小學數優生與數困生應用題表征策略使用的比較研究

單洪雪

〔摘要〕以348名小學4～6年級學生為被試，采用現場實驗、書面分析和事后訪談等方法，對小學4～6年級學生應用題解決過程中表征策略的使用特點、年級差異、數優生和數困生差異等問題進行比較，結果發現：（1）三個年級學生使用結構表征策略頻次均較低，而且表現出年級間策略使用特點上非常顯著的差異；（2）五年級報告的表征策略最多，其次是六年級，四年級最少；（3）數優生的表征策略使用顯著多于數困生。

〔關鍵詞〕 數優生；數困生；應用題；表征策略

〔中圖分類號〕G44 〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕1671-2684（2016）22-0008-05

一、問題提出

當前國際教育改革一個非常明顯的趨勢是，其著眼點由關注教師的“教”轉而日益重視學生的“學”。教育者們逐漸深刻地認識到，只有真正促進學生學習的教學才是有效的。隨著認知心理學的興起和發展，心理學家對學習者的內在認知加工過程的認識逐漸深入，學習策略成為教育心理學的一個重要研究領域。許多心理學家和教育工作者把學生掌握學習策略看作學會學習的一個重要方面。

應用題學習在小學數學學習中占有非常重要的地位，它是初等數學學習中的重點和難點，兒童解決應用題的水平不僅代表了他們掌握、理解數學基礎知識的水平，也代表了他們應用已有的數學知識和技能去解決現實生活中的實際問題的能力。1980年，全美數學教師協會（NCTM）就提出“必須把問題解決作為80年代數學教學的核心”的口號，并且主張“在問題解決方面的成績如何，將是衡量數學教育成效的有效標準”。而數學問題解決中最主要、最直接的形式就是數學應用題解決。應用題解決既是數學教育的重點，同時也是難點，學生應用題解決的學習心理也一直為心理學界所關注。

國內外的諸多研究都發現，很多學生存在不同程度的數學學習困難（mathematical learning disability，簡稱MD）的問題。學生的數學學習困難隨著年級的升高會越來越嚴重，甚至延續到成年。因此，很有必要從學齡早期就開始關注數學學習，特別是關注應用題解決困難的問題。了解小學生應用題解決過程中表征策略的使用情況，發現不同類別學生間存在的差異，這對揭示學生學習和解決問題的過程，做好數學學習困難學生的認知分析和教育干預，幫助那些數學學習困難兒童更好地完成學校教育的任務具有重要意義。

本研究的基本設計為：2（學生類別：數優生、數困生）*2（試卷類型：A卷、B卷）*3（年級：4年級、5年級、6年級），其中學生類型和試卷類型為被試間設計，學生年級變量為被試內設計，最后測量的因變量為使用表征策略的類型和數量。通過分析三個年級數優生和數困生在不同試卷類型試卷上使用表征策略的類型和數量差異，探討小學4～6年級學生數學應用題解決中表征策略的使用特點及數優生和數困生的問題解決差異。

二、研究過程

（一）被試的選擇

本研究在某實驗小學中選取四、五、六三個年級，每個年級分別隨機選取由同一數學老師任教的兩個班，共六個班364人。其中四年級116人，五年級119人，六年級129人。在測驗結束后，對測驗試卷進行處理，剔除無效問卷共16份（其中四年級6份，五年級5份，六年級5份），剩余有效被試共348人。根據數學學習困難的操作定義：學生的數學學業成績比根據其智力潛能達到的水平顯著落后，而且他們可能同時在學習、品德和社會性上存在問題。這樣，本研究選擇數困生的標準為：（1）本學期三次重要數學考試的平均成績居全班第二十個百分位內（后20%）；（2）讓任課教師根據MD的操作定義和特點，對學生做出綜合評價，指出班內哪些學生屬于MD；（3）滿足兩條排除性標準：排除智力落后（IQ<70）和智力超常（IQ>130）；沒有明顯軀體或精神疾病。這樣每個班級各挑出10名數困生。為了考察數優生和數困生在解題上的差異，我們又相應在每個班選出了10名數優生，以做對照研究。

（二）研究材料和工具

1.智力量表

采用張厚粲等人修訂的《瑞文標準推理測驗》（Ravcn’s Standard Progressive Matrices ）。該量表經國內多次使用，已證明有較高的信度和效度。

2.數學成績

采用被試本學期三次重要考試的數學成績的平均分作為學生類別的劃分指標。

3.應用題測驗

在小學階段，學生接觸到的算術應用題主要分為變化題、合并題和比較題三種類型。據此，自編小學數學應用題兩套（A卷和B卷），經小學四、五、六年級的數學老師共同討論和小規模試測，刪除了過難的題目和四年級沒有學到的分數知識等內容，并對題目的文字表述進行了較大修改，最后每套各保留了十道相對應的題目。

A卷是常規類型題，即問題表述與教材和平時練習題目相同。B卷的題目在題目內容、基本數量關系和計算難度上與A卷保持一致，但題干表述與常規類型題目不同，這無疑增加了題目的難度。

在問卷的最后要求學生對解題過程中使用的表征策略進行選擇，問題是“你是用什么方法記住這些題目的條件的？請選擇（可多選）A根據老師平時講的套路、B根據公式、C多讀幾遍題、D畫圖、E記住主要的數字、F找出關鍵詞分析數量關系。”參考前人的分類標準，將策略歸為四類：凡是選擇“根據老師平時講的套路”和“根據公式”的歸為直接遷移策略；凡是選擇“多讀幾遍題”的歸為復述內容策略；凡是選擇“畫圖”的歸為結構表征策略；凡是選擇“記住主要數字”和“找出關鍵詞分析數量關系”的歸為關鍵信息策略。

正式施測前再次的小規模預測表明兩套題目都具有較好的區分度。

（三）研究程序

1.自編數學應用題測驗的施測

每個年級的兩個班同時進行，隨機選取一個班施測A卷，另一個班施測B卷。每個學生一份測題，獨立完成，時間為50分鐘，到點收卷。指導語是：“同學你好！這些題目是為了了解你在解應用題時的一些具體步驟，不是考試也不是測驗，答案對錯不重要，重要的是詳細地寫出你解題時的思考過程，你可以使用任何幫助你思考和解題的方法，對你的回答我們會嚴格保密，不會向任何人公布。”強調不是考試，是為了消除學生的緊張感，以利于更好地解題。正式計時前先由主試以一道應用題的解答為例詳細講解做題要求和基本步驟。每次測驗時，每班都有一名主試（心理學專業的碩士研究生）和本班的班主任在場維持秩序，以保證測驗的順利進行。

測驗后根據學生對解題過程中使用的表征策略選擇進行歸類分析。

2.以自然班為單位進行瑞文智力測驗

同時，查閱學生成績檔案，選取被試本學期三次重要數學考試成績，以平均分作為學生數學能力的標準；訪談每個班的數學任課老師，請他們根據MD的操作定義確定數困生，并了解學生的基本情況；根據同樣選擇標準確定數優生。

以自然班為單位全體施測是為了營造自然氛圍，避免單獨抽出數優生和數困生帶來的實驗效應。智力測驗和數困生、數優生的選擇最后進行，并要求該班數學老師回避測驗整個過程等做法，是為了避免實驗者效應和教師期望效應。

（四）數據處理

用SPSS19.0統計軟件包對收集的數據進行處理和分析。

三、結果與分析

（一）各年級表征策略使用統計

從表1可以看出，四年級報告的應用題表征策略最少，五年級最多。事后回溯訪談發現，其原因在于四年級學生由于概括和自我反省能力較弱，不能很好地總結和歸類自己曾使用的表征策略，加上題目（特別是B卷）對多數四年級學生有相當難度，沒做的題目較多；而六年級表征策略報告少的原因在于，A卷對多數學生而言比較簡單，他們認為自己不需要什么表征策略就直接完成了題目，故沒有報告。

3*4的獨立性χ2檢驗表明，在策略使用特點上，不同年級間存在非常顯著的差異，χ2（6）=18.876，p=0.004。具體而言，四年級雖然使用結構表征策略的只有6人次，但所占比例遠遠高于五、六年級。五年級關鍵信息策略的使用比例高于四、六年級，六年級內容復述策略的使用比例高于四、五年級。

數據還反映出三個年級使用結構表征策略頻次均較低，而且表征策略的使用并不是隨年級升高而必然提高，因此需要加強這方面的訓練。

（二）不同年級表征策略使用比較

從表2可以看出，四年級不管是數優生還是數困生所報告的應用題表征策略都偏少，且數量上沒有差異。原因前已述及，主要是由于學生概括和自我反省能力較弱和沒做的題目較多。

兩個2×4的獨立性χ2檢驗表明，兩個班的學生類別和策略使用類型都是無關的（A卷班：χ2（3）=2.420，p=0.490，B卷班：χ2（3）=2.333，p=0.506）。由于策略使用次數較少，使用特點都不明顯。

從表3可以看出，五年級數優生的策略使用顯著多于數困生（χ2（1）=6.696，p=0.010），體現了數優生策略使用的優勢。

兩個2×4的獨立性χ2檢驗表明，兩個班的學生類別和策略使用類型都是無關的（A卷班：χ2（3）=0.277，p=0.964，B卷班：χ2（3）=5.156，p=0.161）。結合具體數據可以看出，關鍵信息策略和模式匹配策略使用較多，B卷班數困生還較多使用了內容復述策略。

從表4可以看出，六年級數優生的策略使用顯著多于數困生（χ2（1）=4.909，p=0.027），也體現了數優生策略使用的優勢。

2*3和2*4的獨立性χ2檢驗表明，兩個班的學生類別和策略使用類型都是無關的（A卷班：χ2（2）=4.844，p=0.089，B卷班：χ2（3）=2.075，p=0.557）。結合具體數據可以看出，最顯著的特點是結構表征策略使用較少，其他三種都有較多使用。

四、討論

結構表征策略對題目結構的正確表征能夠對解題起到促進作用，因為它是一種形象表征，形象表征有助于減少記憶負荷或提高貯存能力，以更具操作性和簡化復雜關系的形式對信息進行編碼和處理。結構表征策略是最有利于正確解題的策略，但三個年級被試都使用不多，因此要加強這方面的訓練。

關鍵信息策略也是注重對應用題已知條件之間關系的表征，而對應用題中所涉及到的細節很少關注，它所占用的工作記憶容量也較小，并且由于在一些題型中這種表征方式也能夠導致正確的解題，因此它也應該成為較多學生使用的策略。而模式匹配策略和內容復述策略對A卷之類常規題的解決比較有效，但從考察學生獨立思考、靈活解決實際問題能力的角度來看，對二者較多的使用反而是思維層次不高的表現。

因此，還是應更加注重培養學生的結構表征策略和關鍵信息策略，使學生能夠在最短的時間內達到最優的解題效果。而且從年級間的差異看，六年級策略的使用層次反而低于四、五年級，說明策略的使用和形成不隨年級的升高而自然提高，更需要盡早加強訓練。

總體而言，在問題表征策略的使用上，所抽取的這兩類學生共同表現出很少使用對解題最佳的結構表征策略，機械的、刻板的策略使用較多的特點，張慶林、管鵬[1]的研究也證實了這一點。這說明無論對數優生，還是對數困生都應該加強問題表征策略方面的訓練。在今后的數學教學中，表征策略的訓練應作為一項重要的教學內容面向全體小學生進行。

五、結論及教育建議

第一，在表征策略的使用上，對于能夠減少記憶負荷的結構表征策略三個年級的學生使用都較少，而且表征策略的使用并不是隨年級升高而必然提高。這說明，在小學生中加強解題策略的指導是很有必要的。除了概念和規則的教學之外，還有一項重要的任務是引導學生掌握一定的數學學習策略，自己學會學習數學，為他們進一步的學習和終身發展奠定基礎。

第二，五年級報告的表征策略最多，其次是六年級，四年級最少。四年級結構表征策略使用的數量雖少但比例較高，五年級使用關鍵信息策略比例較高，六年級使用內容復述比例較高。以往研究發現，到小學四年級時，小學生已掌握了基本的表征類型，已經基本度過“表征由無到有”的階段，接下來的就是進一步的水平發展，即小學生尤其是數優生越來越傾向于采用優勢表征策略來解決應用題[2]。因此，讓有利于問題解決的表征策略成為學生的優勢策略就顯得尤為重要了，這需要引起教育者的重視并在教育教學中加以引導。

第三，總體而言，在問題表征策略的使用上，數優生無論從數量還是從質量上都要優于數困生，因此應特別注重對數困生的補救教學。數困生不同于其他學生那樣能在教師的引導下自覺生成一些積極有效的學習策略，他們需要更為具體的學習策略指導和訓練。教師應在了解數困生和數優生應用題表征策略使用不同的基礎上，進一步研究哪種表征策略在哪個年齡段學習是最有效的，以便在最恰當的時機給予訓練。

國內目前的小學教育中，由于班級人數過多，教師很難通過專門的個別輔導來幫助每一個數困生。國外的一個成功經驗是為學習困難學生建立一個主流班級教育之外的教育場所──資源教室[3]。存在相同問題的學生在固定的課外時間進入資源教室接受特殊教育教師的專門輔導。這種輔導與當前數學教育中強調的建構主義的學習方式是一致的，數困生在小組學習中完成了社會建構和個人建構。

此外，有研究表明[4]，合作學習對數困生的發展大有裨益。在合作學習中，后進生能在優生的幫助下堅持完成作業，不僅在堅持完成作業的過程中逐步彌補知識的缺陷，而且能夠模仿并掌握優生的良好的學習方法和思維技巧，同時能逐漸增強自信心和學習興趣。更細致的方法和技術，如強化法、榜樣示范法、策略訓練和自我指導訓練等[5]都值得借鑒。

參考文獻

[1]張慶林，管鵬.小學生表征應用題的元認知分析[J].心理發展與教育，1997，13（3）：11-14.

[2]鄭琳娜.小學生數學應用題表征類型對問題解決影響的實驗研究[D]. 遼寧師范大學，2007.

[3]李新宇.小學數困生加減應用題解題過程及補救教學的實驗研究[D].浙江師范大學，2004.

[4]張紅梅，朱丹.小學教育心理學[M].北京：北京師范大學出版社，2013.

[5]龐國維.數學學習與教學設計[M].上海：上海教育出版社，2005.

（作者單位：北京教育學院朝陽分院，北京，100026）

編輯/劉 揚 王抒文 終校/于 洪