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1、数学模式的构建和解读横道镇中心小学常启新2013.7.12数学模式的构建和解读小学生数学探究能力的结构模型是“五维二阶”结构模型.中学生数学探究能力由数学问题提出能力、数学猜想能力、数学实验能力、数学证明能力以及数学拓展与推广能力所构成.中学生数学探究能力的“五维二阶”结构模型的特点有:动态性、相关性、顺序性、自调性和可控性.关键词:数学探究能力;探索性因素分析;验证性因素分析;结构模型克鲁捷斯基曾经提到:“对各种现象进行研究的真正科学途径,是把它们分解成一些比较简单的成分(因素).同样,对于研究一种复杂的心理现象所进行的分析综合的途径,要求首先剖析它
2、的结构,分解出它的成分(因素).有必要研究复杂现象的结构,而能力就是这样一种复杂的现象.”[1]要研究中学生的数学学科探究能力,就有必要研究此能力的结构以及相应的因素.1数学探究能力结构模型的假设1.1数学探究能力的因素分析1.1.1理论检索在已有对探究能力结构的研究中,有许多的研究从不同的角度和侧面对探究进行了分析.我们在建立数学探究能力模型时充分参考和借鉴了这些研究成果,同时结合中学生心理的发展特点,吸取适合中学生阶段心理和行为特征的内容,剔除不符合的内容.形成了一个初始的理论认识,从而为建立数学探究能力模型提供参照.1.1.2教师访谈为了能充分了
3、解学生探究能力的特征,我们对中学教师进行了访谈,请他们讲述学生在数学探究活动中的主要表现.在汇总观察记录和访谈资料的基础上,从总体上进行主题词的抽取,找出反映学生数学探究能力的词汇,共获取相关表征词汇103条.在此基础上,我们进行了整理,将反映相似内容的表述进行归类,在这一过程中删去重复和无效的词汇58条,剩余的45条词汇作为问卷的各题项的关键词.1.1.3探索性因素分析(1)选择被试与制作问卷.选取锦州某中学初三年级的学生作为被试.具体信息结果与分析见表1.表1被试的基本信息表年级初三班级1234合计人数68637270273本研究使用自制的《中学生
4、数学学科探究能力调查问卷》考察学生的数学探究能力.在预测问卷的编制和修订上,根据研究目的、相关文献数据与研究结构等方面加以考虑,根据研究的实际情况,加以修改、增删,问卷内容是依据研究结构的层面编制的.量表采用的是李克特式量表法,量表填答方式采取5点量表法.因为“在大多数的情况下,5点量表(Points)是最可靠的,选项超过5点,一般人难有足够的辨别力”,且“5点量表正好可以表示温和意见与强烈意见之间的区别”[2].预测题项数为45题,正式题项数为13题,满足“预试题的项数最好是所需测试题项数的3~4倍”的原则[2].(2)预测与校正问卷.从锦州市某中学
5、初三年级随机抽取一个班级共50名学生进行预测.问卷回收后,进行了一份一份检查筛选,有效问卷47份,有效率94%.对筛选后的问卷给予编号,将测验数据输入SPSS12.0处理系统,进行T-检验.45个题目的鉴别度均达显著,从45题项中选出CR值最显著的13个题目,作为正式问卷的题项.(3)正式施测与整理问卷.让班主任对其班级的学生进行测验.在测验过程中要求教师督促学生认真填写问卷.回收后,将经筛选的有效问卷(N=257)输入计算机建立数据库,采用SPSS12.0软件对数据进行初步分析.第一,问卷的信效度检验.这里的效度采用的是“专家效度”,根据“数学探究能
6、力问卷”自编“‘数学探究能力问卷效度’量化分析问卷”,请专家填写,结果表明“数学探究能力问卷”的效度达88.4%,证明此问卷达到较高的效度.预测问卷的α信度系数为0.8328(见表2),由此可以看出,此问卷的信度颇佳.KMO检验结果(见图1)表明此问卷适合进行因素分析(在KMO检验中,当KMO值越大时,表示变量间的共同因素越多,适合进行因素分析.这里的KMO值为0.850,表示适合进行因素分析.而Barlett’s球形检验也很显著).然后进行探索性因素分析,初步确定中学生数学探究能力的因素以及结构构成.第二,因素分析.对第一组做EFA所得的总解释方差如
7、图2.根据Kaiser(1960)的观点,保留特征值大于1的因素,这样能抽取3个公共因子;按照累计贡献率达到75%的标准来抽取,能抽取6个因子.于是,这里提出4种假设,即因子数分别为3~6个的因素模型,然后在下一节做CFA(验证性因素分析),看哪种模型拟合程度最高,则选择哪种模型.经过方差极大正交旋转后,各个分测验在每个因素上的负荷有了明显差异,中等负荷显著减少.为了便于识别主因素,对同一主因素有较大的负荷的变量(分测验)分组.为此把绝对值小于0.5的因素负荷删去,则可以从旋转后的因素负荷矩阵(如图3)清楚地看到下列结果:主因素1在分测验VAR0000
8、1,VAR000002,VAR00009上具有较大负荷,3个分测验所考查的内容是观察、数学概括
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