投入经费支持建模能力发展规律的认知研究

1.研制本土化的物理建模能力学习进阶

学生科学建模能力水平低的根本原因是教育者缺少对科学建模认知过程的理解，而物理建模能力学习进阶框架给教师提供了帮助他们引导学生参与到科学建模实践的最有效的支持工具。学习进阶在最近十几年来，被西方科学教育领域广泛地视为是促进课程、教学与评价一致性的一种有效工具。它描述了学生在一段较长的时间内，学科核心概念的理解力或科学实践能力发展的可能途径及关键节点，它是评价学生和设计教学的认知基础。目前，国际上最具影响力的科学建模能力的学习进阶框架是美国密歇根州立大学的教授于2009年研制的。依靠国外研究的经验和做法解决不了我国学生物理建模能力培养的现实问题。我们需要研究和构建适合我国国情和学生学情的本土化的物理建模能力学习进阶，为广大一线中学物理教师培养学生物理建模能力提供参考和支持。然而，这需要教育行政部门加大对该领域研究的政策支持和经费投入。

2.构建本土化物理建模能力学习进阶的几点建议

我们对构建本土化物理建模能力学习进阶框架的建议是：1、在国内外科学教育评价研究聚焦学习进阶的时候，先要冷静下来，不急于构建物理建模能力的学习进阶框架，而是先明确物理建模能力的结构以及学习进阶的本质。明确物理建模能力的结构是构建其学习进阶的前提和基础，同样也是本书努力探讨的核心内容。与此同时，学习进阶的内涵、性质、机制、开发步骤等问题还有待于学者们进一步的探索。2、文章通过质性和量化的混合研究，构建了物理建模能力构成要素框架，在此基础上，我们有了培养和评价学生物理建模能力的明确方向。物理建模能力的各要素指标都有其各自的特点和发展规律，以哪个或哪些要素指标的发展作为进阶变量，是建构学习进阶的关键。为避免仅凭经验选择进阶变量导致学习进阶框架视角繁多，不等值，普及性差的问题，我们在选择追踪物理建模能力发展轨迹的进阶变量时，可以从“非认知因素”“基础能力因素”和“专项能力因素”三个方面着手，进一步采用因素分析或回归分析的方法在量化数据方面捕捉各要素指标间的影响力及其与物理建模能力的依存度，从而选择其中最具影响力的2-4条路径作为进阶变量的选择依据，来解构出具体的进阶变量。3、为充分发挥学习进阶对教师设计教学和进行课堂形成性评价的指导功能，学习进阶研制的过程中一定要完善进阶层次和学生外显行为表现之间匹配的研究。这是教师分析学生学情，合理设计教学及准确判断学生能力发展的前提。目前，部分研究者采用统计学的方法，如处理“进阶层次”与“行为表现”的匹配问题，但这样做的结果是大量可观察的学生行为被漏掉或出现定位偏差。所以，我们建议通过多元质性研究，经历理论向导，编码，理论跳跃到结论形成的复杂过程实现进阶水平与学生行为表现的论证与对话，而不是单纯依赖两个简单的统计学原则。