探究式科学教育中录像教学与演示实验的比较教学策略
原文作者 Songul Severa, Kemal Yurumezoglua, Ayse Oguz-Unvera. 单位 穆拉大学教育学院
摘要：这项研究的目标是传播一线研究人员设计的以光与物质相互作用为试听媒介的实验活动与课程，可以在学校实验设施不足时使用，通过这种方式，提供需要的教育材料支持，提供对教师的指导和学生学习的促进。这项研究是在二年级的学生教师中（N：148）进行演示实验或录像实验。结果表明，演示实验与实验录像的效果并没有显著的差异，这意味着实验录像可以替代演示实验。
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关键词：录像实验; 演示实验; 探究式科学教育; 光与物质的相互作用; 教育材料
1.引言
“做中学”而不是机械记忆的教育理念，出现在二十世纪初，由美国著名的实用主义教育家杜威（大号，2009年）倡导，其后该理念在教育界领域日益广泛并一度成为主流。尝试学习的体系结构中，即我们感觉和思维同时进行的，在大脑中完成的探究。探究不仅有助于分散的数据集中到我们的感觉，而且能帮助思维处理和安排数据。探究有助于发现客观事物的实质，使我们能够更好地理解对象，以及明确每一种情况下对象的区别和联系。探究的态度不仅可以激发求知欲，而且驱使个人积极的融入整个过程。在一个实验活动中发挥作用的个体决定了现象中有效的变量，揭示了变量之间的关系。其后，研究人员理解并认为变量的因果关系在整个过程中发挥着重要的作用。在现有现象的过程中探究内在因果关系可以培养课堂上的科学认识。扩展课堂上的这种理解使得学生真正参与教学并且达到一个高水准的科学交流成为可能。
教师已经意识到实验教学的成效，即在教学活动中探究式学习的理念是行之有效，是参与度高的。然而，尽管如此，由于课堂中教学的实际困难，有效性有时会受到影响。事实上，通过个人的努力教师不能完全具备整个跨度的知识，进行并糅合这些活动所需要的技能和时间可能导致部分或完全放弃这种方法。正是因为这个原因，整合探究和做中学（参与学习）的方法，并创造使之成为可能的新教学策略是很重要的。在实验活动中呈现多样性的活动策略为教师与学生提供不同的知识能力选择。反过来，这将有助于在科学文化基础知识的授受过程中呈现更多个性化的思想。
走近科学知识的本质要求连续性和多样性的推理。在课堂环境下高参与度、思想性的师生互动使得推理的多样性成为可能。这种相互作用的有效性可以通过创建、增强教育研究中的创新策略并通过将这些策略学习实现。这其实是本研究的出发点。这项研究已经，通过促进假说演绎推理的探究式学习、做中学的学习策略 来证明提供了一种方法， 进行了一系列的活动来验证先前的有效性（robardet，1990）。
1.1在科学概念和现象的教学中使用的演示实验和实验录像
由于科学教育一般是基于科学概念的，实验和观察应成为课堂教学的有机组成部分，所以学生需要在他们的头脑中将这些概念可视化。实验有助于引导学生质疑他们的认识冲突，并且这种方式对于概念是有意义的(Gunstone amp;Champagne, 1990)。换句话说，学生认识到自然界发生的现象，然后通过这些问题和实验以测试他们的方式最终获得解决方案（Bulunuz，Erbas，amp;Ergul，2002）。演示实验，作为实验教学中最常见的形式之一，主要是因为教师受到时间、教材和学生缺乏必要技能的限制而被广泛采用。然而在拥挤的教室，特别是在时间跨度较长的实验中，使用不同的教学策略是势在必行的，因为学生注意力无法长时间集中，再加上事实上，教师可能并不完全具备必要的实验教学技能，而且演示实验由于部分缺陷导致无法提供适当的支持。在这一点上技术进入课堂教学势在必得。
在当今世界推进信息和通信技术需要在教学环境中使用不同的教学材料（Peraya，1998）。科学教育中的一些研究指出，在教学中使用信息和通信技术以促进科学概念和科学技术的学习(e.g., Dhingra, 2003; Gabel, 1999; Goedhart, van Keulen, Mulder, Verdonk amp; de Vos, 1998; Laroche,Wulfsberg amp; Young, 2003; Mayo, Sharma amp; Muller, 2009; Morgil , Arda, Secken, Yavuz amp; Oskay, 2004; Ozmen amp;Ayas, 2003;Yalcinalp, Geban amp; Ozkan, 1995)。过去的50年，在信息和通信技术的领域，录像技术已应用于教学环境 (Depover, Giardina amp; Marton, 1998) 。在科学教育中使用录像技术的优势包括：描述易于说明的现象，消除快速移动的科学活动不易观察的劣势，用口头叙述说明轻松地解释的现象，并有机会能够向学生展示老师正在口头讲解的内容(Robles, 1997)。在制备一个视频作为教学材料的过程中，应该介绍主题内容的概念以及学生理解可能存在困难的部分，视频应该准备、展示已经明确的重难点。虽然今天的学校教室都配备了视频播放器，教师仍应具备使用视频设备所需的技能（Kearney，2004）。此外，视频不应代替教师的教学地方而应该作为一种辅助教学手段(Pekdag , amp; Le Mareacute;chal, 2007)。
因此，这项研究的目的是为以下四个实验提供视听环境（彩色的影子存在吗？外太空是光明的还是黑暗的？天空为什么是蓝色的？为什么海水是蓝色的？）。而研究的开发依靠研究人员研究光与物质之间的相互作用，进而通过使用材料，提供教师教学的指导，有助于学生们的认知成就以促进学习。
2.方法
2.1样本
这项研究是在位于土耳其与地中海地区的一所四年制公立大学进行的，样本主要是就读于小学教学部门二年级的学生教师（样本容量N=148）。这项研究是对课程内容范围内进行“科学与技术实验室实践-I。”四个实验组中的两个参与研究成为实验组；另外两组是对照组。
2.2实验内容
在所研究范围内的实验主要有光的相互作用下的主体和物质包括四个连续的阶段：是渐进/空间光或黑暗？可以一个阴影色？为什么是蓝色的海洋？为什么天空是蓝色的？实验是通过使用在简单的材料设计一个基于探究的调查，通过做中学/参与式教学方法的，促进假设/演绎推理。有效性实验曾在以前的实验工作进行了测试。(Yurumezoglu amp; Oguz, 2009; Yurumezoglu , Sever amp; Oguz, 2008)。研究人员对所要呈现的实验进行了录像。以蒙太奇这样一种方式以及微软的Windows Movie Maker程序完成问题的解决。后加入所需的声音效果和文本。
2.3实验演示
向实验组的学生展示实验录像，而对照组的学生则进行演示实验。每个班级两个实验组与两个对照组的教学由一位教师与三位研究的合作助理主持。这个实验的唯一变量是实验的呈现方式——演示实验或者是实验录像。除了实验展示的方式，实验中的变量是演示示范或视频的展示方式，包括低水平的推理演绎/实验原理介绍。虽然在课堂教学中展示的录像没有使用具体的材料，对照组的学生在演示实验中使用了特定的材料。
2.4. 数据分析
实验组与对照组的学生在活动前与活动后都进行了个人评价测试。学生使用圆珠笔完成个人评价测试，并且此次的个体评价试验保持了学生参与实验活动的状态。这为未来观察学生在活动过程中反应的变化提供机会。
3.结果（研究发现）
从每个实验训练得到的统计数据具体内容如下表所示。
4.讨论
重新审视调查结果发现，虽然群体努力的目标存在微小的差异，但是在之前实验的个人评价测试的数据无统计学意义。可以看出，在实验结束后，在个人评价测试中两组学生的学习成绩都有增加；还可以看到，在第二个、第三个和第四个实验中，观看演示实验的实验组的成效更高，虽然并不明显。 因此，可以得出结论，实验组和对照组在实验前与实验后完成的个人评价测试就其表现而言并无显著差异。本项研究的两个群体实验后的学业成绩比实验前有所提高。基于以上发现，可以说，首个前后实验测试和最后的前后实验测试的差别表明，学生在实验呈现之后逐步提高了他们的科学思维能力。
而在对于以探究为基础的科学教育活动中使用的视频格式进行研究的文献著作中（例如，泰克，1990；Ruuml;zgacirc;R，2005），也出现了比较研究以探讨不同的有限的例子策略。在这个意义上，本研究可能可以在这方面的初步研究中获得一席之地。
5. 结论与建议
本次研究实验的基础是一系列在日常生活中会遇到的问题。在这样的背景下，当学生们试图在课堂教学的实验中找到这些问题的答案时，他们会重新排列他们头脑中已有的关于光的知识结构。通过探究光与物质的相互作用观察四种不同的现象，学生们能够更好地理解和想象主题。讲解自然科学概念系统，学生能够在他们的日常生活学以致用。此外，它被认为是对光与物质相互作用的主题提出的连续实验，促进学生的感知和理解，使得每个实验比前一个更容易理解。此外，我们可以看到，提出了关于光—物质相互作用的主题的连续实验能够促进学生的感知和理解，每个实验比前面的实验都会更容易理解。
在不同的群体和不同的科目中重复和扩大这项研究将会支持当前研究获得数据，还能够加强探究式科学教育的不同策略的适用性。
外文文献出处：Innovation and Creativity in Education.
附外文文献原文
Comparison teaching strategies of videotaped and demonstration
experiments in inquiry-based science education
Songul Severa, Kemal Yurumezoglua, Ayse Oguz-Unvera
aFaculty of Education, Mugla University, Mugla, 48000, Turkey
Received November 12, 2009; revised December 2, 2009; accepted January 22, 2010
Abstract
The purpose of this study was to transfer some experimental activities designed by the researchers in line with the curriculum on light-matter interaction into audio-visual mediums that can be used in schools with insufficient laboratory facilities, in this way providing needed support for educational materials, offering guidance for teachers and contributing to student academic achievement. The study was conducted with second-year student teachers (n:148) in the format of emonstration experiments or videotaped experiments. The results showed no significant difference in the effectiveness of the demonstration or videotaped experimental format that means videotaped experiments could be alternative for demonstration experiments.
Keywords:; Videotaped experiments; demonstration experiments; inquiry-based science teaching; light-matter interaction; educational materials.
1. Introduction
The concept of the educational method of “learning by doing” as opposed to memorization, which appeared at the start of the twentieth century through the work of the famous American philosopher John Dewey (TUBA, 2009), has maintained its currency in education and become even more widespread. The structure of the attempt to learn, which is carried out simultaneously both by our senses and our mind, is completed in the mind thr
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