国外大学化学教育研究的元分析.docx

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国外大学化学教育研究的元分析

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国外大学化学教育研究的元分析

国外大学化学教育研究的元分析

摘要：

大学学科教育研究在国外已经得到了重视和发展，而我国还存在不足。

通过分析国际上化学教育研究领域影响因子最高的期刊《化学教育研究与实践》2010-2014年大学化学教育研究的文献发现，国外大学化学教育研究注重实证研究，注重各种教育研究方法及数据收集和分析方法的运用，注重大学生的学习研究，注重从教育心理学、科学哲学和教育技术等领域汲取理论基础等，基于学科的教育研究作为一个学术领域在美国获得了充分的认可和支持。

　　关键词：

大学化学教育研究；研究范式；研究方法；研究主题；研究基金

　　教学是大学的基本职能和中心工作。

然而，目前我国本科教学工作在高等学校里虽然表面上似乎得到重视，但实际上却是被忽视的，不少教师对于本科教学采取的是应付的态度，并没有把主要精力真正用于本科教学，致使高等学校本科教学的质量每况愈下，学生对此表示十分不满，是该思考如何解决这个问题的时候了。

从国际来看，2001年诺贝尔物理学奖获得者CarlWieman指出，整个北美大多数研究型大学的本科科学教学方式比无效还要糟糕，而是不科学的；于是他从获得诺贝尔奖的物理学家变身为一个科学教育者，在过去的15年间致力于应用学习科学的理论改善大学本科科学课程的教学质量。

想要有效地解决教育问题，就必须开展围绕教育实践问题的科学研究。

美国国家研究理事会（NRC）于2012年发布《基于学科的教育研究：

理解和改善本科科学与工程的学习》，其中指出：

“美国急迫地要提升大学本科科学和工程教育的质量，以培养多样化的技术劳动力和具有科学素养的公民。

这需要大学科学和工程教育的重大改革，需要依赖基于学科（物理、化学、生物、地球科学、工程、天文学等）的教育研究。

基于学科的教育研究是一个至关重要的学术领域，是运用科学的研究方法收集定量和定性的证据来回答各学科的教与学的问题，具有改善大学科学和工程教育质量的巨大潜力，其目标主要包括：

（1）理解人是如何学习科学和工程的概念、实践及思维方式的；

（2）理解各学科专业知识的本质及发展历程；（3）帮助确定和调节各学科的最适当的学习目标和教学方法；（4）为基于学科的教育研究成果转化为课堂教学实践提供知识基础；（5）探索使科学和工程教育产生更宽广和更深远意义的方法和途径”。

　　然而，长期以来我国学科教育研究限于基础教育和中小学教师教育，少有针对高等教育阶段学科教育问题的研究。

另一方面，我国高等教育研究又往往限于高等教育基本原理、通识教育、素质教育、德育教育、大学治理及制度、高等教育信息化、高等学校转型、高等学校招生制度、高等学校教师发展等宏观层面的问题。

但是，大学教育目标的落实、教学工作的开展、人才培养的实现都离不开具体的学科。

大学各个学科的课程究竟该如何设置、教学内容该如何选取、怎样的教学方式才是最有效的、该如何才能满足学生的学习需求……如果没有基于学科的教育研究作为基础和依据，将难以看到高等教育改革的成效。

因此，高等教育改革需要建立在基于学科的教育研究的基础上。

美国基于学科的教育研究的缘起就是建立在由于高等学校扩张而引发的对大学科学教学质量的关注之上的。

　　那么，我们又该如何开展针对大学教学的基于学科的教育研究呢？

近十年来，国际大学化学教育研究取得了显著的进展，张丹玮等对2004-2013年发表在ChemistryEducationResearchandPractice，JournalofChemicalEducation，JournalofResearchinScienceTeaching，ScienceEducation，InternationalJournalofScienceEducation和ResearchinScienceEduction等6种SSCI期刊上发表的化学教育研究论文统计发现，在650篇实证研究论文中涉及高等教育的论文为353篇，占比为54.3%，这应该是值得我们关注和借鉴的。

本文以国外大学化学教育研究为例，从研究范式、研究主题、理论基础、研究方法、研究对象等方面做元分析，为我国高等教育领域的学科教育研究提供参考。

　　一、研究样本

　　考虑到研究样本的代表性和权威性，选择国际上化学教育研究领域影响因子最高的期刊ChemistryEducationResearchandPractice（《化学教育研究与实践》，汤姆森路透社2014年报告的影响因子为1.309）作为文献来源。

2015年1月22日，在该期刊网站以标题中含有关键词collegechemistry或undergraduatechemistry或universitychemistry分别检索2010-2014年的文献，共得到论文22篇，然后去除第一作者来自我国台湾的2篇论文，以剩下的20篇论文作为分析对象。

论文作者的国别分布见表1，可以看出来自美欧的研究占了很大的比重，尤其是美国占了60%之多。

　　二、研究方法

　　采用内容分析法，以通读全文和精读部分内容的方式，对上述20篇论文的研究范式、研究主题、理论基础、研究对象、研究方法、数据分析方法、研究基金来源、参考文献量、作者所属单位等信息进行编码和统计。

分析对象的内容编码设计见表2。

　　需要说明的是，在文章内容分析的过程中，如果表2里结构编码不能满足要求，则通过增加编码类别来解决。

为了更加全面地分析国外大学化学教育研究的状况，给我国大学化学（学科）教育研究提供更多有价值的信息，表2中分析对象的选择不仅涉及科学研究的内部结构要素，而且考虑到了科学研究活动的外部结构要素。

其中的“研究基金来源”和“作者所属单位”是属于科学研究活动的外部结构要素，是否有权威的基金资助机构及足够的资助金额是判断一个研究领域的成熟度和被认可度的重要标准；研究人员所属的单位则可以反映科学研究活动开展的学科背景、团队组织及条件保障等，而在我国的大学里，当前正存在着“学科教育研究者”是属于“学科院系”还是“教育学院”的困惑及争议。

在科学研究的内部结构要素中，研究范式是研究传统的反映，研究主题反映了研究所关注的问题域，研究对象则体现了对教育活动主体的关注，研究理论基础、研究方法、数据分析方法则是科学研究过程自身逻辑的体现。

表2中研究主题编码参考了文献的分类，根据本研究的需要及大学教育的特点，将各自的内涵设定为：

（1）教学研究，包括教学方法、教学策略、教师的教学信念、教师的PCK等，以及相关测量工具的研究；

（2）学习研究，包括对学生的学习经验、理解水平、相异构想、概念转变、学习方法、学习困难、学习差异等的研究，对学生的学习态度、动机、信念等情感因素的研究，以及对相关测量工具的研究；（3）课程研究，包括课程的开发、实施及评价研究，课程目标、内容及结构研究，以及对相关测量工具的研究；（4）教育技术，包括信息技术（计算机、视频、网络等）在教师教学及学生学习过程中的应用和整合研究，以及对相关测量工具的研究。

　　三、研究结果及讨论

　　1.研究范式

　　在研究范式方面，20篇论文都是实证研究。

可以看出，实证研究在国外大学化学教育研究中是很受欢迎和重视的。

对2001-2011年发表的论文统计表明，在国外大学物理教育研究中也大都采用实证主义的范式，其中应用最多的是定量研究。

这一点是值得我们关注、学习和借鉴的，尽管实证主义并不是完美的，也遭受着批评。

长期以来，我国的教育研究注重理论思辨和经验总结，对实证研究的重视不够。

例如，对5种综合类教育期刊2001-2011年发表的论文随机抽样1073篇的分析发现，其中87.7%为思辨研究，《教育研究》中思辨研究的比例更是高达90.4%。

另外，对我国《化学教育》期刊2008年发表的332篇论文的分析发现，82.8%为定性与思辨研究，仅有17.2%为定量与实证研究。

田慧生教授在谈到由传统教研转向现代教研时，特别指出：

“研究方式、方法要向着更加科学、规范、理性的方向转变，由基于经验的教学研究向基于事实和数据的教学研究转变”。

　　2.研究主题、研究内容及研究对象

　　研究主题、研究内容及研究对象的编码见表3。

在研究主题方面，“学习研究”是最受关注的，占比达55%，其次是课程研究（20%）、教学研究（15%）、教育技术（10%）。

同时，更有高达90%论文的研究对象里包括学生，从学生那里的收集研究数据和证据，这说明国外大学化学教育研究非常注重从学生及其学习状况的角度出发提出问题、开展研究。

统计表明，在国外大学物理教育研究中，文献量最多的研究主题也是学生学习研究。

这足可见，国外大学学科教育研究的重心在于从学生出发、以学生为主、关注学生学习，可以说体现了“生本理念”。

学科教育研究的最根本的目的就是指导学科教学实践，教学中实现以教为主向以学为主转变，教学研究同样需要从过去重视研究教、为教服务转向研究学、为学服务，我们必须给予高度重视。

从表3中的研究内容编码可以看出，国外大学化学教育研究的主要内容包括：

学生的学习态度及感受、知识理解与运用、学习方法与过程、学业成就与自我效能；课程评价、课程背景、课程问题开发；教师的PCK、教师言语行为、PBL教学法；翻转课堂、视频技术等。

其中基于翻转课堂和视频技术的实证研究值得借鉴，社交媒体和信息技术的发展对课堂内在结构、教学关系、教学形态、教学模式等产生了深刻影响，教学研究要及时地由传统教学研究向基于信息化的现代教学模式研究转变。

　　3.研究方法，数据收集及分析方法

　　研究方法、数据收集及分析方法见表4。

在研究方法方面，定性方法的运用是最多的（40%），其次是定量方法（35%），定性与定量混合方法的运用也达到25%；同时，定性研究方法是越来越受青睐的。

在定量数据收集方法方面，主要运用了李克特量表、二段式诊断测验、标准化考试、前后测、控制组与实验组测试等；在定性数据收集方法方面，主要运用了开放性测试、访谈、课堂观察、课堂录像、开放性问卷调查、出声思维录音、学生的学习文本复制等。

在定量数据分析方法方面，常用的统计分析方法基本都有涉及，例如描述性统计、频次统计、因素分析、结构方程模型、主成分分析、聚类分析、多级模型分析、相关性分析、方差分析、卡方检验、非参数检验等；在定性数据分析方法方面，主要运用了录音（像）转录、文本分析、编码分类、编码频次统计、扎根理论分析等。

　　4.理论基础及参考文献

　　科学研究就是要利用现有的理论、知识，解决未知问题，从而发现规律和新的知识；理论对经验具有共时建构作用，观察、访谈和试验中都渗透着理论；理论对经验具有事后解释作用，理论审查经验的性质，解释经验的内容。

对理论基础进行研究，有利于解决我国的学科教育研究“学术层次低、理论内涵单薄、学术根基松软、学术底气不足”的局限性。

　　对20篇论文的理论基础进行自然编码，然后分类，结果见表5。

可以看出，国外大学化学教育研究的主要理论基础是教育心理学，同时结合了科学哲学、教育技术和自身领域的理论。

这说明，其不仅注重吸收和借鉴来自相关领域的理论，还发展出了基于化学学科特色的教育理论，例如“化学三重表征及其转换理论”已经成为化学教育的重要理论基础。

　　研究论文的参考文献量在一定程度上反映了其所属学术领域的发展水平。

对20篇论文的参考文献的统计发现，最多的达到了71条，最少的也有14条，平均参考文献数量为39条/篇。

这说明国外大学化学教育研究已经具有了相当的基础性、累积性和继承性，且比较注重参考相关的研究成果。

其所累积的文献资源是值得我们进一步学习、研究和借鉴的。

　　5.作者所属单位及研究基金来源

　　关于作者所属单位，化学系（学院）的作者参与完成的论文数量达到了17篇（占85%）；进一步查阅另外3篇论文的作者的专业背景发现，有1篇论文的作者的本科专业背景是化学，有1篇论文的作者是化学家，有1篇论文的作者是物理系教授。

总的来看，几乎所有文章都需要有化学专业的作者参与，这充分说明要做好化学教育研究，化学知识是第一位的，同时作者处在化学系（学院）也是很必要的，因为大学化学教育研究的主要对象（学生和教师）是在化学系（学院）的。

同时，也有大学化学系和教育学院的作者合作完成的论文，还有大学化学系与数学及统计学系的作者合作完成的论文；这样的合作是值得提倡的，教育学院的作者可以提供教育理论和教育研究方法等的支持，而数学及统计学系的作者可以提供数据统计及分析方法方面的支持。

研究基金对学术领域及其人才队伍的发展都具有重要的促进作用。

从20篇论文所提供的有关研究基金资助的信息来看，有11篇（占55%）没有研究基金资助；有9篇（占45%）获得了研究基金的资助；有5篇（占25%）获得了美国国家科学基金（NationalScienceFoundation）的资助；有1篇（占5%）获得了新加坡南洋理工大学教育研究基金资助；有1篇（占5%）获得了南非国家研究基金（NationalResearchFound～ion）资助；有1篇（占5%）获得了澳大利亚政府的高等教育创新项目基金资助；有1篇（占5%）获得了英国皇家化学会的项目基金资助。

从中可以看出，大学化学教育研究在美国和南非已经得到了足够的认可和重视，可以获得最高层次的国家科学研究基金的资助，其中美国的资助力度是最大的。

而我国国家自然科学基金根本没有资助科学教育研究的门类，而社会科学基金和教育科学基金也很少关注基于学科的教育研究，例如2014年社会科学基金和教育科学基金资助的所有项目标题里没有一项含有“化学”或“化学教育”。

　　四、研究结论及启示

　　综上所述，有关大学化学教育研究，可以得出如下结论：

（1）美国国家科学基金给予了有力的支持，也产出了最多的研究成果；

（2）从研究范式来看，国外主要是实证研究，与我国主要是思辨研究的格局形成了鲜明的对比；（3）国外比较重视学生的学习研究，注重从学生及其学习状况的角度出发来收集数据和证据，从而提出问题、开展研究；（4）从研究方法来看，国外有定性方法和定量方法的单独使用，也有定性方法和定量方法的混合使用，主要取决于研究问题的需要；（5）在研究数据收集及分析方法上，国外采用了非常丰富的定性数据和定量数据的处理手段，几乎涵盖了所有的文本分析和数量统计分析的方法；（6）从研究的理论基础和参考文献来看，国外很重视从教育心理学、科学哲学和教育技术等领域获得理论支持，并基于化学学科特点发展化学教育规律和理论；（7）从作者所属单位来看，大学化学教育研究的生力军还是在化学院（系），对其比较有利的研究生态（蕴涵着研究问题的现实的教学情境，主要的研究对象——学生和教师，有利于开展研究的社会关系——同事关系、师生关系等）也应该是在化学院（系）。

　　大学的学科和专业化的建制，决定了大学教育改革和人才培养的目标要想有效落实，离不开学科教育及教学这一环节。

大学的基本职能之一——教学的价值及其重要性不仅需要得到回归，还需要重新定位——即要建立在基于学科的教育研究的基础上。

也就是说，传统上将大学“教学”与“科研”简单分开来看的思想已经过时了，将大学教学简单看成“基于经验的工作”是不全面的。

大学学科教学不仅包含着“基于经验的工作”的成分，也包含着“基于学科的教育研究”的成分，基于学科的教育研究——化学教育研究、物理教育研究、生物教育研究、地球科学的教育研究等都已经逐渐发展成为了独立的学术研究领域。

在这一方面，我国原来的学科教育研究者无疑是具有一定优势的，不要只是关注中小学学生的学习及中小学教师的培养，还要针对大学学科教育教学中的问题，开展科学、严谨、规范的教育研究，尤其是实证研究，为提升我国大学学科教学和人才培养水平提供理论基础和证据支持。

同时，我国的科学研究基金资助机构需要给予学科教育研究更有力的支持，我国高等院校需要对人才队伍的建设给予政策支持。

我国部分师范院校将学科教育研究者从各学科院系分离出来，单独成立教师教育学院的做法是值得再思考的。

　　[责任编辑：

周杨]