美国二维课堂语篇分析工具CDAT述要及其启示

岳 晴

(华中师范大学， 湖北 武汉 430079)

科学课堂是学生学习和掌握科学知识的主渠道，是贯彻素质教育和科学教育、培养学生科学思维和实践创新能力的重要依托。现阶段，对学生的科学素养的培养，是教育研究中持续关注的一个热门话题，其重要性不言而喻。科学教育的过程要体现科学本质，必须把焦点置于科学话语的使用和科学素养的培养上。然而，在实际的课堂教学活动中，许多教师既不了解学生与教师的科学话语使用程度，也不清楚师生在科学课堂上的话语模式，更不必说，针对学生的科学素养发展现状与课堂话语模式来调整教学策略。

美国堪萨斯州的威奇托州立大学Soon C.Lee教授和俄亥俄州立大学的Karen E. Irving副教授领衔开发的二维语篇分析工具(CDAT)，[1]可分析科学课堂上师生之间的话语模式，采取相应的对策，以促进中学生科学素养的发展，并有效提高科学课堂教学效率。

一、二维课堂语篇分析工具CDAT的产生背景

有两种类型的研究被用来评价或分析科学课堂话语，主要关注课堂上发生的对话，如Gee等人的批评话语分析(CDA)、Lemke等人的语义和主题话语分析以及Rojas Drummond等人的对话教学。这些评价工具利用教师和学生之间的对话作为情节的单位，利用他们之间的话语作为编码的单位。其他研究者一般使用李克特式问卷，即改革后的教学观察方案(RTOP)或者电子探究质量方案(EQUIP)对科学课堂中的活动和话语进行评估。观察方案使用各种评价标准来判断课堂话语和活动，包括教师访谈和问题，以详细描述课堂特征。但由于评估推理水平和理解水平等实际挑战的存在，只有少数研究通过课堂话语考察了学生的概念变化。

CDAT是由美国堪萨斯州的威奇托州立大学Soon C.Lee和俄亥俄州立大学的Karen E. Irving开发。研发者通过对两所初中和一所高中的13节物理科学课的视频观察分析后，提出了一个二维分析系统，用以研究科学课堂背景下师生之间的对话。在回顾与科学/日常推理和话语相关的文献的基础上开发了CDAT编码类别。对每个推理成分的定义进行了细化，以帮助编码人员找到符合类别的话语。经过分析与验证发现：定义明确且符合当前科学教育的理念，编码的话语示例符合定义的类别，编码的CDAT编码结果是否能够很好地代表课堂话语，而不必看实际的成绩单。由此可见，这些定义是有意义的，足够清楚，可以确定教师或学生的话语是编码的组成部分之一。

研究结果显示：学生的回答模式在很大程度上取决于教师的提问或反馈；该分析还生成了代表课堂特定特征的各种定量数据话语，即对话框的长度和使用的推理成分的数量；教师话语模式与学生成就以及他们推理能力的变化存在一定的关系；学生的态度结果，如动机、兴趣或自我效能感也可通过CDAT揭示的课堂话语模式进行比较；CDAT分析可用于教师专业发展作为一种干预，帮助教师透过科学探究与推理的角度，了解他们的课堂话语模式，而非评分者对相对水平表现的看法。事实上，这是一种以科学推理为视角的科学课堂话语分析工具，主要用于分析科学课堂上教师、学生以及师生之间的话语模式，进而教师可以了解到相应课堂的话语模式，并自由采取相应的教学策略和方法促进学生科学思维和素养的发展。其研发过程是一个理论与实践相结合的过程。研发者以建构主义为理论框架，强调教学是一个与他人互动的过程。[2-6]所研究的课堂视频样本来自美国教育部教育科学研究所(GRANT R305K050045)资助的一个大型研究项目“促进数学和科学成就的课堂连通性”(CCMS)。一个完整的课堂话语样本CDAT编码结果包括每位教师编码的CDAT表，对话长度(Lod)和对话中使用的推理成分。

二、二维语篇课堂分析工具的述要

CDAT系统由一维的“推理成分”组成，这些成分位于CDAT编码表的列中；另一维的“话语类型”位于行中(结果详见表1)。尽管编码方案主要关注微观层面的话语，但CDAT表的结果说明了教师和学生之间课堂话语的宏观层面。科学课的组成部分分为两类课堂活动：一种是学生动手活动、小组讨论或演讲；另一种是教师与学生对话。课堂对话通常由学生和教师的话语序列组成。教师或学生的话语包含推理成分，如与课程主题相关的个人经验或观察，被视为编码单位。[7]这项研究中，对话被认为是一个小插曲的单元，由老师和学生在谈论同一个话题时的连续话语组成。

(一)各个要素的具体描述

当代科学推理观一般是指科学探究的过程，包括假设生成、实验设计、证据评估和推论。Zimmerman将科学推理的三个主要认知成分分类：寻找假设、从实验或调查中寻找数据或证据以及证据评估 。[8]Anderson(2006)将日常推理重新定义为：与科学家进行科学推理相比，学生通过日常模式发现和讲述日常故事并建立理解，从而理解世界。在CDAT的研发中，日常推理是指个体对自然现象的经验或者直觉的理论建构。科学推理的过程涉及到理论和数据的协调，需要寻找或应用它们之间的模式。在日常推理的过程中，学生经常使用权威人物如教师、家长或他们的直觉信念，从他们的经验模式和重复观察中构建关于他们经验的解释。由此可见，学生在话语或推理中的学习进展可以通过他对两种推理成分之间差异的认识来表示。

科学话语通常包括与观察、提问、收集和描述相关的数据；假设模式、设计模式、组织模式、分析模式、比较模式和分类模式；与评估、总结、讨论和概括相关的理论。[9]与之相反，日常话语会涉及一个人的经历、经验模式和他的解释。学生可能会争辩说“较重的物体落得更快”(经验模式)，比如“岩石先着地，然后是羽毛”(学生经验)，也就是“因为较重的物体更容易被地球吸引”(天真的解释)。作为科学论述的例子，科学教师会解释说：如果没有空气阻力，岩石和羽毛同时撞击地面(科学观察/数据和数据显示)，无论物体的质量(数据中的模式)如何，每个物体都以相同的速度下落，因为物体的加速度是直接的与重力成正比，但与质量成反比(科学模型)。

一定意义上讲，日常话语限制了学生获取学科知识的机会，模糊了变量之间因果关系或其他系统关系的细节。在这种观点下，科学话语实践可能依赖于从个人经验中回避日常话语，个人经验并不是科学话语或者知识的充分依据。日常的和科学的谈话方式之间的冲突，也可通过教师和学生在课堂上的活动成为他们之间的一个整体的兴趣点。

每个教师反馈水平的定义和指标是通过对形成性反馈、1级——评价性反馈、2级——纠正性反馈和3级——阐述性反馈文献的回顾得出的。表2显示了分类的基本标准，这是每个反馈级别的指标，包括内容类型、传递方法和对学生学习的影响。

(二)实施过程

CDAT表通常根据对话框的长度，对两个或三个对话框进行编码。在课堂上，师生之间的对话通常以一个问题开始，以教师的评价性或纠正性反馈结束。同样，另一个对话以一个新问题开始。在此过程中，每组对话都是以数字区分，其中的话语是用十进制符号(即1.1、1.2或1.3)编码。具体包括两个步骤：确定话语类型，确定话语的推理成分。话语的代码，被记录在其推理成分列与其话语类型行相匹配的单元中。如果教师或学生的话语与主题(第一个问题)无关，则将其编码在表中最后一列NA的单元格中。

研发者讨论并细化了每个推理成分的定义。关于科学概念、定律、理论、原理、方程或公式的话语被归类为科学知识。它区别于学生在交流时从数据或观察中得出的模型和理论，以评估学生当前的知识。“观察/数据”被认为是对自然现象的描述，或是从课堂实践活动、学生经验中收集到的量化值。然而，“观察/数据”不包括由归纳或演绎等推理认知活动产生的话语，那些话语属于数据模式。“数据模式”通常涉及某些类型的推理，如比较、对比、关系、图表、图表、表和计算等。“模型/理论”只包括从学生的数据分析和模式发现中得出的结论和解释。然而，在没有学生活动的任何数据或证据的情况下，有关模型或理论的话语被编码为科学知识。“学生体验”不仅限于学生个人经历，还包括二次经历，如电影、历史或其他经历中的事件或故事。“天真解释”包括学生基于日常意义的理论，如经验模式、权威信念或直觉信念。“天真知识”被认为是一种共同信仰的形式，通过在家庭、工作和社区互动中产生的常识性意见而合法化。[10]作为将话语编码为天真知识或天真解释的例子，学生可根据自己的经验或常识性观点说“较重的物体落得更快”。然后可能会有一种直觉信念，认为“较重的物体更容易被地球吸引”(天真解释)，这种信念是由他们社区中的某个人(即父母、兄弟姐妹、朋友或教师)构建的，或通过与其社区中某个人的互动而构建。

(三)二维语篇分析表的优势分析

课堂教学具有极强的个性特征，因此，评估不应用一个划一的标准来框定教师和学生教与学的行为。[11]具有科学课堂评价素养的科学教师应知道在科学课堂的教学过程中要评价什么？为什么而评价？如何评价学生在科学课堂所习得的知识与技能，将自己的教学实践和学生的学习表现联系起来，以促进师生的共同成长。Soon C.Lee和Karen E. Irving所研发的二维语篇分析工具，实现了科学话语、科学素养和师生发展的融合，并对其进行了结构化和专业性的定义，有利于科学课堂话语模式与课堂教学水平目的的最终实现，即促进师生的共同发展。

1.厘清主体价值：促进师生发展

科学课堂的话语分析同时包含两大主体，分别是教师主体( 直接主体) 和学生主体( 目标主体) ，这表明教师对学生进行评估时应充分厘清直接主体和目标主体的差异，[12]以实现师生双方共同发展。教师评估分析师生在课堂使用的话语模式是为了提高教学质量和水平，而教学质量的提高在于教师的教和学生的学两个方面。Soon C.Lee和Karen E. Irving开发的课堂话语分析工具分为推理成分和话语类型两个维度，有利于提升师生在科学话语使用和课堂效率的发展。在该模型中，话语类型是日常话语和科学话语，以师生在课堂上使用科学话语为主要目的，进而提高课堂效率，培养学生的科学素养。

2.辨析教学行为：体现评估价值

不论是课堂教学水平还是教师授课方式，其评估都是一种推论过程。科学课堂包括教师的教和学生的学，Soon C.Lee和Karen E. Irving以师生的话语类型，话语的推理成分来衡量一节课中教师的授课方式和学生的学习效果。实现了评估活动和教学实践相结合。从课堂管理的角度上讲，该二维语篇分析工具，指出了学生在科学课堂的学习目标和教师在科学授课中的评估标准。以往对于教师的评估仅仅局限于对学生成绩的评价，该分析工具恰好同时实现对师生双方的评价，体现了评估过程的形成性价值。

评估信息的获取与分析过程，还体现了“以证据为本”的评估理念。反对“唯分数论”的功利化评估，主张依据客观事实评估学生的学习和教师授课情况。师生都应具有利用学习证据调节学习行为的自主意识，鼓励师生进行自我和互相评估，并对现有的学习证据做分类处理，保证数据的科学和全面。

3.确立身份意识：拓展评估方式

海蒂和帕斯托指出，评估是一个社会实践的过程，不仅要注重知识、技能的掌握，也要注重社会文化和教师专业身份对评估实践的影响[13]。在评估的过程中，应明晰谁去评估？评估的主体或者对象是什么？评估的方式如何？该二维语篇分析工具将评估对象锁定为科学课堂上的教师和学生，以自评为主，他评为辅，以提升科学课堂的效率。这种评估方式不仅以“学生为本”，也以教师为本，使得教师意识到课堂评估对于教师调节教学策略的重要性，激发教师和学生重要的情感倾向。

从本质上讲，评估并非为了进行简单的奖惩，而是激发师生积极的情感倾向和动力，促进师生的学习动机发展和良好的行为表现。以他评为辅意在教师有效地与同行、家长和其他相关主体进行合作，创建合理高效的评价实践体系，使得其他主体能参与整个评估过程，以拓宽评估方式，提供评估的准确性，实现全景式评估。该分析工具也强调教师作为自评者身份的重要性，鼓励教师在评估时将评估结果反馈给同行等其他主体，有效促进了其他主体的多元参与，改变了标准评估背景下的单一性和功利性。

(四)二维语篇分析工具的局限

Soon C.Lee和Karen E. Irving所研发的科学课堂话语分析工具——二维语篇分析(CDAT)表，提倡广大教育工作者拓展课堂评价渠道和改进教学策略，收集参考了大量专家对二维语篇分析工具的建议，旨在为科学教师的课堂教学效率提供一种可借鉴的专业评估方式，加强师生科学话语与培养学生科学素养之间的关联性，改变“唯分数论”的单一性评价方式，实现质化与量化评价的结合，促进提高科学课堂的学习水平和科学教师的专业化发展。然而，该分析工具也存在一些不足。其主要是开发者根据专家意见整理而成的科学话语分析工具，但在该工具的制定过程中缺少教师和学生的参与，并以定性分析为主，影响了该工具的信度和效度。该话语分析工具将科学话语作为科学课堂水平和教师专业发展的影响因子，以确立科学话语和科学素养之间的关系意识，如何将师生在科学课堂上使用科学话语的数量和水平与学生的科学素养及科学教师的专业发展水平结合起来，是值得考量的因素。

表1 CDAT指标及要素(Soon C. Lee et al.，2018)

表2 教师反馈水平编码

三、二维课堂语篇分析工具之于科学课堂教学的启示

课堂教学是丰富而复杂的综合体，[14]提升中学生的科学思维水平是提高学生科学素养的重要举措，但是一般的科学课堂中，通过分析话语模式进而促进学生思维的教学实践不多。原因在于教师不清楚课堂上使用的话语模式，很少有工具对科学课堂的话语进行评估和分析。繁重的教学工作和应试的社会环境使得教师一味关注学生的试卷成绩，没有时间和精力关注学生的科学话语和思维水平。CDAT解决了这一问题，可一目了然地揭示教师以科学推理和探究为视角的话语模式和学生在课堂话语中的参与程度。还展示了学生如何参与对话、教师提问和反馈对他们答案的变化。

(一)关注学生的科学素养，多元化地评价师生

2016年国务院颁布《全民科学素质行动计划纲要实施方案(2016-2020年)》，其中实施青少年科学素质行动是重要内容。《科学课程标准》也指出：“科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一”。在应试教育的大环境下，教师教学、学生学习是为了在中考中取得良好的成绩并顺利进入下一阶段的学习。学校或教师对学生科学话语、科学素养等关注较少。对学生的科学能力的评价只局限于期末考试的试卷成绩，用成绩的高低来衡量学生掌握和运用科学知识的水平高低，甚至将其笼统地概化为科学素养。

对教师的评价则看教师教学方法、教学规范与内容形式，最重要的是该教师所得学生的班级成绩，很少有评价关注教师在科学课堂上使用的科学话语和利用话语发展学生科学素养的内容。CDAT表有利于更新和丰富我国中学科学课的教学评价。通过CDAT编码结果，评估者可清楚地了解每位被评估教师在科学课堂上使用的话语模式，学生参与程度，师生对话以及学生答案的变化。在比较不同教师的CDAT编码表后，评估者在数据的支撑下，可公平和客观地给出自己的建议和意见。对学生评价而言，除了期末的试卷成绩，还可由教师对学生进行一学期的课堂话语记录。在期末的时候，通过统计CDAT表的数据，分析学生在课堂上科学话语使用次数和回答问题的变化情况，将其作为评价学生的补充参考，改变了过去学生评价观过于强调甄别和选拔功能的弊端，体现了新课标提倡的诊断和反馈的新型评价观。

(二)提高学生的科学素养，根据CDAT表调整教学策略

培养学生的科学素养，是社会创新发展和教育改革的内在要求。离开科学素养，创新将成为不切实际的空谈。要培养学生的创新能力，首先需要培养学生的科学素养。国内外专家均提出以培养学生科学素养和科学思维能力为目标的教育提升计划。它不只是科学家的专业特质和职业素质，而是现代社会的一种公民素养。科学素养是为适应当前科技现代化创新及现代化的实践方式而形成的一种方法体系，也是对整个世界多样性、整体性以及复杂性的一种全局把握。培养良好的科学素养，形成科学思维习惯是提高学生学习效能、培养学生创新能力的关键，更是学生适应未来发展的核心素养。

众所周知，思维是语言的基础，语言是思维的外壳，二者是相互独立、相互依存的关系。在当前的科学课堂上，学生不只是学习科学的知识和方法，还应该找到合适的科学话语。研发CDAT表最重要的目的是为了分析师生在科学课堂上的话语模式。CDAT表可以把各种信息一目了然地呈现在教师面前，使教师意识到差异和问题所在，调整自己的教学策略，有方向地引导学生，帮助学生区分科学的说话方式和日常生活中说话方式，并为学生提供机会参与科学讨论，增加学生科学话语的频率和参与科学讨论的次数。CDAT表中显示学生的回答模式在很大程度上，取决于教师的提问或反馈。教师提问是话语能力的一种体现，科学的提问促进学生科学思维与素养的发展，教师在教学中科学提问，精心诱导，可让学生的思维在科学发问的干预下更加灵活。问题是点燃学生创新思维的导火索，教师的发问质量影响学生创造力，教师应该了解课堂上的话语模式，在教学中以科学的提问诱导学生展开思维,掀起他们的头脑风暴，培养其科学素养。教师要关注每个学生，因材施教，针对不同学生的性格特点、学习方法、实际的知识掌握和运用情况灵活调整教学策略。

(三)提升教师的专业发展水平，丰富专业发展途径

教师专业发展的途径有很多，常见的是观摩和分析优秀教师的课堂和教学发思,这两者是分开进行的。但是CDAT表可通过数据使得这两种方法同时进行。学校组织的观摩优质课一般是由优秀教师、专家型教师上的，有些同样优秀的老师也许没有机会展现自己。经过CDAT表记录分析后，教师们可以不再完全听从学校的安排，而是根据CDAT表的结果，自由选择自己感兴趣或其他优秀教师的课堂进行学习。不同教师的CDAT表真实和客观地反应出不同教师的科学课堂风格，避免一些教师为公开课而反复修改的弊端。教师也会从自己的CDAT表中发现一些问题，有利于自我反思，总结教学经验，提升自我的专业发展能力。长期坚持下来，可有效地提高自己的教学效率，促进学生科学能力以及素养的发展。

班主任工作的任务包括了解和研究学生，对学生进行个别教育，对学生操行评定。实现这些任务的途径主要有家访与直接访谈等，主观性较强。CDAT揭示的课堂话语模式可体现出学生的态度结果，简单便捷，客观真实。班主任可从不同学生的CDAT表中读取到所需的信息，分析不同的话语模式特点，从学生实际的态度与动机出发，对学生有针对性地教育。

四、结语

CDAT表是通过课堂话语模式来分析课堂教学情况的重要方法，由一组相互关联的推理成分和话语类型组成，是科学教师用来在科学课堂和教师专业发展中的一种连贯且适当的评估方法，体现了课堂话语分析的科学性、专业性和全面性。在科学课堂教学时，要建构主体性教学思维模式、个性化的教学行为模式、多样性的评价方式以及多元化的主体参与形式，实现有效的科学教学，从而实现学生科学素养和教师专业水平的发展。