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1、基于前概念体系的学习者认知诊断方法研究——以初中物理“力与运动”主题为例作者：王珏/解月光作者简介：王珏（1988-），男，吉林长春人，东北师范大学信息科学与技术学院博士研究生，主要从事数字化学习环境研究；解月光，东北师范大学信息科学与技术学院（吉林长春130117）o原文出处：《电化教育研究》（兰州）2017年第20179期第122-128页内容提要：数字化学习环境优势之一在于满足学习者个性化学习需求,实现个性化学习的基础是精准诊断学习者的相关特征属性,以此为依据提供适应性的支持反馈。文章基于前概念理论的认知诊断方法，利用二阶诊断方法和数理统计
2、方法构建学习者前概念体系，来诊断学习者在学习具体内容时的认知状态。文章以初中物理“力与运动”主题为例，阐述基于前概念理论的学习者认知诊断方法与其应用过程，诊断方法作为智慧学习环境的一个诊断维度，能够提高学习环境对学习活动的支持效果，包括可视化呈现诊断学生的前概念状态；对错谋概念进行归因分析，为适应性学习内容组织提供依据；预测学习者在未来学习过程中可能遇到的阻碍，为生成适应性学习路径提供依据。期刊名称：《中学物理教与学》复印期号：2017年12期关键词:前概念/认知诊断方法/数字化学习系统标题注释:【基金项目】教育部一中国移动科研基金项目“信息技术
3、支持下的基础教育教学模式研究及试点”（项目编号：MCM20130611）o一、问题的提出对学习者特质进行诊断,基于诊断结果作出适应性反馈,是数字化学习系统实现个性化学习支持功能的基础。传统的认知诊断方法，不符合学习者的认知规律,不能把学习者的认知过程简单地概括为〃是〃或〃否"。这种离散的描述方法，忽视了学习者真实的认知过程，忽略了学习者在学习过程中需要解决的问题。从认知发展规律来看，学习者认知新知识的过程，是一个概念螺旋式发展的过程。简单量化的诊断结果无法阐述学习者未掌握某知识点的原因，那么系统就无法提供精确的适应性反馈。二是从方法层面上来看,这
4、是一种”质化一量化一质化”的过程，在信息传递上不可避免地会有一些损耗,降低了诊断的准确性。系统诊断的准确性降低,那么系统提供的反馈手段,包括学习者知识与技能的可视化表示、基于诊断结果的适应性支持手段的效果都会降低。基于以上两点问题,笔者以前概念硏究为理论基础,从分析学习者真实的认知过程出发，设计数字化学习环境的认知诊断方法，以提高系统诊断的精准度，满足教与学活动中学习者的需求，并以初中物理〃力与运动"主题为例对本诊断方法进行说明。二前概念定义辨析〃前概念"概念的提出，可以追溯到皮亚杰(儿童概念，1929)和奥苏贝尔(有意义学习理论，I960)［1
5、］等的研究。研究者认为，前概念是指学习者在正式学习前，对生活实践中的事物产生了自己的概念、观点及想法，这些预先的认知结构在学习者日后的学习过程中将发挥重要作用。因为本研究关注诊断学习者的认知状态,笔者认为采用前概念的名称描述学习者的特质最为恰当，前概念在本硏究中的具体含义包括:(1)前概念的〃前〃不是指时间维度，而是指学习者目前的概念理解处于习得科学概念之前的状态。因为有些前概念是在学习过程中出现的,比如教师在讲解"电流概念"时,为了便于学生理解,会用水流的概念进行类比,这会使学生在理解电流概念、思考电流相关问题时,岀现前概念；同时,这种用〃水流
6、类比电流"来促逬理解新科学概念的认知方法一旦被学生认可,也是一种前概念。(2)前概念的中西词义差距可能引起理解的偏差。前概念的英文是preconception,其词根conception不仅有客观的概念的含义，也有学习者主观的观念、想法等。(3)前概念来源于日常生活，一般是相异于科学概念的。学习者进行学习,就是从前概念到科学概念的转变过程,就是从学习者具体的生活经验转化为标准的科学知识、抽象的逻辑符号的过程。(4)由于学习者的认知规律,前概念发展为科学概念的难度较大。笔者曾经对J省两所学校的学生185人进行问卷调查，涉及物理学热学、电学、力学方面
7、的内容。研究发现学生在物理学习过程中,存在明显的前概念问题,对有效学习有阻碍作用；并且，经过课堂教学后，前概念依然存在。例如，调查问卷中题三：比较闭合串联电路中两个小灯泡的亮度,学生答案中有两个典型前概念观点［2］。一种前概念是学生认为电流像水流经过拦截会衰减,那么接近正极的第一个小灯泡会更亮；而有的学生会认为，第二个小灯泡汇聚了电源和第一个小灯泡发出的电流，一定比第一个灯泡只接受电源的电流大，所以第二个小灯泡更亮，见表lo三、构建前概念体系的重要性分析前概念体系是本研究所提岀的学习者认知诊断方法的重要组成部分，对学习者认知状态的诊断结论是建立在
8、前概念体系基础之上的。构建前概念体系对学习者诊断的意义在于，了解学习者进行学习的过程中其认知结构的变化，并以此为依据设计教学反馈策略,有
