学生的科学探究能力国外的研究及启示

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1、学生的科学探究能力：国外的研究及启示作者：郭玉英摘要：当前的科学课程改革对学牛的科学探究能力提出了耍求，这绘我国的科学教育研究者和广大教师浙临的-•个新课题。西方发达国家在20世纪下半叶的科学课程改革屮就开始进行有关的研究和实践，有三种主要的教学和研究模型及实践结果可供我们借鉴。这些研究结果表明，科学探究能力是一种具有复杂结构的高层次能丿J,对科学探究能力的培养不能简单化和程式化。我们应当在借鉴有关研究成果的基拙上，把握科学探究的木质特征，釆用复杂性科学的研究方法，建立适当的教学和研究模型，从理论和实践两方面开展深入研究。关键词：科学探究能

2、力；科学课程改革；教学和研究模型一、关于科学探究目标的主要观点和研究范式在国际科学教育领域，人们对于科学课程应当发展学生对科学探究的理解、培养学生的科学探究能力已经达成了共识，许多国家的科学课程标准已明确提出了关于科学探究的目标。但对于科学探究在科学课程屮所处的地位和实现目标的途径则存在不同认识，概括起來主要有以下两种观点。一种观点认为，学生可以通过观察演示实验和亲身经历探究性实验而潜移默化地达剑课程H标，不需耍明确地教给学生如何开展科学探究；另一种观点则认为应当明确地教给学生科学方法，甚至认为学生对科学方法或过程的理解比对科学知识内容的理

3、解更为重耍。从科学课程的发展来看，后者得到越来越多的科学教育者认同。这样，如何实现科学探究H标的问题就摆在了研究者和课程设计人员而前，成为科学教育研究领域的一个具有挑战性的问题。山于科学探究不存在固定模式，人们对科学探究的理解也很难达成共识，这给研究胖生的科学探究能力带来了一定困难。因此，不同的研究者和课程设计者均在相关理论指导下采用了如F研究模式。首先建立关于科学探究的教学和研究模型，在此棊础上进行课程和教学设计，在实践过程中开展对学生科学探究能力发展以及有关影响因素的实证性研究，通过对理论、模型、实践过程和结果的综合研究和反思，对原來的

4、模型进行修止，不断深化対学生科学探究能力的认识。下血简耍介绍有关的研究过程和结果，对三种有代表性的研究和教学模型及实践结果进行比较评析。二、儿种主要模型的比较与评析(一)科学探究能力的解析：“过程技能”的集合模型这是i种早期的科学探究能力模型。这种模型的建立者采用了还原论的思维方式和过程分析方法，将科学探究过程分解为一系列独立的成分，如观察、分类、假设、推论、预测等。相应地把科学探究能力分解成一系列独立的技能，如观察技能、分类技能、假设技能、推论技能、预测技能等，称为过程技能。其基本假设如下：学牛的科学探究能力是一系列过程技能的集合；这些过

5、程技能是可以通过练习來独立发展的；学生的过程技能得到发展后，就可以用來解决实际的科学问题，科学探究能力也就得到了发展。根据这种模型提出的教学策略是，首先让学生独立地练习和发展这些技能，然后再结合起来解决更复杂的问题。这种模型对课程设计产生了一定影响，例如，美国科学促进会1967年推出的课程：科学——一种过程方法(SAPA)就是按照这种模型设计的。20世纪80年代，英国冇几种科学课程也建立在这种模型的基础之上，如纳费尔德的《过程科学》。这些课程完全打破了按照科学内容的逻辑体系來组织教材的传统方式，主要根据培养学牛“过程技能”的需耍来设计一系列

6、活动，让学牛通过这些活动来发展相应的技能和能力。从本体论意义上来看，这种模型将科学探究能力描述成一系列过稈技能的集合，是对科学探究能力的一种人为的肢解，不能反映具本质特征；同时，这种模型在认识论层而上受到了强烈质疑，因其科学探究观具冇很强的经验性和归纳性，与当代的科学哲学观点相悖。从有效性的角度來看，这些课程的实施结果并不能令人满意。虽然当时的研究者对于SAPA和其他类似的课程进行了许多小规模的评价研究，取得了肯定的结果，表明学生的学习在各个方面都取得了进步。但这些结论的可靠性受到质疑，批评者认为这些评价不能有效地证明学牛能力的发展。即使学

7、生通过练习掌握了这些过程技能，也不一定能用于解决实际问题，不能证明科学探究能力得到了发展。换言之，科学探究能力并不等于过程技能的简单集合。这种模型在教学的层而上也遭到了批评，有人提出，观察、分类、假设等是儿童从幼年时期就拥有的能力，并不需要专门训练。另一方而，根据这利模型设计的课程打破了知识休系，不能使学生建立良好的知识结构，受到來自学科专家的强烈批评。因此，这种模型已经逐渐退出科学教育的历史舞台，但过程技能的概念被保留下来，成为探究技能的组成部分，在许多科学课程屮仍然受到重视。（二）将控制变量作为科学探究的特征：逻辑策略模型有些研究者认为

8、，科学探究的本质是科学的思维方式。科学思维的一个重要特征绘运用逻辑推理来解释相关证据。这样就把“科学思维”与“逻辑思维”联系起來，并根据皮亚杰的理论，用控制变量的实验來检测学生的