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【小问题 多维度 长周期】科学课堂上的观点评价与争论解决  

2017-02-23 08:07:37|  分类: 【经典案例】 |  标签: |举报 |字号 订阅

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科学课堂上的观点评价与争论解决

 

科学课堂上的观点评价与争论解决

来源:华东师大课程与教学研究所



2016年11月4-6日,由教育部人文社会科学重点研究基地华东师范大学课程与教学研究所主办的第14届上海国际课程论坛在华东师范大学举行。本届论坛以“基于证据的课程与教学研究”为主题。来自美国、加拿大、法国、香港和台湾等国家与地区的教育政策、教育心理学、教育测量与评价等领域的专家与学者,以及来自全国十几个省市的200余位专家学者、教育行政部门领导、一线教育工作者参与了本次论坛。

华东师大课程与教学研究所青年学者肖思汉出席,并作题为“科学课堂上的观点评价与争论解决——兼论作为方法的视频分析”的报告,此为报告全文。

肖思汉




【小问题 多维度 长周期】科学课堂上的观点评价与争论解决 - 思想家 - 教育科研博客


华东师范大学课程与教学研究所晨晖学者,美国教育研究协会、国际学习科学协会等会员,SSCI来源期刊审稿人。


报告全文


老师们,同行们,同学们:大家好!我是华东师范大学课程与教学研究所的肖思汉,感谢课程所今天给我这个分享研究的机会。我今天要讲的内容是有关“科学课堂上的争论”。在讲之前,我想先跟大家诉诉苦。诉什么苦呢?信息时代的困扰,我们生活在这样一个信息时代,我们在手机上,在新闻里,在各种各样的场合,每天都在看到很多很多的信息,我们会突然发现微波炉不能用了,茶也没法喝了,夜也不能熬了,但是好在抗衰老已经被发明了。而且又有食物可以防癌了,但是有一种东西跟另一种东西天天在一起吃,突然从某一天开始它不能吃了……我们每天都会看到这类跟科学有关的信息,我们非常无所适从,不知道到底什么是真的,什么是假的,更不知道应该如何去选择。


但是更麻烦的问题在于,我们学了这么多年的科学教育,似乎我们在看到微信朋友圈里某一个科学信息的时候,我们并不会用我们高中学的生物知识,我们初中的化学知识去帮助我们做出判断。这是一个我们每天都在困扰的问题。


在这种时代背景下,我们会发现,科学素养作为核心素养当中非常重要的一支,概念和内涵在变化。它已经不再是我们需要掌握很多知识,我们需要去理解实验的方法,视频怎么样转,化学方程式如何配比,也不再是严谨的态度、科学的精神,这些似乎在现在这样一个,在手机上你10秒钟之内就可以看到很多科学信息的这种环境当中已经不再适用了。因此,科学素养研究界正在进行一场热烈的讨论:我们更希望让学生学会基于证据的判断与决策,并且基于证据去跟他人沟通和表达。什么意思呢?无论我在高中、化学和生物课上学了什么,我总要做出判断和决定:我今天晚上回到家,到底还要不要用微波炉,而这样一个决策似乎不是我们在课堂上能够学到的。


近15年来的科学教育研究发现,我们如果在课堂环境当中激发不同的观点,例如你觉得微波炉能用,我觉得微波炉不能用,你看到的新闻是来自这个地方,我看到的信息来自那个地方,如果我们带着这种不同的信息和观点,在课堂环境中相互争论的时候,我们就能理解什么叫做“基于证据”,什么叫做“基于证据的判断、决策和沟通”。


因此,在15年间,“课程争论”这件事情一直是全球科学教育界希望在课堂当中去做的。但是非常难,它难在几个方面,1.对于学生尤其是中小学生来说,这是一件很不自然的事情。学生会自然的觉得,我们到物理课是来学牛顿,学这一系列已经确凿无疑的知识,他要做的就是坐下来把这个公式、定律理解透,他要做的就是到实验室了解当年法拉第是怎么做出这个实验来的。因此对于小孩来说科学意味着一整套确凿的事实。更难的是,当改革者说,不对,你不能这么做了,我们现在可以争论了。并没有人知道,争论在课堂当中到底应该怎么做,而这样一种教学资源和设计的匮乏,就使得一个一线的老师在课堂他说:“我也觉得争论是很重要的,但是我不知道应该如何做”。更严重的挑战是,无论是对教师还是对学生,科学往往没有那么不确定,没有一系列不确定的能够允许我们去争论的空间,我们没有这个空间。所以有很多的学者就指出来,我们应该在课堂上营造一种有意义的、不确定的时刻,那些不确定的时刻是师生都觉得“哎,这个东西我们是不是有争论的空间?”在这种空间当中可能会有有效的争论。


所以我们进行了一个跨越很长时间的研究,这个研究基于一个非常非常细小的研究问题,那就是当我们在科学课堂上看到有不同意见的时候,无论是教师还是学生,他们这个群体是怎么样解决这些争论的。也就是说,总课堂上出现了不同的见解,到最后所有人都达成共识,达成一致,这个中间的过程是怎么样的,这是我们当时提出一个非常细小的研究问题


在讲数据之前,我想先厘清几个核心概念,我们都知道有观点,我们每天在产生很多的观点,“我觉得这样,我认为应该那样,我相信什么什么”这都是观点。但是在我的研究当中提到“观点”的时候我沿用了科学当中两个最主要的分类,第一个分类是学科知识的观点,就是物理学里面的某个观点,比如说“地球绕着太阳转”这是一个学科知识的观点,“某某化学物质跟某某化学物质放在一起会产生什么东西”,他认为会产生某个东西,但是它本身是在某个学科内的知识。还有一个是知识论的观点,不跟某个具体学科知识有关,而跟什么样的知识是可靠的,我们应该用什么样的信息去完成一个推断,我们应该到哪里去采集有用的知识,或者更广义的知识的本质是什么,它是如何形成的,是如何在实验室里面在学术会议上被生产出来的,这一系列我们叫它“知识论”的观点,也就是关于知识本身的理论。


还有一个概念就是“有效争论”,就是这种争论发生在学生跟学生之间,而不仅仅是教师跟学生之间,并且学生需要对这个课堂讨论的走向,就是它往哪里走,它要做出关键的贡献,而不是被教师牵着鼻子走。第三,不能是你认为我错了,我认为你错了,而是要基于某种证据。三个纬度是我们界定什么叫有效的争论。


我们的研究发生在美国一所小学的五六年级,我们一共有两个班,这两个班上有102名学生,并且有3个科学教师在教这两个班,我在这儿所展现的证据或者数据是来源于我们在这个课堂上拍的一整个学年的课堂视频,也就是有将近100节课,大概50分钟一节课,以及我作为拍摄者和观察者,在这个课堂上所做的所有的田野笔记,包括镜头没有捕捉到的地方,或者是我自己的一个主观的感受。


我用的方法叫互动分析,也就是去分析师生互动是怎么样发生的。当课堂上出现了不同意见,或者争论的时候,这个解决争论的过程是怎么样发生的。在这一整年的过程当中,五六年级这两个班的学生到底都面对了哪些观点。


观点概览,这里有一个分类,五年级、六年级,这是学科知识的观点,这是知识论的观点。例如说,一个学科知识的观点是什么导致了月相的变化,这是一个地理学或者物理学学科内的观点,如果我提供一个答案。例如说,植物生长所需的原料主要来自空气和水,这个老师在课堂上会抛出这个观点,让学生说“你们对这个观点有没有意见和看法”,如果有学生说是对的,有的学生说是错的,这个老师就会激发这两派意见之间的争论。


知识论的观点,例如说,如果我们获得的信息不一致该怎么办?这个就不再是某个学科内部具体的知识了,而是有关什么知识是可靠的,以及我们怎么样到达那个可靠的知识。例如说,“怎样证明一个观点是精确的”,这不再属于生物学或者化学,而是整个科学都面对什么样的知识是可靠的这样一个问题。


我们下面会看到一个视频,这个视频代表了我们在研究早期阶段非常幼稚单纯的想法,这个幼稚单纯的相反是这样的,只要这个老师不给他一个正确答案,只要这个老师一直说“你说的不对”学生就会自然开始在他们之间争论,不同的观点。我们现在会看的视频是五年级课堂上教师在讨论,什么导致了月相的变化。


(播放视频)


这是一段我们非常熟悉的师生之间的互动,这个互动是这样的,老师抛出一个问题之后,不同的学生提供答案,这个老师当然没有说正确答案是什么。但是所有学生的回应都指向老师,也就是老师像一个接收器一样接收学生的观点,而没有任何学生跟学生之间的任何互动,虽然他们之间有不同的观点,但是学生跟学生之间没有就他们的不同意见直接说话。我们就会发现,似乎问题并不在于他们在讨论,这个教师应该怎么样hold住自己的正确观点,似乎应该有一个其他的东西能够更加激发他们之间来说话。


(播放视频)


在这场讨论结束之后,教师让学生来造一个模型,来体现他们那个小组有关月相如何变化的一个想法。我们法,这四组人,这个模型是一个平面的贴图,是把不同月相的变化这样贴成一个横条,这是一个3D的模型,这个是他们自己在拿着灯在扮演太阳、地球、月亮,但是无论怎样这些模型是趋同的,因为他不觉得什么导致月相变化是一个值得争论的问题,学生觉得不值得争论,因为正确答案必然在那儿。他们也知道老师必然知道那个正确答案是什么,所以他们是不断的在尝试错误的答案,最终到达老师早就已经确定好了的那个正确答案。我们就发现,这条路行不通,我们就做了另外一件事情,我们抛了另外一个问题,这个问题是,“你怎样证明一个观念是精确”的,我们觉得这下应该你不觉得有一个唯一的、正确的、不变的正确答案了。因为这个问题有一点抽象,我们在六年级的学生当中抛出了这个问题,我们首先让每一个小孩写一段话,我们的问题是“你怎么样证明一个观点是精确的”,他就会拿到其他所有人的纸的复印件,然后我们让每一个学生来给这些想法去编码,然后你自己来分类,看看有哪些。有两栏,第一栏是能证明精确,第二栏是不能证明精确,我们让每个同学给所有其他同学分类,这样每个同学都知道其他每个人的观点是什么。我们看在精确这一栏里面到底出现哪些主题,以及它的频次,然后在不精确这一栏里看它的主题和频次。我们拿出这张统计的表一项一项跟学生讨论,你觉不觉得这一项应该放到这一栏里,还是觉得它应该移到另一栏去,我们觉得这样的方式能够让学生知道课堂上存在哪些不同的观点,并且他们应该知道老师并没有唯一正确的答案,因此他们应该能够更好的跟对方争论。


我们来看看现场发生了什么事情。这是他们在讨论这个栏里面的一个条目,这个条目叫“常识”,我们会看到四个小孩在发表他的观点,请大家注意第一个问题,他们是向教师说话还是在向同学自己说话?第二个问题是,这四个小孩的发言当中有没有什么共同的地方?我们先来看一段视频。


(播放视频)


我想应该大家都已经注意到了,四个人的观点当中都出现了一样东西,就是“独角兽”。第一个学生说:“就像我们可以说独角兽是存在的”。第二个学生说:“独角兽戴着平沿帽在大街上游荡”。第三个学生说:“就像你说的,去年有独角兽,戴着平沿帽,在英格兰的大街上游荡”。第四个学生说:“啊,啊,啊,我觉得,比如,你不一定要用独角兽的例子,我们可以说冥王星是一颗行星。”,这整个对话是什么意思呢?意思是在如此抽象的一个有关知识论观点的讨论当中,这些六年级的小孩非常努力的尝试把某些具像的学科知识抓进来,来辅助他们的讨论。而他们的讨论确实是指向对方的,他们在对对方说话,我同意你的观点,我不同意你的观点,这是我们希望在课堂上看到的事情。但是这种讨论不能够说是非常有效,它的原因在于他们非常困惑,他们对于这个问题很困惑,他们说来说去似乎都在表达自己的某种看法。我刚才说的“有效争论”是学生应该是主导了对话关键的走向,而这个对话似乎总在那儿左冲右突,没有往有效的方向走。我们觉得似乎有一点点成效,就是他们开始向对方说话了。但是因为如此抽象,而且他们非常希望把学科知识加入进来,所以这个对话还是没有达到我们的效果,所以我们又做了第三件事情,我们想是不是干脆用一个最简单的,他们把手机拿出来5秒钟之内就可以得到正确答案的一个观点,我们看看课堂上会发生什么事情。


这个最简单的问题就是“太阳有多热?”大家应该能在5—10秒钟内把手机打开,输入这个问题,得到一个数字。我们觉得这样的东西应该不值得在课堂上抛出来,抛出来也不会激发什么有效的争论。请大家看课堂上到底发生了什么。


(播放声音)


这场讨论一直再往下走,这场讨论持续了大概20分钟,这些小孩最终达成共识,他们应该用平均数加上核心层的温度,再加上最外层的温度。我不知道大家能不能理解他们在干吗?他们打开手提电脑,输入发现了一个数字,但是惊讶的是他们没有发现统一的数字,有的人发现了核心层的数字,有的人发现了色球层的数字,有些人发现了其他层的数字,有很多数字,老师引导他们做一件事,就是我们到底应该报告哪个数字,到底哪个数字能够代表太阳的温度,而我们会发现虽然这是一个非常简单的问题,这恰恰是科学家每天在跟同行讨论的真的问题,这个问题是,到底什么样的信息能够代表科学知识?到底什么样的数字能够代表我们现在正在做的事情?而且当你要把这个数字报告给其他人的时候,你要向别人表达一个科学知识的时候,什么样的数字是最可靠的,这恰恰是我们在课堂上希望达到的争论的效果,而且大家可以看到,这种争论是指向学生之间的,它是能够跟学生跟学生互动的。


我们当时的结论是,如果你非常抽象地去讨论知识本身,学生会自然地把具体的学科知识拉进来,因此如果我们想用某种方式,为了争论而争论,是起不到效果的。对于知识论的理解,是科学教育非常想做的一件事情,而它必须依赖于对学科知识的理解;也就是说,对于“什么知识最可靠”的理解必须根植于具体学科当中,例如太阳的温度。我们还发现,在学科知识缺席的情况下,是无法在课堂上创造出一个“有意义的不确定时刻”的,因为学生无法在真空中去证明一个观点是否精确,而在学科知识的不同观点中——例如我想报告这个温度,我想报告那个温度,当这个老师说:那我们究竟应该报告哪个温度呢?你为什么觉得你那个数字能够代表太阳?——嵌入这种知识论的议题,往往能够导向有效的争论。这是我研究的主要部分。


方法论的反思,我用的视频,视频往往在教育研究当中意味着现场在场感,是用在场阐释的证据。但是我们遇到问题就是,当我看我的视频的时候我会这么说话,当你看我的视频的时候你会那样说话,你进去拍你的视频跟我拍我的视频是两个不同的视频,怎么样来验证视频作为一种数据的有效性?或者它的可信度呢?在大部分的研究当中,包括我刚才展示的研究当中“视频”都是作为话语的集合,而这些话语构成了我分析的数据,而学习科学领域大部分的研究都是把视频当做话语的集合。


我想给大家介绍另外几种可能的取径,希望激发我们对视频分析作为一种方法的更深入的研究和反思。例如说,我们可以更加细致去看说话的时候,那些停顿,那些重复,那些“嗯、啊”,例如刚才四个小孩,最后一个小女孩,她犹豫了很久,最后说我们不一定要用独角兽的例子,我们还可以说冥王星是一颗行星的时候,我们可以从她非常长的停顿来判断独角兽这个话题已经不能够促进争论往下走了。但是她不得不用学科知识,所以她抓了一个新的话题出来,就是冥王星是一颗行星。我们还可以用更加微观的视角,更细致地去看:当互动的多方在同一个情境当中的时候,他们的眼神、手势、身体的形态是如何变化的,这个变化当中往往蕴含着学习的机制,以及互动当中一些非常微观的,但是非常根本的原理。我们还可以把视频作为跟教师做访谈的一个引导的线索。例如这个例子是,乔治亚大学的Joseph Tobin教授,他用这个视频引发跟教师的访谈,比如他会说你看你这个地方用了这个东西,你当时为什么会这么说话,你当时为什么要引出这个问题,他是把视频当做后续教师访谈一个引导的线索。最后,我们还可以把视频当作一种民族志研究本身,也就是说,我们最后的成品不再是一篇论文,也不再是一本书,而可能是一段影像,而这段影像的力量在于它能够让你更切身地抵达那个数据发生的地方,抵达证据发生的地方,而不同的观者,不同观看的人有了进一步阐释的权力。尤其是,这样一种在场感能够赋予那个被拍摄的人更多的言说和阐释自己的日常生活的一个空间。


我自己用的方法是前两种方法,所以我给大家最后分享一个我们在用的工具:我们在一个非常长的卷轴上详细记录人的说话,我们有很多层,人的说话,头部运动,他的眼神,他的表情,教师的手势和这四人小组的一个身体的位置。而我们同时也记录他的说话的音量、音高、频率等等,这样一个记录最后形成一份非常长的卷轴,请大家猜一猜,这个卷轴从这个地方一直延伸到那儿还没有完全展开,记录了多长时间的课堂互动?30秒!我们把30秒中的四人小组的互动全部画在一张长的卷轴上,我们可以非常明显看见教师的参与,教师的手势,他的身体的位置是怎么样影响这个四人小组不断的在协商,不断的在互相互动当中最终促成学习的发生。


这就是我想跟大家分享的,谢谢大家!

 

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