姚建欣 郭玉英

(北京師范大學 物理學系,北京 100875)

2004年，在史密斯(Carol Smith)等學者代表“基礎教育階段科學學業(yè)成就評價委員會”向美國國家研究理事會(National Research Council, 以下簡稱NRC)提交的報告中，學習進階(Learning Progressions)第一次在科學教育領域被正式提出。[1]在即將邁過第一個十年之際，學習進階已經(jīng)成為了美國《新一代科學教育標準》(Next Generation Science Standards)的核心編寫依據(jù)，并衍生出進階矩陣(Progression Matrix)作為各州和各學區(qū)課程開發(fā)和教學設計的參考。[2]學習進階在如此短的時間內(nèi)獲得學術界的廣泛關注并被迅速應用于教學實踐，一方面是因為學習進階從認知的視角系統(tǒng)地描述學生的科學學習進程，另一方面是由于學習進階能“搭建起一座連接對學習的研究和課堂教學實踐的橋梁”[3]，“有潛質(zhì)提供將標準設計、課程開發(fā)、學業(yè)評估和教師專業(yè)發(fā)展聯(lián)接起來的統(tǒng)一框架”[4]。我國科學教育界也已從前期引述、介紹國外研究成果，過渡到開展實質(zhì)性的進階研究。本文基于文獻綜述和自身研究實踐，對學習進階及其相關研究的一些基本問題展開討論，以期為我國進階研究的發(fā)展與超越提供參考。

一、學習進階的定義

在對學習進階的研究誕生之初，對于“什么是學習進階”，許多學者根據(jù)其自身研究背景提出了不盡相同的表述。例如：史密斯等認為“學習進階是學生在學習時對一系列概念連續(xù)的、逐漸復雜的思維方式”[1]；羅斯曼(Roseman)等定義“學習進階是從小學延續(xù)到高中的一條符合邏輯和學生發(fā)展的概念序列”[5]；賽琳娜界定學習進階為“以實證為基礎的、可檢驗的假說，它闡釋了在一段時間內(nèi)經(jīng)過適當?shù)慕虒W指導，學生對科學核心概念、科學解釋以及科學實踐的理解和運用是如何逐漸發(fā)展、逐漸深入”[3]。不僅對學習進階定義的表述不同，不同學者的研究理念和研究方法也有差異。這使得對學習進階及其要素的界定成為了研究伊始就面臨的一大問題。[6]在2007年NRC將學習進階定義為“對學生在一個時間跨度內(nèi)學習和探究某一主題時，依次進階、逐級深化的思維方式的描述”[7]之后，分析近3年(2010—2013年)的研究報告發(fā)現(xiàn)，雖然研究方法日益多樣化且學者們在討論中對未來的學習進階有著不盡相同的展望，但這些研究大都引用NRC的定義作為學習進階的概念界定。說明在現(xiàn)階段NRC的定義還是一個能得到多數(shù)研究者認同的界定，學界對學習進階的基本認識逐漸達成了一致，故本文也以NRC對學習進階的定義作為后續(xù)討論的基礎。

對學習進階的定義和要素的爭論實際上是科學教育界諸多學術流派觀點的碰撞，集中反映著學界從20世紀80年代起圍繞“如何刻畫學生的思維：是框架模型(framework theory)還是碎片知識(knowledge in pieces)”，“學生如何建構科學概念：轉變還是豐富、整合”等問題的不同立場。杜施爾等綜述了大量對學習進階的研究后指出[8]：進階研究基本可分為兩種研究范式，“驗證性進階研究”(Validation LPs)和“演進性進階研究”(Evolutionary LPs)。他們認為“驗證性進階研究”從標準(課程標準或考試標準)出發(fā)，自上而下地基于測評結果來檢驗和修正進階框架。相比之下，“演進性進階研究”遵循自下而上的證據(jù)驅(qū)動研究范式，強調(diào)教學作為關鍵變量，緊密聯(lián)系科學概念的建構和科學實踐活動，基于測評證據(jù)來探索不同模型的有效性，是一種更符合教學實際需要的進階研究。然而，利用杜施爾等的劃分標準來分析現(xiàn)有進階研究，卻發(fā)現(xiàn)并沒有哪一個研究能完全符合“演進性進階研究”的八條標準，現(xiàn)有的進階研究幾乎都是兩種進階范式的混合體。所以杜施爾的“演進性進階研究”實際上是一種理想的進階研究范式，基于此可以反思已有的進階研究(“驗證性進階研究”)中在一些方面上的不足，展望未來進階研究(“演進性進階研究”)的發(fā)展趨勢。

總而言之，對學習進階定義的討論反映了學術界對其本質(zhì)認識的不斷深化和豐富，這主要表現(xiàn)在以下三點。首先學者們對學習進階的研究對象達成了一致——學習進階刻畫的是學生思維(thinking)的發(fā)展過程。這樣就從本質(zhì)上厘清了學習進階與課程開發(fā)設計(如布魯納的“螺旋式課程”)的關系：基于學習進階的課程開發(fā)能更好地規(guī)劃學生的發(fā)展路徑，使之符合學生的心理特質(zhì)，而對新開發(fā)課程的實踐與反饋能夠促使學習進階的完善和改進。第二，學者們開始認識到教學因素在建構學習進階過程中的關鍵地位。在NRC的定義中沒有出現(xiàn)“教學”一詞，然而該定義的主要撰寫者美國科學教育研究協(xié)會(NARST)的前主席杜施爾(Duschl)指出[8]，許多讀者忽略了緊跟在該條定義之后的句子，“教學實踐對其(學習進階)起著關鍵作用”[7]。第三，已有越來越多的學者認可了對學習進階、學習軌跡(learning trajectory)和教學序列(teaching sequence)的區(qū)分?，F(xiàn)在科學教育研究領域一般認為學習進階是一個更為上位的概念，學習軌跡有機組合構成學習進階，而教學序列則是在學習進階框架下，教師根據(jù)學生的具體學情規(guī)劃其教學活動的安排和教學策略的選取。[9]

二、學習進階的研究基礎

學習進階雖然是一個新術語，但相關理念早已根植于教育界，從皮亞杰的“發(fā)生認識論”和維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)”都已預示著，對學生發(fā)展階段的系統(tǒng)研究能對教與學帶來關鍵性變革。具體到科學教育界提出學習進階，從目前掌握的資料來看，建構主義是學習進階的哲學基礎，概念發(fā)展研究提供了范式預備，教育評價和課程設計提出了需求，心理測量方法的應用是技術保障。

20世紀70年代末，在建構主義思潮和庫恩(Kuhn)和拉卡托斯(Lakatos)科學哲學觀的影響下，科學教育界開始空前關注學生的認識現(xiàn)狀。“相異概念運動”(Alternative Conceptions Movement)及其研究范式在科學教育研究界長期占據(jù)主導地位，對學生迷思概念(misunderstanding)的研究幾乎覆蓋了基礎教育階段的所有知識主題，對如何促使學生概念轉變也積累了相當多的經(jīng)驗。但到了20世紀90年代，學者們開始反思“相異概念運動”。其中的重要觀點之一便是之前的研究內(nèi)容過于零散，而且只是對學生在某一階段持有的概念狀態(tài)的描述，沒有加入時間變量，不能系統(tǒng)地刻畫學生概念發(fā)展的過程。隨后英國學者德來弗(Driver)等在物理教育領域?qū)Α案拍钴壽E”(conceptual trajectory)的研究和泰伯(Taber)等在化學教育領域?qū)Α案拍畎l(fā)展”(conceptual development)的研究中開始采用跨年級的追蹤研究，這便是當今進階研究的雛形。例如德來弗等在1994年提出概念軌跡的概念時指出：“為兒童的科學和正規(guī)科學搭建橋梁時，會涉及一些‘中間認識’或‘中間概念’，因此進階過程將遵循一條概念軌跡，這條軌跡序列描繪了某領域知識發(fā)展的關鍵步驟?！盵10]由此可見，概念軌跡的研究已經(jīng)具備了當前最受關注的“核心概念的學習進階”(LearningProgressionsof Core Ideas)的基礎范式。核心概念的學習進階為學生的概念發(fā)展建構了一個過程模型，將概念軌跡研究中的“兒童的科學”、“正規(guī)科學”和“中間概念”作為此模型中的發(fā)展要素：進階起點(lower anchor)、進階目標(upper anchor)和中間節(jié)點(intermediate levels)。

雖然與概念軌跡、概念發(fā)展等研究一脈相承，但是學習進階在研究方法上有著顯著的發(fā)展，其中最主要的就是先進的心理測量與統(tǒng)計手段的應用?；氐綄W習進階誕生的21世紀初，時任美國總統(tǒng)布什簽署了《不讓一個孩子落后》法案，2005—2006學年是正式開展大規(guī)模達標測評的第一個時間節(jié)點。如何科學地評價學生的急迫需求推動了對學習進階的研究的開展，第一份提出“學習進階”的文件正是面向科學學業(yè)成就評價的研究報告[1]。所以說學習進階自誕生之初就帶有深刻的“評價”印痕，隨后學業(yè)評價研究與對學習進階的研究也一直相輔相成。以原美國教育學會(AERA)主席、斯坦福大學的謝弗爾森(Shavelson)教授和加州大學伯克利分校的威爾遜(Wilson)教授等為代表的心理測量專家將先進的心理測量與統(tǒng)計方法引入進階研究，為進階研究提供了技術支持，對進階研究的發(fā)展起到了關鍵性作用。

三、學習進階的研究模式

對學習進階的研究遵循證據(jù)驅(qū)動范式，結論基于具有代表性且穩(wěn)定可靠的觀測結果，但僅僅通過測試和訪談積累證據(jù)是不能得到有效的進階框架的。美國《新一代科學教育標準》物質(zhì)科學修訂組的組長科瑞柴克(Krajcik)指出學習進階有四項必備要素[11]：(1)大概念及對大概念的析解；(2)界定清晰的各進階層級；(3)檢驗學生所處水平的測評工具；(4)促進學生發(fā)展的教學干預手段。在此指導原則下，建構新的學習進階應先確定進階要圍繞的核心概念和關鍵能力，基于對學生認知的研究提出有效的進階假設，然后根據(jù)假設選擇測量模型，開發(fā)工具收集證據(jù)，最終才能基于證據(jù)修訂假設，逐步完善進階(圖1)。高質(zhì)量的進階研究往往將上一輪研究修正出的進階當作新一輪研究的進階假設，經(jīng)歷幾個研究循環(huán)才能得出最后的結論。

圖1 進階研究循環(huán)

(一)核心概念和關鍵能力的確定

這里所指的核心概念即是學習進階四項必備要素中所指的大概念，包括學科核心概念(discipline core idea)和共通概念(crosscutting concept)，關鍵能力即科學實踐(scientific practice)能力。在21世紀初，美國和中國等相繼開展了大規(guī)模的國際科學課程標準的比較研究，國際上也陸續(xù)召開了專家研討會，中國學者(如韋鈺教授等)也參與其中，貢獻了我們的觀點并帶回了新一輪國際科學課程改革的思路。[12]隨后劉恩山、郭玉英等學者撰文闡釋了什么是核心概念，核心概念在科學教學中的地位和作用[13]，如何圍繞大概念整合科學課程設計，促進學生科學概念體系的建構[14]；丁邦平等探討了科學實踐和之前的科學探究的關系[15]。上述文章反映出，國內(nèi)、外科學教育界在圍繞核心概念和關鍵能力改進科學課程上取得了一致，并且學術界的觀點已經(jīng)開始向教學一線滲透。

學科核心概念是“組織整合某個學科自身內(nèi)容的少數(shù)關鍵概念”，如美國《新一代科學教育標準》中的“物質(zhì)及其相互作用”、“能量”等。共通概念是“涉及科學、數(shù)學、技術和工程等領域的最基本的、超越學科界限、反映不同學科的內(nèi)在統(tǒng)一性的概念?！崩纭跋到y(tǒng)”、“模型”等共通概念不僅對跨學科內(nèi)容的組織有重要意義，還影響著數(shù)學、技術和工程等的學習，有助于學生建立對人類知識的整體認識。[14]科學實踐是科學探究的發(fā)展，美國《新一代科學教育標準》提出要加強八方面科學實踐能力的培養(yǎng)，但其中的“構建和使用模型”、“基于證據(jù)參與論辯”等能力在我國現(xiàn)有的課程文件中強調(diào)并不多，相關研究也還較少。大概念和科學實踐直指多維科學課程體系的建構，促進學習內(nèi)容的橫向整合；學習進階與此緊密配合，基于對學生認知發(fā)展的研究實現(xiàn)學習內(nèi)容的縱向整合，兩者相輔相成、互為依托。如前所述，目前學術界對科學學習的核心概念和關鍵能力已經(jīng)基本達成了一致，所以對學習進階的研究將以此為基礎開展。并且可以預想，學習進階的研究也將會給內(nèi)容體系的整合提供反饋，使確立的核心概念和關鍵能力真正達到其設想的學科顯著性和貫通性，以實現(xiàn)其促進學生終身發(fā)展的價值。

(二)創(chuàng)建進階假設

確定了核心概念和關鍵能力之后，接下來將圍繞其創(chuàng)建進階假設。進階假設一般由進階起點、進階目標和中間節(jié)點構成，由進階變量(progress variable)將三者串聯(lián)。進階變量為進階假設搭建起理論框架，其選取和設計是創(chuàng)建進階假設的核心工作。

以知識內(nèi)容本體作為進階變量在進階研究早期占主流，這類研究多基于課程分析和對學生迷思概念的研究來劃分發(fā)展階段。[8]以阿隆索(Alozon)和斯蒂德爾(Steedle)建構“力和運動”學習進階為例[16]，她們通過對課程文件的分析確立進階目標，通過綜述關于學生對“力和運動”認知的研究提出進階起點和中間階段的預設。以知識內(nèi)容本體作為進階變量可以清晰的刻畫學生對某一主題理解的認知發(fā)展層級，然而這類進階研究不可避免的將學習進階限定于一個知識主題之內(nèi)?，F(xiàn)階段研究中進階變量的內(nèi)涵日益豐富，有學者以關鍵能力作為進階變量，例如施瓦茨(Schwarz)等對學生科學建模能力進階發(fā)展的研究[17]，伯蘭(Berland)和麥克尼爾(McNeill)[18]建構的學生科學論辯能力的進階。也有學者關注學生頭腦中內(nèi)在知識結構的關聯(lián)程度，如加州大學伯克利分校的李熙石(LeeHee-Sun)和劉莉迪(Liu Lydia)[19]以知識整合度(knowledge integration)為進階變量描述學生對能量概念的理解。

當前研究中進階變量的選取還呈現(xiàn)出兩種趨勢。一方面是內(nèi)容和能力的融合，例如萊赫(Lehrer)和舒布勒(Schauble)設計的學習進階中，對進化論的學習伴隨著科學建模能力的發(fā)展；[20]在桑格(Songer)等設計的學習進階中，學生對生態(tài)圈的理解逐級深入的同時還培養(yǎng)進行科學解釋的能力。[21]另一方面是基于認知理論來更深入的分析學生的進階，例如紐曼(Neumann)在設計能量概念的學習進階時，既參考了柳秀峰等基于科斯(Case)的后皮亞杰理論所設定的發(fā)展層級，還參考了費舍爾(Fisher)的復雜度層級理論。[22]

通過進階變量搭建起進階假設的框架后，接下來設定進階起點、進階目標和中間節(jié)點。早期進階研究(例如阿隆索和斯蒂德爾對“力和運動”學習進階的研究)以學生的迷思概念作為最低的階，以課程標準的期望作為進階目標，再劃定中間層級。杜施爾等認為[8]這種設定方式體現(xiàn)了一種“修正觀”(fix it model)，即整個進階始于對迷思概念的分析，描述在學習過程中對錯誤認識的修正和內(nèi)容知識的擴展。而現(xiàn)階段的進階研究更傾向于采用“發(fā)展觀”(work with it model)，即以學生有感性認識或易著手分析的具體現(xiàn)象為起點，從學生的已有認識出發(fā)深化理解、構建知識網(wǎng)絡。這里還需要強調(diào)，在設定進階的階段目標時考慮現(xiàn)有課程中年級節(jié)點的設置是必要的，然而“過分關注現(xiàn)有課程會導致忽視學生認知，失去了學習進階的研究目的——從學生的認知規(guī)律出發(fā)改進現(xiàn)有課程設置?！盵8]152

(三)選擇測量模型

學習進階將有代表性、穩(wěn)定且能表征學生發(fā)展的觀測證據(jù)作為檢驗和修正的依據(jù)，這是學習進階較20世紀90年代的概念軌跡研究的重要發(fā)展，但這對研究方法提出了相當高的要求。先進心理測量技術向教育測量的轉化使得許多研究設想逐漸成為了可能，經(jīng)過反復檢驗的可靠實證數(shù)據(jù)使學習進階的研究結論得到了廣泛的認可。這其中項目反應理論(Item Response Theory，IRT)和潛類別分析(Latent Class Analysis，LCA)是當前采用最廣泛的統(tǒng)計分析模型。

位于加州大學伯克利校區(qū)的伯克利評估與測量研究中心(Berkeley Evaluation and Assessment Research)引領著基于項目反應理論的進階研究。這些研究以拉什(Rasch)模型為核心擬合試題難度與學生能力參數(shù)，據(jù)此來描述學生的進階情況。[23]基于潛類別分析的進階研究則主要以謝弗爾森的團隊為中心。他們通過學生的應答模式矩陣來判定學生所屬類別，進而與進階假設中的各層級對應，描述學生的進階情況。[24]兩種測量模型本質(zhì)區(qū)別在于基本假定的不同，項目反應理論假設學生在某一主題內(nèi)的思維模式可表征為一個單維、連續(xù)且穩(wěn)定的心理構造(continuous unidimensionalmental construct)，潛類別分析假設某一類學生在回答一系列問題時會有一種穩(wěn)定的應答模式。兩種模型各有其優(yōu)勢和待解決的問題，但由于項目反應理論的相關軟件率先實現(xiàn)商業(yè)化開發(fā)并占據(jù)了國際大范圍測評的主流市場(例如TIMSS和PISA)，所以當前的進階研究中運用項目反應理論作為測量模型的占了絕大多數(shù)。

(四)開發(fā)研究工具

最初的進階研究多利用現(xiàn)有工具，如在TIMSS或NEAP的題庫中選擇區(qū)分度等指標較高的測試題作為研究工具。正因為此，第一位獲得美國“總統(tǒng)獎”的科學教育學家、密歇根大學的桑格教授指出，當前對學習進階的研究中最大問題在于測評工具的質(zhì)量還沒有達到評估進階的要求。[25]為了更好地診斷學生狀態(tài)，研究者們一直在改進現(xiàn)有研究手段。例如布瑞格斯(Briggs)等[26]開發(fā)了分層選擇題(Ordered Multiple Choice items)，其選項經(jīng)過精心設計，學生不同的選擇反映其所處思維水平，然后通過題組來區(qū)分學生在學習進階中所處的層級。紐曼等改進題干設計，在保持情境不變的情況下通過調(diào)節(jié)題干信息量控制題目的復雜度，以此收集證據(jù)作為其進階修正的參照。[22]

雖然在研究者不斷的努力下和先進測量模型的監(jiān)測下，研究工具的信、效度和精細化程度已經(jīng)達到空前水平，但未來的進階研究中測量工具改進和開發(fā)仍是關鍵。問題集中體現(xiàn)在：(1)當前的研究工具多面向大范圍測評，屬于終結性評價，缺乏形成性測試工具；(2)如果學習進階融合科學概念的理解和實踐能力的培養(yǎng)，那么僅局限于紙筆測試將難以滿足要求；(3)精巧的研究工具和復雜的測量模型難以被教學實踐者掌握。從現(xiàn)代教育測量的發(fā)展來看，基于電子測評系統(tǒng)的自適應組卷測驗、對應開發(fā)相應的操作類任務和網(wǎng)絡化的教研支撐體系將有助于上述問題的解決。

(五)修正進階假設

基于研究工具探查出的學生表現(xiàn)情況修正原有進階假設，既是一輪進階研究的最后一個環(huán)節(jié)，同時也是新一輪研究的基礎。修正進階假設應建立在兩個前提下：一是實證數(shù)據(jù)和現(xiàn)有進階假設不匹配，二是研究工具準確反映了學生實際情況。題目設計沒有切實反映考察意圖、學生進行問題表征時的思維圖式與研究者的預設不同、進階框架的不合理等都有可能造成研究結果與進階假設不匹配。所以當實證數(shù)據(jù)“證偽”進階假設時，不能想當然地修改假設迎合實證結果，而是要審慎地分析造成兩者差異的原因。應該先結合數(shù)理統(tǒng)計手段和對師、生的訪談重新進行任務分析，確保研究工具能真實測查學生狀態(tài)后，再對原假設的進階層級做出分解、合并或次序調(diào)整。

四、學習進階的應用

在各國紛紛跟進對學習進階的研究之時，美國對學習進階的應用正在從宏觀和微觀兩個層面同時開展。宏觀層面上，2013年頒布的美國《新一代科學教育標準》綜合現(xiàn)有進階研究的成果，為各州和學區(qū)的課程開發(fā)和教學設計勾繪了藍圖。雖然《新一代科學教育標準》中的學習進階“顆粒度”還比較粗，但是已然為“小—初—高”的科學課程銜接提供了統(tǒng)一框架。相關的標準推廣和教師培訓活動也已經(jīng)在多個州開展，其成效值得關注。另外，多個州的達標評估已應用學習進階作為參照?；趯W習進階的多項國際比較研究也正在進行中，其研究成果將對各國科學課程標準的修訂產(chǎn)生較大的影響。

在微觀層面上，多個課題組已經(jīng)基于進階研究成果開展教學實驗研究。例如科瑞柴克團隊在美國自然科學基金委資助下開展了中學能量教學研究[27]，他們結合學習進階和目標驅(qū)動設計模型開發(fā)了由19節(jié)課組成的能量專題教學單元，期望以真實情境為載體、圍繞核心概念組織的教學活動促進學生的整合理解。結果顯示：雖然起點相同的控制班學生經(jīng)歷了更多教學課時，然而無論是即時訪談還是一年后的延時測試都表明實驗班的學生對能量概念的認識更系統(tǒng)、知識網(wǎng)絡更豐富、有較少的迷思概念且更善于解決實際問題。密歇根大學桑格教授所領導的團隊從2008年起持續(xù)關注在生物學習過程中科學解釋能力的培養(yǎng)，通過連續(xù)五年的追蹤研究，她們已經(jīng)基于學習進階設計了從小學到高中的、融合生態(tài)內(nèi)容學習和科學解釋能力的教學序列。[28]這些微觀層面上應用學習進階開展的教學實驗研究為學區(qū)教研員的課程開發(fā)和一線教師的教學設計提供了案例，促進了宏觀層面上的綱領、標準文件與教學實踐的對接。美國學者將學習進階在宏觀和微觀層面上同時應用推廣，讓進階研究提出之時的愿景在逐漸清晰——搭建起一座連接對學習的研究、課程開發(fā)、學業(yè)評估和教學實踐等多方面的橋梁。

五、總結與展望

正如劍橋大學泰伯教授所說，建模(modelling)不僅在研究如何“做科學”時非常重要，在研究如何“學科學”中也在發(fā)揮日益關鍵的作用[29]。從本質(zhì)上講，學習進階就是一個關于學生認知發(fā)展的模型，其本身需要被不斷修正和改進，所以對學習進階的研究一直在面臨挑戰(zhàn)。然而無論是對學習進階的定義之辯，還是在假設確立、工具設計和反饋修正等研究過程中需克服的困難，都將促使學習進階的研究水平不斷提升和研究范式的日趨成熟?？梢哉f，對學習進階的研究在挑戰(zhàn)中完善和發(fā)展。但是必須承認，當前建構的學習進階較“刻畫學生認知發(fā)展”的目標還有很大差距，研究過程與教學的結合并不緊密，成果向教學實踐的轉化也并不順利，可見想要構建理想的學習進階，實現(xiàn)最初的研究愿景，對學習進階的研究仍需在挑戰(zhàn)中不斷前行。

對學習進階的研究實質(zhì)上反映了科學教育觀的轉變，從傳統(tǒng)的分割的教授各知識模塊和各探究技能轉變?yōu)橄到y(tǒng)設計教學序列以幫助學生建構科學概念體系、培養(yǎng)科學實踐能力，并在此過程中促進學生的認知和元認知的發(fā)展。[8]所以當用“學習進階”來翻譯Learning Progression時，我們實際上是希望表明：進階研究以學生的學習為研究對象，“進”是以描述學生的認知發(fā)展方向，而“階”則要指出發(fā)展過程中的關鍵點，并提供對應的解決方案。貢克爾(Gunckel)等學者也認為[30]，當前進階研究需直面這兩個問題：什么在發(fā)展？如何設計路徑促進發(fā)展？

針對上面兩個問題，我國自2009年起已有多位博士研究生結合國外先進研究方法和國內(nèi)教學研究傳統(tǒng)開展研究，給出了面向我國學生特色的解決方案。例如徐寧在批判繼承概念轉變研究基礎上提出基于認知模式轉化的概念發(fā)展模型[31]，韋斯林應用Rasch模型對“物質(zhì)結構”進行跨年級的認知測量[32]，劉晟設計了“概念鏈”開展概念教學研究[33]……我國學者在現(xiàn)有研究范式的基礎上還做出了創(chuàng)新：張靜將心智模型(mental model)研究和學習進階相結合，以靜電學為例描述了學生心智模型的進階發(fā)展層級，并通過建模教學促進學生心智模型的發(fā)展[34]。魏昕研究能量概念學習進階時，創(chuàng)造性的融合認知推理過程和共通概念作為進階變量，從更深層次揭示了學生能量概念發(fā)展的認知機制[35]。

回顧十年來對學習進階的研究，最主要的成果是基于大范圍的測評逐漸建立了學生在一些科學概念和實踐活動學習過程中的發(fā)展模型。然而杜施爾等指出，學生的科學學習過程是“教學輔助下的發(fā)展”(instruction-assisted development)，忽視教學因素單純描述學生的發(fā)展階段將有脫離科學教育研究根基的風險。[8]并且從建構主義觀點來看，與其傾全力于構想完美貼合認知過程的表征方式，倒不如將研究重點放在能促進學生發(fā)展的系統(tǒng)模型，因為后者對學生建構對真實世界的理解更有幫助[29]。這啟示我們，在繼續(xù)深入探索回答“什么在發(fā)展”的同時，研究怎樣基于學習進階開展教學設計改善教學實踐，即回答“如何設計路徑促進發(fā)展”，將是未來對進階研究的核心議題。

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