关键词：
心智模型
初中生物学
模型转变
绿色开花植物生活方式
建模教学
摘要：
心智模型是个体基于自身生活经验对外部世界的一种内在表征,从1943年提出,随后得到科学研究者的广泛关注,如今已成为教育研究领域的研究热点。《初中生物课程标准(2011版)》(简称《课标》)提出在初中阶段的生物学学习中,教师应将生物学基本事实、概念等相关基础知识及应用作为教学目的。初中生物学科的学习过程中强调“概念转变”,学生在学习生物学概念时,必定会在特定的环境下产生个体的心智模型,因此“概念转变”实质上是学生心智模型的转变。故而对学生由已有经验产生的心智模型的建构情况进行研究,有利于教师了解学生的认知缺陷和学习困难,帮助学生将个体心智模型向科学模型转变,也为教师进行课堂教学的改进提供理论基础。然而,笔者通过文献研究发现,目前教育领域关于心智模型的研究主要是在化学学科展开,而心智模型在生物学科的研究较少。为此,本课题从初中生物学“绿色开花植物的生活方式”相关知识点的心智模型展开研究,以期为教师优化初中生物《绿色开花植物的生活方式》这一章节的教学提供一些事实依据。
本研究由绪论、理论综述、研究内容与结果和研究结论与展望四个章节组成。
具体研究过程为:在绪论部分,主要是对研究背景与研究设计进行梳理;在理论综述部分,通过查阅文献,结合前人的研究成果对心智模型的特征、形成机制、常见分类和影响因素等概念进行界定,并对相关概念进行辨析;在研究内容与结果部分,主要是对《绿色开花植物的生活方式》进行文本研究、对心智模型的探查及心智模型的转变进行实践研究。在《绿色开花植物的生活方式》的文本研究部分,结合初中生物课程标准、教材及温江区期末考试双向细目表确定本研究的研究范围,并构建出研究内容的知识体系及涉及重要概念的科学模型。在心智模型的探查部分,首先利用概念知识体系、教学目标及初中学生的认知特点,编制心智模型的探查工具,通过个案研究和问卷调查,探查学生在《绿色开花植物的生活方式》这一章节涉及知识的相关心智模型及其成因,然后利用SPSS modeler18.0对数据进行进一步处理,探查心智模型之间存在的关联性。在心智模型的转变部分,结合教材与问卷调查结果,选择“建模教学”这一教学策略对《绿色开花植物的生活方式》进行教学设计与教学实践,并通过SPSS20.0对前后测成绩进行处理,探查“建模教学”对心智模型转变的效果。
通过研究,本论文的研究结论主要包括理论部分和实践部分。
理论部分:
1.心智模型个体基于自身已有经验形成的对外部世界的内部表征,是动态发展,其具有描述、解释、判断、应用和预测等功能。
2.心智模型的特征有:不完整性、波动性、隐匿性和功能性。
3.心智模型的形成机制是一个动态发展的过程,主要包括删减选择、建立模型、模型解释、模型废除或修正重建等过程。
4.心智模型多以认知顺序、表达形式、主体及正确程度等方式进行表征,本论文中主要采用的是以正确程度为标准的分类,主要包括错误模型、迷思模型、类科学模型和科学模型。
5.心智模型的影响因素主要有内在的影响因素和外在的影响因素之分。
实践部分:
1.通过个案研究探查发现,初中生在“绿色开花植物的生活方式”这一章节形成的心智模型较多,共39个相关心智模型。然后依据问卷调查结果,最终归纳出7个与“光合作用”有关的心智模型,5个与“呼吸作用”有关的心智模型,5个与“吸收作用”有关的心智模型,4个与“蒸腾作用”有关的心智模型,3个与“运输作用”有关的心智模型,及3个与“五大作用之间关系”相关的心智模型。
2.用SPSS Modeler 18.0对本研究所探查出的心智模型之间的关联性进行分析,发现心智模型之间往往存在关联性,即心智模型之间可以相互影响,且心智模型越多,之间的影响越大。
3.利用概念图对学生的心智模型进行结构化分析发现,部分初中生关于“绿色开花植物的生活方式”的认知结构比较紊乱。对于相应的心智模型来说,其结构化程度还有待提高,通过教学实践发现,学生的结构化程度有所提高。
4.学生在构建心智模型的过程中受到教师与教材的影响最大,其次是自我对相应知识的认识和日常经验。
5.“建模教学”这一教学策略有助于学生心智模型的转变,该教学策略可以让学生自己在建模的过程中,获得新的知识,修正自己构建出的心智模型,不断的进行模型重建,从而构建出科学模型,提高自身心智模型的结构程度。
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