关于五至九年级学生生态系统学习进程的研究

1绪论

1.1研究背景
自20世纪以来，美国进行了多次科学教育改革，以提升公民的科学素养水平，仔细分析这些科学教育改革，可以看出美国的科学教育是从培养精英到大众普及，这也在一定程度上反映了美国科学教育的迅速发展。自上世纪九十年代起至今，美国政府相继颁布了《美国国家科学教育标准》、《提高国家竞争力》、《不让一个孩子掉队》等一系列法案，强调科学教育在基础教育中的重要性。
然而近些年，美国中学生在一些全国性或国际性科学与数学测试中成绩不佳，不同家庭收入、种族的学生成绩差异巨大，这引起了美国各界人士对科学教育现状的极大关注，政府决策者、教育学者、教师等各界人士一致提议，美国中学科学课程改革迫在眉睫。美国需要提升整个社会的公民的科学素养水平，每个公民都能参与到诸如气候改变、环境问题、公共卫生等问题的讨论和决策中，而且，国家需要通过加强科学教育，培养一批学生成为将来的科学家，以保持美国在世界经济中的竞争地位，以及在科学、技术和创新方面的领导地位。
2007年，美国研究理事会(the National Research Council, NRC)公布了一份国家级研究报告一一《把科学带进学校一一幼儿园至八年级的学习与教学》，该报告指出，’美国中小学的科学课程，在内容上，涵盖了过多并不连贯的主题，过于宽泛与肤浅，没有深度;在教学上，关注的只是学科主题的覆盖范围，而不是为学生科学知识的发展搭建一个有效的框架;在评价方式上，主要依靠选择题，并不能准确测评出学生所掌握的知识。如果学生所接受到的课程只是事实的堆积，学生对科学的理解只表现为对概念、规则与定律的记忆与背诵，那么这些“没有生命活力和灵性的”符号，不仅无益于学生思维能力、创造能力、解决问题能力的发展，而且甚至会束缚和压抑人的心灵。因此，教学应以引导学生向较为深入的理解和激发较高层级的思考为目的。2
面对这些问题，美国一些科学教育改革专家建议，必须开发全国适用的、更简约的标准和更连贯的课程，能够反映儿童学习科学的方式以及学生随着时间推移掌握知识的过程;在教学方法上，教师应该关注学生的学习过程，关注学生在学习过程中会遇到哪些问题，如果学生偏离了既定的学习目标，教师应该如何做出相应教学反馈，使学生重新回到教学轨道上来。美国众多科学教育者认为，科学课程标准应该把焦点集中在科学课程中的核心概念上。但是这类概念都有哪些?如何将这些概念街接起来?教师如何讲授这些概念?如何设计更好的标准、课程、评价体系以及实施教师教育计划等是美国当前科学教育改革需要解决的问题。
2007年的NRC报告要求，科学教育者应该对科学课程进行重新组织，在学生学习的早期阶段，先着眼于少数核心概念，然后随着时间的推移，不断加深和拓展这些核心概念;为学生科学知识的掌握、理解能力的发展以及各种知识的整合搭建一个有效的学习进程框架，所搭建的框架既包括学习者已有的学习经历，同时还考虑学习者在未来的学习中能够理解的内容。

1.2研究的问题和目的
通过上述国外研究背景分析，我们可以看出，学习进程是近几年美国科学教育改革中出现的一个新兴的概念，国际上(主要在美国)已有一些关于学习进程的实践研究，但这些研究目前尚处于证据收集的早期阶段。而在国内，有关“学习进程”这个概念的研究还鲜有报道，但一部分学者已经开始意识到在我国基础教育课程改革阶段，需要对科学课程结构进行合理调整，改变科学课程的结构，从而使学生建立适应社会的知识结构。
在本研究中所选取的“生态系统”是生物科学中重要的内容之一，在我国已经列入了小学、初中和高中相关课程中，由于生态系统涉及的概念较多，而且其中还包括许多与日常生活经验不同的概念，因而，不同理解能力、不同年龄的学生对这一概念的理解会处于不同的水平，而这往往是影响学生学业成绩的最重要因素。学生对概念的不同理解水平正是目前美国一些研究学习进程的科学教育学者以及一线教师关注的焦点。目前国内外关于学生对“生态系统”的理解过程的相关研究则尚未出现，因此，本论文将以学生对生态系统这一主题的理解过程为研究内容，设计出涵盖不同理解水平的学习进程框架。
本论文将研究以下几个问题:
(1)基于当前的科学课程结构，5—9年级学生对“生态系统”分别能够达到何种水平?
(2)在学习了相关内容后，5—9年级学生对“生态系统”的理解是如何随着时间的变化而发展的?
(3)根据问题(1) (2)的研究结果，何种学习体验顺序能够促进学生的学习?如何建立一个“生态系统”的学习进程模型?
(4)学习进程对我国科学课程、教学和评价有什么影响?

1.3研究的意义
近几十年来，世界各国都普遍重视科学教育，不断地进行科学教育改革，以求提高本国学生的科学素养，使青少年在未来能够成功地适应不断变化的社会。美国科学教育界一些学者认为，学习进程能够更好地体现课程标准，并且有助于设计出更好的课程评价体系，最终改善教学效果，促进学生对科学课程的学习和科学素养的提高。因而学习进程理论或许能够将课程、教学以及评价三者有机地联系起来，从而实现科学教育的转变。
目前，美国正以学习进程为主要切入点，筛选出若干科学学科的核心主题，研制未来1。年的新科学课程标准，致力于重构科学课程知识体系，形成整体一致、前后连贯、逐步深入的学习进程图。因此，本研究以“生态系统”为内容载体，研究不同年龄学生对这一内容理解水平的学习进程框架，旨在研究我国学生学习的发展规律，为我国开发新的课程标准、科学学科的教学以及评价体系的建立提供重要依据。因此，研究这一课题具有十分重要的意义:
(1)有助于了解中小学生学习理解水平的发展规律
目前，尽管西方国家已经提出若干科学课程领域的学习进程，然而由于社会文化、教育经验、生活背景的多种因素的差异，我国的中小学生的学习发展规律有其特殊性，生搬硬套必然会导致与我国科学教育的实际情况不符合。本论文将立足在充分借鉴外国的研究方法、思路的基础上，采用抽样调查的方法研究我国部分中小学生在“生态系统”这一科学课程专题上的学习进程模式，探索了学习进程研究中的一些“本土性”问题，期望能够发起我国对“学习进程”研究，使更多的学者投入到学习进程的相关研究中，为科学教育注入新的活力。
(2)有助于中小学科学课程标准的制足
科学课程标准自颁发以来一直引发人们的关注和热议，对其深广度、一致性、学科内与学科间的知识整合、知识与实践性环节的互动等问题的质疑不绝于耳。由于学习进程中各个水平的确定都是基于对学生在教师真实的教学情境中学生的学习情况而定的，并可以在相应的教学情境中测试该理论，因此有望为学校和教师提供更加真实的关于学生学习进程状况的信息。它可针对某一学生群体提供更加真实的教学计划，并且能够为学校、教师和学生提供更加公平、更负责任的建议。因此学习进程理论的提出无疑为我们解决这些问题提供了新的视角。对我国开发新的课程标准以及修订提供的重要依据。
(3)有助于提高科学课堂教学质量
　　教师如果能够对学生整个学习过程中的每个阶段所能达到的水平有清晰地认识，那么将有助于教师设计与之对应的教学目标以及选择合适的教学方法。在教学过程中，教师之间还应该经常性地就学习进程进行交流，一起讨论和分享各自收集到的反映学生学习表现的数据，然后根据学生的表现判断学生处在何种水平，教师也可以根据学生所处的学习进程水平的不同，对学生提供适当的教学干预，从而更好地促进学生的学习。此外，教师还需要掌握一定的学科教学知识，以此来指导他们的教学方法选择。

2 研究综述.......................17-40
2.1 学习进程理...........................17-29
2.1.1 学习进程的.......................17-18
2.1.2 学习进程的............................18-20
2.1.3 学习进程的............................20-22
2.1.4 学习进程的一般研.............................22-23
2.1.5 学习进程与标准、教学.......................23-27
2.1.6 学习进程的.................................27-29
2.2 生态系统的教育.........................29-35
2.2.1 “生态系统”在科学教育........................29-30
2.2.2 五、九年级生态系统.........................30-34
2.2.3 五、九年级“生态系统”.......................34-35
2.3 本课题的理论基......................35-40
2.3.1 建构主义学..................................35-36
2.3.2 皮亚杰的认知发..........................36-37
2.3.3 奥苏贝尔的有意.......................37-38
2.3.4 布鲁纳的知识........................38-40
3 研究方法与过...............................40-46
3.1 文献研究法.............................40
3.2 问卷调查法...........................40-46
3.2.1 问卷调查的......................40-41
3.2.2 问卷调查的.........................41-42
3.2.3 问卷的分析......................42-45
3.2.4 “生态系统”相关概念..................45-46
4 研究结果与分析.....................................46-71
4.1 “生态系统”相关概念评量................................46-52
4.1.1 “生态系统”评量问卷施..........................46-49
4.1.2 各年级学生“生态系统”相关.............................49-50
4.1.3 “生态系统”不同知识板...............................50-52
4.2 “生态系统”论述式评量问.................52-68
4.2.1 第一题分析.......................52-61
4.2.2 第二题分析..........................61-68
4.3 生态系统的学习进程..........................68-71
5 学习进程对课程标准、教学.............................71-74
............................................................　　

结论
本论文的研究框架是参考了国外多项研究的基础上，根据自己的理解设计出来的，作为国内首次尝试以“学习进程”这一命题为核心的实证调查研究，本文根据调查结果设计出的“生态系统”学习进程的权威性还有待商榷。
国外关于“学习进程”的相关研究一般由一个课题研究小组多人共同完成，其样本量一般在一千至数千人，因此得出的结论更具普遍意义。而由于时间和个人精力的限制，本文对中小学学生对生态系统学习进程的调查研究还不够深入，在本文中选取的样本数量偏小，只能得出与本样本数据相关的结论，难以得出更有普遍意义的结论。