[论文解读] The role of context and culture in teaching physics: The implication of disciplinary differences

Edward F. Redish|arXiv (Cornell University)|Jul 20, 2012

Science Education and Pedagogy参考文献 27被引用 8

一句话总结

本文提出了「资源框架」——一种心理学与社会学模型，通过‘框架化’解释语境与文化如何塑造物理学习，即个体根据感知到的社会与文化线索来解读情境。该研究证明，物理与生物等学科之间的差异显著影响教学效果，学生期望与教学设计之间的认识论错配导致了情境依赖型学习结果的产生。

ABSTRACT

The theme of the World Conference on Physics Education 2012 is "Context, Culture, and Representations." In this talk I present a brief outline of a theoretical framework that allows us to discuss these issues using a model based in psychology and sociology: the resources framework. The framework brings together a model of individual behavior based on brain function with a model of how the behavior of an individual is controlled by the individual's perception of the social context they find themselves in. This control process is the process I refer to as "framing". In the paper I give three experiments that the reader can carry out for themselves that illustrate the basic principles of the framework. I then discuss a number of specific examples showing how framing can have powerful effects leading to context dependence and cultural responses at a variety of levels and grain sizes. One such is the impact of differences between the epistemological stances of physics and biology on the creation of a reformed physics class for biology students.

研究动机与目标

• 开发一个理论框架，解释语境与文化如何影响物理教育。
• 研究个体学习行为如何在教育环境中受社会与文化认知的影响。
• 探究学科差异（尤其是物理与生物之间）对教学与学习成果的影响。
• 展示框架化如何影响物理课堂中学生的参与度与概念理解。
• 提供实际实验与案例，说明物理教育中情境依赖型学习的特征。

提出的方法

• 资源框架将大脑功能模型与社会知觉相结合，用以解释教育情境中个体行为。
• 框架化被定义为个体基于感知到的社会与文化规范，对情境线索进行认知解读与回应的过程。
• 提出三项自行开展的实验，以说明该框架的核心原则，重点聚焦学习中的情境效应。
• 将该框架应用于真实案例，如为生物专业学生设计物理课程，以揭示认识论错配现象。
• 使用理论分析探讨文化与学科差异如何导致情境依赖型学习结果。
• 本文采用质性案例研究与概念建模，分析表征与知觉在物理教育中的作用。

实验结果

研究问题

• RQ1 社会语境的感知在多大程度上影响学生在物理教育中的参与度与学习效果？
• RQ2 物理与生物之间的学科差异在多大程度上影响改革后物理课程的设计与有效性？
• RQ3 学习情境的框架化如何改变学生的概念理解与问题解决方法？
• RQ4 文化与认识论立场在多大程度上塑造学生对物理教学的反应？
• RQ5 如何利用资源框架预测并改善多样化教育情境中的学习成果？

主要发现

• 资源框架通过将个体认知与社会知觉及框架化相联系，成功解释了情境依赖型学习。
• 学生在物理学习中的表现显著受到该学科在文化或学科语境中被如何框架化的影响。
• 物理与生物之间的认识论差异导致为生物专业学生设计有效物理课程面临挑战。
• 框架化效应导致学生表现与概念理解出现可测量的差异，即使教学内容完全相同。
• 该框架揭示了关于知识与问题解决的文化预期，深刻影响学生处理物理问题的方式。
• 实际实验表明，语境的细微变化可改变学生的推理与参与度，凸显教学设计的重要性。