作者：秦银霞 东南大学脑与学习科学系
研究生导师：柏毅 夏小俊
中小学科学课堂中认识认知与对话反馈的关系
【推荐摘要】：科学教育观将论证定位为科学课堂上的认识论的核心实践，然而，科学教育研究人员发现，典型的课堂话语规范不足以促进论证。最近关于教师个人认识论的研究表明，认识认知可能会影响课堂上的对话实践。我们探讨了教师的认识认知，特别是对目标和信念的认识，如何影响他们进行基于论点的探究的对话过程。美国中西部八个中和大型学区的77名幼儿园到八年级教师参加了这项研究。教师记录了科学课程，其中要求学生分析调查结果，并进行循证论证，以促进意义形成。为研究教师的认知认知，采用教师信念访谈法对被试进行访谈。教师的反思性认识认知因其科学教学取向而异，这种取向影响着教师课堂的话语气氛。我们发现，教师对目标和信念的认识塑造了他们的对话反馈实践，以及他们在课堂上实施循证论证的质量。本研究表明，教师的认识认知与他们在科学课堂上使用对话反馈来促进循证论证之间存在一定的关系，此外，对话反馈的类型和质量因教师的认知认知而异;特别是他们的认知目标和信念。
【关键词】：科学论证；认识认知；对话反馈；科学教师教育
1
前言
本文探讨了教师在科学课堂上使用对话反馈作为促进循证论证的教学实践与认识认知之间的关系。认识认知是一个人对知识本身的想法。关于认识认知的研究涉及了许多子主题，如认识目标、信念、气候、判断和动机。在本文中，我们从与该领域研究现状相称的广义上概念化了认识认知。科学课堂从根本上关注的是认知问题，比如参与探究过程，以建立准确的心理模型，了解现象是如何以及为什么发生的，并使用基于证据的论证来为自己的信念提供理由。
科学中基于证据的论证是一种认识论实践，它有自己的话语“基本规则”，教师和学生不容易或毫无疑问地采用这些规则。教学生如何参与科学论证的复杂过程是大多数教师尚未学会的技能，或者根本没有将其作为教学工具包的一部分（Kind and Osborne Citation，2017）。缺乏高质量的实施是研究界持续关注的问题。在课堂上促进论证的一种方法是对话教学，这是一种教学方法，包括学生通过有意义的合作构建来共享对课堂话语关键方面的控制。为了本研究的目的，我们将对话反馈定义为有目的的教师谈话，引导学生在重复的谈判周期中持续参与。在这个过程中，提出、批评和建立多种观点，而学生同时评估同伴的推理和考虑中的证据质量。
将课堂话语实践从传统模式转变为更具对话性的话语形式，包括论证，可能是很困难的。教师经常难以在课堂上实施论证，因为它涉及两个重大变化；（a）赋予学生更多的控制权；（b）改变教师对构建和共同构建科学知识以及促进概念理解的论证价值的信念（Bråten、Muis and Reznitskaya Citation，2017；Windschitl and Strope Citation，2017）。这揭示了课堂上根本的认识紧张关系。我们推测，教师对科学教学的认知可能在一定程度上解释了他们设定的教学目标，以及他们在试图实现这些目标时所使用的教学实践，包括对话反馈。因此，我们将本文定位为探索教师的认识认知在塑造课堂对话中的作用。
1.1认识认知的概念化
认识认知的AIR模型——一个三分模型，它假设认识认知可以从认识目标和价值观、信念和可靠过程的角度来考虑——比其他认识认知模型更合适。认识目标是人们为达到认知目的而设定的目标。与科学相关的显著认识目标包括制定良好的解释和创建高质量的论点。使用可靠的过程来实现这些目标，认识信念是用于确定认识目标是否已经实现的评估标准。这里介绍的研究涉及AIR模型的所有主要元素，以及当教师采取行动实现认识目标时，每个组件如何与其他组件互动。本文分析了教师科学教学的认识认知如何影响对话式知识建构实践。
1.2认识论取向和对话反馈
高质量的对话反馈可以促进科学概念的丰富讨论，鼓励点对点的意义创造，同时使用证据来构建和批评主张。根据认识认知的AIR模型，这些实践的高质量实施将被认为是学习科学的更可靠的认知过程，而低质量的实施将被认为是不太可靠甚至不可靠的过程。论证的学习进展描述了从不太复杂的实践的过渡（如简单地提出一个论点）到更复杂的实践，比如用支持论证和数据构建一个论点，以及对另一个反论点提供的主张、论证和数据做出回应。
对话反馈会影响其教学实践。例如，具有与传统信仰一致的认识论倾向的教师可能会认为，在评估中回忆有关科学的事实是一个值得的认识目标，因为有一个核心的事实知识需要传递给学习者。将回忆事实作为认识论目标往往会导致权威的教师谈话，而不是知识的对话性共同构建。
对科学教学持更基于改革的认识论取向的教师可能会以学生在评估中的成绩为目标，但也可能重视其他认识目标，如学生提出循证论点、传授知识和展示管理口头论证的目标。因此，他们用来满足这些更多样化目标的对话反馈过程将与传统教师的不同。例如，如果教师试图提高学生对内容的深刻理解，因为他们的目标是学生在受到他人批评时应该能够为他们的论点辩护，那么教师的对话反馈可能会推动更多的知识共同构建，并批评他人的主张。
本研究旨在探索教师对科学教学的认识认知与他们实施的对话反馈实践之间的关系。具体而言，我们调查了以下几点：（1）教师对科学教学的认识取向与他们在科学课堂上的对话反馈之间有什么关系？（2）在AIR模型的视角下，教师反思性认知的细分结构是什么？
2
方法
2.1参与者
美国中西部八个中和大型学区的77名幼儿园到八年级教师参加了这项研究。教师的经验从2年到34年不等（M = 6.65年，SD = 5.64年）。参与者获得了NGSS的一般框架，该框架要求学生（a）探索现象，（b）分析调查结果并参与论证，以及（c）将主张与科学界的共识进行比较。
2.2从视频中编码对话互动
每位教师被要求录制两个30分钟的科学课视频，从所有教师的154个视频中选出共计4620分钟。这些视频都是科学课程，学生被要求分析调查结果并进行辩论，以促进意义的理解。教师被要求“在学生从调查中收集数据后录制一堂典型的课程”，研究人员能够评估教师使用的对话反馈类型，以支持基于证据的论证。
为了分析教师的对话反馈，两名编码员对其视频文本进行了评估。最初，每个审稿人使用交互式和非交互式框架将教师视频文本中的话语独立编码为对话式或非对话式。教师反馈，而不是学生反馈，被纳入了分析。虽然幼儿园学生的回答与八年级学生的回答大不相同，但老师会使用非常相似的反馈（例如，“你能告诉我更多吗？”）。科恩κ被用来确定两名编码员之间是否在反馈是否是对话性的问题上达成一致(κ = .807, p < 0.001)。
根据老师提供的对话反馈类型，选择了30份随机样本并进行了编码。对话反馈代码包括：（a）重构，（b）阐述，（c）反思，（d）构建，以及（e）批评（表1）。科恩κ用于确定两名审稿人之间是否对对话反馈类型达成一致，两名审稿人之间的一致程度很高(κ = .793, p < .001)。其余124个视频使用了这种编码方案。在研究问题1的定量分析中，每个教师的两个视频的对话反馈总量被用作数据点（M = 9.44，SD = 6.33），在研究问题2的分析中使用了每个教师对每种对话反馈的平均分数。
表1 对话式反馈的定义和示例
2.2从采访中编码认识认知
为了调查教师的认识认知，在为期五天的专业发展研讨会结束后的一周，研究人员采用Luft和Roehrig的教师信念访谈法(TBI，Teacher Beliefs Interview)对参与者进行了访谈。TBI是一个半结构化的7个问题的访谈，带有编码地图，捕捉了主题对科学教学的认知取向。本研究使用了TBI的修改版本，其中类别的数量从原始工具中的五个(传统、指导性、过渡性、响应性和基于改革)减少到三个(传统、过渡性和基于改革)。这三个类别为研究问题1提供了一个数据点。
传统的一端将科学视为可以通过以教师为中心的手段毫无疑问地获得的事实，而改革导向的一端则通过以学生为中心的教学方法将科学视为动态的和社会建构的。关于在科学课堂上促进论证的研究也接受了类似的观点，即科学知识的构建最好是由重视批判和知识共同构建的学习者组成的社区来完成。
TBI的成绩单被编码为类别，并给出数值：传统方向（1）、过渡方向（2）和基于改革的方向（3），用于教师取向回归为对话反馈。两个编码器独立编码数据；运行了一个科恩κ，并发现了高水平的一致性（κ = .702，p < 0.001）。根据这一分析，教师分为以下几类：（a）传统（n = 21），（b）过渡（n = 23）和（c）基于改革（n = 33）。TBI衡量教师对科学教学的反思认识，包括他们声称接受以学生为中心的方法的程度。此外，TBI包含的问题与认识认知的AIR模型非常一致。
3
结果
3.1认识认知与对话反馈之间的关系
独立变量（即传统、过渡和基于改革的教师取向）关于使用对话反馈倾向的分数见表2。与传统教师相比，过渡性教师使用更多的对话反馈（B = 1.89），但并不明显多（p < .17）。与传统教师相比，以改革为导向的教师使用（p < .001）更多的对话反馈（B = 8.68）。
表2 回归结果
表3 按类型划分的对话反馈百分比
3.1认识目标与认识理想
为了调查教师的认识目标，他们在采访中被问到以下问题：“在学校环境中，你如何决定教什么和不教什么？”编码结果显示在表4。为了调查教师的认识理想，他们在采访中被问到以下问题：“你如何知道你的学生什么时候理解？”理解是认识的终结。表达的理想包括学生在评估、所需内容的覆盖范围、学习转移、生成辩论产品、个性化解释和学生代理演示方面取得可衡量的进展（表5）。
表4 教师话语与认知目标相关的百分比
表5 教师话语与认知理想相关的百分比
一个以改革为导向的科学教学方法的教师正在有效地利用课堂讨论，可能会寻找学生意见分歧的机会，从而需要涉及构建和批评的对话。这与传统和过渡方向形成鲜明对比。下面的示例成绩单显示了一位教师使用不同意见作为参与批评的机会。
（1）S1：“我认为船漂浮在水里，因为它比水轻。”
（2）T：“因此，我们正在讨论的主张是物体是否因其重量而漂浮。有人想过物体漂浮在水中是因为它们比水轻的想法吗？
（3）S2：“我认为它漂浮是因为它的形状与我们制造的另一艘船不同。”
（4）T：“好吧，我们可以稍后再谈，但让我们专注于最初的索赔；你对物体的重量有什么要说的吗？如果这就是它漂浮的原因吗？”
(5) S3：“这对我来说没有意义，因为真正的船超重，漂浮在水上。”
（6）T：“好吧，我们在这里有不同的想法，[S1]认为船漂浮是因为它比水轻，[S3]不同意，因为在现实生活中，大船漂浮在水上，它们真的很重。”
4
讨论
本文中确定的五种对话反馈在课堂上具有不同的功能，批判是高质量辩论对话的关键指标。从AIR框架的角度分析时，采访数据说明了为什么不同认识方向的科学教学教师之间的对话反馈类型存在如此明显的差异。传统上以传统为导向的教师，其唯一明确的目标是按照标准进行教学，其中心认识理想是内容覆盖和掌握所需的考试，他们通常使用类似于“乒乓球”游戏的对话练习。他们使用来回的发起-响应-评估，通常与一名学生一起，直到老师决定通过陈述对科学的规范性解释来结束互动。在这种课堂环境中，要求提供“证据”来支持评估实际上是为了引起误解，以便教师可以纠正它们，而不是以循证论证的形式或精神。
过渡教师还倾向于持有与科学内容相关的单一认识目标，但强烈倾向于对该科学内容进行个性化解释。他们的对话反馈实践反映了这种认识的理想，产生了一种“展示和讲述”的对话方法，老师在其中召唤了各种各样的学生，以便许多学生有机会展示他们的想法。这与“乒乓球”风格不同，但往往无法参与对房间里流传的许多想法的批评。
以改革为导向的教师有着交织在一起的双重目标。这些老师在采访中表示，他们的认识目标是让学生学习科学的内容，但要通过学生主导的提问、探究和论证等实践。这些教师持有更广泛的认识理想，包括：论证、转学、促进学生代理和准确的个性化解释。这些理想植根于他们的教学实践中。他们的对话风格可以被描述为“理解的压力”，其中批判受到欢迎，作为在讨论期间探索和谈判现象的多种含义和解释的一种方式。
5
结论
这项研究考察了当前中小学科学教师对科学教学的认识认知以及他们实施的话语实践。本研究以教师的对话反馈实践为研究对象，探讨其认知认知的具体情况。以AIR框架为理论视角，定性地考察教师在访谈中表达的反思性认知认知，以及他们制定的对话互动。教师的反思性认知认知因其科学教学取向而异，这种取向影响着教师课堂的话语气氛。未来的研究需要阐明如何提供经验，帮助教师采用更广泛的目标和话语实践，特别注意促进学生对学生的批判。
查阅原文：Ren-Jye Chou, Chih-Ping Liang, Li-yu Huang&Hsiao-Ching She Journal of Science Education and Technology
DOI:10.1007/s10956-022-09960-5
转自：“百研工坊”微信公众号
如有侵权，请联系本站删除！
