STC课程实验——基于实践的课程研究 [复制链接]

8．结构访谈
结构访谈有助于我们了解学生认知发展的真实情况。我们针对一些重要的科学概念或探究过程，对一些儿童进行了访谈，以了解其真正的认知状态。
6年来，我们共开展了80余人次的访谈。

9．纸笔测试
在学期中和学期末，我们会对儿童进行必要的纸笔测试。测试的内容主要是儿童对一些科学概念的理解和他们对一些问题的基本看法，从测试结果中可以知道他们的科学态度发展状况。
6年来，我们共开展了50次测试。

三、 STC 课程有关集体论证的设计
(）集体论证在课程总体目标、教学模式和教学策略上的设计
STC 将课程的总目标定为：①使科学活动对所有儿童都是适合的、有趣的和富有挑战的；
②有助于儿童对周围世界形成概念性理解；
③帮助儿童发展论证的能力；
④促进儿童科学态度的形成，如好奇心、尊重证据、灵活性和对生命的敏感性。

在 STC 课程看来，目标①反映了以儿童中心为基点的教学活动设计要求。
目标②反映了以学科中心为基础的教学活动的目标指向。
目标③将科学探究能力的核心定位为论证能力，是十分重要的研究方法和基础学习方法。
这一目标同时将论证过程视为沟通儿童中心和学科中心的有机桥梁，实现了儿童主体与科学实体之间的智慧交互，表达了在活动、概念、论证三者的有机结合中，促进科学态度生态生成的主张。

STC 课程的教学模式（或称为学习周期）中也有对集体论证的反映。 STC 教学遵循“聚焦一探究一反馈一应用”模式，并详细阐述了这一模式各阶段的主要任务。聚焦阶段的主要任务是澄清学生对教学主题已有的知识；探究阶段是学生对客观事物和科学现象进行积极的调查研究的时段；反馈阶段鼓励学生讨论他们的探究结果，评价证据并调整他们先前的观点；应用阶段则帮助学生在新的情境下应用他们的新观点。在这个学习周期中，论证活动集中体现在反馈阶段，但实际上，论证活动体现在探究活动的全过程。它包括在聚焦环节对探究主题的论证选择，在探究阶段对调查研究活动的方法选择、行为监控、个体表征、策略运用等，在反馈阶段进行证据的评析和观点的协调，在应用阶段对基本观点的重新检视等。由此可见，论证活动不仅是一个证明活动，也是解决问题的实践行为，同时也是观点检视和建构概念的智力活动。

STC 课程主要提及了课堂讨论、头脑风暴、网络图、合作学习和学习中心五种教学策略，其中课堂讨论和头脑风暴集中反映了集体论证的具体要求。

关于课堂讨论， STC 课程提出：由教师引导的有效的课堂讨论是科学学习非常重要的途径。研究表明，提问的方式和给予思考的时间有助于提高讨论的质量。当学生提出不同类型的问题时，教师要考虑引起的讨论结果，把不同类型问题相互结合是一个很好的实践，鼓励学生更广泛地参与和做出更缜密的回答。 STC 课程也对头脑风暴提出了相关的规则，头脑风暴法是学生提出自己关于某一观点或问题想法的一个全班性练习。头脑风暴需要遵循如下规则：不加批判地接受所有意见；对他人的意见不做批评或不必要的评论；尽力把自己的观点从上述教学策略中可以看出， STC 课程对于儿童进行论证活动有一些具体的要求：重视提问方式；给学生思考时间；积极鼓励学生参与到讨论中；学生之间不随意批判他人的观点而且要试着把自己的想法与他人的想法联系起来。这些具体要求有助于学生进行高质量的论证活动。

STC 课程从整体上对儿童的科学论证进行了规划，不仅有清晰的课程目标，而且在教学执行层面上也有明确的要求，要求教师将论证视为儿童学习周期中的重要构成要素，并在反馈环节中显性表现；要求教师在引导儿童进行研讨时，重视问题指向、保证时间等。这些设计在一定程度上保证了集体论证在 STC 课程中的整体实施效果。

（二）集体论证在教学内容方面的设计
根据具体教学单元的内容， STC 课程对集体论证的设计有许多不同。但从基于课程的总体规划、儿童发展的实际需求和认知状况等诸多因素，我们可以看出， STC 课程在集体论证设计中有两个重要的特征：一是强化对证据的确认和评价；二是将论证过程与概念建构和理解过程有机结合。

1．强化对证据的确认和评价
对证据的确认和评价有两个基本过程，一是事实转化为证据的确认过程，二是对事实转化为证据过程的集体评价和认识过程，这是一个引导学生鉴别证据真伪的过程。这两个不同层面的活动是相互交织的。证据作为探究的产物之一，它的真实性受到多种因素的影响，要评价证据就必然要引导学生对证据真实性的多个方面进行评价。在如何引导儿童进行证据评价方面， STC 课程在设计上颇具匠心。

(1）以“问题链”的方式引导学生交流事实和确认证据。
“植物的生长和发育”单元中的一课﹣“稀植与移植”，在让学生观察植物的幼苗后，提出了以下一些问题引导学生开展班级讨论。
你们的幼苗都相同吗？大小相同吗？颜色相同吗？
确切地说，都有什么不同？是叶子的形状或大小不同，还是茎的长度不同？

(2）用求同存异的方法来确认和评价证据。
我们看到 STC 课程在引导学生评价证据时，用得最多的问题是：你的实验结果与其他同学的有哪些类似之处？有哪些不同之处？我们很少看到 STC 课程要求学生找到正确的实验结果或正确的
现象。
求同存异往往是处理复杂争端的一个妥协办法，而在 STC 程的设计中，它变成了评价证据真伪的一种方法。不做对错区分是不是放任了学生的探究？不做真伪判断是不是否认了证据的客观性？是不是保护学生的自尊心比评价证据的真伪更加重要？

求同的结果显示，白糖在相同的实验操作下，在同一方面呈现了相同的结果，这就是真实的证据。求同让学生明白了，证据是相同实验条件下的可重复的结果。这在一定程度上引导学生从本质上理解证据。证据的真伪不是简单的对错判断，而是以是否可重复获得为标准。

存异的结果显示，两位学生在一些特征的描述上存在差异。一个学生说变色了，一个学生说变黑了。这说明在描述的准确性上不同。 B 学生还指出白糖加热实验，没有发生燃烧现象，白糖会粘在一起，冒泡时还发出了声音，而 A 学生未能对这些特征进行描述。 A 学生是没有观察到这个现象，还是白糖加热没有出现这些现象，还是学生认为这些现象不重要没有必要进行表述，还是学生原有的概念体系中没有这样的概念，故无法做出这样的推理？我们现在很难找到答案。但在集体论证中，这些如果被交流出来， B 学生一定可以根据他的实验情况做出判断。如果无法做出判断，则需要进行重复实验进行检验。所以，存异并不等于放任不做真伪判断，而是要求学生在存异中求同，在存异中进行识别和判断，在存异中寻找原因，在存异中寻找解决的办法。

(3）评价证据时，将证据与生成证据的探究方法相联系。
在事实转化为证据的过程中，我们一般不会对探究方法和证据之间进行联系，而 STC 课程却十分重视证据与探究方法之间的联系，不仅要学生说明证据是用什么方法获取的，还要学生比较不同的方法可能有什么相同或不同的结论。

在我们看来，将证据与生成证据的探究方法相联系来评价证据，不仅有利于评价证据的真伪，而且有助于学生对探究方法和证据产生深层次的理解。学生可以逐渐明白，证据是特定研究方法下的一种结果，不同的探究方法或许会产生不同的结果。如果探究方法不能为证据的生成提供共变原因，那么这个证据就是不真实的。

以上面的实验为例，学生在多次实验后就会明白，某一未知物是在加水混合后溶解，加水混合是这个物质被溶解的共变原因。这就意味着，如果这一未知物不是加水混合，而是加人其他一些液体来混合，这个物质就不一定会产生与加水混合相同的结果。再有，如果学生将以上滴水后（加人少量的水）观察到的现象与加水混合后（加人大量的水）观察到的现象相比较，某一种物质（比如糖）滴水后不溶解，而加大量的水后就完全溶解了，学生就会明白，不能简单地判断某种物质是否溶解，还需要以加水量的多少来进行判断。

(4）重视反例研讨并引向深人探究。
一般而言，在以确定的证据或以标准答案为中心的课堂教学中，我们是不会对不支持标准答案的反例进行讨论的，甚至在教学中有意回避。但 STC 课程与之相反，不仅高度重视反例，而且还组织学生开展相关的讨论。

我们可以看到一个事实确认为证据的过程，事实与方法的联系，对反例的处理；可能的原因分析和再次重复实验的建议。这两个看似简单的处理，却导向了一个根本性的转变：将验证实验变为探究实验。学生们需要重新反思探究的全过程，包括变量的识别和行为监探，以及如何改进实验操作来获取新事实。不是只有反例发生的小组需要重做实验，而是全部学生都需要重做实验，不视反例为异常。第二次实验结果要重新记录在新的测试栏里，而不是修改前一次的结果，反复比较是科学家的工作，也是科学思维的重要表现。

所以，反例研究是科学研究和科学态度的集中体现。让儿童的争执止于实验，无疑会将科学探究引向深人，同时也将极大地促进儿童对科学本质的理解。

2．将论证过程与概念建构和理解过程有机结合
(1）将个体探究表征结果组织化，进行个体内部论证。
科学研究是一种充满理性的活动，在呈现、组织、阐述证据时，非常注重严密性和逻辑性。反观现实的科学课堂，学生表征证据时所表现出的无序化思维现象值得担忧。当然，这种能力并不是自然成熟的，需要教师在教学时给予特定的关注，培养学生利用科学用语、图表等表征方式使收集到的证据简明化、系统化和概念化。将个体探究结果进行组织化的过程，也是儿童进行内部论证的过程，这将有利于儿童开展研讨、建构和理解概念。

2．将论证过程与概念建构和理解过程有机结合 (1）将个体探究表征结果组织化，进行个体内部论证。 科学研究是一种充满理性的活动，在呈现、组织、阐述证据时，非常注重严密性和逻辑性。反观现实的科学课堂，学生表征证据时所表现出的无序化思维现象值得担忧。当然，这种能力并不是自然成熟的，需要教师在教学时给予特定的关注，培养学生利用科学用语、图表等表征方式使收集到的证据简明化、系统化和概念化。将个体探究结果进行 上虞王飞 发表于 2022/2/11 13:03:42

概念比较难懂

在我们看来， STC 课程的设计特别强调个体表征的组织化，主要体现在两个方面。
第一，结构化的科学记录单。每一节课都强调儿童需要将探究结果记录下来。记录单不是原始记录，而是经过精心设计的。
科学记录单的设计有几个重要特征。
一是表现在使用了大量的图表来凸显和组织重要信息。
二是利用结构化的问题外显儿童的思维过程。
三是探究记录对长时探究的结果进行组织化。
结构化的科学记录单，保证了儿童的记录不仅是证据的简单识别与表征，而且是一个组织化的过程。教师应鼓励学生将自己的成果发表出来，与他人进行思维共享。

第二，多策略的信息加工。 STC 课程中有多种策略来帮助学生对信息进行加工处理，如运用思维工具、标注重要信息、小组集体加工、不同小组间的信息交换等。

利用思维工具加工。在前面的论述中，我们已提及了科学记录单本身就是结构化的，有助于儿童将探究结果进行符号化表征。同时，该课程在有些课中还要求学生利用图表来揭示探究结果之间的关系，将它们转化为更为直观的统计图、分类表和柱状图等。

通过标注关键信息加工。 STC 课程中，在学生连续长时间开展系列化探究活动后，都会设计一节课让学生对前面的探究结果进行回顾、分析和加工。其信息加工的方法很简单，就是让学生从众多的信息中标注出关键信息。比如小苏打加醋后会大量冒泡等，学生会明白其发生了化学反应。又如，“岩石和矿物”单元的“鉴别矿物”一课，要求学生对通过各种观察方法观察到的矿物条痕的颜色、透光性、光泽、硬度、磁性、独特晶体外形等信息进行汇总，并把这些信息和地质学家给出的矿物信息进行比较，同时找出重要的特征。这样带有总结性质的课在每个单元都有。也就是说， STC 课程总会给学生提供机会让他们重新审视原来探究的信息，并学会处理众多的信息，找出其中关键的信息，这有利于学生理解科学探究和建构
概念。

(2）在论证中强调观点与证据的协调。
对儿童而言，概念的理解过程就是观点的发表和共享的过程，但儿童的观点总会受到原有认知、信息加工能力、思维习惯等因素的影响，表现出自我中心、倾向性选择等特征。只有在论证过程中不断强化儿童的观点与证据的协调，儿童科学的逻辑推理能力才能显现，科学的概念才能被主动建构和理解。 STC 课程在进行集体论证时，特别重视让儿童对自己的观点与证据进行协调，其设计表现在以下几个方面。

方面一：表达观点时要联系证据。儿童在发表自己的观点时，要求他们一定要陈述自己的证据，将证据和观点相联系。这是论证的最基本的要求，也是科学概念建构的最基本的要求。比在“植物的生长和发育”单元中，在学生开展观察植物生长变化的活动后，再进行研讨，教材中提出了几个问题：你所栽种的植物是什么时间进入生长高峰的？你有哪些证据？拿出你的证据来证实你的回答。
你所栽种的植物在生长高峰之前的高度是多少？当过了生长高峰之后的高度又是多少？
仔细看看你的图表，在24小时中你的植物生长变化最大的是什么？
你的预测和植物的真实生长情况相同吗？当你进行了一些预测之后，你预测的事情是不是慢慢变得准确了？还是你所栽种的植物是不可预测的？
从这几个问题中，我们不难发现，不仅要学生拿出证据，还希望学生认识到证据越多越充分，观点也就越具有说服力。

方面二：要分析证据与观点之间的逻辑关系。证据能证明观点，
但证据和观点之间的证明力大小有所不同，证据是否清晰地指向所要理解的概念，这些就是诸多证据与观点的逻辑关系。我们仍以上述例子来加以分析。学生证明生长高峰的证据可能有手绘图、高度测量数据、文字观察记录等，这些都可以作为生长高峰的证据。但学生们不一定能将“生长高峰”和植物生长高度的变化相联系，也许会和叶的变化、花的生长相联系，而生长高峰应当与标志性的证据﹣相同时间内的高度变化相联系。所以，教材不仅要求学生计算生长高峰前后的数据值来确定生长高峰，还要求学生用图表来指明生长变化的最大标志。这样的反复分析，有利于学生不断处理证据，不断将证据与所要表达的观点进行联系，也就不断深化了学生的概念理解和建构。

方面三：鼓励学生对同一种证据进行主动解释。一果多因，不仅可以发散学生的思维，更重要的是有利于学生建立多个事实间的联系，发展更高层面的概念性理解。在 STC 课程中有大量的例子，不指向封闭的答案，也不期望获得集体共识，而是鼓励个性化的解释和观点，在观点的交流中互相启发，深化学生对科学本质的理解。