教学实验对学生科学本质观的影响
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1. 对高中生科学本质观现状的调查
在本研究中，共发布了774份关于理解科学和科学探究本质量表的问卷，选择17个班的学生作为研究对象进行调查，收回了735份有效的问卷。本研究主要对学生在量表中的分数进行定量分析。量表总分为120分，总分80分，分量表13.5分为中间分。如果分数超过中间分数，就意味着对科学本质有一定的了解[1]表1分别是高一、高二、高三学生在总量表和各量表上的平均分和标准差。
可以看出，每个年级学生的平均分都超过了80分。通过对许多问卷的分析，我们可以发现有许多学生有非常清晰的科学本质。通过比较，我们也可以看到高一至高三学生科学本质的差异：与高一学生相比，高二、高三学生的科学本质有所提高，而高三学生的科学本质略低于高二学生。
在“科学定律与科学理论”的分量表中，平均分最高的是高中二年级的11.59分，其次是高中三年级的11.56分，第三是高中一年级的11.1分。我们可以发现分量表的分数明显较低。
在“相对性”、“社会文化对科学的影响”和“科学研究步骤”三个项目中，得分最高的是二年级，其次是三年级，最低的是一年级。结合采访，大多数学生可以意识到科学理论的变化，比如“科学理论会改变，比如日心说地心说”等等。大多数学生认为社会文化对科学研究有很大的影响，比如“中国古代封建社会阻碍科学进步”。许多学生认为在采访中有科学家通用的科学研究程序，但一些学生认为科学研究程序并不总是适用的，等等。
在“想象力和创造力对科学研究的影响”和“观察结果的特征”两个项目中，高一、高二、高三逐步提高。结合采访，大多数学生认为想象力和创造力对科学研究有很大的影响，如“广义相对论对引力场和质量关系的解释具有想象力和创造力的影响”。一些学生认为不同科学家对同一事件的观察结果可能会有所不同，而另一些学生则认为观察结果是客观的，比如“差异很小，观察结果是客观的”和“可能会有差异，因为科学家是客观的”。
2. 教学实验对学生科学本质观的影响
实验班和对照班同时进行前后测试。我们对照班进行了前后测试和统计得分，然后对照班进行了测试前后测试分配对样本t检查。检验结果:无论是总量表的分数还是每个分量表的分数，检验结果[Sig. （2-tailed）]均大于0.05，说明对照班被试学生在前后测试中没有显著差异。
2.1 实验班学生前后测得分情况
实验教学前，通过《理解科学与科学探究本质量表》对实验班进行预测，同时选择部分学生进行个别访谈，充分了解学生的科学本质，然后对实验班进行“科学探究”―反思―明示“教学模式融入科学探究的物理课程教学。经过三个月的教学实验，我们将再次进行后测，同时选择学生进行个别访谈，了解其科学本质观的现状和变化。得分结果如表2所示。
从表中可以看出，“相对性”、“科学定律与理论”、“社会与文化”和“想象力与创造力”分量表的得分增加，“观察结果”和“研究方法”分量表的得分略有下降。
表3显示了测试前后测量的分配对样本T测试的结果。从表中可以看出，配对样本T测试后，“相对性”分量表测试结果[Sig. （2-tailed）]0.046(0.05)存在较大差异，但其余分量表的检验结果较为明显[Sig. （2-tailed）]均大于0.05，这说明在前后测得的分数对比中，无论是增减都没有显著意义。
2.2 学生前后测量柱状图分析
为了让前后测量一目了然，我们制作了实验班学生前后测量的柱状图。图1是实验班学生前后测量的柱状图，图2是实验班学生前后测量的放大柱状图。从图1和图2可以看出，“相对性”、“科学定律与理论”、“社会与文化”、“想象与创造力”分量表的得分有所提高，“观察结果”和“研究方法”分量表的得分略有下降。总分增加1.75分，增加比例为2.1%，明显增加比例为0.07%。
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