探究过程中高中学生解释的演变——以一个运动学结构不良问题为例

摘要

在日常生活、学习、工作中，人们总要解决各种各样的问题，而科学教育的目标之一就在于让学生运用所学的科学知识与技能，对现象进行解释，并运用到日常生活中，以获得解决问题的能力。科学的解释是把现有的科学知识和来自观察、试验或模型的新证据组合成具有内在一致性的、符合逻辑的说明。科学解释必须坚持一定的判别标准，必须遵守证据法则，必须接受质疑和可能的修改。评价解释，并且对解释进行修正，甚至是抛弃，是科学探究有别于其它探究形式及其解释的一个特征。解释是将所观察到的与已有知识联系起来的学习新知识的方法。因此，解释要超越现有知识、提出新的见解。科学解释的建构有助于帮助学生精炼对科学的想法，进一步促进对科学知识的理解。 本研究以解释为主线，以一个运动学结构不良问题为载体，设置在“绕障碍物接力赛跑”这一熟悉而又陌生的问题情境中，跑道一上3个障碍物等距离放置，跑道二上前面放2个后面放1个障碍物，跑道三上3个障碍物都放在起跑不远处，让速度相同的三个队伍在这样三个跑道上进行比赛。要求解释：哪个跑道上的队伍最先跑完全程。研究了高中学生解释的动态演变过程。经过对数据的整理和分析，得到以下研究结论：①被试对于问题的预测，答案的正确率虽较高，但被试整体的解释水平不高。中上水平解释和高水平解释总共18个，占被试总人数的41.8％，不足被试人数的一半，而中等水平解释和中下水平解释总共25个，占被试总人数的58.2％，超过被试人数的一半。超过三分之一的被试仅凭经验、生理反应等内容来解释复杂的运动学问题。②被试整体表示对他人的解释感到满意的占45.3％，不及总人次的一半，而感到不满意和表示中立的达54.7％。③当被试的解释不同于提供的他人解释时，大多数被试是补充、完善自己的解释，部分被试改变自己原有的解释，少数被试忽视或排斥他人的解释而保持原有解释。④被试在听取他人解释时有7人／8次改变了原有的解释，证据呈现过程中有9人／11次改变了原有的解释，共有12人／19次改变解释。⑤被试能够再次用实验证据来支持正确解释的比例较高。⑥多数被试不评价或不知道怎么评价自己和他人的解释。