科学实践活动中权力使用与认知主体关系的实证研究

占小红 赖小莹 于 晨

一、 研究背景

从杜威(Dewey)及其他进步主义教育家开始,科学教育工作者就倡导要让学生成为知识的建构者和科学的行动者。在美国颁布的科学课程文件《K-12科学教育框架：实践、交叉概念和核心观念》中,“科学实践活动”作为首位关键词出现,表明了科学教育需要特别关注“实践转向”,要让学生参与到真实的科学实践活动中去经历科学知识的创造和生产过程。[1]基于此,《下一代科学教育标准》(Next Generation Science Standards,简称NGSS)提供了科学知识选取的标准和架构的原则。但米勒(E.Miller)认为除非解决了如何让学生在知识建构过程中成为认知主体(epistemic agency)的问题,否则在NGSS的目标和要求下,学生仍然是课堂环境中知识的被动接受者。也就是说,科学实践教学成功的关键在于能否激发学生的能动性,使其成为积极的认知主体。[2]认知主体被视为在课堂场域中感知、塑造、评估和反思知识建构工作的个体。从科学实践的过程来看,渐进式知识建构的探究循环包含了问题产生、观点提出、观点联结以及评估和反思四个主要的活动环节,认知主体应在这些环节中做出相应的贡献。让学生成为认知主体具有很大的挑战性,当前学校课堂中存在的权力结构从本质上来说,是将认知主体和知识权威赋予了教师,教师可以决定哪些知识值得学习,控制完成教学活动的主要方式,并判断什么才是完满的结果,学生只能依附于教师,没有机会成为共同构建知识的合作者。为此,恩格尔(R.A. Engle)和科南特(F.R. Conant)提出,为了让学生最大程度地投入到知识的学习中,教师可以赋予学生一定的自主权,帮助他们利用相关的资源自主思考和解决问题,提供机会让学生真诚地表达和交流观点,这种科学实践可以将学生的角色从知识接受者转变为认知主体。[3]概言之,教师如何在科学实践活动中行使支配学生的权力,会直接影响学生的学习行为,进而影响学生能否成为积极的认知主体。

目前相关研究一般从课堂实例中了解学生是否成为以及如何作为认知主体,并主要通过话语分析来理解师生之间的互动模式,描述在科学课堂中的教师如何改变课堂中的话语,分析特定的动作在促进学生成为认知主体上的潜力。但研究并没有分析为什么教师的某些基本动作能够将学生的角色定位为认知主体,有些还进一步固化了教师认知主体的角色。[4][5][6]为此,本研究采用批评话语分析方法,从权力的角度对精选的高中化学课堂中的科学实践活动进行研究,聚焦于教师权力在科学实践活动中的具体表现,透过教师话语对学生的支配和导向功能了解教师在科学实践活动中的权力使用方式,探明不同的权力使用方式对认知主体变化产生的影响,从而更好地理解教师在科学实践活动中扮演的角色对学生学习产生的作用。

二、 研究设计

(一) 工具设计

本研究聚焦于课堂的科学实践活动中认知主体的判断及课堂权力运用的具体表现,因此分别设计了认知主体分析框架和用于分析课堂权力运用的师生话语分类框架。

1. 认知主体分析框架

认知主体强调其在建构知识过程中所展现出的主体的能动性。[7]对于认知主体的判断和评估,目前有两种思路可以参考：一是研究教学任务及其参与结构,主要分析任务结构是否使学生有能力或权力决定任务的内容、完成方式以及评估标准。[8]二是从认知维度和元认知维度来表征学生成为认知主体的方式。在认知维度中,包含问题、观点和集体三个子类别,其中问题分为寻求知识和解释两个方面;观点则包含简单表述、精心阐述、解释说明三个方面;而集体这个子类别需要学生对集体的共同知识发展做出贡献,包括产生共享的理解、协商、吸纳有利于问题解决的不同想法、整合观点四个方面。在元认知维度中,需要具备元认知意识,并进行监察、反思和深化。[9]对比上述思路,思路一的判断不够完整、可操作性不强,而思路二的编码方案虽然逻辑清晰,但子类别之间具有交叉性。因此本研究根据认知主体的定义,综合两种思路,并基于科学实践活动中渐进式的知识建构的探究循环四个环节中认知主体的应有贡献,设计了如表1所示的认知主体分析框架,用以识别教学中是教师还是学生为认知主体,以及他们分别在怎样的过程中发挥了作用。

2. 课堂权力分析框架

课堂的权力支配与力量控制主要是通过话语技术来发挥作用的,探讨课堂话语的建构及运作方式可以揭示师生之间的权力逻辑。[10]因此对课堂中的权力运用分析可以从师生如何交流切入,一方面专注于教师的语言动作,通过了解教师话语产生的指导、定向和支配学生的功能来分析教师在课堂中是如何使用权力并导致课堂中认知主体的转移。为此,综合弗朗德斯(N.Flanders)的互动分析理论以及对课堂权力进行话语分析的相关研究,将课堂中教师的话语进行了类别划分,分别是讲解、指示、评估、要求表达、要求推理和再说明,它们的含义以及示例如表2所示。

表2 课堂中教师的话语类别

另一方面要分析学生的话语在推动知识建构中所做出的贡献,以了解学生在相应的教师话语作用下是否成为认知主体。格里纳斯(A.S. Grinath)依据学生话语对推进知识建构进程所做出的具体贡献,将学生的话语分成事实、观察和解释三种水平,并界定了相关的特征(如表3)。[11]本研究借鉴此分类对学生话语的贡献进行识别和编码。

表3 学生话语的贡献方式

(二) 样本收集与处理

本研究的教学视频样本来自“国家教育资源公共服务平台”上发布的2018、2019年高中化学部级优课标准的课堂教学视频。我们采取目的抽样的方式,在共计349节高中化学部级优课中,根据“以科学实践活动为主线,涉及科学实践的步骤和过程”和“能清晰展现师生的互动过程和话语行为”两个标准筛选,最终获得了36节符合要求的高中化学课堂教学视频作为研究样本。

(三) 视频分析流程

本研究利用批评话语分析(Critical Discourse Analysis,简称CDA),以关注语言要素的方式来研究师生互动,揭示话语背后所隐含的权力关系。[12]此外,本研究主要借鉴维塞尔曼(J.R. Wieselmann)分析学生小组中权力和角色定位问题的做法[13],把握个体和集体的故事线,进行关键事件(教学情节)的话语分析,最后将故事线和话语分析整合于课堂的科学实践知识建构四个环节中去看个体在集体中的职能和表现,更细致地理解师生的互动模式及其作用。具体而言,通过仔细观察、记录、转录和编码教师与学生互动的语言,并从文本层面、话语实践层面和社会实践层面研究对话结构、内容如何发展及其深层的权力关系,具体框架如图1。对36节课例具体的视频分析流程为：识别教学活动结构,识别科学实践活动中知识建构的不同环节,利用条形码图可视化教学模式,利用批评话语分析框架分析话语。

图1 批评话语分析框架

1. 识别教学活动结构

互动分析的第一步是识别和界定与研究相关的教学情节,可以在研究需要时转录相关的片断,对师生话语进行细致的微观分析。[14]首先是对教学视频进行初步浏览,依据任务内容发生的变化(例如从主题的引入到概念的介绍)进行教学活动结构的识别和记录,包括开始和结束的时间标记、各任务的概述以及参与者结构的代码。

2. 识别科学实践活动中知识建构的不同环节

对第一步得到的教学活动结构作进一步梳理,识别出科学实践活动部分及其包含的基本环节,标记开始和结束时间,转录不同环节中教师和学生的话语。

3. 利用批评话语分析框架分析话语

根据批评话语分析流程,从文本、话语实践及社会实践三个层面分析每个环节中的教师话语与学生话语,在此过程中得出以下结论：

(1) 认知主体分布特征

通过文本层面的分析,结合表1的认知主体分析框架,识别在特定的教学活动中是教师还是学生作为认知主体,以及他们分别在什么过程中发挥了作用,并记录相应的时间节点。例如,当学生为问题解决提供方案和思路时,可认为在该环节中学生为认知主体,发挥了观点提出的作用。

(2) 教师权力使用特征

通过上述三个层面的分析,总结不同环节中教师权力使用的特征,同时识别伴随学生成为(或不成为)认知主体的教师行动,以研究影响学生成为认知主体的教师权力使用方式。根据表2编码教师对学生采用的具有支配和定向作用的话语类型。

(3) 学生话语的贡献方式

要打破权威的话语实践,让学生在课堂中有实质性的参与,需要将学生定位为在知识建构中有价值的贡献者。[15]通过文本层面的分析,结合表3对学生话语的贡献进行编码。

4. 可视化课堂信息

利用不同的图形符号可以在时间尺度上表征多种教学信息的动态变化。科利(C.Colley)提出了一种可以对每节课做直观总结的条形码图,可以在较大的时间范围内表征话语和教学模式。[16]本研究利用条形码图主要呈现了课堂的以下四个特征：(1)课堂的认知主体的变化顺序和持续时间;(2)师生的相对参与;(3)教师的话语类别;(4)学生话语的贡献方式。通过为多节课创建可视化图,能快速找到支持(或不支持)学生成为认知主体的模式,并通过批评话语分析总结教师的不同权力使用方式及其影响。

以后文的图2为例,认知主体一栏的白色、灰色方块代表在该段时间内教师、学生是活动的认知主体。记录学生和教师话语的持续时间和频率,可以看到学生何时以及多长时间参与到课堂对话中,直观呈现师生话语的时间分配。教师话语栏利用不同颜色的方块来体现不同时间内教师的话语类别及频率,学生话语栏则通过高度代表学生话语的不同贡献方式,二者结合可以直观体现教师话语与学生话语的对应关系。但这些图示所反映的信息仍然是比较粗糙模糊的,为深入了解教师在课堂中的权力运用及影响,需要对特定的教学情节进行微观的话语分析。

(1) “蒸馒头的学问——碳酸钠和碳酸氢钠”课例的条形码图

图2 三类课例代表案例的条形码图

三、 结果分析与讨论

本研究按照上述操作流程对选取的36节化学课进行信息编码和可视化,发现以科学实践为取向的课堂从学生作为认知主体的时间角度可以分为三类：一是学生在一节课中几乎不作为认知主体;二是作为认知主体的时间较少;三是学生在较长的时间里充当知识建构的认知主体。对认知主体、教师话语类型和学生话语贡献方式按照总体和上述三种类型进行了频次占比的统计,结果如表4所示。总体上看,教师作为认知主体的课堂比例高达83%,学生主要充当认知主体的课例较少,且该类课例中学生为认知主体的时间占比为62%。教师话语类型中,以讲解为主,要求表达、要求推理和指示次之,其他话语类型占比都非常小;学生作为认知主体的占比增加的课例中,要求表达和推理的教师话语占比也增加;在学生话语贡献方式上,事实和观察合计占比达到了65%,学生为认知主体的占比越高的课例中解释的占比也越高。

表4 教师—学生话语统计

为了深入把握教师在课堂中的权力运用与学生是否成为认知主体的关系,研究选取三类课例中的代表性案例进行批评话语分析,分别为“蒸馒头的学问——碳酸钠和碳酸氢钠”“含氯消毒液的探究”以及“水果中的维生素C”,三节课例的条形码图如图2所示。

从表5中可以看到学生在科学实践活动中作为认知主体时的表现。以下将从科学实践的四个环节对3个课例进行话语分析,特别关注当认知主体做出贡献或发生转移时教师的话语类别,从而揭示教师权力使用方式及其影响。

表5 三节课例学生作为认知主体的话语表现

1. 问题提出

“问题提出”环节即从纷繁复杂的事实或理论中发现可以被解决的问题,对于科学实践至关重要。学生作为认知主体环节“无”的课例1中,“问题提出”环节教师通过介绍在家蒸馒头的三次尝试,表明不同尝试的成败与碳酸钠和碳酸氢钠的性质密切相关,并询问学生“为什么要加这两种物质”,这一语言动作属于要求表达。这是本环节中提出的第一个值得讨论研究的科学性问题,而它的发出者是教师而非学生。后面教师分享了他对碳酸钠和碳酸氢钠溶解性观察的经历：“我发现碳酸钠和碳酸氢钠在水中的溶解性不一样,现在我们就来还原一下这个过程。”教师设置的学生实验目的在于还原教师的实验观察,以证明教师所述知识是正确的、可再现的,表明了他对知识的所有权。

学生作为认知主体环节“少”的课例2中,“问题提出”环节教师通过描述墙体发霉、衣服发霉来讲解细菌的危害,并询问如何处理这种情况,学生结合生活经验来回应,从而引入了课题——对84消毒液的学习。在上述过程中,学生一开始并没有想到“用消毒水处理”这个与课程主题有关的答案,这种情况下,教师通过语言动作“要求表达”进行干预,控制话题走向,这才引出了课题。接着教师展示分别用84消毒液浸泡处理和未经处理并在室温下放置两天的豆腐成品,让学生通过看、闻等方式感受豆腐的差异。同时,教师补充了重要信息：“其实我们的豆腐不管是发霉,还是发臭,都是在细菌的作用下……”,上述讲解中包括了该家庭小实验的目的、方法和过程,学生在教师的指示下描述实验现象。教师进一步询问：“通过这个实验,我们发现84消毒液到底能不能杀菌?”这虽是一个推理请求,但涉及的是封闭性问题,因此学生异口同声地回答“能”,从而开启对消毒液杀菌原理的探究。

学生作为认知主体环节“多”的课例3中,“问题提出”环节教师展示了《中国居民膳食建议指南》,并通过话语动作“讲解”引导学生重点关注坏血病的克星——维生素C,进而提出学生实验要解决的问题——“如何设计简单易行、现象明显的实验来检测水果中有维生素C”。

在文本层面,本环节由教师主导,其中“碳酸钠”“碳酸氢钠”“84消毒液”“检测维生素C含量”等核心概念和关键问题均是由教师提出的,教师通过“讲解”“要求表达”“再说明”等话语引导学生联系生活经验、提供观察到的事实信息,并做出简单的判断,也就是说,本环节的认知主体为教师。

在话语实践层面,探究问题均是由教师根据自身的经验或本节课的讲授重点而确定的,是课标要求和教师意志的体现。探究问题提出后,学生只是被动接受教师的话语,而没有主动地对教师的话语进行深入的解释与思考。

在社会实践层面,在传统课堂的模式下,教师已习惯在备课时根据教学要求设定主题,在教学过程中掌控教学进度和方向,师生之间的权力和支配关系已经根植于教师和学生的思想中。从教师实际操作的角度来看,在一般课堂中开展的科学实践活动就是为了本节课的主体内容服务的,让学生自主提出与本节课重点内容相关的问题难度较大,所以无论是在课堂中提出研究问题,还是在学生思维发散时加以干预,都表明教师权力使用的相对合理性。

2. 观点提出

“观点提出”是确定有效的方法和工具进行探索活动的设计和计划,是科学实践的重要方面。

课例1中课题引出后教师通过“指示”在实验前说明了实验步骤,即解决问题的方法是由教师提出的。由于教师只指示“加等量的水”,实际决定加水量的还是学生,故此时认知主体短暂地转移到了学生身上。而在学生作为认知主体的过程中,学生的话语多是“事实”层面的。实验过程中,教师在学生小组中巡视,发现学生A无从下手并对组员提出“碳酸钠的溶解度是多少”的疑问后,教师以“指示”话语指出了控制加水量的具体操作并作示范,学生迅速接受了教师的提议。教师规定了加水的具体量(加到黑点处),将实验限定在一个很严格的步骤中,可见此时认知主体又回到教师身上。

课例2在设计实验方案前,对84消毒液的原理进行学习,教师结合图示提示学生从价态和类别角度预测84消毒液的有效成分次氯酸钠的化学性质,用“指示”话语引导学生利用化学性质设计实验方案,再用“要求表达”话语要求学生汇报方案,此时认知主体是学生,学生的话语在“解释”层面。

课例3在师生讨论如何设计检测维生素C的实验方案的过程中,教师通过定向话语表明了应从结构和性质入手去思考,教师的话语只涉及学科观念和特定的思维方式的指引,没有对知识进行限定和规范化,学生有较大的思考和决策空间。学生根据教师的提示,快速辨识了维生素C的结构,并回顾已有的相关官能团知识,对维生素C分子性质进行预测。接着教师利用“要求表达”话语让学生将自己的想法向全班做说明。学生认为维生素C分子中的烯醇式结构会导致性质不稳定,但又不具备利用这种不稳定性来检验维生素C分子的相关知识,教师适时贡献了自己的想法：“它(烯醇式结构)具有强还原性,能够与过氧化氢、高锰酸钾等强氧化剂发生化学反应,也可以和三氯化铁、碘单质等相对弱一些的氧化剂发生反应。”教师的话语补充了与实验设计相关的知识信息,也是顺应结构性质的关系视角引导、帮助学生更好地在决策中发挥自主性。

学生提出可以用高锰酸钾来检验水果中的维生素C,但也有同学认为水果中可能还有其他的还原性物质会产生干扰,为此教师呈现了一组研究数据,说明高锰酸钾对水果中各类还原剂的检测现象,学生据此对检测方案的合理性和科学性进行判断,并被要求表达观点。教师再次提问“有没有更准确的方法?”,并补充了相关的研究,促使学生提出了用淀粉和碘来进行检验。在以上实验方案形成的过程中,教师的贡献在于补充了与方案形成相关的事实信息,而学生在教师的协助下完成了方案的提出、质疑和完善,故在此过程中,认知主体为教师和学生。接下来在师生讨论如何用碘单质来检验维生素C的存在的对话中,教师执行了“要求表达”“再说明”和“指示”这三种话语动作。指示的话语内容是“接下来我们从实验的准备阶段、操作阶段来设计这个实验”以及“请学生E上台来做这个实验”,教师通过“指示”话语提供的是探究的一般流程,而不是具体行动方案,实验探究的关键内容是由学生提供的,如用碘检验维生素C的现象预测、相互滴定的操作等。可以看出,在具体行动方案的确定过程中,认知主体只有学生,学生的话语在“解释”层面。教师有目的地将自己定位为学生有序表达、确认和整合观点的辅助者,以及指示探究过程环节的主持者,而学生拥有了影响和决定行动过程的权力。

在文本层面,本环节中当教师通过“指示”话语给出精确的实验操作步骤时,认知主体为教师;当教师主要通过要求表达、要求推理、再说明及适时的讲解等话语,辅助学生合理推理、有序表达,并通过重复让学生的个人想法成为课堂讨论和思考的焦点时,学生能够利用他们的知识对课堂推进做出贡献,此时学生为认知主体;当教师提出了与方案判定强相关的事实信息,学生再利用这些信息提出自己的方案时,教师和学生同为认知主体。

在话语实践层面,当教师提出实验方案时,学生不会对方案质疑、优化和再造;而当学生提出实验方案时,其他学生会用审视的态度批判性地思考其合理性和完整性,从而引起师生共同参与方案的优化和调整。

在社会实践层面,知识的拥有量赋予教师权威性和科学性,学生作为一个知识拥有量不多的求知者,对于专家和权威天然存在敬畏心和服从性,这就导致学生在面对教师明确的要求时会照做。而面对同龄的求知者时,学生的心态就从服从转变成审视和批判,或主动或被动地参与到实验方案的制定中,学生的参与度和贡献度明显提高。

3. 观点联结

“观点联结”是建立相关理论和所观察现象间的联系,对个人与其他人的观点进行联系、比较和分析,解决观点之间的分歧,进而得出探究结论的环节。

课例1教师让学生观察用小苏打和纯碱分别制成的馒头在外观上的差异,初步认定纯碱碱性更强,并利用酚酞进行了验证,再引导学生观察两种馒头的外观差异,追问“还有没有其他原因”。讨论其他原因的过程中,教师希望学生能够自主发现原因,但在教师“要求推理”话语的作用下,由于生活经验和已有知识不足,学生无法做出相应解释,教师直接指出“等质量的碳酸钠和碳酸氢钠中和酸的能力不同”。接着教师提出“通过方程式对比分析……”来推理说明在质量相同的情况下碳酸钠和碳酸氢钠分别与盐酸反应消耗盐酸量不同。“从物质的量转化为质量进行比较”“消耗1摩尔(mol)的盐酸需要碳酸钠的质量是多少”等关键的推理转折点均是由教师提供的,最后教师总结出推理结论“碳酸钠消耗的盐酸更多”。在此过程中,观点的联结和分析过程是由教师通过“讲解”主导完成的,学生只是被动地回答问题,在学生的脑海中这些问题是碎片式的,无法连成可以帮助他们推理得出结论的完整链条。

课例2在组织学生完成84消毒液和淀粉碘化钾实验后,教师以“要求表达”的方式了解各小组观察到的实验现象,在学生描述观察结果之后通过重复方式再说明了学生观察的事实。当面对两个小组得出的不同现象时,教师对两个小组所用试剂浓度进行提问,引导学生注意到实验现象的不同可能是因为使用溶液浓度的不同。在这个过程中,教师更像是主持人,他通过“要求表达”“再说明”这些话语动作让学生表达观点,思考和比较其他同学的观点以及作总结。虽然教师并没有提供自己的观点,知识建构也不依赖于教师对知识的权威性介绍,但他控制着学习活动,联结了“溶液浓度不同”和“实验现象不同”两个观点,主导了知识生产的任务内容,由此充当认知主体的角色。接下来教师通过“要求推理”的方式组织小组讨论“什么原因使它褪色”,此时学生在小组内自由表达想法,而这些想法是学生调动已有知识并试图与该问题进行联结后提出来的,此时认知主体短暂地转移到学生身上,学生的话语在“解释”层面。教师并没有直接评价该想法,而是通过“讲解”的话语动作间接否定了学生将褪色原因与漂白性联结起来的想法,此时认知主体又转移到教师身上。师生共同探讨“到底是淀粉还是碘消失了”的环节由教师主导。教师通过话语的停顿、学生补充来实现学生参与知识论证。每次教师停顿会引发学生的简短回答,再由教师指出回答是否正确。例如教师说“碱性条件下有机物水解的速率比较……”,教师拉长最后一个字的音节,学生非常默契地补充“慢”,教师随即表示肯定后作进一步论证“在这样的条件下,淀粉是不能水解的。那很有可能碘单质被……”,学生回应“氧化了”。话语“暂停”的作用一是提示学生参与到话语中来,二是将学生的答案限制在“正确答案”范围之中。这样的互动过程中,教师通过近似于完形填空的方式与学生共享课堂话语权力,共同经历思考过程,但学生处于信息依赖的状态。在这一片断中,教师还有“要求推理”的话语动作,学生确实在教师的指导下进行了思考并回答,但教师没有将详细阐述的权力让渡给学生,而是在听到学生简单且切中要点的回答后,便开始利用专业的化学知识展开论述。例如,在学生回应“(碘单质)被氧化了”之后,教师通过重复学生话语表示肯定,接着便对“碘单质如何被氧化”进行具体分析。可见,学生的知识建构仍依赖教师对知识进行的权威性介绍。

课例3在检测实验完成后,教师要求学生描述检测实验的现象,并整合来自不同学生的实验结果。虽然学生的数据结果各不相同,但教师并没有提供直接的纠正反馈,而是通过“要求推理”询问学生“通过这几组的汇报,你们发现了什么,你们可以得到什么样的结论”,以此要求学生自主对比数据形成看法。此时学生为认知主体,学生的话语在“解释”层面。

在文本层面,本环节中当教师通过“指示”“讲解”等话语动作将自己的已有知识与研究问题相联结来主导推理过程时,教师为认知主体。而当教师作为本环节的认知主体时,虽然教师常常是以要求表达、要求推理来推动学生参与到课堂中,但学生的角色是为教师提供事实信息,甚至是在教师以“停顿”方式提示来提供信息,故此时学生的贡献并不能算是真正的认知主体的表现。当教师通过“要求推理”的话语动作要求学生自主地将已有知识和研究问题相联结,进行研究结果的整合和完善时,学生是认知主体。

在话语实践层面,当教师作为认知主体进行观点联结的时候,教师的话语并不能引起学生能动性的思考,学生由教师牵引着完成推理,此过程中学生往往无法将教师提出的碎片式的问题连成完整的推理链条,也就无法对教师的话语进行有效的回应和再造。当学生作为认知主体进行观点联结时,往往会得到来自教师及其他同学的质疑和评估,从而产生相关能动性的思考。

在社会实践层面,观点联结环节常常需要学生调动已有知识、运用高阶思维去解决问题。学生有时不具备足够的学科知识、生活经验和高阶思维能力来完成推理,这就形成了一个尴尬的局面,即教师希望学生自行推理得到结论,但学生无法支撑起自主推理任务,此时课堂陷入停滞状态。当发现学生无法自主推理时,教师会进行指导和干预,认知主体的角色顺理成章地由教师扮演。而当学生的知识储备可以支撑他们自主完成观点联结,或学生认为他们的知识储备足够完成推理时,学生完全可以在本环节中调动他们的主观能动性成为认知主体。

4. 评估和反思

对科学实践活动进程进行持续的监控和反思,适时进行调整以达目标,这是科学实践活动不可或缺的。课例1、2均未涉及评估和反思环节。课例3中,教师不仅让学生主导得出结论,而且还为学生提供了评价反思的机会。在教师询问学生对实验是否还有疑问时,学生提出“大家操作都一样,为什么滴数各不相同”,教师没有就此做出直接回应,而是通过“要求表达”请其他学生发表看法,促使学生理解、挑战和评估他人的观点。接着教师再介绍如何利用高效液相色谱法来测定水果中的维生素C,师生的互动使课堂更像是一个信息交换的场所。在课的结尾,教师并未提供规范的定量实验注意事项说明,而是通过“要求表达”鼓励学生说出在学习过程中的所思所想,如学生提到“样品的前处理、实验方案的确立、数据的处理,以及测量的精确性”等,学生是提供这些知识的主体,而教师的作用是整合学生的想法和观点,帮助学生建立更为完整的科学观念。

在文本层面,本环节中当教师运用“要求表达”的话语动作鼓励学生表达自己对于实验改进方面的思考时,学生为认知主体。

在话语实践层面,学生综合实验现象、实验中出现的问题以及已有知识来对实验结果进行评估并对实验过程进行反思。由于学生之间认知水平和能力相差不多,所以能得到的结论也很接近。某位学生表达看法后,教师会对学生的反思进行评估,评估的过程实际上也是教师对学生行使权力的一种表现。其他学生则会思考自己的想法和他人想法的联系与区别,同时通过教师的反馈来验证自己的想法是否正确,这能引发思维碰撞,提高学生的认知水平。

在社会实践层面,创新型人才培养的重要一环是要能对采用的研究方法进行创新性的评估和反思,在化学课堂的科学实践活动中,学生具备反思能力和相关的知识,所以教师愿意通过“要求表达”鼓励学生对实验方案进行反思,而不是填鸭式地灌输实验注意事项。

四、 研究结论

通过对优课平台上36节以科学实践为取向的化学课例的编码统计分析及3节代表课例的批评话语分析,揭示了课堂中教师权力使用的主要方式,并从认知主体的变化情况看到了教师权力运用的效果。发现当教师作为认知主体时,教师的角色会定位为课堂活动的设计者,倾向于为学生提供正确的规范信息;当教师把认知主体转移给学生时,教师的角色为科学实践的共同参与者,倾向于为学生的学习规范行动的方向。教师角色不同,使用权力的具体方式也不一样,对学生学习产生的影响也不同。

(一) 教师作为认知主体的权力使用方式及影响

研究发现在课堂的科学实践活动中教师主要通过知识讲解与指示、主导任务内容、掌控观点的理解、评估和反思,以及控制学生话语内容等行使权力,帮助学生习得“正确的”规范信息。

1. 讲解知识信息

教师直接介绍希望学生习得的知识,再现规范的科学观点和思想,这种方式能使学生快速获取大量的知识,但却将学生定位为被动的信息接收者。

2. 主导任务内容

教师主导知识建构的任务内容,即提供严格的指示和行动方案,或提出与问题解决强关联的补充性知识,学生只是按照教师规划好的路径完成操作、观察现象、对过程产生思考。在这种权力的使用下,师生互动只是集中在教师对科学知识及其获取方法的权威性说明,学生不一定能实现对课程内容的意义建构,课堂情绪也可能会受到抑制。

3. 掌控观点的理解、评估和反思

学生被邀请用自己的观点为课堂的推进作贡献时,他们的话语一般较为简单,教师会对学生的简短回答赋予意义。教师在学生表达完后,会采用“再说明”和“讲解”的话语进行对观点的理解、评估和反思。如果学生的回答与教师预期的一样,则能够得到肯定;如果不一致,教师会对学生回答进行修饰或改正。虽然这种方式是通过师生互动进行的,改变了传统课堂的参与者结构,但学生仍然是通过回答教师的问题并接受教师的评估参与到知识建构当中的。从学生的角度来看,由于教师会将简短的回答变为更复杂和有意义的概念或理论,学生回答时就不太会冒着错误的风险详细阐述答案,因此,这种权力的使用方式不一定能够提高学生的学习水平。[17]

4. 控制学生话语的内容

教师会运用问题或“停顿/延长音调”的方式来要求学生表达,但这种权力运用的规则是“回答老师想听到的内容”。这种方式虽然降低了学生参与课堂的门槛,但也容易使学生认为科学观点与他们无关,提问与回答更像是一种仪式化的做法,进一步强化了学生认为自己并没有能力成为独立的探究学习者的想法,使学生处于信息依赖状态。

(二) 学生作为认知主体的教师权力使用方式及影响

学生成为认知主体的课堂,教师是通过规范行动的方向来体现权力使用的。通过问题解决思路的揭示和引领,教师将“发声”的权力和意义诠释的机会还给了学生,最大程度地发挥了学生的认知主体性,为集体的知识建构做出相应的贡献。根据视频样本分析可以归纳出教师主要通过树立学生的知识权威、要求学生遵循科学实践的规范和让渡监控评价权来行使权力。

1. 树立学生的知识权威

学生难以在没有教师帮助的情况下进行科学实践,主要原因在于学生输入的信息不足。为此,教师通过为学生提供线索激活已有知识以及对问题的兴趣,为学生在科学实践中进行问题解决做好必要的知识和技能准备。教师可以让学生联系以往的经历和已有知识,或提示他们去获取需要的知识,学生由此建立起知识权威,对问题或现象进行初步的因果假设或推理,充当好认知主体的角色。

2. 指引学生遵循科学实践的程序性规范

遵循程序性规范是指教师在科学实践教学中使用权力促使学生在规定的时间,按照相应的程序步骤完成任务。贝兰德(L.K. Berland)认为支持学生参与科学实践的一个步骤是帮助学生思考他们可能与同伴一起采取的各种行动,以及这些行动的重要作用。[18]因此,教师指引学生遵循科学实践的流程或步骤时,并没有为学生提供具体知识或行动方案,而是将学生的注意力引向值得注意的事项,使学生能自主提出方案和解释说明,促使学生有效参与。

3. 让渡监控评价权

教师往往会对学生提出的观点进行评估,这种方式还是会让学生处在一个比较被动的位置。当教师把监控评价权让渡给学生,让学生参与到对自己或他人的想法做出判断和决策时,学生可以站在不同的立场来反思自己和他人的观点,引发观点的碰撞,增强理解和思维能力,推动科学实践的进程。

五、 研究启示

本研究通过对化学课例中科学实践活动的分析,了解了科学实践中教师权力使用方式以及认知主体分配情况,通过对教师话语的描绘和理解,归纳了两种类型的教师权力使用方式。为了帮助学生能够更好地在科学实践中发挥能动性,成为积极的科学认知者和行动者,可以从以下几个方面进行实践探索。

(一) 改变师生对自身角色定位的认识

结合本研究与已有研究的发现,教师使用怎样的话语动作,以及怎样使用话语动作与师生在课堂中的角色是密切相关的。师生的角色定位会影响课堂中的交流方式、师生特定的行为方式和对活动的态度。[19]当教师认为自己是科学知识的所有者,知道课堂中所有问题的答案,还有学生可能有的想法,其潜在的观念是重要的知识一定要通过自己的讲述才能让学生获得。这会导致学生认为知识是固定的,除非自己的想法是经过教师评估为正确的,否则就是无关紧要的。即使教师将课程内容问题化,鼓励学生提出问题、提出建议或做其他贡献,而不是期望他们简单地吸收事实或理论,但如果学习环境向学生传达了“每个问题都有一个有效的回答”的观念时,学生可能会高度专注于获得正确的答案,并让权威验证它,而不去建立个人有意义的理解。这种参与并不具有最真实的科学实践特征。实际上很多教师并不知道他们在课堂中的角色如何影响了学生在课堂中的参与和讨论情况。为此,改变师生对自身角色定位,要从教师自身角色的认识改变开始,教师不应把自己塑造为知识的唯一掌握者,而需弱化自己在知识上的权威地位,注意引起学生对新的科学概念和原理进行更多元的讨论,让学生感知到被期望为课堂中的科学知识的发展做出贡献,这样才能实质性地改变师生的交流方式和行为方式。

(二) 多途径创造空间让学生发挥认知主体的作用

虽然当前的教育改革提倡基于探究的学生实验,但是在特定的权力模式下的师生角色与探究实验的出发点和内在要求是冲突的。通过对视频样本的分析发现,学生的主体性往往限于观察信息的反馈,而问题的产生、方案的设计、对结果的评估和反思等都是由教师主导的。学生在科学实践的关键环节中都难以发挥认知主体作用。

在所有的科学实践中,论证和反思性评估被认为是很重要的方面,教师可以从这些方面切入创造条件让学生发挥认知主体的作用。[20]许多教师认为,学生在知识储备、动机和经验上的不足限制了学生科学论证与反思性活动的参与,越是有这样的认知,越是回避为学生提供进行详尽完整的科学表达的机会,[21]从而导致教师主导论证和评估的现状。因此将论证和反思性评价纳入课堂教学中可以为学生成为认知主体提供支持,让学生在知识建构中扮演更积极的角色。教师不仅要给学生发言的机会,并通过阐明或重复学生的观点、让学生将自己和他人的观点进行对比的方式来突出学生的想法,同时要让学生克服思维的惰性,逐步产生追求差异化、自主思考和批判的意识,主动去发现错误观念,通过将想法定位为不合理的、列出分歧点的方式来实施批判行为,[22][23]以进行深度思考推进知识的发展。

(三) 提供相应资源支持学生成为积极的认知者

中学生学习化学和参与科学实践的经验还不够丰富,如果没有教师以及其他来源的资源支持,学生就不大可能会深入理解和尝试实践。这时要改变学生知识的消费者的角色,成为知识的建构者,需要教师为他们提供多种资源来支撑他们进行科学的思考和行动。这些资源包括学生已有知识和经验的唤醒、程序性规范的指引、足够的时间,还有其他实践资源。只有具备了这些条件,学生才更有可能在解决问题中发挥积极的作用。有研究发现鼓励学生选择他们熟悉的媒体资源,当学生拥有非正式领域的个人知识或经验时,他们才能更好地成为积极的认知者。[24]因此需要重视和利用学生的认知资源来关注和回应他们。在科学实践课堂中,教师可以从知识本身的逻辑出发,做好知识背景的铺垫,学生可以由此提出可供探究的问题;教师也可以多使用开放性的问题,强调答案没有统一的标准,以此弱化对知识的掌握权和权威地位。

本研究没有了解不同权力使用、不同主题支配下学生掌握知识的情况是否存在差异。可能重新分配认知主体并不总是一种有效的方法,而且在实际的教学中,让学生在更多的环节、更大的空间里充当认知主体面临着许多实践的障碍,教师如何面对学生纷繁复杂的想法与教学效率和效果之间的关系,这是一项巨大的挑战。本研究旨在了解课堂中教师的权力使用方式如何影响学生在科学知识建构过程中的参与情况,以促进教师对自身话语行为及其引发的学生反应做出反思。在这里,本研究对课例的分析更多地指向教学实践的“本质”,而不是实践的“好坏”。教师的权力使用、学生的认知能动性,以及探究教学的成效之间的关系需要更多的研究来探讨。