【《高一学生科学探究理解水平的调查及提升分析案例》14000字】

PAGE51大学硕士学位论文高一学生科学探究理解水平的调查及提升分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u3948高一学生科学探究理解水平的调查及提升分析案例 1305701.1调查目的 1232331.2调查工具 1319901.3调查问卷的效度和信度 359111.4前测过程 5220511.4.1前测问卷调查结果分析与处理 54171.4.3高一学生科学探究理解的特点 28211061.5干预过程 30323981.1.1教学内容 3054401.1.2教学策略 30235601.1.3体现科学探究观的教学 3149351.6后测过程 3215861.6.1后测问卷调查结果分析与处理 32289701.6.3干预后学生科学探究理解变化的启示 581.1调查目的借助VASI问卷有意义的测量高一学生的科学探究观，初步了解高一学生如何理解科学探究。通过前测确定高一学生对科学探究观的掌握情况，为课堂干预提供支持。通过前后测调查结果对比，验证所采用的教学原则和教学策略对于提升高一学生科学探究观是否有效。1.2调查工具研究使用由莱德曼等人开发的VASI问卷，VASI问卷见附录一。该问卷的题目涉及理解科学探究的八个维度，具体题目与维度的对应关系见表1.1。表1.1科学探究观的各个维度和对应的VASI问卷题目研究采用莱德曼团队对该问卷设计的四级评分标准对问卷进行评分。该评分标准见表1.2。表1.2四级评分标准表问卷每个维度都有所对应的问题，科学探究观八个维度中“通晓的(Informed)”、“混合的（Mixed）”、“朴素的(Naïve)”水平的示例性回答见附录二。用“I”“M”“N”分别表示“通晓的(Informed)”、“混合的（Mixed）”、“朴素的(Naïve)”三个水平。需要指出的是第1题（有三个小题）和第7题（有两个小题）比较特殊，需要根据小题分得出总分：例如，第1题：三个I总分为I；三个N总分为N；其他的要根据情况进行强I，弱I，M（Mixed）组合。第7题类似。科学探究观八个方面的标准示例性回答见附录二。1.3调查问卷的效度和信度由于VASI问卷有良好的信度和效度，已经在世界上包括中国在内30多个国家广泛使用，因此研究只需要做评分者一致性信度。从收集的问卷中任意选取5份，分别编号为St1、St2、St3、St4、St5，本课题组中经过培训的10名研究人员任命为评分者，均根据评分标准进行打分，评分者信度测试结果见表1.3。由可得每份问卷每个维度的评估结果同意率均达100%，一致性信度良好。表1.3问卷信度测试结果维度问卷评1评2评3评4评5评6评7评8评9评10同意率A1St1IIIIIIIIII100%St2NNNNNNNNNN100%St3IIIIIIIIII100%St4NNNNNNNNNN100%St5IIIIIIIIII100%表1.3问卷信度测试结果（续）维度问卷评1评2评3评4评5评6评7评8评9评10同意率A2St1MMMMMMMMMM100%St2NNNNNNNNNN100%St3NNNNNNNNNN100%St4MMMMMMMMMM100%St5MMMMMMMMMM100%A3St1MMMMMMMMMM100%St2IIIIIIIIII100%St3IIIIIIIIII100%St4IIIIIIIIII100%St5IIIIIIIIII100%A4St1IIIIIIIIII100%St2IIIIIIIIII100%St3NNNNNNNNNN100%St4IIIIIIIIII100%St5MMMMMMMMMM100%A5St1MMMMMMMMMM100%St2NNNNNNNNNN100%St3NNNNNNNNNN100%St4NNNNNNNNNN100%St5MMMMMMMMMM100%A6St1NNNNNNNNNN100%St2NNNNNNNNNN100%St3NNNNNNNNNN100%St4NNNNNNNNNN100%St5NNNNNNNNNN100%A7St1NNNNNNNNNN100%St2MMMMMMMMMM100%St3MMMMMMMMMM100%St4MMMMMMMMMM100%St5MMMMMMMMMM100%A8St1NNNNNNNNNN100%St2MMMMMMMMMM100%St3MMMMMMMMMM100%St4MMMMMMMMMM100%St5MMMMMMMMMM100%1.4前测过程前测过程对253名学生进行问卷的发放与回收。共回收253份问卷，回收率100%，有效问卷100%，原始数据见附录三。为了保证被试者的回答能体现问卷的意图，选择20%的被试者进行访谈。其中包括理解水平较高、中等、较低的学生。通过访谈明确含糊不清，评分存在争议的答案，深入挖掘高一学生对科学探究的认识。典型访谈见附录四。Q1：请被试者回答自己在问卷中没有表达清楚的问题。Q2：您为什么这样回答？Q3：您是通过何种途径获得的这种理解？Q4：您的观点会改变吗？1.4.1前测问卷调查结果分析与处理1.4.1.1实验组调查结果处理对实验组学生科学探究观水平进行统计，如表1.4所示。表1.4实验组科学探究观水平统计（前测）科学探究观水平人数IMN5301440143133503341533293233260125111242102331822442152161215281431813410125511610621053404450351对前测结果进行统计分析得到各维度不同水平频数和百分比，如表1.5所示。表1.5验组科学探究观各维度不同水平频数和百分比分布表（前测）维度通晓的（Informed）混合的（Mixed）朴素的（Naïve）频数百分比频数百分比频数百分比A15140.48%1612.70%5946.82%A200.00%10986.51%1713.49%A39172.22%97.14%2620.64%A44838.10%4531.71%3326.19%A5107.94%4938.89%6753.17%A621.59%3527.78%8970.63%A71411.11%7962.70%3326.19%A810.79%12196.03%43.18%对表1.4累计条形图进行分析，如图1.1所示。图1.1实验组科学探究观各维度不同水平所占百分比累计条形图（前测）1.4.1.2对照组调查结果处理对对照组学生科学探究观水平进行统计，如表1.6所示。表1.6对照组科学探究观水平统计（前测）科学探究观水平人数IMN4401422434173325323531412519表1.6对照组科学探究观水平统计（前测）（续）科学探究观水平人数IMN24215233192247215216121529143151341112530622053204450353对前测结果进行统计分析得到各维度不同水平频数和百分比，如表1.7所示。1.7照组科学探究观各维度不同水平频数和百分比分布表（前测）维度通晓的（Informed）混合的（Mixed）朴素的（Naïve）频数百分比频数百分比频数百分比A14737.01%71.51%7357.48%A232.36%10981.83%1511.81%A39574.80%97.09%2318.11%A43527.56%4837.79%4434.65%A51511.81%4636.22%6651.97%A686.30%3930.71%8062.99%A71411.03%7256.69%4132.28%A810.79%12191.27%53.94%为了更直观地分析各水平所占比例，对表1.7用累计条形图进行分析，如图1.2所示。图1.2对照组科学探究观各维度不同水平所占百分比累计条形图（前测）1.4.1.3对照组和实验组前测结果差异性比较为了分析对照组和实验组在前测中理解水平的差异，以SPSS19.0为分析工具，对两组调查数据的差异性进行卡方检验，卡方检验结果详见表1.8~表1.15。表1.8A1前测实验组与对照组差异性比较表1.9A2前测实验组与对照组差异性比较表1.10A3前测实验组与对照组差异性比较表1.11A4前测实验组与对照组差异性比较表1.12A5前测实验组与对照组差异性比较表1.13A6前测实验组与对照组差异性比较表1.14A7前测实验组与对照组差异性比较表1.15A8前测实验组与对照组差异性比较前测实验组和对照组科学探究观八个维度卡方检验结果中，由于单元格期望计数均小于5，则使用Fisher值精确检测。八个维度Fisher值均大于0.05，八个维度均没有显著性差异，表明实验组和对照组对科学探究理解水平一致，可以进行下一步的实验研究。

1.4.1.4学生理解水平前测分析根据上一节分析可知，对照组和实验组的理解水平前测无显著性差异，现以实验组数据为例进行分析。高一学生对科学探究观八个维度的理解具体分析如下：（1）A1理解水平分析A1主要考察学生对于科学探究始于问题的认识。学生对本维度的理解见图1.3。持“通晓的”水平的学生占40.48%，持“混合的”水平的学生占12.70%，持“朴素的”水平的学生占46.82%。高一学生对A1的理解水平中等。图1.3A1各理解水平占比例理解水平处于“通晓的”水平的学生认为科学探究始于问题，并能给出合理的解释。例如S2、S47、S108。S2：我认为“是”。科学探究是为了揭示所探究问题的答案，如果没有科学问题那么科学探究便没有目的，没有方向，就不存在这个探究了。S47：我赞同“是”。因为有问题才会去实践探究，没有研究的目的的话努力是毫无意义的，就像没有目的地的旅行，是没有结果的，所以我这么觉得。S108：我赞同“是”。因为只有有了问题人们才会去进行研究、探索，例如爱因斯坦、爱迪生、牛顿等科学家都是在产生问题的基础上开始研究，才有了这么多科学的真理，所以我觉得是先有的问题才能有接下来的探究，再然后才有那么多伟大的探究成果。理解为“混合的”水平的学生虽然认为科学探究始于问题，但认为只有科学的问题才会有研究的价值，如果研究的问题不科学就不能成为科学研究。例如S36、S48。S36：赞同“是”。所谓科学研究就是用科学的方法探究问题，所以科学探究始于科学问题；如果研究的问题不科学，比如一些牛鬼蛇神的问题，比如“鬼火”之类的问题，就不行，不算是一个科学的探究。S48：赞同“是”。因为科学的问题才有机会得出正确的科学结论，如果探究的问题不科学，肯定不是科学的探究，得不到科学的结论，方向都错了肯定不是科学的探究。理解为“朴素的”水平的学生认为科学探究不一定始于科学问题。大部分学生认为科学研究可以始于生活问题，有一部分学生认为科学探究是在无意中发现的研究问题，还有一部分同学认为科学探究开始于人们的好奇心。例如S17、S76、S88。S17：我赞同“不是”。因为我觉得科学探究的开始可能只是对某个现象或事物的好奇，这也许与科学没太大关系。但它们在人们满足好奇心的过程中渐渐变成了科学问题，这个过程就成为了科学探究。S76：赞同“不是”。科学探究可能始于实际问题，在生活中发现某种现象提出问题进行研究，所以我认为科学探究始于生活问题。S88：赞同“不是”。因为并不是所有的科学研究都始于科学问题，它可能只是开始于一个不经意的瞬间，在无意中发现的。（2）A2理解水平分析A2考察学生是否理解科学研究可以遵循不同的方法。图1.4是对学生的理解水平统计结果。高一学生对A2的整体理解水平中等，没有学生的理解达到“通晓的”水平，86.51%的学生处于“混合的”水平，13.49%的学生处于“朴素的”水平。图1.4A2各理解水平占比例对A2理解水平为“通晓的”水平需要学生了解以下三个方面，分别对应问卷中1a，1b，1c三个子问题：1a：科学探究的过程；1b：观察和实验之间的区别；1c：科学方法具有多样性，研究方法要与研究问题相匹配。就调查结果来看，目前没有学生对这三点的理解全部处于“通晓的”水平。大部分学生只对其中的一方面或者两方面有所理解，所以高达86.51%的学生处于“混合的”水平。例如S26对科学探究的过程的理解是“通晓的”水平，对实验要控制条件、实验与观察不同的认识是“朴素的”，对科学研究可以遵循多种研究方法是“朴素的”，所以该同学对A2的理解整体处于“混合的”水平。还有一部分学生对对这三点都有部分理解，但理解不深刻，例如S64。S26：1a：科学。因为他首先对了几百种不同鸟进行了观摩，并进行分析、整理数据，最终得出结论。1b：是实验。我觉得实验不用只局限于实验室，他发现了问题、思考问题、通过收集数据解决问题就是实验。1c：不可以。科学探究必须建立在大量样本的基础上，人们所认为的公理等都是经历了很长时间才得出的。S64：1a：科学。因为他观察了几百种食用类型不同的鸟得出的结论。1b：不是实验。因为他只收集数据并没有做相关的测试，并不是通过测试得到的结论。1c：可以遵循多种方法。比如在化学实验中收集氧气采用排水发和向上排空气法。处于“朴素的”水平的学生对三个方面的理解都较差，例如S78。S78:1a：不科学。因为调查鸟喙的形成与所吃食物的类型是否有关应该找不同的鸟做调查，以现实为准。1b：是实验。因为他观察了几百种以不同类型食物为主的鸟，并收集数据。1c：不可以。因为科学研究如果遵循多种方法的话，会使研究混乱，导致结果不正确。（3）A3理解水平分析A3考察学生是否理解科学探究的过程以提出的问题为导向。学生对这一维度理解水平相对较高，其中有72.22%的学生处于“通晓的”水平，7.14%的学生处于“混合的”水平，20.64%的学生处于“朴素的”水平。统计结果如图1.5所示。图1.5A3各理解水平占比例处于“通晓的”水平的学生能够根据所给的情境选择出正确方案。例如S3、S52、S113。S3：A组好。因为要探究的对象是哪种品牌的轮胎更易瘪胎，探究的变量应是轮胎，而B组所探究的是一种轮胎的性能。S52：A组好。因为我们所探究的问题是“某些品牌的轮胎”，所以我认为应该比较不同品牌的轮胎在同一位置的情况。而B组测试更偏向于测试路面对轮胎的影响。S113：A组好。因为他们想知道是“某些品牌的轮胎”之间的差异，而不是不同道路上对同一种轮胎的影响。处于“混合的”水平的学生能够得出“A组好”的结论，但是并不能给出合理解释，例如S99。S99：A组好。该问题是在考察“某些品牌的轮胎”，属于主观因素，而B组虽然属于客观因素但更加全面，但偏离了考察主题，是不可取的。处于“朴素的”水平的学生割裂了探究的问题和探究的过程。例如S79、S86、S97。S79：B组好。因为在三种路面上测试同一品牌轮胎，能避免偶然性，更好得反映轮胎的性能。S86：B组好。A组在一种路面上测试了各种轮胎性能，虽然测试了各种轮胎，可能这种轮胎只是在这种路面上性能不好，而B组在三种路面上测试同一品牌，就避免了这种可能。S97：B组好。因为他们探究的问题是“某些品牌”，所以该多测试几种不同品牌的轮胎。而A组只测试了各种轮胎，与探究的问题不符。（4）A4理解水平分析A4考察学生是否理解科学家的主观性也会影响探究的结论，是否理解科学数据可以从多种方式进行解释。其中38.10%的学生处于“通晓的”水平，31.71%的学生处于“混合的”水平，26.19%的学生处于“朴素的”水平，学生对于本维度的理解水平中等。统计结果如图1.6所示。图1.6A4各理解水平占比例处于“通晓的”水平的学生能够理解科学家的主观性对于科学探究结果的影响，理解不同科学家对于相同数据可能做出不同的解释。例如S1、S24、S115S1：不一定。他们的思维方式也不一定都是一样的啊，一个相同的东西大家一起分析也会有不同的想法。S24：不一定。因为即使所收集的数据一样，但每个人的思考是不同的。S115：不一定。因为每个人的思维方式不同，他们的想法会影响结论的得出。处于“混合的”水平的学生能理解不同的科学家经过相同的步骤得出的结论不一定相同，但是一部分学生认为影响实验结果的因素是因为不同的人操作不同导致的误差，还有一部分学生认为是因为仅仅是科学家思考的角度不同导致结论不同。例如S6、S65、S78。S6：不一定。每一位科学家思考角度不同，导致最后结果不同，在一些证据上存在差异。S65：不一定。在探究问题中难免会有一些科学家出现失误。S78：不一定。因为在收集数据中可能会产生不同的误差。处于“朴素的”水平的学生一部分认为存在误差或其他无关因素导致得到不同结论，还有一部分学生认为科学家遵循相同的步骤收集数据一定会得出相同的结论。例如S11、S55、S86。S11：不一定。因为要考虑多方面的因素，根据要探索的事物有可能涉及到使用的实验器材，当地的温度、湿度等因素。S55：一定。因为是同一个问题，相同的步骤收集数据，所以所得结论会是一样的。S86：不一定。因为实验过程会产生误差，即使不是人造成的也还有可能是使用的仪器不同导致的。（5）A5理解水平分析A5考察学生是否理解探究的过程会影响探究的结果，收集数据所使用的方法、变量的分析、控制和测量以及数据的处理等都会影响探究结论。学生对于A5的理解统计结果如图1.7所示。其中7.94%的学生的理解处于“通晓的”水平，38.89%的学生的理解处于“混合的”水平，53.17%的学生的理解处于“朴素的”水平，学生对A5理解水平较低。图1.7A5各理解水平占比例处于“通晓的”水平的学生能够理解研究的过程不同可能导致结论不同。S20：不一定。科学家按照不同步骤收集数据，他们可能得到不同结论，因为步骤不同导致很多方面会影响实验结论，比如数据、分析等等。S49：不一定。因为不同的实验步骤会对结论产生影响，收集的数据可能不同，对数据的解释不同等会导致结论不同。处于“混合的”水平的学生认为研究的过程不同会导致结论不同，但只能说明步骤不同可能导致数据不同这一种原因。例如S5、S97。S5：不一定。步骤不同，收集的数据会有差异，影响最后结果的判断。S97：不一定。因为步骤不同，得到的数据也不同，所得的结论就会不同。处于“朴素的”水平的学生一部分认为实验误差会导致结果不同，另一部分学生认为遵循不同的步骤收集数据一定会得到相同结论。例如S82、S100。S82：不一定。可能科学家的步骤不同致使实验过程中出现误差，且数据再有出入则会不同。S100：一定。数据之间并没有先后之分，数据只是代表了一种事实，不论何种方法，最终都会否决其他指向一种。（6）A6理解水平分析A6考察学生是否理解探究结论必须由所得数据分析得出，探究所得结论必须与相关数据保持一致。其中1.59%的学生理解水平处于“通晓的”水平，27.78%的学生处于“混合的”水平，70.63%的学生处于“朴素的”水平，学生对于A6理解水平较低。统计结果如图1.8所示。图1.8A6各理解水平占比例处于“通晓的”水平的学生能够理解探究的结果必须与收集的数据一致，能在提供的情境中分析出正确结论，并能识别出异常数据，需要重复实验或进一步研究。例如S1。S1：选b。因为通过图表可知，除了每日光照15min的生长速度较慢，其余大部分光照时间越少普遍生长要高，而其中15min可能有其它影响因素，所以我选b。处于“混合的”水平的学生能够在提供情境中得出正确结论，但未能对异常数据进行解释说明，例如S7、S57。S7：选b。从表中看出光照越少越好，所以我选b。S57：选b。依据表中的数据来看，光照时间越短，植物长得越多。处于“朴素的”水平的部分学生忽略所给数据，认为植物的光合作用导致光照时间越长植物生长越快，所以选a，例如S95。部分学生不能正确分析数据，受到异常数据影响认为植物的生长与光照无关，所以选c，例如S47；部分同学认为实验不科学，a、b、c都不正确，例如学生S99。S95：选a。如果光照少，植物也会生长，只是生长缓慢；但不论光照多少，植物都会达到相应的高度。S47：选c。①15min光照时间大于10min，而生长高度却低于10min，所以光照时间越多植物不一定长得越高；②15min光照时间小于20min，而生长高度却低于20cm。S99：都不选。①植物的物种及光照强度等都是影响实验结果的重要因素，如果无法进行真正严谨的实验，那么所得的结论将具有一定的风险性和偶然性；②合适的光照是最好的，无论是越多、越少、无关不一定合适。（7）A7理解水平分析A7考察学生对于数据和证据的理解。数据是科学家在研究中搜集到的各类信息，数据有多种形式，例如数字、音频、照片等。证据是对数据进行分析和解释的结果，并且与一个具体的论断或问题相联系。其中11.11%的学生的理解水平为“通晓的”水平，62.70%处于“混合的”水平，其余26.19%的学生处于“朴素的”水平，学生对于A7的理解水平中等，结果如图1.9所示。图1.9A7各理解水平占比例处于“通晓的”水平的学生能理解数据和证据，并能说出两者的联系和区别。例如S1、S50。S1：有区别。“数据”是“证据”的前提保障，收集数据加以证明可得出证据，证据则是说明某一问题的依据。S50：有区别。数据是研究所得结论的总结和整理，包括数字、图片等信息；而证据则是经过对数据进行分析后能够证明某一论断的事物。处于“混合的”水平的学生一部分认为二者有区别，但并不能全面地进行分析，例如S7；另一部分学生对“数据”的认识比较片面，认为数据是在实验中得出的，具有偶然性；而“证据”具有很强的说服力，是可以被实验验证的，例如S4。S7：有区别。证据一般指的是证明某件事例的事物，证据一般是广泛收集而形成的庞大事物。S4：有区别。数据只是调查所用的东西，不具备正确性与错误性，具有偶然性；而证据是在数据上得出的结论，它具有正确性与错误性。处于“朴素的”水平的学生一部分并不能正确认识“证据”和“数据”，也不能正确理解二者之间的关系，例如S101；一部分学生认为“数据”与“证据”没有区别，例如S111、S117。S101：有区别。数据是真真切切的事，证据没有那么精确。S111：没有区别。在科学探究中一切结论的得出与推导都离不开数据，从某种角度来说，“数据”就是每个科学问题的“证据”。S117：没有区别。“数据”也可能成为“证据”，也可能为其他的东西。我们在不同的环境应用不同的词语，不能在法律面前讲数据，也不能在对比资料面前讲证据。（8）A8理解水平分析A8考察学生对于科学解释来源的认识，包括收集的数据和已有知识两部分。其中理解水平为“通晓的”水平的学生只有1人，占0.79%；大部分学生理解水平为“混合的”水平，占96.03%；其余3.18%为“朴素的”水平。学生对于本维度的理解水平中等。结果分析如图1.10所示。图1.10A8各理解水平占比例处于“通晓的”水平的学生能够说出至少两条合理的理由证明图1骨架排列更恰当，并认为科学家会利用现有的研究数据和已有知识进行解释。例如S23。S23：7a：①恐龙的支撑点应为强壮的后腿，且恐龙有强健的后腿具有极强的爆发力；②符合生物进化论，图一解放双手更利于捕食。7b：已有数据，包括生物进化论，化石信息，历史信息；生活经验与认知规律信息。处于“混合的”水平的学生能够对7a进行较合理的分析，但对于7b的回答并不能从信息的类型进行分析，只能答出某一方面，例如S44、S90。S44：7a：①图1的骨骼更利于恐龙奔跑，来追击猎物或躲避天敌；②恐龙行走时重心应放在后面，而图1的后腿可以承受更大的重量。7b：实际调查的信息。S90：7a：①因为图1的骨骼大腿部分骨骼发达，可以支撑它的身体，并且可以方便它去捕食；②前肢细小、灵活，方便进食。7b：会根据它当时生活的时代，以及现代生物的特点而确定。处于“朴素的”水平的学生不能对7a从两方面进行较合理地分析，对于7b也不能做出合理分析，例如S106、S112。S106：7a：①腿骨大，足以支撑起这么大的身子；②图2腿骨太细不足以支撑奔跑。7b：不知道，超出我所知道的范围。S112：7a：①图1在结构上更合乎常理，后腿粗壮有力可以支撑整个身体；②图2则是头重脚轻，不利于各项活动。7b：假设一个相似的实验，建一个模型架，看在运动和静止的稳定性与实际性。总结分析同一水平高一学生对科学探究的理解占比情况对比如下：图1.11八个维度中“通晓的”水平所占百分比对比情况图1.11是高一学生对科学探究八个维度的理解水平，每个维度中处于“通晓的”水平人数百分比。由图1.11可知，学生对于A3的理解处于“通晓的”水平占比达72.22%，证明大部分学生对A3的理解较好。在八个维度中，高一学生对于A2、A6、A8的理解处于“通晓的”水平占比最少，分别为0.00%、1.59%、0.79%，证明较少学生对A2、A6、A8有较为深刻的理解。图1.12八个维度中“混合的”水平所占百分比对比情况由图1.12可知，在八个维度中处于“混合的”水平所占百分比中，学生对A2、A7、A8的理解处于“混合的”水平的人数所占百分比分别为81.51%、62.70%、96.03%，说明大多数学生对A2、A6、A8一知半解，高一学生对这三个维度的理解需要进一步提升。图1.13八个维度中“朴素的”水平所占百分比对比情况由图1.13可知，在八个维度中处于“朴素的”水平所占百分比中，学生对A6的理解处于“朴素的”水平的人数所占百分比高达70.63%，说明大部分高一学生对于A6的理解较差，不能清楚认识“数据”和“证据”，以及二者之间的联系和区别；学生对A1、A5的理解处于“朴素的”水平分别为46.82%、53.17%，证明约半数高一学生对A1、A5的理解较差。从整体分析，高一学生对科学探究的整体理解较差。1.4.3高一学生科学探究理解的特点根据学生的问卷调查结果和典型性访谈，可得到高一学生科学探究的理解水平和对科学探究的认识具有以下特点：（1）高一学生对科学探究的整体理解水平较低。虽然学生对科学探究观某些维度理解较好，比如对A3持“通晓的”水平的学生占72.22%，但对科学探究的整体理解水平仍未达到理想水平。（2）高一学生对科学探究的理解处于混沌状态。根据问卷答案和具体访谈可知，学生对于科学探究的认识比较片面，对科学探究没有一个整体的认识，不够深刻。（3）传统课堂并不能让学生形成全面、深刻的科学探究观。高一学生对于科学探究的理解大多来源于课堂之外，部分来源于课堂的理解也比较片面。根据访谈可知，学生对于科学探究的理解大多来自生活经验、网络、影视剧、课外读物等，尤其是理解水平较低的学生。

1.5干预过程结合高一学生科学探究理解的特点对实验组进行干预，干预时间为2020年9月~2020年12月。现从教学内容和教学策略两方面进行分析。1.1.1教学内容研究选取苏教版（2019年版）第一册中常见无机物及其应用部分，进行提升科学探究观的教学。常见无机物及其应用是高中化学中十分重要的部分，主要包括金属及其化合物、非金属及其化合物两个部分。常见无机物及其化合物部分具有以下特点：与生活联系紧密；实验探究较多；相关科学史素材丰富。1.1.2教学策略结合科学探究观教学原则，根据常见无机物及其应用板块的特点，采用具体教学策略如图1.20所示。图1.20提升科学探究观教学策略1.1.3体现科学探究观的教学结合对教学内容以及提升科学探究观的教学原则和教学策略的分析进行干预，教学主题与落实的科学探究观维度如表1.16所示，具体典型教学设计见附录三。表1.16各主题落实科学探究观维度教学主题课时落实科学探究观维度重温氯气发现之旅2课时A1~A8探究钠的性质1课时A1、A3、A7钠的氧化物1课时A3、A7、A8Na2CO3和NaHCO32课时A3、A6硫及其化合物的相互转化2课时A1、A2

1.6后测过程再次选取参与前测的253名高一学生进行后测，施测过程与前测过程相同。共回收253份问卷，回收率100%，有效问卷100%，后测数据见附录三。为例进一步了解被试者对于科学探究理解的变化，继续对20%被试者进行访谈。对照班被试者访谈与问卷评分结果一致，数据有效，不予赘述。部分典型结果见附录四。1.6.1后测问卷调查结果分析与处理1.6.1.1实验组调查结果处理对实验组学生科学探究观水平进行统计，如表1.17所示。表1.17实验组科学探究观水平统计（后测）科学探究观水平人数IMN5301440143133503341533293233260125111242102331822442152161215281431813410125511610621053404450351对实验组126名学生后测结果进行进一步分析，得到各个维度的不同水平所占的频数及百分比分布，如表1.18所示。表1.18实验组科学探究观各维度不同水平频数和百分比分布表（后测）维度通晓的（Informed）混合的（Mixed）朴素的（Naïve）频数百分比频数百分比频数百分比A17861.91%129.52%3628.57%A21612.70%10280.95%86.35%A310684.13%71.55%1310.32%A45039.68%3830.16%3830.16%A53221.40%3527.78%5946.82%A64334.13%3830.16%4531.71%A73221.40%7962.70%1511.90%A83426.98%9273.02%00.00%根据表1.18作堆积柱形图如图1.21所示。图1.21实验组科学探究观各维度不同水平所占百分比堆积柱状图（后测）1.6.1.2对照组调查结果处理对对照组学生科学探究观水平进行统计，如表1.19所示。表1.19对照组科学探究观水平统计（后测）科学探究观水平人数IMN341633210323931412511124215表1.19对照组科学探究观水平统计（后测）（续）科学探究观水平人数IMN2332022461701161215291431513491255062404420352对对照组127名被试后测结果进一步统计分析得到各维度不同水平频数和百分比，如表1.20所示。表1.20对照组科学探究观各维度不同水平频数和百分比分布表（后测）维度通晓的（Informed）混合的（Mixed）朴素的（Naïve）频数百分比频数百分比频数百分比A14938.58%1310.24%6551.18%A221.58%10683.46%1914.96%A310078.74%118.66%1612.60%A43829.92%4531.43%4434.65%A51411.02%4837.80%6551.18%A671.51%3321.99%8768.50%A797.08%8667.72%3221.20%A843.15%11792.13%64.72%对表1.20作堆积柱形图如图1.22所示。图1.22对照组科学探究观各维度不同水平所占百分比累计条形图（后测）1.6.1.3对照组和实验组后测结果差异性比较使用SPSS19.0软件分别对实验组后测与对照组后测、实验组前测与后测、对照组前测与后测进行卡方检验，具体卡方检验结果如表1.21~1.44所示：后测实验组与对照组显著性差异分析表1.21A1后测实验组与对照组差异性比较表1.22A2后测实验组与对照组差异性比较表1.23A3后测实验组与对照组差异性比较表1.24A4后测实验组与对照组差异性比较表1.25A5后测实验组与对照组差异性比较表1.26A6后测实验组与对照组差异性比较表1.27A7后测实验组与对照组差异性比较表1.28A8后测实验组与对照组差异性比较实验组前测与后测显著性差异分析表表1.29A1实验组前测与实验组后测差异性比较表1.30A2实验组前测与实验组后测差异性比较表1.31A3实验组前测与实验组后测差异性比较表1.32A4实验组前测与实验组后测差异性比较表1.33A5实验组前测与实验组后测差异性比较表1.34A6实验组前测与实验组后测差异性比较表1.35A7实验组前测与实验组后测差异性比较表1.36A8实验组前测与实验组后测差异性比较（3）对照组前测与后测显著性差异分析表1.37A1实验组前测与实验组后测差异性比较表1.38A2实验组前测与实验组后测差异性比较表1.39A3实验组前测与实验组后测差异性比较表1.40A4实验组前测与实验组后测差异性比较表1.41A5实验组前测与实验组后测差异性比较表1.42A6实验组前测与实验组后测差异性比较表1.43A7实验组前测与实验组后测差异性比较表1.44A8实验组前测与实验组后测差异性比较对三组差异性比较结果进行汇总，差异性比较结果如表1.45所示，由于单元格期望计数均小于5，则使用Fisher值精确检测。表1.45显著性差异比较结果统计测试组别具有显著性差异的维度（Fisher值小于0.05）无显著性差异维度（Fisher值大于0.05）实验组后测与对照组后测A1、A2、A5、A6、A7、A8A3、A4实验组前测与后测A1、A2、A5、A6、A7、A8A3、A4对照组前测与后测无A1~A8通过以上三组显著性差异比较可知，经过传统教学对照组前测和后测无显著性差异；经过干预实验组与对照组A1、A2、A5、A6、A7、A8六个维度产生显著性差异，证明经过干预高一学生科学探究观有显著提升，高一学生对A1、A2、A5、A6、A7、A8六个维度的理解水平有显著提高。1.6.1.4实验组后测和对照组后测结果对比分析将实验组后测结果与对照组后测结果进行对比分析，分析结果如下：（1）A1理解水平对比分析实验组后测中对A1的理解各水平占比与对照组后测对比图如图1.23所示。图1.23A1实验组后测结果与对照组后测结果对比图由图1.23分析可知，实验组后测中，A1持“通晓的”水平的学生占61.91%，“混合的”水平占9.52%，“朴素的”水平占28.57%，在干预后实验组大部分学生对于A1的理解可达到“通晓的”水平，但“朴素的”水平的学生仍占28.57%。与对照组后测结果对比可知，通过干预学生对于A1的理解有明显提升，对照组与实验组持“通晓的”水平的学生占比分别为38.85%和61.91%，干预前后处于“混合的”水平的学生占比基本持平，可知近一半前测处于“朴素的”水平的学生提升到了“混合的”水平和“通晓的”水平，部分“混合的”水平的学生提升到了“通晓的”水平。（2）A2理解水平对比分析实验组后测中对A2的理解各水平占比与对照组对比如图1.24所示。图1.24A2实验组后测结果与对照组后测结果对比图由图1.24可知，经过干预后学生对于A2的理解有所提升，但大部分同学的理解仍处于“混合的”水平，占80.95%，12.70%的学生持“混合的”水平，6.35%的学生持“朴素的”水平。与对照组后测结果相比，持“通晓的”理解水平的学生占比有所提升，但仍占一少部分。“混合的”水平的学生占比变化不大，持“朴素的”水平的学生比对照组低8.61%。（3）A3理解水平对比分析实验组后测中对A3的理解各水平占比与对照组后测对比图如图1.25所示。图1.25A3实验组后测结果与对照组后测结果对比图由图1.25可知，干预后实验组对A3的理解处于“通晓的”水平、“混合的”水平和“朴素的”水平占比分别为84.13%、1.55%、10.32%，大部分学生处于“通晓的”水平。与对照组后测结果相比可知，少部分学生的理解由“朴素的”水平提升到“混合的”水平，少部分学生由“混合的”水平提升到“通晓的”水平，但提升程度较小，经卡方检验无显著性差异。（4）A4理解水平对比分析实验组后测中对A4的理解各水平占比与对照组后测对比图如图1.26所示。图1.26A4实验组后测结果与对照组后测结果对比图由图1.26可知，干预后实验组对于A4的理解处于“通晓的”水平、“混合的”水平和“朴素的”水平占比分别为39.68%、30.16%和30.16%。与对照组对比可知，干预后实验组虽有所提升，经卡方检验无显著性差异，提升效果不明显。近四成学生对本维度有较清楚的认知，少部分处于“朴素的”水平、“混合的”水平学生的理解水平提高。但约1/3的学生仍处于“朴素的”水平，虽有提升但仍未到达理想水平。（5）A5理解水平对比分析实验组后测中对A5的理解各水平占比与对照组后测对比图如图1.27所示。图1.27A5实验组后测结果与对照组后测结果对比图由图1.27可知，干预后实验组处于“通晓的”水平、“混合的”水平和“混朴素的”水平学生占比分别为21.40%、27.78%和46.82%。与对照组后测结果相比，实验组处于“通晓的”水平的学生比对照组高14.38%，部分处于“朴素的”水平和“混合的”水平学生的理解水平有所提升。但处于“通晓的”水平的学生占比仍不高，未达到总数的1/3，近半数学生仍然处于“朴素的”水平。通过以上分析可知，学生对本维度的理解虽有显著提升，但仍未达到理想水平。（6）A6理解水平对比分析实验组后测中对A6的理解各水平占比与对照组对比如图1.28所示。图1.28A6实验组后测结果与对照组后测结果对比图由图1.28可知，干预后实验