中美理科教师对科学探究及其教学熟悉

科学探究作为当代国际基础科学教育领域的主旋律,引领着理科教师在课堂教学层面的改革。但是,学界对教师自身的探究意识还缺乏系统的研究,尤其跨文化国家教师的研究在理论和实践上都未形成基本的范式。因此,本论文将研究问题聚焦在中美理科教师对科学探究及其教学的熟悉上,以美国基础科学教育研究为主要背景,通过科学探究发展历程和理论取向的追溯,考察了基于科学教育标准的探究教学的研究概况,梳理了本课题的研究路径和方法论基础;继而,利用混合研究并行法得出中美理科教师对科学探究及其教学的熟悉差异,并通过分析美国ICAN培训项目,进一步考察了教师的熟悉与实践的关联;综上研究,结语部分对我国理科教师的探究教学培训提出了基于科学探究知识、实践与反思并行的建议。理论部分与实证部分相互益知、相互提升,旨在为该领域的研究及实践提供路径和方法上的引导。本论文共分六章展开研究:第一章基于科学探究相关概念的辨析,系统地追溯了科学探究在美国基础科学教育领域的发展历程,并探讨了科学素养、科学本质、教师知识和信念等理论的研究取向。第二章以美国科学教育标准为指导,纵向地回顾了美国基础科学教育改革的历程,阐释了科学教育的教学标准和内容标准,进一步考察了探究教学的研究状况,涉及到探究教学的实施和评价。第三章基于科学教育标准实施过程的发展导向,系统地梳理了从科学本质聚焦到科学探究的研究路径,从方法论层面重点分析了科学熟悉论中的科学本质和科学探究两个核心领域,涉及到研究内容和路径上的内在逻辑,为实证部分提供了研究取向和方法上的引导。第四章以混合研究并行法调查了中美理科教师对科学探究的熟悉,得出他们在科学探究具体议题的熟悉上存在明显性差异,且中国教师的熟悉处于传统阶段,美国处于传统到深刻的过渡阶段;中美教师对科学探究的熟悉分为定型步骤、学科知识、认知能力、学科思想、情境建构和探究技能六种,且中国教师以定型步骤和学科知识为主,美国以情境建构和认知能力为主;教师对科学本质和科学探究的熟悉存在相关性,中国教师对科学本质的熟悉具有主导性,美国则不同;而且中国教师对科学探究的熟悉还存在很多关键性问题的迷思。第五章以探究教学录像为载体,实证调查了中美理科教师对探究教学的熟悉,得出了他们在“做探究”方面存在明显性差异,中国教师更注重实验的规则性操纵;影响教师探究教学评定的主导因素也存在中美差异,中国更关注教师的引导作用;探究教学的五种熟悉类型包括讲授演示、技能练习、实验设计、情境认知和开放探究,与教师的教学实践存在相关性,且中国教师倾向于讲授演示和技能练习,而美国教师倾向于情境认知和开放探究;中美理科教师教学实践中三维课程目标达成的方式差异也较大。第六章以美国ICAN探究教学培训项目为例,具体阐释了该项目的设计和组织,并对教师案例进行了前后测的效果分析,考察了该项目对教师科学探究和科学本质的熟悉以及教学实践的影响,并进一步分析了教师的熟悉与实践的关系。结语基于中美理科教师的熟悉差异和美国培训项目的分析,对我国理科教师的探究教学培训提出了科学探究内容知识和教学知识并行的策略,以及通过实践与反思来“做探究”的培训方式。【关键词】：理科教师科学探究科学本质探究教学
【论文提纲】：论文摘要6-8ABSTRACT8-20引言20-30一、研究背景20-22二、研究问题和方法22-25三、研究意义和创新25-27四、研究设计和论文框架27-30第一章科学探究的历史追溯和理论探寻30-68第一节科学探究的概念辨析30-36一、探究30二、科学探究30-31三、探究教学31-32四、相关概念32-36第二节科学探究的历史回顾36-47一、标准之前的科学探究36-41二、基于标准的科学探究41-43三、标准之后的科学探究43-47第三节科学探究的相关理论47-68一、科学素养理念的发展48-51二、多视域下的科学本质51-56三、教师知识的基本理论56-64四、教师信念的基本理论64-68第二章基于科学教育标准的探究教学考察68-104第一节美国科学教育标准的内涵68-83一、美国科学教育改革的回顾68-74二、科学探究的教学标准74-77三、科学探究的内容标准77-80四、探究教学的认知基础80-83第二节基于标准的探究教学实施83-99一、探究教学的模式83-89二、实施探究教学的困难89-92三、实验取向的探究学习92-96四、学生的探究能力96-99第三节基于标准的探究教学评价99-104一、探究教学方式的评价99-101二、学生探究能力的评价101-104第三章对科学探究及其教学的熟悉研究104-140第一节个体熟悉论和科学熟悉论104-110一、个体熟悉论模型的发展105-108二、科学熟悉论的研究概况108-110第二节对科学本质及其教学的熟悉110-123一、教育学者的熟悉111-115二、师生的熟悉及测查方法115-120三、科学本质的教学策略120-122四、教师教学行为的转变122-123第三节对科学探究及其教学的熟悉123-140一、教育学者的熟悉123-126二、科学家的熟悉126-130三、师生的熟悉130-135四、进一步讨论135-140第四章中美理科教师对科学探究的熟悉140-172第一节科学本质和科学探究问卷的混合研究法140-148一、研究工具和介入者140-142二、开放式问卷的收集与评定142-143三、两套问卷及访谈的定量分析143-145四、两套问卷及访谈的定性分析145-148第二节科学本质和科学探究问卷的定量分析148-159一、问卷调查的差异性分析148-150二、相关议题的进一步研究150-154三、科学本质和科学探究的熟悉阶段154-156四、科学本质和科学探究之间的关系156-159第三节科学本质和科学探究问卷的定性分析159-167一、问卷和访谈的文天职析159-160二、科学本质与科学探究的熟悉类型160-163三、两种熟悉类型相关性的图式分析163-167第四节中美理科教师对科学探究的熟悉差异及其迷思167-172一、中美理科教师的熟悉差异167-168二、中美理科教师的迷思性熟悉168-170三、学科内容知识与科学探究170-172第五章中美理科教师对探究教学的熟悉172-228第一节探究教学的焦点团体访谈172-181一、焦点团体访谈的研究设计172-174二、焦点团体访谈的定性分析174-179三、科学探究网络研讨的分析179-181第二节探究教学录像的定量分析181-195一、探究教学录像的分析方法181-184二、探究教学评定的结果分析184-190三、探究教学评定的因子分析190-195第三节探究教学录像的定性分析195-204一、问卷定性部分的研究结果195-199二、探究教学录像的深度访谈199-204第四节探究教学的熟悉、实践与目标达成204-223一、中国理科教师教学实践的案例204-212二、美国理科教师教学实践的案例212-219三、三维课程目标达成的探讨219-223第五节中美理科教师对探究教学的熟悉差异及实在践223-228一、具体议题和主导因素的熟悉差异223-225二、探究教学过程和实验教学模式的差异225-227三、学科教学知识与探究教学227-228第六章理科教师探究教学培训的案例分析:美国ICAN项目228-246第一节ICAN培训项目的设计和组织228-237一、ICAN培训项目的设计228-231二、ICAN培训项目的组织231-237第二节ICAN培训项目的效果分析237-246一、ICAN培训项目的分析方法237-239二、培训前后总体情况的定量分析239-241三、培训前后教师案例的定性分析241-246结语:本研究的启示与展望246-252一、实践与反思的探究教学培训246-250二、研究方法及后续工作的展望250-252附录252-270附录一:科学探究和2061计划发展图解252-254附录二:科学本质和科学探究问卷254-256附录三:科学本质和科学探究问卷评定标准256-259附录四:中国四节探究式物理课的调查问卷和深度访谈提纲259-265附录五:香港大学对四节物理课的实录翻译举例265-269附录六:攻读博士学位期间介入的课题及成果269-270参考文献270-286后记286-287