原文:Storyline Units An Instructional Model to Support Coherence from the Students Perspective
2021-11-30
学生视角下的连贯性(Coherence):
K-12科学框架为什么需要的不只是简单的三个维度的组合
Brian J. Reiser
Learning Sciences, Northwestern University
摘要
框架和NGSS所描绘的愿景要求教学方式和教学材料方面做出一些重要转变。我们认为,这两份文件致力于使学习者参与到有意义的实践中并支持学生的认知能动性,不可避免的,就需要我们从学生的视角支持连贯性(Coherence)。当学生看到自己的科学学习即所要解决的问题是课堂共同体应做的事情,而不是仅仅遵循教科书或老师的指示而取得进展时,这种连贯性就形成了。我们提出一个教学模式——故事线,以这种形式来支持连贯性。故事线方法包括利用现象吸引学生,引出问题,在课程材料的支持下,指导学生意义建构等设计原则。本文介绍故事线怎样围绕现象、问题和意义建构组织起来,以逐步构建、测试和修订解释性模型和设计解决方案。故事线所包含的系列教学历程和规范,为指导师生围绕现象、问题和意义建构的合作提供了一些策略和工具。这些教学历程包括锚定现象,引出问题;合作调查,把控方向;提炼问题,找出空白(gap);知识整合,理清意涵。
介绍
K-12 科学教育框架(A Framework for K-12 Science Education)呼吁教学、课程和评估方面进行重大转变(National Research Council, 2012),并在新一代科学标准中予以推进。实现这一愿景需要教学方法和教学材料的重大转变,以改变教师和学生的角色。我们将这种转变称之为“学生视角下连贯性的支撑(supporting coherence from the students’ perspective)”。从这个视角来看,学生眼里的学习是解决他们所认同的问题(questions and problems),而不仅仅听从教师和教科书的指示。本文提出了一种从学生的角度支持连贯性的方法,我们称之为故事线,涉及课程材料设计和利用这些资源的教学策略。我们首先从学生的角度论证连贯性。我们确定了教师和设计师必须面对的几个挑战,以创造条件,让来自非优势群体和社区的学生参与这种科学学习方法。我们描述了课程材料和课堂教学历程的设计原则,旨在公平地从学生的角度促进连贯性,并用基于故事线的单元的课堂示例加以说明。
《框架》所论述的一个核心目标是解决美国K-12教育中缺乏连贯性问题:
该框架提出三种方法以应对这一挑战和支持连贯性:
- a)该框架主张采用三种策略来应对这一挑战并支持连贯性。围绕 "发展进程 "组织学习目标。“帮助儿持续建构和完善知识和能力, 始于儿童对周围事物的好奇心和格物致知;
- (b)关注 "少量核心概念";以及
- (c) 整合知识和实践(国家研究委员会,2012年,第11页)。
我们从学生角度对连贯性的论证建立在标准(a)和(c)的基础上——组织学习,使学生能够从好奇心和最初的概念出发,系统地、渐进地构建新的想法,支持学生真正参与科学和工程实践,因为他们确实需要在解决他们发现的问题或问题方面取得进展。
把学生视角下的连贯性与单纯学科或专家视角下的连贯性做个对比。学科视角下,花在某一主题的时间和开展的新调查,研究一个主题并进行新的调查的原因体现的是建构科学概念的逻辑,这些概念是由那些了解它,并熟知其用处的人所制定的。我们认为,这种连贯性不足以实现实践、学科核心概念和跨学科概念(通常称为三维学习)的整合。依据学科逻辑设计的教学序列中,课程设计者、教师和科学家会清楚地看到课堂为什么会从一个焦点转移到另一个焦点。学生理解目标概念后,也会在回味中认识其意义。然而,这种逻辑对学生来说可能并不明显、令人信服。~~
表1.中学“声音”单元 |
---|
NGSS预期表现 |
MS-PS4-1.使用数学描述波的简单模型,包括振幅与能量关系。 MS-PS4-2.开发并使用模型说明各种材料反射、吸收或传输波。 |
借鉴了框架中的这些学科核心思想元素 |
波具有特定波长、频率和振幅的重复模式。 声波需要媒介传播。 |
在教学中,学生参与到科学和工程实践中,如运用学科概念建模和使用数学思维。学生们观察到,敲打鼓的时候,旁边蒙着保鲜膜的碗上的糖会上下跳动。老师把一个响铃放到钟罩里,抽走空气,就听不到铃声。这些实验对那些了解声音原理的人来说,目的很清楚——因为他们知道,声音以压缩波的形式传播并需要传播媒介(如空气)来实现。 每一节课可能看起来都是立体的——实践(建模)、学科概念(粒子相互作用)以及跨学科概念(能量和物质)的结合。但我们认为,这样的教学不符合框架的愿景。
从学生的角度来考虑这些经验:为什么要用保鲜膜把碗蒙上?把一个响着的东西放到钟罩里和把空气抽走这样的想法怎么来的?老师知道这些活动对于应用波形模式解释引发的结果会是一个有益的情境,但学生可能不会明白这与这种调查研究有什么关系。
在单元的某些节点上,这些活动可能是有用的,但需要认真斟酌意义上午建构,对学生来说,意义建构的方式需要科学与工程实践,而这种需要是从知识构建中产生的,而不是以分配的任务的方式。探索鼓、保鲜膜或罐子这种需求不是由之前的学习引发出来的。假设老师提前就说明这些实验有助于了解声音怎样影响空气。虽然添上这个动因会有所帮助,但空气在声音中的作用这一问题也不是学生提出来的。实质就是说,“相信我,这会很有帮助,稍后会明白原因的。”简单提供理由并不能让学生把调查中看到的东西与他们认为重要的问题联系起来,为他们的解释提供依据。这更像是 "做训练 (doing school)",而不是 "做科学(doing science)"。
创设一个能体现出向三维学习转变的学习环境,教师或教学材料要做的不只是在一节课中简单地把科学实践和科学概念组合起来。我们认为,要使学习对学生有意义,教师要和学生作为合作者来发展和管理研究路径,并从这些调查中构建和完善科学认知。
概念框架:学生视角下的连贯性(Coherence)
学生视角下的连贯性,即集体参与有意义的调查时,老师和学生、教学材料协作完成知识构建路径。如果观察者问学生“你为什么要做这个?”任何时候,学生都应该根据他们试图弄明白的东西以及为什么重要来回答——而不是要完成老师或教科书的要求。当学习是连贯的时候,随着时间推移,学生逐渐形成概念,每一步都是由有关现象产生的问题所驱使。
In such cases, the classroom engages in deliberate sensemaking, in which engaging in practices and building science ideas become ways of making progress on the questions they are trying to figure out or the problems they are trying to solve
其目的是让学生在知识构建中扮演协作者的角色,而不是简单地随着学生去他们想去的地方。它需要孕育出基于现象的问题,并与学生同构研究方式。
它需要教师和教学材料的指导,使学生专注于通往学科概念的方向。主要主张是,在把握去哪里的过程中,学生是合作者,而不是简单地由课程材料或老师呈现下一步的内容。.
科学即实践(Science as practice)要求的学习对学生是有意义的
第1部分论述学生视角下的连贯性先是借鉴了“整合知识和实践”的建议,将科学视为实践,而不仅仅是知识和技能的集合。
框架中,把科学学习称之为“实践”概念,而不是“科学技能”,是把学生的科学学习重新设想为有意义、有目的的知识构建。实践反映活动体系的连贯性,在共同目标、期望和规范的指导下,发展和使用科学知识来解释自然世界中的现象或设计问题的解决方案。
有意义的实践这种观点具有重要的启示。现象的解释或问题的解决可以揭示知识上的空白,产生需要调查的问题。不用现象激发调查研究就给学生分配科学任务,学生已有知识就无法充分解释现象,学生就不是处在 "搞清楚 "自然世界的人。
做一个模型或分析数据,是当天指定的任务,而不是由基于现象提出的问题所驱动,这只是遵循指示,而不是参与到知识构建实践。理想的情况是,学生的观点来自于证据,不仅仅是因为这节课要求这样做,而是因为班里想法有冲突,想要解决这种分歧。
科学实践需要建立在学生的日常感性认识上并与讨论联系起来,而不是被视为外来的东西。这需要利用科学实践和对特定学生群体具有文化意义的实践之间的连续性,并帮助学生进入到不同的认识方式 navigate among different ways of knowing。
实践需要转变学生的能动性
“实践”科学的意义对学生在课堂学习中的角色有着清晰地启示。因此,第二部分论述涉及学生的能动性(epistemic agency)。共同的目标、规范和取得进展的方式激励着参与认知构建实践的共同体。这必然需要主动性,作为合作者学生,在引领学习的决策中发挥着积极的作用。
(水平有限,部分内容略去)
问题和现象驱动科学知识的构建
构建可用的科学知识需要有意识地尝试构建、测试和完善模型,以解释自然世界。这需要揭示该现象难以解释的内容,聚焦于需要科学解释的内容,并指出如何调查该现象,才能给模型提供信息,解释发生了什么以及为什么会发生。不是从一个话题(Topic)开始,如“让我们学习光合作用”,而是从提出与现象有关的问题开始,比如观察植物长高、变粗,想知道这株植物多出来的质量是从哪里来的。如果把引导知识构建的问题简单的呈现给学生,而没有让他们参与判别需要解释的内容以及与已知东西连接的学习活动中,那么他们就没有真正参与知识构建过程。
因此,把重点放在学生自己提出的问题上,需要与学生同构调查研究的路径,共同发展和管理,以从学生的角度反映其连贯性。
与学生视角下的连贯性的其他方面一样,这种对主动性问题的关注提出了挑战。在大多数科学课堂上,教师不会把学生提出的问题作为科学课堂的核心。讲授、提出问题和意义建构的沟通范式需要以学生日常交流方法为基础,因为课堂交流不同于学生社交圈和家庭中交流方式。
学习环境的改变
以上三个论述明确了教师和学生如何共同建构认知的关键转变。我们认为:第一,科学学习应该反映实践的意义,这样,学生们才能建立共同的学习目标,具体表现为从真实现象中提出问题,并且在追寻目标的每一步中都是密不可分的参与者;第二,对学生来说,更大的能动性至关重要的,这样教师就可以把他们作为合作者,融入到调查研究和商定所构建的知识当中去;第三,认知建构锚定学生的问题,学生就可以将他们构建的科学与课堂准备解决的问题联系起来。
这些转变结合在一起,界定出从学生角度和学科角度都有意义的学习环境。这些转变需要改变课堂系统中支持和约束互动学习的多个要素。首先,教师需要用各种不同的任务和方式精心组织课堂活动,需要新的课程材料。其次,学生的定位和受到的支持很大程度上取决于颁布的课程(the curriculum as enacted)。需要添补课堂教学策略来支持学生能动性的转变。第三,这些互动需要课堂常规予以保证,让所有学生都感到欢迎和支持。对促进公平的明确关注是实现能动性转变的核心,以应对来自非优势群体和社区的学生面临的课堂挑战。常规必须支持学生将日常思维和交谈方式与认知建构社区中的思维和交谈方式联系起来,并支持课堂共同体——对人的关心和尊重与认知的构建平等对待。
故事线——学生视角下的连贯性模型
我们为设计和颁布教学单元开发了一种教学方法,我们称之为NGSS故事线,以便从学生的角度支持连贯性。 故事线模型为教学材料的设计、使用这些材料的教学策略以及对课堂规范的支持提供了参考。我们使用问题-调查研究-概念这一路径设计单元故事线,学生与教师合作建构认知。
以NGSS的建议为基础,整合框架的三个维度,构建每一节课,学生利用实践来建立和使用科学概念,弄明白现象和要解决的问题。故事线设计原则聚焦于将三维分离的课时拧成一股绳,让日常学习中的学生发出的声音居于的中心位置。
故事线模型由四个设计原则组成,这些原则从学生的角度摆正学生位置并支持连贯性。一个设计原则针对一个概念框架中所阐述的转变学习环境而提出的教学目标。
每条原则都与制定和管理调查研究的教学环节(routine)相联系。我们将这些常规视为教学模式。因为它们反映了在一堂课的要素中完成的重要的智力和社会工作,这些工作可以通过各种特定的活动结构来实现。
表2列出了我们将在本节中考虑的四个设计原则。当我们描述每个原则时,我们会考虑它是如何反映在课程材料、教师的颁布和课堂规范中的,并探讨公平参与科学工作的潜力和挑战。
锚定现象历程或环节( routines)
科学和工程从具有吸引力的现象开始,提出要调查或要解决的问题也为问题的提出提供了情景,从而启动一系列调查研究。然而,要帮助学生发现需要“搞清楚”的问题,需要的不仅仅是呈现这种现象。单元故事线从锚定现象例程开始,用四个要素引导学生从锚定现象到提出问题:
- 1.现象探索;
- 2.尝试理解(to make sense);
- 3.认识相关现象;
- 4.确定问题和调查思路
重要的是,这四个要素可以重合,可以以不同的顺序出现。
Table 2. Storyline design principles and teaching routines.
教学目的 | 教学环节 | 设计原则 | 理论说明 |
---|---|---|---|
如何与学生一起开启(kick off)调查研究? | 锚定现象 | 把科学学习锚定在课堂提出来的问题中 | 把已有的科学概念、现实世界的现象以及自己的经验联系起来,构建更丰富、更有用的知识。 |
怎样与学生一起推动下一步的调查研究? | Navigation | 把学生看做合作伙伴,搞清怎样取得问题研究的进展 | 参与到问题到调查的论述中,弄明白科学活动怎样解决问题 |
怎样帮助学生把已经掌握的科学概念和实践进一步结合起来? | 碎片整合 | 与学生合作,形成解释、模型和解决方案 | 发展与证据相关的更深层次的解释。 |
怎样推动学生深化和修订已共同建立的科学概念和实践? | 问题化 | 与学生合作,找出未回答的问题和欠缺的解释,以指导下一步的学习 | 反驳其他解释,弄清正在构建的知识的效用和原理。 |
1.现象探索
锚定现象历程第一个要素是探索现象,如此一来,学生可以注意到什么是有趣的、有问题的或令人困惑的。为找出问题提供初步的共同的经验。
第一个示例借鉴了中学课程单元《怎样感知到远处这么多不同的声音?》。 在这个单元中,所锚定的现象自制的“留声机”。它由放在简单转盘上的老式唱片、纸制圆锥体和穿过圆锥末端的缝纫针组成 。缝纫针放在唱片上,转台旋转。以下课堂示例来自一位早期试点的两名教师:
老师告诉全班同学,她有一些东西,她希望他们会觉得有趣,可以开始一个新的单元。她旋转乙烯基光盘,学生们开始听到来自仪器的声音。
T:好的,很酷,我告诉过你,这有到一个旋转平台,对吗?那你觉得我该做什么?
S:转起来!
T:我马上就转它。太好了,我想让你们看看。不需要写任何东西。[老师旋转唱片,声音出现]
S:是一首歌吗?
T:什么意思?那是一首歌?
很多学生:是!
T:Nishat,你看到了什么?
Nishat:像一首歌,走调了。
T:太好的,有没有人想分享出现在你的脑海中的东西?Julio ,你呢?
Julio:我听到一个声音,像是一个女人在唱歌。
T:好的,埃文,为什么每次旋转都有不同的曲调?
T:哦!你已经有问题了。太棒了!所以我要再转一次。仔细听,当我停下来的时候,我希望把你注意到的或听到的东西都写下来。
请注意,老师鼓励学生提问和推理,但暂时不回答这些问题,从而邀请学生继续注意和思考
2.尝试理解
第二个要素involves attempting to make sense of the anchor。Phenomena in the natural or designed world do not uniquely constrain the questions or problems that could be explored.
教师如何圈定要探明的任务有助于让学生专注于需要解释的内容,常常促使他们意识到自己无法完全解释一些他们认为理所当然的事情。声音单元材料要求学生:
画一个模型解释“你是如何听出房间传出来的声音的不同?”显示放大视图(1)指针接触唱片的位置,(2)声源和耳朵之间的空气中的一个点。
分享模型时,学生们普遍同意三个核心观点:
声源在唱片上(尽管他们不同意原因)
从声源传到大家的耳朵
然后以某种方式被侦测到。
学生们对在空气运动的声音是什么组成的并不认同。学生通常认为声音是不可见的东西,比如一系列音符或“曲线”。一些学生画了同心圆,其中一些称之为 "声波",尽管这些学生除了说 "声音在移动 "之外,无法解释这些波。这种试图阐明声音如何传播和为什么会传播的过程与一些重要的知识空白以及对这种现象的一些不同看法相关,如解释他们的观察,即人离声源越近,声音就越大。
帕特里克:大量的声波从这个区域出来。在耳朵和唱片之间,声音会减少,进入耳朵的声波也会减少。进入耳朵的声波量减少了。
老师让帕特里克说进一步说一说“声波量减少“是什么意思。他回答说:“它们是一样的,但它们只是减少了声波”,另一个学生(贝尼托)不同意帕特里克模型。
贝尼托:我有点同意,但我有点不同意,因为。当音调越来越小,当离得越来越远的时候,你听到的就少了。这些音符会朝着不同的方向,而不仅仅是一个点?
T:你是说声音没有那么大吗?或者当你离得更远的时候,有时你听不见?
贝尼托:当你离得更远的时候,有时你听不到那么多。我在想。他们喜欢分裂吗?或者,我认为发生的事情就像他们无处不在。
这两个想法的差异是微妙的,但对于学习目标很重要。在帕特里克的模型中,声音在远距离传播时,强度会降低。在贝尼托的想法中,声音随着距离声源的距离而减小,因为它传播得越来越广(“它们无处不在”)。这两个想法都是学生在本单元后期开发的模型的重要资源。
3.认识相关现象
第三个要素是帮助学生将这种现象与自己的经验连接起来,鼓励学生在解释现象时引入相关经验。例如,在试图弄清楚唱片的不同部分如何播放不同的声音时,一组人提出了玩偶匣相关现象,不同长度的金属片撞击“凸起”发出不同音符(这一想法在学生研究音高时会产生很大的影响):
马克:我们组的艾米和德里克在谈论唱片上的"凹凸",说针是如何撞击“凹凸”产生不同声音。举个例子,我知道的一件事是,玩偶匣,转动把手,长金属片撞击这些凸起,产生不同的曲调,像[唱]达嘀嗒嘀。它可能是这样的。
那么为什么它有不同的声音呢?
马克:也许长度。或者大小?
这些材料促使学生报告自己生活中的经历,这些经历与他们试图解释的内容类似:多想想从远处听到的不同声音的经历,Use the experiences to try to generate a list of phenomena involving sound that we also want to explain in our unit”
课堂上,学生们带来了他们的经历,如窗外树叶的摆动,其它楼层吸尘器的声音,楼下的打电话的声音以及在桥下、水中、车内或在声音路径上有其他物体的经验。这把学生调查内容与自己的经验联系起来。锚成为催化剂。它不是课堂上唯一要解释的东西,甚至可能不是最核心的东西。学生的经验成为连接科学与生活的背景。
4.确定问题和调查思路
关键的一步是利用学生关于锚定现象和相关经验的对话,明确提出一系列要探求(pursue)的问题。这些问题意味着为了解释所谈论的现象,决定要竭力弄清楚的东西。全班集体描画的这些问题,成为前进的使命。在 "声音 "单元中,学生提出自己的问题,在驱动问题板(Driving Question Board,DQB)上分享。
当学生分享问题时,其他有类似或相关问题也可以嵌进去,放在一旁。本单元教师支持学生将问题梳理成串,就成了教学过程的组成部分。表3展示显示的是学生提出的问题。
锚定现象环节的这一要素还包括针对要研究问题,进行头脑风暴,从现象中找出证据以取得进展。在这个时候,我们并不期望学生有足够的材料设计多么完美的调查研究。学生需要学习从现象中收集到证据这一新的科学工具。学生需要学习新的科学工具来从现象中收集证据 然而,思考一下什么会说服他们,即使他们不确定如何收集这些证据,也能使学生为 建立对其结果意义的更深层次的理解。
让我们看看学生想法。一个学生建议"使用不同的物品,观察发出的声音"。另一个学生补充说,可以找一件乐器,看看它能发出的声音有什么。
表3. 驱动问题板上问题。
● 声音是粒子组成的吗?
● 怎样控制说话的音量?
●是否是某些分子将声音传送到耳朵里?
● 怎样听到耳机里的声音?
● 怎样听到水中声音?
● 离得近为什么会比离得远听得更清楚?
● 演奏乐器时为什么能感觉到振动?
● 振动与声音有关系吗?
● 为什么人的声音各不同?
等等
表4. 调查思路
●使用不同的物品——观察声音
● 使用不同的物品物体--观察音量
● 视频慢动作
● 研究耳朵结构和功能
● 放大唱片
● 联系扬声器、扩音器的发明者或制造者弄清楚工作原理
● 在不同的区域测试(距离、音量、不同的声音)。
带乐器
锚定现象历程可应用于各个年级段
亲历与公平参与
锚定现象历程通过自身与科学的连接,在科学学习的能动性方面起着核心作用。虽然最初所锚定的现象是由老师带来的(含教学材料),但最后的学习包括学生各自的声音。学生们将自己的个人经历和先前的知识带入课堂,提出问题,并运用他们的研究成果来解释生活中的疑惑。因此,锚定现象不仅仅是 "激发 "科学的动力。参与科学实践的意义在于看到所做的事情有助于解决他们的疑惑,不是告诉学生,我们要学习声音知识,因为粒子碰撞和能量转移(潜在机制)是重要的科学概念。而是让学生自己解释日常生活和学习中弄出声音和感知声音的经验。
对于公平参与,关键在于教师在设定锚定现象历程中所扮演的的角色。教师需要将学生摆在认知建构的合作者位置,坚信每个学生都会给学习过程带来重要智力资源。这涉及到对任务进行结构化,使所有学生贡献出的问题能设定单元学习方向。
开始调查之前,建立现象模型需要将每个学生定位为认知构建者,而不是必须先向专家学习才能从事科学工作的人。该方法不是“预先加载”词汇或内容,把斟酌具有挑战性的现象和问题放在最后。如果做得好,学生会看到他们所做的实际上是弄清自身生活所经验到的事情,将他们这些已认识的经验作为资源加以利用,而不是把科学与现实生活分离,或者看作是“别人的”东西。虽然起点来自于课程材料中的锚定现象,但学生根据自己的经验,用他们自己的话来说,课堂要解决的问题是由学生自己圈定的。
发挥学生的能动性需要在学生的想法和教师确定的单元方向之间不断议付(negotiation)(由于责任压力)。
向学生的问题敞开大门,会出现单元资源不能直接帮助学生解决问题的情形。通过反复设计,我们发现可以预见到大多数学生所关注的科学问题。然而,教师可能需要让课堂聚焦于蕴含教学重点的现象要素。例如,学生问:"鲸鱼使用回声定位吗?" 在本单元中,学生们研究动物或其他物体必须具备什么条件才能感知空气或水中的声音和发出声音(振动的东西),但不涉及鲸鱼解剖学的具体细节。
尽管学生的问题不可能全部采纳,但我们的目标是让学生感觉到他们在集体任务中起到了一定的作用(驱动问题板上),他们已经回答了自己的问题或取得了真正进步。事实上,后来从五位声音教师的课堂上收集到的一批学生问题单(每隔几节课收集一次)显示,大多数学生相信他们的问题会有进展。
Navigation routine: figuring out next steps
弄清楚下一步要去哪里,是连贯性的一个关键因素,它反映了学生的认知能动性。 然而,这也是许多课堂上不容易发生的。知识建构管理涉及到一个持续的过程,即弄清课堂进展情况(反思)和弄清楚下一步需要做什么(计划)。
上课伊始,全班同学要考虑他们在知识建构中的位置以及存在哪些悬而未决的问题或出现哪些障碍,然后,向前看,找出去哪里解决这些问题。在课程结束时,课堂反思,以便思考他们取得了哪些成就,出现了哪些新问题,并考虑下一课要做什么。这种持续的导航提供了一条主线,使课堂进展成为徐徐展开的 "故事线",而不是仅仅通过常见的主题("我们正在做一堆声音的实验")把几节课连接起来。
声音单元开始时的头脑风暴,提供了丰富的研究方向。学生们希望 "把唱片放大 "和 "用慢动作"。教师按照学生提出的想法——把唱片放大,开启了第2节课。
学生们用放大镜观察到唱片一些线与其他线不同,引出新的问题。老师提供了显微镜图像。学生们发现,唱片上的凹槽并不是光滑的通道,而是有“凸起”。他们推测,唱针碰到“凸起”,产生了不同声音。老师建议探寻“慢动作“思路,并提供了慢动作——唱针在沟槽滑动的视频。学生们观察到,针顺着凹槽左右摇晃,推测凹槽中的不同图案导致唱针振动。从而产生了不同的声音。
故事线把上节课弄明白的东西,作为下一节课的基础。老师(根据课程提示)问学生是否认为其他东西也会往复运动产生声音?这个新问题与学生先前提出的研究乐器的想法有关。第3课,学生们亲身探索了现场的乐器,并且 研究了乐器发声的慢动作视频。学生们开始形成一个模型,在这个模型中,一个非刚性的物体来回振动产生声音。下面故事线显示的导引(图1)。 每一行说明探究逻辑的下一步,从围绕现象引领参与实践的问题,到引领学生在该课中弄清楚的问题。学生在这一课中发现了什么。箭头表示通往下一课,从 "我们弄明白什么 "最后到下节课课的问题。每一个调查研究产生于锚点或上一节课的问题,而学生要弄明白的东西引出后续的课。
通过导引支持连贯与公平
我们认为导引是故事线方法的核心。故事线约定使用学生的问题和确定的问题作为科学与工程学习的目的。导引支持并显示出这些联系。比如说。建议带来乐器的学生有机会在调查中运用自己的经验,而不是在学生不认同的训练的推动下开展学习。
整合历程:科学概念和实践的聚合
在NGSS课标中,连贯性的关键特征是科学概念的渐进式聚合。每个新调查都会产生另一块拼图,提出新问题。在关键节点,学生需要把所理解的现象或问题综合起来,把各课中形成的概念聚合起来,并试图合作开发一件作品(模型、解释、设计)——适用于目前为止遇到的各种现象。这通常涉及促进课堂达成共识的讨论,汇集学生的想法,像抄写员一样,记下出现的新共识帮助全班辨识任何有分歧的地方。
在 "声音 "单元中,第一节整合课是把学生从他们的调查中得到的东西聚合起来,解释乐器(如吉他弦、音叉的尖头、鼓皮)等部位是如何振动而产生声音的(关于他们建立的模型的细节,请看问题化部分)。在随后的调查周期中,学生对模型进行了详细的阐述,以解释振动的变化是怎样产生不同的音量与音高的,并解释声音怎样以粒子碰撞的方式在介质中传播。学生们把这些想法聚在一起,建立新的现象模型,例如,构建一个粒子碰撞模型,说明敲击鼓如何使空气粒子将能量传递给碗上的保鲜膜,使其振动,糖粒子弹跳(补充说明:图S3)。将整合历程也可以帮助学生把模型扩展到更多的自己亲历的情境中。例如,自然选择的故事线要求学生利用设计挑战中弄明白的东西制定一个信息图表,帮助他人认识不服用完整剂量的抗生素的危险性。
问题化(Problematizing):推动学生更深入地学习
问题化的问题(problematization questions),这类问题属于批判性问题,它针对已有陈述提出质疑,揭露其中可能的漏洞,让学生意识到,任何观点都可以被“问题化”,没有一个所谓的绝对正确的答案。比如,一个人说:“人都是会死的”,你问:“那苏格拉底死了吗?”这便是一个问题化的问题,因为它让人不得不重新思考“死”的定义
在单元的关键节点上,整合历程取得一些进展后, 需要推动学生更深入地学习。这包括问题化 (Reiser, 2004),在这个过程中,教师把议题置于眼前,帮助学生发现当前所理解的存在的问题或空白。可以通过培养和利用新出现的分歧,或引入一个具有挑战性的新现象。
在 "声音 "单元中,问题化策略推动学生概括声音振动模型。 综合前三课的发现(图1),学生们开发了一个模型来解释乐器是如何发声的。
学生们达成共识,认为乐器重复的运动中(老师板书“振动”)——发出声音的。他们模拟这种运动给物体施加一个力(吉他弦、鼓皮),变形,弹回原点,重复,速度递减。弧度越来越小,直到最终停止,声音也停了。然后,学生们用这个模型来解释乐器发声的不同情况。这时候,老师引导全班同学退后一步,提出超越乐器的一般性问题,鼓励学生思考该模型是否适用于受力发出声音的所有事物,如敲击桌子或脚踏过的走廊。
肖恩:就像我说的,所有东西都至少有一点振动,即使是用手指敲击桌子或其他东西。[另一个学生用手指敲击桌子]只发出一点声音。
T:好的,那么告诉我,手指敲桌子,你想说明什么。
肖恩:这是一个声音的例子,敲击桌子时[敲击桌子]你会听到声音。但真正的问题是,手指实际上在振动了吗?还是桌子在振动,而手指没有?
T:嗯。那么,你认为答案是什么?
肖恩:我认为手指和桌子,也桌子在振动。
T:那么,你认为桌子也是如此?
肖恩:你们认为桌子是有弹性的,可以弯曲它[推桌子],然后它又恢复到原来的形状?是这样吗?[看着全班同学]你们觉得呢?. . . 这块地板[踩着地板]把它弄弯了吗?或者说它是扭曲的?亚伦你在摇头 。
亚伦:就像....,如果在地板上放一把链锯,它会开裂,但如果只是人踩在上面,我认为它不会,但.......
老师没有解决这个分歧或鼓励学生坚持他们的模式。 这位老师培养了分歧,提出桌子和地板是否会变形并回弹的问题("这个地板,我们会弄弯它吗?),挑战肖恩关于所有物体都会振动的观点,
她注意到,一些学生似乎不忿,继续推动同学们的思考。
另一个学生,胡里奥,反对所有物体都是通过变形而发出声音的观点--"因为大多数发出声音的东西都是固体,而一些固体是通过变形而发出的。因为大多数发出声音的东西都是固体,而有些固体可以非常结实,根本不动。“
全班同学都意识到每个备选方案都有令人信服的论据。老师建议他们需要通过调查来解决这个问题,并扩展他们的乐器模型。然后,学生们接过问题,利用老师提供的工具,调查固体桌子在被敲击时是否真的会振动并发出声音。他们确定,它确实以肉眼不可见的方式振动(第4课,图1)。
问题化历程支撑连贯和公平
问题化和整合历程意在让学生的科学概念之路更明了,而不是让那些接触过典型科学概念或能够较快推测出科学概念的学生享有特权。而不是让那些已经接触过经典科学观点或者能够更快地跳到这些猜想的学生显出优势。 重点在于通过解读来自现象互动的证据,逐步的,释义概念。拥有部分 "正确答案 "并不重要。这个过程远不止把好的解释综合起来,而是侧重于建立链条式的看法——为什么如此确信这种解释,以及是怎样排除其他观点的。
这种方法是在说明师生能动性的结合。虽然问题化往往是由教师发起的(根据材料中的提示),但它使学生模型中隐含的不同意见或模糊性显露出来。与其简单地告诉学生什么时候应该进一步调查,就不如让学生认识到还有更多的工作要做,接受这种挑战。
问题化也是帮助学生把知识构建看作是渐进的,并在这个过程中对不确定性感到舒服。整个故事线,学生经历了几个建模周期,然后不断地找出需要修改或扩展这些模型的方法。遇到难题时,抓住需求弄清楚怎样取得进展,这是学科实践的一个关键因素。
讨论
在这一节中,我们回到能动性与推动故事线方向的责任(accountability)之间的张力关系,并思考尝试协商(negotiate)这些张力的方式。
讨论的最后是对教师角色和教师学习的一些启示。
认知能动性和伪能动性的两难
我们的目标是赋能学习者成为能动的学习社群,这样他们就会把科学工作看做解决自己的问题、难题、想法。我们认为能动性对框架的愿景至关重要,可以作为支持公平、吸引和赋能那些在科学课堂上不受欢迎的学习者,针对他们的想法和关切,重塑科学。
Our studies of teachers’ enactment and student experiences with storylines suggest promise in this approach.
故事线的制定和学生的体验研究表明 这种方法的前景。
在这例子中,学生利用锚定现象所做的事情为更多一般科学问题添加了背景,将锚定现象的出发点细化为与学生生活相关的问题。学生认为他们的想法被听到了,并相信他们的班级会解决他们的许多问题。初步研究结果表明,在专业学习的支持下(夏季学院 和专业学习社区会议),开始使用该方法的教师在培养学生的学习能动性方面取得了一些成功。
作为一个计划好的序列,学生可能会想,如果老师已经为下一节课准备好了实验材料,为什么还要问同学下一步该做什么呢?我们不建议教师在学生讨论之前假装没有课程计划,也不想让学生觉得老师邀请他们思考下一步该怎么走只是走过场,因为课程已经计划好了。做到平衡很棘手。
办法是让学生想法琢磨需要去哪里,并让他们意识到弄清“下一步”的好处,即使老师和课程已经针对目标预先准备了一些资源。我们的信奉的是(commitment),学生是确定需求和如何取得进展的一员。想想前面问题化的例子。事实上,老师和学生在决策中都发挥着关键作用。老师让学生思考课堂开发的模型是否适用于敲击时发出声音的其他东西。分歧出现,学生们被说服——哦,是需要研究的问题。他们不懂得怎么判定桌子产生声音是否是振动引起。虽然教师提议使用仪器,但这是回应学生的要求。
与这种合作建构相比,是这样一节课,模式和研究乐器振动一致,不先确定问题需求,直接告诉学生,老师有一个仪器,可以显示除乐器外,其他东西也会振动。
除了导引和问题化中的这种合作建构,故事线策略旨在加强学生的发言权,即使是已有计划好的路径作骨架。其历程旨在让课堂建立原初轨迹的局部版本,让事例情景化,用他们自己的问题和经验来建构观念。
References
Achieve. (2016). Educators evaluating the quality of instructional products (EQuIP) rubric for science,version 3.0. NextGen Science, WestEd. Retrieved October 2016, from http://www.nextgenscience.org/sites/default/files/EQuIP%20Rubric%20for%20Science%20v3.pdf
Aguiar, O. G., Mortimer, E., & Scott, P. (2010). Learning from and responding to students’questions: The authoritative and dialogic tension. Journal of Research in Science Teaching, 47(2), 174–193. https://doi.org/10.1002/tea.20315
Alzen, J. L., Edwards, K., Penuel, W. R., Reiser, B. J., Passmore, C., Griesemer, C., Zivic, A., &Murzynski, C. (2020). Exploring the connections between epistemic agency and a commitment to
the collective enterprise of sensemaking in the science classroom. In M. Gresalfi & I. S. Horn (Eds.),The interdisciplinarity of the learning sciences, 14th International Conference of the Learning Sciences (ICLS)2020 (Vol. 4, pp. 1879–1886). International Society of the Learning Sciences.
Bang, M., Brown, B. A., Calabrese Barton, A., Rosebery, A. S., & Warren, B. (2017). Toward more equitable learning in science: Expanding relationships among students, teachers, and science
practices. In C. V. Schwarz, C. M. Passmore, & B. J. Reiser (Eds.), Helping students make sense of the world through next generation science and engineering practices (pp. 33–58). NSTA Press.
Bang, M., & Medin, D. (2010). Cultural processes in science education: Supporting the navigation of multiple epistemologies. Science Education, 94(6), 1008–1026. https://doi.org/10.1002/sce.20392
Banilower, E. R., Smith, P. S., Malzahn, K. A., Plumley, C. L., Gordon, E. M., & Hayes, M. L. (2020).Report of the 2018 NSSME+. Horizon Research, Inc. http://horizon-research.com/NSSME/2018-nssme/research-products/reports/technical-report
Berland, L. K., Russ, R. S., & West, C. P. (2020). Supporting the scientific practices through epistemologically responsive science teaching. Journal of Science Teacher Education, 31(3),264–290. https://doi.org/10.1080/1046560X.2019.1692507
Berland, L. K., Schwarz, C. V., Krist, C., Kenyon, L., Lo, A. S., & Reiser, B. J. (2016). Epistemologies in practice: Making scientific practices meaningful for students. Journal of Research in Science
Teaching, 53(7), 1082–1112. https://doi.org/10.1002/tea.21257
Bricker, L. A., & Bell, P. (2012). Argumentation and reasoning in life and in school: Implications for the design of school science learning environments. In M. S. Khine (Ed.), Perspectives on scientific
argumentation (pp. 117–133). Springer.
Brown, B. A. (2019). Science in the city: Culturally relevant STEM education. Harvard Education Press.
Calabrese Barton, A. (1998). Reframing “science for all” through the politics of poverty. Educational
Policy, 12(5), 525–541. https://doi.org/10.1177/0895904898012005004
Campbell, T., Schwarz, C. V., & Windschitl, M. (2016). What we call misconceptions may be
necessary stepping-stones toward making sense of the world. Science and Children, 53(7), 69–74.
https://doi.org/10.2505/4/sc16_053_07_28
Carlone, H. B. (2004). The cultural production of science in reform-based physics: Girls’ access,
participation, and resistance. Journal of Research in Science Teaching, 41(4), 392–414. https://doi.
org/10.1002/tea.20006
Carlone, H. B., Haun-Frank, J., & Webb, A. (2011). Assessing equity beyond knowledge- and skills-based
outcomes: A comparative ethnography of two fourth-grade reform-based science classrooms. Journal of
Research in Science Teaching, 48(5), 459–485. https://doi.org/10.1002/tea.20413
Damşa, C. I., Kirschner, P. A., Andriessen, J. E. B., Erkens, G., & Sins, P. H. M. (2010). Shared
epistemic agency: An empirical study of an emergent construct. Journal of the Learning Sciences, 19
(2), 143–186. https://doi.org/10.1080/10508401003708381
DeBarger, A. H., Penuel, W. R., Harris, C. J., & Schank, P. (2010). Teaching routines to enhance
collaboration using classroom network technology. In F.Pozzi & D.Persico (Eds.), Techniques for
fostering collaboration in online learning communities: Theoretical and practical perspectives
(pp. 224–244). IGI Global.
Edelson, D. C. (2001). Learning-for-use: A framework for integrating content and process learning in
the design of inquiry activities. Journal of Research in Science Teaching, 38(3), 355–385. https://doi.
org/10.1002/1098-2736(200103)38:3<355::AID-TEA1010>3.0.CO;2-M
Engle, R. A. (2012). The productive disciplinary engagement framework: Origins, key concepts and
developments. In D. Y. Dai (Ed.), Design research on learning and thinking in educational settings:
Enhancing intellectual growth and functioning (pp. 161–200). Routledge.
Ford, M. J. (2008). Disciplinary authority and accountability in scientific practice and learning.
Science Education, 92(3), 404–423. https://doi.org/10.1002/sce.20263
Ford, M. J. (2015). Educational implications of choosing “practice” to describe science in the next
generation science Standards. Science Education, 99(6), 1041–1048. https://doi.org/10.1002/sce.21188
Ford, M. J., & Forman, E. A. (2006). Redefining disciplinary learning in classroom contexts. Review of
Research in Education, 30(1), 1–32. https://doi.org/10.3102/0091732X030001001
Fricker, M. (2007). Epistemic injustice: Power and the ethics of knowing. Oxford University Press.
Furtak, E. M., & Penuel, W. R. (2019). Coming to terms: Addressing the persistence of “hands on”
and other reform terminology in the era of science as practice. Science Education, 103(1), 167–186.
https://doi.org/10.1002/sce.21488
Guy-Gaytán, C., Gouvea, J. S., Griesemer, C., & Passmore, C. (2019). Tensions between learning
models and engaging in modeling. Science & Education, 28(8), 843–864. https://doi.org/10.1007/
s11191-019-00064-y
Hudicourt-Barnes, J. (2003). The use of argumentation in Haitian Creole science classrooms.
Harvard Educational Review, 73(1), 73–93. https://doi.org/10.17763/haer.73.1.hnq801u57400l877
InquiryHub Partnership, & NextGen Science Storylines. (2018). Why don’t antibiotics work like they
used to? http://www.nextgenstorylines.org/why-dont-antibiotics-work-like-they-used-to
Jiménez-Aleixandre, M. P., Rodríguez, A. B., & Duschl, R. A. (2000). “Doing the lesson” or “doing
science”: Argument in high school genetics. Science Education, 84(3), 757–792. https://doi.org/10.
1002/1098-237X(200011)84:6<757::AID-SCE5>3.0.CO;2-F
Kanter, D. E. (2010). Doing the project and learning the content: Designing project-based science
curricula for meaningful understanding. Science Education, 94(3), 525–551. https://doi.org/https://
doi.org/10.1002/sce.20381
Ko, M. L. M., & Krist, C. (2019). Opening up curricula to redistribute epistemic agency: A framework for
supporting science teaching. Science Education, 103(4), 979–1010. https://doi.org/10.1002/sce.21511
Krist, C. (2020). Building trust: Supporting vulnerability for doing science in school. In M. Gresalfi &
I. S. Horn (Eds.), The interdisciplinarity of the learning sciences (pp. 270–277). International Society
of the Learning Sciences.
Krist, C., Brody, L., Novak, M., & Tipton, K. (2016). Cultivating a next-generation classroom culture.
Science Scope, 39(5), 8–14. https://doi.org/10.2505/4/ss16_039_05_8
Krist, C., & Suárez, E. (2018). Doing science with fidelity to persons: Instantiations of caring participation in
science practices. In J. Kay & R. Luckin (Ed.), Proceedings of the 13th International Conference of the
Learning Sciences (Vol. 1, pp. 424–431). International Society of the Learning Sciences.
Krumm, A. E., Penuel, W. R., Pazera, C. S., & Landel, C. J. (2020). Measuring equitable instruction at
scale. In M.Gresalfi & I. S.Horn (Eds.), The interdisciplinarity of the learning sciences, 14th
International Conference of the Learning Sciences (ICLS)2020 (Vol. 4, pp. 2461–2468).
International Society of the Learning Sciences.
Lehrer, R., & Schauble, L. (2006). Scientific thinking and science literacy: Supporting development in
learning in contexts. In W. Damon, R. M. Lerner, K. A. Renninger, & I. E. Sigel (Eds.), Handbook of
child psychology (6th ed., Vol. 4, pp. 153–196). John Wiley and Sons.
Lemke, J. L. (1990). Talking science: Language, learning, and values. Ablex.
Manz, E. (2015a). Representing student argumentation as functionally emergent from scientific
activity. Review of Educational Research, 85(4), 553–590. https://doi.org/10.3102/0034654314558490
Manz, E. (2015b). Resistance and the development of scientific practice: Designing the mangle into
science instruction. Cognition and Instruction, 33(2), 89–124. https://doi.org/10.1080/07370008.
2014.1000490
Manz, E., & Suárez, E. (2018). Supporting teachers to negotiate uncertainty for science, students, and
teaching. Science Education, 102(4), 771–795. https://doi.org/10.1002/sce.21343
McGill, T. A. W., & Novak, M. (Eds.). (2018). How can we sense so many different sounds from a
distance? [v 2.1]. NextGen Science Storylines. https://www.nextgenstorylines.org/how-can-senseso-
many-different-sounds
McGill, T. A. W., & Novak, M. (Eds.). (2019). Why do some things wash up on the beach and others
don’t? NextGen Science Storylines. https://www.nextgenstorylines.org/why-do-some-things-washup-
on-the-beach-and-others-dont
Michaels, S., & O’Connor, C. (2012). Talk science primer. TERC. https://inquiryproject.terc.edu/
shared/pd/TalkScience_Primer.pdf
Miller, E., Manz, E., Russ, R., Stroupe, D., & Berland, L. (2018). Addressing the epistemic elephant in
the room: Epistemic agency and the next generation science standards. Journal of Research in
Science Teaching, 55(7), 1053–1075. https://doi.org/10.1002/tea.21459
National Research Council. (2012). A framework for K-12 science education: Practices, crosscutting
concepts, and core ideas. National Academies Press.
NGSS Lead States. (2013). Next generation science standards: For states, by states. The National
Academies Press.
Odden, T. O. B., & Russ, R. S. (2019). Defining sensemaking: Bringing clarity to a fragmented
theoretical construct. Science Education, 103(1), 187–205. https://doi.org/10.1002/sce.21452
OpenSciEd. (2019). OpenSciEd teacher handbook. https://www.openscied.org/teacher-handbook/
Passmore, C. M., Gouvea, J. S., & Giere, R. (2014). Models in science and in learning science: Focusing
scientific practice on sense-making. In M. R. Matthews (Ed.), International handbook of research in
history, philosophy and science teaching (pp. 1171–1202). Springer. https://doi.org/10.1007/978-94-
007-7654-8_36
Passmore, C. M., & Svoboda, J. (2012). Exploring opportunities for argumentation in modelling
classrooms. International Journal of Science Education, 34(10), 1535–1554. https://doi.org/10.1080/
09500693.2011.577842
Penuel, W. R., Bell, P., Neill, T., Morrison, D., & Tesoriero, G. (2018). Selecting anchoring phenomena
for equitable 3D teaching. https://stemteachingtools.org/pd/sessione
Reiser, B. J. (2004). Scaffolding complex learning: The mechanisms of structuring and problematizing
student work. Journal of the Learning Sciences, 13(3), 273–304. https://doi.org/10.1207/
s15327809jls1303_2
Reiser, B. J., Brody, L., Novak, M., Tipton, K., & Sutherland Adams, L. M. (2017). Asking questions. In
C. V. Schwarz, C. M. Passmore, & B. J. Reiser (Eds.), Helping students make sense of the world
through next generation science and engineering practices (pp. 87–134). NSTA Press
Reiser, B. J., Novak, M., & McGill, T. A. W. (2017). Coherence from the students’ perspective: Why the
vision of the Framework for K-12 Science requires more than simply“combining”three dimensions of
science learning. http://sites.nationalacademies.org/cs/groups/dbassesite/documents/webpage/
dbasse_180270.pdf
Remillard, J. T. (2005). Examining key concepts in research on teachers’ use of mathematics curricula.
Review of Educational Research, 75(2), 211–246. https://doi.org/10.3102/00346543075002211
Rosebery, A., Ogonowski, M., DiSchino, M., & Warren, B. (2010). “The coat traps all your body heat”:
Heterogeneity as fundamental to learning. The Journal of the Learning Sciences, 19(3), 322–357.
https://doi.org/10.1080/10508406.2010.491752
Rosebery, A., Warren, B., & Tucker-Raymond, E. (2016). Developing interpretive power in science
teaching. Journal of Research in Science Teaching, 53(10), 1571–1600. https://doi.org/10.1002/tea.21267
Schmidt, W. H., McKnight, C. C., & Raizen, S. A. (1997). A splintered vision: An investigation of
U.S. science and mathematics education. Kluwer.
Schwarz, C. V., Passmore, C. M., & Reiser, B. J. (2017). Moving beyond “knowing” science to making
sense of the world. In C. V. Schwarz, C. M.Passmore, & B. J. Reiser (Eds.), Helping students make
sense of the world through next generation science and engineering practices (pp. 3–21). NSTA Press.
Schwarz, C. V., Reiser, B. J., Davis, E. A., Kenyon, L., Acher, A., Fortus, D., Shwartz, Y., Hug, B., &
Krajcik, J. S. (2009). Developing a learning progression for scientific modeling: Making scientific
modeling accessible and meaningful for learners. Journal of Research in Science Teaching, 46(6),
632–654. https://doi.org/10.1002/tea.20311
Sikorski, T. R., & Hammer, D. (2017). Looking for coherence in science curriculum. Science
Education, 101(6), 929–943. https://doi.org/10.1002/sce.21299
Stroupe, D. (2014). Examining classroom science practice communities: How teachers and students
negotiate epistemic agency and learn science-as-practice. Science Education, 98(3), 487–516.
https://doi.org/10.1002/sce.21112
Tan, E., & Calabrese Barton, A. (2010). Transforming science learning and student participation in
sixth grade science: A case study of a low-income, urban, racial minority classroom. Equity &
Excellence in Education, 43(1), 38–55. https://doi.org/10.1080/10665680903472367
Warren, B., Ballenger, C., Ogonowski, M., Rosebery, A. S., & Hudicourt-Barnes, J. (2001). Rethinking
diversity in learning science: The logic of everyday sense-making. Journal of Research in Science
Teaching, 38(5), 529–552. https://doi.org/10.1002/tea.1017
Warren, B., & Rosebery, A. (2011). Navigating interculturality: African american male students and
the science classroom. Journal of African American Males in Education, 2(1), 1–18. https://
jaamejournal.scholasticahq.com/article/18415-navigating-interculturality-african-american-malestudents-
and-the-science-classroom
Watkins, J., Hammer, D., Radoff, J., Jaber, L. Z., & Phillips, A. M. (2018). Positioning as notunderstanding:
The value of showing uncertainty for engaging in science. Journal of Research in
Science Teaching, 55(4), 573–599. https://doi.org/10.1002/tea.21431
Weizman, A., Shwartz, Y., & Fortus, D. (2010). Developing students’ sense of purpose with a driving
question board. In R. E. Yager (Ed.), Exemplary science for resolving societal challenges
(pp. 110–130). NSTA Press.
Windschitl, M., & Calabrese Barton, A. (2016). Rigor and equity by design: Seeking a core of practices
for the science education community. In D. H. Gitomer & C. A. Bell (Eds.), AERA handbook of
research on teaching (5th ed., pp. 1099–1158). American Educational Research Association.
Windschitl, M., Thompson, J., & Braaten, M. (2008). Beyond the scientific method: Model-based
inquiry as a new paradigm of preference for school science investigations. Science Education, 92(5),
941–967. https://doi.org/10.1002/sce.20259
Windschitl, M., Thompson, J., & Braaten, M. (2018). Ambitious science. Harvard Education Press.
Wright, C., Wendell, K. B., & Paugh, P. B. (2018). “Just put it together to make no commotion:” reimagining
urban elementary students’ participation in engineering design practices. International
Journal of Education in Mathematics, Science, and Technology, 6(3), 285–301. https://www.ijemst.
org/index.php/ijemst/article/view/198
Zivic, A., Smith, J. F., Reiser, B. J., Edwards, K. E., Novak, M., & McGill, T. A. W. (2018). Negotiating
epistemic agency and target learning goals: Supporting coherence from the students’ perspective.
In J.Kay & R.Lukin (Eds.), Rethinking learning in the digital age: Making the learning sciences count,
13th International Conference of the Learning Sciences (ICLS) (Vol. 1, pp. 25–32). International
Society of the Learning Sciences.