问题解决元认知支架教学法在生物学概念转变学习与教师教学实践中的作用研究

《Thinking Skills and Creativity》：The Role of a Designed Problem-Solving Method with Metacognitive Scaffolding on Students’ Conceptual Change Learning and Teachers’ Instructional Practices in Biology

本综述推荐一种创新的生物学教学框架——问题解决元认知支架法（PSMMS），该方法整合结构化问题解决与元认知策略（如自我提问、概念图、KWHL2图表），通过"计划-执行-监控-反思"三阶段模型，显著提升学生概念理解度（后测11.38±5.02 vs 前测5.34±2.29，t=-11.89）、纠正迷思概念（51.8%→18.91%），并促进教师教学实践改革。研究表明PSMMS是应对21st世纪生物学教育挑战的有效方案。

　　

¹问题解决教学法

问题解决教学法是科学教育的基石教学策略，作为批判性思维、创造力和知识在实际情境中应用的催化剂（Afzal等人，2023；McCormick等人，2015）。通过引导式探索和探究，学生能够发展高阶认知技能，如推理、决策和适应性，这些能力在日益复杂和动态的世界中至关重要（Iwuanyanwu，2020）。这种方法不仅培养科学素养，还通过积极参与和反思性实践促进深度学习。

²研究路径与设计

本研究采用混合方法研究路径，结合定量和定性方法，以全面、细致地理解研究问题。PSMMS干预实施了12周，每周专注于酶生物学的一个特定问题解决任务。为确保一致有效的实施，参与教师接受了培训，并获得详细的教学手册支持，该手册概述了PSMMS框架的每个阶段。

结果

本部分探讨了通过设计型研究构建并在迭代干预周期中完善的生物学PSMMS，并重点介绍了其在增强学生概念理解、纠正迷思概念以及提升教师教学实践方面的作用。

讨论与启示

本研究探讨了有目的地构建的问题解决元认知支架法（PSMMS）在生物学教学中的有效性，主要目标是促进概念转变、增强学生的概念理解并减少顽固的迷思概念。本研究中实施的PSMMS框架为在科学教育中整合问题解决策略与元认知支架提供了一个可复制的教学模式。其...

结论与建议

本研究调查了设计的PSMMS在中学生物学教学中的作用。具体而言，它旨在解决以下研究问题：PSMMS的实施如何影响学生的概念理解，帮助纠正迷思概念，同时支持教师采用更有效的教学实践？

研究结果表明，本研究中应用的PSMMS框架为提升生物学教育提供了一个可复制的模型...