纸笔和打字的形式对本科生科学论证学习的影响研究 ——以社会争议性科学议题为例

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科学论证是一种比较具有代表性的科学学习实践活动,而且学生科学论证能力的培养也是科学教育事业的基本目标,其主要目的是培养学生具备通过一系列逻辑分析、思考和推理然后得出最后结论的能力。因此,在科学论证的教学中应该使用哪种类型的议题已经引起了较为广泛的关注和讨论,通过文献探索与分析发现,大部分科学教育研究者们认为社会争议性科学议题(Socioscientific Issues,简称SSIs)较为适合用于科学论证的教学。因为社会争议性科学议题大多是开放式问题,可以使学习者更好地学习如何科学地论证。此外,社会争议性科学议题与我们的社会文化以及科学事业也是息息相关的,这可以使学习者处在一个更加贴近自己真实生活的环境中,教师可以通过创设真实的问题情境让学生扮演各种角色,比如探索者,决策者,问题解决者等等,让学生沉浸式地进行科学论证的学习,目的是有效地提高学习者科学论证、探究和推理的能力。科学论证其中一个较为重要的表现形式就是书面科学论证。书面科学论证是指学习者通过书面表达的形式进行科学论证学习与实践。而书面科学论证材料的形成方式目前主要分为两种:纸笔书写和电脑打字。由于两者采取的形式不同,学生在学习过程中的思考深度以及形成材料的过程也各不相同。因此,研究者将进一步探究学生在通过社会争议性科学议题进行科学论证学习的过程中,采用纸笔书写形式和电脑打字形式对学生科学论证学习过程以及学生科学论证能力的影响。本研究主要采用准实验研究法。首先利用文献研究法对国内外的科学论证、社会争议性科学议题以及书面科学论证的相关理论研究进行了调查和分析,归纳整理了科学论证的结构模型、特征、科学论证能力的实践模式以及评价标准。此外也对社会争议性科学议题的起源,特点以及教学价值进行了归纳整理。然后选用准实验研究法,以华中师范大学人工智能教育学部的32名本科生作为研究对象,依据完成科学论证材料形式的不同分为两组,进行有关于本科生科学论证学习的实验研究。数据分析主要分为两个部分:量化数据分析和质性材料分析,量化数据分析主要针对于学生的科学知识测试,书面科学论证能力测试和科学态度问卷前、后测得出的成绩;质性材料分析主要针对于学生自主完成的科学论证材料和教学实验研究结束之后对学生进行采访谈话的资料。研究结果显示,学生采用不同的形式完成论证材料对学生科学知识理解、科学论证构建能力的提高以及论证材料的质量具有一定的影响,具体表现为:1.纸笔书写组学生的科学知识理解能力的提升幅度略大于电脑打字组;2.纸笔书写组学生的科学论证构建能力的提升幅度大于电脑打字组,并且在科学论证能力的第三维度(反驳)和第四维度(限定词)这两个维度上两组学生的科学论证能力存在较为显著的差异;3.纸笔书写组的学生完成的论证材料的质量明显优于电脑打字组,并且纸笔书写组的学生主要是在“复制占比”、“逻辑结构”和“限定词使用”这三个维度的得分情况明显高于电脑打字组的学生。此外,在研究过程中发现学生普遍认为:电脑打字完成论证材料更方便快捷,但纸笔书写的方式可以让他们在完成论证材料的过程中积极反思,以保证材料的逻辑性以及材料内容的原创性,从而使学生在科学论证中的“反驳”和“限定词”这两个维度的表现得更好。因此,在科学论证教学活动中可以将纸笔书写和电脑打字两种方式整合到一起。对于学生“主张”和“理由”这两个科学论证能力维度的培养,可以让学生采用电脑打字的方式完成,对于学生“反驳”和“限定词”这两个科学论证能力维度的培养,可以让学生采用纸笔书写的方式完成,以达到提高学生科学论证构建能力的目的。
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