OpenSciEd 教学法：现象驱动式学习的故事线单元模型

OpenSciEd 教学法：现象驱动式学习的故事线单元模型

现象驱动式学习（Phenomenon-Based Learning, PBL）是一种基于学生探究和问题解决的教学方法。The OpenSciEd教学模型采用了一种“故事线方法（Storyline Approach）”，即通过一系列逻辑有序的课程设计，引导学生从与现象的互动中产生问题，并以学生的问题为动力推动学习。该方法以激发学生对真实现象的好奇心为起点，通过一系列有计划的学习路径（Routine），帮助学生提出问题、设计调查、收集证据并达成共识。这种教学法不仅促进学生的科学思维和技能发展，还能够激发他们的学习动机和深度学习能力。

自 2020 年该机构发表论文Storyline Units: An Instructional Model to Support Coherence from the Students 以来，基于该学习法，一大批优质课程和教学资源被设计出来并推广，成为当代美国科学教育最受推荐的教学法之一。

本文基于该组织的研究，向各位探索教育前沿的同仁们介绍一下OpenSciEd 教学法——“现象驱动式学习的故事线路径”。

一、为什么需要新教学法？

OpenSciEd 认为，在美国K-12科学教育中存在的发展连贯性不足的问题。这个问题的背景是《框架》（A Framework for K-12 Science Education）和下一代科学标准（NGSS）的推出，它们要求教学方法和教材发生重要转变，以更好地整合实践、学科核心概念和跨学科概念（三维学习）。作者认为，这种转变需要支持学生从他们自己的角度看待科学工作，即他们所从事的工作是解决他们自己识别的问题，而不仅仅是遵循教科书或老师的指示。

传统的科学教育往往忽视了学生自己的观点和问题，导致学生缺乏参与感和意义感。这种教育模式可能无法充分激发学生的学习兴趣和科学探究能力，特别是在非主导群体和社区的学生中。作者希望通过支持学生的认识论代理（epistemic agency），使他们成为科学知识构建的合作者，从而提高科学教育的质量和公平性。

它试图解决如何使科学教育更加有意义、参与性和公平性的问题。通过将学生的观点和问题置于教学的核心，故事线单元模型旨在提高学生的学习动机，增强他们对科学概念的深入理解，并促进所有学生，特别是那些在传统科学教育中被边缘化的学生，更积极地参与科学实践。这种方法有助于培养学生的科学探究能力，使他们能够更好地将科学知识应用于现实世界的问题解决中，这对于培养未来的科学家和公民具有重要意义。

** 二、故事线模型的五个关键路径
**

一个基于“故事线单元模型”的完整教学流程需要从初次接触现象、提出问题，到持续探究、证据收集，再到过程中不断生成新问题、最终形成较完整的解释。它将整个教学/学习过程分为若干个“路径（Routine）”环节，每个环节都有其明确的目标、合适的时机，以及具体实施要点。以下是这些环节的主要内容：

1. 聚焦现象环节（Anchoring Phenomenon Routine）

目的：通过一个引人好奇且富有挑战性的现象，引导学生提出探究问题，激发学习兴趣，并为整个单元学习提供动力。

适用时机：

单元或课程开始时，用以引入学习主题。

当需要重新激发学生兴趣或引入新的相关现象时。

关键要素：

1. 探索现象（Explore the Anchoring Phenomenon）：学生观察并体验现象，回答“我们看到了什么？”。
2. 尝试解释（Attempt to Make Sense）：学生试图用已有知识或简单模型对现象进行初步解释。
3. 识别相关现象（Identify Related Phenomena）：通过联想或讨论，扩展现象范围，进一步明确探究方向。
4. 提出问题与规划后续（Pose Questions to Resolve and Discuss Next Steps）：学生将问题汇总到驱动问题板（Driving Question Board, DQB），规划后续探究步骤。

2. 学习方向导航（Navigation Routine）

目的：在学习过程中定期回顾、梳理并前瞻，帮助学生了解当前所处位置、已完成任务及接下来的学习方向。

适用时机：

每节课或单元的过渡节点。

学生需要明确进度或目标时。

关键要素：

1. 回顾（Look Back: How did we get here?）：复盘已学内容及完成的任务。
2. 梳理现状（Take Stock: Where are we now?）：明确当前所掌握的知识或证据。
3. 展望下一步（Look Forward: Where are we going?）：讨论未来需要解决的问题或开展的活动。

3. 调查与探究（Investigation Routine）

目的：学生围绕驱动问题，自主制定探究计划，收集数据并分析，发展科学与工程实践技能。

适用时机：

学生需要获取新证据或信息来回答问题时。

需要通过实验或调查加深理解时。

关键要素：

1. 制定行动计划（Create a Plan of Action）：学生讨论问题的研究方法及所需数据。
2. 动手探究（Do the Work with Science & Engineering Practices）：开展实验、观察或数据分析，收集相关证据。
3. 整合探究结果（Make Sense: What did we figure out?）：结合已知和新证据，不断完善对现象的解释。

4. 问题深化（Problematizing Routine）

目的：通过发现现有模型或假设的不足之处，引发学生更深入的思考，推动探究和解释的进一步完善。

适用时机：

当学生需要意识到现有解释仍有不完整或矛盾之处时。

课堂讨论中出现明显争议或新的想法时。

关键要素：

1. 识别无法解释的部分（Identify What We Can’t Explain）：观察现象中未被当前模型解释的部分。
2. 理解模型局限（Understand the Limits of the Model）：明确现有解释的盲点或不足。
3. 提出新问题与规划（Pose Questions to Resolve and Discuss Next Steps）：将新问题返回驱动问题板，规划后续探究任务。

5. 整合成果与达成共识（Putting the Pieces Together Routine）

目的：通过回顾和整合先前收集的证据和想法，帮助学生形成对现象更系统、连贯的理解，并达成集体共识。

适用时机：

单元学习的后期，学生已获得大量证据时。

需要阶段性总结并决定下一步方向时。

关键要素：

1. 回顾与梳理（Take Stock）：学生反思当前已学知识，明确还需解决的问题。
2. 拼合证据（Put Pieces Together）：依据重点要素清单（Gotta-Have-It Checklist），学生尝试构建解释模型，交流并修正观点。
3. 回到问题板（Revisit the Driving Question Board）：检查哪些问题已回答，是否存在新疑问或研究方向。

三、总结

OpenSciEd 教学法以合逻辑的教学流程和学生探究驱动的核心思想，将学生的学习过程结构化，既确保学生在探究中有明确的方向，又为他们提供足够的开放性和自主性。通过“现象-问题-探究-证据-模型”的不断循环，学生不仅能形成对目标现象的深度理解，还能发展科学思维、团队合作和问题解决能力。这一教学法尤其适合需要跨学科整合、以真实世界问题为核心的学习场景，是推动深度学习和关键能力培养的重要工具。

此外，如果你是教育工作者或研究者，OpenSciEd（https:///）免费提供了：
· 面向中小学的免费课程资源。
· 强调科学探究和实际应用的教学材料。
· 系统性的教师支持和专业发展资源。

其目的是：让科学教育更具包容性、更实用、更具挑战性，同时让学生为未来的学习和职业做好准备。