一、中学生科学能力构成要素

    中学生的科学能力有3层含义；一是指掌握科学的基本能力和特殊能力；二是指学习科学的智力活动及其有关的智力与能力的成分；三是指学习方法、学习策略等。中学生科学能力的构成要素具体如下：

    (1)观察能力、实验能力、科学思维能力是中学生基本的科学能力 探索一门学科的学科能力，首先是找出最能直接体现该学科特殊要求与特殊问题的特殊能力和基本能力。物理、化学、生物都是观察、实验和科学思维相结合的基础学科，因此，观察能力、实验能力的科学思维能力是基本的科学能力，其他科学能力都是在此基础上形成和发展的。

    (2)科学能力以科学思维能力为核心，以概括能力为基础 科学思维是科学智力活动的核心。科学智力活动包括观察、实验、记忆、思维、想象等基本要素。提出科学问题、观察科学现象、测量科学数据、抽象科学模型、形成科学概念、建立科学规律和科学理论，应用科学理论解决科学问题都离不开思维。

    概括是思维的基础，是思维最基本的特点。思维所以能揭示事物的本质和内在规律，主要来自抽象和概括。概括在学生思维能力的发展中十分重要。首先，抽象和概括是形成和掌握科学要领的前提。其次，概括是科学思维活动中各种思维品质的基础。没有概括，就无法进行逻辑推理，就谈不上思维的深刻和批判，就无法进行逻辑揄，就谈不上思维的创造性，就没有“缩减”的形式，就谈不上思维的敏捷性。

    (3)科学能力的结构应有智能品质参与 科学能力要在学生思维活动中获得发展，其科学能力结构则必须体现个体思维的个性特征，即个体思维品质。

    思维品质是智力与能力的表现形式，是衡量智力与能力高低的重要指标。它包括深刻性、灵活性、批判性、敏捷性和独创性，这些品质可以确定学生个体科学能力差异。在智力活动中，其不同的内涵，又可以体现观察能力、实验能力和思维能力的个体差异。

    二、中学生科学能力的结构

    根据以上中学生科学能力结构建构的理论前提和对中学生科学能力构成要素的分析，可以认为中学生各种科学能力的关系如下图所示：

    由图可见，中学生基本的科学能力是观察能力、实验能力和科学思维能力。抽象思维和形象思维能力是科学思维能力的两大基本万分，二者的有机结合构成直觉思维能力。学习能力即自己获取知识的综合能力，既与观察、实验、科学思维能力有关，又包括记忆、运用和自我监控能力以及学习方法与策略等一般能力。分析和解决问题的能力是在观察、实验和思维能力的基础上发展的综合能力，它除与3种基本能力有关外，还包括分析问题能力、运用数学能力、自我监控能力和解决问题方法、解决问题策略等一般能力。中学科学教学中能力的培养，就是要在培养基本能力、分析问题和解决总是的能力及学习能力的基础上，培养学生的科学创造能力。这是当前科学教学改革的核心。（《中国教育学刊》）