為迎接21世紀社會發(fā)展對人才培養(yǎng)提出的挑戰(zhàn),各國際組織和國家皆對人才培養(yǎng)目標(biāo)進行了重新定位,提出了發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的教育目標(biāo)訴求。學(xué)科教學(xué)是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的主要途徑,其中,科學(xué)素養(yǎng)是學(xué)生核心素養(yǎng)的重要組成部分,是科學(xué)課程的核心目標(biāo)。科學(xué)推理能力作為科學(xué)素養(yǎng)的重要內(nèi)容之一,是公民在面對社會和個人生活中的科學(xué)問題時做出明智決策的關(guān)鍵能力。為適應(yīng)未來生活,學(xué)生具備科學(xué)推理能力極為重要,國際上對中小學(xué)生科學(xué)推理能力進行了廣泛的研究,而我國的研究相對較少,針對小學(xué)生科學(xué)推理能力的研究更少,故而本研究將關(guān)注兩個問題:小學(xué)生科學(xué)推理能力如何?小學(xué)生科學(xué)推理能力發(fā)展的影響因素有哪些,以及這些因素之間有何關(guān)系?對這兩個問題的研究將為我國小學(xué)生科學(xué)推理能力的培養(yǎng)提供參考。根據(jù)研究的問題,本研究主要分為三部分,即小學(xué)生科學(xué)推理能力的表現(xiàn)研究、小學(xué)生科學(xué)推理能力的調(diào)查研究、影響小學(xué)生科學(xué)推理能力的因素及其相互關(guān)系的研究。其中,小學(xué)生科學(xué)推理能力的表現(xiàn)研究是調(diào)查工具研制的依據(jù),調(diào)查結(jié)果是影響因素結(jié)構(gòu)方程模型中因變量的觀測值。需要指出的是,小學(xué)生科學(xué)推理能力是一種高階思維能力,并且在我國原先只有3-6年級開設(shè)科學(xué)課程,故而本研究的對象是3-6年級的小學(xué)生。本研究的過程及結(jié)論如下:第一部分,小學(xué)生科學(xué)推理能力的表現(xiàn)研究小學(xué)生科學(xué)推理能力表現(xiàn)的假設(shè)研究。通過對主要國際組織、國家及地區(qū)的核心素養(yǎng)框架、小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準、教育質(zhì)量監(jiān)測項目中對小學(xué)生科學(xué)推理能力的要求進行分析,結(jié)果將小學(xué)生科學(xué)推理能的表現(xiàn)從“提出問題/假設(shè)”“實驗設(shè)計”“證據(jù)評價”“推理、得出及應(yīng)用結(jié)論”“證明”五個方面梳理出16條表現(xiàn)要求,作為小學(xué)生科學(xué)推理能力表現(xiàn)的假設(shè)。小學(xué)生科學(xué)推理能力表現(xiàn)的修訂研究。將小學(xué)生科學(xué)推理能力表現(xiàn)的假設(shè)編成李克特量表,對大學(xué)理科教學(xué)論專家、小學(xué)科學(xué)教研員、小學(xué)一線科學(xué)教師(共256名)進行專家調(diào)查,根據(jù)調(diào)查結(jié)果,刪除2條表現(xiàn),最終形成的小學(xué)生科學(xué)推理能力表現(xiàn)共有14條。第二部分,小學(xué)生科學(xué)推理能力的調(diào)查研究小學(xué)生科學(xué)推理能力測驗項目的研制。依據(jù)第一部分確定的小學(xué)生科學(xué)推理能力表現(xiàn),在項目反應(yīng)理論的指導(dǎo)下,通過對精選的TIMSS、澳大利亞NAP-SL測評項目進行改編,并用Reasch模型中常用的BondFoxSteps軟件對編制的測試項目進行檢驗,通過兩次的測試及檢驗表明:修訂后最終形成的12道題目,它們的加權(quán)擬合值(Infit MnSq)在區(qū)間[0.85,1.15]之內(nèi),符合Rasch模型的要求,表明這12道測試題能較好的反應(yīng)小學(xué)生科學(xué)推理能力的測驗要求;試卷的總信度系數(shù)α=0.90,說明試卷的信度是非常理想的。此外,本測試卷還經(jīng)過科學(xué)教育專家、小學(xué)科學(xué)教師及小學(xué)生的審讀與修訂,這使得本測試項目具有較高的效度。小學(xué)生科學(xué)推理能力的調(diào)查結(jié)果。本研究選取3-6年級的1167名小學(xué)生參與調(diào)查,應(yīng)用SPSS22.0軟件對調(diào)查結(jié)果進行統(tǒng)計分析。研究結(jié)果表明:(1)通過對4個年級組被試的科學(xué)推理能力測驗在年級和性別(4×2)兩個因素上的差異進行復(fù)方差分析(MANOVA)表明:3-6年級小學(xué)生的科學(xué)推理能力在性別(Wilks’λ=0.981,F=5.495,p0.001)和年齡(Wilks’λ=0.873,F=13.418,p0.001)上存在顯著的差異;但性別和年齡之間不存在顯著的交互效應(yīng)(性別×年齡,Wilks’λ=0.995,F=0.463,p=0.936)。(2)采用單因素方差分析(Oneway-ANOVA)對3-6年級小學(xué)生科學(xué)推理能力的年齡差異進行分析表明:年齡對科學(xué)推理能力各維度及總能力均存在顯著性差異,采用多重事后分析(Tukey HSD)及得分隨年級增長的變化趨勢可知,四年級至五年級是小學(xué)科學(xué)推理能力的“提出問題”“實驗設(shè)計”“推理、得出及應(yīng)用結(jié)論”能力發(fā)展的關(guān)鍵年齡,四年級至六年級是小學(xué)生科學(xué)推理能力的“證明”及“總能力”迅速發(fā)展的關(guān)鍵年齡。(3)采用獨立樣本t檢驗對3-6年級學(xué)生科學(xué)推理能力的性別差異進行分析表明:四年級和五年級小學(xué)生科學(xué)推理能力的總能力及各維度均不存在顯著的性別差異,三年級學(xué)生在總能力、“推理、得出及應(yīng)用結(jié)論”“證明”維度存在顯著的性別差異,六年級學(xué)生在“證明”維度存在顯著的性別差異。其中,在科學(xué)推理能力的“總能力”“推理、得出及應(yīng)用結(jié)論”“證明”三個維度,女生的能力高于男生;在“提出問題”維度,除四年級的女生能力高于男生外,其余三個年級的男生能力高于女生;在“實驗設(shè)計”維度,三年級和六年級的男生能力高于女生,四年級和五年級的女生能力高于男生。第三部分,小學(xué)生科學(xué)推理能力的影響因素研究小學(xué)生科學(xué)推理能力的影響因素提取及調(diào)查問卷的開發(fā)。通過對已有文獻的梳理,本研究從教師科學(xué)推理能力教學(xué)、同伴協(xié)作與交流、家庭參與及投資三個維度構(gòu)建調(diào)查問卷。對編制的問卷進行試測,用SPSS22.0進行主成分分析及信度檢驗,結(jié)果表明所構(gòu)建的影響因素指標(biāo)具有較高的結(jié)構(gòu)效度,修訂后的問卷共涉及32個題目,其總信度系數(shù)α=0.912,說明此問卷的信度是理想的。小學(xué)生科學(xué)推理能力影響因素的結(jié)構(gòu)方程模型檢驗。將1167份3-6年級小學(xué)生科學(xué)推理能力影響因素的問卷調(diào)查結(jié)果用AMOS22.0軟件進行結(jié)構(gòu)方程模型檢驗,結(jié)果表明:小學(xué)生科學(xué)推理能力影響因素的調(diào)查結(jié)果與理論假設(shè)相匹配,不同的影響因素對小學(xué)生科學(xué)推理能力各維度的作用效果不同。通過模型基本適配度指標(biāo)、模型外在質(zhì)量的評估及模型內(nèi)在質(zhì)量的檢驗,結(jié)果表明,小學(xué)生科學(xué)推理能力影響因素的調(diào)查結(jié)果與理論假設(shè)相匹配,即家庭參與及投資、教師教學(xué)和同伴協(xié)作與交流三個影響因素對小學(xué)生科學(xué)推理能力具有正向的促進作用;家庭參與及投資對“提出問題”維度的科學(xué)推理能力促進作用相對較大,教師科學(xué)推理能力教學(xué)對“推理、得出及應(yīng)用結(jié)論”維度的科學(xué)推理能力促進作用相對較大,同伴交流與協(xié)作對“實驗設(shè)計”維度的科學(xué)推理能力促進作用相對較大。根據(jù)以上的研究結(jié)果,本研究對培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)推理能力進行了三個方面的討論:研制科學(xué)推理能力的學(xué)習(xí)進階,促進小學(xué)生科學(xué)推理能力的連貫性發(fā)展;構(gòu)建立體式的科學(xué)教育環(huán)境,促進小學(xué)生科學(xué)推理能力的發(fā)展;加強科學(xué)推理能力的測評,促進小學(xué)科學(xué)的教學(xué)重心轉(zhuǎn)移。然而,本研究還存在一些不足:首先,由于精力和財力的限制,本研究的樣本主要來自重慶及四川,為提升研究結(jié)論的可靠性,還需增加其他省份的樣本量;其次,關(guān)于學(xué)生科學(xué)推理能力的研究成果主要集中在國外,國內(nèi)在這方面的研究較少,這增加了本研究的難度,使得本研究的一些術(shù)語、對研究內(nèi)涵的認識可能還存在一些需要改進的地方;最后,本研究采用紙筆測驗,為增強測試情境的真實性,可采用計算機創(chuàng)設(shè)情境來進行測試。在今后的研究中,一方面是改進以上不足,同時還將持續(xù)對小學(xué)生科學(xué)推理能力的認知診斷、立體式科學(xué)教育環(huán)境建設(shè)的政策方面進行研究。
【學(xué)位單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：G623.6
【部分圖文】：

圖 0- 3 科學(xué)推理的綜合模型. Basic inferences of scientific reasoning, argumentation, and discovery[J]. Science Edu

圖 0- 4 基于證據(jù)的科學(xué)推理框架iel J. S. Brown 等人開發(fā)了基于證據(jù)的科學(xué)推理評估系統(tǒng)（TA, Bechtel W. Diagrams as Tools for Scientific Reasoning[J]. Review of Philosophy 31.e 21st century challenge for science education: Assessing scientific reasoning[J]. Th數(shù)據(jù)

圖0-7研究思路圖

本文編號：2854803