【摘 要】
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整合与发展是21世纪科学教育改革的核心理念:前者要求用少量的大概念统筹科学课程的知识内容和工程实践活动,避免知识的分离与碎片化,对应于“跨学科概念”;后者要求根据学生认知发展规律合理编排科学课程内容和评估学生能力,推动科学知识与实践的连贯性,对应于“学习进阶”。本研究以“能量”为例研究了跨学科概念的学习进阶,不仅顺应了 21世纪科学教育改革趋势,推动了科学课程的迭代更新,还能够帮助学生透彻理解能源
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整合与发展是21世纪科学教育改革的核心理念:前者要求用少量的大概念统筹科学课程的知识内容和工程实践活动,避免知识的分离与碎片化,对应于“跨学科概念”;后者要求根据学生认知发展规律合理编排科学课程内容和评估学生能力,推动科学知识与实践的连贯性,对应于“学习进阶”。本研究以“能量”为例研究了跨学科概念的学习进阶,不仅顺应了 21世纪科学教育改革趋势,推动了科学课程的迭代更新,还能够帮助学生透彻理解能源的涵义,有助于全面培养学生的能源素养,具有重要的研究价值和教育意义。跨学科概念在不同学科视角下的面貌常常是不同的,这意味着它的解读、培养和评价是具有挑战性的。所以,横跨物理、化学、生物和地理等学科的能量概念的概念界定和学习进阶研究是有难度的。本研究先分析了国内外已有文献,整理了“跨学科”、“跨学科概念”和“能量”的内涵与外延,并把握了“跨学科概念”、“跨学科概念的学习进阶”和“能量的学习进阶”研究进展;然后梳理了《义务教育初中科学课程标准（2011年版）》、2017年版《义务教育小学科学课程标准》和教育科学出版社的《义务教育教科书·科学》、浙江教育出版社的《义务教育教科书·科学》和华东师范大学出版社的《义务教育教科书·科学》的能量相关内容,结合SOLO分类理论构建了 1～9年级的跨学科概念“能量”学习进阶框架,包含“能量活动”、“能量形式”、“能量转化”、“能量守恒”、“能量耗散”和“能量与社会”6个内容维度和“前结构水平-水平0”、“单点结构水平-水平1”、“多点结构水平-水平2”和“关联结构水平-水平3”4个水平层级;接着围绕学习进阶框架开发了测试工具,在参考多套标准卷的基础上编制了用于能量测评的《跨学科概念“能量”测试卷·小学》和《跨学科概念“能量”测试卷·初中》的初稿及评分标准,经初测修正和大测验证后获得《跨学科概念“能量”测试卷·小学》和《跨学科概念“能量”测试卷·初中》的终稿及评分标准;最后运用SPSS25.0和Winsteps3.66.0软件分析了学生对能量概念的认知情况,给出研究结论、教学建议和不足与展望。本研究的主要工作包括:①基于文献分析,解读了跨学科概念、能量概念的内涵与外延,并整理了它们在学习进阶方面的研究进展;②基于文本调查,梳理了中小学生能量概念的内容解构和水平划分,结合SOLO分类理论构建了 1～9年级跨学科概念“能量”的学习进阶框架;③开发了较合理有效的中小学生能量概念测评工具,经初测修正和大测验证提升了工具性能;④基于实证研究,证明了“同一年级学生学习表现不同”和“不同年级学生学习表现差异性显著”。
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