在科学教育领域,研究者对科学史教育价值的挖掘一直都在进行。在新一轮的基础教育改革中,科学教育的一个重要目标就是提高全体学生的科学素养,而科学本质是科学素养的一个重要组成,因此如何通过科学教育来促进学生对科学本质的理解成为目前研究的热点。在相关文献中,研究者已肯定了科学史是帮助学生理解科学本质的有效且重要的途径之一。教材是学生在学校教育中接触到的最直接的资源,本研究以我国人教版和沪科版高中物理选修3系列教材中的科学史内容为研究对象,从科学本质的视角去分析对比我国两版高中物理教材中的科学史内容,具体的研究内容包括以下四点:
(1)梳理相关的研究文献,整理、总结国内外的科学史教育发展历程和科学史的研究现状,以及有关科学本质的相关理论和研究状态;
(2)在相关文献的基础上,建立了我国两版高中物理教材中科学史编排情况分析量表和科学本质的角度对科学史内容分析量表;
(3)以两个量表为分析工具,对我国两版高中物理教材中的科学史的编排及从科学本质的角度对科学史内容进行定量和定性对比分析;
(4)在上述分析的基础上,基于研究结论,从教材及教师两个方面对促进学生更好地理解科学本质提出了几点建议。
本研究取得的结论从两个方面进行总结,首先是物理教材中的科学史编排的情况:
(1)在数量上,两版物理选修3系列教材中总的科学史数量并没有太大的差异;但分册和分模块主题来看,两版物理教材中各册和各模块中科学史数量分布差异较大,可见科学史数量分布与物理教材的内容有关,不同的内容所包含的科学史的数量差异较大。沪科版物理教材中科学史主题比人教版物理教材中科学史主题分布的更广泛,同时也更均衡一些。
(2)两版物理教材在科学史的呈现上,主要是使用插图和本文的方式,而栏目则是做以辅助方式。沪科版物理教材中的科学史内容更多出现在插图和栏目中,因此沪科版比人教版物理教材中的科学史阅读起来更具有直观性和可读性。
(3)人教版和沪科版物理教材中科学史内容都涵盖科学史分类的四个子类目,科学史子类目的完整性都较好。人教版物理教材中所涵盖的科学史子类目的比例更均衡一些。
其次,是两版物理教材中科学史对科学本质的体现情况:
(1)沪科版物理教材中科学史对科学本质的体现次数多于人教版物理教材,按照从多到少对两版物理教材中科学史对科学本质的体现情况进行排序,人教版为:科学事业、科学知识、科学过程,沪科版的顺序则为:科学事业、科学过程、科学知识。
(2)两版物理教材中均是选修3-5种的科学史对科学本质的体现次数最多,选修3-2最少。对两版各册教材中科学史对科学本质的体现情况由高到低进行排序,人教版物理教材的顺序为:选修3-5、选修3-4、选修3-3、选修3-1、选修3-2;沪科版物理教材的顺序为:选修3-5、选修3-1、选修3-4、选修3-3、选修3-2。
(3)对人教版和沪科版物理教材中科学史对科学本质的17个维度的体现情况进行统计,两版物理教材中的科学史均对“科学家身份”的体现最好,均对“逻辑推理性”的体现最少。在人教版物理教材的科学史中,体现较好的维度依次还有:认识性、局限性、公开交流性、科学共同体等;在沪科版物理教材的科学史中,体现较好的维度依次还有:公开交流性、认识性、科学与技术、科学共同体等。
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