張新華　劉美博　容梅

摘 要：科學(xué)探究學(xué)習(xí)已成為我國科學(xué)課程改革的核心。WISE為方便在課堂教學(xué)中實施科學(xué)探究學(xué)習(xí)活動提供了一個基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的學(xué)習(xí)環(huán)境，但將國外的基于技術(shù)的學(xué)習(xí)環(huán)境引入我國的科學(xué)課堂將會出現(xiàn)怎樣的問題？本研究以“全球氣候變化”項目為例在廣州的兩所學(xué)校進行了教學(xué)應(yīng)用研究。研究首先將課后專家點評作為數(shù)據(jù)，采用扎根理論中開放式編碼的方法，分析實施WISE科學(xué)課程時存在的問題，其后以分析學(xué)生前后測的成績來檢驗學(xué)習(xí)效果。本研究發(fā)現(xiàn)將WISE系統(tǒng)應(yīng)用于我國科學(xué)課堂的教學(xué)會存在三個方面的問題：教學(xué)方法問題、教學(xué)內(nèi)容問題和技術(shù)平臺的問題。作者認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的教學(xué)方法是其中最為重要的問題，對WISE系統(tǒng)和基于技術(shù)的探究式教學(xué)模式在我國中小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的成功應(yīng)用有著重要的影響。本研究亦將為STEM教育在中國的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：WISE；科學(xué)教學(xué)；科學(xué)探究學(xué)習(xí)；本土化；教學(xué)方法

中圖分類號：G434 文獻標(biāo)志碼： A 文章編號：1673-8454（2018）10-0023-07

一、研究背景

當(dāng)今世界各國之間的競爭歸根結(jié)底在于科技和人才的競爭，近年來各國都加強了科學(xué)教育的力度，對傳統(tǒng)的科學(xué)教育課程標(biāo)準(zhǔn)以及教學(xué)方法進行了反思。傳統(tǒng)的科學(xué)教學(xué)以傳授科學(xué)概念為主，學(xué)生被動接受科學(xué)事實及描述事實的術(shù)語，這種教學(xué)很難把學(xué)生培養(yǎng)成為21世紀(jì)具有科學(xué)素養(yǎng)、會解決問題、會思考、會交流的合格公民。各國新課程標(biāo)準(zhǔn)都開始強調(diào)科學(xué)教育，并把探究式學(xué)習(xí)作為科學(xué)課程的核心。例如，美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)與評價委員會經(jīng)過四年的研究，于1996年推出了美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)的一個突出特點就是對于科學(xué)探究能力的強調(diào)。我國2001年頒布的《全日制義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗稿）》中明確提出，“探究既是科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，又是科學(xué)學(xué)習(xí)的方式，親身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要途徑”[1]。2017版的《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》更是將“倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)”作為“課程基本理念”，提出“探究式學(xué)習(xí)是指在教師的指導(dǎo)、組織和支持下，讓學(xué)生主動參與、動手動腦、積極體驗，經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，以獲得科學(xué)知識、領(lǐng)悟科學(xué)思想、學(xué)習(xí)科學(xué)方法為目的的學(xué)習(xí)方式。”小學(xué)科學(xué)課程倡導(dǎo)以探究式學(xué)習(xí)為主的多樣化學(xué)習(xí)方式，通過創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境，為學(xué)生提供更多自主的學(xué)習(xí)空間和主動探究的學(xué)習(xí)機會；強調(diào)做中學(xué)、學(xué)中思，通過合作與探究，逐步培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的能力、收集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析問題和解決問題的能力，以及交流與合作的能力等，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性、批判性思維和想象力；重視科學(xué)與人文的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生基本的科學(xué)倫理精神和熱愛科學(xué)的品質(zhì)[2]。

然而，科學(xué)探究學(xué)習(xí)的實施并非易事。在科學(xué)探究學(xué)習(xí)的實施過程中，無論是學(xué)生還是教師都將面臨各種挑戰(zhàn)。2009年由中國科技部和教育部發(fā)起的重大研究項目“中小學(xué)科學(xué)探究學(xué)習(xí)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)實驗研究”，對各個學(xué)科如何實施和推進科學(xué)探究學(xué)習(xí)進行了深入的調(diào)查和研究，發(fā)現(xiàn)中學(xué)教師在實施科學(xué)探究學(xué)習(xí)中的諸多疑惑和困難。比如，如何在有限的課時中進行科學(xué)探究？如何設(shè)計科學(xué)探究主題活動？如何對科學(xué)探究主題活動給予有效的指導(dǎo)等[3]。此外，教師對探究式教學(xué)的理解，對具體的學(xué)科內(nèi)容知識的掌握，以及對教學(xué)環(huán)境條件的了解等都會對探究式教學(xué)的成功實施產(chǎn)生影響[4]。

應(yīng)用技術(shù)支持探究式教學(xué)是解決教師和學(xué)生所面臨的各種挑戰(zhàn)的方法之一[4]。為此，美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校Marcia.C.Linn主持的科學(xué)教育和教育技術(shù)研究團隊在美國國家科學(xué)基金會NSF（National Science Foundation）的資助下開發(fā)了WISE（Web-based Inquiry Science Environment）探究式教學(xué)支持平臺[5]。WISE構(gòu)建了一個基于網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)探究學(xué)習(xí)環(huán)境，為學(xué)習(xí)者在其中了解真實世界、分析各種現(xiàn)代科學(xué)觀點、親歷科學(xué)探究過程等，提供各種探究工具，如繪圖、圖表、概念圖、討論、反思筆記等，從而促進學(xué)生以小組協(xié)作和自主探究式學(xué)習(xí)科學(xué)知識，培養(yǎng)科學(xué)問題的探究能力、合作能力。WISE對于教師也提供了易操作的學(xué)習(xí)記錄、學(xué)習(xí)測試和分析等工具，教師可以通過系統(tǒng)來監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，管理學(xué)生的學(xué)習(xí)活動，以及對學(xué)生提交的答案進行反饋。WISE研究團隊和其他相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜液献?，開發(fā)了50多個免費的開放式科學(xué)探究學(xué)習(xí)項目[6]，包括地球科學(xué)、生命科學(xué)、化學(xué)和物理等學(xué)科的課程教學(xué)資源，這些項目大多都整合了評判、比較、設(shè)計等WISE經(jīng)典項目元素，此外，系統(tǒng)提供的著作工具可以讓教師或其他研究人員方便地自行設(shè)計項目或?qū)ΜF(xiàn)有的WISE課程項目二次加工。WISE平臺的實際教學(xué)應(yīng)用已有15年的時間，在美國、德國、挪威、新西蘭、日本、丹麥等國家的中小學(xué)得到使用，積累了大量的實驗數(shù)據(jù)和經(jīng)驗，并取得了諸多研究成果。WISE平臺經(jīng)過十多年的教學(xué)應(yīng)用與發(fā)展已趨向成熟[6]。

將西方先進的探究式教學(xué)技術(shù)平臺和課程資源引入我國中小學(xué)科學(xué)教育之中，對推進我國探究式教學(xué)的實踐和研究將會產(chǎn)生積極的作用。盡管我們知曉WISE系統(tǒng)已經(jīng)多年，但是通過文獻調(diào)研不難發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)關(guān)于WISE的研究多數(shù)還停留在對平臺的探索階段，并沒有學(xué)者真正對WISE在課堂教學(xué)實踐中應(yīng)用情況進行研究和分析。2015年初，華南師范大學(xué)WISE項目研究小組在多倫多大學(xué)Jim Slotta教授的支持下，建立了中國的WISE服務(wù)器（wise.scnu.edu.cn），進行了平臺系統(tǒng)的漢化，同時也完成了“全球氣候變化”這一探究項目的翻譯工作。同年4月，在廣州某中學(xué)的地理課堂首次開展了WISE的課堂教學(xué)實踐活動。本文將以一個WISE項目為例對在我國中小學(xué)移植WISE平臺和課程的過程中遇到的問題進行探討，并分析這一項目應(yīng)用的效果，以期為WISE項目成功應(yīng)用于我國中小學(xué)科學(xué)課堂提供寶貴的經(jīng)驗。

二、文獻綜述

（一）國內(nèi)相關(guān)研究

通過關(guān)鍵詞搜索等方式查找2000年以來國內(nèi)公開發(fā)表的學(xué)術(shù)論文，并歸納整理出關(guān)于WISE的研究主要分布在以下幾個研究領(lǐng)域：

1.WISE平臺的介紹

國內(nèi)關(guān)于WISE平臺的介紹主要包括WISE的發(fā)展歷史、WISE基本框架、WISE功能模塊、知識整合環(huán)境、WISE項目的特征等。例如，2004年黃都在《促進知識整合的科學(xué)探究環(huán)境設(shè)計——基于對WISE網(wǎng)絡(luò)探究平臺的評介》一文中對WISE的功能、結(jié)構(gòu)、設(shè)計理念、項目特點進行說明評價，認(rèn)為WISE具有很高的應(yīng)用價值，同時應(yīng)當(dāng)慎對網(wǎng)絡(luò)在科學(xué)探究中的功能和作用以及科學(xué)探究中的證據(jù)[7]。2008年熊耀華等在《基于網(wǎng)絡(luò)的探究性學(xué)習(xí)環(huán)境WISE及其啟示》一文中對WISE進行簡單介紹，并對WISE中的物理課程項目進行分析，指出良好的網(wǎng)絡(luò)探究環(huán)境是能夠持續(xù)開展物理探究性學(xué)習(xí)的基本保障[8]。

2.網(wǎng)絡(luò)探究平臺的設(shè)計與開發(fā)理論探討

2008年付志文等在《中小學(xué)科學(xué)探究學(xué)習(xí)平臺的設(shè)計》中評論了WISE作為科學(xué)探究平臺的優(yōu)缺點，以及WISE對中小學(xué)科學(xué)探究平臺開發(fā)具有的借鑒意義[9]；2010年況姍蕓在《WISE科學(xué)探究平臺對我國研究性學(xué)習(xí)平臺建設(shè)的啟示》[10]中橫向比較WISE與其它的網(wǎng)絡(luò)探究平臺，指出國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)探究平臺與WISE之間存在的差距：WISE在平臺資源庫項目的品質(zhì)、探究認(rèn)知工具的種類、探究式教學(xué)的管理與調(diào)控的方式、多元反饋與評價的功能實現(xiàn)、平臺開放性程度方面有著非常明顯的設(shè)計理念和技術(shù)上的優(yōu)勢。WISE作為國外科學(xué)探究平臺與國內(nèi)其它科學(xué)探究平臺相比有巨大的優(yōu)勢，盡管WISE系統(tǒng)存在著一些缺點，但是其價值還是受到了極大的肯定，WISE平臺無疑是進行科學(xué)探究式教學(xué)所需的技術(shù)支持的最佳選擇。

3.WISE的教學(xué)啟示

2010年吳偉等在《國外物理探究教學(xué)案例及其啟示：以WISE為例》中對美國基于WISE的物理教學(xué)案例進行分析，強調(diào)技術(shù)在科學(xué)探究式教學(xué)中起到的作用[11]；2012年張笑歡在《WISE網(wǎng)絡(luò)教育平臺項目資源案例簡析》中對WISE經(jīng)典項目進行分析，并根據(jù)WISE項目的特點提出三點將WISE項目應(yīng)用于教學(xué)的建議：（1）設(shè)計問題引導(dǎo)探究；（2）細(xì)化探究任務(wù)，合理呈現(xiàn)證據(jù)；（3）開展多樣化的活動形式，采用小組互評，教師鼓勵的評價形式[12]。2015年趙建華等通過分析“全球氣候變化”WISE項目的設(shè)計探討了利用數(shù)字探究學(xué)習(xí)環(huán)境開展科學(xué)教育的特征：（1）創(chuàng)設(shè)有意義的情境，激發(fā)學(xué)生的探究興趣；（2）自主探究與合作學(xué)習(xí)相結(jié)合，必要時教師提供指導(dǎo)；（3）探究活動注重結(jié)果，但更注重過程；（4）有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)[13]?？梢姡覈鴮W(xué)者在初步了解WISE系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，已經(jīng)開始肯定WISE在我國課堂應(yīng)用的積極意義，并且已經(jīng)開始構(gòu)想如何將WISE真正的引入課堂。然而，這些研究始終停留在理論分析和構(gòu)想階段，并沒有真正在科學(xué)課程的課堂教學(xué)中實施。

4.WISE項目設(shè)計與應(yīng)用情況

2013年，高明提出了信息技術(shù)環(huán)境下科學(xué)探究項目設(shè)計的基本方法，設(shè)計了一個基于WISE的高中生物科學(xué)探究項目，并以此開展了教學(xué)實施，通過對課堂教學(xué)活動中的觀察、項目實踐后對師生的調(diào)查，驗證了設(shè)計的有效性[14]；2015年董錫和劉中禮提出了“基于WISE初中地理自主·合作學(xué)習(xí)”策略和模式，總結(jié)了老師實施WISE教學(xué)需要的教學(xué)步驟和注意事項[15]。這些學(xué)者通過實際開展基于WISE的教學(xué)實驗，分別從項目設(shè)計、教學(xué)模式設(shè)計、科學(xué)教育的特征等角度對WISE的應(yīng)用進行了初步的實踐探索。然而上述研究都是教師個人的教學(xué)反思，沒有經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖侄螌ISE項目的有效性和教學(xué)中的問題進行研究。

從2004年到2015年，我國學(xué)者通過初步了解WISE平臺，對比國產(chǎn)相關(guān)平臺，對WISE的教學(xué)應(yīng)用進行了構(gòu)想，并通過初步的WISE教學(xué)應(yīng)用試驗，進一步發(fā)現(xiàn)了WISE平臺的優(yōu)越性，認(rèn)可了其在科學(xué)教學(xué)中的作用。雖然這些研究的最終目標(biāo)都是想把WISE應(yīng)用到我國的科學(xué)教學(xué)之中，切切實實地改善科學(xué)課堂教學(xué)的現(xiàn)狀。但是，WISE課程項目并沒有真正成功應(yīng)用于中小學(xué)的科學(xué)教學(xué)之中，WISE課程項目本土化實踐以及推廣應(yīng)用的過程當(dāng)中還存在著相當(dāng)多的問題，有待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)和探索。

（二）國外教材中國本土化經(jīng)驗

國外有很多優(yōu)秀的教材、教學(xué)資源被引入中國，并應(yīng)用于教學(xué)。這個過程類似于我們將WISE課程項目翻譯過來并在我國進行教學(xué)應(yīng)用，因此我們可以從諸多的國外教材本土化實踐案例中得到WISE課程在國內(nèi)進行項目應(yīng)用的經(jīng)驗。

1. 《博采英語》的本土化改造

2001年清華大學(xué)出版社外語分社與國外多家大型出版公司聯(lián)系，經(jīng)過周密的考察和調(diào)研，確定引進美國湯姆森學(xué)習(xí)出版集團的《博采英語》作為國內(nèi)高等院校英語專業(yè)與研究生英語教材。由于《博采英語》第一版是直接將原版英語教材投入應(yīng)用，許多教師反饋在使用該教材進行教學(xué)的過程中出現(xiàn)了如下幾個問題：（1）由于原教材的編寫是針對在美學(xué)習(xí)英語、母語為非英語的人員，因此其中的一些任務(wù)場景在中國難以操作或?qū)崿F(xiàn)；（2）《博采英語》的內(nèi)容不是按照中國教育部制定的大學(xué)英語專業(yè)課程教學(xué)要求而編寫的，因而與中國英語教學(xué)的實際目標(biāo)有一定差距；（3）教材中課后練習(xí)的設(shè)計，并沒有考慮中國學(xué)生參加英語專業(yè)四級、八級考試的需求；（4）教材中部分具有時效性的學(xué)習(xí)素材與學(xué)生的生活實際脫節(jié)，不利于學(xué)生的理解與課堂活動的組織。針對以上這些現(xiàn)象，學(xué)者們從五個方面開展了課本的本土化改編工作：（1）廣泛調(diào)研，收集意見；（2）總結(jié)分析，提出方案；（3）外方確認(rèn)，授予版權(quán)；（4）制定會議，確定項目；（3）嚴(yán)格實施，按時出版。在以上原則的指導(dǎo)下，研究者成功出版了《博采英語》的第二版[15]。

2. 《新視線意大利語》教材本土化改造

《新視線意大利語》是一套專門為母語為非意大利語的學(xué)習(xí)者編寫的教材。這套教材出版多年，廣為意大利語教學(xué)界認(rèn)可，在全世界范圍有一定影響。該教材在引入中國后被本土化改造，被成功應(yīng)用于中學(xué)生的意大利語課堂教學(xué)，編者總結(jié)了成功的本土化經(jīng)驗，提出來本土化改造的原則：（1）保留原版特色風(fēng)貌；（2）對素材資料優(yōu)化組合；（3）對資源的立體化建設(shè)；（4）更適合中國教學(xué)需求；（5）最優(yōu)化的成本控制[16]。

對國外的優(yōu)秀教學(xué)資源進行本土化改造是一個循序漸進的過程，需要按照一定的方案步驟和改進的原則。WISE的翻譯過程是語言翻譯和本土化并重的過程，除了語言翻譯，課程項目需要作一些文化方面的調(diào)整。比如，我們在翻譯“全球氣候變化”過程中，介紹保護水資源等內(nèi)容，將一些視頻資料改為國內(nèi)的視頻網(wǎng)站資源，在探究項目中增加了中美飲食習(xí)慣的差異比較分析等內(nèi)容。然而，本土化改造是否成功，必須到教學(xué)實踐中進行檢驗，教學(xué)應(yīng)用中出現(xiàn)的問題會給研究者提示改進的方向，制定相應(yīng)的策略。進行廣泛調(diào)研并收集意見，是教材本土化改造的關(guān)鍵。

三、研究方法

本研究包括兩輪實驗，分別在兩所不同的學(xué)校進行。在第一輪實驗結(jié)束后研究者采用扎根理論中的開放式編碼的分析方法，分析了專家小組訪談的內(nèi)容，歸納總結(jié)在我國中小學(xué)移植西方國家的科學(xué)探究教學(xué)平臺和課程時存在的各種問題。在第二輪實驗中，研究者采用時間序列的準(zhǔn)實驗研究法，通過對學(xué)生進行前后測的方法來檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（一）實驗介紹

第一輪的研究實驗在廣州市一所中學(xué)進行，由一名經(jīng)驗豐富的地理教師進行授課，在該校的多媒體網(wǎng)絡(luò)教室，52名初一學(xué)生兩個人一組一臺電腦進行學(xué)習(xí)，教學(xué)內(nèi)容選取的是WISE漢化版“全球氣候變化”課程項目的第1課時（45分鐘）。

實驗前的準(zhǔn)備：在線注冊教師賬號；在后臺導(dǎo)入學(xué)生信息，統(tǒng)一注冊學(xué)生賬號，并通過教師賬號生成的課程編碼，讓學(xué)生進入同一課程學(xué)習(xí)單元；根據(jù)班級座位習(xí)慣，將相鄰學(xué)號的同學(xué)兩人分為一組；機房電腦安裝Firefox火狐瀏覽器，并提前對網(wǎng)頁瀏覽速度、網(wǎng)站運行效果進行了測試。

與科組老師的溝通：對任課教師科組全體人員進行了一次關(guān)于WISE平臺基本功能的培訓(xùn)。培訓(xùn)后，科組老師認(rèn)真研究了“全球氣候變化”主題探究項目的內(nèi)容，并提出了初步修改意見，主要是一些頁面顯示效果的問題，以及對項目設(shè)計的理解，項目研究小組根據(jù)科組老師的建議對WISE課程頁面進行了初步的修改。

公開課前的演練：在正式的公開課之前，選取同年級的兩個班進行了兩次試教。每次試教后，研究人員組織科組老師進行評課。第一次試教，主講教師在課程導(dǎo)入之后，完全讓學(xué)生在課堂上通過WISE網(wǎng)絡(luò)課程平臺進行自主學(xué)習(xí)和探究，因此課堂很安靜，老師很輕松。第二次試教，教師針對學(xué)生學(xué)習(xí)可能遇到的難點，特別是一些跨學(xué)科的概念，例如“全球氣候變化”中原本物理學(xué)科學(xué)習(xí)的“熱輻射”等概念在WISE課程提供的動畫課件輔助演示下，進行了詳細(xì)的講解，還帶領(lǐng)學(xué)生一起完成WISE項目中的一些測試題。在第一次的試教中，教師的教學(xué)指導(dǎo)作用沒有充分發(fā)揮；第二次試教僅僅將WISE平臺作為課堂演示的輔助工具，WISE對科學(xué)探究教學(xué)活動的支持功能體現(xiàn)不夠。經(jīng)過兩次試教，主講教師對WISE平臺和探究式教學(xué)的理解不斷加深。

在正式實驗教學(xué)的實施過程中，我們邀請了實驗學(xué)校主管教學(xué)的校領(lǐng)導(dǎo)、國內(nèi)地理科學(xué)教育與研究專家，特別是“全球氣候變化”領(lǐng)域研究的專家、教育技術(shù)學(xué)專家、廣州越秀區(qū)教研員、地理學(xué)科特級教師等教學(xué)和內(nèi)容專家前來觀摩教學(xué)過程。在教學(xué)實驗結(jié)束后，邀請上述專家對本次教學(xué)進行點評，研究者對點評的全過程進行了錄像。

在第一輪的實驗結(jié)束后，研究者根據(jù)專家在評審中對“全球氣候變化”WISE項目學(xué)科內(nèi)容方面的意見，修改完善了“全球氣候變化”WISE項目。之后在廣州市的另一所中學(xué)進行了第二輪的研究實驗。在這一輪的實驗中，課堂教學(xué)同樣選取了在多媒體網(wǎng)絡(luò)教室進行，由一名經(jīng)驗豐富的地理教師授課。40名初中學(xué)生兩個人一組一臺電腦進行學(xué)習(xí)，完成了“全球氣候變化”WISE漢化版課程項目的全部內(nèi)容，授課時間為4課時，共180分鐘。在正式開始上課前同樣經(jīng)過了與第一輪一樣的實驗前的準(zhǔn)備以及與科組老師集體備課與溝通的過程。

（二）WISE“全球氣候變化”課程項目介紹

“全球氣候變化”科學(xué)探究項目的主要內(nèi)容是讓學(xué)生學(xué)習(xí)了解與全球變化這一問題相關(guān)的科學(xué)知識，討論“全球氣候變化”是自然進程還是人為活動引起的[6]。本項目一共有九個小節(jié)，分別為：①初步設(shè)想；②地球的氣候真的在變暖；③來自太陽的能量；④反射光；⑤大自然的溫室效應(yīng)；⑥你的行為；⑦關(guān)燈可以起到作用嗎？⑧我們的思考；⑨附加學(xué)習(xí)：垃圾對溫室效應(yīng)產(chǎn)生影響嗎？（如圖1所示）。在實際的教學(xué)實施中，各學(xué)?？梢愿鶕?jù)自己的教學(xué)時間安排等實際條件的限制，選擇相關(guān)內(nèi)容和步驟實施教學(xué)。

（三）數(shù)據(jù)收集和分析方法

本研究的第一組數(shù)據(jù)來自于第一輪研究實驗結(jié)束后，教學(xué)和內(nèi)容專家以及教師自己對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動的點評。在課堂教學(xué)實施完成后，我們立即召集參加教學(xué)觀摩的教學(xué)和內(nèi)容專家以及講授教師本人參加小組訪談，對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動進行點評。小組訪談采用開放式訪談的方式，只設(shè)定了一個訪談的中心議題，沒有設(shè)定訪談提綱和問題，由參加訪談的人員根據(jù)自己在教學(xué)觀摩中發(fā)現(xiàn)的問題，自由進行說明和討論。小組訪談的中心議題是：本次WISE“全球氣候變化”科學(xué)探究項目教學(xué)實施中存在的問題。

在開始數(shù)據(jù)分析時，我們首先將專家點評內(nèi)容的錄音一字一句地轉(zhuǎn)錄為文字，共11788個字。在文字轉(zhuǎn)錄過程中，我們不斷地將文字材料與原始資料進行對比，最終確保文字材料和音頻資料的一致性。之后，運用扎根理論研究方法（Grounded Theory）中的開放式編碼（Open Coding）[18]方法，通過對原始數(shù)據(jù)的持續(xù)不斷的比較（Constant Comparison）[19]和歸納來分析轉(zhuǎn)錄的文字。

扎根理論研究法是一種系統(tǒng)地收集和分析數(shù)據(jù)的過程和技巧，其目的是創(chuàng)建或發(fā)現(xiàn)理論以解釋某個真實的社會現(xiàn)象或問題[18][20][21]。它是一種歸納式的定性研究方法，在社會科學(xué)研究領(lǐng)域中被廣泛運用。扎根理論方法有如下幾個特征：（1）扎根理論研究者在開始某個研究的時候思想中并沒有一個預(yù)想的理論，他們通過理論抽樣的方法選擇研究對象；（2）數(shù)據(jù)的收集和分析是一個互相交織的過程，通常反復(fù)采用數(shù)據(jù)“收集-分析”、“再收集-再分析”的方法；（3）數(shù)據(jù)分析的基本單位是“概念”，由概念構(gòu)成“分類”（categories）；（4）數(shù)據(jù)分析所產(chǎn)生的“分類”必須是基于對數(shù)據(jù)的持續(xù)、深入、充分的比較之上，且相互之間要有聯(lián)系；（5）有一個高級抽象的核心分類，其它分類圍繞此核心分類以某種方式聯(lián)系起來；（6）書寫分析備忘錄以詳細(xì)說明數(shù)據(jù)、產(chǎn)生的分類和分析思維，這是數(shù)據(jù)分析不可分割的重要手段[18][21]。在扎根理論方法中，數(shù)據(jù)的分析和持續(xù)比較通常有三個階段：（1）開放式編碼階段，即對資料按最小分析單元分割并進行編碼以產(chǎn)生盡可能多的“概念”，將每個“概念”與所有可能的“分類”進行對照比較，以確定每一個概念所屬的分類并形成初級分類；（2）軸向編碼，即將初級分類與它們的屬性進行整合，以形成更加高級抽象的分類；從這些高級分類中選擇確定一個核心分類，并將其與其它高級分類用某種方式聯(lián)系起來；（3）選擇性編碼，即創(chuàng)建并書寫理論階段；通過文字或圖示的方式說明核心分類和其它分類之間的關(guān)系，以解釋所研究的現(xiàn)象[21-23]。

然而，在實際研究的數(shù)據(jù)分析過程中，研究者并不一定要完全采用上述的全部三個數(shù)據(jù)分析的階段。如果研究的目的只是形成分類，那么可以只進行開放式編碼分析[18]。因此，在本研究中我們采用開放式編碼的方法，通過對原始數(shù)據(jù)的持續(xù)不斷的比較，首先生成了58個具有獨立含義的概念。通過對這58個概念的進一步歸類并選取對本研究有重要意義的內(nèi)容，我們最終確定了影響WISE項目移植我國科學(xué)教學(xué)實踐的三類主要問題。在此數(shù)據(jù)分析的過程中，我們將轉(zhuǎn)錄的文字材料導(dǎo)入Nvivo文字資料庫中，借助軟件對轉(zhuǎn)錄文字加標(biāo)簽并對標(biāo)簽進行歸類，如圖2所示。

本研究的第二組數(shù)據(jù)來自于第二輪研究實驗。在第二輪研究實驗結(jié)束后，研究者導(dǎo)出了WISE平臺中存儲的學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，并選擇其中的前后測數(shù)據(jù)進行分析。前后測的題目內(nèi)容相同，包含有3個多項選擇題和2個開放式問答題。多項選擇題每題計5分，開放式問答題每題計10分。參加本輪研究的學(xué)生共有40人，最后WISE系統(tǒng)成功收集了37人的數(shù)據(jù)。在導(dǎo)出這37名學(xué)生的前后測成績后，研究者采用配對t-檢驗（Paired Samples t-Test）的方法對數(shù)據(jù)進行了處理，以比較學(xué)生前后測成績的差異。

四、研究結(jié)果

通過對專家小組訪談數(shù)據(jù)的分析，我們總結(jié)出將國外WISE項目移植于我國中學(xué)地理科學(xué)教學(xué)的過程中存在的主要問題是：教學(xué)方法的問題、教學(xué)內(nèi)容的問題和平臺技術(shù)的問題。

（一）教學(xué)方法的問題主要表現(xiàn)在教師的教學(xué)方法并沒有真正體現(xiàn)出科學(xué)探究教學(xué)方法的基本特征，學(xué)生在日常課堂教學(xué)中不適應(yīng)探究式的學(xué)習(xí)方法等；

（二）教學(xué)內(nèi)容方面的問題主要表現(xiàn)在因為翻譯表達而造成的語言文字表述不準(zhǔn)確的問題，教學(xué)事例嚴(yán)謹(jǐn)性不夠，缺少本土化的、更接近廣東學(xué)生生活經(jīng)驗的教學(xué)案例等；

（三）技術(shù)平臺的問題主要包括系統(tǒng)響應(yīng)時間長，教師對WISE系統(tǒng)功能操作不熟悉等問題。

表1詳細(xì)顯示了數(shù)據(jù)分析的結(jié)果。

對學(xué)生的前后測成績進行配t-檢驗分析，結(jié)果表明學(xué)生后測的平均成績（M=23.5）顯著高于學(xué)生前測的平均成績（M=18.7），其中t（36）=3.8，p<0.01，d=0.63。根據(jù)Cohen 1988[24]的研究，前后測的成績差異呈現(xiàn)出較大的影響效應(yīng)。

五、結(jié)論與討論

本研究通過在廣州兩所中學(xué)實際應(yīng)用在國外發(fā)展已經(jīng)比較成熟的WISE系統(tǒng)和項目，探索了在我國科學(xué)教學(xué)中移植WISE項目的問題及其教學(xué)效果。研究發(fā)現(xiàn)，影響WISE項目在我國成功應(yīng)用的問題主要有三個方面：教學(xué)方法的問題、教學(xué)內(nèi)容的問題和平臺技術(shù)的問題。學(xué)生前后測的成績表明，通過WISE項目的學(xué)習(xí)學(xué)生可以獲得有關(guān)氣候變化的知識。

而我們認(rèn)為在上述影響WISE在我國成功應(yīng)用的三個問題中，教學(xué)方法是最重要的問題。教學(xué)方法的問題主要體現(xiàn)在教師和學(xué)生對科學(xué)探究學(xué)習(xí)方法的不適應(yīng)。追根求源，還在于教師對科學(xué)探究教學(xué)概念的理解不到位，在課堂教學(xué)中不知道如何實施探究式教學(xué)，所以沒有更好地引導(dǎo)學(xué)生進行更深入的科學(xué)探究學(xué)習(xí)。因為科學(xué)探究教學(xué)與中國傳統(tǒng)科學(xué)課堂的教學(xué)模式有著較大的差別，所以老師沒有辦法完全放開手給學(xué)生探究，學(xué)生也沒有太多探究的意識。在某種程度上，地理教師只是將WISE項目當(dāng)成電子版的教科書來使用，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有實現(xiàn)真正的探究式學(xué)習(xí)，也沒有體現(xiàn)出WISE平臺和項目的價值。事實上，在我們同時進行的另外一個研究中，通過對教師知識水平的測試以及對課堂教學(xué)的觀察發(fā)現(xiàn)參與我們正在進行的幾項WISE應(yīng)用研究的教師對探究式教學(xué)的理解非常欠缺，并沒有掌握探究式教學(xué)的理論與方法，更沒有實際應(yīng)用探究式教學(xué)的經(jīng)驗。所以，在我國科學(xué)教學(xué)課堂中實現(xiàn)真正的科學(xué)探究學(xué)習(xí)還需從革新教師的教學(xué)方法開始。而這需要首先改變教師的傳統(tǒng)教學(xué)觀念；其次，在職前和在職教師的培訓(xùn)中要重視提高教師對科學(xué)探究教學(xué)的理解，加強探究式教學(xué)的理論學(xué)習(xí)，增加教師實際使用探究式教學(xué)方法的經(jīng)驗。

盡管在研究中我們通過前后測對學(xué)生的學(xué)習(xí)進行了初步的考察，但這還不夠深入。接下來的研究我們將分析學(xué)生在WISE系統(tǒng)中的學(xué)習(xí)情況，考察學(xué)生在WISE系統(tǒng)中的學(xué)習(xí)行為，研究WISE系統(tǒng)對學(xué)生獲取科學(xué)知識、培養(yǎng)科學(xué)思維和科學(xué)實踐能力的影響等。同時，我們還將研究技術(shù)支持的科學(xué)探究學(xué)習(xí)和WISE教學(xué)應(yīng)用相關(guān)的教師專業(yè)發(fā)展問題。

WISE項目能夠幫助學(xué)生通過科學(xué)探究的方式，獲得跨學(xué)科的知識和技能。因此，在國外的先進科學(xué)教學(xué)理念、教學(xué)模式和教學(xué)技術(shù)的指導(dǎo)下，在我國成功實施WISE項目不僅能夠促進科學(xué)探究學(xué)習(xí)模式在我國中小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中的實際應(yīng)用，還能夠?qū)χ袊鳶TEM教育的發(fā)展起到積極的推動作用。

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（編輯：郭桂真）