“提示策略” - 對不同性別的高中學生的物理解題之影響

	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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文獻研究

研究顯示女生自六年級開始就漸漸失去了對理科的興趣 (例：Jones, Howe & Rua, et al 2000)。很大一部分原因來自于她們與男生在學習成績上的差異。這一問題在高中物理課堂上更為突出，因為物理學科顯示了最顯著的性別差異 (American Institutes for Research, 1998)。尤其是面對一道非單一步驟可以解決的較為複雜的問題時，女生和男生的差距就更明顯了。有些女生在遇到問題的時候不能夠準確地定位到已經學過的知識，在面對問題的時候急於尋找可以套用的公式，而不是相應的理論。她們能夠看懂教材，卻不會解題，而有一些能夠解決課本上的題目，卻面對日常生活中的問題束手無策 (Belenky, et al., 1986; Sadler-Smith, 1999)。

為了將女生更好地融入物理學習的氛圍中，縮短男女生學習效果的差異，激發她們的學習興趣，很多教師往往會建議女生去多做題，或者單獨為女生準備更多的物理練習，他們認為練習是多多益善，題海戰術有助於女生深入理解物理概念和定理，記憶生澀的物理公式，並想當然的認為通過大量作題獲得的知識可以活學活用到新的物理題中。就教學實踐來看，這種方式對教師所提出的要求也比較低，容易操作。然而，在單獨解題的過程中女生常常缺乏信心，不敢向教師或者同伴直言自己的解題困難，坦陳自己的想法。在遇到挫折的時候感到很無助（Fennema, 1990; Jones & Wheatley, 1990; Sadker & Sadker, 1994）。通過加大練習量來提高她們的解題能力收效甚微。

此外，解決問題的能力不是一套單一的技巧組合,它涉及了一系列的能力，例如直觀呈現，抽象思維，理解力，融會貫通，理性認識，分解合成，歸納概括等，每一種能力都需要應用和互相協調 (Garafalo & Lester, 1985)。所以盲目地做練習，就是數量再多，也難以達到預期效果。

成功的解題應該包括有意識的題目分析，詮釋題意，和深入地理解方程式或定理。Maloney (1994) 在分析了大量關於解決物理問題的研究後指出讓學生採納一定的解決問題的策略包括對問題進行質量分析，會產生更好的問題解決。建立在模式基礎上的學習驗證了即使在課堂教學環境中解決問題的技巧也會有所提高。一個直線型的五部解決方法由Heller et al (1992)發展，但這種過於簡單的按步就班方式並非是真正意義上問題解決的技能。在高中數學教育中，Schoenfeld (1995) 發展了一套類似的卻更具靈活性和涵蓋性的五步法。不同于直線性的解題方法，Schoenfeld的五步法更適用於複雜的、多種物理知識交織的題型。學生不一定嚴格按照從一到五的順序解題，他們可以根據自己的理解，發展自己的解題策略，Schoenfeld的五步法主要為他們提供的是一個解題的方向。以此培養的解題能力更容易在現實生活中得到應用。基於對目前在解物理題中學生普遍存在的困難的分析，這套方法同樣可以被推廣到物理教學中。他的五步解題方略是，閱讀與分析問題（分析），啟動相關知識（流覽），制定計劃（計畫），執行計畫（運算）和檢驗答案（檢查）。

從女生學習的角度來看，將這五個步驟轉變成相應的“提示”可以很有效的幫助女生克服解題中的困難，提高解題技巧。

第一步，審視問題(閱讀，分析) Problem Survey (Read and Analyze)
這一步“提示”旨在鼓勵學生從畫草圖著手，標明所涉及的物體，運動，方向和相互作用。女生在問題的理解上較男生要花上更多的時間，有時在將具體的描述轉為抽象的物理概念時，存在缺陷（Belenky, et al. 1986），忽視題目中有用的資訊。 “提示”可以幫助他們正確理解題意。

第二步，啟動知識(探究) Active Knowledge (Explore)
在實際解題的時候，男生傾向于在腦海中搜索以前學過的知識，而女生往往對自己知識的掌握不是很自信 (Orenstein, 1995)，常常拿來物理書，一頁頁的翻尋，以求找到看上去類似的物理公式，然後簡單的將題目中的數字代入進行計算。她們關注於問題的表面特徵，而沒有從根本上掌握了相關知識。這一步“提示”幫助學生正確定位已經學過的物理運算式或定理。

第三步，制訂計畫(計畫) Make a Plan (Plan)
實際生活中的問題往往不是套用某個單一的公式就可迎刃而解的，它總是交織了多種多重原理，男生在遇到挫折的時候要比女生更為靈活地找到相應的出路（Sadler-Smith, 1999）“提示”可以鼓勵學生制定一個解題計畫，避免她們行至死胡同或者多叉路口後不知所措。

第四步，執行計畫(落實) Carrying out the Plan (Implement)
在代數計算中，女生的正確性要比男生高，這一步驟僅在幫助他們檢驗自己的運算 (American Institutes for Research, 1998) 。

第五步，核對答案(核實) Control of the Answer (Verify)
在教學中，老師們發現這是最難實現的步驟。無論男生還是女生，一旦得出了答案後，總是急於遞交給老師，由老師來評判對錯，而不是自己對所作得解題步驟與思路進行反思。“提示”要求學生細想這樣幾個問題，如他們的答案是否完整，他們的答案是否有意義。更重要的是，他們需要確定在這次解題中他們學到了什麼可以提高今後解題效率和成功率的知識和技巧，或者有什麼樣的彎路可以避免再走。

在解題時，根據這五個步驟，為學生提供五個“提示”，使他們的解題思路變得更為系統，一有不懂可以及時的求助於“提示”，少走彎路，一步步糾正他們的錯誤理解和解答。使用這種學習方式的女生，沒有了同伴或者老師的參與，他們不必擔心羞於表達自己的看法，可以更為自由的調整自己的學習進度和嘗試自己的方法，提高解題能力，在個人學習中得以更深入的理解定義定理。

Copyright (C) 2005 HKIEd APFSLT. Volume 6, Issue 2, Article 4 (Dec., 2005). All Rights Reserved.

	第一步，審視問題(閱讀，分析) Problem Survey (Read and Analyze) 這一步“提示”旨在鼓勵學生從畫草圖著手，標明所涉及的物體，運動，方向和相互作用。女生在問題的理解上較男生要花上更多的時間，有時在將具體的描述轉為抽象的物理概念時，存在缺陷（Belenky, et al. 1986），忽視題目中有用的資訊。 “提示”可以幫助他們正確理解題意。
	第二步，啟動知識(探究) Active Knowledge (Explore) 在實際解題的時候，男生傾向于在腦海中搜索以前學過的知識，而女生往往對自己知識的掌握不是很自信 (Orenstein, 1995)，常常拿來物理書，一頁頁的翻尋，以求找到看上去類似的物理公式，然後簡單的將題目中的數字代入進行計算。她們關注於問題的表面特徵，而沒有從根本上掌握了相關知識。這一步“提示”幫助學生正確定位已經學過的物理運算式或定理。
	第三步，制訂計畫(計畫) Make a Plan (Plan) 實際生活中的問題往往不是套用某個單一的公式就可迎刃而解的，它總是交織了多種多重原理，男生在遇到挫折的時候要比女生更為靈活地找到相應的出路（Sadler-Smith, 1999）“提示”可以鼓勵學生制定一個解題計畫，避免她們行至死胡同或者多叉路口後不知所措。
	第四步，執行計畫(落實) Carrying out the Plan (Implement) 在代數計算中，女生的正確性要比男生高，這一步驟僅在幫助他們檢驗自己的運算 (American Institutes for Research, 1998) 。
	第五步，核對答案(核實) Control of the Answer (Verify) 在教學中，老師們發現這是最難實現的步驟。無論男生還是女生，一旦得出了答案後，總是急於遞交給老師，由老師來評判對錯，而不是自己對所作得解題步驟與思路進行反思。“提示”要求學生細想這樣幾個問題，如他們的答案是否完整，他們的答案是否有意義。更重要的是，他們需要確定在這次解題中他們學到了什麼可以提高今後解題效率和成功率的知識和技巧，或者有什麼樣的彎路可以避免再走。