中学生化学探究能力的构成及其发展

第一章科学探究能力概述1
　第一节科学探究能力的研究背景1
　　一、公民的科学素养需要以探究能力的培养为核心1
　　二、学生的现状迫切需要研究探究能力及其发展的相关问题2
　　三、科学探究能力相关的已有研究缺乏深层结构4
　第二节科学探究能力的相关研究概述6
　　一、科学探究概述6
　　二、科学探究能力的界定7
　　三、科学探究能力的构成10
　　四、科学探究能力的发展层级18
　　五、认识方式的相关研究22
　　六、科学探究能力的相关研究述评23
　第三节研究问题、任务和方法24
　　一、研究问题24
　　二、研究任务24
　　三、研究方法25
　　四、研究的意义与价值26
　　五、研究构想与设计26
第二章化学探究活动的学科本体分析28
　第一节化学探究活动的基本类型28
　第二节化学探究活动的一般思路30
　　一、物质组成与结构探究活动的一般思路31
　　二、物质性质探究活动的一般思路34
　　三、物质制备与合成探究活动的一般思路35
　　四、物质分离探究活动的一般思路37
　　五、物质检验探究活动的一般思路40
　　六、化学变化规律探究活动的一般思路41
　第三节化学探究活动的角度分析42
　　一、物质组成与结构探究活动的角度分析42
　　二、物质性质探究活动的角度分析48
　　三、物质制备与合成探究活动的角度分析55
　　四、物质分离探究活动的角度分析60
　　五、物质检验探究活动的角度分析62
　　六、化学变化规律探究活动的角度分析67
第三章化学探究活动的一般探究能力要素71
　第一节一般探究能力要素的解构71
　　一、国外科学课程文本中的科学探究能力构成要素71
　　二、关于探究能力构成要素的实证研究77
　第二节化学探究活动的一般探究能力要素79
　　一、化学提出问题能力要素80
　　二、化学猜想假设能力要素83
　　三、化学制订计划能力要素86
　　四、进行化学实验能力要素88
　　五、化学收集证据能力要素88
　　六、化学解释结论能力要素89
　　七、化学反思评价能力要素91
　　八、化学表达交流能力要素92
　第三节化学探究能力及其构成模型93
　　一、化学探究能力构成模型相关概念界定93
　　二、化学探究能力的构成模型93
第四章中学生化学探究能力发展现状测查97
　第一节中学生化学探究能力测查概述97
　　一、中学生化学探究能力的评价模型97
　　二、中学生化学探究能力测查目的97
　第二节中学生化学探究能力评价工具的开发98
　　一、中学生化学探究能力评价工具的概述98
　　二、测查计划及测查样本的选取100
　　三、评价标准101
　　四、测试工具的信效度分析107
　　五、评分者信度110
第五章中学生化学探究能力的测查结果与分析112
　第一节中学生总体样本化学探究能力结果与分析112
　　一、中学生总体样本化学探究能力总分结果与分析112
　　二、中学生总体样本化学探究能力分项指标总分结果与分析112
　第二节不同学段化学探究能力结果与分析113
　　一、不同学段学生化学探究能力总分结果与分析113
　　二、不同学段学生化学探究能力分项指标总分结果与分析114
　第三节中学生一般探究能力的测查结果与分析116
　　一、中学生化学提出问题能力的测查结果与分析116
　　二、中学生化学猜想假设能力的测查结果与分析125
　　三、中学生化学制订计划能力的测查结果与分析131
　　四、中学生化学收集证据能力的测查结果与分析137
　　五、中学生化学解释结论能力的测查结果与分析143
　　六、中学生化学反思评价能力的测查结果与分析149
　　七、中学生化学表达交流能力的测查结果与分析154
　第四节中学生关于不同探究活动的探究能力测查结果与分析160
　　一、中学生关于物质分离探究活动的探究能力测查结果与分析160
　　二、中学生关于物质制备探究活动的探究能力测查结果与分析168
　第五节中学生化学探究能力发展的研究结果分析与讨论175
　　一、对一般探究能力构成要素列表的分析与讨论175
　　二、关于中学生化学探究能力发展现状的分析与讨论176
第六章结论与展望186
　第一节主要结论186
　　一、一般探究能力的构成要素186
　　二、建构化学探究能力的构成模型187
　　三、开发工具测查中学生化学探究能力的发展现状187
　第二节研究启示188
　　一、对中学化学课程研究的启示188
　　二、对化学探究能力教学的启示189
　　三、对化学探究能力评价的启示189
　　第三节研究展望190
　图目录
　图1-1教师对中学生科学探究能力要素水平的认识情况调查3
　图1-2约克大学提出探究活动的一般思路模式16
　图1-3APU的科学探究问题解决模式17
　图1-4科学探究能力的结构模型18
　图1-5本研究的研究过程设计化学探究能力模型中的化学探究活动27
　图2-1化学分析以及光谱分析确定分子结构的程序32
　图2-2化学性质实验或仪器分析谱图判断官能团的程序32
　图2-3有机化合物结构测定的总体流程33
　图2-4有机物元素组成的测定方法33
　图2-5有机物化学性质预测思路程序35
　图2-6物质制备探究的思维流程图36
　图2-7有机物制备与合成路线的设计思路36
　图2-8逆推分析法设计有机合成路线的思维程序37
　图2-9解决物质分离任务的一般思路38
　图2-10菠菜中色素的提取与分离程序40
　图3-1化学教师对探究能力要素构成的认同度79
　图3-2化学探究能力构成模型94
　图4-1中学生化学探究能力的评价模型97
　图4-2中学生化学探究能力试题一维性检验110
　图5-1提出问题能力样本总体分布Wright图118
　图5-2初中学生学习后（a）和必修模块学习后（b）样本的Wright 图120
　图5-4不同学段学生化学提出问题能力的发展现状123
　图5-5认为学生在不同学段能够达到的探究能力要素的教师比例124
　图5-6化学猜想假设能力样本总体分布Wright图127
　图5-7不同学段学生猜想假设能力的发展现状129
　图5-8认为学生在不同学段能达到的猜想假设能力要素的教师比例130
　图5-9制订计划能力样本总体分布Wright图132
　图5-10不同学段中学生化学制订计划能力的发展现状136
　图5-11认为学生在不同学段能达到制订计划能力要素的教师比例137
　图5-12收集证据能力样本总体分布Wright图139
　图5-13不同学段中学生收集证据能力的发展现状141
　图5-14认为学生在不同学段能达到的收集证据能力要素的教师比例142
　图5-15解释结论能力样本总体分布Wright图144
　图5-16不同学段学生解释结论能力的发展现状147
　图5-17认为学生在不同学段能达到的解释结论能力要素的教师比例148
　图5-18反思评价能力样本总体分布Wright图150
　图5-19不同学段学生反思评价能力的发展现状153
　图5-20认为学生在不同学段能达到的反思评价能力要素的教师比例154
　图5-21表达交流能力样本总体分布Wright图156
　图5-22不同学段学生表达交流能力的发展现状159
　图5-23认为学生在不同学段能达到的表达交流能力要素的教师比例160
　图5-24物质分离探究能力样本总体分布Wright图163
　图5-25初中学生学习后（a）和必修模块学习后（b）物质分离探究能力样本的Wright 图164
　图5-26初中学生选修模块学习后（c）和高三学生学习后（d）物质分离探究能力样本的Wright 图165
　图5-27中学生物质分离探究活动探究角度和探究思路的发展现状167
　图5-28物质制备探究能力样本总体分布Wright图170
　图5-29初中学生学习后（a）和必修模块学习后（b）物质制备探究能力样本的Wright 图172
　图5-30初中学生选修模块学习后（c）和高三学习后（d）物质制备探究能力样本的Wright 图173
　图5-31中学生物质制备探究活动探究角度和探究思路的发展现状175
　图5-32一般探究能力各要素的发展情况比较180
　图5-33中学生化学提出问题能力的发展层级180
　图5-34中学生化学猜想假设能力的发展层级181
　图5-35中学生化学制订计划能力的发展层级181
　图5-36中学生化学收集证据能力的发展层级182
　图5-37中学生化学解释结论能力的发展层级182
　图5-38中学生化学反思评价能力的发展层级182
　图5-39中学生化学表达交流能力的发展层级183
　图5-40物质分离探究能力的构成模型184
　图5-41物质制备探究能力的构成模型185
表目录
　　表1-1桑德和特罗布雷奇对探究目标的描述14
　　表1-2设计探究的学习层级20
　　表1-3科学解释和争论的学习层级20
　　表1-4六至八年级学生建立模型的学习层级21
　　表1-5系统思考的学习层级22
　　表2-1高中化学课程标准探究活动建议的主题29
　　表2-2本研究选择的教材的具体说明42
　　表2-3有机物组成与结构的探究活动要点43
　　表2-4有机物组成与结构探究角度的分析45
　　表2-5无机物组成与含量探究分析选取的教材说明45
　　表2-6无机物组成与含量探究活动要点46
　　表2-7无机物组成及含量探究角度分析47
　　表2-8无机物化学性质探究分析选取的教材说明48
　　表2-9无机物化学性质探究活动要点49
　　表2-10无机物化学性质的探究角度分析52
　　表2-11有机物化学性质探究活动所选择的教科书情况52
　　表2-12有机化合物探究内容和核心问题53
　　表2-13有机物化学性质的探究角度分析55
　　表2-14无机物制备探究分析选取的教材说明55
　　表2-15无机物制备探究活动要点56
　　表2-16无机物制备的探究角度分析57
　　表2-17有机物制备与合成探究活动所选择的教科书情况58
　　表2-18有机物制备与合成探究内容和核心问题58
　　表2-19有机物制备与合成的探究角度分析59
　　表2-20物质分离探究分析选取的教材说明60
　　表2-21物质分离探究活动要点60
　　表2-22物质分离的探究角度分析62
　　表2-23物质检验探究活动所选择的教科书情况62
　　表2-24无机化合物检验探究活动要点63
　　表2-25无机化合物检验的探究角度分析64
　　表2-26有机化合物检验探究活动所选择的教科书情况65
　　表2-27有机化合物检验的探究内容和核心问题65
　　表2-28有机化合物检验的探究角度分析67
　　表2-29变量控制探究分析选取的教材说明67
　　表2-30化学变化规律探究活动角度的确立68
　　表2-31条件对化学变化的影响的探究角度分析70
　　表3-1提出问题能力构成71
　　表3-2猜想假设能力构成72
　　表3-3制订计划能力构成72
　　表3-4进行实验能力构成73
　　表3-5收集证据能力构成74
　　表3-6解释结论能力构成74
　　表3-7反思评价能力构成74
　　表3-8表达交流能力构成75
　　表3-9科学探究能力要素的构成75
　　表3-10受调查者的职称构成77
　　表3-11受调查者的教龄构成78
　　表3-12受调查者所在学校类型及比例78
　　表3-13教师对科学探究能力构成的认同度结果78
　　表4-1中学生探究能力发展现状测查有效样本的构成100
　　表4-2总体化学探究能力的评价指标102
　　表4-3化学一般探究能力要素水平及其评价标准103
　　表4-4化学探究能力A卷的总体统计107
　　表4-5化学探究能力测试题目拟合、误差统计107
　　表4-6一般探究能力要素测评工具的信度110
　　表4-7中学生化学探究能力评分者信度统计111
　　表5-1中学生总体样本化学探究能力总分情况112
　　表5-2总体样本化学探究能力分项指标得分情况112
　　表5-3不同学段学生化学探究能力总分情况114
　　表5-4不同学段学生化学一般探究能力得分情况114
　　表5-5不同学段学生化学探究活动关键角度得分情况115
　　表5-6不同学段学生化学探究活动探究思路得分情况116
　　表5-7化学探究能力得分在不同学段之间的差异116
　　表5-8不同学段学生化学提出问题能力得分情况117
　　表5-9中学生化学提出问题能力的水平119
　　表5-10不同学段学生化学提出问题能力的发展情况122
　　表5-11提出问题能力二级能力要素不同学段之间的差异124
　　表5-12不同学段学生化学猜想假设能力得分情况125
　　表5-13中学生化学猜想假设能力的水平128
　　表5-14