高中化學教師“教學策略知識”特征研究

曹鵬杰 李艷靈 李川 劉敬華

摘要： 編制高中化學教師“教學策略知識”調查問卷，經試測、修正、再測、質量論證，確定最終的調查問卷，并通過Rasch模型對問卷的信效度進行檢驗。根據Rasch模型轉化得到調查對象的能力值，通過K-means聚類分析，將高中化學教師的教學策略知識劃分為低、中、高三個水平。基于數據結果，探討了被試教師總體和不同水平群體“教學策略知識”的特征，提出了高中化學教師“教學策略知識”發展提升建議。

關鍵詞： 高中化學教師; 教學策略知識; 教學表征

文章編號： 1005-6629（2021）10-0019-07

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

在教師的教學專業知識結構中，教學策略知識非常重要[1]。教學策略知識是關于教師如何教的知識，是指為達到教學目標，根據教學內容特點及學生的認知特點和心理發展水平，教師選擇合適的教學策略及教學表征方式來組織課堂教學，從而以最適合學生的方式將知識進行轉化的一類知識。

教學策略知識是學科教學知識的核心構成要素[2，3]、關鍵要素[4]，直接影響著教師的學科教學知識水平，從而影響著教師專業發展和教學質量。

本研究擬聚焦教師教學策略知識，利用自主編制的研究工具探查高中化學教師總體及不同水平群體的教學策略知識特征，為其專業發展指明方向。

1? 理論基礎

1986年，Shulman首次提出“學科教學知識”這一概念，并將教學策略知識作為學科教學知識的重要要素。Shulman最初所強調的教學策略知識的內涵是指最有用的類比、樣例、圖示等易于學生理解的表征方法，強調知識的表征方式，隨后Shulman在對學科教學知識內涵的修訂中，增加了對特定話題的組織、表達及調整等教學策略相關表述，并進一步明確了教學策略知識的內涵。之后，國內外研究者對教學策略知識內涵的表述大多沿用了Shulman的觀點。

關于教學策略知識的構成要素，不同學者的研究焦點不同，觀點也不盡相同。Grossman提出教學策略知識包括選擇和組織教學內容、選擇有效的呈現手段、設計學生活動和安排教學活動的順序、評價反饋表征效果[5];董濤強調教學策略知識包括選擇與組織教學內容、確定教學內容的表征方式、設計和安排學生活動[6];而Magnusson[7]、 Park[8]強調教學策略知識包括特定學科的教學策略、特定主題的教學策略，特定主題的教學策略又細分為“表征”和“活動”兩類。基于已有研究，本研究將教學策略知識的構成要素確定為教學策略與教學表征。其中教學策略是指教師為了實現教學目標，根據教學情境的特點，對教學實施過程進行的系統決策活動[9]。教學表征是指教師在教學時，為了呈現學科特定的教學內容、幫助學生理解，而采用的具有針對性的方法，轉化教學內容，使之心理化的過程[10]。教學策略側重于教師對于教學內容、教學方法、媒體技術等的選擇、組織、調整。教學表征側重于概念、知識的呈現形式，側重考察教學內容中的概念、知識可以用哪些表征形式予以呈現，表征內容的形式有譬喻、類推、舉例說明、活動、作業、范例等[11]。教學表征是教學策略的進一步具體化，是教師教學策略知識的核心。

2? 研究設計

2.1? 調查問卷的編制

借鑒周健、霍秉坤[12]、朱曉民[13]等學者觀點，根據研究目的及側重點，在專家論證的基礎上，確定調查問卷的一級維度為教學策略和教學表征，每個一級維度下設具體的二級維度。其中，教學策略維度包括教學策略的識別、選擇、應用、反饋、調整和評價。教學表征維度包括言語的表征、活動的表征和媒體的表征。依據《普通高中化學課程標準》（2017年版）中對具體內容的教學策略建議，編制試題，初步構建《高中化學教師教學策略知識調查問卷》，共32題，其中，教學策略19題，教學表征13題。

2.2? 調查問卷的修訂

隨機抽取河北省78名高中化學教師進行初測，根據回收的問卷，對調查問卷中32道題目進行探索性因子分析，分析發現初始特征值大于1的因子有6個，累計解釋方差變異為70.188%，說明提取6個因子對原始數據的解釋度較為理想。根據探索性因子分析結果，進一步對問卷維度結構進行調整，調整時遵循的規則如下： 第一，刪除載荷值小于0.4的題項;第二，分析結果中出現明顯分歧的題項，將與文獻和理論相差甚遠而導致因子無法命名的題目進行刪除;第三，若出現了某個題目載荷值出現在不同因子的情況，若載荷值較為相近，難以判斷此題目應歸屬于何因子，則作刪除處理，而對于載荷值差值較大的，將歸屬于載荷值較高的因子中;若歸屬此因子后仍存在分歧，則將對應題項作刪除處理。

依據上述規則，刪除載荷值較為相近的Q12、 Q18、 Q23、 Q28。對其余題目進行分析，歸納共同包含的因素，對因子進行命名。通過探索性因子分析，對維度進行了調整，由原來的9個維度調整為6個維度，題目調整為27道。其中教學策略維度包括教學策略的識別、應用和評價;教學表征維度包括言語的表征、活動的表征和媒體的表征。最終確定的問卷雙向細目表如表1所示。

為了檢驗修正后問卷的合理性，再次發放問卷110份，通過Amos22.0軟件進行驗證性因子分析。根據國際通用標準及權威學者觀點[14]，X2/df值為1.502，表示模型有簡約適配度，RMSEA為0.068<0.08，表示適配合理，RMR為0.035<0.05，表示可接受。而NNFI值為0.893，略微小于0.9，NNFI試圖校正模型的復雜性，但對小樣本量有些敏感，如果NNFI值小于臨界值0.9但相差不大，可以參考CFI值。CFI的檢驗值為0.905>0.9，說明可以接受。

2.3? 調查問卷的發放及數據處理

采取隨機抽樣方法，以河北省11個地級市的120名高中化學教師作為調查研究對象，問卷以紙質版和問卷星兩種方式進行發放。問卷回收后，對問卷的作答情況進行篩查，有效問卷為110份，問卷的有效回收率為91.67%。調查對象基本信息如表2所示。

通過Excel對調查對象的作答情況進行統計，對每道題目選項賦分采用李克特五級量表形式，將選項由“A不符合”到“E非常符合”，依次賦值為1到5分。應用WINSTEPS32.0軟件，通過Rasch模型，一方面可以檢驗問卷的信效度，另一方面可以轉化得到調查對象在“教學策略知識”的能力表現值，以便于將教學策略知識劃分水平。應用SPSS中的K-means聚類分析，依據Rasch模型測得教師的能力值，將調查對象在“教學策略知識”能力的表現劃分成低、中、高三個水平，并對調查對象中“教學策略知識”不同水平群體教師“教學策略知識”的特征進行描述。

2.4? 信度和效度檢驗

信度檢測在Rasch模型中通過項目信度、被試信度、區分度、誤差等參數來反應;效度檢測在Rasch模型中通過項目—被試對應、數據—模型擬合、點—測量相關系數等表示[15]。

2.4.1? 信度分析

測量工具信度整體檢驗指標如表3所示，被試能力值為0.74>0，說明試題對于被測人群來說較容易，項目估計的標準誤差較小。MNSQ都接近1，ZSTD都接近0，說明測驗與理論模型的期望比較匹配，分離度均大于2，說明區分效果尚佳，被試項目信度都大于0.9，說明具有較高的信度。

2.4.2? 效度分析

Rasch模型能將被試能力和項目難度轉化成logit分，從而形成項目—被試對應懷特圖（item-person map），可看出題目與被試的對應關系。如圖1所示，字母M、 S、 T表示平均水平，由下到上依次表示能力或項目難度增強，左側用“#”表示一定數量被試的分布情況，右側表示題目分布，整體來看，對應較為理想。

項目擬合可以分析各題質量，誤差均在0.2以內，均在允許范圍內，Infit和Outfit擬合指數基本在可接受范圍內，點—測量相關系數均在0.54到0.72之間，說明被試項目與工具的一致性較好，表明測量工具的效度較為理想。

3? 結果分析

3.1? 高中化學教師教學策略知識水平劃分

Rasch模型能將調查對象作答原始分數轉化成與題目對應的能力值，根據K-means聚類分析，設定聚類數為3，將高中化學教師教學策略知識的能力表現水平劃分為三類。

聚類分析的開始是由SPSS生成了初始聚類中心（1.02， -3.34， 5.49），聚類過程在8次迭代之后終止，最終的聚類中心是1.24， -0.83， 3.78，所對應的案例數分別為61， 39， 10。通過聚類分析，可將調查對象教學策略知識能力表現水平分成“低、中、高”三類群體，最終水平劃分結果如表4所示。從聚類分析結果來看，55.5%的被試教師處于中水平，35.4%處于低水平，僅有9.1%處于高水平，數據結果表明高中化學教師教學策略知識高水平人數較少。受被試樣本量所限，聚類后僅有10人屬于教學策略知識高水平群體，雖欠缺一定統計意義，但對其分析依然能從一定程度反映出該水平群體的特征。

3.2? 高中化學教師教學策略知識特征分析

3.2.1? 總體特征分析

通過單因素方差分析，分析了110名高中化學教師教學策略知識在各維度的均值及各維度表現出的差異性，如表5所示。

由表5可知，高中化學教師教學策略知識總體在各維度的均值介于3.22～3.93之間，總體得分均值為3.65，說明被調查教師教學策略知識總體水平處于中水平，有待于提升。由單因素方差分析可知，不同維度之間有顯著性差異，F值=24.054，顯著性0.000<0.05，說明高中化學教師教學策略知識各方面發展不均衡。

通過均值比較可以發現，在教學策略維度，高中化學教師群體“教學策略的應用”表現最好，“教學策略的評價”表現次之，“教學策略的識別”表現最差。“教學策略的識別”考察教師在宏觀層面上能清晰地知道化學學科有哪些教學策略，在中觀層面上能區分化學學科特有的教學策略適應于哪些不同的教學主題，在微觀層面上知道某一具體課題可以靈活使用哪些教學策略。高中化學教師“教學策略知識的識別”表現不佳可以說明在教學過程中對教學策略知識相關理論知識的系統學習不夠完善，缺乏將經驗與理論對應。

在教學表征維度上，高中化學教師群體“言語的表征”表現最好，“媒體的表征”表現次之，“活動的表征”表現最差。“言語的表征”重在考察高中化學教師運用對比、類比、隱喻、解釋、舉例等方式幫助學生建構、理解較難概念，突破教學重難點的情況;“媒體的表征”主要考察高中化學教師在多媒體視頻應用、多媒體課件的設計、板書設計、思維導圖等知識結構化工具的應用等方面的具體情況;“活動的表征”則側重考察教師通過采用一定的活動方式，如實驗、辯論、討論、角色扮演等來幫助學生理解較難的知識的情況。調查結果反映出高中化學教師善于運用語言闡釋概念、突破教學重難點，能夠注意用多種信息媒體手段輔助教學，但在課堂中調動學生、組織開展多種活動的意識不足，通過課堂活動組織學生掌握知識的有效性有待進一步加強。

3.2.2? 不同水平群體特征分析

通過單因素方差分析不同水平教師群體在各維度上能力表現的差異性，如表6所示。結果顯示，各水平p值均小于0.05，表明不同水平群體各維度之間均存在顯著性差異，說明每個水平教師群體的教學策略知識各方面發展不均衡。

由表6可以看出，不同水平教師群體在教學策略知識各維度的能力表現強弱特征大體相同，與總體特征也基本相似。三個水平群體共同的特征為“活動的表征”能力表現最差，其次是“教學策略的識別”。低水平教師群體和中水平教師群體教學策略知識各維度能力強弱表現特征完全相同： 言語的表征>教學策略的應用>教學策略的評價>媒體的表征>教學策略的識別>活動的表征;高水平教師群體與低水平和中水平教師群體能力表現略有不同，高水平群體教學策略知識的能力表現強弱特征為： 教學策略的評價>言語的表征=教學策略的應用>媒體的表征>教學策略的識別>活動的表征，說明高水平群體在教學策略的評價方面能力表現最強。

3.3? 高中化學教師教學策略知識影響因素分析

對高中化學教師教學策略知識影響因素的探查研究可為教學策略知識提升建議的提出提供借鑒和參考。本研究從性別、學校類型、教齡、學歷、職稱等角度進行了差異性分析，結果表明不同性別[獨立樣本T檢驗，Sig（雙側）=0.175>0.05]、不同學校類型[獨立樣本T檢驗，Sig（雙側）=0.371>0.05]的高中化學教師在教學策略知識整體及各維度上均沒有差異，而不同教齡、不同職稱、不同學歷的高中化學教師在教學策略知識上存在顯著性差異。受篇幅所限，下述重點對不同教齡和不同職稱教師差異性檢驗的結果進行呈現和分析。

3.3.1? 不同教齡高中化學教師教學策略知識差異性比較

采用單因素方差分析對不同教齡高中化學教師教學策略知識進行比較，具體結果如表7所示。

通過單因素方差分析可知，不同教齡高中化學教師的教學策略知識水平存在顯著性差異，F值為34.686，p<0.05。從Bonferroni多重比較可以看出，各教齡組之間均存在顯著性差異。另從得分均值來看，高教齡組教師的教學策略知識得分明顯高于低教齡組教師，結果表明教學策略知識受教學經驗積累的影響，這與教師專業發展階段與規律相符。

3.3.2? 不同職稱高中化學教師教學策略知識差異性比較

通過單因素方差分析可知，對無職稱、二級職稱、一級職稱和高級職稱教師的教學策略知識進行差異性分析，具體見表8。

通過單因素方差分析可知，不同職稱化學教師教學策略知識存在顯著差異，F值為14.401，p<0.05，從Bonferroni多重比較可以看出，無職稱教師與一級教師、高級教師存在顯著性差異，二級教師與一級教師、高級教師存在顯著性差異，但無職稱教師與一級教師之間、一級教師與高級教師之間則無顯著差異。這說明當教學實踐經驗積累到一定程度時，教學策略知識會有顯著提升，之后會遭遇“瓶頸期”，需要通過干預進行提升[16]。

4? 研究結論與建議

本研究采用自主編制的研究工具，對高中化學教師教學策略知識的特征進行研究，發現高中化學教師教學策略知識總體水平不高，處于本研究劃分的中水平，且各方面發展不均衡。在教學策略維度，“教學策略的應用”表現最好，“教學策略的評價”表現次之，“教學策略的識別”表現最差。在教學表征維度，“言語的表征”表現最好，“媒體的表征”表現次之，“活動的表征”表現最差。不同水平教師群體教學策略知識特征既有群體間的共性又有各群體的特性。不同教齡、職稱的高中化學教師的教學策略知識存在顯著性差異，整體而言，隨著教齡的增長、職稱的提高，教師的教學策略知識水平呈現增長趨勢，且不同教齡、職稱的高中化學教師教學策略知識各維度強弱與發展趨勢趨同。

針對研究發現，依據相關學者對教學策略知識影響因素的研究結論，提出如下高中化學教師教學策略知識提升建議。

一是加強經驗積累與交流，增強活動表征能力。本研究發現教齡、職稱均對高中化學教師的教學策略知識有顯著影響，高教齡組的教師教學策略知識水平高于低教齡組教師，職稱較高的教師教學策略知識水平高于職稱較低的教師。這一研究發現與張小菊[17]的研究發現一致，說明教學策略與表征受教學實踐經驗積累的直接影響。另有研究表明，教學策略知識可以通過觀摩、模仿、傳授的形式在教師群體之間共享和傳遞[18]。為此，高中化學教師一方面應注意積累教學經驗，另一方面應注意加強團隊經驗共享與交流，定期開展教學研討活動，特別注重加強對活動表征方式的多樣性的認識和理解，并嘗試應用到教學實踐中，不斷提升實驗探究、社會性科學議題、概括關聯、比較說明、推理論證等活動表征能力。

二是加強理論學習與積淀，彌補教學策略識別的不足。研究表明，高中化學教師在教學策略的識別方面表現均不佳，表明高中化學教師對教學策略理論的認識不夠完善，沒有形成科學的理論體系，缺乏將經驗與理論對應，這可能是教學策略的識別表現不佳的重要原因。已有研究表明，教師通過平時的教育理論學習是獲取教學策略知識的有效途徑[19]，因此，加強理論積淀，有助于豐富自身教學策略知識體系，從而在教學實踐過程中恰當地運用教學策略，提高教學質量。

三是重視實踐性反思，促進教學策略知識整體提升。趙芹[20]研究表明，教學策略知識是在課堂教學實踐中逐步發展并完善的。范良火曾指出，教學反思是教師獲得教學策略知識的重要來源[21]。因此，高中化學教師應該注重在教學實踐中反思不同的教學策略和表征方式運用的實際效果，加強教學研究，并追求不斷改進。

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