【摘 要】
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2022年版《义务教育物理课程标准》将教学目标也落实到了“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四大核心素养上,这使得对学生科学素养的培养目标更加明确。科学推理作为科学思维的重要部分,往往会改变学生的思维方式,影响学生对于新概念的理解以及客观规律的掌握。同时科学推理作为一种高阶的思维能力,不仅影响学生的学业成绩,还可能会影响学生在日常生活中作出正确的决策和判断,成为学生在终生学习过程
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2022年版《义务教育物理课程标准》将教学目标也落实到了“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四大核心素养上,这使得对学生科学素养的培养目标更加明确。科学推理作为科学思维的重要部分,往往会改变学生的思维方式,影响学生对于新概念的理解以及客观规律的掌握。同时科学推理作为一种高阶的思维能力,不仅影响学生的学业成绩,还可能会影响学生在日常生活中作出正确的决策和判断,成为学生在终生学习过程中不可或缺的重要技能。因此对学生的科学推理能力的研究成为强化学生科学思维,提升学生科学素养的重要课题。初二初三年级的第一学期分别是学生开始正式学习物理、化学等科学课程的重要时期,也是培养学生科学思维的“黄金期”。因此,本研究在皮亚杰认知发展阶段理论的基础上,围绕初中生的“科学推理能力”展开调查和研究。首先,基于文献综述,对相关概念进行了界定,并讨论了研究的理论基础,然后通过文本分析法了解课标对初中生科学推理能力的要求,分析人教版初中物理教材中涉及到的科学推理要素,找到初中物理教学中培养学生科学推理能力的落脚点和侧重点。随后,采用美国学者Lawson编订的学生科学推理能力测量工具（LCTSR2000）对两个省会城市初二初三年级共481名学生的科学推理能力展开前测和后测,并通过SPSS以及Excel软件对学生的科学推理能力的水平现状、年级差异和各维度特点在前后测中的发展变化,以及部分学科成绩、性别、地域等因素对学生科学推理能力的影响进行分析。通过以上研究,本文得出以下主要结论:1.关于初中物理教材中“科学推理”要素分析:（1）人教版初中物理教材中出现了 161处有关“科学推理”的内容,较为全面的渗透了科学推理能力教育要素。（2）“比例推理”、“相关推理”、“控制变量推理”等要素在教材中呈现较多,其中“比例推理”要素在教材中主要通过基本物理公式的推导和变换进行强化。2.关于学生科学推理能力水平现状:（1）初二年级学生中有77.5%的学生处于前形式运算阶段,有12.5%的学生达到了形式运算阶段水平;初三年级中约有35.2%的学生处于前形式运算阶段,有56.7%的学生可以达到形式运算阶段。（2）初二年级学生整体守恒推理水平较高,概率推理水平较低,其相关推理水平较低且易存在两极分化的现象。初三学生在守恒推理、比例推理维度整体水平较高,在概率推理以及相关推理维度个体差异较大。（3）两个年级学生在科学推理的总体得分,以及守恒推理、比例推理、概率推理、假设演绎推理维度上均存在显著性差异,初三学生优于初二学生。在相关推理以及控制变量维度上无明显差异。3.关于学生科学推理前后测对比分析:（1）初二学生在比例推理以及控制变量推理维度中存在较为显著的提高,初三学生则是在整体推理、守恒推理、比例推理、控制变量推理、假设演绎推理等维度均存在显著的提升,但在相关推理以及概率推理水平上无明显提升。（2）相较于初二年级,初三年级学生的科学推理能力经过一学期学习后整体提升效果更好,得到能力提升的维度更多。4.关于学生科学推理能力影响因素分析:（1）物理、化学成绩因素:学生的物理成绩与学生科学推理测试总成绩及比例推理,守恒推理,控制变量推理等维度成绩呈显著正相关,与概率推理和假设演绎推理维度成绩呈无关性;学生的化学成绩与其科学推理测试总成绩以及比例推理,控制变量推理,概率推理,假设演绎推理等维度成绩呈显著弱相关,而与守恒推理与相关推理维度呈无关性;（2）性别因素:初二年级学生在概率推理能力维度上存在性别差异,男生成绩优于女生。在其他维度上无差异。初三年级学生在科学推理各能力维度上均无性别差异;（3）地域因素:W市、G市初二学生在守恒推理,比例推理,概率推理等维度存在显著差异。初三学生在科学推理能力测试总分以及守恒推理,比例推理,控制变量推理维度、概率推理、假设演绎推理维度上都存在显著差异,即学生的科学推理能力发展受地区差异影响明显。
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