探究式教學(xué)是否能夠提升學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解，一直是科學(xué)教育研究中的一個(gè)爭議話題。此前大多數(shù)文獻(xiàn)表明，在高等教育前階段，僅僅基于探究的教學(xué)不足以使學(xué)生形成對(duì)科學(xué)本質(zhì)的全面理解，但關(guān)于大學(xué)階段的研究還相對(duì)較少。
近日，遼寧科技大學(xué)副教授史韡朝、左春英聯(lián)合北京師范大學(xué)教授王晶瑩，通過實(shí)證研究揭示了學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解受到教學(xué)模式的影響，表明在大學(xué)階段實(shí)施的探究式科學(xué)教學(xué)似乎能夠有效提升學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。相關(guān)研究論文發(fā)表于美國《物理評(píng)論-物理教學(xué)研究》。
根據(jù)《國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》的定義，探究式教學(xué)旨在培養(yǎng)與探究相關(guān)的思維與行為能力，包括提出問題、規(guī)劃并開展調(diào)查、使用適當(dāng)?shù)墓ぞ吆图夹g(shù)收集數(shù)據(jù)、批判性和邏輯性地思考證據(jù)及其解釋之間的關(guān)系、構(gòu)建替代解釋，并交流科學(xué)論點(diǎn)。
史韡朝認(rèn)為，科學(xué)推理能力的不足會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在科學(xué)探究過程中面臨認(rèn)知負(fù)荷。當(dāng)采用探究式教學(xué)方法時(shí)，科學(xué)推理能力較強(qiáng)的學(xué)生與較弱的學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)知差異可能會(huì)進(jìn)一步顯現(xiàn)。然而，教育工作者需要認(rèn)識(shí)到，這并不意味著探究式教學(xué)失去了其教育價(jià)值。
這項(xiàng)研究在2023年秋季學(xué)期、面向近3500名工程與技術(shù)各專業(yè)學(xué)生的中國某公立大學(xué)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程中開展，采用三種教學(xué)方法（講授式教學(xué)、隱性探究和顯性探究）以及兩種合作小組組成形式（同質(zhì)與異質(zhì)），形成了一個(gè)3×2的因子設(shè)計(jì)，共六種教學(xué)處理方式，旨在探討不同教學(xué)模式和分組策略在提升大學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)理解方面的有效性，以及學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解與其科學(xué)推理能力之間的潛在關(guān)系。
不同教學(xué)方式干預(yù)前后，具有高水平科學(xué)推理能力學(xué)生的表現(xiàn)情況。受訪者供圖
實(shí)證結(jié)果表明，當(dāng)教師針對(duì)性地設(shè)計(jì)引導(dǎo)性問題作為教學(xué)支架時(shí)，這種教學(xué)模式就能發(fā)揮積極作用。特別是對(duì)于科學(xué)推理能力處于中下水平的學(xué)習(xí)者，教師可通過設(shè)置顯性化的反思路徑（如結(jié)構(gòu)化的問題鏈等），引導(dǎo)其逐步建立對(duì)科學(xué)本質(zhì)的系統(tǒng)認(rèn)知，這種認(rèn)知腳手架能有效彌合不同能力學(xué)生間的科學(xué)本質(zhì)理解鴻溝。
此外，這項(xiàng)研究還進(jìn)一步探討了在不同教學(xué)方式下，小組構(gòu)成對(duì)學(xué)生科學(xué)推理能力水平差異的科學(xué)本質(zhì)觀發(fā)展的影響。小組成員并非孤立學(xué)習(xí)，而是彼此協(xié)作、依賴，甚至存在競爭關(guān)系。從社會(huì)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的角度來看，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的社會(huì)復(fù)雜性必須被充分考慮。
該研究為探究式教學(xué)是否能夠有效提升大學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解提供了新的證據(jù)，也為高?？茖W(xué)教育改革、教學(xué)策略優(yōu)化以及教師專業(yè)發(fā)展提供了重要的理論依據(jù)和實(shí)踐參考。盡管探究式教學(xué)可能加劇不同能力層次學(xué)生之間的學(xué)習(xí)差異，但通過教學(xué)設(shè)計(jì)的合理引導(dǎo)，尤其是提供有針對(duì)性的認(rèn)知支持，可以使其成為一種高效的教學(xué)方式。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1103/PhysRevPhysEducRes.21.010134
本文鏈接：http://m.enbeike.cn/news-8-4675-0.html研究揭示探究式教學(xué)對(duì)大學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)的影響
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