思维型探究教学实践对职前教师科学教学效能感的影响研究

韩葵葵，林长春

（重庆师范大学初等教育学院 重庆 400700）

1 问题的提出

世界各国和地区都将学生参与科学探究和提高学生科学核心素养作为科学教育的核心目标[1]。《义务教育科学课程标准（2022年版）》强调科学教育应以探究实践和思维教学方式为主，促进学生深入理解科学概念，提高学生的科学思维能力和问题解决能力[2]。教师教学效能感源于Bandura的自我效能(Self-Efficacy)概念。科学教学效能感是科学教师在教学活动中对其能有效地完成教学工作、实现教学目标的知觉与信念。科学知识、科学教学态度、科学探究教学水平、成就目标和职业认同等是影响教师的科学教学效能感的因素[3-4]。美国国家科学教师协会(National Science Teacher Association,NSTA)呼吁“科学教师教育应该重视职前科学教师（Preservice Science Teachers,PSTs）的培养，关注职前科学教师教学实践的质量和教学经验的积累”。教育部2022年5月发布《加强小学科学教师培养工作方案》，高度重视培养一批高质量、专业化、创新型小学科学教师后备人才[5]。科学探究教学是PSTs的重点学习内容，但是PSTs在教学实践和见习时很少有机会亲历真实的科学探究教学[6-7]。因此，PSTs的教学效能感和科学探究教学实践成为科学教师教育研究领域的重要部分。鉴于上述分析，本文的研究问题如下：①思维型探究教学实践如何影响PSTs的科学教学效能感？②思维型探究教学实践能提供哪些有效的PSTs科学教学效能感信息源？以期为PSTs的培养提供有价值的指导。

2 研究背景和实践活动设计

“小学科学教学论”是重庆市一流本科课程，该课程是科学教育专业的一门理论与实践相结合的教师教育课程，教学模式强调“教、学、做、思”的统一。思维型探究教学的基本原理包括认知冲突、自主建构、自我监控和应用迁移四个方面，并提出“创设情境、提出问题、自主探究、合作论证、总结反思和应用迁移”六个教学环节，为PSTs明确科学探究教学的基本原理和基本环节[8-9]。

本研究基于“小学科学教学论”课程，以思维型探究教学理论和Palmer（2009）的教师教学效能感信息源（教学方法的掌握、替代经验、认知内容的掌握、成功的教学经验言语劝说和情绪唤醒）为支撑[10]，设计“思维型探究教学”理论学习和实践流程。PSTs思维型探究教学实践过程包括：“教学方法学习、工作坊、教学主题论证与设计、教学实践与观课和反思提升”五个阶段，具体设计如图1所示。

图1 PSTs思维型探究教学实践流程图

3 研究方法

3.1 研究对象

本研究采用整群取样的方法，选取某高校科学教育专业大三学生为研究对象，共49名学生（男生10人，女生39人），随机分成8个小组，每组6-7名同学。这些学生全部在大二参加过4周的小学科学教学见习研习，且高中阶段都是理科生。

3.2 研究工具

3.2.1 科学教师教学效能感量表

采用Smolleck,Zembal-Saul&Yoder（2006）编制的教师科学探究教学效能感(Teachers'perceived efficacy for teaching science as inquiry,TSI)问卷，共69个项目分为教师的个人科学教学效能感(Teachers'personal science teaching efficacy,PSTE)和科学教学结果期望(Science teaching outcome expectancy,STOE)两个分问卷，每个分问卷包含“科学问题，证据优先，解释证据，概念建构和反思交流”五个维度[11]。采用Likert 5点评分，从1(非常不符合)到5(非常符合)，得分越高，表示科学教学效能感越高。在本研究中，问卷总的Cronbach系数为0.864，个人科学教学效能感和科学教学结果期望分问卷的Cronbach系数分别为0.941和0.938。

3.2.2 访谈提纲

本研究结合已有的文献研究，自行编制了半结构式访谈提纲。访谈要考察的主要内容如下：①你认为什么是科学探究？②你认为科学探究教学很重要吗？③通过思维型探究教学实践，你对科学探究教学更有信心了吗？④请给清单中提高科学教师教学效能感的信息源重要程度评分，从1（不重要）到5（非常重要），得分越高，表示学生认为该信息源越重要，并请说明原因。⑤哪些思维型科学探究教学实践经验有助于提高你的科学探究教学水平？你有什么具体的例子吗？

3.3 研究过程和数据处理

本研究选择定量和定性相结合的嵌入式混合研究方法，经历5个阶段：第一，研究开始前一周，PSTs完成TSI前测，在微格教室录制《磁铁能吸引什么》教学视频；第二阶段，“思维型探究教学”理论模块。所有PSTs完成“教学方法学习”“工作坊”“教学主题论证与活动设计”“教学实践与观课”和“反思提升”五个环节的实践，并提交教学日志，共历时8周；第三阶段，PSTs根据STEM教学设计在微格教室上一节完整的科学课，并完成TSI问卷后测；第四阶段，根据访谈提纲对PSTs进行半结构式访谈并录音，了解思维型探究教学实践对PSTs的TSI影响以及哪些信息源会影响PSTs的TSI。每位PSTs的访谈时间是20分钟；第五阶段，随机抽取10份访谈内容和10份教学日志由研究者和一位科学教育博士分别进行预编码。本研究中，访谈文本编码信度采用归类一致性（Category Agreement，CA）作为指标，CA达到95%；第六阶段，所有教师科学探究教学效能感问卷数据采用SPSS24.0进行录入和相关的统计分析。

4 研究结果与讨论

4.1 思维型探究教学实践对PSTs教学效能感的影响

对PSTs科学教学效能感以及各维度的差异进行配对样本t检验分析，并计算效应值（d），进一步研究思维型探究教学实践对科学教学效能感的影响。研究结果表明，PSTs的科学教学效能感后测总分（164.08）高于科学教学效能感前测总分（136.04），且两者之间存在显著性差异（t=6.74，p<0.001），效应值d=0.90>0.80，这说明思维型探究教学实践能显著提高PSTs的科学教学效能感，见表1。访谈数据也说明了这一结果，大多数PSTs表示思维型探究教学实践增强了他们对科学探究教学的信心。

表1 PSTs科学教学效能感配对t检验结果

研究发现，PSTE前后测差异显著（t=9.35，p<0.001），效应值d=1.25>0.80，说明思维型探究教学实践对PSTs的PSTE有高影响效应。分析PSTE的5个分维度发现：证据优先，解释证据和概念建构效能感的前后测均差异显著，效应值d>0.80，说明思维型探究教学实践对提高PSTs的证据优先，解释证据和概念建构效能感具有更好的效果。科学问题效能感后测高于前测，但是不存在显著差异（t=1.50，p=0.141>0.50），且效应值d=0.17<0.20，说明思维型探究教学实践对PSTs的科学问题效能感的影响效应几乎没有影响。反思交流效能感前后测虽然差异显著（t=2.86，p=0.006<0.01），但是效应值d=0.46>0.20，说明思维型探究教学实践仅对PSTs的反思交流效能感具有低影响效应。

通过对STOE的分析发现，STOE前后测差异显著（t=3.18，p=0.003），效应值d=0.48>0.20，说明思维型探究教学实践对PSTs的STOE具有低影响效应。STOE的5个分维度中，概念建构效能感前后测差异显著（t=4.54，p<0.001），效应值d=0.75>0.50，说明思维型探究教学实践对PSTs的概念建构教学结果期望有中等影响效应。证据优先效能感后测和前测差异显著（t=2.10，p=0.041<0.05），效应值d=0.36>0.20；反思交流效能感后测和前测差异显著（t=2.89，p=0.006<0.01），效应值d=0.43>0.20，说明思维型探究教学实践对PSTs的证据优先和反思交流效能感两个维度有低影响效应。科学问题和解释证据效能感的前后测均无显著差异，效应值d在0.25-0.32之间，说明思维型探究教学实践对PSTs的科学问题和解释证据效能感影响不显著。

4.2 PSTs教学效能感的信息源分析

通过对49位PSTs访谈数据和教学反思日志的分析，所有PSTs均提到多种科学教学效能感信息源。本研究在开放式问题之后采用信息源重要性评分的方法更好地研究PSTs对教学效能感信息源相对重要性的看法。PSTs对科学教学科学效能感的信息源的重要程度评分结果见表2。

表2 科学教学效能感信息源重要程度评分

每种信息源对教学效能感的影响有较大区别，最有影响的是原始科学教学方法的掌握和成功的教学经验。科学探究活动被大部分学生接受，因为这些活动既能提供有效的科学教学策略，又能让学生理解科学知识。符号楷模和实践楷模都是职前教师科学教学效能感的形成最有影响的信息源，因为这些视频都是成功的教学案例，更容易给学生留下深刻记忆。此外，自我反思和同伴评价也是影响教学效能感的信息源，学生与同伴进行交流能提高教学能力。

5 讨论与建议

5.1 形成完备的科学教学方法和知识体系

科学教师具备完整的科学知识结构体系和科学的教学方法，对教学效能感的形成非常重要。只有当知识体系完备，教师心中对于能否使学生获得科学知识、发展科学能力才会有肯定的回答。

5.2 有效的科学探究教学实践

科学探究教学实践在提升科学教师教学能力的同时，还有助于提升科学教师的教学效能感，科学教师对实施科学探究教学缺乏信心，就不太可能在教学中实施科学探究教学，而具有较高科学教学效能感的教师有能力创造积极的科学探究教学环境，所以，开展有效的科学教学实践对提升其教学效能感也是一条行之有效的途径。

5.3 构建积极的学习共同体

构建科学教师学习共同体和同伴评价有助于不同教学效能感的教师之间进行沟通交流，促进科学教师素养的提高，从而有效促进科学教师教学效能感的提升。若想实现从新手型教师向学者型或者专家型教师的转变，学习共同体的构建同样发挥着极大的作用。观摩优秀教师的课堂也是实现这一想法的途径，其中包括构建学习共同体。