学生的认知框架对需要表征一致性任务的影响

在同一概念的不同表征（例如从数学表征到图形表征）之间灵活转换的能力是专业素养的标志。先前研究表明，许多物理导论课学生缺乏表征一致性，例如，他们可能在相同情境中构建出彼此不一致的两个同一概念的表征。在本案例研究中，我们要求学生针对一个涉及具有球对称性的高斯定律的情境（带电导体球外包围带电导体球壳）构建电场的两种表征。先前研究还表明，此类问题会导致许多学生构建出彼此不一致的表征。在此我们呈现对三名学生就这一问题进行个别访谈的结果，这些结果表明学生表征一致性的缺乏可部分归因于图形与数学表征所触发的知识类型。用认知游戏（epistemic games）框架的术语来说，问题中要求学生构建的两种表征（数学 vs. 图形）可能导致了他们的表征不一致。