陳 博 魏 冰 陳 凱
(1.廣州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,廣東 廣州 510006;2.澳門大學(xué)教育學(xué)院,澳門 999078;3.南京曉莊學(xué)院環(huán)境科學(xué)學(xué)院,江蘇 南京 211171)
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學(xué)科教學(xué)
化學(xué)教師實(shí)施“科學(xué)探究”活動的影響因素
陳 博1魏 冰2陳 凱3
(1.廣州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,廣東 廣州 510006;2.澳門大學(xué)教育學(xué)院,澳門 999078;3.南京曉莊學(xué)院環(huán)境科學(xué)學(xué)院,江蘇 南京 211171)
通過“最大變異”的選樣策略邀請五位南京市的高中化學(xué)教師作為研究參與者,以課堂觀察和訪談作為主要的方法收集資料,并采用“扎根理論”的分析策略對數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,影響高中化學(xué)教師實(shí)施教科書中“科學(xué)探究”活動的因素有三類,分別是:學(xué)科教學(xué)知識、時(shí)間限制以及教學(xué)資源。結(jié)合這三類因素,針對教師的專業(yè)發(fā)展、教科書的編寫以及課程實(shí)施的管理提出了建議:教科書編寫者與一線教師更多地進(jìn)行互動,給予充足的教學(xué)課時(shí),提供充足的教學(xué)資源。
科學(xué)探究;教師;教科書;化學(xué)教學(xué);影響因素
眾所周知,“科學(xué)探究”是當(dāng)代科學(xué)素養(yǎng)教育的一個(gè)重要主題。在國際科學(xué)教育改革思想的影響下,我國高中化學(xué)新課程也將“科學(xué)探究”作為課程目標(biāo)和課程內(nèi)容正式納入課程中,并將其視為一種重要的教學(xué)與學(xué)習(xí)方式。[1]在教科書層面,為了幫助教師們積極開展探究教學(xué)以及落實(shí)“科學(xué)探究”的目標(biāo),目前三種版本的高中化學(xué)教科書都編排了大量的“科學(xué)探究”活動(如人教版中的“科學(xué)探究”欄目)。那么高中化學(xué)教師對教科書中“科學(xué)探究”活動的實(shí)施情況如何,特別是哪些因素會影響教師對這些活動的實(shí)施呢?這是本研究所關(guān)注的問題。
筆者于2016年6月上旬查閱中國期刊全文數(shù)據(jù)庫,以“科學(xué)探究” 為篇名,以“因素”為篇名、關(guān)鍵詞或摘要進(jìn)行文獻(xiàn)檢索,經(jīng)過進(jìn)一步的閱讀和篩查,發(fā)現(xiàn)僅有三篇文獻(xiàn)與這一議題相關(guān)。其中,劉健智等人通過問卷、訪談、課堂觀察等形式,調(diào)查了影響農(nóng)村初中物理科學(xué)探究課堂教學(xué)行為的因素,根據(jù)影響從大到小排列依次是:教師教育觀念,現(xiàn)行的考試制度,學(xué)校、上級領(lǐng)導(dǎo)的支持,學(xué)校的實(shí)驗(yàn)器材,教師自身素質(zhì),學(xué)生素質(zhì),教學(xué)課時(shí)的設(shè)置,社會、家長的支持,班級人數(shù)和教師工作量。[2]王翠平和王文軍[3]以及陳炎[4]等則通過論述的方式探討了影響課堂教學(xué)中開展科學(xué)探究的因素,主要包括教師教育觀念陳舊、教師教學(xué)能力有限、學(xué)生基礎(chǔ)薄弱等。從現(xiàn)有文獻(xiàn)可知,有關(guān)教師開展科學(xué)探究的影響因素的實(shí)證性研究極少,并且尚未有學(xué)者專門研究教師對教科書中“科學(xué)探究”活動的實(shí)施情況。因此,本研究的開展是對現(xiàn)有文獻(xiàn)一個(gè)很好的補(bǔ)充,將豐富學(xué)術(shù)界對我國理科教育中科學(xué)探究實(shí)施情況的認(rèn)識與理解。
本研究采用的研究范式屬于詮釋學(xué)方法(interpretive approach)。詮釋學(xué)方法適合對具體事件中特定人員的觀點(diǎn)展開研究,并主張研究者在研究過程中應(yīng)充分尊重參與者的觀點(diǎn)而不要摻入自己的主觀偏見。[5]筆者認(rèn)為,教師自己的聲音是關(guān)于何種因素影響他們實(shí)施“科學(xué)探究”活動的一個(gè)不可取代的指標(biāo),必須聆聽與研究。因此,本研究采用詮釋學(xué)方法,從教師的視角探索影響他們實(shí)施“科學(xué)探究”活動的因素。
1.研究對象
本研究開展的地區(qū)為江蘇省南京市。目前,南京市的高中采用的是人教版的化學(xué)教科書。為了能比較全面地探索影響高中化學(xué)教師實(shí)施“科學(xué)探究”活動的因素,筆者采用了“最大變異”(maximum variation)的選樣策略[6]選擇研究參與者,即所邀請的教師在所處學(xué)校層次、性別、教齡、職稱等背景資料方面有所差異。另外,他們所講授的章節(jié)內(nèi)容也各不相同,既有必修模塊的內(nèi)容也有選修模塊的內(nèi)容,既有理論化學(xué)方面的內(nèi)容也有描述化學(xué)方面的內(nèi)容。起初筆者聯(lián)系了八位高中化學(xué)教師,經(jīng)過與教師們的溝通與協(xié)商,最終共有五位教師參與研究。
在這五位教師中,有兩位女性教師和三位男性教師,他們教授高中化學(xué)的年份最短的大約7年,最長的超過25年。五位教師分別就職于建康中學(xué)、應(yīng)天中學(xué)、虎踞中學(xué)和天京中學(xué)(學(xué)校的名字使用的是化名)。虎踞中學(xué)和天京中學(xué)為普通高中,建康中學(xué)和應(yīng)天中學(xué)則是國家級示范高中(五位教師的基本資料列于表1,需要說明的是,為了保護(hù)研究參與者的個(gè)人隱私,文中不會出現(xiàn)五位教師的真實(shí)姓名,而是用甲、乙、丙、丁、戊代替)。
表1 研究參與者的基本資料
2.研究方法
在正式進(jìn)入研究現(xiàn)場前,筆者與每位教師都見了面,進(jìn)行前期訪談。前期訪談的主要目的和內(nèi)容有以下幾點(diǎn):向參與研究的教師介紹本研究的目的和內(nèi)容;詢問教師的教學(xué)進(jìn)度安排;與教師商討觀課的班級;與教師商討觀課時(shí)筆者的位置以及觀課后訪談的地點(diǎn)。
進(jìn)入研究現(xiàn)場后,筆者對每位教師進(jìn)行了一章內(nèi)容教學(xué)的觀課。需要說明的是,雖然教師通常會負(fù)責(zé)2~3個(gè)班級的教學(xué)工作,但由于研究時(shí)間和精力有限,在本研究中筆者只選擇一個(gè)班級的教學(xué)進(jìn)行觀察,并針對這個(gè)班級的教學(xué)情況展開訪談。在觀課期間,筆者重點(diǎn)關(guān)注與記錄教師對教科書中“科學(xué)探究”欄目的實(shí)施情況(五位教師講授的章名以及各章編排的“科學(xué)探究”活動匯總于表2中)。
表2 研究參與者講授的章名及各章編排的“科學(xué)探究”活動
待觀課結(jié)束后,如果教師在課堂中開展的“科學(xué)探究”活動與教科書中的編排存在差異,筆者將會與教師進(jìn)行訪談,請他們談?wù)劜町惍a(chǎn)生的原因。在訪談過程中,所有訪談內(nèi)容都被全程錄音,錄音資料最終轉(zhuǎn)錄為文字稿用以分析。在分析資料時(shí),筆者采用了“扎根理論”(grounded theory)的分析策略。[7]首先,筆者反復(fù)閱讀逐字稿并依據(jù)教師在訪談中的解釋,對差異產(chǎn)生的原因進(jìn)行初始編碼(coding)。經(jīng)過分析,共提煉出七個(gè)初始編碼,分別是:關(guān)于教材內(nèi)容的認(rèn)知;關(guān)于學(xué)生已有知識的認(rèn)識;關(guān)于學(xué)生所學(xué)知識的認(rèn)識;教學(xué)時(shí)間不足;節(jié)約課時(shí);實(shí)驗(yàn)室較少;實(shí)驗(yàn)員沒有時(shí)間準(zhǔn)備。接著,筆者再利用“持續(xù)比較技術(shù)”(constant comparative technique)[8]將這些初始編碼進(jìn)行比較與合并,歸納出不同類型的影響教師實(shí)施“科學(xué)探究”活動的因素。例如,依據(jù)Magnusson等人所提出的理科教師的學(xué)科教學(xué)知識(pedagogical content knowledge,PCK)模型,學(xué)科教學(xué)知識由五種成分構(gòu)成,分別是:理科教學(xué)取向(特定年級的教學(xué)目的)、理科學(xué)習(xí)者知識(學(xué)生的已有知識;學(xué)生學(xué)習(xí)某個(gè)知識的先備條件;學(xué)生的學(xué)習(xí)困難)、理科課程知識(課程目標(biāo);具體的教學(xué)材料)、理科教學(xué)策略知識(具體學(xué)科的教學(xué)策略;具體主題的教學(xué)策略)、理科評價(jià)知識(評價(jià)維度;評價(jià)方法)。[9]因此,前三個(gè)編碼都屬于學(xué)科教學(xué)知識的范疇,可以合并為“學(xué)科教學(xué)知識”因素。最終,筆者將7個(gè)初始編碼歸納為三類影響因素,它們是“學(xué)科教學(xué)知識”(編碼1-3)、“時(shí)間限制”(編碼4-5)和“教學(xué)資源”(編碼6-7)。
需要指出的是,為了確保分析的信度,三位研究者共同對資料進(jìn)行了分析,若在分析過程中出現(xiàn)意見不一致的情況則進(jìn)行商議,直至達(dá)成一致。
1.學(xué)科教學(xué)知識
在本研究中,甲教師、丙教師和戊教師都因自身的學(xué)科教學(xué)知識而對教科書中的“科學(xué)探究”活動進(jìn)行了改編。
在“金屬及其化合物”一節(jié)的教學(xué)中,甲教師在實(shí)施“鐵與水蒸氣的反應(yīng)”活動時(shí),沒有按照教科書中的編排要求學(xué)生對實(shí)施裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)和探討,而是直接給出實(shí)驗(yàn)方案請學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)。對于此處改編,甲教師做了如下說明:我這么想啊,如果科學(xué)探究是為了對一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行研究的話,我們是不是可以把它放在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的選修課里面去做。那么就這節(jié)教材的編寫來講,它的大標(biāo)題叫作“金屬的性質(zhì)”,那么誰更重要?顯然金屬的反應(yīng)性要?jiǎng)儆趯ρb置的研究。
從甲教師的解釋可以看出,她沒有安排學(xué)生設(shè)計(jì)及探討實(shí)驗(yàn)裝置是由于她認(rèn)為這個(gè)活動步驟與該節(jié)的教學(xué)內(nèi)容并不相符。正如她所提到的,該節(jié)的主要教學(xué)內(nèi)容是金屬的性質(zhì)而不是實(shí)驗(yàn)裝置的研究。這處改編屬于課程知識的影響。
在“生命中的基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)物質(zhì)”一節(jié)教學(xué)中,丙教師在實(shí)施“果糖的還原性”活動時(shí),沒有依照教科書中的編排要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),而是直接給出實(shí)驗(yàn)方案,讓學(xué)生按照方案完成實(shí)驗(yàn)即可。丙教師對這處差異的解釋為:像書上這個(gè)活動,在我看來已經(jīng)不是科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)了。學(xué)生早就知道結(jié)論了,之前的生物課上他早就知道果糖是還原糖還是非還原糖了。既然結(jié)論都知道了,我想就沒有必要再假模假樣地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究了,對不對?
依據(jù)上述回答,丙教師沒有要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是因?yàn)樗J(rèn)為學(xué)生通過先前生物課的學(xué)習(xí)對實(shí)驗(yàn)結(jié)論已經(jīng)知曉,實(shí)驗(yàn)便失去了探究的價(jià)值。顯然,丙教師對學(xué)生已有知識的認(rèn)識誘發(fā)了此處改編。
在“水溶液中的離子平衡”一節(jié)教學(xué)中,戊教師沒有實(shí)施“影響鹽類水解程度的因素”這一探究活動,對此他解釋道:我們在第一節(jié)已經(jīng)分析了弱電解質(zhì)電離平衡的移動,然后第二節(jié)又分析了水的電離平衡的移動。在這個(gè)基礎(chǔ)上,這里其實(shí)已經(jīng)很清楚了,(水解平衡移動)就是一個(gè)化學(xué)平衡的移動,而且和前面兩節(jié)內(nèi)容基本上還是類似的。影響因素?zé)o非就是溫度、物質(zhì)本身的濃度,還有外加的酸堿鹽這些。所以我覺得這里做這個(gè)活動沒什么太大必要了,或者說把這類活動放在第一節(jié)還是比較好的,因?yàn)橄瘳F(xiàn)在第一節(jié)、第二節(jié)、第三節(jié)都涉及了平衡移動的問題,同樣是剛才講的那些因素,學(xué)生自然能遷移過來了。
戊教師的解釋顯示,他不實(shí)施這個(gè)活動主要是由于他認(rèn)為經(jīng)過先前章節(jié)的學(xué)習(xí),學(xué)生對活動所探究的問題已經(jīng)有所認(rèn)識了,探究活動的開展便沒有必要了,這處改編屬于學(xué)習(xí)者知識的影響。
2.時(shí)間限制
在本研究中,丁教師和戊教師都因缺少足夠的教學(xué)時(shí)間而對教科書中的“科學(xué)探究”活動進(jìn)行了刪減或改編。
在“化學(xué)反應(yīng)與能量”一節(jié)教學(xué)中,丁教師沒有實(shí)施“原電池的設(shè)計(jì)”這一探究活動,他做了如下解釋:最主要的原因是這個(gè)探究活動一做的話課上就講不了多少內(nèi)容了。我們的課時(shí)就這么多,時(shí)間太緊張了,活動一做的話一節(jié)課差不多一大半的時(shí)間就沒了,所以這個(gè)花費(fèi)時(shí)間太多了,我們的顧慮就比較多了。
從丁教師的解釋可以看出,他不實(shí)施這個(gè)活動主要是由于教學(xué)時(shí)間的限制,開展探究活動需要花費(fèi)較多的時(shí)間,這會導(dǎo)致沒有充裕的時(shí)間完成其他內(nèi)容的教學(xué)。
在“水溶液中的離子平衡”一節(jié)教學(xué)中,戊教師在實(shí)施“鹽類組成與鹽溶液酸堿性的關(guān)系”活動時(shí),將活動的第一個(gè)步驟“測試鹽溶液的酸堿性”由學(xué)生實(shí)驗(yàn)改為了演示實(shí)驗(yàn)。對于這處改編,戊教師解釋道:應(yīng)該說如果這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生進(jìn)行分組、自己動手操作的話效果當(dāng)然是最好的,可以觀察現(xiàn)象更加明顯一點(diǎn)。但從教學(xué)時(shí)間的角度來考慮,我們要節(jié)約課時(shí),現(xiàn)在化學(xué)課時(shí)給的又少,所以我們在課堂上采用了演示實(shí)驗(yàn)的方法。
依據(jù)上述解釋,戊教師將學(xué)生實(shí)驗(yàn)替換為演示實(shí)驗(yàn)主要是由于化學(xué)課時(shí)較少,需要節(jié)約課時(shí),這是受到教學(xué)時(shí)間限制的影響。
3.教學(xué)資源
在本研究中,乙教師因教學(xué)資源不足的限制而對教科書中的“科學(xué)探究”活動進(jìn)行了改編。
在“化學(xué)物質(zhì)及其變化”一節(jié)教學(xué)中,乙教師在實(shí)施“膠體的性質(zhì)”活動時(shí),用演示實(shí)驗(yàn)替代了學(xué)生實(shí)驗(yàn)。他對替代的原因做了如下說明:主要是由于我們的實(shí)驗(yàn)室前面安排了配溶液的實(shí)驗(yàn),因班級很多,大家就得輪著去做,有的班級直到上周才做完,這樣實(shí)驗(yàn)室的老師就來不及收拾布置這個(gè)實(shí)驗(yàn)了。還有呢,我們的實(shí)驗(yàn)室沒那么多,而剛剛這節(jié)課就有四個(gè)班在同時(shí)上,那必然只能是一個(gè)班或者兩個(gè)班去用,這樣對其他班級又不公平了。所以我們有各方面的原因吧。
乙教師的解釋顯示,將學(xué)生實(shí)驗(yàn)替換為演示實(shí)驗(yàn),主要是由于班級過多,實(shí)驗(yàn)室較少,實(shí)驗(yàn)場所安排有困難,實(shí)驗(yàn)員也沒有足夠的時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)備,總的來說是受到教學(xué)資源不足的限制。
本研究通過將教師的教學(xué)實(shí)踐與教科書的編排進(jìn)行比較,揭示出學(xué)科教學(xué)知識、時(shí)間限制以及教學(xué)資源三類影響高中化學(xué)教師實(shí)施“科學(xué)探究”活動的因素。這一發(fā)現(xiàn)表明教師的個(gè)人因素(學(xué)科教學(xué)知識)以及教學(xué)所處的情境因素(教學(xué)時(shí)間、教學(xué)資源)都會對“科學(xué)探究”活動的實(shí)施產(chǎn)生影響。更為重要的是,與現(xiàn)有文獻(xiàn)相比,本文首次采用質(zhì)的研究方法對科學(xué)探究實(shí)施的影響因素這一研究議題進(jìn)行了實(shí)證性探索,并且“學(xué)科教學(xué)知識”這一因素是先前研究中尚未報(bào)道和提及的。因此,無論在研究方法還是研究發(fā)現(xiàn)方面,本研究都對已有文獻(xiàn)有了一定的突破與創(chuàng)新。結(jié)合本研究所揭示的三類因素,筆者針對教師的專業(yè)發(fā)展、教科書的編寫以及課程實(shí)施的管理提出了以下幾點(diǎn)建議。
1.教科書編寫者與一線教師更多地進(jìn)行互動
在本研究中,五位教師中有三位教師(甲、丙、戊)因?qū)W科教學(xué)知識而對“科學(xué)探究”活動進(jìn)行了改編。這一發(fā)現(xiàn)說明,一線教師與教科書編寫者在具體探究活動的想法上存在著些許不同。鑒于此,筆者認(rèn)為,教科書編寫者應(yīng)與一線教師更多地進(jìn)行互動。他們之間的互動在兩個(gè)方面:一方面,教科書編寫者應(yīng)組織大量的教師專業(yè)發(fā)展活動,對教師如何理解與開展“科學(xué)探究”活動進(jìn)行指導(dǎo)。專業(yè)發(fā)展活動可以是培訓(xùn)講座的形式,進(jìn)行面對面的指導(dǎo)與互動,也可以是互聯(lián)網(wǎng)的形式,教科書編寫者通過互聯(lián)網(wǎng)建立相關(guān)的論壇或討論組,對教師的困惑予以解答并提出相關(guān)建議。另一方面,編寫者在編寫教科書過程中應(yīng)更多地聽取一線教師的意見和想法,特別是教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富教師的意見和想法,并將這些教師的學(xué)科教學(xué)知識努力反映到教科書的編寫中。具體到本研究,教師們曾指出某些“科學(xué)探究”活動的設(shè)計(jì)不合適或沒有必要。誠然,教師們的想法未必一定是正確的,但作為比較有經(jīng)驗(yàn)的教師,他們所提出的問題應(yīng)當(dāng)引起教科書編寫者的重視,在今后的教科書編寫與修訂過程中,需要注意“科學(xué)探究”活動設(shè)計(jì)的合理性與必要性問題。
2.給予充足的教學(xué)課時(shí)
研究結(jié)果顯示,共有兩位教師(丁、戊)因教學(xué)時(shí)間不足而不得已刪減或改編了教科書中的“科學(xué)探究”活動,也在一定程度上影響了整體的教學(xué)質(zhì)量。就筆者來看,南京部分高中的確存在著所安排的化學(xué)課時(shí)數(shù)偏少的問題。例如,在丁教師的案例中,他所教的班級每周只有兩節(jié)化學(xué)課,這樣一來,一學(xué)期的化學(xué)課時(shí)數(shù)不超過40節(jié)。在不到40節(jié)的課時(shí)中,教師不僅需要完成新課教學(xué),還包括了習(xí)題講解、平時(shí)測驗(yàn)以及試卷講評等任務(wù),這對于教師來說在時(shí)間分配方面的困難是顯而易見的??梢灶A(yù)見,在課時(shí)數(shù)較少的情況下,教師為了完成教學(xué)進(jìn)度,勢必會對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行一定的取舍,而學(xué)科知識通常是教師們優(yōu)先保留的內(nèi)容,這便容易理解為何部分教師沒有充裕的時(shí)間開展“科學(xué)探究”活動了。鑒于此,筆者建議,學(xué)校教學(xué)管理人員在安排課時(shí)的過程中應(yīng)與任課教師積極溝通,給予教師充足的教學(xué)課時(shí),以確保他們擁有足夠的時(shí)間完成教學(xué)任務(wù)。當(dāng)然,從另一個(gè)角度說,教師也應(yīng)當(dāng)合理地分配教學(xué)課時(shí)。倘若基于應(yīng)試的考慮教師過多地將教學(xué)時(shí)間用于講、練習(xí)題,那么時(shí)間不足則只是他們不愿意實(shí)施“科學(xué)探究”活動的一個(gè)借口,這種情況是應(yīng)當(dāng)避免的。在日常教學(xué)工作中,教學(xué)管理人員需要對教師的課時(shí)分配予以監(jiān)督和管理,以保障教師課時(shí)分配的合理性。
3.提供充足的教學(xué)資源
在本研究中,雖然僅有乙教師因教學(xué)資源不足的限制而對“科學(xué)探究”活動進(jìn)行了改編,但是必須認(rèn)識到,本研究是在一個(gè)教育和經(jīng)濟(jì)都比較發(fā)達(dá)的城市開展的,這里的教學(xué)資源相對充足。不難想象,在一些教育和經(jīng)濟(jì)都相對落后的地區(qū),教師因教學(xué)資源不足而無法充分實(shí)施探究活動可能會是一個(gè)更加普遍的現(xiàn)象。因此,筆者建議,從學(xué)校到各地區(qū)的教育主管部門都應(yīng)繼續(xù)加大教學(xué)資源方面(實(shí)驗(yàn)室的數(shù)量、實(shí)驗(yàn)員的配備、實(shí)驗(yàn)藥品與器材的準(zhǔn)備等)的投入與建設(shè),以保障教師們在實(shí)施探究活動時(shí)不會受到教學(xué)資源不足的限制。此外,在教學(xué)資源相對缺乏的條件下,教師也不應(yīng)當(dāng)簡單地放棄“科學(xué)探究”活動的實(shí)施,而是應(yīng)開動腦筋,指導(dǎo)學(xué)生采用日常生活中的用品替代常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的藥品和器材,盡一切可能帶領(lǐng)學(xué)生開展探究活動,努力落實(shí)化學(xué)新課程所倡導(dǎo)的“科學(xué)探究”理念與目標(biāo)。
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[責(zé)任編輯:陳學(xué)濤]
[DOI]10.16165/j.cnki.22-1096/g4.2016.11.017
2016-06-11
廣州大學(xué)2016年引進(jìn)人才科研啟動項(xiàng)目(CB01-2001)。
陳博(1987-),男,江蘇南京人,博士;魏冰(1966-),男,安徽蚌埠人,博士,副教授,主任;陳凱(1980-),男,江蘇鎮(zhèn)江人,碩士,副教授。
G633.8
A
1002-1477(2016)11-0061-05