科学方法能力是学生在理科学习中主体性的具体表现，它成为理科教育的根本目标之一是历史必然性所趋，其达成路径是让学生走向真实过程的科学。然而当前教学实践中对科学方法教育存在无意识边缘化的情形，已有研究也缺乏深度的内在结构。本研究基于历史的、现实的两个维度，构建了高中生科学方法能力形成的理论分析框架。并基于此，提出了相应的实践策略。　　 科学史文献研究表明：从古代到近代，科学方法的发展大致经历了萌芽与奠基、单极向发展与多样化繁荣三个重要的阶段。教育史研究表明：以班级授课制为主要特点的近代学校出现以来，科学方法教育经由了少数教育家的隐性意识走向全球科学教育的自觉需要这一历程；我国科学教育由清末的舶来到现当代的自主发展，成就斐然，然而学校中的科学方法教育一直是理念相对清晰但实践处于困境之中。从跨学科研究的角度来看，对科学方法能力的研究较少，但给予本研究的启示很多。　　 对我国十个省市的720名高中生及341位理科教师的现实考察表明：(Ⅰ)高中生科学方法能力在三年时间中没有显著发展；高中生对科学方法价值的认识高于内容的认知；高中生的方法论素养明显高于行为方面的能力。(Ⅱ)高中生科学方法能力发展的最主要制约因素是教师及相关教学制度。如教师观念仍以知识教育占绝对主流的地位；教师的科学方法能力与学生相比较并没有显著优越性；“应试”导向的一系列教学制度剥夺了学生的主体性等。因此，要改变这一现状必须进行变革性实践。　　 基于历史与现状的研究，笔者构建了高中生科学方法能力结构的双锥模型，包涵洞察力、思维力、行动力及鉴赏力。该模型表明：首先，学生不是被动地习得科学方法，而是要主动地发现问题，因此要培养敏锐的洞察力。洞察力涵盖好奇心与探究欲、观察力、怀疑与批判意识。其次，思维与行动是科学方法能力的两翼。思维力包括形象思维力、逻辑思维力、抽象思维力及综合性创造思维力，其核心主要体现在“用脑”；行动力主要指提出问题与信息收集能力、构建猜想或假说的能力、实验研究能力以及合作交往与克服困难、持续探究的能力，其核心主要体现在“动手”。思维力与行动力不是截然分开，相反它们相辅相成，并行不悖，共同铸就学生真实能力发展的多维时空。再次，学生科学方法能力最高层级的表现形态是科学方法论素养，即鉴赏力。鉴赏力表现在科学审美力、科学人文价值的品悟力以及科学鉴真力等方面。最后，学生鉴赏力的提升，就会在更高层次上促进洞察力的精深飞跃，从而使得科学方法能力得到螺旋式的发展。　　 本研究提出了高中生科学方法能力形成的经验公式：　　 Cs= Ct×(B+H)+E　　 该经验公式中：“C”指能力(Capacity)，“Cs"指学生的科学方法能力，“Ct"指教师的科学方法教育能力；“B”是动脑思维(Brain)，指凭藉科学方法去思考问题；“H”指动手操作(Hand)，即学生亲自进行实验操作、研究性学习等综合实践活动；“E”指环境的影响(Environment)，包括学生所在学校的办学水平和类型、所生活区域的特色以及父母工作性质等，以及另外一些专门为培养学生科学方法能力而挖掘的课程资源。其中“(B+H)”的行为主体是学生，其中加号“+”表示加和性，即动脑思维与动手操作的并列性，这里体现了不同个体能力的差异性；“Ct×(B+H)”中的乘号“×”则表示教师与学生这两个主体之间的交互作用非常重要，缺一不可。因此，学生科学方法能力的生成机制是：教师的有效指导，即对科学方法的深度解析和有效引导；学生的主体参与，即利用科学方法积极思维和行动探究；科学方法能力遵循差异发展与螺旋式上升的历程。　　 研究的落脚点在于促进实践变革。基于历史研究、现实考察、理论构架，笔者提出三项重要的实践策略：(Ⅰ)可持续地提升教师自身的科学方法能力，包括师范生培养和教师在职研修；(Ⅱ)适当地组织学生的探究性学习活动，具体为高中分年段侧重点不同的教学策略；(Ⅲ)针对性地挖掘科学方法教育的课程与教学资源，主要是科学史及社区资源。