完整的探究活动是否有助于提高学生控制变量能力

摘要

随着科学探究式教学的深入展开，教师和学生都感觉到，在探究式教学的过程中存在很多困难。如在设计实验的环节中，面对多因素影响的实验，学生很难确定和控制一个以上的变量。而在国内的初中课堂上，有些教师常常喜欢进行实验设计的专项训练，不重视让学生体验完整的探究过程。他们认为这样能让学生很快理解控制变量，还可以节约时间让学生做大量练习。然而随着这种教学方式的深入展开，教师感觉到，很多学生并不能很快的接受“所有的其他因素保持不变”的策略，老师甚至很难纠正他们。因此，研究哪种教学方法更能提高学生的控制变量水平，对于增强学生的科学探能力，教师的教学实践、改进科学教学都是非常有益的。 本研究在皮亚杰的认知结构理论、奥苏伯尔的有意义学习理论等的基础上，应用微观发生研究法来考察对学生进行实验设计的专项训练(第一种授课方式)和让学生体验完整的探究过程的授课方式(第二种授课方式)对学生理解控制变量这一概念的影响。 研究结果表明：通过教学，接受第一种授课方式后，控制班第一和第三道题的成绩都分别得到显著提高，但第二道题的成绩提高不显著。接受第二种授课方式后，实验班三道题的成绩全都分别得到显著性提高。整体上实验班的成绩显著高于控制班，尤其是面对比较陌生的问题情景时，控制班的成绩没有显著性提高；实验班的成绩却有显著性提高，说明第二种教法更能促进被试的控制变量能力在不同的问题情景之间的迁移。 在实施第二种教法时我们发现，很难理解控制变量的被试表现为三个状态：1、直觉状态：被试面对不熟悉的情景时，直接下结论或设计的实验无对照实验；2、完全模仿状态：被试要么完全照搬先前的实验模型，要么模仿别人的实验方法,使他们从表面看起来似乎懂得控制变量了；3、变量混乱状态：被试表现出不知道哪些变量要改变，哪些变量要保持不变的混乱状态。 通过教学（如下图所示），直觉状态的被试会有一部分进人完全模仿状态，完全模仿状态的被试下一个阶段会进入变量混乱状态，最后进入控制变量阶段是最难的。有些被试即使凭借老师或同学的帮助正确的完成了实验，当遇到下一个陌生的问题情景时，他们的思路又会回到先前的完全模仿状态。(自觉状态)→（完全模防状态）→（控制变量状态）→（变量况乱状态状） 我们相信，让学生体验完整的探究过程的教学方式能使学生发现和解决自己存在的问题，能很好的帮助被试了解控制变量的概念。这种教学方式还可以让教师了解被试学习控制变量的个体差异；让教师看到这几类被试在理解控制变量的思维发展过程中有哪些特点？ 最后，论文从测试题的利弊、教学方法的不足等方面进行了反思和总结