思維型探究教學實踐對職前教師科學教學效能感的影響研究

韓葵葵，林長春

（重慶師范大學初等教育學院 重慶 400700）

1 問題的提出

世界各國和地區都將學生參與科學探究和提高學生科學核心素養作為科學教育的核心目標[1]。《義務教育科學課程標準（2022年版）》強調科學教育應以探究實踐和思維教學方式為主，促進學生深入理解科學概念，提高學生的科學思維能力和問題解決能力[2]。教師教學效能感源于Bandura的自我效能(Self-Efficacy)概念。科學教學效能感是科學教師在教學活動中對其能有效地完成教學工作、實現教學目標的知覺與信念。科學知識、科學教學態度、科學探究教學水平、成就目標和職業認同等是影響教師的科學教學效能感的因素[3-4]。美國國家科學教師協會(National Science Teacher Association,NSTA)呼吁“科學教師教育應該重視職前科學教師（Preservice Science Teachers,PSTs）的培養，關注職前科學教師教學實踐的質量和教學經驗的積累”。教育部2022年5月發布《加強小學科學教師培養工作方案》，高度重視培養一批高質量、專業化、創新型小學科學教師后備人才[5]。科學探究教學是PSTs的重點學習內容，但是PSTs在教學實踐和見習時很少有機會親歷真實的科學探究教學[6-7]。因此，PSTs的教學效能感和科學探究教學實踐成為科學教師教育研究領域的重要部分。鑒于上述分析，本文的研究問題如下：①思維型探究教學實踐如何影響PSTs的科學教學效能感？②思維型探究教學實踐能提供哪些有效的PSTs科學教學效能感信息源？以期為PSTs的培養提供有價值的指導。

2 研究背景和實踐活動設計

“小學科學教學論”是重慶市一流本科課程，該課程是科學教育專業的一門理論與實踐相結合的教師教育課程，教學模式強調“教、學、做、思”的統一。思維型探究教學的基本原理包括認知沖突、自主建構、自我監控和應用遷移四個方面，并提出“創設情境、提出問題、自主探究、合作論證、總結反思和應用遷移”六個教學環節，為PSTs明確科學探究教學的基本原理和基本環節[8-9]。

本研究基于“小學科學教學論”課程，以思維型探究教學理論和Palmer（2009）的教師教學效能感信息源（教學方法的掌握、替代經驗、認知內容的掌握、成功的教學經驗言語勸說和情緒喚醒）為支撐[10]，設計“思維型探究教學”理論學習和實踐流程。PSTs思維型探究教學實踐過程包括：“教學方法學習、工作坊、教學主題論證與設計、教學實踐與觀課和反思提升”五個階段，具體設計如圖1所示。

圖1 PSTs思維型探究教學實踐流程圖

3 研究方法

3.1 研究對象

本研究采用整群取樣的方法，選取某高校科學教育專業大三學生為研究對象，共49名學生（男生10人，女生39人），隨機分成8個小組，每組6-7名同學。這些學生全部在大二參加過4周的小學科學教學見習研習，且高中階段都是理科生。

3.2 研究工具

3.2.1 科學教師教學效能感量表

采用Smolleck,Zembal-Saul&Yoder（2006）編制的教師科學探究教學效能感(Teachers'perceived efficacy for teaching science as inquiry,TSI)問卷，共69個項目分為教師的個人科學教學效能感(Teachers'personal science teaching efficacy,PSTE)和科學教學結果期望(Science teaching outcome expectancy,STOE)兩個分問卷，每個分問卷包含“科學問題，證據優先，解釋證據，概念建構和反思交流”五個維度[11]。采用Likert 5點評分，從1(非常不符合)到5(非常符合)，得分越高，表示科學教學效能感越高。在本研究中，問卷總的Cronbach系數為0.864，個人科學教學效能感和科學教學結果期望分問卷的Cronbach系數分別為0.941和0.938。

3.2.2 訪談提綱

本研究結合已有的文獻研究，自行編制了半結構式訪談提綱。訪談要考察的主要內容如下：①你認為什么是科學探究？②你認為科學探究教學很重要嗎？③通過思維型探究教學實踐，你對科學探究教學更有信心了嗎？④請給清單中提高科學教師教學效能感的信息源重要程度評分，從1（不重要）到5（非常重要），得分越高，表示學生認為該信息源越重要，并請說明原因。⑤哪些思維型科學探究教學實踐經驗有助于提高你的科學探究教學水平？你有什么具體的例子嗎？

3.3 研究過程和數據處理

本研究選擇定量和定性相結合的嵌入式混合研究方法，經歷5個階段：第一，研究開始前一周，PSTs完成TSI前測，在微格教室錄制《磁鐵能吸引什么》教學視頻；第二階段，“思維型探究教學”理論模塊。所有PSTs完成“教學方法學習”“工作坊”“教學主題論證與活動設計”“教學實踐與觀課”和“反思提升”五個環節的實踐，并提交教學日志，共歷時8周；第三階段，PSTs根據STEM教學設計在微格教室上一節完整的科學課，并完成TSI問卷后測；第四階段，根據訪談提綱對PSTs進行半結構式訪談并錄音，了解思維型探究教學實踐對PSTs的TSI影響以及哪些信息源會影響PSTs的TSI。每位PSTs的訪談時間是20分鐘；第五階段，隨機抽取10份訪談內容和10份教學日志由研究者和一位科學教育博士分別進行預編碼。本研究中，訪談文本編碼信度采用歸類一致性（Category Agreement，CA）作為指標，CA達到95%；第六階段，所有教師科學探究教學效能感問卷數據采用SPSS24.0進行錄入和相關的統計分析。

4 研究結果與討論

4.1 思維型探究教學實踐對PSTs教學效能感的影響

對PSTs科學教學效能感以及各維度的差異進行配對樣本t檢驗分析，并計算效應值（d），進一步研究思維型探究教學實踐對科學教學效能感的影響。研究結果表明，PSTs的科學教學效能感后測總分（164.08）高于科學教學效能感前測總分（136.04），且兩者之間存在顯著性差異（t=6.74，p<0.001），效應值d=0.90>0.80，這說明思維型探究教學實踐能顯著提高PSTs的科學教學效能感，見表1。訪談數據也說明了這一結果，大多數PSTs表示思維型探究教學實踐增強了他們對科學探究教學的信心。

表1 PSTs科學教學效能感配對t檢驗結果

研究發現，PSTE前后測差異顯著（t=9.35，p<0.001），效應值d=1.25>0.80，說明思維型探究教學實踐對PSTs的PSTE有高影響效應。分析PSTE的5個分維度發現：證據優先，解釋證據和概念建構效能感的前后測均差異顯著，效應值d>0.80，說明思維型探究教學實踐對提高PSTs的證據優先，解釋證據和概念建構效能感具有更好的效果。科學問題效能感后測高于前測，但是不存在顯著差異（t=1.50，p=0.141>0.50），且效應值d=0.17<0.20，說明思維型探究教學實踐對PSTs的科學問題效能感的影響效應幾乎沒有影響。反思交流效能感前后測雖然差異顯著（t=2.86，p=0.006<0.01），但是效應值d=0.46>0.20，說明思維型探究教學實踐僅對PSTs的反思交流效能感具有低影響效應。

通過對STOE的分析發現，STOE前后測差異顯著（t=3.18，p=0.003），效應值d=0.48>0.20，說明思維型探究教學實踐對PSTs的STOE具有低影響效應。STOE的5個分維度中，概念建構效能感前后測差異顯著（t=4.54，p<0.001），效應值d=0.75>0.50，說明思維型探究教學實踐對PSTs的概念建構教學結果期望有中等影響效應。證據優先效能感后測和前測差異顯著（t=2.10，p=0.041<0.05），效應值d=0.36>0.20；反思交流效能感后測和前測差異顯著（t=2.89，p=0.006<0.01），效應值d=0.43>0.20，說明思維型探究教學實踐對PSTs的證據優先和反思交流效能感兩個維度有低影響效應。科學問題和解釋證據效能感的前后測均無顯著差異，效應值d在0.25-0.32之間，說明思維型探究教學實踐對PSTs的科學問題和解釋證據效能感影響不顯著。

4.2 PSTs教學效能感的信息源分析

通過對49位PSTs訪談數據和教學反思日志的分析，所有PSTs均提到多種科學教學效能感信息源。本研究在開放式問題之后采用信息源重要性評分的方法更好地研究PSTs對教學效能感信息源相對重要性的看法。PSTs對科學教學科學效能感的信息源的重要程度評分結果見表2。

表2 科學教學效能感信息源重要程度評分

每種信息源對教學效能感的影響有較大區別，最有影響的是原始科學教學方法的掌握和成功的教學經驗。科學探究活動被大部分學生接受，因為這些活動既能提供有效的科學教學策略，又能讓學生理解科學知識。符號楷模和實踐楷模都是職前教師科學教學效能感的形成最有影響的信息源，因為這些視頻都是成功的教學案例，更容易給學生留下深刻記憶。此外，自我反思和同伴評價也是影響教學效能感的信息源，學生與同伴進行交流能提高教學能力。

5 討論與建議

5.1 形成完備的科學教學方法和知識體系

科學教師具備完整的科學知識結構體系和科學的教學方法，對教學效能感的形成非常重要。只有當知識體系完備，教師心中對于能否使學生獲得科學知識、發展科學能力才會有肯定的回答。

5.2 有效的科學探究教學實踐

科學探究教學實踐在提升科學教師教學能力的同時，還有助于提升科學教師的教學效能感，科學教師對實施科學探究教學缺乏信心，就不太可能在教學中實施科學探究教學，而具有較高科學教學效能感的教師有能力創造積極的科學探究教學環境，所以，開展有效的科學教學實踐對提升其教學效能感也是一條行之有效的途徑。

5.3 構建積極的學習共同體

構建科學教師學習共同體和同伴評價有助于不同教學效能感的教師之間進行溝通交流，促進科學教師素養的提高，從而有效促進科學教師教學效能感的提升。若想實現從新手型教師向學者型或者專家型教師的轉變，學習共同體的構建同樣發揮著極大的作用。觀摩優秀教師的課堂也是實現這一想法的途徑，其中包括構建學習共同體。