真实情景下高中生科学解释及其影响因素的初步研究

论文摘要

科学解释就是把现在所具有的科学知识和来自观察、实验或模型的新证据组合成具有内在一致性的、符合逻辑的说明。科学解释是科学事业的核心,提高科学解释是科学教育的重要目标。但是,有研究表明在真实情景中,学生的整体解释水平不高。特别是面对真实情景时,学生的解释往往是基于自己的假设和想象去描述,是不经证据证明的,甚至是缺少科学的逻辑关系。研究学生科学解释情况在科学教育研究中是一个的重要课题。特别是研究学生真实情境下如何进行解释,学生科学解释水平现状如何,以及学生科学解释影响因素研究,对开展有效的探究活动,培养学生的科学探究能力,提高学生的科学素养具有重要意义。本研究采用以“撒尿娃娃”为主的三个相类似的科学活动作为研究工具,用访谈法测查了高一年级共42名学生,试图了解学生在科学探究活动中科学解释情况。包括如何进行科学解释,科学解释水平现状如何,认知信念、知识背景、经验、性别、不同文理班别对学生科学解释的影响情况。本研究的解释水平评价标准在标参照Katherine L.McNeill,JosephKrajcik关于评价学生科学解释的评价量表的基础上,将学生科学解释的框架分为3个部分：陈述；证据；逻辑。结合PISA等级水平划分的方法,根据陈述是否完整加以划分。制定了一个新的科学解释评价标准。把学生的解释水平分为高水平、中等水平、较低水平三个水平,每个水平下再进行细分,以便更加精细的区分学生的科学解释水平。为了检测研究工具的可靠性,在本研究中对研究工具的是否一致性进行分析,通过对学生知识上的一致性和学生解释水平的一致性两个方面分析了本研究的研究工具是否一致性。研究发现,学生在这三个活动中的解释在知识的一致性有33个人,超过整体测试人数的一大半,占被试人数的78.5%；学生在这三个活动中的解释在知识的不相一致性有9个人,占被试人数的21.4%。由此可以得出这三个活动在知识上具有一致性。同时,研究者采用教育学统计测量软件SPSS 13.0分析,多个样本的方差检验,对三个活动中的解释水平情况进行相关检验。由于sig<0.05,所以学生在这三个活动中的解释水平具有显著的相关性。通过研究显示本研究工具具有一致性,从而可以说明本研究中学生科学解释情况具有稳定性。根据文中制定科学解释评价标准,笔者对学生在“撒尿娃娃”活动中的解释水平状况进行分析得出,高水平解释的数量和比例不是很多,只有10个人,占被试人数的24.1%；中等、较低解释水平的被试人数较多,分别为17个、15个,占被试人数的40.4%、35.5%。由此可推知,被试整体的解释水平并不高。而在学生提出证据以及逻辑关系情况分析显示,有52.4%学生在科学解释中提出证据,而47.6%学生的科学解释中没有提出证据。在那些52.4%的学生中,有50%的学生提出的证据是可以支持他的陈述。从而可以得出学生在科学解释中提出证据存在着一些困难,同时在提供证据能支持其陈述方面能力有待于进一步的提高。在分析研究工具的一致性确保学生科学解释基本稳定的情况下,分析学生的认知信念、知识背景、经验情况、不同文理班别、性别对学生科学解释影响的情况。在分析学生认知信念对学生解释的影响上,通过将学生的认知信念分类,采用SPSS13.0进行卡方独立检验。检验结果表明sig>0.05。得出学生的认知信念与学生的解释水平不存在着相关性。这说明学生的认知信念对学生的解释没有影响作用。在分析学生知识背景对学生解释的影响上,通过自编知识背景调查问卷,通过分析各题答错学生解释情况,发现各试题答错学生在解释水平大部分都是处于较低水平。这说明学生知识欠缺的情况下,他的解释水平也不高。同时通过使用SPSS13.0软件对学生知识成绩与其解释水平情况相关分析。检验结果表明sig<0.05,故表明学生知识背景和解释水平存在显著差异。说明了学生的知识背景对学生的解释有影响作用。在分析学生经验情况对学生解释的影响上,通过研究发现的本研究整体有64.3%的学生有过相关经验,35.7%的学生没有过相关经验。从而可以得出有大部分的学生有过相关经验。通过使用SPSS13.0软件对学生关于学生的经验与其解释水平情况进行T检验。检验结果表明sig<0.05,故表明学生经验情况和解释水平存在显著差异。这说明学生的经验对学生关于科学解释有影响的作用。在分析学生不同文理班别,性别对学生解释的影响上,通过使用SPSS13.0软件对学生关于学生的不同文理、性别与其解释水平情况进行T检验。结果都表明(sig>0.05).表明学生不同文理班别、性别和解释水平不存在显著差异。这说明不同文理班别、性别对学生解释没有影响的作用。最后本文对访谈程序设计以及数据分析等方面进行了反思,并根据研究的结果,从科学解释水平影响的发现,对科学教育的教学提供了一些参考性意见。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 一、前言
• （一） 研究背景和意义
• （二） 关键词界定
• 二、相关研究综述
• （一） 有关科学解释的研究
• 1、学生科学解释现状研究
• 2、评价学生科学解释的研究
• 3、科学解释其他相关研究
• （二） 有关认知信念的研究
• 1、关于信念的心理学方面研究
• 2、关于认知信念方面的研究
• （三） 对已有研究的评价
• 三、研究设计
• （一） 研究内容
• （二） 研究方法
• （三） 研究工具
• （四） 访谈程序
• 1. 准备阶段
• 2. 开展活动1阶段
• 3. 认知信念了解阶段
• 4. 开展活动2阶段
• 5. 开展活动3阶段
• 6. 背景知识了解阶段
• （五） 被试的选取
• 四、数据分析与讨论
• （一） 学生解释的评价标准制定
• （二） 访谈工具一致性分析
• （三） 学生解释水平的现状分析
• （四） 学生解释水平相关影响因素分析
• 1、学生认知信念与解释水平的相关分析
• 2、学生知识背景与解释水平相关分析
• 3、学生经验与解释水平情况差异分析
• 4. 学生的性别、文理不同班别与解释情况差异分析
• 六、研究结论
• 七、研究反思
• 八、教学建议
• 九、参考文献
• 十、附录
• 十一、后记