中学生科学探究能力结构模型初探

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1、中学生科学探究能力结构模型初探梁洁蔡美洁（北京师范大学物理系100875)摘要：科学探究是-•种重要的教学方式,发展中学生的科学探究能力是探究性学习的重要目标Z—。近年来，国内外对探究学习和教学进行了广泛的研究，但是对学生的科学探究能力的研究还不是很多。为了更好地了解学生的科学探究能力的发展水平和规律，以便测量和评价学生的科学探究能力，我们探讨了科学探究能力的定义及具特点，构建了科学探究能力的结构模型，并分析了模型的特征及具整体性、静态性、动态性和自调性，提出了科学探究能力的主要指标。关键词：科学

2、探究；科学探究能力；结构模型；特点；指标现代教育观认为：科学教育除了科学知识的传授和技能的训练外，还应该重视培养学牛的探究兴趣、探究能力、良好思维习惯以及创新意识，从强调知识内容获取向理解科学过程转变，从强调单纯知识枳累向探索知识转变。科学教冇的目标越来越倾向于培养学生的科学探究能力、科学态度和科学精神。近年来,国内外对探究学习和教学进行了广泛的研究，一致认为探究式学习方法能够保持学生在课堂上强烈的好奇心和旺盛的求知欲；通过探究教学，能使学生各方面的能力在其原冇的水平上启所发展。我国人多数启关探究

3、学习和探究教学的研究都提到现在的学牛•缺乏探究能力，通过探究学习可以提高学牛的探究能力。但是对在探究教学中处于主体地位的学生所应具有的科学探究能力，相关的研究述不是很多，对学生现有的科学探究能力和水平、科学探究能力的发展以及在探究过程屮的薄弱环节等的研究也不多。了解屮学牛科学探究能力的发展水平和规律，分析和统计学牛在课堂教学中关于科学探究的各种能力耍求的情况，可以为开展探究教学设计，采用恰当的探究教学策略，更好地培养学生的科学探究能力，提供必要的依据，也口J以为编写适合新课程标准要求的教科书提供确

4、实、详尽的资料，冇助于制定科学探究能力的培养目标。为了了解学牛的科学探究能力的发展水平和规律，我们试图建构一个屮学牛科学探究能力的结构模型，并给出科学探究能力的主要指标。在此基础上，建立测量与评价学生科学探究能力的测量表，该测虽表操作性强，评价指标简明，方法易行，便于一线教师使用，为在中学进行科学探究教学，培养学生科学探究能力，提供一些参考意见少理论依据。一、科学探究能力的界定科学探究原是指科学家研究自然界的科学规律时所进行的科学研究活动。在新一轮的教育改革中，把科学探究引入学生的学习过程，因而，

5、在这里科学探究是指学生在物理课程学习中的自主学习方式和学习过程，即能从口常生活、白然现象或实验现象的观察屮发现与物理学有关的问题，并且能通过提出问题、调查研究、动手实验、表达与交流等探究性活动，获取知识、技能和方法。科学探究能力是保证学牛顺利完成探究性活动的心理特征，它具有以下六个主要特点。1.科学探究能力表现在学生进行探究性学习的活动屮，并在活动屮得到发展。学生的科学探究能力的水平将直接影响和决定其进行探究性学习的效率和结果。2.科学知识和探究技能是有机结合的。科学探究能力离不开科学知识和科学技

6、能，缺乏科学知识，科学探究就无从谈起；缺乏科学技能，也无法进行科学探究。3.探究活动具有外显性，探究过程中有町以看得见的环节。4.探究活动的进行具有灵活性和协调性。一般来说，可以把探究过程分为七个要素，但在实际进行探究活动时，不一定按照这七个要索的排列顺序进行，可以交叉进行，也可以将后面的要素提到前面进行，应该根据探究的要求灵活掌握，使探究活动协调进行。5.科学探究活动具有集体性、合作性和交流性，是一种集体性的协作活动，对于简单的问题可以由学主个人来进行，对于比较复杂的问题，可以通过小组活动其至全

7、班性活动进行，在学牛间进行交流和合作。6.探究活动具有循序渐进性。学生的科学探究能力的发展是在探究实践中不断积累起来的，学生经历的探究活动应该山简单到复杂，使探究活动的水平循序渐进地提高。二、科学探究能力的结构模型根据科学探究能力的定义其特点，参照基尔福特的智力结构图，我们试图建立科学探究能力的结构模型（如图）。该模型由三个维度组成，分别是科学探究内容（z轴）、科学探究的过程（y轴）和科学探究能力的品质（x轴）。每个维度有不同的因了，科学探究内容的因了有4个，即科学现象、科学概念、科学规律、科学问

8、题;科学探究过程的因子有6个，即提出问题、猜想与假设、制定计划和设计实验、进行实验和收集数据、分析为论证、评估交流与合作；科学探究能力的品质因子有5个，即深刻性、灵活性、敏捷性、批判性、独创性。考虑到这15个因子的不同组合，可以形成120种不同的元素，每一个元素代表一个基本的探究能力单元，例如在科学现象的探究方面，学牛也要经过提岀问题、猜想与假设、制定计划和设计实验、进行实验和收集数据、分析与论证、评估交流与合作等几个过程，即使在科学现象探究的提出问题的过程屮，也冇不同的品质表现。