物理与电信工程学院肖洋副研究员指导本科生林佳倍利用心理学的负启动范式对抑制控制在物理概念学习中的作用开展研究。2月23日，相关成果以“Inhibitory control involvement in overcoming the position-velocity indiscrimination misconception among college physics majors”为题，在线发表于《Physical Review Physics Education Research》（文章链接： https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevPhysEducRes.19.010112）。物理与电信工程学院本科生林佳倍为第一作者，肖洋副研究员、电子与信息工程学院骆开庆老师、心理学院余可可副研究员为共同通讯作者。
在物理等科学学科的学习中，学生往往会通过生活经验等来源产生一些与科学知识相悖的认识（迷思概念），这些迷思概念会影响他们学习正规物理知识的。在过去几十年来，如何克服迷思概念、促使学生达成概念转变、掌握并理解科学概念一直都是物理教育研究领域的热点话题。早期的概念转变模型认为迷思概念应该被完全消除才能掌握科学概念，但近来的理论（如概念流行模型，“conceptual prevalence model”）和实证研究都逐渐表明概念转变后迷思概念仍然与科学共同存在于大脑当中。抑制迷思概念的过度使用成为了应用科学概念解决问题的前提，了解抑制控制功能如何参与对迷思概念的抑制成为了一个值得进一步探讨的研究领域。
本研究以运动学中的常见的迷思概念“位置-速度混淆”（PVI，position-velocity indiscrimination，即认为两个物体处于同一位置时速度大小想通）为例，运用负启动范式（NP，negative priming paradigm）设计“启动-探测”项目对，要求大学物理专业的学生判断关于频闪照片图中两列火车何时速度相同的表述是否正确。频闪照片中的两列车相同时刻在同一位置会有可能激活PVI迷思概念，再通过表述是否与PVI迷思概念对应来分别“显性（explicitly）”或“隐性（implicitly）”激活迷思概念。
结果表明，物理专业的大学生在判断“显性”激活迷思概念的“不一致（incongruent，即相同的位置-不同的速度）启动”项目时的正确率和反应时均显著低于“中性（neutral，即不存在相同位置的时刻）启动”项目，而“隐性”激活迷思概念的“不一致启动”项目则与“中性启动”项目之间不存在显著差异。探测项目使用了“一致（congruent，即相同的位置-相同的速度）”项目，按照负启动范式的逻辑，“不一致-一致”条件下需要先抑制PVI迷思概念以正确解决不一致启动项目，再解决符合PVI迷思概念的一致探测项目时的表现就会比“中性-一致”条件下的一致探测项目差，“不一致-一致”和“中性-一致”条件下探测项目表现上的差异就是负启动效应量（NP Effect）。对探测项目的分析表明，虽然在两种“不一致-一致”条件下均观测到了负启动效应，但是“显性”迷思概念时的负启动效应显著高于“隐性”条件。
本研究首次在运动学领域证实了克服PVI迷思概念并应用科学概念解决问题需要抑制控制的参与，为迷思概念与科学概念的共存假说提供了证据。还揭示了显性激活迷思概念比隐性激活需要更大程度的抑制控制，这意味着显性激活迷思概念可能促进了迷思概念的“流行”、而隐性激活迷思概念则通过促进科学概念的“流行”帮助学生尽快抑制迷思概念，为概念流行模型提供了证据。本研究对物理教学具有参考价值，传统物理概念教学中过早地激发认知冲突的做法应该慎重，先介绍科学概念再激发认知冲突可能是更行之有效的策略。
作者/通讯员:肖洋 | 来源:物理与电信工程学院 | 编辑:吴楠
