城市环境下激发科学教学情境兴趣的七种场所意识方法

马德思·鲍林；里克·哈特迈尔；彼得·本特森

摘要

在本研究中，我们探讨了教师如何利用校外城市环境中的“场所”来激发学生在科学教学时的情境兴趣。通过借鉴Sophos（守护使）的研究方法，我们进行了包括电影引发的访谈在内的单一案例研究。研究数据包括对4名有经验的教师和11名学生的访谈记录。这些采访是通过展示城市环境下科学教学中的小组合作的电影引出的:停车场、绿色公园和动物园。我们对科学教师进行了个别访谈，而对学生的访谈则以小组形式进行。为了分析我们的数据，我们采用了解读式内容分析法。我们确定了七种有可能激发学生的情境兴趣的场所意识教学方法。这些方法包括:(1)处理对象;(2)整合新地点;(3)环境与任务间的一致性;(4)最小耕地的整合;(5)提供日常场所中的科学视角;(六)传播地方历史文化知识;(7)惊喜。从借鉴激发学生情境兴趣的因素研究讨论开始，我们认为科学教师可以利用这七种场所意识方法来激发在城市环境中科学教学的兴趣。

关键词：课外教育；场所意识教育；定性案例研究；科学教育；

一、研究背景与原因

（一）提高科学教学兴趣

在经济合作与发展组织(OECD)的大多数经济体中，自然科学、技术和数学(以下简称“科学”)学生的比例自20世纪90年代中期以来一直在下降。为了扭转这一趋势，有人建议在学校早期就积极接触科学。一项关于八年级学生科学兴趣的纵向研究表明，科学领域兴趣和意识的增加对科学和工程领域的未来职业规划特别重要。

人们提出了各种各样加强科学兴趣的干预措施，和将教学与现实生活联系起来一样，实践活动、创新和小组合作等因素也被认为是激发兴趣的因素。

（二）情境兴趣

在研究中，兴趣被描述为一种复杂的现象，它以一种面向对象的动机的形式出现，这种动机在行为的来源(即人)和兴趣的对象之间作为一种行为导向。根据科拉普的说法，感兴趣的对象可能指具体的事物、抽象的概念或认知表征。为了了解学生的兴趣，研究人员集中研究了如何唤醒和保持兴趣。在教育研究中，人们普遍认为兴趣可以被理解为情境兴趣(通过一个人与来自他或她的外界环境刺激的互动所触发或鼓舞)或个人兴趣(通过他或她自己产生的一种相对稳定的性格)。在教学情况下，这意味着学生的个人兴趣可能在教学之前就存在，或者可以在教学中通过激发兴趣的情境来发展。

（三）地方观念

里金森等人的一篇综述认为，教室之外的地方可以为学生提供更多样化从而更积极的教学体验。因此，作为促进科学情境兴趣的环境，这样的地方可能是有趣的。梅西将教育“地点”理解为在特定地点聚集的情境互动、社会关系、过程、经验和理解所产生的空间中的连接瞬间。因此，一个特定的地方可以被各种各样的地方概念所理解和连接，所以没有单一的身份。因为这个原因，在教师或学生赋予其意义和价值的特定城市环境中进行教学可能被认为是地方意识教学。然而，由于教学是一种包括不同个体的社会实践，因此存在着地方观念差异的可能性。根据因戈尔德的说法，学生个人经验的路径与教师的个人和专业知识相混合，教师和学生可能会对地点产生不同的概念，从而感知到激发情境兴趣的不同可能性。

二、研究设计（简）

（一）研究方法

本研究采用了探索性质的单一案例研究方法来了解学校以外的城市环境如何激发学生的情境兴趣。

（二）二级观察方案

我们采用了索福斯研究方法，其中包括将记录和修改的做法编辑成一部电影，用于引发反思。

（具体方法略。）

三、研究讨论

本研究的目的是探讨如何在城市环境下唤醒科学教学中的情境兴趣，并提供一些可以被希望激发学生情境兴趣的教师使用的方法。我们在这组教师和学生中确定了七种有可能激发学生情境兴趣的地方意识教学方法。我们的研究表明，对被概念化为新的对象和地方的处理具有这种潜力。因此，教师在课堂外进行教学时，将实践活动与未知的地方相结合似乎是有意义的。在我们的分析中，这两种方法是最突出的。根据我们的分析，之前的情境变量研究表明，在高中学生到水族馆实地考察的背景下，动手实践活动和新奇感会触发兴趣。通过实践活动，学生有机会探索具体的材料;根据文献记载发现这可以激活兴趣，支持了丰富和生动的心理表征的形成。当探索具体材料时，通过内容与个人日常生活经验之间的联系，兴趣似乎也得到了促进，从而增加了熟悉感、实用价值和个人意义。另一项在课堂环境中的干预研究发现，与现实生活的联系有效地支持了学生对高中课堂的兴趣。与这些发现相一致的是，我们的研究表明，对学生而言被研究对象的个人价值和对一个地方的熟悉程度似乎使教学更有趣。因此，教师在准备城市环境下的目标整合教学时，可能会考虑学生对目标的价值。因此，无论是已知还是未知的地方似乎都能激发兴趣。

此外，我们的研究表明，如果将历史或文化知识添加到学生对该地点的先验知识中，或者从科学的角度看待该地点，可能会激发学生的兴趣。在学生已有知识的基础上增加新知识，可以提高学生获取知识的能力。罗冈和施密特的一项研究探讨了情境兴趣和知识获取之间的关系，并提出兴趣可能会作为对感知知识不足的一种激励反应而被提高。在我们的研究中，学生似乎意识到他们对这个地方知之甚少，而正是这种意识激发了他们的兴趣。因此，解决基于地点的知识缺失似乎是唤醒学生兴趣的相关方法。在城市环境中，这可以通过传播关于一个地方的知识来实现，学生最初不具备的，例如从环境的历史知识方面来说。

此外，我们发现环境和任务之间的一致性对学生的情境兴趣很重要。我们的结果显示，学生强调特定的环境有助于完成特定的任务，环境和任务之间的一致性对引起他们的兴趣很重要。以往的研究表明，当学生面对任务时，情境兴趣可能会在一定程度上被激发;然而，这个水平可能会也可能不会在任务中保持。因此，特定任务与特定环境之间的一致性可能仅在任务执行之初对情境兴趣产生积极影响。根据希迪和伦宁格提出的四阶段模型，校准似乎能够在任务或教学情境开始时触发情境兴趣;然而，这种兴趣可能无法维持。

在分析中，我们认为在最低限度培养的地方教学是一种激发学生兴趣的方法。与更有文化的地方相比自然环境更受欢迎，因为自然环境提供了更多的工作机会来完成不同的任务。此外，自然环境好像支持不可预见的事件和惊喜的变化来激发学生的兴趣。惊喜是我们研究中发现的另一个似乎能唤醒兴趣的元素，因此，将惊喜元素融入教学中可能是教师唤醒兴趣的一种方法。狄金森等人在一篇综述中探讨了课堂之外的地方与兴趣之间的关系。他们强调，使用教室以外的地方可以促进更多样化的、从而更积极的教学经验，被概念化为新颖的地方可能会支持学生对即将到来的课堂的积极态度。然而，他们的评论也表明，新奇事物会分散学生的注意力，从而干扰学习过程。在我们的研究结果中，也提到了某些环境中的分心干扰;然而，让人分心的分心并不是一个地方的新奇性，而是环境的某些特征，比如繁忙的交通。

四、优势和局限性

教师在激发学生情境兴趣方面起着至关重要的作用。因此，他们缺乏这样做的方法的知识就可能意味着在科学教学中没有利用这些机会。我们的研究之所以引人注目，是因为它既关注教师对学生兴趣的评价，也关注学生对科学教学中他们感兴趣的东西的看法。在我们的研究中，我们调查了学生的兴趣，并确定了利用课堂之外的地方来激发学生情景兴趣的场所意识教学方法。

我们研究的一个优点是使用了电影诱发式访谈法Sophos作为一种方法论框架，将特定环境作为重点，随后引起在这些环境中教学的学生对情境兴趣的注意。然而，由于学生的情境兴趣并不总是可见的，视频本身可能无法提供足够的信息来充分探索学生在这些环境中的情境兴趣，因此访谈的基础仅限于参与者感兴趣的视觉方面。卢克米什、尤蒂和拉沃宁最近的一项研究强调，来自视频记录的观察数据与学生自己的评价不一致，并得出结论，兴趣不容易通过观察表情和行为来解释。因此，让出现在电影中的学生能够通过采访表达他们对情景感兴趣的个人经历，必须被认为是一种优势。相比之下，教师对学生情境兴趣的触发因素的评价可能受到电影中的视觉表达的限制，而电影中的视觉表达为分析学生在特定情境中的兴趣提供了整个基础。为了应对这一挑战，所选择的电影片段向学生们展示了语言或身体活动特别活跃的场景，反过来这就意味着所包含的片段不能被认为具有代表性。

该研究探讨了三种不同城市环境中的三种特殊的复杂教学情况。研究表明，情境兴趣通常是任务特征或教师特征的产物，因此这些因素可能会影响我们的研究成果，使我们无法得出关于城市环境对学生兴趣的孤立影响的结论。然而，目前的研究确实有可能为城市环境中支持学生情境兴趣的教学方法提供尝试性的建议。未来的研究应该通过探索利用不同的城市环境进行科学教学以挑战已确定的教学方法，扩展它们，并可能添加新的教学方法来解决理论建设问题。

五、结论

我们确定了七种场所意识教学方法，这些方法在学校外的三个城市环境中利用 “场所”来激发学生科学教学中的情境兴趣。这些方法是: (1)处理对象;(2)整合新地点;(3)环境与任务间的一致性;(4)最小耕地的整合;(5)提供日常场所中的科学视角;(六)传播地方历史文化知识;(7)惊喜。其中两种方法(方法1和2)与以前的研究结果一致，而其他三种方法(方法3、4和7)则侧重于将特定特征融入环境。最后，两种方法(方法5和方法6)强调了传播不同性质的环境知识的可能性，以唤醒学生的兴趣。

幼儿园科学教育:社会认知视角

康斯坦丁诺斯·拉瓦尼斯；乔治·巴加基斯

摘要

这篇文章讨论了学龄前儿童接触自然科学所采用的的不同教学策略。这里提到了活动的一般特征，这些活动要么是基于经验主义理论方法，要么是基于皮亚杰关于认知发展的理论。从新皮亚杰主义、社会建构主义和维果茨基主义的学习观点提出了一些事实。在此框架下，提出了一种新的社会认知方法，以促进幼儿园自然科学活动的开展。一项关于对气化的理解的活动被提出，并被用作社会认知视角的一个例子。

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讨论

本文试图揭示学前教育中存在的一些开放性问题，以及当前科学教学的主要趋势。此外，我们试图找到现有的学前科学教学与科学教育的最新发现之间的联系和趋同。我们也试图用气化的例子在一个后皮亚杰时代的理论框架中表明,甚至从学龄前儿童开始接触自然世界的某些方面是可能的,在学龄前儿童的方向构造的描述性模型,符合科学的描述性特征模型。我们认为，儿童真正的认知进步不仅包括拓宽儿童的经验领域，而且还包括认知和动手能力的发展，以及面对来自日常生活的问题的可能性，以及象征主义和概念形成的可能性的拓大。很明显，为学龄前儿童的活动发展所建议的策略只是一个可能的观点。这并不意味着其他观点如皮亚杰的观点，甚至被描述为经验主义的观点应该被低估。这些观点可以发展孩子思维的其他参数，比如前面提到的那些。

然而，从社会认知的角度来看，教学是以师生互动为基础的。教育环境首先以儿童的认知障碍为基础，提出的目标是在这样的前提下实现的，即沟通虽然是不对称的，但其导向是实现相同的推理。当然，在其他两种策略中都尝试使用了沟通条件。然而，我们认为这种沟通仍然被低估了。在经验主义策略中，尝试互动的目标是将经验和知识从成人转移到儿童。这一事实使成年人的处理能力和主动性成为交流的中心。这就加强了关系的不对称性。然而，这种情况的动态性更倾向于模仿和认知服从于成人，而认知转换则较少。如果我们考虑到幼儿园的年龄很小，这一点就变得更重要了。另一方面，在皮亚杰活动的框架下，儿童的交流尝试是根据儿童的主动性来界定的。如果有干预的话，其目的是支持或拓展教师的主动性。这就将沟通的动力转化为可能性。

尝试比较三种方法中幼儿园科学活动使用的材料和实验安排的方式是非常有趣的。在经验主义的方法中，材料的使用是预先确定的，旨在满足实验所确定的要求。对材料的针对性进行了一些评价，但这些评价都不是基于研究数据。因此，经常使用的材料、测量工具和实验安排，与儿童的认知发展不相符合。很明显，无论其目标是什么，这一情况都将活动成功的可能性降到最低。皮亚杰活动的主要目的是获取我们周围物质世界的自然知识，提供给孩子的对象简单，适合他们处理。然而，这种选择在很大程度上限制了所选活动的范围，因为它排除了那些由于各种原因不能仅供儿童使用的材料。在处理材料的问题上，我们认为在社会认知框架下发展的活动比其他两种更好。前者在不排除孩子单独使用材料和实验的可能性的情况下，使教师能够选择其他的实验安排或材料，让孩子能够配合使用，以超越他们的认知障碍。之前的研究表明，一方面，这种材料符合学龄前儿童的认知能力，另一方面，由于它拓宽了交流的可能性，有利于活动的准备和表现。

另一个重要的问题是，幼儿教师与科学的关系似乎存在问题，这带来了额外的障碍。因此，需要在教师的主要培训或在职培训中开设一些课程，使教师熟悉所选的概念和现象、实验方法、简单仪器的使用，并进行实验。向学前教师传授科学教育的基本原理也是合理的(这样他们就可以解释和评估对他们的工作有用的研究数据，如果需要，还可能产生新的数据)。在过去的十年中，如果不有效地关注科学教师，讨论科学似乎教学越来越困难了。

不管有什么不同的方法或各种各样的问题，似乎在幼儿园阶段的孩子的部分思想可以被导向旨在发现物质世界参数的活动。其中一些可以用来指导物理现象的研究。在这方面需要特别小心。如果这种类型的活动执行后皮亚杰主义或维果茨基框架,组织孩子和老师之间的沟通可以成为卓有成效。这是因为在这些方法中，社会调解被认为是儿童认知发展的先决条件。一系列有趣的研究已经证明了一些特定技巧的有效性，比如例子中使用的认知冲突、类比、转移或协调注意力。然而，如果这些组织是为了向学龄前儿童传递信息，那么它们不仅有无效的风险，而且还会歪曲学前教育的性质，使幼儿园变成一个糟糕的复制品。

无论如何，有关学前教育活动发展的研究都是有趣的，尽管它才刚刚开始。无论是在实验室的情况下，还是在真实的课堂情况下，它的发展都将展示出它的未来、范围、限制和

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Seven place-conscious methods to stimulate

situational interest in science teaching in urban environments

Mads Boslash;lling, Rikke Hartmeyer amp; Peter Bentsen

To cite this article: Mads Boslash;lling, Rikke Hartmeyer amp; Peter Bentsen (2019) Seven place-conscious methods to stimulate situational interest in science teaching in urban environments, Education 3-13, 47:2, 162-175, DOI: 10.1080/03004279.2017.1420096

To link to this article: https://doi.org/10.1080/03004279.2017.1420096

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Seven place-conscious methods to stimulate situational interest in science teaching in urban environments

Mads Boslash;lling^a, Rikke Hartmeyer^b and Peter Bentsen^b

a b

Department of Nutrition, Exercise and Sports (NEXS), University of Copenhagen, Copenhagen N, Denmark; Health

Promotion Research, Steno Diabetes Center Copenhagen, The Capital Region of Denmark, Gentofte, Denmark

ABSTRACT ARTICLE HISTORY

In this study, we explored how teachers can take advantage of a lsquo;placersquo; in Received 9 May 2017 urban environments outside the school and thereby stimulate pupilsrsquo; Accepted 15 December 2017

situational interest in science teaching. Drawing on the Sophos research

KEYWORDS method, we conducted a single case study including film-elicited

Education outside the interviews. The data consisted of transcribed interviews with 4 classroom; interest; placeexperienced teachers and 11 pupils. The interviews were elicited by conscious education; films showing group work in science teaching in urban environments: a qualitative case study; parking lot, a green public park and a zoo. We conducted individual science education

interviews with science teachers, while the interviews with pupils were carried out in small groups. To analyse our data, we applied a hermeneutic content analysis. We identified seven place-conscious teaching methods that have the potential to stimulate pupilsrsquo; situational interest. These methods included: (1) handling objects; (2) integrating new places; (3) alignment between the environment and task; (4) integrating minimal cultivated places; (5) providing a science perspective on everyday places; (6) disseminating historical or cultural knowledge of places; and (7) surprises. Starting from a discussion drawing on studies that explored triggers of pupilsrsquo; situational interest, we argue that science teachers can draw on these seven place-conscious methods to stimulate interest in science teaching in urban environments.

Introduction

Promoting interest in science teaching

The proportion of natural science, technology and mathematics (hereafter lsquo;sciencersquo;) students in most Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD) economies, currently spanning 34 developed and developing countries around the globe, has decreased since the mid-1990s (OECD 2006). To reverse this tendency, early positive contact with science in schools has been suggested (OECD 2006). A longitudinal study of eighth-grade pupilsrsquo; interest in science showed that increasing interest and awareness of the science field are important for future career plans within science and engineering (Tai et al. 2006). Developing pupilsrsquo; interest seems to be especially relevant in academic domains that pupils do not find initially interesting or in those domains in which interest typically declines over time, and science is a domain in which pupils seem to lose interest (Harackiewicz, Smith, and Priniski 2016).

Various interventions intended to promote interest in science have been suggested, and factors such as hands-on activities, novelty and group work have been recognised as triggers for interest (Palmer 2009) as well as for connecting teaching to real life (Hulleman and Harackiewicz 2009).

CONTACT

copy;2017ASPE

Most studies on factors that influence pupilsrsquo; interest have focused on texts (Schraw and Lehman 2001) or tasks (Graham et al. 2008; Tapola, Veermans, and Niemivirta 2013; Wilhelm and Beishuizen 2003), for example, investigating how specific features of texts predicted pupilsrsquo; interest while reading (Schraw and Lehman 2001) or how the level of abstraction of a task influenced situational interest (Tapola, Veermans, and Niemivirta 2013). Nevertheless, there are studies that explored, for example, how the classroom environment affects interest (Linnenbrink-Garcia et al. 2010) or how environments outside the school stimulate interest (Ayotte-Beaudet and Potvin 2014; Behrendt and Franklin 2014; Dohn 2011, 2013; Zimmerman, Land, and Jung 2016). For example, Zimmerman, Land, and Jung (2016) explored mobile reality tools to spark interest. The researchers found that application of digital technology in teaching activities using context-specific narratives linked to a physical setting could spark interest through discoveries and hands-on experiences with environmental features and by fulfilling pupilsrsquo; expectations of discovering expected natural objects. Another study by Dohn (2013) showed that out-of-school activities in a zoo could stimulate situational interest by providing an experience different from the traditional school day, which resulted in a meaningful acquisition of knowledge facilitated by group work that confronted pupilsrsquo; prior expectations. The specific elements that trigger pupilsrsquo; interest in urban environments outside the school, however, have not been exhaustively explored. Our study adds to the previously mentioned studies

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