学习进阶视域下初中生科学能力测评工具的开发与检验

学习进阶不仅能反映学生能力发展的轨迹,还可以细致地揭示学习进程与认知路径,其测评工具的开发备受关注。立足学习进阶理论开发初中生科学能力测评工具,探索其科学能力发展路径,包括建构初中生科学能力进阶的理论框架、基于IRT理论组建测试题目、采用Rasch模型检验测评工具信效度、验证科学能力进阶预设四个步骤。结果表明,初中生科学能力的学习进阶理论假设与初中生能力发展水平基本相符,基于学习进阶理论开发的测评工具能够为了解学生能力发展和改进教学提供更多参考信息。     

学习进阶:关注学生认知发展和生活经验

2012年,美国正式发布了《K-12科学教育框架:实践、通用概念及核心概念》最终版。作为全美新一代科学教育标准的指导性文件,该框架使用了学习进阶连贯地表征出学生在各学段应达成的学习目标。学习进阶的提出与定义、组成要素、理论基础及其构建与呈现方式决定了其对学生认知发展和已有生活经验的关注,使其成为教育研究与教学紧密结合的桥梁,也是设计与实现少而精、连贯一致的中小学科学课程的必然需求。当前,国际科学教育领域已由学习进阶的研究与设计阶段迈向应用与实践层面,而我国对学习进阶的认识与研究仍处于起步阶段,亟须在中小学科学教育领域展开对学习进阶的深入研究。     

为学生认知发展建模：学习进阶十年研究回顾及展望

为了改变科学课程学习内容零散且缺乏衔接的现状,学习进阶成为了国际科学教育研究的热点议题。对学习进阶的研究系统追踪学生的认知发展过程,为科学教育中标准设计、课程开发、学业评价和教师培训等多个系统的整合提供了统一框架。基于文献综述并结合自身研究经验,并从学习进阶的定义、进阶研究的基础、进阶研究的模式和研究成果的应用四个方面展开分析讨论后发现：科学教育界对学习进阶内涵理解上的差异逐渐消弭,进阶研究在描述学生认知发展过程上取得了阶段性的成果并在向着精细化发展,在学习进阶中融合知识学习与能力培养、学习进阶与教学实践的交互影响等将是后续研究的核心议题。     

科学高阶思维学习进阶测评模型的开发研究

基于学习进阶的测评模型能客观地揭示概念、思维等的发展规律,该研究结合建立学习进阶测评模型的过程,从科学高阶思维学习进阶的理论假设、试题水平的表征、赋分标准的修订、题目质量的分析、科学高阶思维学习进阶的验证等过程确定了科学高阶思维学习进阶水平。研究结果表明,科学高阶思维学习进阶测评模型稳定性良好,其进阶路径为完善科学课程设计、刻画思维发展提供了参考证据,并为规划自适应学习路程提供了新视角。     

基于学习进阶理论的学生科学推理能力培养路径

科学推理是根据探究的问题、收集事实证据、分析论证并得出结论的学习过程。学习进阶理论能科学精准地架构学生科学推理能力发展的水平层次,为教师研判与发展学生科学推理能力提供框架。基于学习进阶理论,设计深度学习的教学问题,搭建学生学习与实践活动平台,引领学生科学推理能力有序发展,落实学科核心素养。     

基于学习进阶理论的初中物理模型建构的教学实践与思考——以“滑轮”教学为例

学习进阶通常用来描述学生对核心概念的理解随时间的推移连贯且逐渐深入的典型发展路径,以此促进课程、教学与评价的一致性。而物理建模是重要的教学内容,学生对模型的理解是逐步内化的。以“滑轮”模型的教学为例,基于学习进阶理论,设置四个发展水平,使学生能够建立起滑轮的模型,深刻理解其本质属性,达到较高的认知层次。同时说明学习进阶在物理建模教学中的应用,并提出三点建议,供广大教师参考借鉴。     

论模型与建模在高中物理课程中的重要价值——基于国际物理（科学）课程文件的比较研究

通过对美国、澳大利亚、法国、中国4个国家（地区）7份高中物理（或科学）课程文件的比较研究发现,模型和建模对科学学习的重要价值已逐渐得到课程文件的确认.模型作为科学各学科的跨学科概念之一,建模作为一种认知要求、科学实践的要素明确写入课程文件.发达国家对模型与建模在高中物理（或科学）课程中的描述和要求已达成某种共识,值得我国高中物理（或科学）课程和课程标准修订借鉴.     

学习进阶理论在高中生物学专题复习中的应用——以“遗传的分子基础”专题复习为例

根据学习进阶理论与高中生物学课程目标,构建学习进阶概念框架与学习进阶障碍突破路径,设计与实施“遗传的分子基础”专题复习。以猜想激发学生学习兴趣,开启学习进阶。以科学史实验分析培养科学探究能力,进阶关联层级。以模型建构发展科学思维,巧破进阶障碍。以拓展实验提升问题解决能力,进阶系统层级。以综合性阐述提升应用能力,进阶整合层级。以多元评价进行诊断和反思,完善进阶框架。以此探讨学习进阶理论在生物学专题复习中的应用以及对学生理解大概念的重要意义。     

科学思维在高中生物学实验教学中的进阶培养——以“还原糖的测定”为例

围绕测定还原糖的进阶实验活动设计,为学生科学思维的发展提供阶梯,从认知动机、认知行为、认知方式和认知品质等4个科学思维特征角度,逐步培养学生运用比较与分类、分析与综合、归纳与演绎、抽象与概括、模型与建模等科学思维的方法表达和阐释生物学现象及解决问题的能力。     

学习进阶理论下用生物学校本课程培养科学探究能力

阐述了在学习进阶理论下设计校本课程,可有效提高学生的科学探究能力,具体做法是：一是在学习进阶下设计校本课程,搭建培养科学探究能力的平台;二是利用多种教学策略开展科学探究,提高解决问题的能力。结合北京市日坛中学以“学习进阶(LPs)”理论为指导开发的校本课程为例进行说明,该课程可为学生核心素养发展搭建良好的平台。经过三轮实践证明,该课程能够逐步促进学生的认知构建,形成全面的、系统的知识和能力框架,实现学生从初阶水平的学习达到高阶水平的预期,有效提高其科学探究能力。     

科学模型二元分类系统的建构和实践价值探讨

围绕“如何科学地对模型进行分类？”这一理论问题,研究首先从“演进视角”“表征视角”“复合视角”“学科视角”等四个视角,对科学模型分类的研究进行了梳理。然后,通过对科学模型形成的认知路径进行分析,提炼了“研究对象”和“对外表征”两个向度作为科学模型分类的两个维度,并建构了科学模型二元分类系统。最后,从“有助于提高教师自身的模型认识水平”“有助于增强教师对知识认知层次的分析能力”“有助于教师更加科学地开展教学设计活动”三个方面,对于二元分类系统的价值进行了阐述。     

高中生化学模型认识观评估框架及其应用

化学模型认识观是有关化学模型性质、目的等的基本观点,对化学模型认知活动具有指导作用.在参考国内外相关研究的基础上形成高中生化学模型认识观评估框架,对西安市两所中学626名高中生进行问卷调查,获得高中生化学模型认识观发展的整体情况,并进一步探查年级、性别因素对高中生化学模型认识观的影响.研究发现,高中生在"模型目的"和"建模本质"维度上表现较好,在"模型本质"和"模型评估与修正"维度上存在认识不足;学生化学模型认识观并非随年级增加而逐步上升,在"模型本质"和"建模本质"维度高二学生表现强于高三学生;男生在"模型评估与修正"维度上表现较好,女生对于化学模型概念的认识更为清晰.为了帮助学生形成良好的化学模型认识观,高中化学教师需要借助多样的化学模型改善学生对于化学模型与实物关系的认识;利用化学建模活动培养学生的模型评估与修正意识;注重高三学生模型认识观的发展,结合性别优势进行有针对性的化学模型认识观教育.     

教作为实践的科学——美国科学教育实践转向的内涵、依据及启示

美国科学教育框架以"实践"作为首要维度,提议让K-12年级的学生通过以围绕科学大概念而组织的实践来提升科学素养。这一实践转向,不是对科学探究的否定,而是对其的拓展:从作为知识的科学转向作为实践的科学,加入社会与文化的维度以回归科学作为人类实践的本质属性。对此,我们要变革科学观,吸收美国科学教育实践内涵,学习其整合和学习进阶的实施理念和途径,培养我国学生优质科学素养。     

国外基于模型的科学学习环境比较研究

文章从基于模型的科学学习环境相关概念出发,在文献研究基础上,提炼了此类学习环境比较研究的分析框架,讨论了分析框架的要素。在分析框架的基础上,将国外当前基于模型的科学学习环境分为三类:主界面只含一种模型的学习环境、主界面含多种模型的学习环境、主界面含共享建模区的学习环境,并进行了比较,讨论了不同类型的学习环境在设计要素方面的特点,得出了异同点。从而提出了在面向不同的学习者和不同主题的教学内容时,基于模型的科学学习环境的设计和应用策略,为我国相关研究提供借鉴。     

高中生模型建构能力测评框架构建

模型建构能力是科学思维素养的核心要素之一。基于模型建构的基本过程及相关测评理论,将元建模知识、抽象表征、问题解决确定为模型建构能力的构成要素。依据课程标准中的学业质量描述,从情境陌生度和问题深广度两个角度,确立直用模型、识别模型、选用模型、构建模型、创建模型的五级进阶水平,构建模型建构能力测评框架。依据框架编制测评任务,经实测检验发现,框架拟合良好,内容效度及信度较高,表明该框架能很好地反映学生建模能力的基本要素,对开展科学建模能力培养与测评有较好的参考价值。     

初中化学"溶液的浓度"项目式教学的设计与实施

确立项目"自制生理盐水",规划4个子任务"定性认识生理盐水""定量认识生理盐水""自制生理盐水""构建配制一定溶质质量分数溶液的思维模型",引发学生思维进阶和迁移.项目融具体知识"溶质的质量分数及其简单计算"的学习于实际问题的解决过程中,在"做中学"中培养学生的定量思维和实践能力,促进学生对溶质质量分数概念的学习理解,形成定量观和科学的物质观,发展"科学探究""科学态度""模型认知"等化学学科核心素养.     

基于科学思维进阶的高中生物建模教学实施与思考

借助科学思维进阶的统整作用将模型建构、模型分析和模型应用等各环节进行整合,构建逐级深化的思维方式,优化建模路径,能促使学生由浅入深、由表及里地从多维角度进行探究,形成科学的认知结构,最终完成概念的自主建构。     

基于心智模型进阶的建模教学实践研究——以“杠杆”为例

建模教学强调学生对模型的自主构建,形成个人的心智模型,并通过相关问题的解决,使心智模型趋向于理想模型。教师可分析传统建模教学的局限性,明晰心智模型特点,依据初始模型、修正模型、科学模型、整合科学模型的进阶设计教学。具体教学中,教师可从感知、假设、检验、评价四个思维层次,根据知识内部联系创设不同的情境,引导学生体会模型的构建、修正与整合,从而激发兴趣,锻炼思维能力,提升核心素养。     

学科核心素养视域下化学模型的再认识

“模型认知”是重要的化学学科核心素养,也是化学学习的思维方式,更是培养学生科学思维能力的工具。课程标准对模型认知的高度关注与模型使用率偏低的不平衡影响“模型认知”素养的落实。剖析模型认知与科学教育的关系,厘清对模型本体的认知,探究化学模型的概念、类型、功能、建构方法等,有助于强化学生对模型的认知和发挥模型在教学中的作用。     

初中阶段守恒观构建的"进阶模型"研究 ——从"质量守恒定律"说起

依据课程标准和初中学生认识发展规律,分析了初中阶段守恒观所涉及的维度、主要内容及学习要求.结合教学实践与总结,对初中化学教学中的有关内容进行整体规划,归纳了初中阶段守恒观构建的"进阶模型",包括5个阶段的认识进阶,并指出了教学中应注意的4个问题.