高中生科學(xué)探究能力的現(xiàn)狀和思考

課程標(biāo)準(zhǔn)中指出“將科學(xué)探究能力劃分為：提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃與設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗與收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作七個要素”。在學(xué)生的科學(xué)探究中，其探究過程可以涉及所有的要素，也可以只涉及部分要素?？茖W(xué)探究滲透在教材和教學(xué)過程的不同部分。

在《美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中指出學(xué)習(xí)科學(xué)的中心環(huán)節(jié)就是探究，明確指出“科學(xué)探究”是學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)中的“基本的、起支配作用的原則”。

我國新課改，要求“改變課程實施過于強(qiáng)調(diào)死記硬背、機(jī)械訓(xùn)練的現(xiàn)狀，提倡學(xué)生的主動參與、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學(xué)生收集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力”，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)，而創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)離不開探究教學(xué)。本文將通過對高中生的科學(xué)探究能力進(jìn)行問卷調(diào)查和相關(guān)測試以了解學(xué)生科學(xué)探究能力的現(xiàn)狀及探究過程中的薄弱環(huán)節(jié)，以利于在教學(xué)中更有針對性地對學(xué)生的探究能力進(jìn)行培養(yǎng)。

下面根據(jù)高中學(xué)生科學(xué)探究能力各要素發(fā)展進(jìn)行研究。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)中對學(xué)生科學(xué)探究能力的要求，在調(diào)查問卷中設(shè)計如下問題：

1、從日常生活、自然現(xiàn)象、物理實驗中，能找一些與物理有關(guān)的問題。

2、對于某一個現(xiàn)象可以進(jìn)行多種猜想，能很快將問題與已有的物理知識相聯(lián)系。

3、在知道實驗?zāi)康暮蜅l樣以后，能合理安排實驗步驟進(jìn)行實驗。

4、能獨立組裝實驗并進(jìn)行操作，及時準(zhǔn)確記錄實驗數(shù)據(jù)。

5、能用各種不同的方法如列表、作圖、建立數(shù)學(xué)模型等，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對實驗結(jié)果進(jìn)行描述和解釋。

6、能從不同角度對實驗過程和結(jié)果進(jìn)行評估。

7、在探究過程中積極與其他同學(xué)討論交流，能思考別人的意見，發(fā)現(xiàn)自己和他人的不足。

試題1～7分別對應(yīng)考察學(xué)生科學(xué)探究中七個要素的能力。每個題目分為5個選項（即5個等級）：A、從不這樣（1分）；B、偶爾這樣（2分）；C、有時這樣（3分）；D、經(jīng)常這樣（4分）；E總是這樣（5分）。

各年級各要素得分情況：

對調(diào)查結(jié)果分析，學(xué)生進(jìn)行實驗收集數(shù)據(jù)能力最強(qiáng)，其次是交流與合作能力，猜想與假設(shè)能力最弱。今后在科學(xué)探究教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)猜想與假設(shè)的培養(yǎng)。學(xué)生進(jìn)行實驗收集數(shù)據(jù)的能力在逐漸提高。學(xué)生的評估能力在不同時期都增長得很快。可能是進(jìn)入中學(xué)后，學(xué)生的自我意識不斷增強(qiáng)，他們評估自己、評估他人、評估自己所做的實驗的意識也在不斷增強(qiáng)。以小組的形式開展科學(xué)探究，有利于提高學(xué)生的交流與合作意識。高一到高二階段學(xué)生的科學(xué)探究各要素都有不同程度的增加，但是到高三又有所下降。因而應(yīng)當(dāng)抓住高一這一關(guān)鍵時期，使學(xué)生各要素能力有一個較快的發(fā)展。各個要素之間是相互聯(lián)系的，不能片面強(qiáng)調(diào)某個要素的培養(yǎng)，應(yīng)讓各個要素均衡發(fā)展，共同促進(jìn)。

上面是利用調(diào)查問卷了解學(xué)生科學(xué)探究能力各要素的情況。為了更加客觀反映學(xué)生科學(xué)探究各要素的實際情況，針對各個年級，分別設(shè)計一套測試卷。測試卷的目的是要考察各個年級的學(xué)生科學(xué)探究能力的現(xiàn)狀和特點，了解他們在探究過程中存在的問題。側(cè)試卷主要考查學(xué)生提出問題能力、猜想與假設(shè)能力、制定計劃設(shè)計實驗?zāi)芰Α⒎治雠c論證能力這幾項。

測試結(jié)果表明，高一年的學(xué)生，能發(fā)現(xiàn)一些隱藏在現(xiàn)象背后的物理問題；會根據(jù)實驗內(nèi)容，選擇不同的儀器；對比較復(fù)雜的力學(xué)問題，他們的猜想存在偏差；對運動過程的變化，缺乏足夠的理解；各個變量之間的定量和定性分析，學(xué)生掌握的情況不太理想。高二年的學(xué)生，會根據(jù)現(xiàn)象，提出多個合理的假設(shè)與猜想；對基本的電學(xué)實驗，學(xué)生已經(jīng)能夠作出電路圖，給出合理的實驗步驟；對于不很直觀的實驗數(shù)據(jù)，學(xué)生的分析能力不太好。高三的學(xué)生，對常見的物理現(xiàn)象，學(xué)生的猜想與假設(shè)的能力已經(jīng)比較高；對一般的數(shù)據(jù)分析，高三學(xué)生駕輕就熟，但是較少考慮細(xì)節(jié)；對于從未做過的實驗，學(xué)生根據(jù)題意選擇儀器還有待提高；對高考不要求的內(nèi)容，學(xué)生缺乏常識性的認(rèn)識。

從測試卷的分析，可以看出學(xué)生制定計劃進(jìn)行實驗、分析與論證能力發(fā)展得比較好，而猜想與假設(shè)能力相對而言差一些。

探究式學(xué)習(xí)方法能夠在課堂上保持學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心和旺盛的求知欲。通過探究教學(xué)，能使學(xué)生各方面的能力在其原有的水平上有所發(fā)展。根據(jù)當(dāng)前高中學(xué)生科學(xué)探究能力發(fā)展、各品質(zhì)發(fā)展、科學(xué)探究過程各要素現(xiàn)狀和發(fā)展情況，對高中教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力提出以下幾條建議：

1. 選擇適合學(xué)生探究的課題。選擇的主要依據(jù)是，看是否有利于增強(qiáng)他們對所研究科學(xué)內(nèi)容的理解力；是否有利于他們理解科學(xué)家是怎樣研究自然界的；是否有利于培養(yǎng)他們實施調(diào)查研究的能力；是否有利于培養(yǎng)他們科學(xué)的思維習(xí)慣。

2. 鼓勵學(xué)生進(jìn)行探究，為學(xué)生提供一個良好的探究環(huán)境，讓學(xué)生養(yǎng)成探究的習(xí)慣?？茖W(xué)探究與知識的建構(gòu)是同一個過程，學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)探究的同時，也是他們運用所學(xué)過的物理知識解決實際問題的過程。學(xué)生通過科學(xué)探究活動獲取的知識，更加具體、更加深刻。

3. 關(guān)注學(xué)生的差異，讓每個學(xué)生都動手參與。重視學(xué)生的個體差異，發(fā)現(xiàn)每個學(xué)生的獨特之處，在了解學(xué)生差異的基礎(chǔ)上，組合成探究難度不同、探究側(cè)重點不同的小組，讓不同的學(xué)生都能夠通過探究活動得到不同的發(fā)展。

4. 以發(fā)展性評價促進(jìn)學(xué)生探究能力的發(fā)展。評價不僅要關(guān)注學(xué)生的學(xué)業(yè)成績，而且要發(fā)現(xiàn)和發(fā)展學(xué)生多方面的潛能，了解學(xué)生發(fā)展的需求，幫助學(xué)生認(rèn)識自我，建立信心。發(fā)揮評價的教育功能，促進(jìn)學(xué)生在原有水平上的發(fā)展?？茖W(xué)探究考查的是學(xué)生整個科學(xué)探究過程各個環(huán)節(jié)的情況，而不僅僅是探究結(jié)果本身?？梢酝ㄟ^測驗、課堂日志、現(xiàn)場筆記、調(diào)查和訪談等多種形式，對每一個學(xué)生的探究能力作一個發(fā)展性評價，積極引導(dǎo)鼓勵學(xué)生進(jìn)行探究，激發(fā)學(xué)生的探究熱情。