。但卻縮短了男女生之間的學習差距。
Copyright (C) 2005 HKIEd APFSLT. Volume 6, Issue 2, Article 4 (Dec., 2005). All Rights Reserved.