目錄
科學教育：大學的使命與擔當（叢書序）
譯者序
第一部分 表征能力的重要性
1 邁向表征能力的定義. 3
1.1 背景與理論 4
1.2 達成共識的機會 6
1.3 對跨學科表征能力測量的呼吁 8
參考文獻 9
2 表征流暢性：學生發(fā)展STEM 素養(yǎng)的方法. 13
2.1 STEM 與STEM 整合. 13
2.2 STEM 整合中的學生學習 18
2.3 基于STEM 整合的教學 18
2.4 為STEM 整合進行課程開發(fā) 19
2.5 Lesh 轉化模型與學生學習 21
2.6 Lesh 轉化模型與課程教授 23
2.7 Lesh 轉化模型與課程開發(fā) 25
參考文獻 26
3 相似信息與不同表征：設計可促進轉換能力的學習環(huán)境 32
3.1 什么是轉換？ 32
3.2 轉換的功能可供性 33
3.3 轉換的制約因素 34
3.4 判斷表征質量 36
3.5 研究方法 37
3.6 環(huán)境特征 41
3.7 結果 42
3.8 空間能力的應用 46
3.9 時序認知的應用 48
3.1 總結 50
參考文獻 52
4 求同存異：學生通過科學爭論議定視覺歧義 55
4.1 引言 55
4.2 挑戰(zhàn)者號航天飛機災難和全球變暖停滯 58
4.3 案例背景：“全球氣候變化”課程單元 61
4.4 “全球氣候是如何變化的？” 62
4.5 對同一示意圖的兩種不同解釋 64
4.6 推斷證據(jù) 67
4.7 解讀設計者的思想 68
4.8 通過妥協(xié)達成共識 68
4.9 結論和啟示 70
4.1 以明確的視覺參照物對觀點和證據(jù)進行補充 71
4.11 對證據(jù)的再解釋，以加強論點 71
4.12 作出推斷以強調所觀察到模式的重要性 72
4.13 通過數(shù)據(jù)和情景間的聯(lián)系進行推理 72
4.14 理解視覺材料的多重目的 72
參考文獻 74
5 學習表現(xiàn)視角下小學科學教育中的表征能力 79
5.1 建模的認知實踐 80
5.2 學習表現(xiàn)和學習進程 83
5.3 建立學習表現(xiàn) 84
5.4 黛西 88
5.5 戴利亞 91
5.6 討論 95
5.7 結論 97
參考文獻 98
第二部分 面向表征能力的教學
6 通過適應性教育技術促進表征能力的發(fā)展 103
6.1 在多元圖形表征之間建立聯(lián)系：化學智能輔導系統(tǒng)領域專業(yè)知識的多元方法路徑 103
6.2 哪些聯(lián)系建立能力需要支持？ 105
6.3 我們應如何為聯(lián)系建立能力設計支持措施？兩個智能輔導系統(tǒng) 107
6.4 這些能力與學生的其他特征之間存在著什么樣的關系？ 115
6.5 適應性支持的初步準則和未來研究 124
6.6 結論. 125
參考文獻 125
7 將表征作為教學工具來教授系統(tǒng)思維 133
7.1 表征能力與系統(tǒng)思維 133
7.2 對系統(tǒng)思維的呼吁 134
7.3 技術進步 134
7.4 改革的呼吁：像科學標準所描述的那般，使用表征來教授系統(tǒng)思維 135
7.5 培養(yǎng)系統(tǒng)思維和表征能力 136
7.6 用表征能力來測量系統(tǒng)思維能力 138
7.7 評估系統(tǒng)思維的理論模型 139
7.8 一些建議：如何在課堂上使用表征能力來培養(yǎng)系統(tǒng)思維 141
7.9 教師對表征類型的選擇 145
7.1 結論 148
參考文獻 149
8 利用對表征能力的評估來改進外部表征的教學 155
8.1 引言 155
8.2 工具內容 160
8.3 內容有效性和表面有效性 160
8.4 總體檢驗 163
8.5 記憶力部分 163
8.6 轉移部分 163
8.7 題項分析 164
8.8 干擾項分析 168
8.9 討論. 171
參考文獻 174
9 通過基于課程的本科生研究體驗項目來提高學生的表征能力 178
9.1 引言 178
9.2 研究方法 180
9.3 研究結果 182
9.4 結論和啟示 196
參考文獻 198
第三部分 表征能力的評估與獲取
10 使用手勢分析評價學生的后天表征能力 205
10.1 引言 205
10.2 評估STEM 各學科的表征能力 206
10.3 使用手勢評估表征能力的框架 211
10.4 手勢分析：學生表征能力的評估 214
10.5 分析結果 216
10.6 結論 223
參考文獻 224
11 用眼動追蹤技術評估表征能力 229
11.1 引言 229
11.2 表征能力和模型能力 229
11.3 眼動追蹤技術的基礎知識 231
11.4 評估專家和新手之間的差異 234
11.5 科學教育中的眼動追蹤 235
11.6 與系統(tǒng)發(fā)育樹相關的表征能力—水平和里程階段 237
11.7 未來應用—如何使用眼動追蹤技術來評估使用系統(tǒng)發(fā)育樹進行表征的能力 238
11.8 結論 241
參考文獻 242
12 以三重表征模型為基礎評價學生的表征能力 246
12.1 引言 246
12.2 用此三重模型分析數(shù)據(jù) 248
12.3 個人表征能力 249
12.4 群體表征能力 254
12.5 評估的準則 256
12.6 結論 259
參考文獻 259
13 科學教育中的表征能力：從理論到評估 261
13.1 理論 261
13.2 研究方法 264
13.3 題項和測試分析的結果 267
13.4 討論 267
13.5 啟示、局限性和未來的研究建議 268
參考文獻 272