Science Teacher Readiness for Devel

Science Teacher Readiness for Developing 21st Century Skills.
This chapter addresses the workshop guiding questions focusing on science teachers: What is known about how prepared science teachers are to help students develop 21st century skills? What new models of teacher education may support effective teaching and student learning of 21st century skills, and what evidence (if any) is available about the effectiveness of these models? It summarizes a commissioned paper addressing these questions and the following discussion.

HOW TEACHER EDUCATION WILL HAVE TO EVOLVE.
Mark Windschitl (University of Washington) presented a paper on science teacher readiness for cultivating 21st century skills (Windschitl, 2009). He opened with a comparison between the learning goals of reform in science teaching and the learning goals of 21st century skills, suggesting that most of the latter can be taught in the context of scientific inquiry or project-based learning. However, achieving this potential will require “ambitious” teaching, which:
• features learning how to solve problems in collaboration with others;
• engages students in productive metacognitive strategies about their own learning;
• places some learning decisions and activities in the hands of students that were formerly determined by the teacher; and
• depends for success on monitoring of student thinking about complex problems and relies on ongoing targeted feedback to students.
Windschitl warned that this type of ambitious teaching is unlike instruction in which most teachers have participated or even witnessed. Past efforts to reform teaching have had only a “modest track record,” he said, and the broad trends in science classrooms today suggest that improvements are needed. Classes often focus on activity rather than sense-making discourse (Roth and Garnier, 2006, 2007; Weiss et al., 2003); teachers rarely press students for explanations, use questioning effectively, or take into account students’ prior knowledge (Baldi et al., 2007; Banilower et al., 2008).
In the face of these disturbing trends, Windschitl said, it is important to consider what the research tells us about how teachers learn to teach science. First, content knowledge is very important, and is related to student learning (Magnusson et al., 1992). Teachers with strong content knowledge are more likely to teach in ways that help students construct knowledge, pose appropriate questions, suggest alternative explanations, and propose additional inquiries (Alonzo, 2002; Brickhouse, 1990; Gess-Newsome and Lederman, 1995; Lederman, 1999; Roehrig and Luft, 2004; Sanders, Borko, and Lockard, 1993). Second, he said, preservice teachers come into preparation with deeply engrained theories about what counts as good teaching and what counts as learning. These theories can be resistant to change and may filter out learning of new approaches to science instruction, unless teacher educators surface the theories and work actively to counter them.

Model Teacher Preparation, Induction, and Professional Development Programs
Teacher preparation programs capable of addressing these learning challenges have several characteristics, Windschitl said. They center on a common core curriculum grounded in substantial knowledge of child or adolescent development, learning, and subject-specific pedagogy. They provide students with extended opportunities to practice under the guidance of mentors (student teaching), lasting at least 30 weeks, that reflect the program’s vision of good teaching and are interwoven with course work. Short-term interventions have shown little capacity to change teacher preconceptions (Wideen, Mayer-Smith, and Moon, 1998), but longer term approaches that explicitly seek to elicit and work with novice teachers’ initial beliefs have shown some success in fostering reform-based teaching (Fosnot, 1996; Graber, 1996;Windschitl and Thompson, 2006). Other characteristics of effective teacher preparation programs include extensive use of case study methods, teacher research, performance assessments, and portfolio examinations that relate teachers’ learning to classroom practice (Darling-Hammond, 1999).
In their first two years on the job, new teachers often are caught up in a frantic cycle of planning, teaching, and grading, with the result that they often shelve advanced teaching strategies developed in their teacher preparation programs. Windschitl said that induction programs can counter this cycle, providing an excellent opportunity to maintain a focus on 21st century skills in collaborative professional settings. One of the most promising practices for both induction and professional development involves bringing teachers together to analyze samples of student work, such as drawings, explanations, essays, or videotaped classroom dialogues. Based on principled analyses of how students are responding to instruction, the teachers change their instructional approaches. This collaborative analysis of evidence of student learning is used in several Asian nations whose students perform very well in international comparisons of mathematics and science achievement (Lewis and Tsuchida, 1997; Ma, 1999; Marton and Tsui, 2004; Yoshida, 1999).
Windschitl then identified several features of professional development that can support reform-based teaching and teacher understanding of how to cultivate 21st century skills:
• Active learning opportunities focusing on science content, scientific practice, and evidence of student learning (DeSimone et al., 2002);
• Coherence of professional development with teachers’ existing knowledge, other development activities, existing curriculum, and standards in local contexts (DeSimone et al., 2002; Garet et al., 2001);
• The collective development of an evidence-based “inquiry stance” by participants toward their practice (Blumenfeld et al., 1991);
• The collective participation by teachers from the same school, grade, or subject area (DeSimone et al., 2002); and
• The importance of time needed for planning and enacting new practice.
Windschitl clarified that coherence with existing knowledge does not mean tailoring instruction to what teachers already know, but rather taking into account their deeply engrained theories about “good” teaching and learning. There is a broad consensus in the research, he said, that “reform-oriented” professional development (activities such as teacher study groups) results in more substantive changes in practice than “traditional” professional development (workshops or college courses) (Loucks-Horsley et al., 1998; Putnam and Borko, 2000). He then summarized his recommendations for teacher preparation, induction, and professional development (see Table 6-1).

TABLE 6-1

Supports for the Teaching of 21st Century Skills.
Turning to his own research, Windschitl said the goal of the Teachers Learning Trajectory Initiative is to create systems capacity for continuous improvement in teachers’ ability to foster 21st century skills. To learn more about how novices become experts, his research team followed 15 teachers for 3 to 4 years, through their preservice preparation and into their first or second year of teaching. In the preparation program, the future teachers were instructed in reform-based teaching, and, once on the job, they participated in an induction program focusing on review and analysis of student work. Over the course of the study, about one-third of the teachers developed “expert-like” teaching practice.
Windschitl reported that, when his team developed some “rudimentary tools” to assist the novice teachers, they were amazed at how well they improved their instruction (Windschitl, Thompson, and Braaten, 2009). The researchers hypothesized that the widespread use of the tools was attributable to the fact that they were tailored specifically to the needs of novices for planning, teaching, and assessment. For example, they observed that teachers were giving an assessment tool directly to their students to use in classroom conversations. It appeared that the teachers saw value in the tool and thought students could themselves benefit from it, by using the language in the tool to make their own judgment of their personal levels of explanation. This observation led the team to recognize that well-structured tools, especially those acting in a coherent system of support for ambitious teaching, could be very valuable. Based on this new understanding, the team was funded by the National Science Foundation to develop such a system of tools.1 Windschitl described the new suite of tools as follows:
1. Video-enhanced learning progressions for teachers, incorporating specific techniques of high-quality science instruction. For example, one tool illustrates three levels of increasing sophistication in the technique of pressing students for the evidence supporting their explanations.
2. “Big idea” tools, which help teachers take many different ideas presented in the curriculum and reconstruct them around a few big ideas. These tools could help foster nonroutine problem solving.
3. Rubrics to help teachers imagine certain kinds of student performance and to assess students’ thinking, which was listed as a criterion in the rubric.
4. A suite of discourse tools to support teachers in developing complex communication skills. Windschitl described these tools as especially valuable in light of findings from the longitudinal study that teachers struggle with classroom discourse. One tool presents strategies to elicit students’ initial hypotheses about important scientific ideas. Another focuses on ways to engage students in sense-making reflection on activities, and a third demonstrates how to press students for evidence-based explanations.
5. A set of tools and routines for teachers to use in collaboratively analyzing the effectiveness of their instruction, based on evidence of student learning.
Windschitl the

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ความพร้อมครูวิทยาศาสตร์สำหรับพัฒนาทักษะในศตวรรษที่ 21 บทนี้อยู่ประชุมเชิงปฏิบัติการแนวทางคำถามเน้นครูผู้สอนวิทยาศาสตร์: เป็นที่รู้จักเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์วิธีเตรียมครูจะช่วยให้นักเรียนพัฒนาทักษะในศตวรรษที่ 21 รุ่นอะไรใหม่ของวิชาชีพครูอาจสนับสนุนการเรียนสอนและนักเรียนที่มีประสิทธิภาพของศตวรรษที่ 21 ทักษะ และหลักฐาน (ถ้ามี) มีเกี่ยวกับประสิทธิผลของรูปแบบเหล่านี้หรือไม่ สรุปรายงานทหารจัดการกับคำถามเหล่านี้และการสนทนาต่อไปนี้วิธีการศึกษาครูจะสามารถพัฒนา หมาย Windschitl (มหาวิทยาลัยวอชิงตัน) นำเสนอข้อมูลเกี่ยวกับความพร้อมของครูวิทยาศาสตร์ในศตวรรษที่ 21 ทักษะ (Windschitl, 2009) การเพาะปลูก เขาเปิด ด้วยการเปรียบเทียบระหว่างเป้าหมายการเรียนรู้ปฏิรูปการสอนวิทยาศาสตร์และเป้าหมายการเรียนรู้ของศตวรรษที่ 21 ทักษะ แนะนำที่ สามารถสอนทั้งหลังในบริบทของคำถามทางวิทยาศาสตร์หรือเรียนรู้ตามโครงการ อย่างไรก็ตาม บรรลุศักยภาพนี้จะต้อง "ทะเยอทะยาน" สอน ซึ่ง:คุณลักษณะ•เรียนรู้วิธีการแก้ปัญหาร่วมกับผู้อื่น•เกี่ยวนักเรียนกลยุทธ์ metacognitive ประสิทธิภาพเกี่ยวกับการเรียนรู้ของตนเอง•สถานตัดสินใจเรียนรู้และกิจกรรมบางอย่างในมือของนักเรียนซึ่งเดิมถูกกำหนด โดยครู และ•ขึ้นอยู่กับความสำเร็จในการตรวจสอบของนักเรียนคิดเกี่ยวกับปัญหาที่ซับซ้อน และอาศัยผลป้อนกลับเป้าหมายอย่างต่อเนื่องให้นักเรียน Windschitl เตือนว่า สอนทะเยอทะยานชนิดนี้จะแตกต่างจากคำแนะนำ ในการที่ครูส่วนใหญ่ได้มีส่วนร่วม หรือแม้แต่เห็น ผ่านมาความพยายามปฏิรูปการเรียนการสอนมีเพียง "เจียมเนื้อเจียมตัวประวัติ เขากล่าวว่า และแนวโน้มคร่าว ๆ ในห้องเรียนวิทยาศาสตร์วันนี้แนะนำว่า จะต้องปรับปรุง เรียนมักเน้นกิจกรรมมากกว่าความรู้สึกทำให้วาทกรรม (รอดและ Garnier, 2006, 2007 มีร์และ al., 2003); ครูไม่ค่อยกดนักเรียนสำหรับคำอธิบาย ใช้กันได้อย่างมีประสิทธิภาพ หรือเป็นความรู้เดิมของนักศึกษาบัญชี (เพียง et al., 2007 Banilower et al., 2008) หน้าแนวโน้มเหล่านี้รบกวน Windschitl กล่าวว่า จะต้องพิจารณาว่าการวิจัยบอกเราเกี่ยวกับวิธีการเรียนรู้ครูสอนวิทยาศาสตร์ แรก เนื้อหาความรู้เป็นสิ่งสำคัญมาก และเกี่ยวข้องกับนักเรียนที่เรียนรู้ (Magnusson et al., 1992) ครู มีความรู้เนื้อหาที่แข็งแรงมีแนวโน้มที่จะสอนวิธีที่ช่วยให้นักเรียนสร้างความรู้ ก่อให้เกิดคำถามที่เหมาะสม แนะนำคำอธิบายทางเลือก และเสนอสอบถามเพิ่มเติม (อลอนโซ่ 2002 Brickhouse, 1990 Gess Newsome และ Lederman, 1995 Lederman, 1999 Roehrig และ Luft, 2004 แซนเดอร์ส์ Borko และ Lockard, 1993) สอง เขากล่าว เน้นครูที่มาเข้าเตรียมกับทฤษฎี engrained ลึกเกี่ยวกับสิ่งที่นับเป็นการสอนที่ดีและสิ่งที่นับเป็นการเรียนรู้ ทฤษฎีเหล่านี้สามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลง และเรียนรู้ใหม่ ๆ การสอนวิทยาศาสตร์ อาจกรองยกเว้นนักการศึกษาครูผิวทฤษฎีและการทำงานอย่างแข็งขันเพื่อพวกเขารุ่นครูเตรียม เหนี่ยวนำ และโครงการพัฒนาอาชีพ ครูเตรียมโปรแกรมสามารถจัดการกับความท้าทายเหล่านี้เรียนรู้มีหลายลักษณะ Windschitl กล่าว ที่ศูนย์ในหลักสูตรหลักทั่วไปสูตรในรู้พบพัฒนาเด็กหรือวัยรุ่น เรียน และสอนเฉพาะเรื่อง นักเรียน มีโอกาสขยายการฝึกภายใต้การแนะนำของ mentors (สอนนักเรียน), ยาวนานอย่างน้อย 30 สัปดาห์ ที่สะท้อนวิสัยทัศน์ของโปรแกรมการสอนที่ดี และจะเน้นหลักสูตร ให้เลือก มาตรการระยะสั้นได้แสดงกำลังการผลิตน้อยเปลี่ยน preconceptions ครู (Wideen เมเยอร์สมิธ และดวงจันทร์ 1998), แต่ระยะยาวแนวทางที่ชัดเจนถึงเจตนารมณ์ และการทำงานกับครูมือใหม่เริ่มต้นความเชื่อ ได้แสดงให้เห็นความสำเร็จบางอย่างในการปฏิรูปการเรียนการสอน (Fosnot, 1996 Graber, 1996 Windschitl กทอมป์สัน 2006) ลักษณะอื่น ๆ ของครูมีประสิทธิภาพการเตรียมโปรแกรมรวมถึงใช้วิธีกรณีศึกษา ครูวิจัย การประเมินประสิทธิภาพการทำงาน และตรวจสอบผลงานที่เกี่ยวข้องกับการเรียนรู้ของครูฝึกในห้องเรียน (ลิ้งแฮมมอนด์ 1999) ในของสองปีแรกในงาน ครูใหม่มักจะติดค่าในวงจรคลั่ง การวางแผน สอน การจัด เกรด มีผลลัพธ์ที่พวกเขามักดองกลยุทธ์ขั้นสูงสอนพัฒนาโปรแกรมการเตรียมครู Windschitl กล่าวว่า โปรแกรมเหนี่ยวนำสามารถเคาน์เตอร์รอบนี้ ให้โอกาสที่ดีเพื่อรักษาเน้นทักษะในศตวรรษที่ 21 ในการตั้งค่าการทำงานร่วมกัน ปฏิบัติว่าการเหนี่ยวนำและพัฒนามืออาชีพอย่างใดอย่างหนึ่งเกี่ยวข้องกับครูเพื่อวิเคราะห์ตัวอย่างผลงานนักเรียน เช่นภาพวาด คำอธิบาย รายงาน หรือห้องเรียน videotaped นอบนำ ตามวิเคราะห์ principled ของวิธีการตอบสนองนักเรียนให้คำแนะนำ ครูเปลี่ยนวิธีสอนของตน วิเคราะห์ของนักเรียนที่เรียนรู้มีใช้ในหลายประเทศเอเชียทำได้ดีในวิชาคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์ผลสัมฤทธิ์ (Lewis และ Tsuchida, 1997 นานาชาติเปรียบนี้ร่วมกัน Ma, 1999 มาร์ตันและจุ่ย 2004 Yoshida, 1999) Windschitl แล้วระบุคุณลักษณะหลายประการของการพัฒนาอาชีพที่สามารถสนับสนุนการปฏิรูปครูและสอนเข้าใจวิธีการฝึกฝนทักษะในศตวรรษที่ 21:•โอกาสการเรียนรู้งานที่เน้นเนื้อหาวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์ และการฝึกอบรมของนักเรียน (DeSimone et al., 2002);•ศักยภาพของการพัฒนาอาชีพกับครูรู้อยู่ กิจกรรมพัฒนา หลักสูตรที่มีอยู่ และอื่น ๆ มาตรฐานในบริบทท้องถิ่น (DeSimone et al., 2002 Garet และ al., 2001);•การพัฒนารวมเป็นหลักฐานใช้ "ท่าทางสอบถาม" โดยผู้เข้าร่วมไปสู่การปฏิบัติ (Blumenfeld et al., 1991);•รวมการมีส่วนร่วม โดยครูโรงเรียนเดียวกัน เกรด หรือวิชา (DeSimone et al., 2002); และ•ความสำคัญของเวลาที่ใช้ในการวางแผน และปฏิบัติการฝึกใหม่ Windschitl ขึ้ว่า ศักยภาพ มีความรู้ที่มีอยู่ไม่ได้หมายความ ปรับปรุงคำสั่งอะไรครูรู้อยู่แล้ว แต่แทนที่จะ คำนึงถึงทฤษฎีของ engrained อย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับการสอน และการเรียนรู้ "ดี" เขามีฉันทามติกว้างในการวิจัย กล่าวว่า ว่า "มุ่งเน้นปฏิรูป" พัฒนาอาชีพ (กิจกรรมเช่นกลุ่มศึกษาครู) ผลแน่นเปลี่ยนแปลงในทางปฏิบัติมากกว่าพัฒนาอาชีพ "ดั้งเดิม" (ประชุมเชิงปฏิบัติการหรือวิทยาลัยหลักสูตร) (สมบูรณ์ยิ่ง Loucks et al., 1998 Putnam และ Borko, 2000) เขาสรุปแล้วเขาแนะนำเตรียมสอบครู เหนี่ยวนำ และพัฒนาอาชีพ (ดูตาราง 6 - 1) ตาราง 6-1สนับสนุนการสอนทักษะในศตวรรษที่ 21 เปิดวิจัยของเขาเอง Windschitl กล่าวเป้าหมายของครูเรียนรู้วิถีความคิดริเริ่มคือการ สร้างระบบการผลิตอย่างต่อเนื่องในความสามารถของครูเพื่อส่งเสริมทักษะในศตวรรษที่ 21 เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีสามเณรเป็น ผู้เชี่ยวชาญ ทีมวิจัยของเขาตามครู 15 3-4 ปี ผ่านการเตรียมความพร้อมของพวกเขาเน้น และ เป็นปีของพวกเขาแรก หรือที่สองสอน ในโปรแกรมเตรียมสอบ ครูในอนาคตถูกสั่ง ในปฏิรูปการเรียนการสอน และ ครั้งเดียว ใน งาน พวกเขาเข้าร่วมในโปรแกรมการเหนี่ยวนำที่เน้นการทบทวนและวิเคราะห์ผลงานนักเรียน ผ่านหลักสูตรของการศึกษา ประมาณหนึ่งในสามของครูพัฒนาฝึกสอน "เหมือนผู้เชี่ยวชาญ"Windschitl รายงานว่า เมื่อทีมของเขาได้รับการพัฒนาบาง "rudimentary เครื่องมือ" เพื่อช่วยครูมือใหม่ พวกเขาประหลาดใจที่วิธีการที่ดีจะปรับปรุงคำแนะนำของพวกเขา (Windschitl ทอมป์สัน และ Braaten, 2009) นักวิจัยตั้งสมมติฐานว่าที่ใช้อย่างแพร่หลายในเครื่องมือที่ถูกรวมในความเป็นจริงที่ว่า พวกเขาถูกเสเพื่อความต้องการของสามเณรสำหรับการวางแผน สอน และการประเมินผล ตัวอย่าง พวกเขาสังเกตว่า ครูได้ให้เป็นเครื่องมือประเมินโดยตรงกับนักศึกษาเพื่อใช้ในห้องเรียนสนทนา ปรากฏว่า ครูเห็นค่าในเครื่องมือ และนักเรียนคิดว่าตัวเองมีประโยชน์จาก โดยใช้ภาษาในเครื่องมือเพื่อให้ตนเองตัดสินระดับของส่วนบุคคลของคำอธิบาย การสังเกตนี้นำทีมตระหนักว่า เครื่องมือโครงสร้างห้อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่ทำหน้าที่ในระบบ coherent สนับสนุนการสอนทะเยอทะยาน อาจจะมีคุณค่ามาก ตามนี้ใหม่ทำความเข้าใจ ทีมได้รับการสนับสนุน โดยมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติเพื่อพัฒนาระบบดังกล่าวของ tools.1 Windschitl อธิบายชุดใหม่ของเครื่องมือเป็นดังนี้:1. ก้าวหน้าวิดีโอเพิ่มการเรียนรู้สำหรับครู อีกทั้งยังมีเทคนิคการสอนวิทยาศาสตร์มีคุณภาพสูง ตัวอย่าง เครื่องมือหนึ่งแสดงสามระดับของการเพิ่มความซับซ้อนในเทคนิคของการกดนักเรียนสำหรับหลักฐานที่สนับสนุนคำอธิบายของพวกเขา2. "เครื่องมือคิดใหญ่" ซึ่งช่วยให้ครูมีหลายความคิดแตกต่างกันในหลักสูตร และสร้างพวกเขารอบใหญ่คิดกี่ เครื่องมือเหล่านี้สามารถช่วยส่งเสริมปัญหา nonroutine3. rubrics ช่วยจินตนาการบางชนิดประสิทธิภาพนักเรียนครู และนักเรียนคิด ซึ่งปรากฏเป็นเกณฑ์แบบ rubric ในการประเมิน4.ชุดเครื่องมือวาทกรรมในการสนับสนุนครูในการพัฒนาทักษะการสื่อสารที่ซับซ้อน Windschitl อธิบายเครื่องมือเหล่านี้เป็นประโยชน์โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อค้นพบจากการศึกษาระยะยาวที่ดิ้นรนครูห้องเรียนวาทกรรม เครื่องมือหนึ่งที่นำเสนอกลยุทธ์เพื่อให้ได้รับสมมุติฐานเริ่มต้นของนักเรียนเกี่ยวกับความคิดทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ อื่นเน้นวิธีการดึงดูดนักเรียนสะท้อนความรู้สึกทำกิจกรรม และที่สามแสดงให้เห็นถึงวิธีการกดนักเรียนสำหรับคำอธิบายตามหลักฐาน5. ชุดของเครื่องมือและคำสั่งสำหรับครูเพื่อใช้ในการวิเคราะห์ประสิทธิภาพของคำสั่งการ ร่วมกันตามหลักฐานของนักเรียนที่เรียนรู้Windschitl

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การเตรียมความพร้อมของครูวิทยาศาสตร์ในการพัฒนาทักษะในศตวรรษที่ 21.
บทนี้เน้นการประชุมเชิงปฏิบัติการแนวทางคำถามมุ่งเน้นไปที่ครูวิทยาศาสตร์: สิ่งที่เป็นที่รู้จักกันเกี่ยวกับวิธีการเตรียมความพร้อมครูวิทยาศาสตร์ที่จะช่วยให้นักเรียนพัฒนาทักษะในศตวรรษที่ 21? สิ่งที่รูปแบบใหม่ของการศึกษาครูอาจสนับสนุนการเรียนการสอนที่มีประสิทธิภาพและการเรียนรู้ของนักเรียนของทักษะในศตวรรษที่ 21 และสิ่งที่หลักฐาน (ถ้ามี) มีให้บริการเกี่ยวกับประสิทธิภาพของรูปแบบเหล่านี้หรือไม่ มันสรุปกระดาษหน้าที่อยู่คำถามเหล่านี้และการอภิปรายต่อไป. วิธีครูการศึกษาจะต้องมีวิวัฒนาการ. มาร์ค Windschitl (มหาวิทยาลัยวอชิงตัน) นำเสนอกระดาษในการเตรียมความพร้อมครูวิทยาศาสตร์สำหรับการปลูกฝังทักษะในศตวรรษที่ 21 (Windschitl 2009) เขาเปิดที่มีการเปรียบเทียบระหว่างเป้าหมายของการปฏิรูปการเรียนรู้ในการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์และเป้าหมายการเรียนรู้ทักษะในศตวรรษที่ 21 แสดงให้เห็นว่าส่วนใหญ่ของหลังสามารถได้รับการสอนในบริบทของการสอบสวนทางวิทยาศาสตร์หรือการเรียนรู้ตามโครงการ อย่างไรก็ตามความสำเร็จที่อาจเกิดขึ้นนี้จะต้องมีการเรียนการสอน "ความทะเยอทะยาน" ซึ่ง: •มีการเรียนรู้วิธีการแก้ปัญหาในการทำงานร่วมกันกับผู้อื่น•นักเรียนเข้าร่วมในกลยุทธ์การผลิตอภิปัญญาเกี่ยวกับการเรียนรู้ของตัวเอง•สถานที่การตัดสินใจของการเรียนรู้และกิจกรรมบางอย่างอยู่ในมือของนักเรียน ที่ได้รับการพิจารณาก่อนโดยครู; และขึ้นอยู่•สำหรับความสำเร็จในการตรวจสอบของนักเรียนคิดเกี่ยวกับปัญหาที่ซับซ้อนและอาศัยข้อเสนอแนะการกำหนดเป้าหมายอย่างต่อเนื่องให้กับนักเรียน. Windschitl เตือนว่าประเภทของการเรียนการสอนที่มีความทะเยอทะยานนี้แตกต่างจากการเรียนการสอนที่ครูส่วนใหญ่ได้เข้าร่วมเป็นสักขีพยานหรือแม้กระทั่ง ที่ผ่านมามีความพยายามที่จะปฏิรูปการเรียนการสอนมีเพียง "บันทึกการติดตามเจียมเนื้อเจียมตัว" เขากล่าวและแนวโน้มในวงกว้างในห้องเรียนวิทยาศาสตร์วันนี้แสดงให้เห็นว่ามีความจำเป็นในการปรับปรุง ชั้นเรียนมักจะมุ่งเน้นไปที่กิจกรรมมากกว่าวาทกรรมที่ทำให้ความรู้สึก (โรทและ Garnier, 2006, 2007. ไวส์ et al, 2003); ครูไม่ค่อยกดนักเรียนสำหรับคำอธิบายการใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพการซักถามหรือใช้เป็นความรู้นักเรียนบัญชี 'ก่อน (Baldi et al, 2007;.. Banilower et al, 2008). ในหน้าของแนวโน้มรบกวนเหล่านี้ Windschitl กล่าวว่ามันเป็นสิ่งสำคัญที่ พิจารณาสิ่งที่การวิจัยบอกเราเกี่ยวกับวิธีการเรียนรู้ที่จะครูผู้สอนวิทยาศาสตร์ ประการแรกความรู้เนื้อหาเป็นสิ่งสำคัญมากและเป็นที่เกี่ยวข้องกับการเรียนรู้ของนักเรียน (แมกนัส et al., 1992) ครูที่มีความรู้เนื้อหาที่แข็งแกร่งมีแนวโน้มที่จะสอนในรูปแบบที่ช่วยให้นักเรียนสร้างความรู้ก่อให้เกิดคำถามที่เหมาะสมแนะนำให้คำอธิบายทางเลือกและนำเสนอสอบถามเพิ่มเติม (อลองโซ, 2002; โต, 1990; Gess-นิวซัมและ Lederman, 1995; Lederman 1999 ; Roehrig และลัฟท์ 2004; แซนเดอ Borko และ Lockard, 1993) ประการที่สองเขากล่าวว่าครูผู้ฝึกสอนเข้ามาในการเตรียมความพร้อมกับทฤษฎี engrained ลึกเกี่ยวกับสิ่งที่นับเป็นการเรียนการสอนที่ดีและสิ่งที่นับเป็นการเรียนรู้ ทฤษฎีเหล่านี้สามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงและอาจกรองการเรียนรู้วิธีการใหม่ในการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์เว้นแต่การศึกษาครูพื้นผิวทฤษฎีและการทำงานอย่างแข็งขันเพื่อตอบโต้พวกเขา. รุ่นเตรียมครูเหนี่ยวนำและโปรแกรมการพัฒนาวิชาชีพครูหลักสูตรเตรียมความสามารถในการเรียนรู้เหล่านี้อยู่ ความท้าทายที่มีลักษณะหลาย Windschitl กล่าวว่า พวกเขามุ่งเน้นหลักสูตรแกนกลางที่พบมีเหตุผลในความรู้ที่สำคัญของการพัฒนาเด็กหรือวัยรุ่นเรียนรู้และการเรียนการสอนเรื่องที่เฉพาะเจาะจง พวกเขาให้นักศึกษามีโอกาสในการขยายการปฏิบัติภายใต้การแนะนำของที่ปรึกษา (การเรียนการสอนของนักเรียน) เป็นเวลานานอย่างน้อย 30 สัปดาห์ที่ผ่านมาสะท้อนให้เห็นถึงวิสัยทัศน์ของโปรแกรมการเรียนการสอนที่ดีและมีความเกี่ยวพันกับการทำงานแน่นอน การแทรกแซงระยะสั้นได้แสดงให้เห็นความสามารถในการเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่จะเปลี่ยนอคติครู (Wideen เมเยอร์สมิ ธ และดวงจันทร์, 1998) แต่อีกต่อไปวิธีการระยะอย่างชัดเจนว่าพยายามที่จะล้วงเอาและทำงานร่วมกับครูผู้สอนสามเณรความเชื่อเริ่มต้นได้แสดงให้เห็นความสำเร็จในการอุปถัมภ์ reform- การเรียนการสอนตาม (Fosnot 1996; Graber 1996; Windschitl และ ธ อมป์สัน, 2006) ลักษณะอื่น ๆ ของโปรแกรมการเตรียมครูผู้สอนที่มีประสิทธิภาพรวมถึงการใช้ที่กว้างขวางของกรณีที่วิธีการศึกษาวิจัยครูการประเมินประสิทธิภาพการทำงานและการตรวจสอบผลงานที่เกี่ยวข้องกับการเรียนรู้ของครูกับการปฏิบัติในห้องเรียน (ที่รัก-แฮมมอนด์, 1999). ในสองปีแรกของพวกเขาในการทำงานใหม่ ครูมักจะติดอยู่ในวงจรการคลั่งของการวางแผนการเรียนการสอนและการจัดลำดับกับผลที่พวกเขามักจะดองกลยุทธ์การสอนที่ทันสมัยการพัฒนาในโปรแกรมการเตรียมครูของพวกเขา Windschitl กล่าวว่าโปรแกรมการเหนี่ยวนำสามารถตอบโต้วงจรนี้ให้เป็นโอกาสที่ดีในการรักษามุ่งเน้นไปที่ทักษะในศตวรรษที่ 21 ในการตั้งค่ามืออาชีพที่ทำงานร่วมกัน หนึ่งในวิธีปฏิบัติที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับทั้งการเหนี่ยวนำและการพัฒนาอาชีพที่เกี่ยวข้องกับการนำครูร่วมกันเพื่อวิเคราะห์ตัวอย่างของการทำงานของนักเรียนเช่นภาพวาดคำอธิบายบทความหรือวีดิโอการหารือในห้องเรียน ขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์หลักการของวิธีการที่นักเรียนจะตอบสนองต่อการเรียนการสอนครูผู้เปลี่ยนวิธีการเรียนการสอนของพวกเขา การวิเคราะห์ร่วมกันของหลักฐานของการเรียนรู้ของนักเรียนที่ใช้ในหลายประเทศในเอเชียที่มีนักเรียนดำเนินการเป็นอย่างดีในการเปรียบเทียบระหว่างประเทศของผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิชาคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์ (ลูอิสและ Tsuchida, 1997; Ma, 1999; มาร์ตันและ Tsui, 2004; โยชิดะ, 1999). Windschitl แล้วระบุคุณสมบัติหลายประการของการพัฒนามืออาชีพที่สามารถสนับสนุนการเรียนการสอนที่ใช้การปฏิรูปและความเข้าใจครูของวิธีการที่จะปลูกฝังทักษะในศตวรรษที่ 21: •โอกาสการเรียนรู้ที่ใช้งานมุ่งเน้นไปที่เนื้อหาวิทยาศาสตร์การปฏิบัติทางวิทยาศาสตร์และหลักฐานของการเรียนรู้ของนักเรียน (. DeSimone, et al, 2002) ; •การเชื่อมโยงกันในการพัฒนาอาชีพที่มีความรู้ที่มีอยู่ของครู, กิจกรรมการพัฒนาอื่น ๆ ที่มีอยู่ในหลักสูตรและมาตรฐานในบริบทท้องถิ่น (DeSimone, et al., 2002;. Garet, et al, 2001); •การพัฒนาร่วมกันของตามหลักฐาน " สอบถามรายละเอียดเพิ่มเติมท่าทาง "โดยผู้เข้าร่วมที่มีต่อการปฏิบัติของพวกเขา (Blumenfeld et al, 1991.) •การมีส่วนร่วมร่วมกันโดยครูจากโรงเรียนเดียวกันชั้นประถมศึกษาหรือสาขาวิชา (DeSimone et al, 2002.); และ•ความสำคัญของเวลาที่จำเป็นสำหรับการวางแผนและการชิงตัวประกันปฏิบัติใหม่. Windschitl ชี้แจงว่าการเชื่อมโยงกันด้วยความรู้ที่มีอยู่ไม่ได้หมายความว่าการตัดเย็บการเรียนการสอนกับสิ่งที่ครูผู้รู้อยู่แล้ว แต่คำนึงถึงทฤษฎี engrained ลึกของพวกเขาเกี่ยวกับการเรียนการสอน "ดี" และการเรียนรู้ มีมติในวงกว้างในการวิจัยคือเขากล่าวว่า "การปฏิรูปที่มุ่งเน้น" การพัฒนาอาชีพ (กิจกรรมต่าง ๆ เช่นกลุ่มการศึกษาครู) ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญมากขึ้นในทางปฏิบัติกว่า "ดั้งเดิม" การพัฒนาอาชีพ (การประชุมเชิงปฏิบัติการหรือหลักสูตรวิทยาลัย) (Loucks- Horsley, et al, 1998;. พัทและ Borko, 2000) จากนั้นเขาก็สรุปคำแนะนำของเขาสำหรับการเตรียมครู, การเหนี่ยวนำและการพัฒนาอาชีพ (ดูตารางที่ 6-1). ตาราง 6-1 รองรับสำหรับการเรียนการสอนทักษะในศตวรรษที่ 21. เปิดการวิจัยของเขาเอง Windschitl กล่าวว่าเป้าหมายของครูการเรียนรู้วิถี ความคิดริเริ่มที่จะสร้างขีดความสามารถในระบบสำหรับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในความสามารถของครูเพื่อส่งเสริมให้เกิดทักษะในศตวรรษที่ 21 ต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีสามเณรกลายเป็นผู้เชี่ยวชาญทีมวิจัยของเขาตาม 15 ครูผู้สอนสำหรับ 3-4 ปีที่ผ่านมาผ่านการเตรียมการฝึกสอนของพวกเขาและเข้าไปในปีแรกหรือครั้งที่สองของพวกเขาในการเรียนการสอน ในโปรแกรมการเตรียมครูผู้สอนในอนาคตได้รับคำสั่งในการเรียนการสอนที่ใช้การปฏิรูปและครั้งเดียวในงานที่พวกเขามีส่วนร่วมในโปรแกรมการเหนี่ยวนำมุ่งเน้นไปที่การตรวจสอบและวิเคราะห์การทำงานของนักศึกษา ในช่วงของการศึกษาประมาณหนึ่งในสามของครูผู้สอนที่พัฒนาขึ้น "ผู้เชี่ยวชาญเหมือน" การปฏิบัติที่การเรียนการสอน. Windschitl รายงานว่าเมื่อทีมงานของเขาได้รับการพัฒนาบางคน "เครื่องมือพื้นฐาน" เพื่อช่วยให้ครูผู้สอนสามเณรที่พวกเขาประหลาดใจที่วิธีการที่ดีที่พวกเขาดีขึ้น การเรียนการสอนของพวกเขา (Windschitl ธ อมป์สันและ Braaten 2009) นักวิจัยตั้งสมมติฐานว่าการใช้อย่างแพร่หลายของเครื่องมือที่เป็นส่วนที่เป็นความจริงที่ว่าพวกเขาได้รับการปรับแต่งเป็นพิเศษเพื่อตอบสนองความต้องการของสามเณรในการวางแผนการเรียนการสอนและการประเมินผล ตัวอย่างเช่นพวกเขาสังเกตเห็นว่าครูได้ให้เครื่องมือการประเมินโดยตรงกับนักเรียนของพวกเขาที่จะใช้ในการสนทนาในห้องเรียน ปรากฏว่าครูเห็นคุณค่าในเครื่องมือและคิดว่านักเรียนตัวเองจะได้ประโยชน์จากมันโดยการใช้ภาษาในเครื่องมือในการตัดสินใจของตัวเองในระดับส่วนบุคคลของพวกเขาอธิบาย ข้อสังเกตนี้นำทีมที่จะรับรู้ว่าเครื่องมือที่มีโครงสร้างที่ดีโดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่ทำหน้าที่ในระบบเชื่อมโยงกันในการสนับสนุนการเรียนการสอนที่มีความทะเยอทะยานอาจจะมีคุณค่ามาก บนพื้นฐานของความเข้าใจใหม่นี้ทีมได้รับการสนับสนุนโดยมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติในการพัฒนาระบบดังกล่าวของ tools.1 Windschitl อธิบายชุดใหม่ของเครื่องมือดังต่อไปนี้: 1 วิดีโอที่เพิ่มขึ้นการเรียนรู้สำหรับครูก้าวหน้าผสมผสานเทคนิคเฉพาะการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ที่มีคุณภาพสูง ตัวอย่างเช่นหนึ่งในเครื่องมือที่แสดงให้เห็นถึงสามระดับของการเพิ่มความซับซ้อนในเทคนิคการกดนักเรียนหลักฐานสนับสนุนคำอธิบายของพวกเขา. 2 "ความคิดใหญ่" เครื่องมือที่ช่วยให้ครูใช้ความคิดที่แตกต่างกันนำเสนอในหลักสูตรและสร้างพวกเขารอบความคิดใหญ่ไม่กี่ เครื่องมือเหล่านี้จะช่วยส่งเสริมให้เกิดการแก้ปัญหา nonroutine. 3 บริกเพื่อช่วยให้ครูจินตนาการบางชนิดของผลการดำเนินงานของนักเรียนและการประเมินการคิดของนักเรียนซึ่งถูกระบุว่าเป็นเกณฑ์ในเกณฑ์. 4 ชุดเครื่องมือวาทกรรมเพื่อสนับสนุนครูในการพัฒนาทักษะการสื่อสารที่ซับซ้อน Windschitl อธิบายเครื่องมือเหล่านี้มีคุณค่าโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของผลการวิจัยจากการศึกษาระยะยาวว่าครูต่อสู้กับวาทกรรมห้องเรียน หนึ่งในเครื่องมือที่นำเสนอกลยุทธ์ที่จะล้วงเอานักเรียนสมมติฐานเบื้องต้นเกี่ยวกับความคิดทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ อีกวิธีที่มุ่งเน้นไปที่การมีส่วนร่วมของนักเรียนในการสะท้อนความรู้สึกเกี่ยวกับกิจกรรมและคนที่สามแสดงให้เห็นถึงวิธีการที่จะกดนักเรียนสำหรับคำอธิบายตามหลักฐาน. 5 ชุดของเครื่องมือและการปฏิบัติสำหรับครูที่จะใช้ร่วมกันในการวิเคราะห์ประสิทธิภาพของการเรียนการสอนของพวกเขาขึ้นอยู่กับหลักฐานของการเรียนรู้ของนักเรียน. Windschitl

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ครูวิทยาศาสตร์เพื่อพัฒนาทักษะในศตวรรษที่ 21 .
บทนี้เน้นคำถามเชิงชี้แนะเน้นครูวิทยาศาสตร์ : สิ่งที่เป็นที่รู้จักกันเกี่ยวกับวิธีการเตรียมครูเพื่อช่วยให้นักเรียนพัฒนาทักษะในศตวรรษที่ 21 ? แล้วรุ่นใหม่ของครูอาจสนับสนุนการสอนมีประสิทธิภาพและนักเรียนการเรียนรู้ทักษะศตวรรษที่ 21และหลักฐานแล้ว ( ถ้ามี ) สามารถใช้ได้เกี่ยวกับประสิทธิผลของโมเดลเหล่านี้ มันสรุปหน้าที่กระดาษกับคำถามเหล่านี้และการสนทนาต่อไปนี้

แล้วครูจะต้องมีวิวัฒนาการ
มาร์ค windschitl ( University of Washington ) นำเสนอกระดาษที่ครูวิทยาศาสตร์เพื่อปลูกฝังทักษะในศตวรรษที่ 21 ( windschitl , 2009 )เขาเปิดกับการเปรียบเทียบระหว่างเป้าหมายของการปฏิรูปการเรียนรู้ ในการสอนวิทยาศาสตร์ และเป้าหมายในการเรียนทักษะในศตวรรษที่ 21 , แสดงให้เห็นว่าส่วนใหญ่ของหลังสามารถสอนในบริบทของการทำโครงงานวิทยาศาสตร์ หรือการเรียนรู้ อย่างไรก็ตาม การบรรลุศักยภาพนี้จะต้องมี " ทะเยอทะยาน " สอน ซึ่งคุณสมบัติ :
- เรียนรู้วิธีการแก้ไขปัญหาร่วมกันกับคนอื่น ๆ ;
- เกี่ยวนักเรียนในกลวิธีเมตาคอคนิชันมีประสิทธิภาพเกี่ยวกับการเรียนรู้ด้วยตนเอง ;
- บางสถานที่เรียน การตัดสินใจและกิจกรรมในมือของนักเรียนที่เคยกำหนดโดยอาจารย์ และขึ้นอยู่กับความสำเร็จในการตรวจสอบ
- นักเรียนคิดเกี่ยวกับปัญหาที่ซับซ้อน และต้องอาศัยอย่างต่อเนื่องเป้าหมายติชม
4windschitl เตือนว่าการทะเยอทะยานชนิดนี้แตกต่างจากการสอนที่ครูส่วนใหญ่ได้มีส่วนร่วมหรือเป็นพยานในเหตุการณ์ ผ่านความพยายามที่จะปฏิรูปการสอนมีเพียงประวัติที่เจียมเนื้อเจียมตัว " , " เขากล่าวว่าและกว้างแนวโน้มในห้องเรียนวิทยาศาสตร์ในวันนี้ชี้ให้เห็นว่า การปรับปรุงที่จำเป็น ชั้นมักจะเน้นกิจกรรมมากกว่าความรู้สึกที่ทำให้วาทกรรม ( Roth และการ์นิเย่ จำกัด2007 ; ไวส์ et al . , 2003 ) นักเรียน ครูไม่ค่อยกดสำหรับคำอธิบาย ใช้คำถามได้อย่างมีประสิทธิภาพ หรือคำนึงถึงความรู้เดิม ( บัลดิ et al . , 2007 ; banilower et al . , 2008 ) .
ในหน้าของแนวโน้ม รบกวนเหล่านี้ windschitl กล่าวว่า , มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องพิจารณาว่า งานวิจัยบอกเราว่าครูเรียนรู้การสอนวิทยาศาสตร์ แรก เนื้อหาความรู้เป็นสิ่งสำคัญมากและที่เกี่ยวข้องกับการเรียนรู้ของนักเรียน ( แมกนัส น et al . , 1992 ) ครูที่มีความรู้เนื้อหาแข็งแรงมีแนวโน้มที่จะสอนในวิธีที่ช่วยให้นักเรียนสร้างความรู้ ตั้งคำถามที่เหมาะสม แนะนำให้เลือกคำอธิบาย และขอสอบถามเพิ่มเติม ( อลองโซ , 2002 ; ผู้หญิงอกโต , 2533 ; gess นิวซัม และ ง ลีเดอร์แมน , 1995 ; ลีเดอร์เมิน , 1999 ; roehrig และอากาศ , 2004 ; borko แซนเดอร์ ,และ lockard , 1993 ) ประการที่สอง เขาบอกว่า นักศึกษาครูมาเตรียมความพร้อมกับทฤษฎีเกี่ยวกับสิ่งที่ถือว่าเป็น engrained ลึกสอนดี และสิ่งที่นับว่าเป็นการเรียนรู้ ทฤษฎีเหล่านี้สามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงและอาจกรองการเรียนรู้แนวทางใหม่ๆ ในการสอนวิทยาศาสตร์ ยกเว้นนักการศึกษาครูพื้นผิวทฤษฎีและทำงานอย่างแข็งขันเพื่อตอบโต้พวกเขา

อาจารย์ตัวอย่าง การเตรียมการแม่เหล็กไฟฟ้าและโปรแกรมการพัฒนาวิชาชีพครูเตรียมโปรแกรมความสามารถในการเรียนรู้ที่ท้าทายอยู่เหล่านี้มีลักษณะหลาย windschitl กล่าว พวกเขาเป็นศูนย์กลางในหลักสูตรแกนกลางร่วมกันในความรู้มากของเด็กหรือการพัฒนาวัยรุ่น เรียนรู้ และวิชาการสอนที่เฉพาะเจาะจงพวกเขาให้นักเรียนขยายโอกาสสู่การปฏิบัติภายใต้การแนะนำของครู ( ฝึกสอน ) นานอย่างน้อย 30 สัปดาห์ ที่สะท้อนให้เห็นถึงวิสัยทัศน์ของโปรแกรมการสอนที่ดี และมี ผสมผสานกับงานแน่นอน มาตรการระยะสั้นได้แสดงความสามารถในการเปลี่ยนแปลงคติ ครูน้อย ( wideen เมเยอร์ สมิธ และ มุน , 1998 )แต่วิธีการระยะยาวที่ชัดเจนพยายามที่จะกระตุ้นและทำงานร่วมกับครูมือใหม่เริ่มต้นความเชื่อได้แสดงความสำเร็จในการสอนการปฏิรูปตาม ( fosnot , 1996 ; เกรเบอร์ , 1996 ; windschitl และทอมป์สัน , 2006 ) อื่น ๆลักษณะของโปรแกรมการเตรียมครูที่มีประสิทธิภาพ รวมถึงการใช้ที่กว้างขวางของวิธีการ ศึกษาเฉพาะกรณีครูวิจัย การประเมินการปฏิบัติงานและผลงานที่เกี่ยวข้องกับการสอบครู การเรียน การฝึกในชั้นเรียน ( ที่รัก แฮมมอนด์ , 1999 )
2 ปีแรกของพวกเขาในงาน ครูใหม่ มักถูกจับขึ้นในรอบการปั่นป่วนของการวางแผนการสอน และให้คะแนนกับผลที่พวกเขามักจะเลื่อนขั้นสูงในโปรแกรมการเตรียมพัฒนากลวิธีการสอนของครูwindschitl บอกว่าโปรแกรมการเหนี่ยวนำสามารถนับรอบนี้ การให้โอกาสที่ดีในการรักษามุ่งเน้นทักษะในศตวรรษที่ 21 ในการตั้งค่าระดับมืออาชีพร่วมกัน หนึ่งในแนวโน้มมากที่สุด ทั้งการฝึกและพัฒนาอาชีพ เกี่ยวข้องกับ นำครูด้วยกันวิเคราะห์ตัวอย่างงานนักเรียน เช่นภาพวาด , คำอธิบายบทความ