（课程与教学论专业论文）理科师范生科学探究指导能力构成要素的理论与实践研究.pdf

摘要 在本研究中，科学探究指导能力是指指导中小学生进行科学探究活动所必须 具备的能力其中科学探究活动包括课堂的定向探究和自由探究、课外科技制作、 小组课题研究等各种探究形式因为目前基础教育课程改革要求中小学教师具备 指导学生进行科学探究的能力，而大多数理科师范生毕业后将成为中小学一线科 学教师，培养其科学探究指导能力势在必行确定理科师范生科学探究指导能力 的构成要素是培养科学探究指导能力的前提。 本文共分六章第一章介绍本研究的背景、意义、相关研究现状、本研究的 主要内容及研究方法第二章是本研究的理论基础，主要包括探究式学习的学习 理论及教学理论、科学教育理论及教师教学能力理论第三章是理科师范生科学 探究指导能力构成要素专家调查结果及分析，通过编制专家调查问卷，广泛征求 了科学探究方面的专家对科学探究指导能力构成要素及各要素内涵的看法，基本 确定了理科师范生科学探究指导能力的构成要素。第四章是理科师范生科学探究 指导能力现状的调查及分析自行编制了“理科师范生科学探究指导能力现状调 查问卷”，对四个地区的共3 7 0 名理科师范生进行了调查，分析了理科师范生科学 探究指导能力的总体状况，理科师范生科学探究指导能力各因素能力水平的现状 及不同学校，不同年级，不同性别，不同学科之间科学探究指导能力的差异；此 外也利用探究性因素分析法分析了理科师范生科学探究指导能力的构成要素。第 五章是理科师范生科学探究指导能力构成要素的实践研究，其中尝试对六名理科 师范生进行了科学探究指导能力部分构成要素的培养，反思培养方式的有效性而 提出了培养理科师范生科学探究指导能力的建议并对科学探究指导能力构成要素 专家调查结果进行了验证。第六章总结了本研究所做的工作，分析了本研究的不 足并对后续相关研究做出了展望。 关键词：师范生科学探究指导能力构成要素 a b s t r a c t i n t h i ss 山d y , 恤曲i | i l y o f 峨触唧蝴i l 吕位蛐曲d 时缸虹缸捌幻b e b n e c e s s a r ya b l yw h e n 盘嘲蚰l d 吣o fm i d d l es d x x ，l s 饵弘呻s c h o o l st od os c i 酬 i n v e s t i g a 6 m , w h i d l 访c l l l d 瞄d i 嘣五锄l 麟p 墨酮堍缸c l 蠲缸忱蚶咖b 鹤。d 妯d i 、，i 血l a l 劬嘁m i 魄 s c i e m i f 垃a n d 幻c b m 如西脚吐i 曲绷暂d a s sa n d 幻p i cs t u d yd o n eb ys e v e r a l 粤嘎驴m e m b e t e a c h e r s w o r k i n g i n m i d d l e s c h o o l s 卸dp i 呻鼬胁e t o b e 伐i l 】i p p e d w 陆吐砖d i 枷n g 曲m l y b y r e a s o n o f t h e a m j a 蛔缸v 蚯缸d i 舶硝：衄y e d h 矧缸a s i 删曲e 9 e 蜘】d 朗晦耐n 删小旧涵w m b e 冀妇 t e a d 娜o f m i d d l e l 州s 茁弘矗瑚巧蜮鹅a r e s u l t j t j s 证驴瞰舭曲i b e s i t n a f i t o c u l t i v 越e t h e i r i b i 】| i l yt o 掀s m d e 凼d o i n gs c i e 础ca 叫呱幢弘d i 蛔o fw h i c hi s 幻o o n f i n nd e a r l ys e 缸驴o r 咖吐自咖s l h 砒。0 瞄醯0 f l h ed i a 吐i 培曲i 嫩) 【 t h i sp a p e rc o m i s t so f 敷西懈t h e 蛐b a c l c g 喊m e a l 3 酶a n dt h es t a t u sq u oo fr e l a t e d r e s e a r c h o f t h i s s t t 】d y a s w e l la s t h e m a i n c o m e n t m d r e s e a r c h m e l h o d s o f t h i s s t u d y a _ e i m u d u c e t i n l h e l e s t d 啦t l 鸳蛔y 白l d n i l 呲0 f 鲕s 蛐主s 锄咖：l 窖e d 妯n l e 谢曲哟w 璇d l m 出l y 访曲】d 嚣n 鸳蛐 1 l - o o f y 砌忱晌：l g m o o 叮恤跚睁幢蚵丘c 鼎p 】o l 证吕i h o l l l 叮0 f 懿i 翱e d 面柚d 把砒盯 s a b d i l y o f 把i d 瞌骣t h e 嘲d l 印缸i s n a m e d 蕾db et h ea 辨蚌缸垤蚶咖豫甄脏越l d 锄日i y s 醢t h e 砰碍妊n 瘟ei s w o d c 伽t e d b y l h e 缸代鲥触b y u s e o f w h i c h t h e i n v e s t i g a w r o o l l e c t e d l h e i d e m o f l h e a p e 豳o f 耐五c e x p l o f i n g s a d y f i e l d o n t h e 抽平咖吐m a d 唧f a c t o m o f t h e d i r e a i n g a b i l i t y a n d o n t h e c o m m l i o n o f l h o s e 鼢& a s a m 蛐t , 岫姻掰雠咖胁踯a n d 位锨蛐o f 雠劬粥黜姗触i n a d d i 6 0 n , t h e 缸坩幽伊衄d w o d 2 0 0 6 年第2 期学习性评价：涵义、方法及原理 及学习性评价与课堂教 2 0 理科师范生科学探究指导能力构成要素的理论与实践研究 学改革以科学课评价为例，。中国教育学刊) 2 0 0 5 年第1 l 期 第三愿t ( 对所列因素重要性的捧序为) 3 ，4 ，5 ，9 ，1 0 专家3 ( 计算机科学教授) 的修改建议： 第一愿：( 都选择7 。同意 第二基： 1 、热爱教育，在指导过程中得到自身的满足指导者自身是快乐的 2 、懂得学生的心理和需求，不强求而善引导 3 ，指导者本人有一定的研究能力、科研成果，经费来源 4 ，以身作剐，值得信赣，有人格魅力剜可能指导学生从事研究 第兰题： l 、。指导能力构成要素。可以在大企业的领导方法里找到很多可以借鉴的东西 2 ，你的问卷有改进的余地，你的题目都是正面的，我全部同意，没有起到问卷的作用 专家4 ( 物理教育、科学教育副教授) 的修改建议： 因素l l 。等各种因素建议修改 因素2 ，指导能力不只表现在指导过程本身 因囊5 ，属于4 因素6 ，属于4 因素1 h 究竟是教师做出评价还是指导学生自己评价? 因素1 2 ：只是这些就没有必要，如果包括利用网络就需重新定义 专家5 ( 教育哲学副教授) 的修改建议： 因素3 ：同意 因素1 2 , 不同意 ( 其它因素都选择同意但需修改) 专家6 ( 校外科技探究指导专家) 的修改建议： 因素1 ；名称改为选择和评价探究课题及内容的能力 因素3 ：还有书面语言 因素7 选择。同意但需修改”，应是大量搜集和掌握信息的能力与实践 因素1 2 ：选择。不同意” 第三题， 1 ，有无个人进行探究实践活动的经历：指导者有独自的探究实践活动经历是指导学生 2 1 理科师范生科学探究指导能力构成要素的理论与实践研究 科技探索的首要因素，其重要性不言自明没有个人的成功与失败经历的与有之者对探究 实践活动的指导绝对不一样。没有就会误人子弟，因此。无此类实践者应先去补上这一课 2 、对科学研究的理论与技术知识有一定的了解，有相关专业背景 3 ，因素8 ，但包括热爱学生、善于与学生交往，善于发现学生的特征与学习潜力。从 而指导学生进行探究 4 、有广泛的兴趣爱好和一门专业知识、技术，有利于指导探究 二、。专家询函2 ”调查结果分析 综合以上各专家的建议，可发现： 1 、专家们各自从不同的角度分析了科学探究指导能力的构成要素，对所列 因素的分类意见分歧很大，建议认真修改所列因素； 2 、有两位专家认为因素4 和5 及6 有交叉，或分类基点不一，建议合并或 修改； 3 、有三位专家对将因素1 2 单独列为科学探究指导能力构成要素很不认同， 建议与前面的因素合并； 4 、教师本身的科学探究能力与教师的科学探究指导能力在部分能力因素上 模糊不清。 5 、有三位专家提出从不角度对各因素进行分类，也提出了一些综合性建议； 6 、校外科技探究指导专家与校内理论研究的专家意见有较大差异，校外科 技指导专家特别强调教师本人的科技探索经历。 3 2 3 “专家询函3 ”的调查结果分析 一、“专家询函3 ”的编制说明 通过分析“专家询函2 ”的调查意见，对“专家询函2 ”作了以下修改，将“专 家询函2 ”中的1 2 种因素合并为l o 种因素，各因素的内涵修改如下： 因素1 ：考虑到“选择”是在“评价”的基础上进行的，所以将因素l 的名 称简化为“探究内容选择的指导能力”；对其内涵的修改吸取了以上专家2 和专家 4 的建议，把每一方面具体化了。 因素2 ：在其内涵的修改上综合考虑了专家l 和专家2 的修改建议，更突出 了对学生自行设计探究过程的引导，这样更符合现代科学教育理念。 因素4 ：通过进一步查阅相关文献，分析了专家1 和专家4 的修改建议，将 “专家询函2 ”中的因素4 、5 、6 及因素1 2 中的相关内容合并，修改了其内涵。 理科师范生科学探究指导能力构成要素的理论与实践研究 因素5 ：考虑到要尽可能详尽地列出科学探究指导能力因素，所以吸取了专 家l 提出的因素1 2 的内涵，在分离。专家询函2 ”中因素6 的基础上，修改了因 素的名称和内涵。 因素6 ：通过修改“专家询函2 ”中因素7 而生成，但考虑到信息的收集与处 理能力也是学生进行科学探究所必需的能力之一。所以指导者应指导其进行这方 面的实践而培养学生的这种能力，所以将其名称修改为“信息的收集与处理的指 导能力”，更强调指导，这样与科学探究指导能力的名称更自洽；在内涵上也将指 导者本身的信息收集与处理能力和指导学生进行信息收集与处理的能力分列为两 层 因素8 ：将指导者的实验能力和实验指导能力分离，简化了因素名称 因素1 0 - 吸取了专家2 的建议，查阅了其提供的有关评价方面的文献后，又 综合分析了专家l 提出的因素1 5 及专家4 对。专家询函2 ”中因素l l 的修改建 议，突出了对学生评价行为的指导，以培养其评价能力 另外：考虑到要进行回访调查，需要对专家的个人信息有一定了解，以判断、 分析其提供建议的参考意义，在。专家询函2 ”中增加了对专家个人信息的调查 而编制成了。专家询函3 ”( 见附录3 ) 二、。专家询函3 ”的调查意见汇总 编制成。专家询函3 ”后笔者参加了2 0 0 6 年9 月1 6 臼至1 8 日在河北师范 大学召开的“第十二届全国学科教育学术研讨会”。以目的性抽样的方式选择了一 些在探究教学理论研究及在探究教学方面有一定实践经验的与会专家进行了调 查。发出问卷1 0 0 份，回收有效问卷1 4 份，回收率1 4 分析回收率极低的原因 可能主要有：1 、因本人考虑到此问卷所需的答卷时间较长，所以发放问卷时间为 9 月1 6 日上午，但回收时间是1 7 日下午，不少专家已中途离会，也有一些专家 将问卷丢失；2 、有些专家仍觉得问卷较难回答而没有回答因为有效问卷数量少， 且大部分没有对其重要性排序，无法进行统计，所以笔者只将其作为问卷的修改 建议，为“专家询函4 ”的编制提供参考依据，现列出1 4 份问卷中专家的原始建 议： 专家a ( 中学特级教师，研究领域：中学课堂教学效率，创新与学生学习习 惯行为的关系) ： 第一题： 理科师范生科学探究指导能力构成要素的理论与实践研究 冀茎一 篓徽急 l 活动的组织与管理能力 语言表达指导能力 理科师范生科学探究指导能力构成要素的理论与实践研究 第三题：4 ，2 。1 ，6 ，1 0 ， 专家e ( 物理课程与教学论，教授) ： 对所列所有因素及其内涵都选择。同意i 第三题l2 ，8 ，5 ，9 ，4 ，3 ，l ，6 ，1 0 7 专家f ( 物理课程与教学论，教授) ： 对所列所有因素及其内涵都选择。同意”l 第三题l1 。2 。4 ，6 ，8 。1 0 。3 ，5 ，7 。9 专家g ( 物理课程与教学论，教授) ： 对所列所有因素及其内涵都选择。同意。l 第三题i1 ，2 。4 ，6 ，1 0 。2 5 ，8 ，7 ，9 专家h ( 中学教育教学管理，教授) ： 第一层， 建议；既然是说指导能力，而且7 条因素已有。指导能力几个字。因此。所有列出 的l o 条因素都应有。指导能力。四个字因此，有些因素的语句要作适当的且是必要的修 改如果定语不能加这四字。则要考虑此条因素是否应该保留其它都( 空白) 专家l ( 副教授) ： 因素2 ，8 选择。同意但需修改l 其它因素及内涵都选择。同意。i 第二题：对科学方法的指导也是构成科学探究指导能力的重要因素 第三题l1 ，2 。3 ，4 ，6 。5 ，8 ，1 0 ，9 ，7 专家j ( 个人信息不明) ： 因素1 。是不是首先尊重学生的兴趣? 其它因素及内涵都选择。同意l 第二题；化繁为简及研究条件控制的能力? 学生兴趣的引导及控制能力? 第三题：( 空白) 专家k ( 化学课程与教学论，教授) ： 因素8 、1 0 选择。同意但需修改；其它因素及内涵都选择。同意”； 第三题：1 ，2 ，4 ，6 ，7 。3 ，9 。1 0 。8 ，5 专家l ( 教授) ； 对所列所有因素及其内涵都选择。同意”l 第三题：1 ，2 ，6 ，8 ，3 。4 ，5 ，7 。9 ，1 0 ； 2 5 理科师范生科学探究指导能力构成要素的理论与实践研究 专家m 和l ( 个人信息不明) t 对所列所有因素及其内涵都选毋4 同意。l 第三题，( 空白) 三、“专家询函4 ”调查结果分析 根据以上建议，可认为： 1 、专家们对所列因素及其内涵的满意程度较前两份问卷大有提高，但还有一 些内涵还可进一步完善； 2 、专家们又提出了一些有价值的构成因素，进一步完善了科学探究指导能力 的构成因素； 3 、大多数专家觉得很难为所列因素按其重要程度一一排序，所以第三题的设 计有待改进； 4 、专家们大多从自己的研究领域考虑所列因素的重要性，部分反映了科学探 究指导能力的构成是动态的，对于不同领域探究的指导，其要素构成应有差异。 3 2 4 。专家询函4 的调查结果分析 一、。专家询函4 ”( 见附录4 ) 的编制说明 利用前三份专家询函广泛征求了专家们有关科学探究指导能力构成要素及要 素内涵的看法后，完成了第一轮的专家调查。在分析第一轮调查结果的基础上。 笔者又编制了“专家询函4 ”，将第一轮专家调查的意见进行了综合，以封闭式问 题的形式请前面调查过的专家再次认定。相对于“专家询函3 ”，“专家询函4 ”又 作了以下修改： 1 、为了提高闯卷的回答率，笔者改变了问卷的设计形式因为所列因素的 种类及内涵已比较全面，所以可以将所有因素的内涵改为封闭式的判断题，请专 家们迸一步认定； 2 、为获得专家们对各因素重要程度的判断，笔者将重要程度分为以下四个 等级：a ：很重要，b ：比较重要，c ：不重要，d ：根本不重要，请专家在对应 选项的方格处画。0 ”；这样专家们回答起来较容易，有可能提高有效问卷的回收 率。 3 、在不断的文献阅读及研究反思中，笔者发觉，“科学探究指导理念”可能 是构成科学探究指导能力的一个重要因素。因为理念决定了一个人的许多实践行 为，所以本人在“专家询函4 ”中将其列为第一种构成因素，并根据科学探究的 理科师范生科学探究指导能力构成要素的理论与实践研究 相关研究成果列出5 个方面的内涵，设计成5 道判断题。 4 、考虑探究教学及课外探究指导的一般进程，本人将。专家询函3 ”中的 因素4 变为“专家询函4 ”中的因素2 ；又因为探究是从问题的发现开始，所以其 名称变为。问题情境的创设能力”，这样更具有针对性； 5 、因为上面许多专家都提及发现问题的指导很重要，笔者开始也认识到这 一点，但因为这对理科师范生来说要求过高，所以在以前的专家问卷中都没有列 出，为了进一步证实这一想法的合理性，笔者将其归入因素3 ，同时将名称修改 为“提出及选择探究问题的指导能力”。 6 、因为调查中不少专家对“活动评价的指导能力”的内涵不满意，建议修 改，所以笔者又根据探究式学习过程及结果评价方面的相关研究成果进行了修改； 此外，因为探究式学习注重多向交流合作，所以笔者将其名称改为。活动交流与 评价的指导能力” 二、。专家询函4 ”调查结果的量化统计分析 l 调查方法 完成了“专家询函4 ”的编制后，笔者又以电子邮件的方式将问卷发给了第 一轮调查中已调查过的2 0 位专家，回收了2 0 份有效问卷但因为样本容量还不 到3 0 ，不能作为大样本进行统计分析，降低了统计结果的信度。所以笔者又调查 了2 0 位相关研究领域的专家教授，回收了1 3 份问卷，回收率6 5 ，得到了1 3 份 有效问卷将其调查结果作为参考，以提高第二轮专家调查结果的信度。 2 调查对象 笔者所选取的调查对象主要包括两种类型：一种是理论型，另一种是实践型 理论型的调查对象主要是对科学探究有较深入理论研究的教授或副教授。因为科 学教育领域及理科课程与教学论领域中的教授及副教授在科学探究理论方面研究 较深入，所以，他们的看法对笔者的研究有很大参考价值；实践型的调查对象包括 以下三种：第一种是在科学探究指导实践中积累了丰富经验且取得了一定成果的 知名度较高的中学高级、特级理科教师：第二种是在“北京青少年科技俱乐部”担 任指导教师并培养出了一些优秀人才的教授：第三种是北京各区青少年科技馆中 知名度较高的高级或特级科技教师。因为他们具有指导学生进行科学探究的亲身 经历，在实践中积累了丰富的科学探究指导经验，其建议能为笔者的研究提供实践 支持，也无疑具有很大的参考价值表3 1 是所调查专家个人信息的汇总： 2 7 理科师范生科学探究指导能力构成要素的理论与实践研究 ( 表3 1 )专家个人信息汇总表 专家研究领域人数职称分布人数 教授 2 校外科学探究5 特级( 科技馆教师) l 指导专家 高级( 科技馆教师) 2 中学理科科学探究8 高级 6 指导专家 特级 2 学科教育及科学1 8 教授 1 1 教育专家 副教授 7 不明 2 不明 2 总人数：3 3 3 3 研究结论 3 3 i 科学探究指导能力构成要素调查结论 首先，笔者对所列出的科学探究指导能力的1 1 种构成因素的重要程度进行了 频数统计，因为没有专家选择选项“d ：根本不重要”，所以在进行频数统计时， 重要程度只分三个层次：a ：很重要，b ：比较重要，c ：不重要。重复调查的2 0 名专家的结果统计见表3 2 ，新调查的1 3 名专家的结果统计见表3 3 ： ( 表3 2 )重复调查的专家认定结果统计表 科学探究指导能力 选项频数科学探究指导能力选项频数 的构成因素abc 的构成因素abc 1 科学探究指导理念 1 64o 7 收集及处理信息的指导能力 1 460 2 问题情境的创设能力 l l63 8 人际交往指导能力 41 5l 3 提出及选择探究问题的 l s5o 9 实验指导能力1 01 0 0 指导能力 4 设计探究方案的指导能力1 5 50 1 0 活动的组织与管理能力 51 32 5 语言表达的指导能力 6l l3 1 1 活动交流与评价的指导能 41 24 力 6 活动器材设计与获取的 893 样本总数：2 0 人 指导能力 ( 表3 3 )新调查的专家认定结果统计表 科学探究指导能力选项频数科学探究指导能力选项频数 的构成因素abc 的构成因素abc 1 科学探究指导理念l l20 7 收集及处理信息的指导能力 850 2 问题情境的创设能力 1 03o 8 人际交往指导能力 2l ol 3 提出及选择探究问题的 922 9 实验指导能力 75l 指导能力 4 设计探究方案的指导能力 832 l o 活动的组织与管理能力 67 0 理科师范生科学探究指导能力构成要素的理论与实践研究 5 语言表达的指导能力382 1 1 活动交流与评价的指导能 57l 力 6 活动器材设计与获取的 562 样本总数：1 3 人 指导能力 为了更直观地显示所调查专家的看法并比较重复调查的专家和新调查的专家 看法的差异，笔者将两表中的各因素按a 选项占调查样本的百分比从高到低捧序， 制成下表3 4 和表3 5 ( 表3 4 )重复调查因素重要程度表 因素 abc 因素 ab c l 科学探究指导理念8 0 2 0 叽 7 活动器材设计与获取的 4 0 4 5 1 5 指导能力 2 提出及选择探究问题的指 6 9 2 3 0 8 语言表达的指导能力 3 0 5 5 1 5 导能力 3 收集及处理信息的指导能7 0 3 0 o 9 活动的组织与管理能力 2 5 6 5 1 0 力 4 设计探究方案的指导能力 7 5 2 5 0 l o 人际交往指导能力 2 0 7 5 5 5 问题情境的创设能力 5 5 3 0 1 5 l l 活动交流与评价的指导 2 0 6 0 2 0 能力 6 实验指导能力5 0 5 0 0 样本总数：2 0 人 ( 表3 5 )新调查因素重要程度表 因素abc 因素 abc i 科学探究指导理念 8 5 1 5 0 7 活动的组织与管理能力4 6 5 4 o 2 问题情境的创设能力 7 7 2 3 0 8 活动交流与评价的指导 3 9 5 4 7 能力 3 提出及选择探究问题的指 7 0 1 5 1 5 9 活动器材设计与获取的 3 9 4 6 1 5 导能力 指导能力 4 设计探究方案的指导能力 6 2 2 3 1 5 l o 语言表达的指导能力2 3 6 2 1 5 5 收集及处理信息的指导能 6 1 3 9 0 1 1 人际交往指导能力 1 5 7 7 7 薯 力 6 实验指导能力5 4 3 9 7 样本总数：1 3 人 比较两表中因素重要程度排序，可看出： l 、新调查的专家认为“问题情境的刨设能力”的重要程度在十一种因素中位 于第二，与重复调查的专家结果有些差异。分析原因是因为重复调查的专家中有 五位是校外科技指导专家，他们中有四位认为“问题情境的创设能力”不重要， 所以相对降低了该因素的重要程度。 2 、新调查的专家和重复调查的专家对十一种因素中最重要的前六种因素的看 法是一致的，都有超过6 0 的专家认为“科学探究指导理念”、“提出及选择探究 问题的指导能力”、“收集及处理信息的指导能力”、“设计探究方案的指导能力” 2 9 理科师范生科学探究指导能力构成要素的理论与实践研究 以及“问题情境的创设能力”是构成科学探究指导能力的很重要的因素，所以笔者 就认为这5 个因素是科学探究指导能力的构成要素： 3 、重复调查的专家中有超过6 0 的专家认为“活动的组织与管理能力”，“活 动交流与评价的指导能力”以及“人际交往指导能力”是构成科学探究指导能力 的比较重要的因素，而新调查的专家中也有5 4 的专家认为“活动的组织与管理能 力”，“活动交流与评价的指导能力”是比较重要的因素，有7 7 的专家认为。人 际交往指导能力”是比较重要的因素，所以笔者就认为这3 个因素也是科学探究 指导能力的构成要素，但其重要程度较前5 个因素低； 4 、对于“实验指导能力”，重复调查的专家中5 0 认为是很重要的因素，5 0 认为是比较重要的因素。而新调查的专家中有5 4 认为是很重要的因素，因为是 指理科师范生的科学探究指导能力，所以笔者认为应该将之视为很重要的因素： 5 、对于“活动器材设计与获取的指导能力”以及。语言表达的指导能力”， 重复调查和新调查的专家中认为其是很重要或比较重要的专家的总数也都达到 8 5 ，但因为所调查的专家中，有很多专家认为其内涵分别与“实验指导能力”和 “人际交往指导能力”有交叉重复，所以笔者将其分别并入，在内涵上又做了修改 总之，经过两次较大范围的专家调查，基本确定理科师范生科学探究指导能 力的构成要素为：科学探究指导理念、问题情境的创设能力、提出及选择 探究问题的指导能力、设计探究方案的指导能力、收集及处理信息的指导能 力、实验指导能力、人际交往指导能力、活动的组织与管理能力、活动 交流与评价的指导能力。其中前六种的重要程度要比后三种的重要程度高。 3 3 2 科学探究指导能力构成要素内涵的调查结论 在“专家询函4 ”中，笔者将科学探究指导能力各构成因素的内涵共分成4 0 条，让专家进行正误判断，拟征求专家的意见因为初步分析重复调查和新调查的 专家看法，发现专家的意见都比较分散，也因为两个调查的样本都较小，无法获 得有统计意义的结论。所以在对专家的意见进行频数分析时，没有分别统计，而 是合在一起进行了大样本统计，以下是科学探究指导能力构成因素内涵专家界定 结果统计表( 表3 6 ) ( 表3 6 )科学探究指导能力构成因素内涵专家界定结果统计表 i 科学探究指导能力构成因素内涵选项频数 i 1 能正确理解科学探究的概念和特点； 3 03 理科师范生科学探究指导能力构成要素的理论与实践研究 2 能正确理解科学探究式学习的特殊意义； 2 8 5 科学探究3 能正确理解科学探究指导者在学生进行科学探究过程中所应扮演的 2 76 指导理念角色； 4 能正确判断科学探究指导者在指导学生进行科学探究过程中行为的 2 2 l l 合理性； 5 能正确理解科学探究的多重目标 2 3i o 1 能利用学生实际生活体验构建学生可能提出问题的情境；3 3o 问题情境 2 能利用多种媒体帮助建构问题氛围； 2 49 的 3 在学生探究过程中，能利用活动器材及器材呈现顺序刨设出子问题 2 58 创设能力 情境。 1 能教给学生发现问题的基本方法； 2 94 提出及选 2 能指导学生明确探究的具体目标，选择出合适的探究问题； 3 03 择探究问 3 能指导学生根据自己的知识及能力背景，选择难度适当的探究问题； 3 l2 题的指导 4 能指导学生根据科学探究的特点，选择出适合用探究式学习的问题 2 67 能力 四1 能指导学生根据所选择的探究内容找到合适的探究方法； 2 85 设计探究 2 能指导学生设计出合理、可行的探究方案； 3 l2 方案的 指导能力 3 能指导学生考虑探究过程可能会出现的问题，并思考出应对方法 3 03 五1 指导者本人能将要表述的内容以适当的语词、语调、语速准确地表达 2 76 语言表达出来； 的指导2 指导者能指导学生准确而有逻辑性地表达出自己的想法； 3 2l 能力 3 指导者能激发并维持学生自主表达的兴趣及勇气 2 48 六活动i 能指导学生完备地列出各探究环节中所需要并合适的器材； 2 85 器材设计 2 能指导学生制作活动过程所需的简单器材； 3 03 与获取的 3 能指导学生寻找和利用代用品获得所列出的器材 2 94 指导能力 1 指导者本人能灵活运用收集信息的各种渠道、场所以及收集处理信息 2 3l o 七的科学方法； 收集及处 2 指导者能设计出合适的信息收集处理的任务，并能调动学生完成该任 2 85 理信息的务的积极性； 指导能力 3 能指导学生选择信息收集范围和收集信息及处理信息的科学方法；2 8 5 4 能指导学生自行制定合理的资料收集计划。 2 76 1 指导者本人能与他人民主交往，及时通过各种反馈信息了解他人的内 3 03 八心的需求，达到沟通、合作的目的： 人际 2 能指导学生以合适的方式适时地对同伴进行表扬、鼓励； 2 85 交往 3 能指导学生以合适的方式表达自己的反对意见并准确陈述自己的观 3 12 指导 点： 能力 4 能指导学生灵活地处理与同伴合作中的突发状况； 2 67 九实验 1 能指导学生猜想所要探究的问题中各变量间的关系； 2 2l l 指导 2 能指导学生设计实验并进行安全规范的操作； 2 94 能力 3 能鼓励学生勇敢提出所遇到的疑难问题并引导其自行解释或解决。 2 76 十1 指导者能发扬学生的个人能力与之共同维持活动过程的民主、合作、 3 2l 活动的 探究的氛围； 3 l 理科师范生科学探究指导能力构成要素的理论与实践研究 组织与 2 指导者能有效协调组员、组际间的关系 2 85 管理能力 3 指导者能控制管理好活动的进程及各个环节，保证活动进行流畅。 3 03 i 指导者本人仔细观察、理解了学生探究的全过程； 2 31 0 十一 2 指导者本人对学生探究的可能结果有比较全面深入的理解：2 l1 2 活动交流 3 指导者能指导学生正确分析探究结果对假设的决断作用及决断程度； 2 85 与评价的 4 指导者能组织并指导学生对自己及同学的探究过程和结果进行正确 3 2l 指导能力 归因分析，客观评价： 5 指导者本人能科学地运用形成性评价对学生的探究过程及结果进行 3 l2 评价，最终落实发展性评价： 从上表可发现，专家对以上各因素内涵的界定满意度较高，所有内涵都有6 4 以上的专家选择正确。4 0 条内涵中有2 6 条的正确率达8 5 以上，占7 9 ：但是还有 1 4 条内涵有待修改，进一步提高准确度。另外，在调查专家的过程中，有不少专家 当面给出了修改建议，认为有些重复、交叉或包含，建议进一步精简。所以，笔者再 次查阅了相关文献，参考专家的意见，将各因素内涵最后界定为： 一、科学探究指导理念 正确理解科学探究的概念和特点及科学探究式学习的特殊意义，正确理解科 学探究指导者在学生进行科学探究过程中所应扮演的角色； 二、问题情境的创设能力 利用可获得的视频及音频设备，活动器材及器材呈现顺序创设出与学生实际 生活体验相结合的问题及子问题情境的能力； 三、提出及选择探究问题的指导能力 教给学生发现问题的基本方法并引导学生明确探究的具体目标。根据科学探 究的特点，学生的知识及能力背景，选择出难度适当并适合用探究式学习的问题 的能力： 四、设计探究方案的指导能力 指导学生根据所选择的探究内容找到合适的探究方法，设计出合理、可行的探 究方案并引导学生考虑探究过程可能会出现的问题，思考出应对方法的能力。 五、收集及处理信息的指导能力 指导学生选择信息收集范围、收集信息及处理信息的科学方法，帮助学生设 计出合适的收集及处理信息的任务及合理的资料收集计划并调动学生积极性完成 该任务的能力； 六、实验指导能力 指导学生猜想变量间的关系设计实验，完备地列出实验所需的合适器材，通 3 2 理科师范生科学探究指导能力构成要素的理论与实践研究 过指导学生制作部分实验器材或寻找、利用代用品等方式获得实验器材并指导其 安全规范地操作实验，引导学生自行解决实验中出现的问题的能力； 七、人际交往指导能力 指导学生适时以适当的语词、语调、语速准确而有逻辑地对他人进行表扬、 鼓励，表达反对意见，陈述自己的观点，通过各种反馈信息了解他人内心的需求， 达到沟通、合作的目的的能力； 八、活动的组织与管理能力 激发学生的人际交往能力与之共同维持活动过程的民主、合作、探究的氛围， 有效协调组员、组际间的关系，控制管理好活动的进程及各个环节，保证活动进 行流畅的能力 九、活动交流与评价的指导能力 指导学生对自己及同学的探究过程和结果进行正确归因分析，客观评价，正 确分析探究结果对假设的决断作用及决断程度，科学地运用形成性评价对学生的 探究过程及结果进行评价并落实发展性评价的能力 理科师范生科学探究指导能力构成要素的理论与实践研究 第4 章理科师范生科学探究指导能力现状的调查及分析 基本确定了科学探究指导能力的构成要素后，笔者自已编制了“理科师范生 科学探究指导能力现状调查问卷”。问卷的编制难度很大，也是笔者的另一项独创 性工作。问卷编制好之后，笔者较大面积地调查了理科师范生的科学探究指导能 力现状，并对调查结果进行了初步的统计分析，一方面证实了本研究的实践意义， 另一方面也为后面的培养实践提供了依据，还利用探索性因素分析在一定程度上 验证了科学探究指导能力构成要素的专家调查结果。 4 1 研究目的 本部分研究的目的是了解目前理科师范生的科学探究指导能力状况，以及现 有师范教育培养理科师范生科学探究指导能力的效果。一方面拟证实本研究的实 践意义，并为后面的培养实践研究提供参考；另一方面，拟通过探索性因素分析 法，尝试对理科师范生科学探究指导能力构成要素的专家调查结果进行验证 4 2 研究过程 4 2 1 调查对象 笔者因研究的方便，抽取了四川省、江西省、河北省及北京市四个地区各一 所师范大学的理科师范生进行了调查，共发放闻卷4 3 0 份，回收问卷3 9 0 份( 调查 原始数据见附录7 ) ，回收率8 3 o 。将空白问卷以及答案完全一样的问卷视为无 效问卷，得有效问卷3 7 0 份，有效率9 4 8 调查对象来源见( 表4 1 ) ( 表4 i )调查对象来源 学校所在地 专业 年级人数 各校总人数 北京大三4 68 8 物理 大四 4 2 四j i f化学大一2 59 9 生物 大一 7 4 河北物理大四5 6 1 1 6 化学大三6 0 大四 1 2 江西物理 大三2 7 6 7 化学大三2 8 4 2 2 调查工具 因为笔者不能确定是否能很快获得第二轮专家调查的结果，而去河北参加 “第十二届全国学科教育学术研讨会”又是一个调查理科师范生科学探究指导能 3 4 理科师范生科学探究指导能力构成要素的理论与实践研究 力现状的好时机，所以笔者就在分析第一轮调查结果的基础上，以“专家询函3 ” 中的十一种构成因素为指标体系，编制了“理科师范生科学探究指导能力现状调 查闯卷”( 指标体系及问卷见附录5 ) 问卷由被调查者的个人信息和2 5 道单项 选择题组成。经小范围预测和专家认定，闯卷可在一定程度上反映调查对象的科 学探究指导能力水平，但其效度还有待进一步提高。由于此问卷的编制是笔者的 独创性工作，闯卷设计的难度很大，笔者研究能力有限，加之要在去参加“第十 二届全国学科教育学术研讨会”之前修改，时间很紧，所以笔者没能进一步提高 问卷的效度，还是以此为量表，完成了整个调查( 调查的原始数据见附录7 ) 。 4 2 3 调查方法 该调查采取目的性抽样和方便抽样的方式对学生进行调查，调查严格按统一 指导语进行，由所在学校的老师在课间发放试卷，完成后当即回收 4 2 4 数据处理 调查问卷中每题的各选项大部分设4 个得分等级，优秀为3 4 分，对应的总分 为9 7 一1 0 0 分；较好为2 3 分，对应的总分分布范围为8 0 - - 9 7 分；较差为l 一3 分， 对应的总分分布范围为6 2 - - 8 0 分；很差为o 一2 分，对应的总分分布范围为3 1 6 2 分。对每份调查问卷结果按评分标准( 见附录6 ) 评价后，采用统计软件包s p s s l 2 0 f o rw i n d o w s 进行数据分析及处理。 4 3 调查结果分析 4 3 1 科学探究指导能力整体分析 为了解理科师范生的科学探究指导能力的整体水平，笔者对3 7 0 名理科师范 生的科学探究指导能力个人总分进行了统计，其分数等级分布如( 表4 2 ) ： ( 表4 2 )理科师范生科学探究指导能力等级分布表 个人总分等级分布人数占总数的百分比 优秀9 7 一i 0 0 00 0 0 较好8 0 一9 7 6 41 7 3 9 较差6 2 8 0 2 9 68 0 0 0 很差3 l 6 21 02 6 1 因为“优秀”的人数为0 ，“较好”的也只占总数的1 7 3 9 ，而“较差”和“很 差”的加起来占到总数的8 2 6 1 所以可以说目前绝大多数理科师范生的科学探 究指导能力较低，所以高师院校应重视培养理科师范生的科学探究指导能力 4 3 2 理科师范生科学探究指导能力学校间差异分析 因为笔者要从自己所在学校中选择实践研究的培养对象，所以要对北京地区的 3 5 理科师范生科学探究指导能力构成要素的理论与实践研究 学生有更详细的了解。所以对四所学校理科师范生的科学探究指导能力总分平均 分、标准差之间的差异进行了分析，并对平均分的差异进行了独立样本的双侧t 检 验，部分分析结果见表4 3 和表4 4 ： ( 表4 3 )学校差异 1 学校 nm e a ns t d d e v i a t i o n 学校 nm e a ns t d d e v i a t i o n 1 个人总分河北 1 1 67 5 3 l5 5 9 8 7 8江西6 77 3 6 95 7 5 8 2 9 四j i i9 97 3 9 l4 4 4 0 2 9北京8 8 7 1 6 0 6 7 2 9 1 1 北京与河北两地区北京与江西两地区 个人总分t - t e s tf o re q u a l i t yo fm e a n s个人总分t - t e s tf o re q u a l i t yo fm e a n s s i g m e a ns t d e r r o r s i g m e a ns t d e r r o r ( 2 - t a i l e d ) d i f f e r e n c ed i f f e r e n c e( 2 一t a i l e d )d i f f e r e n c ed i f f e r e n c e 0 0 03 7 3 0 8 08 6 3 9 3 0 4 22 1 0 7 0 21 0 2 6 1 1 四川与河北两地区北京与四j i i 两地区 个人总分t t e s tf o re q u a l i t yo fm e a n s个人总分t - t e s tf o re q u a l i t yo fm e a n s s i g m e a ns t d e r r o r s i g m e a ns t d e r r o r ( 2 - t a i l e d ) d i f f e r e n c ed i f f e r e n c ( 2 - t a i l e d ) d i f f e r e n c ed i f f e r e n c e e 0 4 61 4 0 1 2 56 9 7 6 20 0 52 3 2 9 5 58 4 4 8 1 从以上两表中可发现： 北京地区学校的学生平均分显著低于其它三所学校学生的平均分，河北地区 学校的得分显著高于其它三所学校。江西与四川两个地区的两所学校的得分没有 显著差异。比较四所学校学生总分的标准差，可以看出北京地区学校中学生分数 分布较其它三个地区学校的学生分数分布离散度大，可说明北京地区学校中学生 问的个体差异较其它三个地区学校中的大。这为后面实践研究中采用质性研究方 法提供了支持。 4 3 3 理科师范生科学探究指导能力性别差异分析 笔者对四所学校男女学生的科学探究指导能力总分进行了比较，结果见( 表 4 5 ) ( 表4 5 )性别差异 t - t e s tf o re q u a l i t yo fm e a n s 性别nm e a ns t d d e v i a t i o i l s i g ( 2 - t a i l e d ) 个人男 1 1 17 2 2 56 i 3 5 4 5 总分 0 0 1 女 2 5 87 4 4 05 5 1 8 8 7 从表中数据可发现，男生科学探究指导能力平均分显著低于女生，双侧t 理科师范生科学探究指导能力构成要素的理论与实践研究 检验显著水平达0 0 0 1 因男生总分的标准差大于女生总分标准差，说明男生科 学探究指导能力个体差异更大男女生科学探究指导能力的性别差异使笔者在选 择培养对象时更有目的性，培养对象中既要有男生也要有女生 4 3 4 科学探究指导能力年级问差异分析 笔者想比较大四与大三以及与大一的理科师范生的科学探究指导能力是否存 在显著差异，以考察日前理科师范教育是否能显著提高学生的科学探究指导能力 分析结果如下表( 表4 6 ) ( 表4 6 )年级差异 年级 nm e a n s t d d e v i a t i o n t - t e s tf o re q u a l i t yo fm e a n s 个人大四1 1 37 4 3 45 7 6 8 7 7大四与大一大三与大四 总分 大三1 5 77 3 2 86 5 0 2 0 8s i s ( 2 - t a i l e d )s i c ( 2 一t a i l e d ) 大一 9 97 3 9 14 4 4 0 2 95 “1 5 8 通过对上表各年级的平均分进行显著性检验，发现三个年级的科学探究指导 能力的平均分非常接近。然后笔者对北京这所学校的同一专业的大三和大四学生 的平均分也进行了比较，差异显著性水平为0 1 5 8 。差异不显著然后对所有大四 与大一学生的平均分也进行了差异显著性检验，显著性水平为0 5 5 4 ，差异也不显 著。以上结果在一定程度上可以说明当前理科师范教育没有提高理科师范生科学 探究指导能力的显著效果，所以当前理科师范生的培养方式有待改革从三个年 级的标准差看，大一学生的能力个体差异较小，部分原因可能是因为高考成绩差 异不大；而大三学生之间能力的个体差异幅度增大，这也许是因为大学的管理弹 性较大，学生能