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着差异，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科学探究能力发展状况科学探究能力培养策略科学探究能力在学生个体成长中，在人类社会发展中，特别是在当前科技高速发展的信息时代，具有十分重要的作用。
《全日制普通高级中学化学课程标准》提出“将科学探究作为改变学生学习方式的突破口”，并强调：以提高学生的科学素养为宗旨，提高学生的科学探究能力；《全日制义务教育化学课程标准》明确地提出了发展科学探究能力所包含的内容与培养目标。
但目前对科学探究能力的研究还不是很多，本研究拟对科学探究能力的内涵实质及构成要素进行探讨；根据自己设计的评价指标体系对初中生科学探究能力的发展水平进行探查；在了解科学探究能力的构成要素和初中生科学探究能力发展水平的基础上进一步探讨培养学生科学探究能力的有效途径。
1 科学探究能力的内涵实质及其构成要素科学探究能力，指的是学生顺利完成科学探究活动的心理条件，是科学探究过程所需要的能力。
卓越的探究能力充分的地体现一个人善于发现问题、积极探究的心理取向和善于把握机会的敏捷性，绝不仅仅是一种智力因素，更是一种人格特征和精神状态以及综合素质的体现，因此它是各种具体能力的集成。
在此认识的基础上，我们构建科学探究能力的构成要素，指出科学探究能力是由动力系统、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。
实质表现形式促进促进支持监控执合提假解计控评着作出设释划制价精能问检结能调总神力题验论力节结能能能能能力力力力力图1 科学探究能力的构成要素2 科学探究能力发展水平的探查研究我们现行的教学方式，长期以来偏重知识传授，对科学探究重视不够，那么，用现行的教学方式，学生的科学探究能力发展状况到底怎样？迄今为止，这方面的研究不多，本研究拟在这方面作一些初步的探索，力图揭示现行教学方式下，学生的科学探究能力发展状况，从而为我们实施探究教学提供一定的理论依据。
2.1被试选取我们以日照市实验中学初二、初三、初四年级的学生作为研究样本，其中初二学生学过半年化学、初三学生学过一年化学、初四学生学过两年化学，从每个年级各随机选取一个班。
表1 被试年龄、性别、学业成绩表2.2测量方法1、本研究采用测验法和问卷法相结合，测定学生的科学探究能力。
2、根据科学探究能力的构成，设计了初中生科学探究能力评价指标体系。
表2 科学探究能力评价指标体系3、编制试题在编制试题时，我们力求体现科学的本质，体现探究的内涵，并遵循可测性原则，力求反映评价指标体系中的指标，根据学生做题的情况判断其探究能力的发展水平。
2.3初中生科学探究能力的发展水平和特点1、表3 各年级科学探究能力及各系统的发展水平与差异检验系统初三31.177.84-5.62P<0.01初四44.568.66动力系统初二8.730.78-3.484.41P<0.01P<0.01初三7.850.96初四8.930.71监控系统初二12.36 1.65 3.35-2.59P<0.01P<0.05初三10.71 1.78初四11.92 1.46由表3可看出：在传统教学条件下，高年级的初中生已经具有初步的科学探究能力。
而且初二、初三学生的成绩差异显着，初三、初四学生的成绩差异非常显着，说明初中生的探究能力在迅速发展，而且存在加速期。
从图3－1很明显地看出，初中生探究能力发展是非常迅速地，但男女学生科学探究能力的发展非常接近，并没有显着差异。
2、表4 各年级执行系统中各具体能力的发展水平与差异检验从表4可看出：（1）初二学生和初三学生的提问能力差异极为显着，说明在13岁到14岁之间，学生的提问能力发展极为迅速。
（2）初二、初三、初四学生提出假设能力均有显着性差异，说明在14岁到 15岁之间，学生提出假设的能力发展极为迅速。
总的来看，初中生提出假设的能力还是比较高的。
（3）学生的设计能力和解释能力得分比较低，这说明在传统教学中，设计能力和解释能力的培养没有得到足够的重视，我们在以后的探究教学中，尤其要重视这两项能力的培养。
（4）初中学生的结论能力发展非常迅速，初二和初三之间、初三和初四之间均存在极为显着的差异。
3初中生科学探究能力培养策略的实验研究3.1研究目的本研究试图通过转变传统的教学思想，改变陈旧的教学模式，实施探究教学策略，让学生在探究活动中，逐步培养学生的科学探究能力，促进学生的科学探究能力中的各个方面得到全面协调发展，从而提高科学教育的质量。
3.2培养科学探究能力的教学设计构想我们以探究活动为核心，建立培养能力的定向点，然后围绕这个定向点，通过设计“探究策略”、“探究资源”、“探究情景”、“探究过程”而展开，他们共同服务于探究活动这一核心。
结束部分的总结与评价也是教学设计的重要环节，它是检验培养策略的基础，是教学设计趋向完善的调控环节。
图2 基于培养探究能力的探究教学设计过程3.3研究方法与实施被试为日照市实验中学初四、五班和初四、六班，两个班的任课教师完全一样，学习基础、班风相近，我们以五班为控制班，六班为实验班。
1. 前测：对学生进行探究能力测试和科学探究能力发展水平调查。
表5 实验班和控制班前测时科学探究能力的差异比较由表5可知，实验班和控制班在前测时，科学探究能力中各系统及探究能力总分虽然存在一定的差异，但差异均不显着。
2. 实施过程：实验班与控制班都由笔者担任教师，教材一样，进度相同。
控制班采用传统的讲练相结合的目标教学方法；在实验班，部分内容采用讲练结合的目标教学方法，另外精选一部分内容作为培养探究能力的素材，给学生查资料的时间和机会，给学生提供实验器材，让学生按照探究的模式去研究，其它内容尽量发挥学生的主动性，老师讲解的少，而引导的多。
探究教学初期存在的问题：学生提出问题的数量较多，但可探究的问题较少；实验设计不合理，造成盲目实验，其结果常常是不能实现实验目的；纪律较差；观察时经常忽视细节现象，有些学生对分组实验的积极性停留在好看好玩上；不规范，随意操作。
实验班在一学年后的情况：提出问题的数量增多、质量提高；活动的设计较为科学、合理，对本实验的疑点分析和改进的方法，也有所思考；能保持实验过程井然有序，学生能对实验提出改进的方案。
3. 后测：一学年后进行探究能力测试和科学探究能力发展水平调查。
表6 实验班和控制班后测时科学探究能力的差异比较由表6可知，实验班和控制班在后测时，科学探究能力总分、执行系统、动力系统和监控系统的差异都极为显着。
3.4研究结论1、探究教学贵在因地制宜、马上行动起来，不要等待配套的教材和材料，其实再好的教材和完备的材料也不能囊括学生要探究的所有问题，这需要发挥教师和学生的创造性。
2、探究只是学习科学的一种方法，所有的科学知识都用探究的方法来教是低效的，教师要选取那些只有通过探究活动才能达到最佳学习效果的材料；并非所有的探究活动都必须遵循科学探究的所有程序，教师要考虑组织什么性质的探究活动，才能达到最佳学习效果。
3、并非只有学生动手做实验的活动才是探究性的，其实探究教学重要的是体现学生的主体性，它的形式是灵活的、多样性的。
4、探究教学初期可能遇到的困难及采取的措施，这些困难主要有师生新角色的适应，教学技能的限制，来自评价的压力，教师合作上的困难，有些家长、领导的不支持，缺少资金及活动材料等，但教学方式的转变是一个需要一定时间和坚持不懈的过程。
4研究展望本研究只是从教育教学实践中学生存在的主要问题出发，选取相对重要的几个侧面，尝试探索科学探究能力的构成要素，实际上科学探究能力是一个内涵丰富、结构复杂的系统工程，还需要进一步从更高的层面上挖掘其内涵实质和构成要素。
由于科学探究能力的内涵实质和构成要素有待于深入研究，故以此为基础提出的科学探究能力评价指标和测查工具还需要优化，另外选取的研究样本比较小，得出的结论只是局部而有限的，还需要优化测查工具，并从更广的范围内选取样本，从而进一步揭示中学生科学探究能力的发展规律。
科学探究能力的内涵实质、构成要素、评价指标、测查工具和发展规律的研究是难题，那么如何有效地培养中学生的科学探究能力是更加困难而又重要的研究课题。
诸如如何正确认识学生现有的科学探究能力、如何科学地估计学生通过一定努力可能达到的科学探究能力、培养过程中如何做到既针对个别学生又要面向全体、如何使科学探究能力培养既具有系统性又具有连贯性。
这些重要的问题，都需要深入研究。
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