文章分享 | 期望-价值模型视角下高中生物理学习动机、投入与持续选课意愿
时间: 2026-10-28 发布者: stem 文章来源: 科学教育研究中心 审核人: 浏览次数: 10


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导语

在澳大利亚,高中物理面临两大顽疾:选课人数持续下滑,以及长期存在的性别失衡。以往研究大多关注"学生最初为什么选物理",却很少追问一个更关键的问题——已经选了物理的学生,为什么在学了一年之后还愿意继续学下去? 最新发表于《Research in Science Education》的研究,以澳大利亚新南威尔士州247名11年级物理学生为样本,基于期望-价值理论构建并验证了"物理持续选课模型"(SEMP),给出了一个与以往" topic 层面"研究截然不同的答案:在学科层面,真正决定学生是否继续学物理的,不是"我觉得我能学好",而是"我真的觉得物理有意思"。


01

研究背景

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物理被称作"赋能科学"(enabling science),但它在学生心中长期带有两个标签:"难"和"男性化"。前者源于高数学要求、抽象概念、多重表征和繁重课业;后者则来自课堂话语被男生主导、课程情境与女生经验脱节,以及家长和教师对女生物理能力的刻板印象。这些因素共同导致女生在高级物理课程中严重 underrepresented。

已有研究多聚焦于初始选课意愿的预测因素,却较少关注持续选课——即学生在真正经历了一年的物理课程之后,是否还愿意在12年级继续学。而恰恰是这一阶段,即便是成绩优异、自我效能高的"精英"学生群体中也会出现流失。澳大利亚的学制提供了理想的研究场景:11年级结束时,学生必须决定是否在12年级继续修物理


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研究设计

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理论框架:研究采用Eccles等人的期望-价值理论(EVT),并在此基础上发展出"学术选择通用模型"(GMAC),进而构建了物理持续选课模型(SEMP)。模型包含五个核心变量:兴趣价值(interest)、效用价值(utility)、表现感知(perfperc,即能力自我概念与任务难度感知的合并)、性别刻板态度(sexstereo)和持续投入(engage),最终指向持续选课意愿(choicein)。

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研究对象:247名11年级物理学生(女生90人,占36%;男生157人,占64%),来自新南威尔士州9所高中(公立与天主教学校)。数据在11年级结束、学生即将升入12年级的关键决策节点收集。

测量工具:研究将原有的"物理动机问卷"(PMQ,topic层面)改编为"物理选课动机问卷"(PEMQ,domain层面),共22题,6点Likert量表。验证性因素分析显示该工具具有良好信效度,且跨性别测量不变性成立(CFI变化均≤0.01)。

分析策略:采用结构方程模型(SEM)检验SEMP,模型拟合指标为χ²/df=2.55、TLI=0.909、CFI=0.923、RMSEA=0.080,属"尚可"拟合。


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研究发现

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兴趣价值是最强预测因子。 在控制其他变量后,兴趣对投入有显著正向效应(Estimate=0.610,p<.001),标准化路径系数β=0.55;效用价值也有显著正向效应(β=0.26);而表现感知未达1%显著性水平(p=.027),性别刻板态度同样未达显著(p=.015,β=-0.12)。投入对持续选课意愿的预测极强(β=0.87,p<.001)。

模型解释力很强:四个EV变量共同解释了投入74%的方差,模型整体解释了选课意愿76%的方差,其中仅兴趣一项就解释了投入约31%的方差。

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性别差异:大多不显著,但刻板态度例外。 女生在兴趣和效用上得分略高,在表现感知、刻板态度、投入和选课意愿上略低,但除性别刻板态度外均未达统计显著。男生刻板态度均值2.67,女生1.86(均低于中点,说明总体上学生并不认同"物理更适合男生")。作者特别提醒:"未检测到显著差异"不等于"两组相同",需结合样本量、模型复杂度和统计效力谨慎解读。


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研究结论

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综合来看,研究提供了几个对科学教育研究与实践有价值的判断。

第一,区分"招生"与"留人"两类干预。 招募女生进入物理,需要解决归属感、相关性和信心等初始动机障碍;而留住已选物理的学生,则应聚焦于维持投入与坚持。由于已选课男女生动机画像大体相似,对男生有效的留人策略很可能同样适用于女生,反之亦然。

第二,兴趣是留人的核心抓手。 对教师而言,这意味着应重视能激发兴趣的教学策略——真实世界应用、动手探究、以学生为中心的学习环境。对研究者而言,这项研究提供了一个经实证支持的领域层面模型和测量工具(PEMQ),并提示动机具有"层面敏感性"和"时间敏感性":在物理这样包含多个认知与情感需求各异模块的复杂学科中,只做领域层面分析可能掩盖学科内部的重要变异。

第三,研究也承认其局限:样本仅来自已选物理的城市公立与天主教学校学生,难以推广到农村、独立学校或其他国家;聚类抽样(9所学校)带来的嵌套结构未被多水平模型处理;动机可能随时间变化,未来需纵向追踪。


结语

在topic层面,"我能行"很重要;但到了学科层面、到了真正要决定"要不要再学一年"的时刻,"我喜不喜欢"才是那个决定性的变量。这提醒我们,物理教育的留人问题,本质上可能不是一个"降低难度"的问题,而是一个"让物理变得值得享受"的问题。