Female Students’ Motivation to Learn Atomic Orbitals and Hybridisation
这项针对加纳304名女性化学专业学生的调查研究表明，自我调节动机与她们在学习原子轨道和杂化方面的表现显著相关，这表明教育者应采取教学策略来加强这种动机，以改善化学学习并支持可持续发展目标5。
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化学常常让人觉得是一门关于隐形事物的语言。在这门语言的核心是原子轨道，它们并非曾经被认为电子所遵循的那种整齐、圆形的轨道，而是电子最可能出现的模糊的三维区域。可以将这些区域想象成不同的形状：有些是完美的球体，有些看起来像哑铃，还有些具有更复杂的、类似三叶草的形状。当原子通过化学键结合形成分子时，这些形状可以通过一种称为“杂化”的过程融合在一起，形成新的形状，从而决定分子的行为方式和结合方式。这些概念是理解从我们呼吸的空气到我们服用的药物等一切事物的基本基础，然而对于学生来说，由于这些概念无法被看见或触摸，它们仍然是最难掌握的概念之一。对于许多学习者，尤其是那些在历史上由男性主导的领域中探索的年轻女性来说，挑战不仅仅在于智力，而往往在于当这些概念显得抽象且令人困惑时，她们是否能感受到继续尝试的动力。
加纳开普海岸大学的一个研究小组致力于了解动机如何影响女性学生应对这些困难的化学课题。他们的研究对象是开普海岸大都会区的304名女学生，该城市拥有单性别学校和男女合校并存的情况。研究人员想要观察学习的驱动力是来自于课堂环境、学生自身的自主学习能力、他们为自己设定的目标，还是超越他人的欲望。为了获得清晰的图景，学生们进行了一项关于原子轨道和杂化的诊断性测试，以衡量她们真实的理解程度。她们还填写了一份关于动机的详细调查问卷，并参与了面对面的访谈，以便用自己的语言解释感受。这种方法使研究人员能够将硬性的测试分数与个人故事相结合，从而构建出学习体验的全貌。
研究确定了出现在学生回答中的四种主要动机类型。第一种是动机气候，它指的是由教师和同伴创造的氛围。这包括教师是否让课堂感觉安全且具有支持性、是否有效地利用小组讨论，以及是否提供了合适的学习材料。第二个因素是自我调节动机，它描述了学生通过设定目标、监控进度和调整学习习惯来掌控自身学习的能力。第三个因素是目标设定学习，即学生在开始一个学期或一次学习过程之前建立具体的目标。最后一个因素是成就动机，即获得高分、避免失败或超越同学的驱动力。研究人员分析了数据，以观察这四个因素中哪些实际上预测了学生在化学测试中的表现。
结果揭示了一个关于在这一特定科学领域取得成功的复杂真相。虽然课堂环境和获得好成绩的欲望很重要，但当所有因素被综合考虑时，它们并不能直接预测学生对原子轨道和杂化的理解程度。然而，当研究人员使用逐步回归分析来分离最具影响力的因素时，数据显示，自我调节动机是唯一显现出的对女性学生表现有显著贡献的因素，尽管其统计学意义处于边缘水平（p = 0.076）。那些对管理自身学习的能力感到自信、发现这些主题令人兴奋、并使用策略独立解决问题的学生，往往在测试中表现更好。研究人员发现，这种内在驱动力是研究中识别出的最具影响力的因素。相比之下，仅仅为了获得高分或竞争压力并不会与实际理解产生强烈的联系。访谈支持了这一发现，许多学生解释说，她们的动力源于对未来真正理解材料的渴望，而非仅仅出于对考试失败的恐惧。
研究还强调，虽然课堂环境很重要，但它并不是成功的唯一驱动力。一些学生反映，创造酷且愉悦氛围的教师有助于她们学习，而另一些学生则觉得小组合作有时会分散注意力。然而，高表现学生之间的一致线索是她们自身的控制感和自信心。她们是那些投入更多时间解决问题、乐于与同伴讨论概念、并相信只要付出努力就能成功的学生。研究人员得出结论，为了帮助女性学生掌握这些复杂的化学概念，教育者应该减少对外部奖励或竞争的关注，而更多地转向帮助学生培养自我调节学习的技能。通过营造一个让学生感到能够掌控自身进度的环境，教师可以强化那种真正通向理解的内在动机。
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