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高中生科学本质观及其影响因素的研究

作　者: 严文法
导　师: 廖伯琴
学　校: 西南大学
专　业: 教育学
关键词: 高中生科学本质观发展水平与特点影响因素
分类号: G633.98
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

提高全体学生的科学素养是世界各国科学教育的主要目标,也是当前我国普通高中科学课程改革的重要课程理念,而对科学本质良好的理解是科学素养的核心成分之一,加强科学本质观的教育,培养学生对科学本质良好的理解可以更好地促进高中生科学素养的发展。我国科学教育界对科学本质的研究起步相对较晚,已有研究成果较少,对高中生科学本质观发展现状及其影响因素缺乏系统深入地探讨。因此,对高中生科学本质观及其影响因素的研究具有一定的理论和实践意义。当前主要科学教育组织与科学教育家普遍认同的科学本质包含的方面主要有科学基于经验证据、观察与推论的区别、定律与理论的功能与关系、创造与想象力在科学研究中的作用、科学研究的理论负荷性、科学知识的暂定性以及科学的社会文化嵌入性等七个方面。本研究基于以上科学本质教育中普遍认同的方面,运用质和量相结合的方法对下列问题进行了探讨:(1)高中生科学本质观发展水平与特点,包括高中生对科学本质所包含各个方面的理解水平、发展特征、性别差异和发展平衡性;(2)影响高中生科学本质观发展的因素研究,主要包括高中科学教师对科学本质所包含各个方面的理解水平;普通高中科学学科课程标准对科学本质有关方面的呈现与要求;新课标高中科学学科教材中科学本质有关方面的呈现。本研究运用的工具及方法主要有:(1)改编自Lederman的VNOS-C和Khalick的VNOS-HS的开放式问卷《高中生科学本质理解问卷》和《高中科学教师科学本质理解问卷》(2)半结构个别访谈和群组访谈;(3)结构化的文本分析法。本研究在借鉴当前国际科学本质研究普遍采用的更为质朴(more na(?)ve)、混合(mixed)以及更为理性(more informed)理解三级水平评价指导方案的基础上,结合当前国际科学本质教学研究纳入的“显性(explicit)”和“隐性(implicit)”概念,将评价指导方案重新建构为:显性质朴(explicit na(?)ve)、隐性质朴(implicitna(?)ve)、混合(mixed)、隐性理性(implicit informed)、显性理性(explicit informed)五级水平评价指导方案。经检验,开放式问卷及评价指导方案具有良好的内容效度和信度。本研究的主要结论如下:1.高中生科学本质观发展水平与特点的研究结果:(1)年级因素对高中生的科学本质总体理解有显著主效应。高中生对科学本质的理解随着年级的升高而发展,高二年级是高中生对科学本质理解的快速发展期,而高三年级则趋于稳定。(2)性别因素对高中生的科学本质总体理解有显著主效应。从整体发展趋势来看,女生在各个年级对科学本质的理解均要好于男生,但仅在高一年级上存在显著性差异。从男女生各自的年级发展特点来看,男女生对科学本质的理解均在高二年级快速发展,而在高三年级趋于稳定。(3)高中生对科学本质有关方面理解的平衡性研究表明:高中生对科学本质所包含的各个方面的理解具有不平衡性,而且科学本质所包含各个方面两两之间的相关系数均较低。(4)从高中生对科学本质所包含各个方面理解的年级特征来看,年级因素对高中生经验证据、观察推论、创造想象、理论负荷、暂定性等五个方面的理解均有显著的主效应,但是年级因素对高中生定律与理论的区别以及社会文化嵌入性的理解没有显著主效应。(5)从高中生对科学本质所包含各个方面理解的性别特征来看,女生对各个方面的理解均优于男生,但性别因素仅对高中生经验证据的理解有显著主效应,而对除此之外的六个方面均没有显著主效应。从男女生各自的年级发展特点来看,男女生在对科学本质各方面的理解上表现出了不同的特点:男生在对经验证据、观察推论、创造想象、理论负荷、暂定性五个方面的理解上均显示出在高二年级快速发展而高三趋于稳定的特点,而女生除了在对观察推论的理解上表现出在高二年级快速发展以外,其余各方面均表现为在各年级发展平缓。(6)从对科学本质所包含各方面的各级理解水平的特点来看,高中生达到对科学本质所包含各方面的理性理解水平(包含显性和隐性)的比例除了理论负荷和暂定性两方面外均低于50%;从年级发展特征来看,高二年级是经验证据、观察推论、创造想象、理论负荷、暂定性、社会文化嵌入性6个方面理性理解(含隐性、显性)的快速发展期。2.高中科学教师科学本质观发展水平与特点的研究结果(1)通过对高中科学教师科学本质有关方面理解的平衡性进行研究发现,高中科学教师对科学本质所包含各个方面的理解具有不平衡性,并且各方面两两之间的相关系数比较低。(2)从对科学本质理解的性别特征来看,男性教师对创造想象和社会文化嵌入性两方面性质的理解显著优于女性教师,而在经验证据、观察推论、定律理论、理论负荷、暂定性五个方面以及总体得分上没有显著差异;从对科学本质所包含各个方面的各级水平的理解角度来看,男性科学教师仅在对创造想象的理性理解水平(含隐性和显性理性理解)上显著高于女性教师,而在对其它方面的理性理解水平上两者均未表现出显著性差异。(3)高中科学教师与学生在对科学本质所包含的各方面的理解得分以及总分上均存在显著性差异,高中生显著高于高中科学教师。而从不同方面的各级水平的发展特点来看,高中生在各个方面的理性理解水平(含隐性和显性理性理解)上均显著高于高中科学教师。(4)从对科学本质所包含各个方面的各级理解水平的特点来看,除了理论负荷,高中科学教师达到对科学本质所包含的其它方面的理性理解(含隐性、显性)水平的比例均低于50%。3.普通高中科学学科课程标准科学本质有关方面的呈现研究的主要结论(1)从各科课程标准对科学本质教育总目标的呈现方式来看,各学科课程标准都能以隐性或显性理解的方式传达出将培养学生对科学本质的理解作为课程目标的信息。(2)从对当前科学本质所包含各个方面的具体呈现方式来看,各科课程标准均能对其中一些方面予以显性理性理解呈现,但对有些方面是以隐性理性、混合、隐性质朴理解的形式呈现的,而且还对有些方面未予以呈现。4.普通高中科学学科教材科学本质有关方面呈现研究的主要结论(1)本研究所选择分析的教材都能对科学本质的一些方面以显性理性的方式予以呈现,但对有些方面是以隐性理性、混合、隐性质朴理解的形式呈现的,而且还对有些方面未予以呈现。(2)从教材对课程标准中科学本质有关方面要求的实现程度来看,所分析的教材均能较好地实现课程标准中科学本质有关方面的呈现要求。

全文目录

摘要  6-9
Abstract  9-12
第1章绪论  12-44
  1.1 问题提出  12-14
    1.1.1 对科学本质的研究是国际科学教育的前沿性课题  12
    1.1.2 对科学本质的研究是我国科学教育的新视域  12-13
    1.1.3 在科学教育中培养学生科学本质观的意义  13-14
    1.1.4 国际科学本质研究的取向与我国目前研究的不足  14
  1.2 研究的意义  14-15
    1.2.1 研究的理论意义  14
    1.2.2 研究的实践意义  14-15
  1.3 文献综述  15-41
    1.3.1 核心概念界定  15-16
    1.3.2 科学本质包含的方面  16-20
    1.3.3 评价和培养学生对科学本质理解的相关研究  20-32
    1.3.4 评价和培养教师对科学本质理解的研究  32-34
    1.3.5 测评科学本质理解的工具的开发与演进  34-37
    1.3.6 国内科学本质研究的现状与不足  37-41
  1.4 研究的问题  41
  1.5 研究的方法  41-43
  1.6 研究思路  43-44
第2章本研究评价体系的构建  44-52
  2.1 研究工具  44
  2.2 评价指导方案的制定  44-51
    2.2.1 科学本质所包含各方面的含义  44-46
    2.2.2 本研究中所使用的科学本质观评价指导方案  46-51
  2.3 信效度检验  51-52
第3章高中生科学本质观研究  52-125
  3.1 研究目的  52
  3.2 研究方法  52-53
    3.2.1 研究对象  52
    3.2.2 研究工具  52
    3.2.3 研究程序  52-53
    3.2.4 数据的收集与处理  53
  3.3 研究结果与分析  53-123
    3.3.1 高中生对经验证据性质的理解研究  53-63
    3.3.2 高中生对观察与推论性质的理解研究  63-72
    3.3.3 高中生对定律理论性质的理解研究  72-81
    3.3.4 高中生对创造想象性质的理解研究  81-90
    3.3.5 高中生对理论负荷性质的理解研究  90-99
    3.3.6 高中生对科学知识暂定性性质的理解研究  99-108
    3.3.7 高中生对社会文化嵌入性质的理解研究  108-116
    3.3.8 高中生对科学本质总体理解分析  116-123
  3.4 研究结论与讨论  123-125
第4章高中科学教师科学本质观研究  125-146
  4.1 研究目的  125
  4.2 研究方法  125
    4.2.1 研究对象  125
    4.2.2 研究工具  125
    4.2.3 研究程序  125
    4.2.4 数据的收集与处理  125
  4.3 研究结果与分析  125-145
    4.3.1 高中科学教师科学本质观发展的整体特点  125-126
    4.3.2 高中男女科学教师对科学本质理解的比较研究  126-135
    4.3.3 高中科学教师与高中生对科学本质理解的比较研究  135-145
  4.4 研究结论与讨论  145-146
第5章高中科学学科课程标准科学本质有关方面的要求与呈现研究  146-159
  5.1 研究目的  146
  5.2 研究方法  146-147
    5.2.1 研究对象  146
    5.2.2 研究工具  146-147
  5.3 研究结果与分析  147-157
    5.3.1 《普通高中物理课程标准(实验)》中科学本质有关方面的要求与呈现研究  147-151
    5.3.2 《普通高中化学课程标准(实验)》中科学本质有关方面的要求与呈现研究  151-154
    5.3.3 《普通高中生物课程标准(实验)》中科学本质有关方面的要求与呈现研究  154-157
  5.4 研究结论与讨论  157-159
第6章高中科学学科教材中科学本质有关方面的呈现研究  159-170
  6.1 研究目的  159
  6.2 研究方法  159-160
    6.2.1 研究对象  159
    6.2.2 研究工具  159-160
  6.3 研究结果与分析  160-170
    6.3.1 人教版新课标普通高中物理教材科学本质有关方面的呈现研究  160-164
    6.3.2 鲁科版新课标普通高中化学教材科学本质有关方面的呈现研究  164-170
第7章总的结论与讨论  170-178
  7.1 总的结论  171-173
    7.1.1 高中生科学本质观研究的主要结论  171-172
    7.1.2 高中科学教师科学本质观研究的主要结论  172
    7.1.3 普通高中科学学科课程标准科学本质有关方面的呈现研究的主要结论  172
    7.1.4 普通高中科学学科教材科学本质有关方面呈现研究的主要结论  172-173
  7.2 总的讨论  173-175
    7.2.1 高中生科学本质观发展水平与特点  173-174
    7.2.2 影响高中生科学本质观的因素的讨论  174-175
  7.3 建议  175-176
  7.4 研究的创新与不足  176-178
    7.4.1 本研究的创新与价值  176-177
    7.4.2 本研究的不足与进一步研究的方向  177-178
参考文献  178-185
附录  185-203
后记  203-204

高中生科学本质观及其影响因素的研究

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