绍兴市高中生科学推理能力发展现状
摘要：科学推理能力是由皮亚杰首次提出的一种高级思维模式，是认知发展进行到形式运算阶段后具有的推理类型。科学推理能力是科学探究和科学发现过程中所必需的一系列思维能力，包括了从发现问题直到解决问题过程中的一系列的高阶认知技能。研究学生科学推理能力发展现状并加以提升是推动科学教育向前发展的重要路径，学生科学推理能力的提升和进步能够有效推动个体认知水平的发展，促进学生科学探究能力和创新能力的提升。LCTSR问卷，简称LCTSR 2000，是由Lawson在CTFR-78测量工具的基础制定的，广泛用于测定学生科学推理能力发展水平的问卷工具，分别从六种维度考察学生的科学推理能力。本研究将使用LCTSR 2000调查绍兴市高中生的科学推理能力发展水平，并分析可能影响科学推理能力发展的因素，以期提供一些使得科学推理能力内化为学生的科学素养的方法，为教学中科学推理能力的培养提供建议。
关键词：科学推理能力；高中生；发展现状
The development of scientific reasoning ability of senior high school students
Abstract: Scientific reasoning ability is an advanced mode of thinking first proposed by Jean Piaget, and is the type of reasoning that occurs after Piagetrsquo;s theory of cognitive development of cognitive development. Scientific reasoning ability is a series of thinking ability which is necessary in the process of scientific exploration and scientific discovery, including a series of high-order cognitive skills from problem discovery to problem solving. It is an important way to promote the development of science education to study the current situation of the development of studentsrsquo;scientific reasoning ability. The improvement and progress of studentsrsquo;scientific reasoning ability can effectively promote the development of individual cognitive level, promoting the scientific inquiry ability and innovation ability of students. LCTSR questionnaire, or Lctsr 2000, was developed by Lawson on the basis of CTFR-78, which is widely used to measure the development level of studentsrsquo;scientific reasoning ability. This study will use Lctsr 2000 to investigate the development of scientific reasoning ability of high school students in Shaoxing and analyze the factors that may affect the development of scientific reasoning ability, with a view to providing some methods to make scientific reasoning ability internalized into studentsrsquo;scientific literacy, and to provide suggestions for the cultivation of scientific reasoning ability in teaching.
Key words:Scientific reasoning ;High school students ; Current State of development
1 引言
随着社会的飞速进步，科学技术成为第一生产力，大数据、人工智能等新兴信息技术逐渐成为引领和影响社会发展的最重要因素。科学技术不断在改变我们的生活，科学态度、科学方法和科学精神也已成为现代公民的基本素养，世界各国都深刻认识到科学教育关乎民族的兴盛衰败，并纷纷进行教育上的改革，为国民提供更高质量的教育，以培养适应现在和未来社会发展所需要的创新型人才。改革开放以来我国高速发展前进，社会的进步直接给社会工作大环境带来了巨大变化，技术革新使得某些类型的工作被新技术替代，具有中等水平劳动力需求的工作机遇正在逐渐消失，这对教育领域也产生了极大的影响。作为青少年，要想跟上社会发展的脚步，必须掌握更高程度的综合技能，需要具备挖掘问题实质、设计解决问题的模型、提取并运用所学知识进行分析推理的能力[1]。
科学推理的概念是二十世纪六十年代由皮亚杰在其认知发展理论中首次提出。皮亚杰认知发展理论将儿童的认知发展分为四个阶段，分别是感知运动阶段、前运算阶段、具体运算阶段以及形式运算阶段。高中生已经处于形式运算阶段，能够认识命题之间的关系，根据逻辑推理、归纳或演绎的方法来解决问题，能够理解符号意义、隐喻和直喻，能作一定的概括，思维具有可逆性，补偿性和灵活性。皮亚杰认为科学推理能力是一种高级思维模式，是认知发展进行到形式运算阶段之后具有的推理类型，在人的认知发展中起着重要的作用[2]。皮亚杰指出成熟、练习和经验、社会性经验、平衡是影响人的认知发展的重要因素。这些因素可能由他们通过自身的非正式学习得到，更可能由教师的课堂教学得到。Lawson定义科学推理为归纳思维和假设演绎思维之间的一系列思维过程，并将科学推理能力分为了守恒推理、比例推理、控制变量推理、概率推理、相关推理以及假设演绎推理六个子推理能力[3]。近年来，新课程改革如火如荼，科学推理作为科学核心素养的重要元素，对于提高当代学生的科学素养，提高寻求科学本质、认识万物真谛、论证事实真理的能力具有重要意义。科学推理能力是学生能够在日常将生活中获得的感性材料，去粗取精，由表及里，形成正确的科学认知必不可少的素质[4]。因此，当前教育形式下，研究学生的科学推理能力是十分必要且重要的，对科学推理能力的考察是研究被试科学推理能力的第一步，考察中学生的科学推理能力现状水平，对于之后开展相关研究，促进我国加快培养高素质的科学人才至关重要。要想全面、深刻地测量学生的科学推理能力，就需要可靠、有效的测量工具。国内外的学者对中学生以及大学生的科学推理能力进行了大量的实证研究，并开发了一些检验科学推理的量化工具，其中，应用最广泛的是Lawson于1978年编制的Lawson科学推理课堂测试，简称LCTSR2000，LCTSR2000中文版是由俄亥俄比亚大学的包雷教授翻译而来，LCTSR2000中文版分别从六个维度考察学生的科学推理能力，国内大多数研究者都以此为工具进行研究。
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