基于整合的進(jìn)階式教學(xué)設(shè)計(jì)研究
——以概念進(jìn)階與論證進(jìn)階為例

弭 樂 郭玉英

(1. 鹽城師范學(xué)院教育科學(xué)學(xué)院,江蘇 鹽城 224002; 2. 北京師范大學(xué)物理學(xué)系,北京 100875)

學(xué)習(xí)進(jìn)階引領(lǐng)了21世紀(jì)科學(xué)教育的變革與發(fā)展．核心素養(yǎng)以整合的視角對(duì)學(xué)生發(fā)展的必備品格和關(guān)鍵能力進(jìn)行了梳理和提煉．基于整合的學(xué)習(xí)進(jìn)階,即“整合式進(jìn)階”是在凝練核心素養(yǎng)的背景下,對(duì)已開發(fā)出的學(xué)習(xí)進(jìn)階的統(tǒng)整和系統(tǒng)化,融合了核心觀念和關(guān)鍵能力的進(jìn)階發(fā)展的認(rèn)知模型,其更契合當(dāng)代科學(xué)教育的發(fā)展理念．[1]

科學(xué)概念學(xué)習(xí)進(jìn)階描述了學(xué)生在不同復(fù)雜度等級(jí)上的認(rèn)知水平;[2]科學(xué)論證學(xué)習(xí)進(jìn)階描述了與逐漸復(fù)雜的認(rèn)知負(fù)荷相關(guān)聯(lián)的論證結(jié)構(gòu)水平．[3]科學(xué)論證對(duì)建構(gòu)和批判做出了重要區(qū)分,能夠有效支持學(xué)生的概念理解．[4]從學(xué)習(xí)進(jìn)階的角度研究科學(xué)論證,并將其與概念學(xué)習(xí)進(jìn)階進(jìn)行整合,提供了一種整合概念學(xué)習(xí)與論證能力進(jìn)階發(fā)展的規(guī)劃,也更貼近科學(xué)課堂的實(shí)際需求．所以,整合式進(jìn)階教學(xué)是對(duì)真實(shí)認(rèn)知發(fā)展的描述和總結(jié),是學(xué)習(xí)進(jìn)階發(fā)展的理想形式,是對(duì)核心素養(yǎng)發(fā)展軌跡的精確描述．

本文以概念進(jìn)階與論證進(jìn)階進(jìn)行整合的教學(xué)理論框架為基礎(chǔ),建構(gòu)了整合圖,結(jié)合實(shí)例探討整合式進(jìn)階的教學(xué)設(shè)計(jì),并討論教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)踐效果以及對(duì)后續(xù)研究的展望．

1 建構(gòu)概念理解發(fā)展進(jìn)階與科學(xué)論證進(jìn)階的整合理論圖

本文基于“整合發(fā)展”理念,針對(duì)發(fā)展學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的需要,對(duì)已有的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了系統(tǒng)梳理．基于本研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的科學(xué)概念發(fā)展層級(jí)模型(分為5個(gè)逐級(jí)進(jìn)階的層級(jí):經(jīng)驗(yàn)、映射、關(guān)聯(lián)、系統(tǒng)、整合)、[5]科學(xué)論證五要素結(jié)構(gòu)(包括觀點(diǎn)、推理、事實(shí)證據(jù)、理論依據(jù)和反駁),[6]參考了奧斯本建立的科學(xué)論證學(xué)習(xí)進(jìn)階(初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)),[7]從大概念入手開展教學(xué),借鑒Chen(2016)等呈現(xiàn)關(guān)鍵要素,并構(gòu)建關(guān)聯(lián)的方法,[8]建構(gòu)了概念學(xué)習(xí)進(jìn)階與科學(xué)論證整合的教學(xué)理論框架．[9]

以理論框架為指導(dǎo),整合思路如下:教學(xué)在大概念引導(dǎo)下提出研究問題,學(xué)生基于問題的驅(qū)動(dòng)沿著科學(xué)概念理解的發(fā)展層級(jí)模型深入學(xué)習(xí)物理概念．與此同時(shí),教學(xué)以科學(xué)概念層級(jí)的進(jìn)階為主線在概念進(jìn)階的關(guān)鍵點(diǎn)上滲透整合論證活動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)概念理解與科學(xué)論證能力的協(xié)同發(fā)展．具體如圖1所示．

圖1 概念理解發(fā)展進(jìn)階與科學(xué)論證進(jìn)階的整合圖

關(guān)于整合論證活動(dòng)的設(shè)計(jì),本文借鑒了Gotwals等(2012)的整合范式,即分別開發(fā)概念和科學(xué)實(shí)踐能力的學(xué)習(xí)進(jìn)階,隨后將兩者不同層級(jí)的描述整合,利用整合后的表現(xiàn)期望來設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)開展教學(xué)．[10]因此,本文整合論證活動(dòng)的設(shè)計(jì)是通過表現(xiàn)期望發(fā)生的,而表現(xiàn)期望是通過概念進(jìn)階和論證進(jìn)階的整合確定的．已有研究表明,高水平的論證活動(dòng)往往涉及較高層級(jí)的概念知識(shí),而伴隨著物理概念理解的深入,學(xué)生的論證能力也會(huì)逐步得到發(fā)展．[6]因此,在設(shè)計(jì)整合的表現(xiàn)期望時(shí),本文將某一復(fù)雜度層級(jí)的概念理解表現(xiàn)與相應(yīng)能力水平的論證表現(xiàn)進(jìn)行了整合,例如將低層級(jí)的概念理解表現(xiàn)與低水平的論證表現(xiàn)進(jìn)行了整合．

具體來說,例如選擇主題概念理解進(jìn)階的某一層級(jí)(例如映射層級(jí))與論證能力發(fā)展的某一進(jìn)階水平(例如初級(jí)水平)相結(jié)合,描述出整合的表現(xiàn)期望．基于該表現(xiàn)期望設(shè)計(jì)整合論證系列活動(dòng)1,促進(jìn)學(xué)生從具備經(jīng)驗(yàn)層級(jí)的知識(shí)以及不能建構(gòu)科學(xué)觀點(diǎn)或證據(jù),整合發(fā)展到具備映射層級(jí)的知識(shí)進(jìn)行初級(jí)論證的能力．同理,若學(xué)生達(dá)到具備映射層級(jí)的知識(shí)進(jìn)行初級(jí)論證的能力,再將概念關(guān)聯(lián)層級(jí)的表現(xiàn)期望與論證中級(jí)水平B的表現(xiàn)期望結(jié)合,基于該整合的表現(xiàn)期望設(shè)計(jì)整合論證系列活動(dòng)2,促進(jìn)學(xué)生整合發(fā)展到具備關(guān)聯(lián)層級(jí)的知識(shí)進(jìn)行中級(jí)論證B的能力,以此類推．

綜上,教師在“整合發(fā)展”理念的指引下,以科學(xué)概念層級(jí)的進(jìn)階發(fā)展為主線,在概念進(jìn)階的關(guān)鍵點(diǎn)上滲透不同水平的整合論證活動(dòng),同時(shí)注重教學(xué)策略(例如口頭論證、書面論證等)的運(yùn)用,促進(jìn)學(xué)生概念理解和論證能力的協(xié)同發(fā)展．

2 基于概念學(xué)習(xí)進(jìn)階與科學(xué)論證整合的教學(xué)設(shè)計(jì)

下面依據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì)模型分別從基于進(jìn)階的學(xué)情分析、學(xué)習(xí)過程的設(shè)計(jì)、教學(xué)開發(fā)、反饋等4個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)概念學(xué)習(xí)進(jìn)階與科學(xué)論證整合的教學(xué)設(shè)計(jì)展開分析．

2.1 基于進(jìn)階的學(xué)情分析

首先分析教學(xué)主題內(nèi)容對(duì)應(yīng)的核心概念,再依據(jù)概念進(jìn)階和論證進(jìn)階學(xué)習(xí)進(jìn)階框架進(jìn)行前測(cè)和訪談,依據(jù)前測(cè)和訪談結(jié)果展開學(xué)情分析．描述學(xué)生在概念理解和論證能力方面的發(fā)展現(xiàn)狀,進(jìn)而確定將概念進(jìn)階和論證進(jìn)階進(jìn)行整合的層級(jí),例如從機(jī)械能主題教學(xué)前測(cè)中發(fā)現(xiàn),學(xué)生對(duì)能量的形式和轉(zhuǎn)化關(guān)系的理解,總體處于映射層級(jí),即學(xué)生能以物體的速度為指標(biāo)量,定性描述物體的“動(dòng)能”與物體的質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系;能以物體的高度為指標(biāo)量,定性描述物體的“重力勢(shì)能”和物體質(zhì)量、高度的關(guān)系;意識(shí)到在能量轉(zhuǎn)化的過程中有熱量放出．而在科學(xué)論證能力發(fā)展上,學(xué)生主要分布在初級(jí)水平,學(xué)生能夠基于證據(jù)選擇適當(dāng)?shù)挠^點(diǎn),或依據(jù)觀點(diǎn)匹配適當(dāng)?shù)淖C據(jù)．另外,學(xué)生對(duì)科學(xué)論證的認(rèn)識(shí)和能量概念的理解呈現(xiàn)分離的狀態(tài),沒有形成整合理解．

2.2 學(xué)習(xí)過程的設(shè)計(jì)

根據(jù)學(xué)情分析的結(jié)果來規(guī)劃整體的學(xué)習(xí)過程．將學(xué)習(xí)過程設(shè)計(jì)成一系列階段性學(xué)習(xí)目標(biāo),每個(gè)學(xué)習(xí)目標(biāo)對(duì)應(yīng)不同水平的表現(xiàn)期望．學(xué)生從現(xiàn)有的認(rèn)知狀態(tài)出發(fā),逐次經(jīng)歷各個(gè)中間認(rèn)知狀態(tài),最終達(dá)到課題設(shè)定的目標(biāo)狀態(tài)．基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的整合是通過概念進(jìn)階和論證進(jìn)階的整合表現(xiàn)期望實(shí)現(xiàn)的．在上例中,學(xué)生概念發(fā)展需要從映射層級(jí)經(jīng)過關(guān)聯(lián)層級(jí)和系統(tǒng)層級(jí),最終達(dá)到整合層級(jí);論證能力需要從初級(jí)水平經(jīng)歷中級(jí)B和中級(jí)A,最終達(dá)到高級(jí)水平．需要在各個(gè)層級(jí)上建構(gòu)整合的表現(xiàn)期望．首先選擇概念理解進(jìn)階的關(guān)聯(lián)層級(jí)與中級(jí)論證B相結(jié)合,描述出整合的表現(xiàn)期望(圖2),即第一個(gè)中間認(rèn)知狀態(tài)的表現(xiàn)期望．與此類似,描述出各個(gè)認(rèn)知狀態(tài)整合后的表現(xiàn)期望．

圖2

2.3 教學(xué)開發(fā)

以學(xué)習(xí)過程的設(shè)計(jì)為腳本,開發(fā)具體的整合式進(jìn)階教學(xué)活動(dòng)．首先依據(jù)大概念確定教學(xué)驅(qū)動(dòng)問題,使其指向概念理解模型的初步建構(gòu)．例如，依據(jù)能量概念提出“功是能量轉(zhuǎn)化的量度嗎?”引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)能量轉(zhuǎn)移概念的模型以及詳述完整的論證過程．以驅(qū)動(dòng)問題為導(dǎo)向,擬定教學(xué)流程和整合式進(jìn)階學(xué)習(xí)活動(dòng)．

為幫助學(xué)生逐級(jí)進(jìn)階,本文參考了認(rèn)知支架理論．認(rèn)知支架有兩個(gè)關(guān)鍵概念: (1) 學(xué)習(xí)者獲得幫助,以便成功解決更復(fù)雜的任務(wù),否則將是困難的; (2) 學(xué)習(xí)者借鑒了這種經(jīng)驗(yàn),能夠改進(jìn)過程技能和(或)內(nèi)容理解．所以認(rèn)知支架有助于構(gòu)建學(xué)習(xí)任務(wù),為學(xué)生處理更復(fù)雜的內(nèi)容和技能提供支持．[11]本文以認(rèn)知支架理論為基礎(chǔ)提出了“概念支架”和“論證支架”兩個(gè)認(rèn)知支架,同時(shí)借鑒Gotwals(2013)等實(shí)踐能力分層研究,[12]構(gòu)建了基于認(rèn)知支架的整合論證教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)(表1),包括3個(gè)階段(初級(jí)、中級(jí)、高級(jí))、11個(gè)水平．每個(gè)階段首先提供雙支架(初級(jí)為單支架),再逐步撤去論證支架,最后撤去概念支架,旨在逐級(jí)規(guī)劃學(xué)生概念理解與論證能力的協(xié)同發(fā)展．

表1 基于認(rèn)知支架的整合論證教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

續(xù)表

概念支架包括有關(guān)知識(shí)內(nèi)容或操作步驟的提示或暗示．論證支架包括論證結(jié)構(gòu)要素名稱的提示或暗示．基于認(rèn)知支架的整合論證教學(xué)活動(dòng)分為3個(gè)能力提升階段:初級(jí)階段、中級(jí)階段和高級(jí)階段．初級(jí)階段(水平1、2)側(cè)重發(fā)展學(xué)生映射層級(jí)的知識(shí),以及提出觀點(diǎn)的意識(shí)和能力,或者依據(jù)觀點(diǎn)匹配證據(jù)的意識(shí)和能力;中級(jí)階段(水平3-水平8)依次發(fā)展學(xué)生關(guān)聯(lián)層級(jí)和系統(tǒng)層級(jí)的知識(shí),以及基于證據(jù)進(jìn)行推理和論證的能力； 高級(jí)階段(水平9-水平11)側(cè)重發(fā)展學(xué)生整合層級(jí)的知識(shí),以及反駁論證的能力．

由學(xué)情分析可知，本階段應(yīng)利用整合論證活動(dòng)2(表2),促進(jìn)學(xué)生從具備映射層級(jí)的知識(shí)進(jìn)行初級(jí)論證的能力,整合發(fā)展到具備關(guān)聯(lián)層級(jí)的知識(shí)進(jìn)行中級(jí)論證B的能力,即培養(yǎng)學(xué)生基于能量關(guān)聯(lián)層級(jí)的知識(shí)建構(gòu)推理的意識(shí)和能力．與此類似,設(shè)計(jì)其他各個(gè)教學(xué)階段的整合論證系列活動(dòng)．

表2 整合論證活動(dòng)2(中級(jí)論證B活動(dòng))

續(xù)表

綜上,利用基于認(rèn)知支架的整合論證系列活動(dòng)實(shí)現(xiàn)各個(gè)階段的整合教學(xué)目標(biāo)．教學(xué)中注重書面論證、口頭論證、認(rèn)知理解和社會(huì)協(xié)商,以及針對(duì)性的論證等教學(xué)策略的運(yùn)用．

2.4 反饋

測(cè)試工具的設(shè)計(jì)按照“開發(fā)測(cè)試工具—事前分析—施測(cè)—數(shù)據(jù)分析”進(jìn)行．首先從歷年學(xué)科能力測(cè)試和教學(xué)改進(jìn)中選擇試題,隨后根據(jù)概念進(jìn)階和論證進(jìn)階進(jìn)行整合后的表現(xiàn)期望對(duì)每道試題進(jìn)行事前分析,即將概念的某一層級(jí)融入某一水平的論證實(shí)踐整合成一項(xiàng)評(píng)估試題,將評(píng)估試題與整合的表現(xiàn)期望進(jìn)行對(duì)應(yīng)匹配,評(píng)標(biāo)按照等級(jí)賦分．依據(jù)認(rèn)知支架理論,開發(fā)不同論證級(jí)別的測(cè)評(píng)工具,幫助教師及時(shí)掌控教學(xué)推進(jìn)過程中學(xué)生對(duì)核心概念理解與科學(xué)論證能力整合發(fā)展的現(xiàn)狀,作為調(diào)整與改進(jìn)教學(xué)的依據(jù)．

3 應(yīng)用與效果

本文依托教學(xué)改進(jìn)項(xiàng)目,針對(duì)機(jī)械能主題規(guī)劃單元的學(xué)習(xí)過程和設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng),開展準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究．選取S省E中學(xué)高一教師W及其所教兩個(gè)班級(jí)為研究樣本．教學(xué)前測(cè)顯示學(xué)生在能量概念理解和科學(xué)論證兩方面均無顯著性差異,隨機(jī)確定為實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班．使用相同的教材《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)教科書·物理》(人民教育出版社)和教學(xué)材料(練習(xí)冊(cè),測(cè)試卷)．為指導(dǎo)任課教師針對(duì)實(shí)驗(yàn)班實(shí)施整合教學(xué),首先對(duì)教師展開培訓(xùn),使其掌握整合教學(xué)的理念、方法和具體實(shí)施策略．教師以概念理解發(fā)展模型與科學(xué)論證進(jìn)階的整合思想為指導(dǎo),進(jìn)行基于認(rèn)知支架的整合論證教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì),以及實(shí)施整個(gè)主題單元內(nèi)容的教學(xué)．對(duì)照班遵循常規(guī)教學(xué)模式．實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班課時(shí)數(shù)相同,每周3課時(shí)．

統(tǒng)計(jì)資料來源包括觀察、小組寫作、半結(jié)構(gòu)化訪談和研究者的現(xiàn)場(chǎng)記錄．其中小組寫作來源于4次全班討論(動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒各2次)中的6輪小組論證寫作(討論前和討論后各收集1次),每班學(xué)生分為7組,共計(jì)收集84份(實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班各42份)小組寫作．從能量概念理解和科學(xué)論證能力兩方面分析小組寫作．能量概念用4分制(0、1、2、3)賦分;科學(xué)論證按5要素分析: (1) 觀點(diǎn)的準(zhǔn)確性; (2) 注重證據(jù)質(zhì)量的充分性; (3) 注重推理的證據(jù)質(zhì)量; (4) 觀點(diǎn)與問題之間的關(guān)系; (5) 觀點(diǎn)與證據(jù)之間的關(guān)系．各要素用5分制(0、1、2、3、4)賦分．概念理解和科學(xué)論證均由兩名獨(dú)立評(píng)分者評(píng)分,評(píng)分者信度采用kappa計(jì)算,分別為0.89和0.85．由于樣本量較小,故采用非參數(shù)統(tǒng)計(jì)Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果．下面分別從能量概念理解和科學(xué)論證兩方面,對(duì)小組寫作進(jìn)行評(píng)分,并將結(jié)果進(jìn)行匯總整理,如表3和表4所示．

表3 “能量理解”班級(jí)比較

表4 “科學(xué)論證”班級(jí)比較

對(duì)實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班的概念理解表現(xiàn)進(jìn)行檢驗(yàn),第1輪沒有顯著性差異,從第2輪開始差異顯著,到了第5輪和第6輪差異極其顯著．統(tǒng)計(jì)分析表明,隨著整合教學(xué)的深入開展,實(shí)驗(yàn)班學(xué)生與對(duì)照班之間存在顯著性差異;對(duì)實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班的科學(xué)論證表現(xiàn)進(jìn)行檢驗(yàn),第1輪差異不顯著,從第2輪到第6輪差異持續(xù)顯著．由統(tǒng)計(jì)分析可知,伴隨整合教學(xué)的逐步深入,實(shí)驗(yàn)班與對(duì)照班之間的論證表現(xiàn)也存在顯著性差異．為追蹤實(shí)驗(yàn)班學(xué)生科學(xué)論證能力隨時(shí)間的進(jìn)展,按照5要素將結(jié)果進(jìn)行匯總整理,如表5所示．

表5 實(shí)驗(yàn)班學(xué)生“科學(xué)論證”5要素表現(xiàn)統(tǒng)計(jì)表

在動(dòng)能定理教學(xué)中,第1輪小組寫作科學(xué)論證總分為3.11分,在第3輪總結(jié)寫作中,總分顯著提高到11.12分．Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn)顯示,學(xué)生的論證得分從第1輪到第3輪都有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著提高．科恩d效應(yīng)大小(Cohen’s d effect size)也證實(shí)同樣結(jié)果．在機(jī)械能守恒定律教學(xué)中,第4輪小組寫作論證總分為5.91分,到了小組總結(jié)寫作總分顯著提高到19.41分．Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn)顯示,學(xué)生依次經(jīng)過兩次整合教學(xué)全班討論之后,小組寫作論證得分都有顯著性提高．科恩d效應(yīng)大小也都是大效應(yīng)量．

綜合上述統(tǒng)計(jì)結(jié)果,全班討論后小組書面論證的提高都具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,即整合式進(jìn)階討論具有顯著的干預(yù)效果．研究顯示實(shí)驗(yàn)班學(xué)生通過多輪整合式全班討論,聚焦小組論證進(jìn)階陳述,以及有更多的機(jī)會(huì)書寫科學(xué)論證,從而形成更高質(zhì)量和更復(fù)雜的論證．

從科學(xué)論證評(píng)估的5個(gè)要素分析,在動(dòng)能定理教學(xué)第1次全班討論后,觀點(diǎn)的準(zhǔn)確性顯著提高;在第2次全班討論后,觀點(diǎn)的準(zhǔn)確性、觀點(diǎn)與問題之間的關(guān)系顯著提高;在機(jī)械能守恒定律教學(xué)第3次全班討論后,除了注重推理的證據(jù)質(zhì)量外,其他4個(gè)要素都有顯著性提高;在第4次全班討論后,全部論證要素都獲得顯著性改善．

綜上,小組書面論證首先提高了觀點(diǎn)的準(zhǔn)確性,隨后改善了問題、觀點(diǎn)和證據(jù)之間的關(guān)系,最后提高了側(cè)重于充分性和推理的證據(jù)質(zhì)量．經(jīng)過4次整合式進(jìn)階教學(xué)討論以及相應(yīng)6輪小組寫作,實(shí)驗(yàn)班小組寫作論證的5個(gè)要素水平均呈現(xiàn)顯著的進(jìn)階發(fā)展．

4 討論與展望

本文基于物理概念學(xué)習(xí)進(jìn)階與科學(xué)論證整合的理論框架,針對(duì)概念進(jìn)階的節(jié)點(diǎn)設(shè)置一系列整合的表現(xiàn)期望,開展逐級(jí)進(jìn)階的整合論證活動(dòng),學(xué)生按照進(jìn)階模型建構(gòu)概念和論證以及與同伴進(jìn)行互動(dòng)學(xué)習(xí)．針對(duì)4次課堂討論和6次小組寫作,探討整合式進(jìn)階教學(xué)對(duì)學(xué)生建構(gòu)概念理解與發(fā)展科學(xué)論證能力的效果,實(shí)證結(jié)果有力支撐了研究設(shè)計(jì)．

4.1 整合式進(jìn)階教學(xué)應(yīng)重視社會(huì)協(xié)商與論證寫作的交互影響

本文實(shí)施了整個(gè)主題單元的整合式進(jìn)階教學(xué)．與已有論證教學(xué)關(guān)注教授論證結(jié)構(gòu)和基于前后測(cè)評(píng)估學(xué)生論證能力不同,整合式進(jìn)階教學(xué)要求學(xué)生將論證作為探究學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),論證的進(jìn)階發(fā)展和實(shí)踐沒有脫離科學(xué)概念的學(xué)習(xí)．學(xué)生參與整合式進(jìn)階學(xué)習(xí),有機(jī)會(huì)提出問題、建構(gòu)觀點(diǎn),從資料中獲取證據(jù),參與更多的辯論實(shí)踐,他們逐漸形成更復(fù)雜的論證和證據(jù)．他們逐漸完善了社會(huì)協(xié)商實(shí)踐,理解了論證的含義,并體現(xiàn)在隨后的口頭論證和書面寫作中．

研究發(fā)現(xiàn),多數(shù)學(xué)生并非天生具備參與社會(huì)和認(rèn)知的辯論實(shí)踐能力,而是在參與建構(gòu)者和批判者角色的實(shí)踐中,理解社會(huì)談判的核心要素組成,何時(shí)使用這些要素,如何從原始數(shù)據(jù)中獲取證據(jù),以及如何在全班討論中達(dá)成共識(shí)．在全班討論中,學(xué)生以小組討論的方式進(jìn)行討論,最初關(guān)注構(gòu)建自己的論點(diǎn),以及批判他人論點(diǎn)．他們較少使用批判策略,而是致力于尋求信息．他們努力理解同伴的論點(diǎn),很少發(fā)起挑戰(zhàn),即使學(xué)習(xí)環(huán)境和課程是為構(gòu)建和批判科學(xué)知識(shí)而設(shè)計(jì)的．學(xué)生不太重視觀點(diǎn)的公正性(即支持、辯護(hù)、拒絕),而更關(guān)注提出觀點(diǎn)．隨著時(shí)間的推移,學(xué)生持續(xù)開展整合式進(jìn)階活動(dòng)和聚焦小組論證,他們開始使用挑戰(zhàn)、辯護(hù)、拒絕和(或)支持來論證和陳述問題．他們?cè)谌嘤懻撝兄饾u融入批判和科學(xué)概念的建構(gòu),學(xué)生的概念理解與論證能力呈現(xiàn)明顯的進(jìn)階發(fā)展．

整合式進(jìn)階教學(xué)將討論和寫作作為認(rèn)識(shí)論工具進(jìn)行交互設(shè)計(jì)與實(shí)踐,其內(nèi)含社會(huì)協(xié)商與認(rèn)知功能,激發(fā)學(xué)生從初步提出論點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榻?gòu)或參與批判的關(guān)鍵核心要素,進(jìn)而整合發(fā)展概念知識(shí)與論證能力．因此,開展整合式進(jìn)階教學(xué)實(shí)踐,應(yīng)統(tǒng)整社會(huì)和認(rèn)知兩方面,利用談話和寫作的交互循環(huán)建立逐級(jí)進(jìn)階的實(shí)踐范式．

4.2 基于整合的教學(xué)設(shè)計(jì),有助于驅(qū)動(dòng)學(xué)生深入學(xué)習(xí),為落實(shí)核心素養(yǎng)目標(biāo)提供保障

整合式進(jìn)階教學(xué)是由實(shí)現(xiàn)TSTS(Taking Science to School,簡稱TSTS)學(xué)習(xí)進(jìn)階研究愿景過程中遇到的障礙驅(qū)動(dòng)的．[13]早期學(xué)習(xí)進(jìn)階研究關(guān)注學(xué)生的概念獲得,對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)階的描述限制在有限的水平和途徑上,隨后的學(xué)習(xí)進(jìn)階研究認(rèn)識(shí)到學(xué)生學(xué)習(xí)的復(fù)雜性和可變性,試圖將科學(xué)知識(shí)作為實(shí)踐來建模,[14]在近年來以整合核心概念和關(guān)鍵能力的發(fā)展為主線的學(xué)習(xí)進(jìn)階引領(lǐng)著進(jìn)階研究的突破和轉(zhuǎn)型．與單一的、固定的進(jìn)階模式不同,整合式進(jìn)階依據(jù)科學(xué)設(shè)計(jì)原則(假設(shè)、以研究為基礎(chǔ)、教育意義)和核心要素(大概念、交織的維度、起點(diǎn)、中間步驟、多路徑和高錨點(diǎn))對(duì)進(jìn)階的多個(gè)方面產(chǎn)生影響．

多進(jìn)階變量的交織是學(xué)習(xí)進(jìn)階研究的一個(gè)重要方向,已有整合教學(xué)研究試圖描述這些維度在重大進(jìn)展中相互作用的方式．例如,在有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域,學(xué)生對(duì)答案類型的認(rèn)知影響了他們?cè)诙嗖胶铣蓡栴}上的表現(xiàn);[15]學(xué)生對(duì)物理學(xué)中不確定性問題的理解可能涉及情感、社會(huì)和認(rèn)知的進(jìn)步．[16，17]與單維進(jìn)階學(xué)習(xí)相比,包含認(rèn)知、程序和社會(huì)學(xué)習(xí)的多維交織的整合式進(jìn)階學(xué)習(xí),有助于獲得最大的學(xué)習(xí)收益．Sikorski等在學(xué)習(xí)進(jìn)階研究中提出“情境依賴”概念,將上錨從一種固定的、復(fù)雜的思維方式,轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼜V闊的、多元性和語境依賴性的認(rèn)知方式,提出3種情境依賴模型:第1種模型將學(xué)習(xí)進(jìn)階視為工具箱或思維方式的集合,而不是一堆排列好的思考方式;第2種模型將學(xué)習(xí)進(jìn)階的進(jìn)階錨點(diǎn)定義為累積的,即每一級(jí)都明確地包括其低級(jí)水平的推理;第3種模型建立了一種更高層次理論,特別針對(duì)解決學(xué)生的情境依賴問題．[18]

本文吸納前期研究成果,所建構(gòu)的整合的教學(xué)設(shè)計(jì),描繪了在教學(xué)影響下學(xué)生在某領(lǐng)域的概念理解與科學(xué)論證能力發(fā)展的藍(lán)圖．整合式進(jìn)階教學(xué)體現(xiàn)了大概念統(tǒng)領(lǐng)下的整合論證教學(xué)活動(dòng)．基于整合的表現(xiàn)期望將學(xué)習(xí)過程設(shè)計(jì)成一系列階段性學(xué)習(xí)目標(biāo)．利用基于認(rèn)知支架的整合論證系列活動(dòng)實(shí)現(xiàn)各個(gè)階段的整合教學(xué)目標(biāo)．教學(xué)中注重書面論證、口頭論證、認(rèn)知理解和社會(huì)協(xié)商,以及針對(duì)性的論證等教學(xué)策略的運(yùn)用,不僅提升了物理觀念和科學(xué)思維,培養(yǎng)了責(zé)任意識(shí)、協(xié)作能力,嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,而且內(nèi)在地經(jīng)歷了科學(xué)本質(zhì)教育,有利于落實(shí)物理學(xué)科核心素養(yǎng)課程目標(biāo)．

綜上,整合式進(jìn)階教學(xué)對(duì)核心概念和關(guān)鍵能力的發(fā)展進(jìn)行整合式規(guī)劃,在當(dāng)前發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)的形式下,將有廣闊的發(fā)展前景．期望本模式及其所蘊(yùn)含的整合式教學(xué)的思想為教育研究者或一線教師提供參考和啟發(fā)．