项目学习对学生非认知因素的影响研究

    郝连明 綦春霞 李俐颖

    [摘要]学习兴趣和自我效能感是与学生学业成绩密切相关的重要的非认知因素，很多研究都致力于提高学生在这些方面的表现。在初中数学项目学习短期实验中發现，学生的数学学习兴趣、学习自我效能感普遍得到提高，对于低水平学生也同样有很好的效果；实验前后男女生表现的各项得分没有出现显著性差异，可推测项目学习对不同性别学生均存在较好的成效。在对数学知识的检测中发现，学生对于三角形、多边形方面的知识掌握得较好，达到了预期的教学效果。

    [关键词]项目学习；非认知因素；学习兴趣； 自我效能； 创意课桌

    [中图分类号] G420[文献标识码] A[文章编号]1005-5843（2018）04-0016-05

    [DOI]1013980/jcnkixdjykx201804004项目学习（Project Based Learning，简称PBL）在我国也被称为“项目式学习”“基于项目的学习”，其发展历史最早可以追溯到16世纪末期[1]，目前普遍认为克伯屈（William Heard Kilpatrick）为项目学习的代表性人物。国内对于项目学习的研究多集中在理论方面，在实施应用研究、教学设计研究、问题与对策研究等方面还没有广泛开展[2]。近年来，随着创新型社会的建设，具有密切联系实际、培养学习兴趣、激发创造力等优势的项目学习再次受到基础教育的关注，特别是现阶段，项目学习已成为STEM教育、创客教育的基本学习方式。开展项目学习的应用研究，尤其是应用成效研究，将为基础教育教学提供实践基础。

    一、问题的提出

    通过很多学者的研究发现，数学兴趣和自我效能感是与数学学业成绩密切相关的非认知因素[3]，二者与学业成绩存在显著的正相关，对数学学业成绩有较强的预测作用[4][5][6]。同时，通过对国外相关研究的梳理发现，很多项目学习研究在非认知层面均取得了较好的效果[7]。这说明项目学习对于学生学习具有很好的促进性。然而，在已经进行的数学项目学习实验中，项目学习课程多是与传统课程交叉进行，无法保证其连续性；授课教师多是原班教师，影响了教师的角色定位；一些实验是通过类似综合与实践的补充课程进行的，学生并没有获得新课程知识。因此，数学项目学习与真正的数学课堂教学之间还存在一定的距离。有些学者也指出，项目学习打破了知识体系，因而无法在基础教育中实施，尤其是数学学科[8][9]。可见，能够在现有的课程体系下将项目学习融入正式的课堂教学中是研究的难点，特别是在正规的数学课堂教学情境下，开展项目学习是否还会出现对非认知因素方面的影响、学生对数学知识的掌握是否会达到预期效果等问题还鲜有研究。本研究将通过自编的数学项目学习课程资源进行正规的课堂教学，并重点考察对学生非认知因素的影响情况。

    二、研究设计与实施

    本次实验在国外相关研究设计的基础上进行了调整：一是在实验中避免与传统课程的交叉，保证项目课程的连续性，确保实验结果不受传统课程的干扰；二是由研究者本人替代原有数学教师进行课堂教学，最大限度地保证教师在PBL课堂中的角色定位，使他们成为项目的组织者和监控者；三是学生在项目活动中学习新知识，通过为学生搭建思考的“脚手架”，使知识学习不断递进，而非一般意义上的综合与实践课程。

    （一）研究对象

    测试对象为北京市某中学的7年级学生。该校在学区内的综合成绩处于中上等水平，测试学生共计43人，其中男生17人，女生26人。学生被分为11个小组，每个小组有4名学生，其中1组为3名学生。学生在实验时并没有经历过任何项目学习活动，也没有学习过项目中所涉及的数学知识。

    （二）研究工具

    本次研究采用前后测进行数学学习兴趣和自我效能感的问卷调查。通过梳理文献、借鉴相关学者的量表，自编了数学学习兴趣问卷和自我效能感问卷。另外，具体研究中使用自主编制的《设计创意组合学习桌》材料替代学生所使用的教材。数学学习兴趣问卷借鉴了北京师范大学中国基础教育质量监测协同创新中心“区域质量健康体检项目”的相关测试内容，以及黄静等学者的研究成果[10]，将测试框架分为课内兴趣、课外兴趣、数学题兴趣3个维度，共计12道题；自我效能感测试问卷参考了王凯荣、辛涛等人的研究成果[11]，将测试分为学习能力自我效能感和学习行为自我效能感2个维度，共计6道题。在编制问卷的过程中，也邀请了数学教育专家和一线数学教师共同参与，确保了工具的专家效度。问卷为5点量表，选项从完全不符合到完全符合，经内部一致性检验测试，数学学习兴趣测试工具一致性系数α为0783，自我效能感测试工具一致性系数α为0807，测试工具具有较好的信效度，可作为量具加以使用，具体结果采用SPSS200软件进行分析。

    （三）实验介绍

    目前，项目学习还没有一个公认的定义。John Thomas认为，项目学习需要复杂的任务，一是学生在基于挑战性问题解决的过程中进行的设计、问题解决、决策或者调查活动；二是整个过程中要充分发挥学生的自主性，项目学习最终以产品或者陈述等形式结束[12]。美国巴克研究所提出了以课程标准为基础的定义，认为项目学习是“一套系统的教学方法，它是对复杂、真实问题的探究过程，也是精心设计项目作品、规划和实施项目任务的过程，在这个过程中，学生能够掌握所需的知识和技能”[13] 。本研究依托上述观点，结合《义务教育数学课程标准（2011年版）》（以下简称《标准》）开发了数学项目学习课程资源，核心数学知识为三角形内角和定理、多边形内角和公式、多边形外角和公式。

    实验依托项目学习资源，使学生在完成项目任务的过程中学习数学知识。项目驱动问题为“如何设计创意组合学习桌”，又将此问题拆解为3个子任务：任务1是通过学习“如何设计颜色搭配”来学习三角形高线、中线、角平分线；任务2是通过学习“如何设计三角形桌子组合方案”来学习三角形内角和定理；任务3是通过学习“如何设计才能更安全”来学习多边形外角和公式等。设计学习桌为明线，学习数学知识为暗线，双线始终贯穿整个项目。实验时间为1周，每天1个课时，前3天由教师带领学生进行自学，第4天学生进行小组作品设计和制作，第5天进行作品展示和总结，最终作品为创意学习桌设计图，各小组通过PPT和海报等形式进行展示汇报。

    三、结果与分析

    （一）数学学习兴趣的表现及分析

    实验后对被试学生的数学学习兴趣进行统计分析，从表1的数据可以发现，学生在数学学习兴趣方面有显著的提升，实验前学生数学兴趣平均得分为4067，实验后为4681。但对各子维度进行统计发现，课内兴趣和课外兴趣方面均有显著提高，而试题兴趣方面提高幅度较小，均值相差仅为014。进一步对数据进行配对样本t检验，实验前后学生在总体数学学习兴趣上呈现出显著性差异。也就是说，实验后学生的数学学习兴趣比实验前有显著提高。在具体维度分析中发现，课内兴趣与课外兴趣方面均呈现出显著性差异，P=0000<001，但是在数学题的兴趣方面并未出现差异，P=072>005。由此可以看出，学生通过项目学习实验后，总体上数学学习兴趣明显提升，这表明数学项目学习有利于提升学生的数学学习兴趣，但在提升学生做数学题兴趣方面并不显著。出现这种结果的原因可能是实验中提供给学生的试题为常规数学题，与项目内容无关，而学生对数学的关注仅停留在项目作品的设计上，未关注到数学题；也有可能是学生独立完成数学题，并没有进行小组合作，缺少同伴间的交流，数学解题过程并未发生改变。

    进一步从性别角度分析，实验前对性别进行独立样本t检验，Levene方差齐性检验结果为F=162，P=021>005，表明2个变量的方差齐性；t =-04，P=07>005，表明男女生之间在学习兴趣得分上不存在明显的性别差异。实验后对性别进行独立样本t检验，Levene方差齐性检验结果为F=104，P=0311>005，表明2个变量的方差齐性；t =069，P=049>005，表明实验后男生与女生在数学学习兴趣得分上仍然不存在明显差异。从数学兴趣的3个维度分析中发现，男生和女生在实验前后的对比中均呈现出无差异性。结合男女生数学兴趣实验前后的数据变化，可以推测数学项目学习对男生和女生的数学学习兴趣有同样的影响效果，具有一致性。

    （二）自我效能感的表现及分析

    实验前后学生在总体自我效能感上有显著变化，均值从1535提高到2519，实验后2个子变量均值比实验前分别提高73和253。通过配对样本T检验，结果显示P值均为0000<001，表明实验前后的差异达到了统计学上的显著性。

    表2实验前后自我效能感的表现

    内容组别均值差标准差t值dfP值能力效能女生-765330-118325000男生-676391-71216000总体-73354-135442000行动效能女生-258160-82025000男生-247174-58716000总体-253164-101542000总体效能女生-1023410-127225000男生-924482-79116000总体-984437-147642000

    从表2的数据可以发现，实验前对男女生进行独立样本t检验，Levene方差齐性检验结果为F=144，P=071>005，表明2个变量的方差齐性；t值=-93，P=035>005，表明男生和女生在自我效能感上不存在明显的性别差异。实验后对学生性别进行独立样本t检验，Levene方差齐性检验结果为F=006，P=081>005，表明2个变量的方差齐性；t=023，P=082>005，表明实验后男生与女生在自我效能感上仍然不存在明显的差异。进一步从能力效能和行动效能上分析，P值均大于005，不存在显著性差异。结合男女生在实验前后自我效能感的得分情况，总体均有提高的表现，可以推测数学项目学习对学生在自我效能感方面的影响具有一致性，不存在性别差异。

    （三）核心数学知识的表现及分析

    本次实验的作品任务为设计创意组合学习桌，数学知识任务为学习三角形、多边形的相关知识。结合《标准》，确定核心数学知识为三角形内角和定理、多边形内角和公式、多边形外角和公式，实验后对学生在这些核心知识上的掌握情况进行测试。测试在实验结束后随即进行，中间未有间隔时间，结果如表3所示：

    表3核心数学知识的表现

    核心知识正确率三角形内角和定理100%多边形内角和公式95%多边形外角和公式91%

    从表3的数据可以发现，学生对核心知识的掌握程度相对较好，达到了预期效果。在进一步分析中发现，在数学学习兴趣方面，有6名学生作答成绩较低，其中1名学生没有发生变化，其余5名学生均有所提高；在自我效能感方面，6名学生都有所提高。这表明数学项目学习对本实验中低学业水平学生也有效果，能够激发他们的数学学习兴趣，提高他们的自我效能感。

    实验前后学生在学习兴趣和自我效能感方面有显著差异，具体变化如图1所示。除了在数学题兴趣上没有产生明显效果外，其余均有显著的正向变化。这表明项目学习对于培养学生的数学学习兴趣和提高自我效能感有积极作用。

    四、讨论与结论

    （一）项目学习有利于提高学生的数学学习兴趣

    通过本研究发现，项目学习对于提高学生的数学学习兴趣有明显效果，特别是在课内兴趣和课外兴趣方面都有显著性变化，但是在数学题兴趣方面并未产生明显变化。项目学习的过程中始终保持着“明线”和“暗线”的交互统一，数学知识的学习从以往的主动或者被动地接受转变为主动地去寻找，学生需要掌握知识后才能解决项目任务。而项目任务处在真实的情境中，学生更加熟悉，也更感兴趣，这种对任务产生的兴趣也就迁移到对数学知识的学习上，学习空间的扩展、学习方式的自由给了学生更多的自主权，也间接地影响了学生的数学学习兴趣。

    （二）项目学习有利于提高学生的自我效能感

    通过本研究发现，项目学习有效地提高了学生的自我效能感，在能力自我效能和行動自我效能方面都有显著提高，并呈现出显著性差异。自我效能感主要是指个体在某种情境下所具有的判断和自信，尤其是面对挑战时所具备的自信。在项目学习中，学生需要自主完成每一个任务，而阶段性的任务完成会大大提高学生的成就感，从而促使他们改变对自身数学能力的看法，特别是面临具有挑战性的问题时能够更加自信。

    （三）低学业水平学生的学习兴趣和自我效能感有明显提高

    通过本研究发现，低水平学生的数学学习兴趣和自我效能感同样有所提高。这与国外学者的研究结果相一致，Han等人在有关数学项目学习的研究中也证实了这一点[14]。通过小组合作能够增加低水平学生的课堂参与性，在讨论中能够将原有知识激活，并且更主动地接受新知识。不过，Blair指出，学生的学习效果也受到项目参与度的影响[15]。如果学生能够投入到项目中，将会产生积极的效果；反之，也会使他们产生负面情绪，从而影响学习态度。

    项目学习的最大优势在于学生能进行真实、完整、有意义、有实效性的学习，在学习过程中能综合发挥学科的育人功能[16]。它不仅是一种典型的以学习者为中心的教学方法， 也是一种学习者自主能动的学习方法[17]。不过，项目学习的研究是一个复杂的工作，受诸多因素的影响，还需要进行更多的研究，积累更多的数据和研究资料。但在推行STEM教育、创客教育等的今天，项目学习的研究已经成为教育者不能回避的问题。开展进一步的探讨，特别是从实证角度探讨项目学习的成效，将有助于项目学习的深入研究。

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    （责任编辑：申寅子）