科学能力的构成要素发展水平与培养策略

中国教育学会中国教育学会化学教学专业委员会第十三次学术年会论文科学探究能力的构成要素、发展水平及其培养策略的研究陈为建山东省日照市实验中学276800摘要科学探究能力是学生顺利完成科学探究活动的心理条件，是由动力系统、执行系统和监控系统构成的一个相互依赖、相互制约、相互促进、共同发展的有机整体，是一个动态的、发展的经验网络，其实质是类化了的知识技能经验网络；根据科学探究能力的内涵和构成要素，设计了科学探究能力评价指标体系，测查学生的科学探究能力，通过分析得出：初中生的科学探究能力随着年龄的增长而不断的发展和提高，发展中存在加速期；我们采用准实验研究，自变量为探究教学策略，因变量为学生的科学探究能力，通过一学年的实验，比较实验班和控制班学生在科学探究能力发展水平上存在显著差异，说明采取灵活的、多形式的探究活动可以极大地促进学生科学探究能力的发展。关键词科学探究能力内涵实质科学探究能力构成要素博狂塞科学探究按能力发展状萄况科译学探究能力岔培养策略苹科学探究能欲力在学生个接体成长中，肤在人类社会怪发展中，特粮别是在当前慰科技高速发孩展的信息时惑代，具有十油分重要的作前用。《全日静制普通高级疤中学样化学课程标秤准》提出巡“聋将科学探究提作为改变学网生学习方式除的突破口便”凳，并强调：斜以提高学生终的科学素养遍为宗旨，提格高学生的科陷学探究能力具；《题全日制义务访教育化学课淘程标准》明窃确地提出了赞发展科学探食究能力所包昌含的内容与退培养目标。锯但目前对科拔学探究能力晴的研究还不东是很多，本胡研究拟对科器学探究能力悠的内涵实质呢及构成要素混进行探讨；瓣根据僚自己它设计的评价培指标体系对玉初中生科学裤探究能力的侨发展水平进索行探查；在镜了解科学探船究能力的构据成要素和初迎中生科学探载究能力发展常水平的基础戒上进一步探薯讨培养学生承科学探究能前力的有效途很径。脂1科学探爪究能力的内霸涵实质及其赤构成要素确科个学越探究能力，胁指的是学生融顺利完成科功学探究活动石的心理条件夕，是科学探喜究过程所需抄要的能力。逮卓越的探究亦能力充分的竹地体现一个这人善于发现犯问题、积极风探究的心理邪取向和善于必把握机会的险敏捷性，绝疗不仅仅是一秤种智力因素籍，更是一种液人格特征和栋精神状态以伞及葛综合素质的贪体现，因此单它是各种具泪体能力的集杰成。在此认子识的基础上功，我们构建霞科学揭探究熔能力的构成预要素，指出倒科学探究能木力是由动力蜡系统、执行滨系统和监控蚁系统构成的揉一个相互依症赖、相互制纹约、相互促年进、共同发雨展的有机整细体，是一个苗动态的、发议展的经验网烧络。科学探究能力科学探究活动知识技能经验网络执行系统监控系统动力系统科学探究能力科学探究活动知识技能经验网络执行系统监控系统动力系统支持华疲珠梳朵海播构建喝纸锐透涨恭内涵捞简筒到奸条件黄棒铺规其夜捞实质忽短嫂甲倍勿丹运章伍袋暖缓再烛办小皇表现直形式候录撑压线阴追嫂促进胶的强盘花促进岁出驾善小鱼拘支持忙婶手痕监够控喘召塌执于爹合汇帅提妨牲床假益紧解药神计毒控刚吼评倡渣锋时着持耐作屈糟出斜族辅设御方释笋划消雀制之价篇扬誓罩脱精闻千能齿闻问饼出检妈互结颗能层弟调轧物总肠肝示神勾筑力壳铅题馅锐章验若阴论州力要倍节负遇结池甘剖险客佣妈猎非能译恢律能茧谊能他宰寒能董狼能山存左立乐弯商申柱砖力君膨刷力讲怎力退渐爷力经使力域图1亿科学探究能槽力的构成要申素帅2科学探肢究能力发展切水平的探查害研究宿我们现行的帜教学方式，两长期以来偏穗重知识传授胞，对科学探品究重视不够赵，那么，用似现行的教学培方式，学生镰的科学探究含能力发展慨状况到底怎卡样？迄今为巡止，这方面显的研究不多吨，本研究拟滚在这方面作朵一些初步的完探索少，力歪图揭示现行捉教学方式下煌，学生的科田学探究能力颤发展状况，泳从而为我们伯实施探究教继学提供一定轰的理论依据炮。圈2.1被试狮选取葵我们以日照扔市实验中学恋初二、初三嫩、初四年级愉的学生作为魔研究样本，砌其中初二学文生学过半年牛化学、初三即学生学过一北年化学、初宵四学生学过怖两年化学，仰从每个睁年级各随机齐选取一个班箱。访表1档被试年龄、映性别、学业济成绩表命平均年龄（靠岁）位男爆女债合计骗优道中腐差岸优送中弄差竞13柿8妙8膝8闯8伴8染8医48录14居8厕8晋8哭8养8厚8鼓48昂15梳8敢8怕8法8诞8懒8银48叫2.2测量母方法洽疏巾1、本研究溜采用测验法朝和问卷法相丽结合，测定充学生的科学谢探究能力。爷2、根据科坚学探究能力隐的构成，设朽计了初中生者科学探究能樱力评价指标街体系。肚表侨2专科学探究能合力评价指标各体系婚具体能力俩指标内涵知动唐力赖系节叹统兵督执道亭着蚀存精茎染神杰A11溪：有旺盛的周求知欲家A12蜓：有强烈的笑好奇心，对范事物有深入笛探究的动机辽A13峰：善于迅速辰地找到探究哄方向，做出壤决定并执行年决定削培A14巡：坚持不懈破地克服遇到趴的困难和障志碍，完成预喝定目标新煎合些使作显析能另抵力知A21岩：积极参与禽讨论，善于或贡献自取己的菠观点册A22递：对不同意常见采取宽容扒态度，不迷怨信权威雷A23钢：小组合作粮中能出色地游完成自己承嘱担的工作笼A24虫：活动中能近与同伴保持缓真诚和谐的柴合作关系铁执烫行蜻系抬统兼提秒出小问熟题葛B11哲：善于质疑贵，不满足于尘教材上的一壤些结论及教败师的讲解励B12暗：善于平中递见奇、同中浸见异、异中禽见同骗B13男：能从大量重复杂的信息馋中，排除不疤需要的因素痒，并发现有晒价值的因素钞B14祸：善于把问盾题准沾确、简要的于表达清楚进假庆设和检叼验屑能诚力秋提犁出假设暴B2涂1述：能主动的市对问题可能逃的答案做出盟猜测假设趟B22扰：能把丰富诸的想象力和幼深刻的逻辑佣抽象能力结骂合起来，不提出一些有嘴价值的假设申B23姐：能运用以道有的知识经失验对假设的激合理性做出神初步论证喊实适验眠设砖计岂B31菊：设计的实约验方案，能即与科学理论瘦、科学方法脉相一致，即缺具有科学性充B32狼：设计的实斥验方案，能岭利用现有的任条件切实可伟行，即具有还可行性窝B33嚼：能设计对股比实验，保脑持其它条件充不变，只改怨变一个条件锐，通过两组宋或多组实验兽进行对比，锦确定这一条栗件是否对事搭物起作用或恼起怎样的作杂用糟实治验榜检命验闭B41王：能安全使吐用各种仪器猜药品，规范疼有效地进行障实验户筑B42暂：能探寻最醒佳实验条件急，精确地控孟制变量像B43悔：能进行系辟统地观察、非精确地测定荡、科学合理案地收集数据青解戒释结特论摊能肌力喝解壤释寄能谁力污B51澡：把现有的县科学知识与淋收集到的证员据建立联系纲，并做出符梅合逻辑的说堡明浊B52株：能将解释迹与描述区别不开来，面对荒结果能找到翻原因闭B53们：能够通过牛对当前科学亦知识的理解度、对证据的聋权衡和对逻女辑的检查来拔决定哪芳种解释是最栋好的主结论犯能略力蚀B61妥：能对证据吗进行比较、鼻分皆类，勿找到有意义煮的联系乏B62盒：能对证据红进行归纳、猎概括，找到歼事物的本质脆B63年：能对部分难对象的认识馅推广到该类和事物的全体狼对象，从而故扩大认识范昌围、拓宽知希识、建立优掩良的知识结振构填监椅控识系求统葱拜计划芝罢能力养C11叛：探究活动列前，对做什运么、如何去染做以及活动瓶的时间进行因有效的安排艺C12脖：探究活动灾前，能准备节好有关的工吩具，调整好蛾精神状态劈殊控制滋臣调节域撇能力详C21倘：探究活动互中，始终清制楚活动的目馅标和任务屋，知道为什准么要这样做扬C22栏：探究活动云中，讲究策止略，能选用摄科学合理的早探究秘方法道C23过：探究活动尝中，能排除少各种干扰，券努力控制自换己，顺利完东成探究任务窑膊评价宴动反馈孤采能力恭C31净：探究活动行后，能对活等动的各个环但节进行有效唤的反思评价唇C32俊：探究活动库后，进行深房入地总结经壶验遵教训，不断处完善自己蚊C33湿：探究活动从后，根据反赤思的结果对支活动中不合彼适的地方采嘉取补救性措符施淹3、编制试丢题每在编制试题幻时，我们力韵求体现科学堡的本质，体披现探究的内介涵，并遵循庭可测性原则管，力求反映床评价指标体就系中的指标浇，根据学生短做神题的情况判爽断其探究能侧力的发展水洒平。执2.3初中陈生科学探究则能力的发展柄水平和特岂点妨1呢、表3派漫各年级科学欢探究能力及浩各系统的发液展水平与差掉异检验女聪栽年级乐平均分败标准差编t辜值啄显著性喇探究乘能力悬初二烧42.24设6.63果-牌3.01培-苗6.91指P<0.0浆5乒P<0.0咏1保初三优48.36执7.45洁初四错62.13性6.30愿执行屋系统脸初二滩20.75笔6.30脾-退5.08盯-浴5.62节P<0.0呆1践P<0.0少1吵初三伶31.17葵7.84链初四塌44.捐56剂8.66源动力架系统仓初二或8.73恶0.78盼-晃3.48挑4.41蓝P<0.0带1珠P<0.0垫1咳初三垂7.85膀0.96乒初四甘8.93略0.71代监控包系统秆初二华12.36加1.65四3.35晌-笑2.59奴P<0.0料1第P<0.0数5既初贤三预10.71咳1.78蚀初四岭11.92泉1.46嚼由表3可看输出：在传统码教学条件下从，高年级的翁初中生已经缎具有初步的倍科学探究能骗力。而且初丝二、初三学酿生的成绩差睬异显著，初嘉三、初四学民生的成绩差迎异非常显著刷，说明初中组生的由探究能力在帽迅速发展，云而且存在加宣速期。从图啄3－1很明武显地看出，阴初中生探究味能力申发展是非常禁迅速地，但烟男女学生科务学探究能力馒的发展非常隙接近，并没焦有显著差异结。府2、表4收各年级执雪行系统中各知具体能力的薄发展水平与残差异检验朋年级者平均分之标准差往t北值红显著性检验采提问跌能力律初二屋4.31练2.04担-4.09汇-2.79册P<0.0铜1密P>0.0咬5犬初三竟6.88挺2.29黎初四盒8.69辩2.21霉假设咐能力垦初二痒6.63须1.97数-3.16躲-4.76填P<0.0三5润P<0.0班1域初三肿8.73轧2.59元初四臂11.69嘱1.59猫设计沈能力民初二乌3.50贡1.86晴-2.88辉-3.32秃P>0.0丈5蜻P<0.0巧5标初三葬5.00弊1.75觉初四案7.50事3.25允解释第能力粪初二竖3.56跟1.81滨-2.36既-笑3.23寄P>0.0壶5牙P<0.0挥5唯初三泊5.31猫2.69午初四董7.31铲1.94屑结论积能力膜初二族2.75班2.15逮-4.28够-4.79粪P<0.0员1冠P<0.0熟1东初三阅5.44发2.20女初四从9.38尸2.58旷从表4可看敏出：搜（1）初载二学生和初翠三学生的提悄问能力差异恶极为显著，柴说明在13愤岁到14岁估之间，学生喷的提问能力壮发展极为迅好速。旱（2）初二抹、初三、初拨四学生提出夕假设能力均贝有显著性差李异，说明在蜓14岁到蚁15岁之间申，学生提出猜假设的能力漠发展极为迅探速。总的店来看，初中吩生提出假设伸的能力还是饺比较高的。掏（3）学生讲的设计能力长和解释能力财得分比较低序，这说明在家传统教学中占，设计能力庸和解释能力撇的培养没有友得到足够的野重视，我们冈在以后的探签究教学中，兰尤其要重视涨这两项能力捕的培养。背（4）初中喂学生的结论捧能力发展非恐常迅速，初贡二和初三之族间、初三和昆初四之间均捏存在极为显昨著的差异。至3摩初中生科学挑探究能力培还养策略的实青验研究膀3.1研究棵目的垮本研究试图结通过转变传垦统的教学思特想，改变陈项旧的教学模就式，实施探挥究教学策略否，让学生在特探究活动中宽，逐步培养丧学生的科学克探究能力，短促进学生的章科学探究能授力中的各个富方面得到全亏面协调发展么，从而提高昆科学教育的疤质量。覆3.2培养木科学探究能恭力的教学设颠计构想子我们以探究希活动为核心恰，建立培养云能力的定向丰点，然后围苦绕这个定向赛点，通过设踪计厕“晋探究策略诚”渴、遗“钢探究资源乡”绞、古“榜探究情景跳”盆、误“渡探究过程辈”属而展开，他守们共同服务不于探究活动煤这一核心。绪结束部分的猛总结与评价灾也是教学设顾计的重要环骡节，它是检桃验培轻养策略的基偷础，是教学房设计趋向完局善的调控环篮节。分析学习者特征分析学习者特征确定培养目标确定探究活动的内容探究活动设计总结与评价探究情景设计探究过程设计探究策略设计探究资源设计初始探究能力终结探究能力泽膀探胆图抹2打基于培养店探究能力的瓶探究教学设刺计过程晨3.3研究详方法与实施类被试为日照惧市实祥验中学初四材、五班和初剂四、六班，望两个班的任嫌课教师完全灭一样，学习吗基础、班风左相近，我们孤以五班为控唉制班，六班超为实验班。血1.前测小：对学生进盏行探究能力街测试和科学搂探究能力发聪展水平调查亡。骂表5实禁验班和控制纪班前测时科储学探究能力养的差异比妖较努班级件人数钥执行系统摸动力系统肢监控系统竿探究能力泉平均疾分仆标准奔差餐平均袄分悟标准论差视平均蠢分进标准雷差丹平均泼分拥标准岂差龙实验班断66颂32.50丙6.66烛7.79万1.11鬼12.33必1.74茄47.47亡6.98读控制班饱68屈29.83跪8.96忧7.90蓬0.85汪11.08纠1.81姑49.26鸟8.09美Z值泼0.83祸-0.27匙1.04危-0.58握显著性检验北P>0.0场5吨P>0.0帮5饿P>0.0毅5迁P>0.0萄5零由表5可知浇，实验班和盖控制班在前等测时甜，科学探究性能力中各系胀统及探究能怠力总分虽然直存在一定的忆差异，但差寄异均不显著魂。肢2.实施横过程：实验盯班与控制班违都由笔者担妇任教师，教等材板一样冷，进度相同陪。控制班采示用传统的讲堆练相结合的舌目标教学方志法；在实验课班，部分内运容采用讲练投结合的目标棕教学方法，县另外精选一废部分内容作秃为培养探究泄能力的素材岩，给学生查碗资料的时廊间和机会，物给学生提供文实验器材，雷让学生按照意探究的模式陷去研究，其棵它内容尽量输发挥学生的蜓主动性，老纠师讲解的少撒，而引导的充多。母探究教学初篇期存在的问得题：学生急提出问题的悔数量较多，纹但可探究的瞒问题较少；振实验设计不责合理，造成乓盲目实验，糕其结果常导常是不能实耍现实验目的拖；纪律较念差；观察时跌经常忽视细租节现象，有摩些学生对分洒组实中验的积极性浴停留在好看很好玩上；不公规范，随意以操作。弦实验班在一订学年后的情县况：提出职问题的数量惕增多、质量配提高；活动酱的设计较为进科学、合理态，对本实验镜的疑点分析榜和改进的方香法，也有所优思考；能保摸持实验过程计井然有序，垒学生能对实饲验提出永改进的方案销。贷3.后测交：一学年后即进行探究能蚁力测试和科党学探究能力岩发展水平调喜查。睬表6实牢验班和控制膊班后测时科乱学探究能力胶的差异比较叨班级深人数声探究能力环执行系统强动力系统便监控系统达平均膏分及标准稻差错平均佛分超标准宪差累平均斩分框标准遮差戴平均志分途标准容差霜实验班赚66照63源.65罪4.28孟47.11剧8.40叹8.88今8.22牙11.68雪10.85妥控制班雄68突58.78衰6.81薯42.68免8.57裹8.22箭1.20破10.85闹1.76最Z值禽4.28嫁3.03上3.99档3.35垂显著性检验朗P<0.0失1烛P<0.0少1炼P<0.0战1绪P<0.0屈1却由表6可知趣，实验班和贺控制班在后泊测时，科学成探究能力总锻分、执行系登统、动力系朋统和监控系叼统的差异都杰极为显著。诵3.4研究痛结论坊1、探究教垒学贵爬在因地制宜丛、马上行动胶起来，不要弄等待配套的祸教材和材料农，其实再好词的教材和完柏备的宝材料也不能息囊括学生要买探究的所有辨问题，这需隶要发挥教师鞋和学生的创衰造性均。跳2、探究只妨是学习科学凤的一种方法涛，所有的科灭学知识都用克探究的方法请来教是低效伸的，教师要风选取那些只派有通过探究语活动才能达虾到最佳学习促效果的材料湾；并非所有昼的探究猴活动都必须粒遵循科学探剑究的所有程巩序，教师要山考虑组织什汇么性质的探舰究活动，才统能达到最佳慎学习效果。佛3、并非只顶有学生动手盒做实验的活嚷动才是探究尤性的，其实斤探究教学重启要的是体现凉学生的主体狼性，它的形触式是灵活的什、多样性的怜。毅4、探究教勒学初期可渗能遇到的困每难及采取的肆措施，这些盐困难主要有咳师生新角色吗的适应，教线学技能的限佳制，传来自评价的抗压力，教师烤合作上的困奥难，有些家镇长、领导的荷不支持，缺右少资金及活质动材料等，歼但教学方式榴的转变是一馋个需要一定颂时间和坚持圣不懈的过程蜘。4研究展望园本研究只是抗从教育教学胡实践中学生社存在的主要杏问题出发，陪选取相对重波要的几伍个侧面，尝炕试探索科学内探究能力的当构成要素，共实际上科学肝探究能力是护一个内涵丰密富、结构复信杂的系统工销程，还需要食进一步从更洪高的层面上鸟挖掘其内涵暖实质和构成苏要素。拦由于科学探渔究能力的内京涵实质和构花成要素有待匹于深入研究槽，故以此为孟基础提出的