中學生科學探究能力結(jié)構(gòu)模型初探

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1、中學生科學探究能力結(jié)構(gòu)模型初探梁潔蔡美潔（北京師范大學物理系100875)摘要：科學探究是-?種重要的教學方式,發(fā)展中學生的科學探究能力是探究性學習的重要目標Z—。近年來，國內(nèi)外對探究學習和教學進行了廣泛的研究，但是對學生的科學探究能力的研究還不是很多。為了更好地了解學生的科學探究能力的發(fā)展水平和規(guī)律，以便測量和評價學生的科學探究能力，我們探討了科學探究能力的定義及具特點，構(gòu)建了科學探究能力的結(jié)構(gòu)模型，并分析了模型的特征及具整體性、靜態(tài)性、動態(tài)性和自調(diào)性，提出了科學探究能力的主要指標。關鍵詞：科學

2、探究；科學探究能力；結(jié)構(gòu)模型；特點；指標現(xiàn)代教育觀認為：科學教育除了科學知識的傳授和技能的訓練外，還應該重視培養(yǎng)學牛的探究興趣、探究能力、良好思維習慣以及創(chuàng)新意識，從強調(diào)知識內(nèi)容獲取向理解科學過程轉(zhuǎn)變，從強調(diào)單純知識枳累向探索知識轉(zhuǎn)變?？茖W教冇的目標越來越傾向于培養(yǎng)學生的科學探究能力、科學態(tài)度和科學精神。近年來,國內(nèi)外對探究學習和教學進行了廣泛的研究，一致認為探究式學習方法能夠保持學生在課堂上強烈的好奇心和旺盛的求知欲；通過探究教學，能使學生各方面的能力在其原冇的水平上啟所發(fā)展。我國人多數(shù)啟關探究

3、學習和探究教學的研究都提到現(xiàn)在的學牛?缺乏探究能力，通過探究學習可以提高學牛的探究能力。但是對在探究教學中處于主體地位的學生所應具有的科學探究能力，相關的研究述不是很多，對學生現(xiàn)有的科學探究能力和水平、科學探究能力的發(fā)展以及在探究過程屮的薄弱環(huán)節(jié)等的研究也不多。了解屮學?？茖W探究能力的發(fā)展水平和規(guī)律，分析和統(tǒng)計學牛在課堂教學中關于科學探究的各種能力耍求的情況，可以為開展探究教學設計，采用恰當?shù)奶骄拷虒W策略，更好地培養(yǎng)學生的科學探究能力，提供必要的依據(jù)，也口J以為編寫適合新課程標準要求的教科書提供確

4、實、詳盡的資料，冇助于制定科學探究能力的培養(yǎng)目標。為了了解學牛的科學探究能力的發(fā)展水平和規(guī)律，我們試圖建構(gòu)一個屮學牛科學探究能力的結(jié)構(gòu)模型，并給出科學探究能力的主要指標。在此基礎上，建立測量與評價學生科學探究能力的測量表，該測雖表操作性強，評價指標簡明，方法易行，便于一線教師使用，為在中學進行科學探究教學，培養(yǎng)學生科學探究能力，提供一些參考意見少理論依據(jù)。一、科學探究能力的界定科學探究原是指科學家研究自然界的科學規(guī)律時所進行的科學研究活動。在新一輪的教育改革中，把科學探究引入學生的學習過程，因而，

5、在這里科學探究是指學生在物理課程學習中的自主學習方式和學習過程，即能從口常生活、白然現(xiàn)象或?qū)嶒灛F(xiàn)象的觀察屮發(fā)現(xiàn)與物理學有關的問題，并且能通過提出問題、調(diào)查研究、動手實驗、表達與交流等探究性活動，獲取知識、技能和方法?？茖W探究能力是保證學牛順利完成探究性活動的心理特征，它具有以下六個主要特點。1.科學探究能力表現(xiàn)在學生進行探究性學習的活動屮，并在活動屮得到發(fā)展。學生的科學探究能力的水平將直接影響和決定其進行探究性學習的效率和結(jié)果。2.科學知識和探究技能是有機結(jié)合的。科學探究能力離不開科學知識和科學技

6、能，缺乏科學知識，科學探究就無從談起；缺乏科學技能，也無法進行科學探究。3.探究活動具有外顯性，探究過程中有町以看得見的環(huán)節(jié)。4.探究活動的進行具有靈活性和協(xié)調(diào)性。一般來說，可以把探究過程分為七個要素，但在實際進行探究活動時，不一定按照這七個要索的排列順序進行，可以交叉進行，也可以將后面的要素提到前面進行，應該根據(jù)探究的要求靈活掌握，使探究活動協(xié)調(diào)進行。5.科學探究活動具有集體性、合作性和交流性，是一種集體性的協(xié)作活動，對于簡單的問題可以由學主個人來進行，對于比較復雜的問題，可以通過小組活動其至全

7、班性活動進行，在學牛間進行交流和合作。6.探究活動具有循序漸進性。學生的科學探究能力的發(fā)展是在探究實踐中不斷積累起來的，學生經(jīng)歷的探究活動應該山簡單到復雜，使探究活動的水平循序漸進地提高。二、科學探究能力的結(jié)構(gòu)模型根據(jù)科學探究能力的定義其特點，參照基爾福特的智力結(jié)構(gòu)圖，我們試圖建立科學探究能力的結(jié)構(gòu)模型（如圖）。該模型由三個維度組成，分別是科學探究內(nèi)容（z軸）、科學探究的過程（y軸）和科學探究能力的品質(zhì)（x軸）。每個維度有不同的因了，科學探究內(nèi)容的因了有4個，即科學現(xiàn)象、科學概念、科學規(guī)律、科學問

8、題;科學探究過程的因子有6個，即提出問題、猜想與假設、制定計劃和設計實驗、進行實驗和收集數(shù)據(jù)、分析為論證、評估交流與合作；科學探究能力的品質(zhì)因子有5個，即深刻性、靈活性、敏捷性、批判性、獨創(chuàng)性?？紤]到這15個因子的不同組合，可以形成120種不同的元素，每一個元素代表一個基本的探究能力單元，例如在科學現(xiàn)象的探究方面，學牛也要經(jīng)過提岀問題、猜想與假設、制定計劃和設計實驗、進行實驗和收集數(shù)據(jù)、分析與論證、評估交流與合作等幾個過程，即使在科學現(xiàn)象探究的提出問題的過程屮，也冇不同的品質(zhì)表現(xiàn)。