我國青少年科學推理能力培養策略

陳曦

摘要：素質教育的重點在于培養學生的科學素養，科學推理能力作為科學素養框架下科學探究能力的核心，是學生應該具備的一種重要能力。文章基于國內學者以往的研究，總結了我國青少年科學推理能力的現狀，并著重對其影響因素進行分析，從而有針對性地提出了一些培養我國青少年科學推理能力的策略。

關鍵詞：我國青少年;科學推理能力;培養策略

中圖分類號：G623.9? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）41-0086-02

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》提出，堅持以人為本、全面實施素質教育是教育改革發展的戰略主題。為了實現上述目標，適應世界教育改革發展趨勢，我國提出要立德樹人，培養學生的核心素養。在我國，這些核心素養主要體現為學科教學上的學科素養。科學素養是學科素養的一種，一般指了解必要的科學技術知識，掌握基本的科學方法，樹立科學思想，崇尚科學精神，并具有一定的應用它們解決實際問題的能力。科學推理能力是培養科學素養的核心，它能夠改變學生的思維方式，提高學生的規律意識和理性精神，增強學生的求實精神和追求真理的意志，培養學生的創新精神和實踐能力，所以培養青少年科學推理能力是至關重要的。

一、科學推理的概念

科學推理（Scientific Reasoning）的概念是皮亞杰在其認知發展理論中首次提出的，在皮亞杰看來，科學推理能力是兒童或成人的認知水平發展到形式運算階段之后具有的推理類型。Lederman定義科學推理為歸納思維（概念獲得、概念形成、概念圖式）和演繹推理（基于創造力、觀察、模型建構以及根據經驗證據的評價）。Stuessy認為科學推理是個體所擁有的在科學探究過程中觀察事物之間關系、做出假設、驗證假設、預測結果、邏輯推斷、證據評估，最終證明特定結論合理所需要具備的內在邏輯思維形式。Klahr和Dunbar則把科學推理視為問題解決。綜上所述，雖然學者們提出了各種不同的科學推理的概念，但是這些概念的基本內涵大致相同。學者們基本認同：科學推理是個體發展到一定高度之后具有的推理類型;在個體進行科學推理時一般采用的推理類型是歸納推理和演繹推理;個體應用科學推理進行假設檢驗或問題解決。

科學推理的研究在科學哲學、心理學及教育學等領域均有涉獵。其中，教育學領域主要研究科學推理能力的影響因素以及如何在教學中培養學生各方面的推理能力。本文總結了科學推理能力在國內教育學領域的研究，包括測量工具、研究現狀等，并對培養科學推理能力提出了一些針對性策略。

二、科學推理能力的測量工具

對于科學推理能力的研究少不了介紹科學推理能力的測量工具。國際上，有關科學推理能力的測量工具主要有ACT、GALT、SRLT、SRTS、TOLT、LCTSR等。而國內對于科學推理能力的測量評估沒有一套屬于自己的體系，一般采用兩種方式：第一種，直接借用或者稍做修改Lawson教授設計的LCTSR科學推理能力測試試卷對學生進行測試;第二種，采用我國的高考試題進行測試，從側面反映學生的科學推理能力。

三、國內科學推理能力的研究現狀

科學推理能力是青少年學習科學知識應該具備的基本能力，它往往比科學知識更重要。通過總結學者以往的研究發現，在整體研究趨勢上，呈現出重現狀調查，輕理論探討和實踐研究的趨勢。與西方國家相比，我國對科學推理能力的理論探討和測量研究起步較晚，仍停留在現狀調查的層面，缺乏完整的理論體系，更加缺乏相關的教學實踐。

在研究結果上，國內青少年科學推理能力整體水平偏低，且發展不平衡。科學推理能力評估測試涵蓋了國內外各個不同地區和民族，被測評者的選取都采用了隨機抽樣方式。通過總結得出影響我國科學推理能力的因素主要可分為：內部因素（學生年齡、性別等）和外部因素（教師教學方式、地區、環境等）。

（一）內部因素

1.年齡，也就是生理發育程度，被一些研究者認為是影響科學推理能力的重要因素。大部分研究表明隨著年齡的增長，青少年的科學推理能力逐步提高，這也符合皮亞杰的認知發展理論。整體來看，年齡也就是個體的成熟程度直接影響著科學推理能力的發展，同時它也是個體的經驗多寡、靈活性強弱的決定因素。

2.學者們對性別這一影響因素的評估產生了分歧，但他們大都認為：性別雖然沒有直接對科學推理能力產生大影響，但它通過對經驗、場依存型/場獨立型、內外控傾向的控制，對科學推理能力的發展也起到了不可或缺的作用。

（二）外部因素

1.學校教學理念和方式的不同，對科學推理能力的培養和提高會產生不同的影響，而科學推理能力的提升大都與學生直接參與的教學方法的使用呈正相關。

2.通過一些跨地區的研究，可以發現由于地域的硬件設施、師資力量等教育環境相對能夠直接地作用于學生，從而可能對其科學推理能力的發展產生更為直接的影響，所以從大部分研究中可以發現西部偏遠地區學生的科學推理能力比東部發達地區的學生弱。

3.外部環境包含了多種因素及其之間的相互作用，如：經濟發展水平、人文環境、自然環境、文化環境等。其中絕大部分因素對個體的科學推理能力發展都會產生間接性的影響，并且牽涉的范圍廣，相互作用的機制也較為復雜。

四、我國青少年科學推理能力培養策略

為了促進對青少年科學推理能力的培養，現根據我國整體研究現狀及科學推理能力的各影響因素提出以下建議：

第一，根據我國學生的特點、教學內容、教學環境等具體情況，開發一套適合評估國內青少年科學推理能力的測評體系。為了提高青少年科學推理能力，首先要了解我國青少年科學推理能力的水平。因此，要求這套評估體系既可以評估我國青少年科學推理能力的整體水平，又可以分析出青少年各自推理能力不平衡的成因。從而教師就可以根據評估結果整合出一套系統的學科教學指導模式，從學科知識和學生的認知水平出發，精準地培養學生各方面的推理能力，從而培養科學思維，提升科學素養。

第二，注意青少年科學推理發展的不同思維階段，要根據不同年齡的認知水平階段的差異性合理安排教學任務。科學的教育應當遵循學生思維發展的順序，循序漸進，在特定年齡階段施以適當的教學材料，讓學生科學概念的學習與形式思維的發展保持同步，穩步培養科學推理能力。

第三，重視學生性別差異，為男生和女生營造一個相對自由和公平的發展環境。我們不應該過度關注和強調男、女生在學習和未來工作中可能取得的成就差異，應該給予他們一個相對公平的發展環境，使他們都能得到全面發展。

第四，注重學生的探究性學習，幫助學生提高自主建構知識的水平。科學推理能力是學生在進行科學探究的過程中通過觀察實驗、收集證據、歸納演繹、驗證假設等逐漸提高的，故在教學過程中必須強化學生探究性學習的積極性和實施策略，從而提高學生的科學推理能力。課堂練習時，還可以多設計理解、應用、分析、綜合類的題目，并通過一系列由淺入深、循序漸進的提問啟發學生，引導學生積極思考，培養學生的科學推理能力。

第五，提高偏遠地區的教育水平，構建良好的科教氛圍。這既需要國家及地方政府政策上大力支持科教事業的建設，并且給予大量實際地對軟硬件、師資等教育資源的投入，也需要當地社會各界對科教事業的重視。

第六，在教學過程中，要積極創設有利于推理能力培養的思維環境——引導學生關注知識的形成和發展過程，積極培養學生主動學習、主動思考的習慣，提高學生自主構建知識系統的水平，從而培養學生的科學推理能力。

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