科学推理能力在物理问题表征过程中的作用.pdfVIP

2015年第12期 物理通报 物理教育研究与课程论 科学推理能力在物理问题表征过程中的作用 陈敏丽 熊建文 肖 洋 (华南师范大学 广东广州 510006) (收稿日期：2015—08—04) ClassroomTestofSeientifie 摘要：选取了广州市某普通中学高一年级学生作为研究对象，以《I。awson‘s Reasoning))和自编的《高一学生物理问题表征能力测试量表》为测量工具，对高一学生的科学推理能力和物理问题 表征能力进行测试．结果发现，(1)科学推理能力与物理问题表征能力整体不相关；(z)科学推理能力(高级变量控 制能力和相关性思维能力)对物理问题表征过程存在显著影响． 关键词：科学推理 物理问题 问题表征 相关性 TestofScientific 1 引言 表已被广泛用于对科学推理能力的调查研究当 我国2006年版的《普通高中物理课程标准(实中[…． 验)》和2011年修订的《义务教育物理课程标准》，在 基于以上分析，我们发现，研究者们普遍认为 “课程目标”、“内容标准”和“实施建议”中明确提出 “个体应用科学推理进行假设检验或问题解决”，即 了要以培养学生的科学探究能力为宗旨，以“提高学 科学推理与问题解决有着一定的联系．但文献[4] 生的科学素养”为核心目标，科学探究对学生科学 的研究却表明学生的物理知识与科学推理能力的相 素养的发展具有不可替代的作用．科学探究是指个 关性不大，文献[5]的研究也发现科学推理能力与 体通过自主地调查和研究来认识和解释自然的过 物理问题解决能力不相关．但他们的研究中对学生 程1|．国内外科学教育研究者普遍认为科学探究没 物理问题解决能力评价均以最终的总成绩来衡量， 有固定的形式，但是却有一些可辨别的要素：提出问 缺乏对物理问题解决过程的动态关注，也缺乏对科 题、猜想与假设、设计实验、进行实验与收集数据、分 学推理的各个维度与物理问题解决过程的深入分 析与验证、得出结论、反思评价、拓展迁移加参考文 析． 献，而科学推理能力则是整个过程中最核心的部分． 问题解决是一个动态的过程，文献[6]认为问 自20世纪60年代以来，皮亚杰基于认知发展题表征(Problem 理论提出的科学推理(ScientificReasoning)就引起个中心环节，问题表征的正确与否，很大程度上影响 了国内外科学教育研究者的关注，并被认为是学生 了问题解决的结果．也就是说，问题能否顺利解决， 科学探究能力的重要组成部分．研究者们认为：科学 推理(ScientificReasoning)是个体思维能力发展到物理问题解决通常经历4个表征步骤：文字表征、朴 一定高度之后具有的推理类型；在个体进行科学推 素表征、科学理论表征、数学表征．文献[7]对物理 理时一般采用的推理类型是归纳推理和演绎推理； 问题表征各个环节作出了详细的说明：文字表征仅 个体应用科学推理进行假设检验或问题解决．同时 仅是问题的文字理解；朴素表征是物理情境的草图， 科学推理能力的测试可以从7个维度进行：守恒推 它使问题更显而易见，更可视化；科学理论表征包括 理能力、比例推理能力、控制变量推理能力、概率思 所有能被用来解决问题的、反映物理实质过程的量， 维能力、相关性思维能力以及假设演绎推理能力． 如力和动量，但不包括现实生活中的实际物体，如物