中学生科学推理能力的案例研究
一、科学推理能力的含义
科学推理能力是运用逻辑思维依据科学事实进行推理，进而做出解释或得到结论的能力。具备基本的科学推理能力是进行科学探究的必要条件，培养学生的科学推理能力是培养他们探究能力的基础[1-3]。科学推理作为一种思维方式，其地位和作用是不容忽视的。学习的终极目标不是寻求真理，而在于解决问题。
科学本是一个有血有肉的整体，可是往往被教育无情、残忍地剥夺了其过程内容，只剩下一副没有精神、没有灵魂的知识骨架。
因此学习科学不是要别人做给学生们看，而是他们要亲自动手做的事情；不仅学习别人的知识经验，更强调自己亲自体验、亲自寻找证据、亲自进行科学推理进而去发现新的知识经验。要让学生不仅“学”，而且“会”，理会知识的内涵，理清思维，重要的是明确为什么这些事情和现象是这样发生而不是那样发生，以达到学以致“用”的目的。科学推理正好在“学”、“会”、“用”之间起到了桥梁和纽带的作用。科学推理的过程建构起了学生个人与知识之间的一种整体的、合理的意义关联，使得知识对学生本人以后的成长与发展产生深远的意义。[1]
二、科学推理能力的案例研究
为了衡量中学生科学推理能力的发展现状，我们以一个科学史上真实的案例作为问题解决的背景，进行了调查。有一天，英国著名化学家戴维去托斯卡纳伯爵的别墅做客，茶余饭后，伯爵就问戴维钻石是由什么化学元素组成的，能否做实验给他看。戴维最擅长做化学实验，他指着伯爵的戒指上镶嵌的钻石问：“您能贡献出这颗钻石让我们做实验给您看吗？”伯爵表示愿意，但要求实验必须令人心悦诚服，否则要戴维折价赔偿。如果你是戴维，你会怎么证明给伯爵看呢三、科学推理能力的现状及原因分析
3.1现状
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通过对表1的数据分析，不难发现学生依靠证据进行科学推理的能力欠缺，在学生给出的5种思路中，只有一种具有可行性，提出正确方法的占68.3%，方法不正确的占31.7%。虽然有68.3%的学生想到了“高温灼烧钻石，检验产物”，但在推理的严密性上还有欠缺。学生存在的主要问题有两方面，一方面是依靠证据进行科学推理的能力欠缺，另一方面是缺少推理策略或推理策略不够严谨缜密。
3.2原因
目前中学理科教学是否有助于提高学生的科学推理能力水平？根据调查和分析结果反思中学理科教学，可以发现存在以下问题。
一是教师对科学本质的认识不够全面，影响学生的科学推理能力的形成与提高。学生把书本知识或大脑中的知识作为科学推理的证据进行推理，对自己的理论显示出较强的依赖性。调查中，有8.3%的中学生选择“利用现代仪器分析方法进行元素分析”，但是很显然这个问题不需要化学分析仪器就可以解决。[3]二是理科教学仍然以注重知识传授为主，对学生的科学探究和科学推理能力的培养不够重视。
三是理科实验教学中比较重视验证性实验，忽略探索性实验。问卷中所考查的化学专业知识仅是单纯与碳元素相关，但仍有接近40%的受调查学生不能给出科学合理的解决思路，确实应当引起我们的高度重视和对教学的反思。
四、建议
针对本研究发现的问题，对中学理科教育改革提出以下建议：根据新世纪基础教育课程颁布的自然科学学习领域的课程标准，对中学生的科学探究能力所提出的目标和要求，实施教育；提高教师对科学本质的认识，使理科教学中科学知识的传授和科学推理过程融为一体；注重提高培养学生科学推理能力的意识，充分利用学科特点设计教学环境进行科学推理训练。
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