初中学生科学探究能力现状与思考

初中学生科学探究能力现状与思考

摘要：以八年级优秀学生为测试对象，通过创设适宜探究的问题情境，在学生开展科学探究的现场进行能力测试，从而研究学生科学探究能力现状。结果表明：学生能够提出所要探究的问题并作出合理的假设，但是在具体的实验设计过程中，他们缺乏对探究性实验的原则把握，数据处理能力一般。在此基础上进一步提出加强学生科学探究能力教育的几点启示。

关键词：初中学生；科学探究能力；现状调查；教学启示

培养学生的科学探究能力是国际科学教育改革关注的焦点之一。如，美国的“2061计划”和“国家科学教育标准”都把科学探究列为其核心内容之一；法国的“tep课程”也非常强调学生在操作探究中获取知识和体会学习科学的乐趣。我国2001年开始实施的科学课程标准（7～9年级）也把科学探究列入课程目标、内容标准和实施建议之中，其目的在于将学生学习科学的重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取转化，从而提升学生的科学探究能力，使学生养成敢于创新的探索精神。因此，如何培养学生的科学探究能力，已成为科学课程改革和实践所关注的十分现实的问题。在此背景下，调查初中学生科学探究能力现状，对存在的问题进行剖析，并提出相应的解决措施，尤显必要。

1调查对象与研究方法

1.1调查对象：来自浙江省台州市10个县（区）的47所学校的经过班、校、县（区）三层选拔而产生的八年级科学探究优秀学生，共70名。

1.2测试内容与方法：根据探究过程所涉及的部分要素，通过设置适于探究的问题情境编制测试卷，受测学生通过实验操作与笔试的途径反映自身的科学探究能力。测试于2011年4月15日下午在台州市仙居县第二中学举行，测试时间为60分钟。各县市的科学教研员、资深科学教师担任现场实验的评委。两名评委按照评分细则，分别给4名学生打分。两名评委的平均分为该学生最后的科学探究能力得分。对学生探究过程中发现的问题进行统计分析，从而了解台州市初中学生科学探究能力现状。

1.3测试卷：鲜花的汁液能作酸碱指示剂吗？

石蕊、甲基橙、酚酞等能指示溶液的酸碱性，不少植物鲜花的汁液也可作酸碱指示剂。许多植物花瓣中的花色素可以用酒精溶液来提取，制成的酸碱指示剂遇到不同的酸、碱溶液会显示出不同的颜色。现在请你根据下面提供的条件进行实验设计并完成实验。

鲜花：康乃馨、扶郎花、三色堇。实验器具与试剂（略）。

要求：①提出探究的问题；②写出实验假设；③写出实验步骤；

④对结果进行分析；⑤得出结论；⑥思考：本实验的自变量、因变量和控制变量（至少3个）分别是什么？实验结果是否支持你的假设？为什么？你认为这种酸碱指示剂与常规实验室的酸碱指示剂

比较有什么优缺点？⑦应用与拓展：仙居第二中学想在校园里种植一种名叫秋海棠的花卉。这种花卉喜欢酸性的土壤，在碱性土壤中会生长不良。现在请结合你的探究结果，写出你对仙居县第二中学校园的土壤是否适合种植秋海棠的实验思路。

2测试结果与分析

2.1多数学生能够依据情境材料提出所要探究的问题。科学探究的第一个环节是根据实际情境提出所要探究的问题，88.6%的受试学生（62名）能根据测试题和提供的实验素材提出合理的探究问题，表述清楚，获得满分，说明学生能从情境材料中获取有用信息，经过思考后能提出自己想要探究的科学问题。11.4%的受试学生（8名）所提出的问题存在着不全面、冗长、语意不明、句子不通、对“酸碱指示剂”的概念模糊不清等问题。

2.2过半学生能提出合理的实验假设。假设要求揭示自变量和因变量之间的普遍关系，提出探究问题后的一个环节是提出实验假设。55.7%的受试学生（39名）能根据问题中的关键因素提出合理的假设，较好地回答这个问题，获得满分。有的学生还能提出子假设，如“康乃馨的花色素提取液可作酸碱指示剂；扶郎花的花色素提取液不可作酸碱指示剂”。37.1%的受试学生（26名）不能完整地作出假设，有的缺少自变量，如“可以做酸碱指示剂”；有的缺少因变量，如“鲜花可以提取汁液”。7.1%的受试学生（5名）不能作出合理的假设或表述不规范，如使用了“可能”“也许”之类的词，

使提出假设变成了作出推测，反映出学生还不能区别假设和推测这两种科学方法。

2.3大部分学生的实验思路比较清晰，但对探究性实验的原则把握不清。测试卷将实验步骤分为书面设计和实践操作两部分，分别赋值8分和22分。学生在这个环节的得分普遍偏低。其中，书面设计部分只有7.1%的受试学生（5名）获得了满分，42.9%的受试学生（30名）的得分低于合格分（4.8分）。从受试学生的笔答情况来看，他们在设计探究解决问题的方案时，研究思路比较清楚，即提取四种鲜花的汁液，分别滴加到两种酸碱溶液中，记录颜色的变化。但是在设计具体实验步骤时，对于探究性实验的原则把握不清。书面测试卷中，只有32.9%的受试学生（23名）设置了对照组，17.1%的受试学生（12名）设置了平行重复实验。在控制变量方面，学生对无关变量考虑不全，或者不善于排除无关变量的影响。比如研磨鲜花，制取提取液时，应该写明取花瓣的有色部分研磨，使得所渗出液的颜色与鲜花颜色相近，从而尽量排除花瓣无色部分和酒精稀释作用的干扰。有学生设计的方案是：“先在研钵中放入一种花，加入酒精后研磨出汁”；“在研钵里放上一些花瓣开始捣，捣到一定程度，将其放入装有水的小烧杯中”。

在颜色反应的步骤中，有些学生没有使用点滴板，而是选择在烧杯中进行颜色反应。如“往两个烧杯中倒入等量的白醋，将两种花的浸出液用胶头滴管滴入相同的滴数，观察颜色变化，后清洗烧

杯”；“量取少量的白醋、hcl、石灰水、naoh溶液分别置于小烧杯中”，表述混乱，没有使用点滴板的意识。

2.4大部分学生能熟练地完成整个实验，但实验操作很不规范。实践操作部分，测试卷设置了评分细则，将探究所需的技能目标用可观察、可检测的行为动词来表示，从而尽量减少评委主观作用的影响。该部分总分为22分，没有学生获得满分。有41位学生低于平均分1

3.7分，占测试学生总数的58.6%。学生的实践技能差异显著sd=

4.0041。查看学生的实验操作技能评分表并结合现场观察实况，发现学生基本都能独立并较熟练地完成整个实验，但是实验操作过程中缺乏规范性。

2.5学生处理数据的能力相对薄弱。“结果与分析”部分体现了学生整理、处理、分析数据获得结论的能力，是科学探究中的重要环节。该部分总分为10分，只有两位学生获得了满分。学生的得分差异较显著（sd=2.7004）。从学生的作答情况来看，大部分学生只记录了结果，却没有进行分析；有6位学生因没有作答而得0分；以文字形式记录现象和以简洁的表格形式记录现象的人数各占测试学生总人数的42.8%。令人遗憾的是，个别受试学生不依照实验现象进行如实记录，而是自行编造（或凭记忆背写现象），严重违背科学探究的求实精神，同时也反映了当前应试教育所造成的不良后果。

表格形式处理分析数据显然更简洁直观，然而以表格形式处理数