宋 怡

(南京曉莊學(xué)院，南京211171)

案例教學(xué)法源于上世紀(jì)20年代美國哈佛大學(xué)商學(xué)院，繼而在商學(xué)、法學(xué)和醫(yī)學(xué)教育中被廣泛應(yīng)用，被認(rèn)為是一種代表未來教育方向的教學(xué)方式，目前已成為現(xiàn)代教學(xué)的重要方法之一。教師在教學(xué)過程中，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，以真實(shí)情境或事件為題材，使學(xué)生進(jìn)入某種特定的事件情境之中，通過組織學(xué)生對事件的過程進(jìn)行積極主動的探究活動，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性地運(yùn)用知識、分析、解決實(shí)際問題的能力和智慧，發(fā)展學(xué)生的積極情感、態(tài)度與價(jià)值觀，學(xué)會與人溝通，提高處理人際關(guān)系的能力。

案例教學(xué)具有真實(shí)性、綜合性、實(shí)踐性的特點(diǎn)，在以培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)為宗旨，以科學(xué)探究為方法的科學(xué)教育改革中，與科學(xué)教育強(qiáng)調(diào)“真實(shí)世界中的真實(shí)問題”、“科學(xué)—技術(shù)—社會兼容的STS觀念”等訴求不謀而合，近20年來在科學(xué)教育領(lǐng)域中日益受到關(guān)注，成為一種有效的科學(xué)教學(xué)方法。

一、案例教學(xué)在科學(xué)教育中的應(yīng)用

(一)案例類型

案例從同一起點(diǎn)出發(fā)，向全體學(xué)生提供同樣的情景和信息，學(xué)生提出不同見解，并在教師引導(dǎo)下經(jīng)過分析、比較，最終一步步從多種解決方案中找到最為合適的答案。在這種尋求多元化和最佳化答案的過程中，可開拓學(xué)生思路，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性?？茖W(xué)教育中常見的案例按照呈現(xiàn)方式的不同，主要可以分為指導(dǎo)型案例、即時性案例、分析型案例、兩難型案例、階段式案例和實(shí)驗(yàn)室案例。這些類型依次遞增地體現(xiàn)出學(xué)生主體性、過程動態(tài)性和結(jié)果多元化的特點(diǎn)。

指導(dǎo)型案例(Directed Case) 通常包括一系列指導(dǎo)性問題的簡短研討，這些問題可以借助教科書或教師講解予以回答，答案是唯一的、封閉式的。問題通常以作業(yè)形式事先布置給學(xué)生，學(xué)生可以獨(dú)立或合作完成，強(qiáng)化了學(xué)生對于基本原理、概念的理解。

即時性案例(Clicker Case) 案例在課堂上采用PPT階段性地呈現(xiàn)，要求學(xué)生對教師的即時性問題給出反應(yīng)，在此過程中，學(xué)生逐步理解材料、解決問題。這一方法通常用于科學(xué)課堂的引入部分。將學(xué)生個人反應(yīng)與案例教學(xué)的推進(jìn)相結(jié)合。

分析型案例(Analysis Case) 也稱為事件型案例(issues case)，這類案例主要回答“究竟發(fā)生了什么”，教會學(xué)生分析的技巧，不需要學(xué)生做出決策。

兩難型案例(Dilemma Case) 也稱為決策型案例(Decision case)，案例給出一個個人、企業(yè)或社會必須解決的問題，提供理解該情境所需的背景資料以及目前進(jìn)展。學(xué)生學(xué)會認(rèn)清事實(shí)，分析問題，提出可能的解決辦法。

階段式案例(Interrupted Case) 這類案例的腳本可以選自科技論文，給學(xué)生呈現(xiàn)一個需要逐步解決的開放式問題。學(xué)生先閱讀該論文的引言階段，并通過小組討論提出一個研究課題，在提出問題—驗(yàn)證假設(shè)—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—數(shù)據(jù)分析和解釋的過程中實(shí)踐科學(xué)方法。接著教師給出真實(shí)的數(shù)據(jù)以及研究者的解釋和結(jié)論來結(jié)束案例學(xué)習(xí)。

實(shí)驗(yàn)室案例(Laboratory Case) 和學(xué)生實(shí)際生活聯(lián)系緊密，有趣味性、能吸引學(xué)生的實(shí)驗(yàn)室案例，對學(xué)生提出一個需要通過實(shí)驗(yàn)解決的具有挑戰(zhàn)性的問題，學(xué)生通過小組合作，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來解決問題，在此過程中教師盡可能少地提供幫助。

(二)案例教學(xué)組織形式

案例教學(xué)法在科學(xué)課堂中的呈現(xiàn)方式非常靈活，可以作為課堂教學(xué)的核心部分，也可以作為一個教學(xué)環(huán)節(jié)穿插于課堂講授和實(shí)驗(yàn)課中。此外，案例教學(xué)還可以與科學(xué)教育提倡的小組合作學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)等方式融合使用。［1］針對科學(xué)課程的目標(biāo)、內(nèi)容以及案例類型，具體形式有:

基于問題的探究式學(xué)習(xí)(Problem－Based Learning) 主要適用于階段式、實(shí)驗(yàn)室案例。課堂上案例分階段給出，4～8人組成的學(xué)生小組在教師的幫助(提供相關(guān)文獻(xiàn)、視頻資料等)下，認(rèn)識案例，界定他們已知的、未知的和需要發(fā)現(xiàn)的。然后分解列出問題并尋求答案。學(xué)生在小組中交流自己的發(fā)現(xiàn)并對之前的問題做出解答。接著，教師給出補(bǔ)充信息(如檢驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)新數(shù)據(jù)等)，學(xué)生完善問題，分解任務(wù)并搜集更多信息，最后形成報(bào)告。

討論(Discussion) 主要適用于分析型、決策型案例。教師的任務(wù)是在學(xué)生辨明問題、尋求可能的方法、得到結(jié)論的過程中給予必要幫助。教師可以直接采用啟發(fā)式提問，也可以采用非指導(dǎo)性的方法開展課堂討論。由學(xué)生來掌控分析的過程，教師更多是扮演輔助者的角色，并在案例結(jié)束時做小結(jié)。

迷你辯論(Intimate Debate) 主要適用于決策型案例。兩對學(xué)生對面而坐，表達(dá)自己的觀點(diǎn)，之后互換立場再進(jìn)行辯論。最后，他們要拋棄原先的假設(shè)立場，對所辯論的問題達(dá)成共識，給出合理解決方法。迷你辯論效率高，可以同時開展多組的迷你辯論，互換立場可以防止學(xué)生對案例抱有偏見，最后達(dá)成共識，類似于真實(shí)世界中進(jìn)行的決策過程。

模擬公開聽證(Public Hearing) 主要適用于決策型案例。由一組學(xué)生模擬成聽證團(tuán)，聽取其他小組的報(bào)告。聽證團(tuán)經(jīng)常通過角色扮演的方式，例如以美國環(huán)?？偸?EPA)或者美國食品藥品管理局(FDA)的身份，建立聽證的規(guī)則(如發(fā)言的時間、順序、操作規(guī)則、決策標(biāo)準(zhǔn)等)。接著各種角色按照身份進(jìn)行角色扮演。聽證團(tuán)成員提出問題，做出決策或給出建議。

拼圖式小組合作(jigsaw) 主要適用于指導(dǎo)型、分析型案例。教師把學(xué)生分成原始組，每位成員都承擔(dān)一部分案例材料的學(xué)習(xí)任務(wù)。抽出每組承擔(dān)相同部分學(xué)習(xí)任務(wù)的同學(xué)，專注于這部分任務(wù)的學(xué)習(xí)，并成為這部分學(xué)習(xí)任務(wù)的專家組。然后，教師讓學(xué)生重新分組，從各個“專家組”回到原始組，并要負(fù)責(zé)向其他組員講解自己承擔(dān)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。［2］最終他們把各人承擔(dān)的學(xué)習(xí)任務(wù)總結(jié)起來，完成對案例的學(xué)習(xí)。

角色扮演(role－play) 主要適用于分析型或決策型案例。學(xué)生設(shè)定或扮演一個角色，以理解這一角色所面臨的情境和必須解決的問題。可結(jié)合上述其他方式加以運(yùn)用。

三、美國科學(xué)教育案例教學(xué)資源的應(yīng)用

(一)美國科學(xué)教育案例教學(xué)中心網(wǎng)站簡介

美國國家科學(xué)教育案例教學(xué)中心網(wǎng)站是由紐約州立大學(xué)在美國教育部和國家科學(xué)基金會的支持下創(chuàng)設(shè)的，目的在于促進(jìn)全美范圍內(nèi)的科學(xué)教育案例教學(xué)模式和探究性學(xué)習(xí)方式的推廣。網(wǎng)站目前提供了400多個科學(xué)教育案例，涵蓋化學(xué)、生物、物理、環(huán)境、食品、健康等領(lǐng)域。設(shè)有“教學(xué)指導(dǎo)”專欄幫助教師選擇和運(yùn)用案例，對理科教師的有效教學(xué)和學(xué)生科技素養(yǎng)的培養(yǎng)有很大幫助。除了通過關(guān)鍵詞搜索，教師還可以通過設(shè)定案例涉及的學(xué)科類別、案例適用對象、案例教學(xué)具體呈現(xiàn)形式、案例主題領(lǐng)域等來搜尋教學(xué)所需案例。

(二)網(wǎng)站案例應(yīng)用示例

筆者以“化學(xué)”和“高中階段”為檢索詞，檢索得20余則案例，現(xiàn)選取其中一則對科學(xué)教育中案例教學(xué)的應(yīng)用加以說明。

1．案例:嬰兒奶瓶帶來的困惑［3］

Bob和妻子Julia帶著兩周大的女兒 Maggie去醫(yī)院體檢。Julia在雜志上看到一則報(bào)道，提到聚碳酸酯塑料奶瓶會產(chǎn)生一種破壞內(nèi)分泌系統(tǒng)的物質(zhì)——雙酚 －A，從而有可能危害嬰兒健康。Bob認(rèn)為，食品藥品管理局和其他機(jī)構(gòu)認(rèn)可聚碳酸酯很多年了，這種材料具有透明、耐擠壓的特性，長期被用于食品包裝中，應(yīng)該沒有問題。Julia仍然很擔(dān)心。于是，在Bill醫(yī)生結(jié)束檢查后，Julia提出了關(guān)于嬰兒奶瓶的困惑。

2．教學(xué)步驟

一是交代案例背景:案例來自美國學(xué)術(shù)期刊《消費(fèi)者報(bào)告》論文“嬰兒的危機(jī)”，文中指出塑料奶瓶的材料是聚碳酸酯，可能危害嬰兒健康，并建議家長停止使用此類奶瓶。而美國塑料協(xié)會和美國食品藥品管理局對該論文所用的實(shí)驗(yàn)方法和提出的建議進(jìn)行了質(zhì)疑。

二是在案例討論前，將研究論文的引言部分、美國塑料協(xié)會及美國食品和藥品管理局對報(bào)道作出的回應(yīng)以及其他相關(guān)文獻(xiàn)資料和網(wǎng)站提供給學(xué)生，讓學(xué)生根據(jù)列出的思考題及參考資料，了解高聚物的基本知識。

三是針對案例結(jié)尾處，由“Julia擔(dān)心的是什么”這一開放性問題引發(fā)討論。聚碳酸酯是無毒的，而在受熱引發(fā)的聚合反應(yīng)逆反應(yīng)中釋放出其單體雙酚－A卻是有毒的。由此啟發(fā)學(xué)生思考“化學(xué)品攝入量與有可能產(chǎn)生的健康危害之間的關(guān)系”，并開展討論，形成劑量或濃度的概念。

四是根據(jù)《消費(fèi)者報(bào)告》中檢測出的雙酚－A濃度以及其他文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)，要求學(xué)生在給定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上計(jì)算雙酚－A的含量，最后和美國環(huán)境保護(hù)局規(guī)定的最低有害濃度進(jìn)行比較。

五是在總結(jié)階段，學(xué)生圍繞“Julia的選擇”展開大腦風(fēng)暴，以Julia的身份，對聚碳酸酯奶瓶的使用作出自己的決策，體驗(yàn)在掌握一定信息基礎(chǔ)上進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估的過程。

六是引導(dǎo)學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)一步查閱內(nèi)分泌方面的文獻(xiàn)資料，了解雙酚－A引發(fā)健康問題的生理學(xué)機(jī)制。

3．案例述評

這是一則決策型案例，適用于高中生以及非化學(xué)專業(yè)的本科生。通過案例的學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生了解有機(jī)聚合物基礎(chǔ)知識、有毒聚合物對內(nèi)分泌系統(tǒng)的破壞、化學(xué)定量分析和風(fēng)險(xiǎn)控制等內(nèi)容，發(fā)展學(xué)生的辨證性思維和科學(xué)決策能力。筆者認(rèn)為，除如上討論法外，還可結(jié)合角色扮演開展小組合作學(xué)習(xí)等等。

四、思考

(一)科學(xué)教育案例的開發(fā)與共享

案例教學(xué)所依賴的教學(xué)材料——“案例”，有著獨(dú)特的來源、性質(zhì)和編排體系，案例的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)決定著案例的功能。案例開發(fā)的一般過程包括案例策劃、案例展開、案例總結(jié)、案例撰寫等環(huán)節(jié)。案例開發(fā)要體現(xiàn)以下幾方面標(biāo)準(zhǔn):

符合科學(xué)教育目標(biāo)。案例要涵蓋科學(xué)概念、科學(xué)方法以及科學(xué)態(tài)度價(jià)值觀各個維度的教學(xué)功能，體現(xiàn)對學(xué)生理解、分析、評價(jià)、問題解決等高級認(rèn)知能力和溝通、表達(dá)、合作能力的要求。學(xué)生只有認(rèn)識到這些目標(biāo)對他們個人發(fā)展的現(xiàn)實(shí)意義，才能激發(fā)起學(xué)習(xí)的動機(jī)。

具有真實(shí)客觀性。案例取材于學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)、社會事件或熱點(diǎn)問題，有真實(shí)的情節(jié)。案例是對真實(shí)情景進(jìn)行的客觀描述和表達(dá)，而不含任何的解釋和判斷。學(xué)生身臨其境地作為決策者或解決問題的主角來對待案例中的人和事，認(rèn)真分析各種數(shù)據(jù)和情況，促進(jìn)新舊知識產(chǎn)生聯(lián)結(jié)，完成意義的建構(gòu)，找出解決問題的方法。

強(qiáng)調(diào)學(xué)生主動參與。案例教學(xué)強(qiáng)調(diào)的是學(xué)習(xí)者共同參與和主動學(xué)習(xí)。案例設(shè)計(jì)要能提供足夠的科學(xué)背景，引導(dǎo)學(xué)生在案例所描述的特定環(huán)境中，通過大量學(xué)生個體和小組的活動，對案例所提問題進(jìn)行討論、爭辯，并在此過程中相互學(xué)習(xí)，從科學(xué)學(xué)習(xí)的角度來理解案例。

重視為教師提供指導(dǎo)。來自社會的問題、事件和關(guān)注通常都是跨學(xué)科的，有可能涉及教師不熟悉的科學(xué)領(lǐng)域。應(yīng)當(dāng)就如何挖掘案例素材的意義，如何達(dá)成預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，如何選取具體的教學(xué)策略為教師提供全面的說明和指導(dǎo)。

(二)科學(xué)教育案例的選擇與使用

案例通常涉及跨學(xué)科知識，需要學(xué)生具有一定基礎(chǔ)知識和生活經(jīng)驗(yàn)，并能夠進(jìn)行資料搜集、討論、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等活動，比較適合高中和大學(xué)學(xué)生。在實(shí)施案例教學(xué)時，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要和學(xué)生情況，選擇具有相關(guān)性、可信性、典型性、啟發(fā)性的案例，使科學(xué)學(xué)習(xí)與真實(shí)世界相聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。案例教學(xué)策略的選擇要確保學(xué)生活動的順利開展和學(xué)習(xí)目標(biāo)的有效達(dá)成，教師在案例選擇、教學(xué)準(zhǔn)備、教學(xué)實(shí)施、教學(xué)實(shí)踐、教學(xué)總結(jié)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，鼓勵學(xué)生成為主動學(xué)習(xí)者、積極合作者、善于表達(dá)者、有效傾聽者和勇于辯論者。［4］

(三)對理科教師和教師教育的挑戰(zhàn)

在科學(xué)教育中嘗試案例教學(xué)，給理科教師帶來了一系列挑戰(zhàn)。比如開發(fā)科學(xué)教育案例時，如何精心構(gòu)思案例素材，在結(jié)構(gòu)和內(nèi)容上突出科學(xué)教育理念;在案例教學(xué)實(shí)施中如何科學(xué)引導(dǎo)、適時總結(jié)歸納、有效推動案例的深入展開;在案例教學(xué)評價(jià)中，如何關(guān)注學(xué)生對于科學(xué)信息的理解和解讀、問題解決、有效決策和溝通技巧與人際交往能力等活動表現(xiàn)，而不是僅從紙筆測試中得出結(jié)論。［5］

教師對于科學(xué)教育的理解決定了他的教學(xué)實(shí)踐，而教師怎樣教取決于他曾怎樣被教。因此，案例教學(xué)需要對科學(xué)教師教育作出相應(yīng)的轉(zhuǎn)變。首先應(yīng)轉(zhuǎn)變教師對于“科學(xué)教學(xué)教什么”的認(rèn)識，引導(dǎo)教師意識到科學(xué)教育不僅是教科學(xué)概念和理論，還需要關(guān)注情感態(tài)度價(jià)值觀領(lǐng)域。改變教師對待科學(xué)的態(tài)度，才能改變學(xué)生對科學(xué)的態(tài)度，改變科學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣。此外，要提供合適的案例教學(xué)培訓(xùn)課程。鼓勵教師拓寬自己的科學(xué)視野，在案例開發(fā)過程中滲透自己對科學(xué)教育的反思;能理解案例中所涵蓋的概念與理論，能夠駕馭基于具體事件的分析討論;以善意的鼓勵和明確的指導(dǎo)，為學(xué)生積極合作、踴躍探討創(chuàng)造良好的氛圍，努力達(dá)到案例教學(xué)對教師的知識結(jié)構(gòu)、組織能力、教學(xué)能力、氣度涵養(yǎng)的要求。

［1］ 美國國家科學(xué)教育案例教學(xué)中心主頁［EB/OL］．http://sciencecases．lib．buffalo．edu/cs/．

［2］ 宋怡．拼圖式合作學(xué)習(xí)在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用［J］．化學(xué)教學(xué)，2012(9)．

［3］ 美國國家科學(xué)教育案例教學(xué)中心網(wǎng)站案例資源［EB/OL］．http://sciencecases．lib．buffalo．edu/cs/collection/detail．a(chǎn)sp?case_id=447＆id=447．

［4］ 王永桂，劉洪，汪遠(yuǎn)旺．案例教學(xué)中學(xué)生的角色定位與行為分析［J］．現(xiàn)代教育科學(xué)，2013(2)．

［5］ 蕭毅鴻，周獻(xiàn)中，凌海風(fēng)，唐建．案例教學(xué):一種有效的教師教育方法［J］．教育理論與實(shí)踐，2012(32)．