理科教師探究教學(xué)實(shí)施能力急需提升：一項(xiàng)基于Rasch模型的實(shí)證研究

1、    理科教師探究教學(xué)實(shí)施能力急需提升一項(xiàng)基于rasch模型的實(shí)證研究    處于“水平1”的理科教師在教學(xué)中能夠指導(dǎo)學(xué)生：系統(tǒng)地、精確地測量；確認(rèn)測量中誤差的可能性來源；交流數(shù)據(jù)和信息；交流科學(xué)結(jié)論和論點(diǎn)；考慮批評(píng)性意見和其他解釋并做出反應(yīng)。處于“水平2”的理科教師在教學(xué)中能夠指導(dǎo)學(xué)生：基于化學(xué)知識(shí)和原理，發(fā)現(xiàn)并建構(gòu)明確的問題；選取合適的實(shí)驗(yàn)材料和工具（探測器、電子天平等）；按照設(shè)計(jì)程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；系統(tǒng)觀察；重復(fù)實(shí)驗(yàn)，減小隨機(jī)誤差；使用圖和表格呈現(xiàn)信息；確認(rèn)和解釋意外的不一致的數(shù)據(jù)；根據(jù)證據(jù)和邏輯推理確立因果關(guān)系；使用數(shù)學(xué)關(guān)系解釋變量關(guān)系；批判性地思考

2、證據(jù)，確定是否選擇了合適的證據(jù)進(jìn)行論證；檢驗(yàn)論證過程的邏輯性；交流科學(xué)過程和方法。處于“水平3”的理科教師能夠指導(dǎo)學(xué)生：編寫科學(xué)的、以模型為中心的說明；評(píng)估、修改模型，以提高模型的解釋力，更好地適應(yīng)現(xiàn)有的證據(jù)；確定探究的方法，包括：實(shí)驗(yàn)、模型、實(shí)地調(diào)研、信息研究、二手資料；使用恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)技能；分析、推理證據(jù)的規(guī)律，通過歸納、演繹得出結(jié)論；構(gòu)造一個(gè)模型（物理模型、數(shù)學(xué)模型、概念模型）用以表征關(guān)系；評(píng)價(jià)結(jié)論和觀點(diǎn)的正確性和局限性；從科學(xué)的角度評(píng)估所使用的方法；從其他角度提出可能的解釋、結(jié)論和方法；提出需要進(jìn)一步解決的問題；口頭進(jìn)行探究實(shí)踐報(bào)告，并準(zhǔn)確地、有邏輯性地運(yùn)用語言；撰寫書面探究實(shí)踐報(bào)告。處

3、于“水平4”的理科教師能夠指導(dǎo)學(xué)生：解讀問題，把問題拆解，指向具體的研究對(duì)象；評(píng)估問題結(jié)構(gòu)、質(zhì)量與價(jià)值；基于觀察和所學(xué)科學(xué)知識(shí)進(jìn)行預(yù)測，建構(gòu)可驗(yàn)證的假設(shè)；建立簡單的模型（物理模型、數(shù)學(xué)模型等）來陳述現(xiàn)象或進(jìn)行預(yù)測；鑒別各種變量（自變量、因變量、控制變量）；設(shè)計(jì)有邏輯順序的實(shí)驗(yàn)步驟；使用統(tǒng)一測量尺度和記錄手法以消除系統(tǒng)誤差；利用現(xiàn)有技術(shù)和設(shè)備測定有一定精度要求的數(shù)據(jù)；用硬件（如計(jì)算機(jī)）和軟件、電子資源收集和存儲(chǔ)信息；使用統(tǒng)計(jì)技術(shù)組織和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。4.理科教師探究教學(xué)實(shí)施能力所處水平根據(jù)理科教師探究教學(xué)實(shí)施能力的logit值，能夠分別找出其在不同探究教學(xué)實(shí)施能力水平上的分布，如表4所示。表4 理科教

4、師探究教學(xué)實(shí)施能力的水平分布理科教師探究教學(xué)能力水平理科教師人數(shù)占總?cè)藬?shù)比例（%）水平11914.7水平29170.5水平31914.7水平400在129名理科教師中，有14.7%的理科教師探究教學(xué)實(shí)施能力處于水平1，有70.5%的理科教師處于水平2，有14.7%的理科教師處于水平3，沒有理科教師達(dá)到水平4。5.所處地區(qū)對(duì)理科教師探究教學(xué)實(shí)施能力的影響為了考查理科教師所處地區(qū)對(duì)其探究教學(xué)實(shí)施能力的影響，做t檢驗(yàn)分析，如表5所示。結(jié)果表明，城市的理科教師探究教學(xué)實(shí)施能力略高于農(nóng)村理科教師，但兩者的sig值為0.173，大于0.05，無顯著差異。表5 農(nóng)村和城市理科教師探究教學(xué)實(shí)施能力t檢驗(yàn)性別理

5、科教師教學(xué)探究能力msd城市28.01310.485農(nóng)村25.5479.427t1.369sig0.1736.性別對(duì)理科教師探究教學(xué)實(shí)施能力的影響為了考查性別對(duì)理科教師探究教學(xué)實(shí)施能力的影響，做t檢驗(yàn)分析，如表6所示。結(jié)果表明，男性理科教師的探究教學(xué)實(shí)施能力略高于女性，但兩者的sig值大于0.05，無顯著差異。表6 男性和女性理科教師探究教學(xué)實(shí)施能力t檢驗(yàn)理科教師探究教學(xué)實(shí)施能力msd男29.0486.289女26.06210.660t1.427sig0.1607.優(yōu)課等級(jí)對(duì)理科教師探究教學(xué)實(shí)施能力的影響為了考查優(yōu)課等級(jí)對(duì)理科教師探究教學(xué)實(shí)施能力的影響，做多因素方差分析，如表7所示，數(shù)字15依

6、次表示部優(yōu)、省優(yōu)、市優(yōu)、縣優(yōu)、一般等級(jí)。同時(shí)做了理科教師能力與優(yōu)課等級(jí)關(guān)系圖，如圖3所示。結(jié)果表明，隨著優(yōu)課等級(jí)的下降，理科教師的探究教學(xué)實(shí)施能力也隨之下降，一般等級(jí)課相對(duì)于縣優(yōu)課得分略有上升，但差異不大。具體來看，部級(jí)優(yōu)秀課的平均成績最高，其次是省優(yōu)課。盡管省優(yōu)與市優(yōu)課的理科教師探究教學(xué)實(shí)施能力差異不顯著，但以30分為界限，將等級(jí)3與等級(jí)4、5劃分在一起。由此可以得出結(jié)論：部優(yōu)課和省優(yōu)課理科教師的探究教學(xué)實(shí)施能力明顯高于其他等級(jí)的理科教師，且呈現(xiàn)顯著差異；市優(yōu)課、縣優(yōu)課、一般等級(jí)課理科教師的探究教學(xué)實(shí)施能力差異不大，其中市優(yōu)課理科教師的探究教學(xué)實(shí)施能力略高，一般等級(jí)課理科教師探究教學(xué)實(shí)施能力

7、略高于縣優(yōu)課，但兩者差異不大。表7 優(yōu)課等級(jí)對(duì)理科教師探究教學(xué)實(shí)施能力的多因素差異檢驗(yàn)優(yōu)課等級(jí)nalpha=0.05的子集123student-newman-keulsa，b42224.363657625.368432129.714329.71432736.857145.66671345.6667顯著性.463.116.053將顯示同類子集中的組均值。a.將使用調(diào)和均值樣本大小8.585。b.組大小不相等。將使用組大小的調(diào)和均值。將不足保證1類錯(cuò)誤級(jí)別。圖3 教師探究教學(xué)能力與優(yōu)課等級(jí)的關(guān)系四、研究啟示與建議此次對(duì)遼寧省理科教師探究教學(xué)實(shí)施能力的測查在一定程度上能為基礎(chǔ)教育理科課程、教學(xué)和教師

8、培訓(xùn)提供啟示。（一）基礎(chǔ)教育課程標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)明晰科學(xué)探究的內(nèi)涵教師在教學(xué)實(shí)踐之前，應(yīng)有足夠的理論作為指導(dǎo)。在現(xiàn)行的理科課程標(biāo)準(zhǔn)中，提出了八個(gè)過程性要素供教師參考，但沒有對(duì)每個(gè)要素進(jìn)行指示，例如，在指導(dǎo)學(xué)生提出問題時(shí)，是否應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生提出問題的角度，是否應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生甄別問題價(jià)值，是否應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確地表述問題等，沒有做出具體的闡述，導(dǎo)致理科教師在設(shè)置探究教學(xué)時(shí)，沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)不夠深入?？茖W(xué)探究二級(jí)要素能力的確定，進(jìn)一步明確了“探究能力是什么”。因此，在課程標(biāo)準(zhǔn)中，應(yīng)在“科學(xué)探究”概念的基礎(chǔ)上，提出科學(xué)探究的二級(jí)要素，明確其操作步驟和要點(diǎn)，并給出完整的探究教學(xué)范例，便于理解和遷移。同時(shí)，在理科教科書中

9、，探究性欄目應(yīng)在科學(xué)探究的二級(jí)要素上設(shè)置活動(dòng)，以此保障理科教師能夠更加精致地、創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)教學(xué)，有效地指導(dǎo)學(xué)生完成探究過程。（二）理科教師探究教學(xué)實(shí)施能力應(yīng)向更高水平邁進(jìn)由前文所界定的探究教學(xué)實(shí)施能力的四個(gè)水平可以看出，水平1是教師針對(duì)實(shí)驗(yàn)測量和交流結(jié)果等少數(shù)幾個(gè)探究二級(jí)要素對(duì)學(xué)生進(jìn)行局部性的指導(dǎo)，探究的過程多為教師完成，開放度??；水平2和水平3是教師針對(duì)更多的探究二級(jí)要素進(jìn)行指導(dǎo)，對(duì)二級(jí)能力要素的雕琢更加具體和精致，實(shí)踐性更強(qiáng)；水平4是教師加深了對(duì)學(xué)生思維性的指導(dǎo)，并且開放度增大，現(xiàn)代化教育技術(shù)的應(yīng)用程度也增大。目前大部分教師處于水平1水平2，因此，理科教師在實(shí)施探究教學(xué)時(shí)，應(yīng)在主體性、深刻

10、性、創(chuàng)造性上向更高的水平邁進(jìn)。（三）對(duì)理科教師培訓(xùn)的建議1.促進(jìn)理科教師從探究教學(xué)觀念向行為轉(zhuǎn)變課程改革將近二十年，探究教學(xué)已經(jīng)深入理科教師觀念，但尚未在行動(dòng)上全面落實(shí)，多數(shù)教師由于各種因素而回避探究教學(xué)方式。反觀“部優(yōu)課和省優(yōu)課理科教師的探究教學(xué)實(shí)施能力強(qiáng)”這個(gè)結(jié)論，也說明，探究教學(xué)實(shí)施能力越強(qiáng)的教師，整體教學(xué)能力也越強(qiáng)。因此，在理科教師培訓(xùn)中，還需要完善課程模式，選擇有效的培訓(xùn)內(nèi)容，提供真實(shí)的案例，并鼓勵(lì)教師在培訓(xùn)過程中進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練和展示，采取“理論引領(lǐng)+范例分析+實(shí)踐反思+評(píng)比提升”的學(xué)習(xí)模式，提供探究教學(xué)專項(xiàng)比賽，使培訓(xùn)方式多樣化，有效地使理科教師從探究教學(xué)觀念向行為轉(zhuǎn)變。2.強(qiáng)化理科

11、教師探究教學(xué)設(shè)計(jì)能力探究教學(xué)設(shè)計(jì)決定了探究教學(xué)的具體實(shí)施，兩者是相輔相承、相互促進(jìn)的。因此，在探究教學(xué)內(nèi)容選擇、資源開發(fā)、探究問題和教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)方面，為教師提供更好的內(nèi)容和策略，強(qiáng)化探究教學(xué)設(shè)計(jì)能力。3.鼓勵(lì)理科教師開展探究教學(xué)行動(dòng)研究通過探究教學(xué)行動(dòng)研究，找出探究教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題，進(jìn)一步查閱資料或同行研討找出策略。一方面能夠使遇到的實(shí)際問題得以解決，另一方面，使教師對(duì)學(xué)生發(fā)展、對(duì)自身局限有深刻的了解，能夠不斷積累理論和實(shí)踐性經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)教師探究教學(xué)的積極性和研究力，提高自身的科學(xué)探究教學(xué)實(shí)施能力。參考文獻(xiàn)：1the next generation science standards-exe

12、cutive summaryeb/ol. （2013-04-16）2017-11-12. 2the next generation science standards-topic vieweb/0l. （2013-04-16）2017-11-12. 3林崇德.中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)研究成果eb/ol.（2016-09-14）2017-11-12.4劉東方.論理科教師學(xué)科教學(xué)能力的構(gòu)成及培養(yǎng)j.理科教師教育研究，2016，28（1）：37-42.5李源田.論教師專業(yè)發(fā)展的“五度”境界：名師的素質(zhì)表征j.課程·教材·教法，2013，33（2）：86-91.6謝紹平，劉美鳳.理科教

13、師對(duì)探究教學(xué)適應(yīng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建研究j.教師教育究，2017，29（1）：63-71.7盧美玉.高中生物教師探究教學(xué)實(shí)施能力現(xiàn)狀及發(fā)展研究d.廣西師范大學(xué)，2012：25-27.8馬艷芝.中學(xué)理科教師探究教學(xué)能力調(diào)查d.陜西師范大學(xué)，2007：9-10.9劉海濤.中學(xué)物理教師探究教學(xué)能力結(jié)構(gòu)及其發(fā)展研究d.陜西師范大學(xué)，2008：36-38.10韋斯林，柳秀峰，王祖浩.基于rasch理論的計(jì)算機(jī)模型教學(xué)測驗(yàn)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用j.中國電化教育，2014（7）：139-144.11程力.rasch模型在高考中的應(yīng)用以不同年份考生物理能力水平的變化為例j.教育理論與實(shí)踐，2016，36（5）：13-15.12劉東方，王磊.探究教學(xué)實(shí)施能力的構(gòu)成要素j.化學(xué)教育，2012，33（9）：44-49.13李春密，梁潔，蔡美潔.中學(xué)生科學(xué)探究能力結(jié)構(gòu)模型初探j(luò).課程·教材·教法，2004（6）：86-90.14沈毅，崔允漷.課堂觀察：走向?qū)I(yè)的聽評(píng)課m.上海：華東師范大學(xué)出版社，2008：74.15bond t, fox c. appling the rasch model: fundamental measurement in the h