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        科學(xué)論證教學(xué)中支架類型對學(xué)生論證能力影響的研究

        2020-03-06 08:35:24鄭藝芳李雪峰
        生物學(xué)通報(bào) 2020年4期
        關(guān)鍵詞:學(xué)案證據(jù)支架

        鄭藝芳 李雪峰

        (華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 廣東廣州 510631)

        《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017 版)》明確將科學(xué)思維作為生物學(xué)核心素養(yǎng)的要素,科學(xué)論證作為一種重要的科學(xué)思維方式,反映在論點(diǎn)提出、數(shù)據(jù)分析、證據(jù)權(quán)衡和邏輯推理等層面的能力上。在生物學(xué)課堂應(yīng)用科學(xué)論證教學(xué),通過培養(yǎng)學(xué)生的論證技能,可讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何提出、支持、評價(jià)及修正主張,運(yùn)用證據(jù)支持自己的主張,為研究問題構(gòu)建合理的解釋。在論證的過程中,學(xué)生的思維能力得到提高,而且這種思維能力可運(yùn)用到其他任何情境中[1]。

        支架式教學(xué)理論,源于維果茨基的“最近發(fā)展區(qū)”理論,即為學(xué)習(xí)者構(gòu)建對知識的理解提供一種概念框架,這種概念框架是發(fā)展學(xué)習(xí)者對問題的進(jìn)一步理解所需要的,為此,事先就需要將復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)加以分解,以便把學(xué)習(xí)者的理解引入深入[2]。

        支架式教學(xué)理論為教學(xué)中更好地融入科學(xué)論證提供新切入點(diǎn),在論證教學(xué)中合理嵌入支架,為學(xué)生構(gòu)建論證提供強(qiáng)有力的支撐。本文以支架理論為基礎(chǔ),提出“概念支架”和“論證支架”2 種類型的支架,通過教學(xué)實(shí)踐探討其對學(xué)生論證能力的影響,以期幫助學(xué)生跨越“最近發(fā)展區(qū)”,提高科學(xué)論證能力。支架與論證教學(xué)的具體關(guān)系如圖1。

        圖1 支架與論證教學(xué)的關(guān)系

        1 研究設(shè)計(jì)

        1.1 研究工具的設(shè)計(jì)

        1.1.1 論證模式和論證任務(wù)類型的確定 論證模式采用圖爾敏論證的基本模式,包括主張、證據(jù)和推理3 個(gè)基本結(jié)構(gòu)要素。主張即針對研究問題的結(jié)論、猜測或解釋;證據(jù)即用于支持主張有效性或合理性的觀察或測量;推理即闡明證據(jù)為什么支持 主張[3]。

        為了體現(xiàn)生物學(xué)科的特點(diǎn),同時(shí)適合中學(xué)生完成,故以中學(xué)生物學(xué)課程內(nèi)容為書面論證任務(wù)設(shè)計(jì)的背景,即論證任務(wù)類型為學(xué)科性論證任務(wù)。此次研究過程涉及的課程內(nèi)容具體為人教版高中生物學(xué)必修2 第2 章第3 節(jié),第3 章第4 節(jié),第4章第2 節(jié),第5 章第1~2 節(jié)。

        1.1.2 支架類型的確定 支架理論認(rèn)為支架有2個(gè)互補(bǔ)機(jī)制:①幫助構(gòu)建問題解決任務(wù);②使主題問題化。如果由于任務(wù)的復(fù)雜性或開放性而導(dǎo)致學(xué)生論證困難,支架可通過提供結(jié)構(gòu)化的工作空間幫助學(xué)生獲得提示,構(gòu)建論證[4]。

        因此本研究提出“概念支架”和“論證支架”2種類型的支架?!案拍钪Ъ堋敝饕獮橹R內(nèi)容或操作步驟的提示(主要以問題的形式呈現(xiàn)),“論證支架”為論證結(jié)構(gòu)要素名稱的提示。

        1.1.3 學(xué)科性論證任務(wù)的設(shè)計(jì) 依據(jù)支架的類型將學(xué)科性論證任務(wù)分為A,B,C 3 類,其中A 類論證任務(wù):學(xué)生針對一個(gè)科學(xué)問題,按照要求提出主張,并用證據(jù)、推理支持它(該過程同時(shí)提供概念支架和論證支架);B 類論證任務(wù):論證過程僅提供概念支架;C 類論證任務(wù):論證過程不提供支架。

        以“基因?qū)π誀畹目刂啤币还?jié)教學(xué)設(shè)計(jì)中的某個(gè)論證任務(wù)為例,圖2中呈現(xiàn)的是A 類學(xué)科性論證任務(wù)。

        圖2 A 類學(xué)科性論證任務(wù)實(shí)例

        1.2 研究對象 選取廣東省廣州市某中學(xué)的某平行班學(xué)生(共46 人)作為研究對象。

        1.3 研究過程 在本次科學(xué)論證教學(xué)實(shí)踐中,以學(xué)案形式先后發(fā)放5 次學(xué)科性論證任務(wù),每個(gè)學(xué)案都包括3 種類型的論證任務(wù)。5 個(gè)學(xué)案共包括5個(gè)A 類論證任務(wù),6 個(gè)B 類論證任務(wù),6 個(gè)C 類論證任務(wù)。

        共發(fā)放230 份學(xué)案,回收206 份,其中有效學(xué)案為190 份。無效學(xué)案為僅填寫基本信息,未填寫任何與論證任務(wù)有關(guān)內(nèi)容的學(xué)案。最后利用SPSS 25.0 軟件對有效數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和多重比較分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 支架對學(xué)生論證能力的影響情況 本研究主要探討2 種類型的支架對提高學(xué)生書面論證能力所起的作用,結(jié)果見表1。學(xué)生在A 類論證任務(wù)的得分高于C 類論證任務(wù)得分,具有顯著差異(P<0.05);B 類論證任務(wù)的得分高于C 類論證任務(wù)得分,具有極顯著差異(P<0.01);但A 類論證任務(wù)得分與B 類論證任務(wù)得分無顯著差異(P>0.05)。說明提供支架有助于學(xué)生構(gòu)建完整的論證,并且相較于論證支架而言,概念支架的作用更明顯。即在學(xué)科性論證任務(wù)中提供適當(dāng)?shù)闹Ъ?,尤其是概念支架,以問題形式暗示學(xué)生思維的方向,從而能幫助學(xué)生表現(xiàn)出更高的論證能力。

        表1 支架對論證能力的影響的多重比較分析結(jié)果(總體)

        2.2 支架對論證各結(jié)構(gòu)要素的影響情況 為了進(jìn)一步衡量2 種類型的支架對論證各結(jié)構(gòu)要素的影響情況,從主張、證據(jù)和推理3 個(gè)基本要素再進(jìn)行分析,結(jié)果見表2~表4。

        由表2可知,從“主張”這一結(jié)構(gòu)要素分析,學(xué)生在A 類論證任務(wù)的得分高于C 類論證任務(wù)得分,具有極顯著差異(P<0.01);但A 類論證任務(wù)與B 類論證任務(wù)、B 類論證任務(wù)與C 類論證任務(wù),得分均無顯著差異(P>0.05)。說明同時(shí)提供2個(gè)支架有助于學(xué)生提出準(zhǔn)確科學(xué)的主張,而單獨(dú)提供概念支架/論證支架的作用效果則較不明顯。

        表2 支架對“主張”的影響的多重比較分析結(jié)果

        由表3可知,從“證據(jù)”這一結(jié)構(gòu)要素分析,學(xué)生在A 類論證任務(wù)的得分高于C 類論證任務(wù)得分,具有極顯著差異(P<0.01);B 類論證任務(wù)的得分高于C 類論證任務(wù)得分,具有極顯著差異(P<0.01);但A 類論證任務(wù)得分與B 類論證任務(wù)得分無顯著差異(P>0.05)。說明提供支架有助于學(xué)生從資料中提煉證據(jù),且概念支架的作用更明顯。即提供概念支架時(shí),學(xué)生能提煉出更完整、更準(zhǔn)確的證據(jù)支持自己的主張。

        表3 支架對“證據(jù)”的影響的多重比較分析結(jié)果

        由表4可知,從“推理”這一結(jié)構(gòu)要素分析,學(xué)生在A 類論證任務(wù)的得分低于C 類論證任務(wù)得分,具有顯著差異(P<0.05);也低于B 類論證任務(wù)得分,具有極顯著差異(P<0.01);而B 類論證任務(wù)得分高于C 類論證任務(wù)得分,具有極顯著差異(P<0.01)。說明提供概念支架對學(xué)生進(jìn)行推理有一定的幫助,提供論證支架反而不助于學(xué)生進(jìn)行推理;但學(xué)生在3 類論證任務(wù)的推理得分都很低,也說明推理是論證中最難的環(huán)節(jié)。

        表4 支架對“推理”的影響的多重比較分析結(jié)果

        3 討論

        綜上,在科學(xué)論證教學(xué)中合理嵌入支架,能幫助學(xué)生構(gòu)建更完整、科學(xué)的論證。在教學(xué)初期,學(xué)生對論證的模式、方法等都較為陌生,而支架能為學(xué)生提供概念、元認(rèn)知、程序和策略等方面的支持[6]。例如,通過提供論證支架暗示論證的隱形框架,提供結(jié)構(gòu)化的空間,從而幫助學(xué)生構(gòu)建完整的論證結(jié)構(gòu);同時(shí)通過提供概念支架,為論證指引方向,降低任務(wù)/問題的復(fù)雜性,利于學(xué)生抓住科學(xué)問題的核心,從而更好地完善論證的內(nèi)容。

        相較于論證支架,概念支架的作用會(huì)更明顯。Belland 等[7]的研究則發(fā)現(xiàn)論證支架對于成績差的學(xué)生有更顯著的影響,而對于成績好的學(xué)生則影響頗微。對于促進(jìn)學(xué)生理解的支架,需要建立在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)中;而學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)因個(gè)體而異,若支架對于某些學(xué)生造成了冗余效應(yīng),則無法促進(jìn)其達(dá)到更高水平。概念支架是依據(jù)特定的論證任務(wù)而設(shè)計(jì),而論證支架僅為論證結(jié)構(gòu)要素的暗示,可能更容易在后期產(chǎn)生冗余效應(yīng)導(dǎo)致作用較小。

        從論證的基本結(jié)構(gòu)要素分析,提供支架對于學(xué)生提煉證據(jù)的幫助最為明顯,尤其是概念支架;同時(shí)提供2 種支架對學(xué)生提出主張的幫助更為明顯;推理是最難的環(huán)節(jié),概念支架對學(xué)生進(jìn)行推理具有一定的幫助,論證支架對學(xué)生進(jìn)行推理的促進(jìn)作用不大。Gotwals 等[8]的研究也發(fā)現(xiàn)提供支架在支持學(xué)生提煉證據(jù)時(shí)發(fā)揮了最大的作用,但在推理部分沒有發(fā)揮太大作用。在特定的論證任務(wù)中,論證支架可提醒學(xué)生提出證據(jù),概念支架可暗示學(xué)生如何提煉證據(jù),需要提出多少證據(jù)等,從而促進(jìn)學(xué)生提供更恰當(dāng)、充分的證據(jù)。推理是為什么證據(jù)支持主張的邏輯,通常包括科學(xué)原則。如果學(xué)生不理解科學(xué)原則,則無法將其運(yùn)用在論證中。雖然學(xué)生有時(shí)會(huì)將主張和證據(jù)聯(lián)系起來,但他們不太能闡明建立這種聯(lián)系的科學(xué)原則。這可能與學(xué)生很少在與科學(xué)有關(guān)的日常生活中使用規(guī)范性的科學(xué)原則有關(guān)。

        由此可見,論證教學(xué)中,提供支架可幫助學(xué)生穿越“最近發(fā)展區(qū)”,更好地發(fā)展論證能力,尤其能提高學(xué)生提煉證據(jù)的能力;并且概念支架的作用效果更好。

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