張寧 馬勇軍

摘要：以2022年NARST年會(huì)中學(xué)術(shù)報(bào)告題目及摘要為研究樣本，以定性和定量相結(jié)合的內(nèi)容分析法對(duì)會(huì)議內(nèi)容做深入挖掘與分析，透視國際科學(xué)教育研究熱點(diǎn)與趨勢。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，目前國際科學(xué)教育研究聚焦于科學(xué)學(xué)習(xí)、科學(xué)文化與社會(huì)問題、科學(xué)教學(xué)、教師教育和教育革新五大話題領(lǐng)域。研究熱點(diǎn)涉及基于STEM的科學(xué)學(xué)習(xí)情境研究、科學(xué)思維與認(rèn)知、理解能力的培養(yǎng)研究、科學(xué)探究與實(shí)踐能力的培養(yǎng)研究以及日漸豐富的科學(xué)教學(xué)研究四個(gè)方面?；谏鲜鲅芯?，提出對(duì)我國科學(xué)教育研究的啟示。

關(guān)鍵詞：NARST；國際科學(xué)教育；研究熱點(diǎn)；研究趨勢

文章編號(hào)：10056629（2023）06000306中圖分類號(hào)：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

在全球化的時(shí)代背景下，科學(xué)技術(shù)在國際競爭、世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展、文化進(jìn)步等方面的作用日益凸顯，公民科學(xué)素養(yǎng)的提升以及科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)成為世界各國各地區(qū)關(guān)注的焦點(diǎn)?？茖W(xué)教育作為創(chuàng)新型國家建設(shè)、創(chuàng)新性科技人才培養(yǎng)、前沿性科技持續(xù)更新的根本路徑和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，已被許多國家提升到戰(zhàn)略高度。本文對(duì)2022年NARST國際學(xué)術(shù)年會(huì)報(bào)告題目及摘要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以期透視科學(xué)教育領(lǐng)域動(dòng)向，聚焦國際科學(xué)教育研究的熱點(diǎn)主題，加深理解面向未來的科學(xué)教育改革趨勢，對(duì)推動(dòng)我國科學(xué)教育改革、科學(xué)教學(xué)實(shí)踐創(chuàng)新以及科學(xué)教育研究具有積極意義。

1 研究對(duì)象和方法

1.1 研究對(duì)象

美國科學(xué)教學(xué)研究會(huì)（National Association for Research in Science Teaching，簡稱NARST）致力于促進(jìn)科學(xué)教育研究領(lǐng)域的發(fā)展并將研究成果運(yùn)用于改進(jìn)教學(xué)實(shí)踐^［１］，自1928年成立起，其每年舉辦的學(xué)術(shù)會(huì)議是全球科學(xué)教育領(lǐng)域?qū)＜液涂茖W(xué)教育研究者開展學(xué)術(shù)交流合作的重要平臺(tái)，會(huì)議論文反映了國際科學(xué)教育研究的最新成果和發(fā)展趨勢，預(yù)示未來科學(xué)教育研究方向。2022年第95屆NARST年會(huì)主題為“團(tuán)結(jié)包容共同促進(jìn)全球科學(xué)素養(yǎng)（Unity and Inclusion for Global Scientific Literacy）”，聚焦科學(xué)素養(yǎng)培育與提升，關(guān)注全球化背景下科學(xué)教育的包容性與深度融合，通過對(duì)大會(huì)報(bào)告的深度挖掘能夠在一定程度上透視國際科學(xué)教育研究的最新動(dòng)向。本研究樣本來源于NARST官網(wǎng)發(fā)布的2022年會(huì)議議程和會(huì)議摘要電子版^［2］，會(huì)議議程包括大會(huì)日程安排、研討會(huì)主題、報(bào)告題目、作者和委員會(huì)成員信息，會(huì)議摘要包括報(bào)告題目、作者及摘要。報(bào)告題目和摘要能清晰地反映出論文主要內(nèi)容和核心要義，因此本研究以2022年NARST年會(huì)中698篇報(bào)告的題目和摘要為研究對(duì)象，提煉國際科學(xué)教育研究的主要話題領(lǐng)域和熱點(diǎn)主題。

1.2 研究方法及步驟

Python語言是一種功能強(qiáng)大的開源、跨平臺(tái)語言，有豐富的第三方標(biāo)準(zhǔn)庫，在提高代碼開發(fā)效率的同時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)有更多的操作空間，使用其對(duì)應(yīng)的工具進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，能夠輸出數(shù)據(jù)特征并用一定的結(jié)構(gòu)形式表現(xiàn)出來。本研究采用定性和定量相結(jié)合的文本分析法，運(yùn)用Python語言中開源文本分析包對(duì)報(bào)告主題、題目及摘要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。研究步驟如下：

（1） 研讀并整理年會(huì)會(huì)議議程，對(duì)每一議題的報(bào)告作數(shù)量統(tǒng)計(jì)，并將議題按照研究領(lǐng)域分類，以明晰當(dāng)前國際科學(xué)教育研究的主要話題領(lǐng)域。

（2） 對(duì)會(huì)議摘要作預(yù)處理，包括刪除報(bào)告作者、去除標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、將全部文本轉(zhuǎn)為小寫以便分析程序可識(shí)別。

（3） 關(guān)鍵詞或主題詞往往是一篇文獻(xiàn)核心內(nèi)容的精煉，反復(fù)出現(xiàn)的關(guān)鍵詞或主題詞可以用來判斷文獻(xiàn)的研究主題^［3］，因此通過對(duì)高頻詞的深度分析能夠管窺國際科學(xué)教育研究的熱點(diǎn)。調(diào)用Python內(nèi)置collections庫對(duì)報(bào)告題目及摘要進(jìn)行詞頻統(tǒng)計(jì)，同時(shí)使用wordcloud庫生成高頻詞云圖，以直觀地呈現(xiàn)研究熱點(diǎn)。

命令撰寫遵循以下規(guī)則：①統(tǒng)一詞義相近、詞根相同的詞語，如practical、 practice、 practiced、 practices均代表與實(shí)踐有關(guān)的研究，將其統(tǒng)一為practice。②設(shè)置禁用詞，與研究無關(guān)以及無法為研究提供有效信息的詞語不進(jìn)行分析。包括非科學(xué)教育領(lǐng)域的詞匯，如英語中的連詞、介詞、定冠詞等；涵蓋范圍過廣的科學(xué)教育相關(guān)詞匯，如教育、教學(xué)、學(xué)校、課堂等；用于展示和說明研究樣本信息而非研究主題的詞語，如化學(xué)、職前、中學(xué)等。

2 把握國際科學(xué)教育研究動(dòng)向

NARST年會(huì)共15個(gè)議題（表1），盡管每屆年會(huì)議題是固定的，但每一議題的投稿數(shù)量能夠反映出當(dāng)前國際科學(xué)教育研究者對(duì)不同研究領(lǐng)域的關(guān)注程度，從而把握科學(xué)教育研究的動(dòng)向及每一領(lǐng)域所關(guān)注的主要內(nèi)容。根據(jù)議題類別與方向，本研究將年會(huì)的研究內(nèi)容分為科學(xué)學(xué)習(xí)、科學(xué)文化與社會(huì)問題、科學(xué)教學(xué)、教師教育和教育革新五個(gè)話題領(lǐng)域。

科學(xué)學(xué)習(xí)類報(bào)告共154篇，包括“科學(xué)學(xué)習(xí)：學(xué)生理解的發(fā)展”“科學(xué)學(xué)習(xí)：背景、特征和相互作用”和“非正式環(huán)境中的科學(xué)學(xué)習(xí)”，報(bào)告數(shù)量表明當(dāng)前國際科學(xué)教育研究對(duì)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)的重視。這一話題主要圍繞兩個(gè)子維度展開，一是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)（包括學(xué)生的科學(xué)概念發(fā)展、推理能力、理解能力等）的發(fā)展及其評(píng)估，如通過學(xué)生對(duì)工件的使用來測量其問題定義能力。二是科學(xué)學(xué)習(xí)的影響因素研究，從宏觀層次來看，主要有國家、社會(huì)、宗教以及時(shí)代背景，如基于《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》（NGSS）的科學(xué)學(xué)習(xí)、新冠肺炎背景下的科學(xué)學(xué)習(xí)等；在中觀層次上，體現(xiàn)為不同學(xué)段科學(xué)學(xué)習(xí)的特征、正式環(huán)境和非正式環(huán)境中的科學(xué)學(xué)習(xí)以及科學(xué)課程的變革；在微觀層次上主要體現(xiàn)為教學(xué)法的探索、新興手段與技術(shù)發(fā)展以及學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)，其中建模與模型教學(xué)受到較多關(guān)注。

科學(xué)文化與社會(huì)問題是當(dāng)前國際科學(xué)教育領(lǐng)域較為關(guān)注的內(nèi)容，包括“文化、社會(huì)和性別問題”“環(huán)境教育和可持續(xù)發(fā)展”和“歷史、哲學(xué)和科學(xué)社會(huì)學(xué)”三個(gè)議題共146篇報(bào)告，涵蓋了宗教、種族、性別、環(huán)境科學(xué)、STEM身份認(rèn)知、科學(xué)倫理等國際上引起廣泛關(guān)注的社會(huì)及文化問題，以及科學(xué)史、科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)教育學(xué)等相關(guān)主題的研究，從理論背景、文化歷史背景以及現(xiàn)實(shí)背景等方面入手開展研究，以期為科學(xué)教育開辟路徑。其中公平與包容是涉及最多的內(nèi)容，旨在尋求超越人種、性別、種族等差異的包容性科學(xué)教育和科學(xué)態(tài)度。此外，社會(huì)性科學(xué)議題（socioscientific issues，SSI）也備受關(guān)注，因其注重政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、價(jià)值、道德、倫理和情感等方面，能發(fā)展學(xué)生的思維與做決策的能力，已被國際科學(xué)教育界認(rèn)為是科學(xué)教育的重要目標(biāo)之一^［４］，相關(guān)研究主要涉及SSI教學(xué)實(shí)踐和SSI教育的價(jià)值。

科學(xué)教學(xué)類報(bào)告共140篇，涵蓋小學(xué)、中學(xué)和大學(xué)三個(gè)學(xué)段的科學(xué)教學(xué)。小學(xué)階段側(cè)重于科學(xué)教師的專業(yè)發(fā)展和科學(xué)教學(xué)策略，比較有代表性的是密歇根州立大學(xué)等三所學(xué)校的研究團(tuán)隊(duì)提出的適應(yīng)設(shè)計(jì)原則，基于此原則構(gòu)建教師專業(yè)學(xué)習(xí)框架，促進(jìn)科學(xué)教師的專業(yè)發(fā)展。中學(xué)階段更為關(guān)注如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)能力和傾向，通過設(shè)計(jì)教學(xué)法、課堂組織形式的革新與課堂整合等來發(fā)展學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與創(chuàng)造力，如CTCA（culturo-techno-contextual approach）教學(xué)法在科學(xué)課堂中的有效性研究、設(shè)計(jì)女性友好型創(chuàng)新STEM課程以克服性別差異。大學(xué)階段重點(diǎn)在于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的深層挖掘，如學(xué)生的批判性思維、科學(xué)認(rèn)同、科學(xué)實(shí)踐與歸屬感、毅力與幸福感、21世紀(jì)技能等。

教師教育有關(guān)的報(bào)告共128篇，包括“職前科學(xué)教師教育”和“在職科學(xué)教師教育”，探討科學(xué)教師的專業(yè)化發(fā)展。一方面，注重教師的專業(yè)學(xué)習(xí)與發(fā)展，通過為教師創(chuàng)造學(xué)習(xí)空間和資源、加強(qiáng)教師的科學(xué)實(shí)踐、培養(yǎng)教師的跨學(xué)科整合能力等途徑，實(shí)現(xiàn)教師教學(xué)內(nèi)容知識(shí)（PCK）、科學(xué)教學(xué)素養(yǎng)及自我效能感的提升。另一方面，對(duì)影響科學(xué)教師專業(yè)化發(fā)展的影響因素以及如何評(píng)估教師的科學(xué)素養(yǎng)等問題也做了深入討論，如針對(duì)職前科學(xué)教師開發(fā)的學(xué)習(xí)與情感自我反思問卷和STEM整合的自我效能感調(diào)查量表、對(duì)課堂視頻中教師的面部管理進(jìn)行多模態(tài)分析等多種方式考察科學(xué)教師的專業(yè)發(fā)展。

教育革新類報(bào)告共108篇，反映教育領(lǐng)域內(nèi)的革新與發(fā)展，從宏觀政策、中觀課程以及微觀技術(shù)三個(gè)層次展開?！罢摺⒏母锖瓦M(jìn)步”既包含教育政策制定與實(shí)施，也涉及到教育領(lǐng)導(dǎo)者對(duì)科學(xué)教育發(fā)展的作用以及STEM教育的發(fā)展與進(jìn)步?！罢n程、評(píng)價(jià)和評(píng)估”主要關(guān)注的是課程的開發(fā)、實(shí)施與評(píng)價(jià)，如課程基礎(chǔ)設(shè)施及教學(xué)材料的開發(fā)、疫情期間的協(xié)作課程設(shè)計(jì)、三維科學(xué)評(píng)估等研究，同時(shí)對(duì)教學(xué)效果和教師績效的評(píng)估也是關(guān)注的重點(diǎn)之一?！敖逃夹g(shù)”主要涉及數(shù)字多媒體技術(shù)在教學(xué)與研究中的使用和師生的計(jì)算思維與建模能力的發(fā)展，反映出信息化社會(huì)中數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步和對(duì)未來人才信息素養(yǎng)的要求。教育新技術(shù)取得了較多的進(jìn)展，如開發(fā)眼睛追蹤系統(tǒng)和觸覺科學(xué)模擬等技術(shù)獲取學(xué)生科學(xué)感知和認(rèn)知的反饋，再如澳大利亞和中國臺(tái)灣的研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了第三空間學(xué)習(xí)——沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)（IVR），學(xué)生能夠在其中體驗(yàn)、互動(dòng)和學(xué)習(xí)。

3 聚焦國際科學(xué)教育研究熱點(diǎn)

對(duì)年會(huì)報(bào)告題目及摘要進(jìn)行詞頻統(tǒng)計(jì)，選取前40個(gè)高頻詞生成熱點(diǎn)詞詞云圖（圖1）。這些高頻詞散落在各個(gè)議題中，反映出科學(xué)教育不同研究領(lǐng)域共同關(guān)注的研究熱點(diǎn)，通過對(duì)高頻詞深入分析把握國際科學(xué)教育研究的脈絡(luò)。

3.1 基于STEM的科學(xué)學(xué)習(xí)情境研究

當(dāng)代科學(xué)教育關(guān)注學(xué)科知識(shí)與現(xiàn)實(shí)世界的有機(jī)聯(lián)系，注重在真實(shí)情景中引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題。Science-Technology-Engineering-mathematics（STEM）倡導(dǎo)以一種跨學(xué)科的方式解決現(xiàn)實(shí)生活情境中的問題，其本身具有融合性和情境性的特點(diǎn)，旨在培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行情境化應(yīng)用的能力，是實(shí)現(xiàn)科學(xué)教育目標(biāo)的重要方式，因此基于STEM的科學(xué)學(xué)習(xí)情境（表2）成為國際科學(xué)教育研究的熱點(diǎn)。

科學(xué)學(xué)習(xí)中問題情境的設(shè)置一般要考慮兩個(gè)方面，一是注重科學(xué)知識(shí)的運(yùn)用，二是貼近學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活，從而將科學(xué)概念與情境建立聯(lián)系，促使學(xué)生構(gòu)建起科學(xué)知識(shí)體系。學(xué)生所處的環(huán)境必然受到多種因素的影響，其中環(huán)境（Environment）、文化（Culture）、社會(huì)（Society）、社區(qū)/共同體（Community）對(duì)學(xué)習(xí)情境的影響尤為關(guān)鍵。一方面，科學(xué)學(xué)習(xí)要基于學(xué)生賴以生存的文化、社會(huì)以及生態(tài)環(huán)境等背景來開展，讓學(xué)生設(shè)身處地思考并進(jìn)行決策，相關(guān)的研究主題涉及環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展、社會(huì)性科學(xué)議題、多元文化與文化差異下的科學(xué)教育、學(xué)生的社會(huì)身份及認(rèn)同、科學(xué)教育的社會(huì)政治歷史背景等，如美國國家教育實(shí)驗(yàn)中心一項(xiàng)為期五年的研究項(xiàng)目，研究美國土著如何通過基于社區(qū)和文化的STEM計(jì)劃來保持身份，以及屬于其遺產(chǎn)文化的認(rèn)同感和歸屬感。另一方面，學(xué)生的周邊環(huán)境對(duì)其科學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生直接的影響，包括教學(xué)環(huán)境、社區(qū)和共同體，相關(guān)研究主題涉及正式與非正式學(xué)習(xí)環(huán)境、跨學(xué)科教學(xué)情境、實(shí)踐社區(qū)（cop）、生活社區(qū)、學(xué)習(xí)共同體等。

3.2 科學(xué)思維與認(rèn)知、理解能力的培養(yǎng)研究

科學(xué)教育愈發(fā)強(qiáng)調(diào)更深層次的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)，注重培養(yǎng)學(xué)生的高階思維，科學(xué)論證、科學(xué)推理、創(chuàng)造性思維等科學(xué)思維能力以及認(rèn)知、理解能力的培養(yǎng)在國際科學(xué)教育領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注（表3）。

科學(xué)思維由內(nèi)容、方法和品質(zhì)組成三維立體結(jié)構(gòu)，是在研究和解決科學(xué)問題以及學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)過程中順利地進(jìn)行思維所應(yīng)有的個(gè)性心理特征^［５］?？茖W(xué)思維（Thinking）研究包括計(jì)算思維、認(rèn)知思維、跨學(xué)科思維、系統(tǒng)思維、批判性思維、創(chuàng)造性思維能力等。模型（Model）和概念（Concept）是科學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)的一部分，屬于科學(xué)思維的內(nèi)容層面，研究涉及STEM模型、概念化模型、跨學(xué)科概念、工程概念、科學(xué)概念圖等主題。科學(xué)思維方法是學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)和運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解決問題的過程中的思維方式，主要包括分析（Analysis）、論證（Argument）、推理（Reasoning）和意義建構(gòu)（Sensemaking），研究主題涉及反思性分析、分析論證、探究與論證、社會(huì)科學(xué)論證、非形式推理、空間思維建構(gòu)等?？茖W(xué)思維品質(zhì)是科學(xué)學(xué)習(xí)與運(yùn)用過程中逐漸形成的一種智力特征，由深刻性、靈活性、獨(dú)創(chuàng)性、批判性與敏捷性5個(gè)方面構(gòu)成^［６］。其中批判性（Critical）思維品質(zhì)是最受關(guān)注的方面，涉及批判性思維、批判意識(shí)、批判性思考與反思、社會(huì)科學(xué)問題的批判性理解等研究主題，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的探索意識(shí)和辯證能力，不斷重構(gòu)自己的思想與觀點(diǎn)。

科學(xué)素養(yǎng)是科學(xué)教育的基本目標(biāo)，也是國際科學(xué)教育研究與改革的基石，本屆年會(huì)中科學(xué)素養(yǎng)（Literacy）相關(guān)的研究涉及全球素養(yǎng)、工程素養(yǎng)、STEM素養(yǎng)、信息素養(yǎng)、計(jì)算思維素養(yǎng)、學(xué)科素養(yǎng)等主題。科學(xué)素養(yǎng)包含對(duì)科學(xué)原理和方法的理解、對(duì)科學(xué)術(shù)語和科學(xué)概念的理解以及認(rèn)識(shí)并了解科學(xué)和技術(shù)對(duì)社會(huì)生活的影響等^［７］，認(rèn)知、理解能力是形成正確的科學(xué)態(tài)度、養(yǎng)成科學(xué)興趣進(jìn)而提升學(xué)生整體科學(xué)素養(yǎng)的基礎(chǔ)。認(rèn)識(shí)的（Epistemic）和認(rèn)知的（Cognitive）是認(rèn)知能力相關(guān)的高頻詞，研究主題涵蓋了認(rèn)識(shí)論信念、元認(rèn)知意識(shí)、認(rèn)知思維、認(rèn)知策略、認(rèn)知參與、工程學(xué)認(rèn)知等方面，主要關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)和規(guī)律時(shí)信息提取與加工的能力。理解能力是學(xué)生基于已有的經(jīng)驗(yàn)積累和思維特征對(duì)客觀世界所做出的判斷，與其相關(guān)的高頻詞有理解（Understanding）、觀點(diǎn)（View）和想法（Idea），涉及概念性理解、對(duì)科學(xué)現(xiàn)象和本質(zhì)的理解、可理解性、觀點(diǎn)的提出、學(xué)生觀點(diǎn)和想法的形成與轉(zhuǎn)變、表達(dá)看法的多樣性等主題。

3.3 科學(xué)探究與實(shí)踐能力的培養(yǎng)研究

科學(xué)教育的一個(gè)重要理念就是教學(xué)過程注重實(shí)踐，科學(xué)探究與實(shí)踐是科學(xué)學(xué)習(xí)的主要方式，科學(xué)探究與實(shí)踐能力也是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，加強(qiáng)學(xué)生的探究實(shí)踐已成為國際科學(xué)教育改革的共識(shí)（表4）。

實(shí)踐（Practice）是本次年會(huì)頻次最高的熱點(diǎn)詞，反映出科學(xué)教育的實(shí)踐導(dǎo)向。科學(xué)探究與實(shí)踐的內(nèi)容和具體方式包括設(shè)計(jì)（Design）、工程（Engineering）、應(yīng)用（Implementation）以及探究（Inquiry），研究主題涉及基于真實(shí)情境的工程實(shí)踐、科學(xué)與工程設(shè)計(jì)、科學(xué)建模、計(jì)算思維實(shí)踐、應(yīng)用課程材料或論據(jù)、科學(xué)探究、科學(xué)探究教室、學(xué)科探究等。學(xué)生的體驗(yàn)是科學(xué)探究與實(shí)踐的一個(gè)重要目標(biāo)，也是學(xué)生產(chǎn)生探究興趣并持續(xù)開展科學(xué)探究活動(dòng)的前提，經(jīng)歷（Experience）和參與（Engagement）均強(qiáng)調(diào)學(xué)生的體驗(yàn)，如科學(xué)課堂學(xué)習(xí)經(jīng)歷、STEM教育經(jīng)歷、認(rèn)知與情感經(jīng)歷、公民參與、社會(huì)參與、課堂參與度評(píng)估等方面?？茖W(xué)探究與實(shí)踐能力（Skill）包括問題解決能力、跨學(xué)科技能、自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)能力、計(jì)算思維技能、科學(xué)推理技能、建模能力、實(shí)驗(yàn)室技能等，這些能力既是實(shí)踐的基礎(chǔ)，同時(shí)也能夠在實(shí)踐活動(dòng)中不斷深化發(fā)展，最終養(yǎng)成實(shí)踐品質(zhì)。

3.4 日漸豐富的科學(xué)教學(xué)研究

國際科學(xué)教學(xué)研究除教學(xué)模式和教學(xué)設(shè)計(jì)的研究以外，對(duì)教學(xué)的影響因素研究逐漸增多，作為科學(xué)教學(xué)過程中不可或缺的構(gòu)成要素之一，科學(xué)教師的“教”及其專業(yè)發(fā)展也受到了科學(xué)教育研究者的關(guān)注^［８］，見表5。

科學(xué)教學(xué)模式與教學(xué)設(shè)計(jì)主要圍繞教學(xué)模式與課程的設(shè)計(jì)、開發(fā)與實(shí)施過程展開研究，更加凸顯教學(xué)的整體性與課程的整合性（Integrate），如課程整合、知識(shí)整合、教學(xué)技術(shù)整合、課堂模塊整合、思維整合、教學(xué)資源整合。其中STEM課程、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（Project-based learning，PBL）受到較多關(guān)注，這兩類課程模式都是基于特定主題（Content）或案例（Case）開展教學(xué)活動(dòng)，具有跨學(xué)科性和整合性的特征，是學(xué)生提升綜合能力和深化科學(xué)素養(yǎng)的有效教學(xué)實(shí)踐形態(tài)。如多元文化項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（Multiple Literacies in Project-Based Learning，MLPBL）課程體系，通過學(xué)生在協(xié)作學(xué)習(xí)空間中的感官討論和社會(huì)融合，促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)感知和社會(huì)情感學(xué)習(xí)。

教學(xué)的影響因素是多方面的，而不同因素對(duì)教學(xué)的影響方式也呈現(xiàn)多樣化的特點(diǎn)，可以分為直接影響和間接影響兩大類，相關(guān)的高頻詞有影響（Influence、 Impact）和意義/影響（Implications）。直接影響是指直接對(duì)教學(xué)實(shí)踐產(chǎn)生影響，相關(guān)研究包括在線教學(xué)對(duì)教學(xué)效果的影響、學(xué)校環(huán)境與教學(xué)資源對(duì)科學(xué)教學(xué)的影響、教育技術(shù)對(duì)教學(xué)方式的改變、教學(xué)內(nèi)容變化與教育政策對(duì)教學(xué)的影響等。間接影響是指通過對(duì)教師和學(xué)生的影響最終對(duì)教學(xué)效果產(chǎn)生作用，其中與教師相關(guān)的研究涉及培訓(xùn)對(duì)職前教師專業(yè)發(fā)展的影響、教師教學(xué)信念發(fā)展、社會(huì)觀念下教師的職業(yè)認(rèn)同等主題，與學(xué)生相關(guān)的研究涉及學(xué)生課堂體驗(yàn)、教學(xué)法對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)部動(dòng)機(jī)的影響、學(xué)生STEM身份認(rèn)知等主題。

科學(xué)教師的專業(yè)化水平是有效實(shí)施科學(xué)課程的關(guān)鍵，對(duì)教學(xué)效果起著至關(guān)重要的作用，與之相關(guān)的熱點(diǎn)詞有知識(shí)（Knowledge）、專業(yè)化（Professional）和方式/途徑（Approach）。知識(shí)是教師教學(xué)的根基也是教師專業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，相關(guān)研究包括科學(xué)教師的專業(yè)知識(shí)如教學(xué)法知識(shí)、學(xué)科知識(shí)、教學(xué)內(nèi)容知識(shí)，以及教師知識(shí)研究如知識(shí)整合、知識(shí)再生產(chǎn)、建模元知識(shí)等。教師專業(yè)化的表現(xiàn)形式和實(shí)現(xiàn)途徑相關(guān)的研究涉及教學(xué)管理方式、教學(xué)資源使用與整合、教師專業(yè)發(fā)展計(jì)劃/課程、協(xié)作專業(yè)學(xué)習(xí)社區(qū)等主題。教師對(duì)自我身份的認(rèn)知及其自我效能感與教學(xué)質(zhì)量密切相關(guān)，教育研究者普遍認(rèn)為自我效能感是教師專業(yè)性的一個(gè)重要方面，并將其納入教師專業(yè)發(fā)展計(jì)劃^［９］。身份（Identity）、作用/角色（Role）、自我效能感（Self-efficacy）是科學(xué)教師自我認(rèn)知和自我效能感相關(guān)的高頻詞，研究主要涉及教師專業(yè)身份、科學(xué)身份的建構(gòu)、教師職業(yè)認(rèn)同、教師在科學(xué)課堂中的角色定位、自我效能感的作用、科學(xué)教學(xué)自我效能感等主題。

4 啟示

4.1 加強(qiáng)科學(xué)教育研究國際化與本土化的交融

統(tǒng)計(jì)我國研究者在本屆年會(huì)中的參與情況發(fā)現(xiàn)，大陸學(xué)者參與的報(bào)告僅有7篇，臺(tái)灣學(xué)者參與的報(bào)告也只有13篇，這說明我國研究者對(duì)國際科學(xué)教育研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)關(guān)注較少，也顯露出我國科學(xué)教育相關(guān)的研究成果在科學(xué)教育研究國際話語體系中聲量不足的問題。因此，我國科學(xué)教育研究者應(yīng)拓展國際視野，積極參加相關(guān)領(lǐng)域國際權(quán)威會(huì)議開展國際交流，主動(dòng)關(guān)注并跟進(jìn)國際科學(xué)教育研究領(lǐng)域的主要方向和熱點(diǎn)議題，借鑒國外先進(jìn)的研究工具和方法深化本土研究，基于我國國情進(jìn)行扎實(shí)的實(shí)踐研究，提出本土化教育實(shí)踐研究案例，實(shí)現(xiàn)科學(xué)教育研究的本土化，不斷提高我國科學(xué)教育研究的水平和國際影響力。

4.2 由學(xué)科研究向科學(xué)教育研究演進(jìn)

科學(xué)教育本質(zhì)上是各學(xué)科深度融合滲透而形成的綜合性教育體系，將科學(xué)知識(shí)、科學(xué)精神、科學(xué)品質(zhì)、過程與方法、社會(huì)建制等涵蓋其中，追求人文價(jià)值與科學(xué)價(jià)值的和諧統(tǒng)一。而我國科學(xué)教育的總體態(tài)勢是基于學(xué)科的，科學(xué)教育相關(guān)的研究也多為分學(xué)科研究，既導(dǎo)致科學(xué)知識(shí)體系的割裂也忽略了其中蘊(yùn)含的人文價(jià)值，無法觸及科學(xué)以及科學(xué)教育的本質(zhì)。因此我國應(yīng)借鑒國際科學(xué)教育研究的經(jīng)驗(yàn)，推進(jìn)由學(xué)科研究向科學(xué)教育研究演進(jìn)，注重科學(xué)教育研究的整體性與融合性，開展跨學(xué)科合作研究，將人文成分蘊(yùn)含其中，實(shí)現(xiàn)學(xué)科之間的深度融合以及人文與科學(xué)的有機(jī)統(tǒng)一。

4.3 勾畫以科學(xué)素養(yǎng)為核心的科學(xué)教育研究圖景

科學(xué)素養(yǎng)是科學(xué)教育的基本目標(biāo)和根本價(jià)值追求，科學(xué)學(xué)習(xí)研究、科學(xué)教學(xué)研究、教師發(fā)展研究等歸根結(jié)底都是為了發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，當(dāng)前國際科學(xué)教育研究的話題領(lǐng)域和熱點(diǎn)共同勾畫出以科學(xué)素養(yǎng)為核心的科學(xué)教育研究圖景，值得我國科學(xué)教育研究者重點(diǎn)關(guān)注。

隨著時(shí)代變遷和科技發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵不斷被重構(gòu)，實(shí)踐性、跨學(xué)科性、批判性、創(chuàng)新性、信息化等特征日益凸顯，其核心成分包括科學(xué)探究、科學(xué)思維、科學(xué)認(rèn)知與理解以及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，深刻反映出科學(xué)后備人才培養(yǎng)的要求與趨勢。對(duì)此，我國應(yīng)在理論研究和實(shí)踐研究上共同發(fā)力，深化科學(xué)素養(yǎng)相關(guān)的研究。一方面基于國際發(fā)展態(tài)勢和我國戰(zhàn)略需求構(gòu)建科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵與結(jié)構(gòu)體系，如與理科新課標(biāo)中核心素養(yǎng)相結(jié)合，明晰人才培養(yǎng)的核心與重點(diǎn)。另一方面要推進(jìn)科學(xué)教學(xué)研究與實(shí)踐，積極探索科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)路徑，科學(xué)課程開發(fā)、教學(xué)模式建構(gòu)、教學(xué)策略選擇、教育技術(shù)革新和教師專業(yè)發(fā)展等方面的研究均要以學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)為出發(fā)點(diǎn)，突出學(xué)生的主體地位，為切實(shí)提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)奠定研究基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

［1］劉晟，楊文源，劉恩山. 國際科學(xué)教育研究趨勢： 基于R的可視化分析［J］. 外國中小學(xué)教育，2019，（5）： 26～34.

［2］National Association for Research in Science Teaching. 2022 Annual International Conference ［EB/OL］. https：//narst.org/conferences/2022Vannual-conference. （2022102）.

［3］王穎純，岳磊，康在龍，薛山. 基于詞頻統(tǒng)計(jì)分析方法的SaaS國內(nèi)研究熱點(diǎn)分析［J］. 情報(bào)雜志，2012，31（7）： 44～48.

［4］蔡鐵權(quán). 科學(xué)教育中的SSI教學(xué)［J］. 全球教育展望，2009，38（10）： 82～85.

［5］胡衛(wèi)平，林崇德. 青少年的科學(xué)思維能力研究［J］. 教育研究，2003，（12）： 19～23.

［6］代進(jìn)玲，劉艷. 中學(xué)生地理思維批判性品質(zhì)影響因素研究［J］. 地理教學(xué)，2022，（19）： 15～18+23.

［7］胡詠梅，楊素紅，盧珂. 青少年科學(xué)素養(yǎng)測評(píng)工具研發(fā)及質(zhì)量分析［J］. 教育學(xué)術(shù)月刊，2012，（3）： 16～21.

［8］葉劍強(qiáng)，徐克. 國際科學(xué)教學(xué)研究的主題領(lǐng)域與熱點(diǎn)演進(jìn)——以Journal of Research in Science Teaching為例［J］. 化學(xué)教學(xué)，2020，（8）： 12～18.

［9］Holzberger D，Philipp A，Kunter M. How Teachers' Self-Efficacy is Related to Instructional Quality： A Longitudinal Analysis ［J］. Journal of Educational Psychology，2013，105（3）： 774～786.