我国青少年科学推理能力培养策略
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作者:陈曦
摘要：素质教育的重点在于培养学生的科学素养，科学推理能力作为科学素养框架下科学探究能力的核心，是学生应该具备的一种重要能力。文章基于国内学者以往的研究，总结了我国青少年科学推理能力的现状，并着重对其影响因素进行分析，从而有针对性地提出了一些培养我国青少年科学推理能力的策略。
关键词：我国青少年;科学推理能力;培养策略
中图分类号：G623.9 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）41-0086-02
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》提出，坚持以人为本、全面实施素质教育是教育改革发展的战略主题。为了实现上述目标，适应世界教育改革发展趋势，我国提出要立德树人，培养学生的核心素养。在我国，这些核心素养主要体现为学科教学上的学科素养。科学素养是学科素养的一种，一般指了解必要的科学技术知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神，并具有一定的应用它们解决实际问题的能力。科学推理能力是培养科学素养的核心，它能够改变学生的思维方式，提高学生的规律意识和理性精神，增强学生的求实精神和追求真理的意志，培养学生的创新精神和实践能力，所以培养青少年科学推理能力是至关重要的。
一、科学推理的概念
科学推理（Scientific Reasoning）的概念是皮亚杰在其认知发展理论中首次提出的，在皮亚杰看来，科学推理能力是儿童或成人的认知水平发展到形式运算阶段之后具有的推理类型。Lederman定义科学推理為归纳思维（概念获得、概念形成、概念图式）和演绎推理（基于创造力、观察、模型建构以及根据经验证据的评价）。Stuessy认为科学推理是个体所拥有的在科学探究过程中观察事物之间关系、做出假设、验证假设、预测结果、逻辑推断、证据评估，最终证明特定结论合理所需要具备的内在逻辑思维形式。Klahr和Dunbar则把科学推理视为问题解决。综上所述，虽然学者们提出了各种不同的科学推理的概念，但是这些概念的基本内涵大致相同。学者们基本认同：科学推理是个体发展到一定高度之后具有的推理类型;在个体进行科学推理时一般采用的推理类型是归纳推理和演绎推理;个体应用科学推理进行假设检验或问题解决。
科学推理的研究在科学哲学、心理学及教育学等领域均有涉猎。其中，教育学领域主要研究科学推理能力的影响因素以及如何在教学中培养学生各方面的推理能力。本文总结了科学推理能力在国内教育学领域的研究，包括测量工具、研究现状等，并对培养科学推理能力提出了一些针对性策略。
二、科学推理能力的测量工具
对于科学推理能力的研究少不了介绍科学推理能力的测量工具。国际上，有关科学推理能力的测量工具主要有ACT、GALT、SRLT、SRTS、TOLT、LCTSR等。而国内对于科学推理能力的测量评估没有一套属于自己的体系，一般采用两种方式：第一种，直接借用或者稍做修改Lawson教授设计的LCTSR科学推理能力测试试卷对学生进行测试;第二种，采用我国的高考试题进行测试，从侧面反映学生的科学推理能力。
三、国内科学推理能力的研究现状
科学推理能力是青少年学习科学知识应该具备的基本能力，它往往比科学知识更重要。通过总结学者以往的研究发现，在整体研究趋势上，呈现出重现状调查，轻理论探讨和实践研究的趋势。与西方国家相比，我国对科学推理能力的理论探讨和测量研究起步较晚，仍停留在现状调查的层面，缺乏完整的理论体系，更加缺乏相关的教学实践。
在研究结果上，国内青少年科学推理能力整体水平偏低，且发展不平衡。科学推理能力评估测试涵盖了国内外各个不同地区和民族，被测评者的选取都采用了随机抽样方式。通过总结得出影响我国科学推理能力的因素主要可分为：内部因素（学生年龄、性别等）和外部因素（教师教学方式、地区、环境等）。
（一）内部因素
1.年龄，也就是生理发育程度，被一些研究者认为是影响科学推理能力的重要因素。大部分研究表明随着年龄的增长，青少年的科学推理能力逐步提高，这也符合皮亚杰的认知发展理论。整体来看，年龄也就是个体的成熟程度直接影响着科学推理能力的发展，同时它也是个体的经验多寡、灵活性强弱的决定因素。
2.学者们对性别这一影响因素的评估产生了分歧，但他们大都认为：性别虽然没有直接对科学推理能力产生大影响，但它通过对经验、场依存型/场独立型、内外控倾向的控制，对科学推理能力的发展也起到了不可或缺的作用。
（二）外部因素
1.学校教学理念和方式的不同，对科学推理能力的培养和提高会产生不同的影响，而科学推理能力的提升大都与学生直接参与的教学方法的使用呈正相关。
2.通过一些跨地区的研究，可以发现由于地域的硬件设施、师资力量等教育环境相对能够直接地作用于学生，从而可能对其科学推理能力的发展产生更为直接的影响，所以从大部分研究中可以发现西部偏远地区学生的科学推理能力比东部发达地区的学生弱。
3.外部环境包含了多种因素及其之间的相互作用，如：经济发展水平、人文环境、自然环境、文化环境等。其中绝大部分因素对个体的科学推理能力发展都会产生间接性的影响，并且牵涉的范围广，相互作用的机制也较为复杂。
四、我国青少年科学推理能力培养策略
为了促进对青少年科学推理能力的培养，现根据我国整体研究现状及科学推理能力的各影响因素提出以下建议：
第一，根据我国学生的特点、教学内容、教学环境等具体情况，开发一套适合评估国内青少年科学推理能力的测评体系。为了提高青少年科学推理能力，首先要了解我国青少年科学推理能力的水平。因此，要求这套评估体系既可以评估我国青少年科学推理能力的整体水平，又可以分析出青少年各自推理能力不平衡的成因。从而教师就可以根据评估结果整合出一套系统的学科教学指导模式，从学科知识和学生的认知水平出发，精准地培养学生各方面的推理能力，从而培养科学思维，提升科学素养。 第二，注意青少年科学推理发展的不同思维阶段，要根据不同年龄的认知水平阶段的差异性合理安排教学任务。科学的教育应当遵循学生思维发展的顺序，循序渐进，在特定年龄阶段施以适当的教学材料，让学生科学概念的学习与形式思维的发展保持同步，稳步培养科学推理能力。
第三，重视学生性别差异，为男生和女生营造一个相对自由和公平的发展环境。我们不应该过度关注和强调男、女生在学习和未来工作中可能取得的成就差异，应该给予他们一个相对公平的发展环境，使他们都能得到全面发展。
第四，注重学生的探究性学习，帮助学生提高自主建构知识的水平。科学推理能力是学生在进行科学探究的過程中通过观察实验、收集证据、归纳演绎、验证假设等逐渐提高的，故在教学过程中必须强化学生探究性学习的积极性和实施策略，从而提高学生的科学推理能力。课堂练习时，还可以多设计理解、应用、分析、综合类的题目，并通过一系列由浅入深、循序渐进的提问启发学生，引导学生积极思考，培养学生的科学推理能力。
第五，提高偏远地区的教育水平，构建良好的科教氛围。这既需要国家及地方政府政策上大力支持科教事业的建设，并且给予大量实际地对软硬件、师资等教育资源的投入，也需要当地社会各界对科教事业的重视。
第六，在教学过程中，要积极创设有利于推理能力培养的思维环境——引导学生关注知识的形成和发展过程，积极培养学生主动学习、主动思考的习惯，提高学生自主构建知识系统的水平，从而培养学生的科学推理能力。
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