體現(xiàn)科學本質(zhì)的科學教學——基于HPS的視角.pdf

1、科學本質(zhì)是科學素養(yǎng)的核心內(nèi)涵之一，如何提升學生對科學本質(zhì)的理解已成為國際科學教育改革關(guān)注的焦點話題之一。伴隨著科學本質(zhì)的提出與研究，HPS得以提出與引以關(guān)注，并彰顯于提升科學本質(zhì)研究過程中。但是，盡管科學本質(zhì)與HPS的提出有將近百年的歷史，國內(nèi)（大陸）學界對其關(guān)注與研究較少，表現(xiàn)為對如何提升學生科學本質(zhì)系統(tǒng)研究的缺失，表現(xiàn)為對如何基于HPS視角提升科學本質(zhì)理解研究的漠然。因此，本論文將研究聚焦于如何提升學生的科學本質(zhì)理解之問題，通過追溯

2、國際關(guān)于科學本質(zhì)研究的脈絡(luò)與方法，梳理了以HPS視角提升學生科學本質(zhì)理解的研究路徑與方法論基礎(chǔ)。厘清了科學哲學與科學本質(zhì)、科學史與科學本質(zhì)、科學社會學與科學本質(zhì)及HPS、STS、SSI與科學本質(zhì)的關(guān)系，考察了各國科學教育課程標準（綱要、指引）與科學教材中呈現(xiàn)的科學本質(zhì)與HPS，為本研究開展的可能性提供證據(jù)。繼而系統(tǒng)地闡述了科學本質(zhì)目標的表述、科學教學內(nèi)容的HPS架構(gòu)、科學本質(zhì)教學模式、教學方法等，科學教師利用其科學本質(zhì)理解與科學本質(zhì)學科

3、教學知識實現(xiàn)科學本質(zhì)概念的教學轉(zhuǎn)換。本文分為七個部分：
　　 第一章為引言部分，主要介紹了“體現(xiàn)科學本質(zhì)的科學教學--基于HPS的視角”這一課題的背景、意義與論文框架。
　　 第二章追溯了國際科學本質(zhì)研究的歷史，梳理了科學本質(zhì)研究的四大方面，即科學本質(zhì)內(nèi)涵的界定與研究；促進科學本質(zhì)理解的教學策略之研究；HPS促進學生科學本質(zhì)理解之研究；學生科學本質(zhì)理解之評價與實證研究。闡釋了HPS促進學生科學本質(zhì)理解的研究狀況，為當前國

4、內(nèi)（大陸）的相關(guān)研究提供啟示與借鑒，從而明晰本研究的路徑。
　　 第三章從科學史的典型主題與科學本質(zhì)的特定要義兩個層面闡述了科學史有助于科學本質(zhì)理解。以科學哲學的歷史發(fā)展映射了科學本質(zhì)內(nèi)涵的演變與發(fā)展，概括了科學哲學的核心問題及科學本質(zhì)教學寓意。從科學社會學的視角探析了科學本質(zhì)的內(nèi)涵（特別是科學與社會的關(guān)系），指出了科學大戰(zhàn)的根源在于科學觀的差異?；诳茖W史的發(fā)展進路及應(yīng)用于科學教育改革之反思，在梳理HPS與STS教育、SSI的

5、關(guān)系中明晰科學本質(zhì)理解的多維視角。
　　 第四章通過分析各國科學教育文件中的HPS與科學本質(zhì)，借以第三屆國際數(shù)學與科學教育調(diào)查分析結(jié)果與各學者對科學教材的HPS分析，闡述各國科學教材中的HPS與科學本質(zhì)，為基于HPS視角的科學本質(zhì)教學開展提供可能性支持。
　　 第五章主要涉及科學本質(zhì)教學目標與教學內(nèi)容，基于對科學史與科學本質(zhì)不同學段之需求分析，指出當前科學本質(zhì)教學目標預(yù)設(shè)中存在的問題，結(jié)合具體的案例明確科學本質(zhì)教學目標的

6、顯性表述與HPS分析。對于科學本質(zhì)教學內(nèi)容，提出從兩方面進行HPS架構(gòu)，可以是針對科學本質(zhì)的特定要義（科學的相對性、科學定律與科學理論的區(qū)分），尋找教材中與其對應(yīng)的主題內(nèi)容提出架構(gòu)；也可以是選擇教材中某一主題（例如元素周期表與周期律），提出該主題的HPS架構(gòu)，呈現(xiàn)科學本質(zhì)要義。
　　 第六章主要涉及科學本質(zhì)教學過程，分別從教學模式與教學方法兩個層面闡述。結(jié)合具體實例，從理論基礎(chǔ)、目標、實現(xiàn)條件、操作程序等提出了科學本質(zhì)教學的“科

7、學-探究”教學模式與基于實驗輻射發(fā)展的教學模式。繼而，提出了融入HPS開展科學本質(zhì)教學的教學方法，包括歷史個案研究方法（以單擺為例）、“歷史-探究”方法（以盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)與光的折射為例）、類比方法（以盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)為例）。
　　 第七章基于學科教學知識(PCK)的幾種典型觀點，建構(gòu)了科學本質(zhì)學科教學知識，指出科學教師的科學本質(zhì)觀是關(guān)鍵部分之一，也是當前科學教師的專業(yè)知識與專業(yè)能力的缺失。繼而基于HPS的方法，以“科學思想