中学生科学探究能力的结构

点赞:18056 浏览:81338 近期更新时间:2024-01-16 作者:网友分享原创网站原创

科学探究是当写作技巧科课程中的核心内容.我国新课程改革已经推进许多年,而与科学探究相适应的评价依然没有跟进:教师缺少评价学生科学探究能力的工具,学生的纸笔测验成绩与科学探究能力存在较大差距,过程性评价没有进入学生的学业成绩评价体系,甚至许多学校不开展实验教学,以讲授取代学科的科学探究过程.

分析科学探究能力的结构是实施评价的基础.科学探究能力的结构应反映科学探究的全过程,应具有可操作性,可以用来指导科学探究能力的测量、发展研究和培养.

1.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,在我国新一轮的课程改革中,把科学探究引入学生的学习过程,是学生积极主动地获取科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动,如从日常生活、自然现象或实验现象的观察中发现与生命科学相关的问题,并且能通过提出问题、作出检测设、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.


能力是人顺利实现或完成某种活动所必须的心理特征.科学探究能力是保证学生顺利完成科学探究活动的心理特征.

2.科学探究能力的特征

2.1 科学探究能力具有内隐性

能力总是与具体的活动相联系,能力只有通过活动才能表现出来,并在活动中得到发展.科学探究活动具有外显性,可以进行观察和测量,内隐的科学探究能力在科学探究活动中得到表现和发展.

2.2 科学探究能力具有发展性

科学探究能力以科学知识和科学方法为基础,能力的形成与发展依赖于科学知识和科学方法的积累,能力的高低又影响到掌握科学知识和科学方法的速度和质量.

2.3 科学探究能力具有综合性

科学探究能力体现在探究活动的各个环节中,每个环节所需要的心理特征具有差异性,是观察能力、操作能力、思维能力、创造能力、表达能力等多种能力的综合.

3.科学探究能力的结构

国内外许多机构和学者对科学探究能力的结构进行了分析,也有人尝试建立科学探究能力结构的模型.《美国国家科学教育标准》中对科学素养的定义是:“对日常所见所历的各种事物能够提出、能够发现、能够回答因好奇心而引发出来的一些问题;有能力描述、解释,甚至预言一些自然现象;能读懂通俗报刊刊载的科学文章,能参与就有关结论是否有充分根据的问题所作的社交谈话;能识别国家和地方决定所赖以为基础的科学问题,并且能提出有科学技术根据的见解来;能根据信息源和产生此信息所用的方法来评估科学信息的可靠程度;有能力提出和评价有论据的论点,并且能恰如其分地运用从这些论点得出的结论.”《英国国家科学课程标准》中科学探究能力的组成要素是对科学探究过程的理解和掌握、基本技能、科学知识、情景四个方面.美国《俄勒冈州科学内容标准》对科学探究能力的评价内容涉及四个维度:提出问题或检测说、设计调查研究、收集和展示数据、分析和解释结果,每个维度又由科学知识的应用、科学探究的本质、交流三个指标组成,这些指标构成了科学探究能力的重要成分.国际学生评价计划(PISA)从科学概念、科学方法和科学情境三个角度评价学生的科学探究能力.北京师范大学物理系李春密等学者将科学探究内容、科学探究的过程和科学探究能力的品质三者建构成科学探究能力的三维结构模型.

科学探究能力的结构应该反映科学探究的全过程,同时也应该具有可操作性,可以用来指导科学探究能力的测量、发展研究和培养.心理学上对能力或智力的结构表述有许多流派,国际上对科学探究能力的结构更没有统一的表述,结合我国现阶段基础教育的特点,着眼于教育评价的需求,建立一套科学可行的、细化的科学探究能力评价体系,笔者将科学探究能力的主要结构确立为科学知识的掌握、科学方法的应用、表达和交流三个方面.

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3.1 科学知识的掌握

提高学生的生物科学素养是生物课程的核心教育价值取向.生物科学素养是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需要的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度和价值观.它反映出一个人对生物科学知识领域中核心的基础内容的掌握和应用水平以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力.

科学是人类认识自然过程中形成的知识体系,科学知识指的是科学事实、科学概念、科学原理、科学定律、科学理论和科学模型等.科学知识是科学探究能力和科学素养的基础.科学探究的过程必须同科学知识相联系,才有可能变成真正的、有意义的科学探究活动.

3.2 科学方法的应用

科学方法是人们在认识世界的实践活动中总结出来的正确的思维方式和操作方式,是人类认识世界的有效手段.科学研究的方法包括3个层次:哲学方法、科学研究的一般方法和学科内的特殊方法.科学研究的一般方法又可以分为获取感性材料的方法和理性思维的方法两大类.获取感性材料的方法包括观察法、实验法、调查法、模拟法;理性思维的方法来源于科学实践,又反过来指导科学实践,包括逻辑思维、形象思维、模型方法、系统方法等.

科学探究通常包括提出问题、作出检测设、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流等环节,科学探究的全过程都需要应用科学方法.

3.3 表达和交流

科学探究需要正确的表达,需要与人交流和合作.表达和交流可以是书面的或口头的,可以是文字或者图表.科学探究的过程中,需要清楚地表达问题或者检测说,描述已知科学知识与所发现问题的冲突所在;需要交流设计探究计划和探究过程;需要收集数据并对数据进行处理;需要描述现象,并用所得的结果支持结论;需要撰写探究报告,传播有效结论.

科学探究活动的过程是显性的,是可以表达和交流的,从而也是科学探究能力观测和评价的载体.

明确科学探究能力的主要结构后,教师可以依据具体的科学探究任务,确定相对应的科学探究能力评价细则,提高评价的可行性、效度和信度,通过评价研究,统计和分析学生在科学探究中的各种能力的现状,建立学生科学探究能力发展的档案.对学生科学探究能力的过程性评价研究一方面可以促进教师反思教学设计,提高教学目标的针对性,另一方面可以客观记录学生在探究活动中的表现,利用评价和交流促进学生的发展.对学生科学探究能力终结性评价研究,可以为教育行政部门和教育研究机构提供决策的依据,引领教研活动的方向,从而真正实现科学教育的目标.