科学探究能力的构成要素、发展水平及其培养策略的研究13772.docx

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1、 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能力的构构成要素素、发展展水平及及其培养养策略的的研究 陈为建建 山东省省日照市市实验中中学 27668000 摘要 科学探探究能力力是学生生顺利完完成科学学探究活活动的心心理条件件，是由由动力系系统、执执行系统统和监控控系统构构成的一一个相互互依赖、相相互制约约、相互互促进、共共同发展展的有机机整体，是是一个动动态的、发发展的经经验网络络，其实实质是类类化了的的知识技技能经验验网络；根据科科学探究究能力的的内涵和和构成要要素，设设计了科科学探究究能力评评价指标标体系，测测查学生生的科学学探究能能力，通通过分析析得出：初中生生的科学

2、学探究能能力随着着年龄的的增长而而不断的的发展和和提高，发发展中存存在加速速期；我我们采用用准实验验研究，自自变量为为探究教教学策略略，因变变量为学学生的科科学探究究能力，通通过一学学年的实实验，比比较实验验班和控控制班学学生在科科学探究究能力发发展水平平上存在在显著差差异，说说明采取取灵活的的、多形形式的探探究活动动可以极极大地促促进学生生科学探探究能力力的发展展。关键词 科学探探究能力力内涵实实质 科学学探究能能力构成成要素 科学探探究能力力发展状状况 科学学探究能能力培养养策略科学探究能能力在学学生个体体成长中中，在人人类社会会发展中中，特别别是在当当前科技技高速发发展的信信息时代代，具

3、有有十分重重要的作作用。全全日制普普通高级级中学化化学课程程标准提提出“将科学学探究作作为改变变学生学学习方式式的突破破口”，并强强调：以以提高学学生的科科学素养养为宗旨旨，提高高学生的的科学探探究能力力；全全日制义义务教育育化学课课程标准准明确确地提出出了发展展科学探探究能力力所包含含的内容容与培养养目标。但但目前对对科学探探究能力力的研究究还不是是很多，本本研究拟拟对科学学探究能能力的内内涵实质质及构成成要素进进行探讨讨；根据据自己设设计的评评价指标标体系对对初中生生科学探探究能力力的发展展水平进进行探查查；在了了解科学学探究能能力的构构成要素素和初中中生科学学探究能能力发展展水平的的基础

4、上上进一步步探讨培培养学生生科学探探究能力力的有效效途径。1 科学探探究能力力的内涵涵实质及及其构成成要素科学探究能能力，指指的是学学生顺利利完成科科学探究究活动的的心理条条件，是是科学探探究过程程所需要要的能力力。卓越越的探究究能力充充分的地地体现一一个人善善于发现现问题、积积极探究究的心理理取向和和善于把把握机会会的敏捷捷性，绝绝不仅仅仅是一种种智力因因素，更更是一种种人格特特征和精精神状态态以及综综合素质质的体现现，因此此它是各各种具体体能力的的集成。在在此认识识的基础础上，我我们构建建科学探探究能力力的构成成要素，指指出科学学探究能能力是由由动力系系统、执执行系统统和监控控系统构构成的

5、一一个相互互依赖、相相互制约约、相互互促进、共共同发展展的有机机整体，是是一个动动态的、发发展的经经验网络络。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 支持 构建 内内涵 条件件 实实质 表现现 形式 促进 促进 支持 监控控 执 合合 提 假假 解 计 控 评 着 作作 出 设设 释 划 制 价 精 能能 问 检检 结 能 调 总 神 力力 题 验验 论 力 节 结 能 能 能能 能能 能能 力 力 力力 力力 力力图1 科学探探究能力力的构成成要素2 科学探探究能力力发展水水平的探探查研究究 我们现行的的教学方方式，长长期以来来偏重知知识传授授，对科科学探究究重视不

6、不够，那那么，用用现行的的教学方方式，学学生的科科学探究究能力发发展状况况到底怎怎样？迄迄今为止止，这方方面的研研究不多多，本研研究拟在在这方面面作一些些初步的的探索，力力图揭示示现行教教学方式式下，学学生的科科学探究究能力发发展状况况，从而而为我们们实施探探究教学学提供一一定的理理论依据据。2.1被试试选取我们以日照照市实验验中学初初二、初初三、初初四年级级的学生生作为研研究样本本，其中中初二学学生学过过半年化化学、初初三学生生学过一一年化学学、初四四学生学学过两年年化学，从从每个年级各随机机选取一一个班。表1 被试试年龄、性性别、学学业成绩绩表平均年龄（岁岁）男女合计优中差优中差13888

7、888 48148888884815888888482.2测量量方法 1、本本研究采采用测验验法和问问卷法相相结合，测测定学生生的科学学探究能能力。2、根据科科学探究究能力的的构成，设设计了初初中生科科学探究究能力评评价指标标体系。表2 科学探探究能力力评价指指标体系系具体能力指标内涵动力系 统 执 着 精 神A11：有有旺盛的的求知欲欲A12：有有强烈的的好奇心心，对事事物有深深入探究究的动机机A13：善善于迅速速地找到到探究方方向，做做出决定定并执行行决定 A14：坚坚持不懈懈地克服服遇到的的困难和和障碍，完完成预定定目标 合 作 能 力A21：积积极参与与讨论，善善于贡献献自己的的观点A

8、22：对对不同意意见采取取宽容态态度，不不迷信权权威A23：小小组合作作中能出出色地完完成自己己承担的的工作A24：活活动中能能与同伴伴保持真真诚和谐谐的合作作关系执行系统提出问题B11：善善于质疑疑，不满满足于教教材上的的一些结结论及教教师的讲讲解B12：善善于平中中见奇、同同中见异异、异中中见同B13：能能从大量量复杂的的信息中中，排除除不需要要的因素素，并发发现有价价值的因因素B14：善善于把问问题准确确、简要要的表达达清楚假设检验能力提出假设B21：能能主动的的对问题题可能的的答案做做出猜测测假设B22：能能把丰富富的想象象力和深深刻的逻逻辑抽象象能力结结合起来来，提出一些有有价值的的

9、假设B23：能能运用以以有的知知识经验验对假设设的合理理性做出出初步论论证实验设计B31：设设计的实实验方案案，能与与科学理理论、科科学方法法相一致致，即具具有科学学性B32：设设计的实实验方案案，能利利用现有有的条件件切实可可行，即即具有可可行性B33：能能设计对对比实验验，保持持其它条条件不变变，只改改变一个个条件，通通过两组组或多组组实验进进行对比比，确定定这一条条件是否否对事物物起作用用或起怎怎样的作作用实验检验B41：能能安全使使用各种种仪器药药品，规规范有效效地进行行实验 B42：能能探寻最最佳实验验条件，精精确地控控制变量量B43：能能进行系系统地观观察、精精确地测测定、科科学合

10、理理地收集集数据解释结论能力解释能力B51：把把现有的的科学知知识与收收集到的的证据建建立联系系，并做做出符合合逻辑的的说明B52：能能将解释释与描述述区别开开来，面面对结果果能找到到原因B53：能能够通过过对当前前科学知知识的理理解、对对证据的的权衡和和对逻辑辑的检查查来决定定哪种解解释是最最好的结论能力B61：能能对证据据进行比比较、分分类，找找到有意意义的联联系B62：能能对证据据进行归归纳、概概括，找找到事物物的本质质B63：能能对部分分对象的的认识推推广到该该类事物物的全体体对象，从从而扩大大认识范范围、拓拓宽知识识、建立立优良的的知识结结构监控系统 计划 能力C11：探探究活动动前

11、，对对做什么么、如何何去做以以及活动动的时间间进行有有效的安安排C12：探探究活动动前，能能准备好好有关的的工具，调调整好精精神状态态 控制 调节 能力C21：探探究活动动中，始始终清楚楚活动的的目标和和任务，知知道为什什么要这这样做C22：探探究活动动中，讲讲究策略略，能选选用科学学合理的的探究方方法C23：探探究活动动中，能能排除各各种干扰扰，努力力控制自自己，顺顺利完成成探究任任务 评价 反馈 能力C31：探探究活动动后，能能对活动动的各个个环节进进行有效效的反思思评价C32：探探究活动动后，进进行深入入地总结结经验教教训，不不断完善善自己C33：探探究活动动后，根根据反思思的结果果对活

12、动动中不合合适的地地方采取取补救性性措施3、编制试试题在编制试题题时，我我们力求求体现科科学的本本质，体体现探究究的内涵涵，并遵遵循可测测性原则则，力求求反映评评价指标标体系中中的指标标，根据据学生做做题的情情况判断断其探究究能力的的发展水水平。2.3初中中生科学学探究能能力的发发展水平平和特点点1、表3 各年年级科学学探究能能力及各各系统的的发展水水平与差差异检验验 年级平均分标准差t值显著性探究能力初二42.2446.63-3.011-6.911P0.005P0.001初三48.3667.45初四62.1336.30执行系统初二20.7556.30-5.088-5.622P0.001P0.

13、001初三31.1777.84初四44.5668.66动力系统初二8.730.78-3.4884.41P0.001P0.001初三7.850.96初四8.930.71监控系统初二12.3661.653.35-2.599P0.001P0.005初三10.7111.78初四11.9221.46由表3可看看出：在在传统教教学条件件下，高高年级的的初中生生已经具具有初步步的科学学探究能能力。而而且初二二、初三三学生的的成绩差差异显著著，初三三、初四四学生的的成绩差差异非常常显著，说说明初中中生的探探究能力力在迅速速发展，而而且存在在加速期期。从图图311很明显显地看出出，初中中生探究究能力发发展是非非

14、常迅速速地，但但男女学学生科学学探究能能力的发发展非常常接近，并并没有显显著差异异。2、表4 各年年级执行行系统中中各具体体能力的的发展水水平与差差异检验验年级平均分标准差t值显著性检验验提问能力初二4.312.04-4.099-2.799P0.005初三6.882.29初四8.692.21假设能力初二6.631.97-3.166-4.766P0.005P0.005P0.005P0.005初三5.312.69初四7.311.94结论能力初二2.752.15-4.288-4.799P0.001P0.005P0.005P0.005P0.005由表5可知知，实验验班和控控制班在在前测时时，科学学探究

15、能能力中各各系统及及探究能能力总分分虽然存存在一定定的差异异，但差差异均不不显著。2. 实施施过程：实验班班与控制制班都由由笔者担担任教师师，教材材一样，进进度相同同。控制制班采用用传统的的讲练相相结合的的目标教教学方法法；在实实验班，部部分内容容采用讲讲练结合合的目标标教学方方法，另另外精选选一部分分内容作作为培养养探究能能力的素素材，给给学生查查资料的的时间和和机会，给给学生提提供实验验器材，让让学生按按照探究究的模式式去研究究，其它它内容尽尽量发挥挥学生的的主动性性，老师师讲解的的少，而而引导的的多。探究教学初初期存在在的问题题： 学学生提出出问题的的数量较较多，但但可探究究的问题题较少

16、；实验设设计不合合理，造造成盲目目实验，其其结果常常常是不不能实现现实验目目的； 纪律较较差；观观察时经经常忽视视细节现现象，有有些学生生对分组组实验的的积极性性停留在在好看好好玩上；不规范范，随意意操作。实验班在一一学年后后的情况况： 提提出问题题的数量量增多、质质量提高高；活动动的设计计较为科科学、合合理，对对本实验验的疑点点分析和和改进的的方法，也也有所思思考；能能保持实实验过程程井然有有序，学学生能对对实验提提出改进进的方案案。3. 后测测：一学学年后进进行探究究能力测测试和科科学探究究能力发发展水平平调查。表6 实实验班和和控制班班后测时时科学探探究能力力的差异异比较班级人数探究能力

17、执行系统动力系统 监控系统 平均分标准差平均分标准差平均分标准差平均分标准差实验班6663.6554.2847.1118.408.888.2211.68810.855控制班6858.7886.8142.6888.578.221.2010.8551.76Z值4.283.033.993.35显著性检验验P0.001P0.001P0.001P0.001由表6可知知，实验验班和控控制班在在后测时时，科学学探究能能力总分分、执行行系统、动动力系统统和监控控系统的的差异都都极为显显著。3.4研究究结论1、探究教教学贵在在因地制制宜、马马上行动动起来，不不要等待待配套的的教材和和材料，其其实再好好的教材材和

18、完备备的材料料也不能能囊括学学生要探探究的所所有问题题，这需需要发挥挥教师和和学生的的创造性性。2、探究只只是学习习科学的的一种方方法，所所有的科科学知识识都用探探究的方方法来教教是低效效的，教教师要选选取那些些只有通通过探究究活动才才能达到到最佳学学习效果果的材料料；并非非所有的的探究活活动都必必须遵循循科学探探究的所所有程序序，教师师要考虑虑组织什什么性质质的探究究活动，才才能达到到最佳学学习效果果。3、并非只只有学生生动手做做实验的的活动才才是探究究性的，其其实探究究教学重重要的是是体现学学生的主主体性，它它的形式式是灵活活的、多多样性的的。4、探究教教学初期期可能遇遇到的困困难及采采取

19、的措措施，这这些困难难主要有有师生新新角色的的适应，教教学技能能的限制制，来自自评价的的压力，教教师合作作上的困困难，有有些家长长、领导导的不支支持，缺缺少资金金及活动动材料等等，但教教学方式式的转变变是一个个需要一一定时间间和坚持持不懈的的过程。4研究展望望本研究只是是从教育育教学实实践中学学生存在在的主要要问题出出发，选选取相对对重要的的几个侧侧面，尝尝试探索索科学探探究能力力的构成成要素，实实际上科科学探究究能力是是一个内内涵丰富富、结构构复杂的的系统工工程，还还需要进进一步从从更高的的层面上上挖掘其其内涵实实质和构构成要素素。由于科学探探究能力力的内涵涵实质和和构成要要素有待待于深入入

20、研究，故故以此为为基础提提出的科科学探究究能力评评价指标标和测查查工具还还需要优优化，另另外选取取的研究究样本比比较小，得得出的结结论只是是局部而而有限的的，还需需要优化化测查工工具，并并从更广广的范围围内选取取样本，从从而进一一步揭示示中学生生科学探探究能力力的发展展规律。科学探究能能力的内内涵实质质、构成成要素、评评价指标标、测查查工具和和发展规规律的研研究是难难题，那那么如何何有效地地培养中中学生的的科学探探究能力力是更加加困难而而又重要要的研究究课题。诸诸如如何何正确认认识学生生现有的的科学探探究能力力、如何何科学地地估计学学生通过过一定努努力可能能达到的的科学探探究能力力、培养养过程

21、中中如何做做到既针针对个别别学生又又要面向向全体、如如何使科科学探究究能力培培养既具具有系统统性又具具有连贯贯性。这这些重要要的问题题，都需需要深入入研究。 参考文献献 1袁翰翰青、应应礼文，化化学重要要史实，北北京：人人民教育育出版社社，19989。1 戢戢守志，美美国国家家科学教教育标准准，科科学技术术文献出出版社，119999。2 王王磊，科科学学习习心理学学，海海南出版版社，220000年版。3 董董奇、周周勇、陈陈红兵，自自我监控控与智力力，浙浙江人民民出版社社，19996。4 林林崇德，学学习与发发展，北北京师范范大学出出版社，119999。5 钟钟启泉，现现代教学学论发展展，教教育科学学出版社社，19992。6尹鸿鸿藻、毕毕华林，学学习能力力学，青青岛海洋洋大学出出版社，220000。7靳玉玉乐，探探究教学学论，西西南师范范大学出出版社，220011。 8林崇崇德，中中学科学学教学心心理学，北北京教育育出版社社，20001。9罗星星凯，探探究式学学习：含含义、特特征及核核心要素素，教教育研究究，20001年年第122期。10林崇崇德，智智力结构构与多元元智力，北北京师范范大学学学报，220022年第11期。- 17 -