史滋福 唐婉秋 謝云天

(1 湖南師范大學(xué)心理學(xué)系，認(rèn)知與人類行為湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410081) (2 長(zhǎng)沙師范學(xué)院應(yīng)用心理學(xué)教研室，長(zhǎng)沙 410100)

1 引言

數(shù)學(xué)作為科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)、人類思維的表達(dá)方式，對(duì)個(gè)體的職業(yè)發(fā)展和學(xué)術(shù)成就有著深遠(yuǎn)的影響（Ceci,Williams,& Barnett,2009）。而數(shù)學(xué)成績(jī)作為學(xué)生學(xué)業(yè)成就的主要組成部分，不僅是國(guó)內(nèi)外大型教育質(zhì)量評(píng)價(jià)項(xiàng)目（Third International Mathematics and Science Study,TIMSS;Program for International Student Assessment,PISA）持續(xù)關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容（黎亞軍,2016），也是檢查數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)質(zhì)量的重要依據(jù)（康玥媛,張楠,王光明,佘文娟,劉艷云,2016）。

數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)涉及解決復(fù)雜問題，因此，研究認(rèn)為認(rèn)知因素與數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)（Maloney & Retanal,2020）。研究者認(rèn)為與智力有關(guān)的數(shù)學(xué)運(yùn)算、工作記憶和類比推理等與數(shù)學(xué)成績(jī)均顯著正相關(guān)（郝嘉佳,陳英和,陳藝萍,白學(xué)軍,2017）。然而，有研究發(fā)現(xiàn)，在智力水平相當(dāng)、學(xué)習(xí)環(huán)境一致的情況下，學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)表現(xiàn)仍然差異顯著（王光明,佘文娟,宋金錦,2014）?？但h媛等人（2016）認(rèn)為，高效數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)心理特征的結(jié)構(gòu)要素不僅包含基本認(rèn)知能力和學(xué)習(xí)策略，還包含非智力因素。

認(rèn)知需求（need for cognition,NFC）作為一種與問題解決有關(guān)的非智力因素（Heppner,Reeder,& Larson,1983），是個(gè)體主動(dòng)參與和享受思考的一種穩(wěn)定的個(gè)人特質(zhì)（Cacioppo & Petty,1982）。認(rèn)知需求與大腦的靈活性密切相關(guān)，通常對(duì)各種認(rèn)知活動(dòng)（如創(chuàng)造力）有積極的影響（He et al.,2019）。高認(rèn)知需求的學(xué)生往往對(duì)其自身解決問題的能力有積極的評(píng)價(jià)，更喜歡復(fù)雜的數(shù)學(xué)任務(wù)，與更好的學(xué)業(yè)成就相關(guān)聯(lián)（Sadowski & Gülg?s,1996）。事實(shí)上，認(rèn)知需求作為一種“饑餓思維”，是“決定個(gè)人學(xué)業(yè)成績(jī)差異的核心因素”（Von Stumm,Hell,& Chamorro-Premuzic,2011）。近年來(lái)，研究者通過對(duì)10 到16 歲的中小學(xué)生進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)認(rèn)知需求的個(gè)體差異與學(xué)業(yè)成績(jī)有關(guān)（Luong et al.,2017），尤其在標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試中，高認(rèn)知需求的學(xué)生有更好的學(xué)業(yè)成績(jī)（Neigel,Behairy,& Szalma,2017）。具有高認(rèn)知需求的學(xué)生更有可能參加需要個(gè)人天賦的課程（Meier,Vogl,& Preckel,2014），并在學(xué)業(yè)測(cè)試中取得更高的分?jǐn)?shù)（Elias & Loomis,2002）。一項(xiàng)對(duì)德國(guó)學(xué)生的研究甚至還發(fā)現(xiàn)，認(rèn)知需求在智力與平均績(jī)點(diǎn)（grade point average,GPA）的關(guān)系中起調(diào)節(jié)作用，在較高的認(rèn)知需求分?jǐn)?shù)下，個(gè)人推理能力與GPA 的關(guān)系減弱，表明認(rèn)知需求具有補(bǔ)償效應(yīng)（Strobel,Behnke,G?rtner,& Strobel,2019）。

近年來(lái)，在由無(wú)意識(shí)的自動(dòng)化加工和有意識(shí)的控制加工所組成的雙加工模型（Evans,2003）基礎(chǔ)上，Stanovich，West 和Toplak（2011）將有意識(shí)的類型二加工進(jìn)一步劃分為算法心智和反省心智，并從理性思維的角度提出了“三重加工心智模型”。該模型認(rèn)為，人類大腦同時(shí)具備三種心智：自主心智、算法心智以及反省心智。其中，算法心智關(guān)注的是認(rèn)知機(jī)制中的計(jì)算加工過程，反省心智則通過發(fā)起壓制來(lái)要求算法心智采取理性行動(dòng)，其衡量指標(biāo)是思維傾向。理性的概念內(nèi)涵包含反省心智的思維傾向以及算法心智的效率（基思·斯坦諾維奇,2015）。認(rèn)知需求作為一種樂于思考的思維傾向，不僅反映了個(gè)體加工信息的認(rèn)知努力程度，還影響問題解決和決策（Furnham & Thorne,2013），以及個(gè)體對(duì)信息加工類型的選擇（Bertrams & Dickh?user,2009）。認(rèn)知需求的差別反映了反省心智的個(gè)體差異（Stanovich et al.,2011）。研究表明，與低認(rèn)知需求的個(gè)體相比，高認(rèn)知需求的個(gè)體會(huì)將其判斷和信念建立在經(jīng)驗(yàn)信息和理性思考的基礎(chǔ)上（Leary,Shepperd,McNeil,Jenkins,& Barnes,1986）。此外，數(shù)學(xué)理性思維是數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)，只有在理性思維的指引下，才能促進(jìn)數(shù)學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展，從而更好地解決數(shù)學(xué)問題（寧銳,李昌勇,羅宗緒,2019）。已有研究缺乏從理性思維的角度深入揭示認(rèn)知需求與數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)的關(guān)系。初中階段的青少年正處于心智發(fā)展的重要時(shí)期，更需要認(rèn)知需求來(lái)督促學(xué)習(xí)。有鑒于此，本研究試圖基于三重加工心智模型探討認(rèn)知需求與初中生數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)的關(guān)系。

此外，以往研究大多認(rèn)為，認(rèn)知需求是高與低的兩極變量，根據(jù)個(gè)體在量表上得分的中位數(shù)來(lái)進(jìn)行劃分（Neigel et al.,2017），但徐潔和周寧（2010）認(rèn)為這種劃分方法不僅在取樣有偏差時(shí)，劃分也會(huì)出現(xiàn)偏差，而且這種劃分方法往往忽略了學(xué)生群體的內(nèi)部異質(zhì)性（楊亞威,張敏強(qiáng),漆成明,2017）。然而，有研究者認(rèn)為認(rèn)知需求可能存在多個(gè)維度，Tanaka，Panter和Winborne（1988）認(rèn)為認(rèn)知需求結(jié)構(gòu)可劃分為三類：認(rèn)知持久性、認(rèn)知復(fù)雜性和認(rèn)知信心。Lord 和Putrevu（2006）通過三個(gè)探索性研究揭示了認(rèn)知需求量表的四個(gè)維度：認(rèn)知刺激的享受、復(fù)雜性偏好、認(rèn)知努力的承諾以及對(duì)理解的渴望。事實(shí)上，徐潔和周寧認(rèn)為，不同認(rèn)知需求者在面對(duì)復(fù)雜的認(rèn)知活動(dòng)時(shí)的表現(xiàn)差異還體現(xiàn)在對(duì)認(rèn)知活動(dòng)的投入程度和喜愛程度上，對(duì)個(gè)體信息加工傾向性的影響也是多方面的。可見，研究者已認(rèn)識(shí)到認(rèn)知需求存在異質(zhì)性，但不同質(zhì)群體的劃分是潛在的，在分組變量不明確的情況下，需要基于模型的方法對(duì)潛在分組進(jìn)行估計(jì)。而潛在剖面分析（latent profile analysis,LPA）以個(gè)體為中心，對(duì)認(rèn)知需求的潛結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，進(jìn)而探索群體內(nèi)部的異質(zhì)性分類模式（張潔婷,焦璨,張敏強(qiáng),2010;Notelaers,Einarsen,De Witte,& Vermunt,2006）。因此，本研究認(rèn)為：認(rèn)知需求存在不同的潛在類別，且不同類別的認(rèn)知需求與數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)的關(guān)系存在顯著差異。

2 研究方法

2.1 被試

以班級(jí)為單位，選取江西省三所公立中學(xué)的初中生。發(fā)出問卷2956 份，剔除漏答過多和有規(guī)律作答的問卷后（劉豆豆,陳宇帥,楊安,葉茂林,吳麗君,2020），收回有效問卷2844 份。其中，男生1551 名（54.54%），女生1293 名（45.46%）。初一學(xué)生947 名（33.30%），初二學(xué)生979 名（34.42%），初三學(xué)生918 名（32.28%）。被試的平均年齡為13.58±1.01 歲。

2.2 研究工具

2.2.1 認(rèn)知需求量表

采用Kokis，Macpherson，Toplak，West 和Stanovich（2002）修訂的認(rèn)知需求量表（Need for Cognition Scale）。該量表共9 題，為單一維度結(jié)構(gòu)。采用4 點(diǎn)計(jì)分，1 表示“非常同意”，4 表示“非常不同意”。得分越高，表示認(rèn)知需求越高。該量表在本研究中的Cronbach’s α 系數(shù)為0.71。參照徐潔和周寧（2010）對(duì)認(rèn)知需求的定義和內(nèi)涵，本研究將認(rèn)知需求劃分為兩個(gè)維度。第一個(gè)維度是認(rèn)知喜愛，均涉及喜歡思考問題，為第1 至第5題，采用反向計(jì)分；第二個(gè)維度是認(rèn)知投入，均涉及信息加工傾向，為第6 至第9 題，采用正向計(jì)分。

2.2.2 數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)

來(lái)自最近一次期中考試的數(shù)學(xué)成績(jī)，并參照陳京軍、吳鵬和劉華山（2014）的研究，將數(shù)學(xué)成績(jī)?cè)诟髯詫W(xué)校的相應(yīng)年級(jí)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化，轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)分。

2.3 程序

由經(jīng)過前期培訓(xùn)的班主任主持調(diào)查，利用班會(huì)時(shí)間集中發(fā)放問卷，學(xué)生理解要求后獨(dú)立回答，隨后當(dāng)場(chǎng)回收。整個(gè)任務(wù)持續(xù)約15 分鐘。問卷回收后，應(yīng)用SPSS25.0、Mplus7.4 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

3 結(jié)果

3.1 主要變量的相關(guān)矩陣

主要變量的Pearson 相關(guān)分析結(jié)果顯示（見表1），性別（1=男，0=女）和認(rèn)知需求、數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)的相關(guān)均未達(dá)到顯著水平，ps>0.05。認(rèn)知需求和數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)顯著正相關(guān)，p<0.001。

表1 主要變量的Pearson 相關(guān)矩陣

3.2 初中生認(rèn)知需求的潛在剖面分析結(jié)果

以因素分析得出的兩個(gè)維度上的得分作為外顯變量，建立潛在剖面模型，對(duì)初中生的認(rèn)知需求進(jìn)行潛在剖面分析的模型擬合性估計(jì)。在潛在剖面模型分析中，AIC 和BIC 越低，Entropy 越高，且LMRT 和BLRT 達(dá)到顯著，模型的擬合度越高，模型更優(yōu)（張潔婷等,2010）。根據(jù)不同類別的潛在剖面分析擬合指數(shù)結(jié)果（見表2），4 類別模型的AIC、BIC、aBIC 均低于3 類別模型，Entropy 比3 類別及5 類別模型更高，且LMR-LRT 和BLRT顯著。而3 類別模型Entropy 的值偏小，且AIC 和BIC 偏大。另外，5 類別模型的LMR-LRT 和BLRT均不顯著。所以，選擇4 類別模型是比較合適的，其擬合數(shù)據(jù)最佳（參見表2）。

表2 初中生認(rèn)知需求潛在剖面分析擬合信息

從圖1可知，四個(gè)類別的條件均值顯現(xiàn)出不同的特征。在四種類型中，類別1 在認(rèn)知喜愛維度上的得分居中，而在投入維度上得分偏低，故被命名為“參與思考–低投入型”，占所有被試的25.52%；類別2 在各條目上的得分均屬于中等水平，故被命名為“參與思考–一般投入型”，占所有被試的40.58%；類別3 在認(rèn)知喜愛維度上得分最低，而在認(rèn)知投入維度上得分偏高，故被命名為“懶于思考–高投入型”，占所有被試的3.87%；類別4 在兩個(gè)維度上得分均偏高，故被命名為“喜歡思考–高投入型”，占所有被試的30.03%。

圖1 初中生認(rèn)知需求四個(gè)潛在類別的估計(jì)條件均值

3.3 認(rèn)知需求潛在類別對(duì)人口學(xué)變量的多項(xiàng)Logistic回歸

為了進(jìn)一步探討認(rèn)知需求類別的性別和年級(jí)效應(yīng)，以便更好地發(fā)現(xiàn)認(rèn)知需求的分布特點(diǎn)，繼續(xù)以潛在類別為因變量（類別4 喜歡思考–高投入型為比較參考類別），年級(jí)（初三為參照）、性別（女性為參照）作為自變量，進(jìn)行多項(xiàng)Logistic回歸分析。結(jié)果顯示（參見表3），年級(jí)對(duì)認(rèn)知需求潛在類別的影響顯著，與初三學(xué)生相比，初一學(xué)生和初二學(xué)生在類別1（參與思考?低投入型）、類別2（參與思考?一般投入型）、類別3（懶于思考?高投入型）的回歸系數(shù)B值為負(fù)值且差異顯著，表明這兩個(gè)年級(jí)的學(xué)生更可能是喜歡思考?高投入型。性別對(duì)認(rèn)知需求潛在類別的影響不顯著。

表3 認(rèn)知需求潛類別組對(duì)人口學(xué)變量的多項(xiàng)Logistic 回歸

3.4 不同認(rèn)知需求潛在類別初中生的數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)比較

考慮到已有研究表明性別、年級(jí)和數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)相關(guān)（劉蘊(yùn)坤,陶沙,2012），因此，本研究以認(rèn)知需求潛在類別為自變量，以性別和年級(jí)為協(xié)變量，數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)?yōu)橐蜃兞?，進(jìn)行單變量方差分析。結(jié)果顯示，不同認(rèn)知需求類別初中生的數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)差異顯著，F(xiàn)(3,2838)=29.62，p<0.001，η=0.03。多重比較結(jié)果顯示，參與思考–低投入型初中生的數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)（?0.20±1.01）既顯著低于參與思考–一般投入型（?0.05±0.98），p<0.01，也顯著低于喜歡思考–高投入型（0.25±0.97），p<0.001；參與思考–一般投入型（?0.05±0.98）和懶于思考–高投入型（?0.11±1.01）均顯著低于喜歡思考–高投入型（0.25±0.97），ps<0.001。

4 討論

4.1 初中生認(rèn)知需求的潛在剖面分析

本研究首次采用潛在剖面分析對(duì)認(rèn)知需求進(jìn)行劃分，最終確定為4 類別模型，分別是：參與思考–低投入型、參與思考–一般投入型、懶于思考–高投入型、喜歡思考–高投入型。其中，參與思考–一般投入型的學(xué)生對(duì)思考問題表現(xiàn)出一定的熱情和投入，所占人數(shù)比例最多（40.58%），表明多數(shù)學(xué)生的認(rèn)知需求處于中等水平；懶于思考–高投入型的人數(shù)比例最少（3.87%），說明僅有少數(shù)學(xué)生不愿思考復(fù)雜問題，而愿意投入到簡(jiǎn)單問題的解決，這也啟示教育工作者在教學(xué)中可以通過引導(dǎo)學(xué)生積極思考問題，將這類學(xué)生的認(rèn)知需求轉(zhuǎn)化為喜歡思考–高投入型；另外，懶于思考–低投入型學(xué)生的認(rèn)知喜愛和投入的程度均偏低，不愿鉆研復(fù)雜問題，在教學(xué)中可將其作為重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象，引導(dǎo)其建構(gòu)良好的認(rèn)知需求。

本研究通過多項(xiàng)Logistic 回歸分析探討了認(rèn)知需求類別的性別和年級(jí)效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)年級(jí)影響初中生的認(rèn)知需求潛在類別，而性別對(duì)認(rèn)知需求潛在類別的影響不顯著。與初三學(xué)生相比，初一學(xué)生和初二學(xué)生更可能是喜歡思考–高投入型。說明不同學(xué)齡階段的青少年認(rèn)知需求存在差異，隨著年級(jí)的升高，認(rèn)知需求有下降的趨勢(shì)。究其原因，青少年期處于自我同一性形成與同一性混亂相沖突的時(shí)期，易受外界因素干擾。到了初三階段，各科學(xué)習(xí)任務(wù)不斷加重，特別是數(shù)學(xué)知識(shí)的難度加大，學(xué)生的數(shù)學(xué)焦慮感最為明顯（Wigfield & Meece,1988）；另外，有研究發(fā)現(xiàn)，初三學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)能力自我概念顯著低于另兩個(gè)年級(jí)，易產(chǎn)生消極學(xué)業(yè)情緒（陳京軍等,2014）。

4.2 認(rèn)知需求與數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)的關(guān)系

根據(jù)方差分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同認(rèn)知需求類別的初中生的數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)差異顯著，且認(rèn)知需求與數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)顯著正相關(guān)，與以往的研究結(jié)果一致（Elias & Loomis,2002;Neigel et al.,2017）。參與思考–低投入型初中生的數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)既顯著低于參與思考–一般投入型，也顯著低于喜歡思考–高投入型。這表明認(rèn)知需求不強(qiáng)烈的學(xué)生表現(xiàn)出認(rèn)知喜愛和認(rèn)知投入程度都偏低，其數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)也更差。這是由于這類學(xué)生作為“認(rèn)知吝嗇鬼”，他們?nèi)狈ελ伎嫉膬?nèi)在動(dòng)機(jī)，依賴于他人、認(rèn)知啟發(fā)或社會(huì)比較過程來(lái)理解事物（Ganuthula & Dyaram,2016），通常會(huì)避免從事要求認(rèn)知能力高的活動(dòng)，在學(xué)習(xí)上不愿花費(fèi)更多的認(rèn)知資源（Schindler,Schindler,& Reinhard,2019）。其次，參與思考–一般投入型初中生的數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)也顯著低于喜歡思考–高投入型。說明在反省心智的作用下，認(rèn)知需求越強(qiáng)烈的學(xué)生在面對(duì)問題時(shí)，能夠表現(xiàn)出更享受思考并努力投入的學(xué)習(xí)狀態(tài)，有助于提高學(xué)業(yè)質(zhì)量，從而數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)表現(xiàn)更佳。最后，懶于思考–高投入型初中生的數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)也顯著低于喜歡思考–高投入型。該結(jié)果表明，面對(duì)復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題時(shí)，認(rèn)知難度增大，不僅要做到高投入，也要從內(nèi)在動(dòng)機(jī)上構(gòu)建喜歡思考的認(rèn)知傾向，才能有助于提高學(xué)業(yè)成績(jī)。因此，在發(fā)揮算法心智的功能時(shí)要重視反省心智的作用，塑造理性思維，提高學(xué)生的認(rèn)知喜愛和認(rèn)知投入程度，構(gòu)建良好的認(rèn)知需求水平，從而提升數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)。

另外，性別和數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)的相關(guān)未達(dá)到顯著水平，這與以往的研究結(jié)果不一致（董博,2019;林崇德,1996）。造成不一致的原因可能是：（1）被試來(lái)源的差異；（2）不同的統(tǒng)計(jì)分析方法。例如，董博為了探討影響數(shù)學(xué)成績(jī)的因素及其性別差異，在全國(guó)范圍內(nèi)取樣，但僅隨機(jī)抽取了初一和初三學(xué)生，采用逐步回歸法建立模型來(lái)進(jìn)行分析。而本研究選取的被試是來(lái)自江西省的三所中學(xué)，涵蓋了三個(gè)年級(jí)，采用相關(guān)分析方法來(lái)探討性別與認(rèn)知需求、數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)的關(guān)系。

4.3 研究不足與展望

本研究中所使用的數(shù)據(jù)來(lái)源是初中生的自我評(píng)價(jià)，可能會(huì)受到社會(huì)贊許性的影響，未來(lái)研究可以采用360 度測(cè)評(píng)的方法收集數(shù)據(jù)，豐富數(shù)據(jù)來(lái)源，增強(qiáng)結(jié)果的可信度（劉丹,繳潤(rùn)凱,王賀立,李飛飛,2018）。還有，認(rèn)知需求作為一種思維傾向，仍有學(xué)生的認(rèn)知需求水平不穩(wěn)定，在縱向追蹤研究中，認(rèn)知需求可能會(huì)轉(zhuǎn)化為其他組，可進(jìn)一步做潛在類別轉(zhuǎn)換分析。同時(shí)，也可以從縱向研究的角度對(duì)認(rèn)知需求和數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)的關(guān)系進(jìn)行研究，并且可進(jìn)行內(nèi)在機(jī)制的探討，以便更好地驗(yàn)證三重加工心智模型。

5 結(jié)論

（1）初中生認(rèn)知需求具有異質(zhì)性，包括四個(gè)潛在類別：參與思考–低投入型、參與思考–一般投入型、懶于思考–高投入型、喜歡思考–高投入型。（2）初中生的認(rèn)知需求體現(xiàn)出年級(jí)效應(yīng)，但沒有性別效應(yīng)。（3）不同認(rèn)知需求類別的初中生具有不同的數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)。具體而言，喜歡思考–高投入型的數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)最高，而參與思考–低投入型的數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)顯著低于參與思考–一般投入型和喜歡思考–高投入型初中生的數(shù)學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)。