科學意象加工水平對高中生物理問題創(chuàng)造性解決的影響.pdf

1、杰出科學家的創(chuàng)造活動告訴我們，科學創(chuàng)造活動不僅是抽象理性的，而且也是充滿形象和美感的，但是一般科技工作者和大多數(shù)學生學習科學知識中卻缺乏形象和科學美感。有研究者將科學創(chuàng)造活動中形象和美感的融合統(tǒng)稱為科學意象，并且從理論上探討了科學意象的功能和作用。那么，形象和美感在科學創(chuàng)造活動中究竟起什么樣的作用?在科學活動中，科學意象在腦海中是否形成不同的加工水平?所形成的不同加工水平又是怎樣影響科學活動?進而，我們又能否通過形象和美感的培養(yǎng)來提高科

2、學意象水平從而提高個體的創(chuàng)造力，進行創(chuàng)造性科學人才的培養(yǎng)? 科學意象是意象活動的一種重要類型。意象是認知心理學的一個重要研究范疇，也是中國古典美學的中心范疇。科學意象是一種與創(chuàng)造性科學活動有關的心理圖像。在認知心理學中，它是關于創(chuàng)造性心理研究的重要關鍵點。在美學中，意象概念，就是審美意象，其在個體的創(chuàng)造力發(fā)生過程中扮演了極為重要的角色：“審美意象的價值正在于它以其感性存在的特有形式呼喚并在某種程度上引導了主體審美體驗的自由的創(chuàng)造

3、”。科學活動中的審美意象，也稱為科學意象，它是融合科學意義和表象，并能喚起美感的心理圖像。杰出科學家創(chuàng)造的個案也表明：科學意象是對科學美和科學美感的融合，是審美主客體之間所建構的意向性心理圖像。教育心理研究也已經(jīng)表明科學意象有助于提高學生的科學認知能力，提高學生的科學創(chuàng)造力。然而，由于科學求真的本質(zhì)以及科學自身高度的抽象性，致使很多人忽略了科學美的存在與價值，現(xiàn)有科學教育和科學普及仍缺乏意象和美感，這與科學家創(chuàng)造活動中美感體驗的深刻性、

4、意象生成的豐富性形成了鮮明的反差。 本研究的立意就在于探索科學意象加工水平及其包含的美感體驗對科學創(chuàng)造活動的影響，驗證科學意象是科學創(chuàng)造活動的顯著性影響因素，探索是否存在科學意象的不同加工水平，進而探討科學意象加工水平對科學問題的創(chuàng)造性解決的解題時間、流暢性、變通性、獨特性以及思維聚合性特征的影響，嘗試為科學美育和科學審美創(chuàng)造奠定心理學基礎。 由于自然科學的門類較多，很難選擇所有自然科學學科門類進行研究。因此，本研究選擇

5、物理問題為測試材料，探索科學意象在科學問題創(chuàng)造性解決中的作用。之所以選擇物理問題，是因為物理學科是自然科學中較有代表性的學科。基于此，本研究著重探討科學意象加工水平對高中生物理問題創(chuàng)造性解決的解題時間、流暢性、變通性、獨特性以及思維的聚合性特征的影響，其實踐價值體現(xiàn)在為物理學科教學改革、物理學業(yè)能力測試以及創(chuàng)造性科學人才培養(yǎng)奠定基礎。 第一部分為基礎研究，主要是進行問題提出和已有研究綜述，并在此基礎上闡述主要研究內(nèi)容和技術路線。

6、通過已有綜述發(fā)現(xiàn)，科學意象在科學活動中具有重要的價值，但是科學意象的概念界定卻并不完善，研究者往往僅重視其表象性特征，而忽略了科學意象的意義性特征和美感豐富性特征。另一方面，科學意象對創(chuàng)造性問題解決的影響研究薄弱，忽略了物理問題創(chuàng)造性解決中的科學意象加工水平研究。而且在研究方法上，描述性研究居多，實驗研究較少，研究方法比較單一，缺乏多種研究方法的整合運用。因此，本研究從概念的完備性角度，提出科學意象的加工水平對物理問題創(chuàng)造性解決的影響研

7、究，并把科學意象加工水平分成兩種：意義和表象融合的加工水平；意義優(yōu)先的意義型加工水平或表象優(yōu)先的表象型加工水平。以此探討科學意象加工水平對高中生物理問題創(chuàng)造性解決的影響。 第二部分是實證研究。本部分采用內(nèi)容分析法、問卷調(diào)查法、實驗法等多種方法對物理問題創(chuàng)造性解決中科學意象加工水平的影響進行系列研究。其中，研究一采用內(nèi)容分析法研究科學家創(chuàng)造性成果中的科學意象、研究二采用問卷法調(diào)查高中生物理問題創(chuàng)造性解決中的科學意象，驗證科學意象是

8、客觀存在的一種心理現(xiàn)象，并在科學活動中具有重要作用；研究三采用心理測量法探索和驗證科學意象的概念因素結構，發(fā)現(xiàn)其具有意義性、表象性和美感喚起性特征；研究四篩選物理問題，進行實驗材料選擇，為實驗研究做準備； 研究五用實驗法證實科學意象存在有兩級加工水平三種加工類型。水平1，為加工過程中意義優(yōu)先的或表象優(yōu)先的加工水平，水平1又包括兩種加工類型：意義優(yōu)先的加工類型，表象優(yōu)先的加工類型；水平2，為加工過程中意義和表象融合的加工水平。最后

9、，研究六和研究七采用實驗法探索不同科學意象加工水平及其包含的美感體驗對高中生物理問題創(chuàng)造性解決的影響。 在各項實證研究的基礎上，得出如下的分項結論。 （1）科學意象是科學創(chuàng)造活動中客觀存在的心理現(xiàn)象，它具有意義性、表象性和情感性等特征。（2）物理問題創(chuàng)造性解決過程中，存在兩大水平三種類型的科學意象加工。水平1是加工過程中意義優(yōu)先或表象優(yōu)先起作用的加工水平；水平2是意義和表象融合共同起作用的加工水平。其中水平1包括兩種類型

10、，意義優(yōu)先起作用的加工類型、表象優(yōu)先起作用的加工類型；水平2僅有意義和表象融合共同起作用的加工類型。（3）科學意象加工水平對高中生的物理問題創(chuàng)造性解決的解題時間和發(fā)散思維特征有顯著影響，意義和表象融合的加工水平對物理問題創(chuàng)造性解決的影響顯著高于表象或意義優(yōu)先的加工水平。意義和表象融合的加工水平能顯著縮短物理問題創(chuàng)造性解決時間，且能顯著活躍創(chuàng)造性問題解決的發(fā)散思維。（4）高中生物理問題創(chuàng)造性解決中不同科學意象加工水平中美感體驗不同，意義、

11、表象融合的加工水平的美感體驗顯著高于表象優(yōu)先型或意義優(yōu)先型加工水平。（5）審美體驗與學業(yè)成績、物理問題創(chuàng)造性解決的解題時間、發(fā)散思維特征、聚合思維特征均有顯著的正相關，且對物理創(chuàng)造性解決的解題時間、流暢性、變通性、獨特性以及思維的聚合性特征均具有預測力；高中生科學意象加工中審美體驗越高，個體的物理問題創(chuàng)造性解決的解題時間越短、流暢性、變通性、獨特性以及思維的聚合性越強。 第三部分是總的討論和結論。本部分在實證研究的基礎上，討論了

12、科學意象加工水平的存在及其意、象和審美性特征；科學意象加工水平及其包含的美感體驗對物理問題創(chuàng)造性解決的解題時間、發(fā)散思維、聚合思維的影響。 本項研究的總結論概括如下：意義和表象融合的加工水平對高中生物理問題創(chuàng)造性解決的解題時間、流暢性、變通性、獨特性和思維的聚合性具有顯著的積極影響，且這種積極影響顯著高于表象或意義優(yōu)先起作用的加工水平；審美體驗與學業(yè)成績、物理問題創(chuàng)造性解決的解題時間、發(fā)散思維特征、聚合思維特征均有顯著的正相關，