在中學物理教學實踐和教學研究中，經常需要分析學生的物理學習心理。作為一位現代物理教師，應該了解一些分析學生物理學習心理的方法。本文對中學生物理學習心理分析的一般原則和方法作一簡要介紹。
一、物理學習心理分析的內容、特點和方法
（一）物理學習心理分析的內容和特點
物理學習心理分析指對那些跟物理學習過程密切相關的心理現象的分析。這些心理現象包括物理學習的認知過程、物理學習能力、物理學習動機和興趣等。另有一些心理現象如性格、氣質、信念、世界觀等，雖然也對物理學習過程有一定影響，但相對而言它們的影響不是太大，物理學習心理研究一般較少涉及。物理學習心理分析屬于教育心理的研究內容，它跟其它教育心理分析如智力測驗、能力傾向測驗、學業成就測驗等既有區別，又有聯系。其相通之處在于，它們都是對學生心理的分析或測量，所測到的心理物質有重疊的部分，故一般來講它們之間會有一定程度的相關，如物理能力測驗成績一般與智力測驗、一般能力傾向測驗以及物理學業成就測驗存在正相關。但是物理學習心理測量又區別于智力測驗、能力傾向測驗以及學業成就測驗。智力測驗與一般能力傾向測驗所測的是一般認識能力或一般能力傾向；學業成就測驗或各種選拔考試（如高考），根據其測試目的，往往是對知識和部分能力的綜合測試；物理學習心理分析則是對學生在學習物理過程中形成的、對進一步學習物理起決定作用的心理特質的分析或測量。
（二）物理學習心理分析的方法
物理學習心理分析是一種特殊的教育心理分析，其特殊性決定了這種分析必須是在學生的物理學習活動中，通過對學生的各種物理作業過程及結果的分析來探知學生的心理特質；同時由于它也是一種心理分析，可以借鑒一些一般心理測量的方法。
1．觀察法
觀察法是對研究對象在物理學習活動中的外部表現進行有目的、有計劃的觀察和記錄，通過對觀察結果的分析得出結論的方法。作觀察記錄可采用以下方法：①評等級法，即先將要觀測的心理特質或行為排出不同等級，記錄時在相應的等級上做標記；②記錄出現頻率法，即觀察時出現一次特定現象即在表格中該現象處做一次標記；③連續記錄法，即將觀察到的現象用筆記、錄音機、攝像機等手段記錄下來以進行分析。
2．談話法
談話法即直接與被試學生進行有準備的談話并記錄談話內容及被試學生的反應。運用談話法要注意以下幾點：①要有統一的談話提綱，以確保對不同被試學生施以相同的刺激；②事先對被試學生可能的回答分類制表，談話時只在相應的項目上作上標記；③建立和諧的談話氣氛，消除被試者的拘束和戒備心理，使之暢所欲言。
3．作品分析法
作品分析法指通過分析學生的作品而推斷其心理的方法。如通過對學生作業中常犯錯誤的分析可以推斷學生學習中的心理障礙、知識缺陷或不良習慣等；對某一類學生作業的長期分析則有助于推斷該類學生的心理特點等。
4．問卷法
問卷法是通過問卷形式對學生的學習心理進行調查的方法。運用問卷法可以對學生的一些非智力因素如動機、興趣等進行調查。
應用問卷法要注意以下兩點：①設法打消被試者的疑慮和戒備心理，問卷一般不要求署名；②項目的提問方式不應帶有任何傾向性，而且要使回答方式盡量簡單。
5．測驗法
測驗法是通過心理測驗對學生的物理學習心理進行測量的方法。運用測驗法可以對學生的物理學習心理作大規模的測量，是研究學生的物理學習心理特別是物理學習能力的有效手段。但為確保測量結果的有效性和可靠性，該法對整個測量過程特別是測驗的編制有嚴格要求。
①運用測驗法的基本要求
a．客觀性。為了減少測量誤差，測驗始終應注意客觀性，不可摻雜個人的主觀意見，測驗要標準化并有詳細評分標準，采用統一答案紙進行測驗。
b.取樣。指從整體中隨機取出樣本，包括對被試者的取樣和測題材料的取樣，只有抽取的樣本能真正代表整體時，測量結果才會具有普遍意義。
c．測驗的質量要可靠。測驗的質量一般指測驗的信度、效度要高，測題的區分度要好。
d．標準化與常模。標準化是指測驗的編制、施行、計分和解釋都要按規定的法則進行。標準化測驗要求測驗的項目要符合規范，施測時要以同樣的項目向所有被試者施測，對全體被試者使用同一說明書和指導語，用相同的測試時間，評分標準應預先制定，解釋結果時不應受測驗者態度、情緒的影響。
標準化測驗要求建立常模，作為比較不同受試者水平的依據。所謂常模，是指標準化樣本在測驗中的平均成績。常模可有多種，如智力測驗中的智齡、智商，在能力測驗中常模也可用百分等級或標準分數。
②物理學習心理測驗編制程序
a．確立測驗目的。編制測驗時，首先要確立測驗目的，是測一般物理學習能力，還是某種特定的物理學習能力，或其它心理特征；是用來描述、評價、選拔，還是診斷個體心理差異；是團體測驗還是個別測驗。另外還要了解被試者的年齡、生活背景、文化程度等信息。
b．選擇測驗材料編選測驗題。測驗材料的選擇直接關系到測驗結果的有效性，應非常慎重。對一項合適的物理學習心理測驗材料，有以下要求：第一，以物理知識為載體，取材要全面，應能涵蓋所測心理特質的范圍；第二，問題情境對學生來說應是新的，且有一定難度，以免學生僅憑對類似情境的記憶來答題而影響測量的準確性；第三，材料要突出所測的心理特征，排除干擾因素；第四，材料應適合被試者的年齡特征和文化水平；第五，材料應對所有被試者具有普適性。
編制測驗題是一項十分復雜的工作，要綜合考慮測驗目的、材料的性質、被試者特點以及施測時的各種實際因素。編制的測驗題數量應比最后所需的測驗題數量多出一倍或幾倍，以備篩選和復份。
c．預試。預試是將初步篩選的題目綜合成一個或幾個測驗，并向同一組人員施測，以獲取有關測驗題性能的客觀資料。預試時應注意預試對象要有代表性，人數以三四百為宜，測試環境應與正式測試時相同，記錄被試者答每題花費的時間。
d．進行項目分析。項目分析指對每道題的質量分析，包括分析測題的難度、區分度以及吸引度。目的是淘汰不適當的測題，使題目趨于標準化。
區分度分析，包括題目內在一致性分析和效度分析，前者考查每題與整個測驗性能是否一致，后者鑒定每道測驗題能否測出要測的東西。
吸引度分析，分析備擇答案的吸引程度，若各備擇答案吸引被試者的程度相當，則為好的題目，若有一兩個答案很少有人選，則要修改或淘汰該題。
e．編排試題，編寫說明書和指導語。最好的試題編排方式是由易到難循環排列，如每10題為1組，從易到難循環編排。
說明書是作為主試者的工作工具和對被試者的提示，一般包括說明測驗目的，實施方法，記分方法，結果處理等。
指導語是指示被試者測驗時的注意事項。通過監測人宣布或附于卷面上，包括簡要說明測驗目的，對被試者的要求等。
f．制定標準答案規定測驗時間及記分方法。標準答案及記分方法應在編制測驗時同時編制出來。規定測驗時間，包括主試者
宣布說明所需時間及被試者解答的時間。
③物理學習心理測驗的質量評定
a．效度。測驗的效度指測量結果的正確性、有效性，即該測驗能夠測出所要測量的心理特質的程度。效度是測驗的最重要的質量指標。
b．信度。信度指測驗得分的穩定性、可靠性，或者說，對同一被試者的前后兩次測驗，所得結果是否一致？測量結果是否可靠？信度是個統計學概念，可用相關系數表示，稱為信度系數。
二、物理學習能力的測量
（一）物理學習能力及其結構
物理學習能力是學生在接受學校教育和參與社會實踐過程中所形成的諸多能力中的一種，是在物理學習和物理活動中逐漸形成的一種調節物理活動的相對穩定的個性心理特征。
物理學習能力不是單一的能力，而是由多種能力構成的。物理學習能力的劃分根據分析的著眼點不同而不同，一般來講可以從以下兩種角度對物理學習能力進行劃分：
從物理學習能力是在物理活動中進一步發展了的認識能力（智力）這一角度看，物理學習能力應包括觀察能力、實驗能力、物理思維能力、物理想象能力和物理記憶能力等。
物理學習能力是在物理活動中發展起來的，若從調節各種物理活動過程的心理結構這一角度看，物理學習能力可分為觀察能力、實驗能力、運用物理知識分析解決問題的能力、物理自學能力和創造能力。
各種具體物理能力的構成或評價指標如下：
1．物理觀察能力
①目的性；②條理性；③理解性；④敏銳性；⑤持久性。
2．物理實驗能力
①設計實驗；②實驗操作；③觀察和記錄；④分析解決實驗中的問題；⑤數據處理；⑥分析總結。
3．物理思維
①物理抽象；②物理概括；③物理判斷、推理；④物理綜合分析；⑤運用數學處理物理問題。
4．物理想象能力
①建立空間位置關系；②形成物理圖景；③想象物理過程；④想象操作。
5．分析解決物理問題的能力
①分析物理問題的一般智力；②物理想象；③物理抽象思維；④運用數學解決物理問題；⑤發散思維。
6．物理自學
①對物理文字材料的領會；②發現問題提出問題；③物理實驗和理想實驗；④觀察；⑤運用知識；⑥資料檢索與使用；⑦對學習活動的自我意識及監控。
（二）物理學習能力測驗題的編制
物理學習能力的測量可通過前面介紹的心理測驗程序進行，其中核心的工作是編制測驗題。編制測驗題時首先要明確測驗目的，是測量一般的物理學習能力，還是測量某個特殊的物理學習能力，并明確對要測的能力構成是如何界定的。其次，題目的編選要符合前面提出的原則。下面是幾個物理學習能力測驗題的例子：
[測驗題1·物理實驗觀察]
導語：注意以下演示過程，記下你所看到的所有現象。
演示：在玻璃水缸中放適量帶有顏色的水，水中放置一根高于水面的蠟燭，點燃蠟燭，然后用廣口瓶將燃燒著的蠟燭全部罩住
（瓶口浸入水中）。
本題測驗觀察的敏銳性。如果被試者在看到蠟燭熄滅時也觀察到了罩內水面的輕微上升，則敏銳性計1分，否則不計分。
[測驗題2·自然觀察]
組織學生觀察雨后彩虹，觀察前先講清彩虹的成因，然后讓學生去實際觀察，以驗證解釋的科學性。要求對彩虹的形狀、顏色以及產生的條件進行仔細觀察，并作好記錄。回來后測試觀察結果：
①請盡可能詳細地描述出你所見到的彩虹的所有特征。
②當彩虹出現時，你看見太陽在什么方向！
本題可測觀察的條理性和理解性。如果被試者能完整地答出彩虹的形狀、顏色構成及其排列順序，則記條理性1分，否則不計分。
如果被試者正確答出太陽在觀察者的后上方，則理解性計1分。
〔測驗題3·思維能力〕
指出下列四種情況中，那些可以將物體看作質點？A.在高處由靜止釋放一根形狀不規則的短木棒，木棒翻滾著落地，計算落地時間；B.研究炮彈在炮膛中旋轉加速的過程；C.研究汽車突然啟動時乘客的運動；D.研究電梯中電梯對人的支持力。
如果答案完整、準確，則物理抽象能力計1分，否則不計分。
三、物理學習動機和學習興趣的分析
（一）學習動機與學習興趣
學習動機是推動主體進行學習活動的內在動力機制。學習動機由兩個基本部分組成，一部分即作為個性心理傾向的學習需要，是潛在的學習動機；另一部分是學習期待或學習誘因，其作用是激發學習需要，使動機由潛在狀態轉化為激活狀態，從而發動和維持學習活動。
學習需要一般認為由三種成份構成，即認知需要、交往需要和自我提高需要。物理學習動機中，如有的同學感到“物理課生動有趣，并能不斷揭開事物的秘密，所以很愛學。”這是認知需要的反映。有學生說：“物理老師和靄可親，風趣幽默，對我們很好，所以愛學物理”；還有學生說：“我們班別的同學物理都很好，就我們幾個學得不好，所以我也得加勁學”等則體現了學生的交往需要。還有學生立志要考名牌大學理工科，或為將來去研究所工作而學物理等則反映了學生自我提高的需要。
學習興趣是人積極探究事物的認識傾向，是認識需要的情緒表現。中學生學習物理的興趣大致可分為四種發展水平，依次是直覺興趣、操作性興趣、因果關系興趣和概括性認識興趣。興趣的發展水平與年齡有關，但起決定作用的還是在學習過程中的不斷培養。學生在學習物理過程中認識需要不斷滿足，促進興趣水平不斷提高，并使物理學習興趣日益分化和穩定。
（二）物理學習動機和學習興趣的分析
物理學習動機、興趣的分析可采用談話法和觀察法，對于大規模的研究一般用問卷法。
使用問卷法首先要編制問卷，一般來講，問卷的項目可采用以下幾種形式：
1.自由記述形式例如調查學生對物理課的興趣時，可直接問：你是否喜歡物理（實驗課，習題課……）？請把你的理由寫出來。
2.排序形式如中學生物理學習動機調查，可如此設計問卷項目：“你對為什么要學習物理是怎樣想的？請在下列各條中排列順序，你認為最重要的就在( )中寫1，次重要的寫2，余者類推。
( )因為物理知識在生產和生活中有用。
( )因為學校開設了這門課。
( )因為升學要考物理。
( )因為我從學習物理中得到快樂。
……
3.選擇形式例如：你為什么要學物理？如果你的原因是下列的某一條或某幾條請將其標號寫下來。A.內容有趣；B.能做實驗；C.生活中有用；D.升學考試有用；E.教師講得好；F.老師對我好；G.容易學會；H.家長要求；I.有課外活動……
四、物理學習心理過程的分析
物理學習心理過程分析可從以下兩個方面進行：一是結合物理教學實際對物理教學過程中物理學習心理的作用特點及發展規律進行分析、探討，例如前一段時間探討較多的“初二物理學習的分化”、“高一物理學習的臺階”等問題即屬此類；另一方面是對物理學習過程中心理障礙的分析，限于篇幅以下僅就后者作簡要介紹。
（一）物理學習中思維障礙的分析
思維是物理學習過程中最主要的心理活動，也是存在障礙最多的心理活動。思維障礙干擾和阻礙物理思維活動的正常進行，影響學生對物理知識的正確理解，久而久之，勢必會影響物理學習能力甚至一些非智力因素的正常發展。造成思維障礙的因素很多，一般可歸為三類：一類是知識因素，即由于學生頭腦中缺乏為思維活動定向的知識或有關知識處于混亂無序狀態而形成思維障礙。如在建立物理概念的思維過程中，如果相應的表象知識缺乏或錯誤，存在錯誤的前概念或新舊概念界限不清，則都有可能發生思維障礙，形成對物理概念的表面理解或引起概念的混淆。在解決物理問題的思維過程中，如果學生對相應的物理概念、規律的含義或適用范圍不清楚，則這一思維過程必然會遇到障礙。再一類是技能或能力因素，即缺乏執行思維活動的智力技能或能力從而使思維過程無法繼續。例如綜合性強的物理問題要求學生具備較強的綜合分析能力，靈活性強的物理問題要求學生具備逆向思維、發散思維能力，即使是基本的物理問題也要求學生具備分析物理問題的基本智力技能，否則解決物理問題的思維活動會障礙重重，無法順利進行。最后一類是學生的不良思維習慣和一些外來干擾因素。如中學生思維的絕對化、片面化傾向，想當然的思維習慣以及思維定勢的影響都可形成思維障礙；教師在講課或演示實驗過程中，處理不當也會產生一些干擾因素，導致思維障礙。
思維障礙的分析比較復雜，不象能力可以通過測驗測出，也不像動機可通過問卷調查。思維障礙存在于學生的思維過程中，間接反映在學生的智力作業中，學生自身也不一定能意識到，因而既不能通過外部觀察和學生內省報告直接得到，也不能在學生的作業中直接測出。對思維障礙的分析只能綜合運用觀察法、談話法和測試法（或作業分析）通過對學生思維過程及結果的深入綜合分析方可得出結論。具體分析時可采用以下步驟：
1.提出問題通過對教材中重點、難點的分析和物理學習中各種思維過程的分析，確立一些學生學習中可能出現困難的知識點。該步工作也可以通過整理平時對學生學習過程的觀察和對學生作業的分析所積累的資料來完成。
2.測試針對這些疑點、難點編制測驗題，測試時不僅要求學生答出結果，還要寫出理由，以充分暴露思維過程。
3.深入了解根據學生回答問題的情況，選擇部分學生，運用談話法進行進一步診斷。
4.做出結論，并提出教學對策。
（二）物理學習中非認知心理障礙分析
在物理學習過程中，除思維障礙外，學生還經常會遇到其它一些心理障礙。從來源上看，導致心理障礙的因素可分為三類：第一類是由早期（特別是小學）的學習方法和習慣遷移來的，是一種心理定勢，如死記硬背等僵化的學習方法；第二類是個人的一些不利于物理學習的心理特點，如短暫興趣、不愛動手等；第三類是將在社會上的一些處事原則帶進課堂，如從眾心理、逆反心理、文飾心理等。
對于上述心理障礙可運用觀察、問卷等方法進行了解，并采取措施及時予以克服。
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