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1、体现科学本质的科学教学【摘要】：科学本质是科学素养的核心内涵之一，如何提升学生对科学 本质的理解已成为国际科学教育改革关注的焦点话题之一。伴随着科学本质的提出和研究，HPS得以提出和引以关注，并彰显于提升科学本 质研究过程中。但是，尽管科学本质和HPS的提出有将近百年的历史， 国内（大陆）学界对其关注和研究较少，表现为对如何提升学生科学本 质系统研究的缺失，表现为对如何基于HPS视角提升科学本质理解研 究的漠然。因此，本论文将研究聚焦于如何提升学生的科学本质理解 之问题，通过追溯国际关于科学本质研究的脉络和方法，梳理了以HPS 视角提升学生科学本质理解的研究路径和方法论基础。厘清了科学哲 学和
2、科学本质、科学史和科学本质、科学社会学和科学本质及HPS、STS、SSI和科学本质的关系，考察了各国科学教育课程标准（纲要、指 引）和科学教材中呈现的科学本质和 HPS,为本研究开展的可能性提供 证据。继而系统地阐述了科学本质目标的表述、 科学教学内容的HPS 架构、科学本质教学模式、教学方法等，科学教师利用其科学本质理 解和科学本质学科教学知识实现科学本质概念的教学转换。本论文共 分六章展开研究：第一章为引言部分，主要介绍了体现科学本质的科 学教学基于HPS的视角”这一课题的背景、意义和论文框架。第二章追溯了国际科学本质研究的历史，梳理了科学本质研究的四大方 面，即科学本质内涵的界定和研究；
3、促进科学本质理解的教学策略之 研究；HPS促进学生科学本质理解之研究；学生科学本质理解之评价 和实证研究。阐释了 HPS促进学生科学本质理解的研究状况，为当前国内（大陆）的相关研究提供启示和借鉴，从而明晰本研究的路径。第三 章从科学史的典型主题和科学本质的特定要义两个层面阐述了科学 史有助于科学本质理解。以科学哲学的历史发展映射了科学本质内涵 的演变和发展，概括了科学哲学的核心问题及科学本质教学寓意。从 科学社会学的视角探析了科学本质的内涵（特别是科学和社会的关系）,指出了科学大战的根源在于科学观的差异。基于科学史的发展进 路及使用于科学教育改革之反思，在梳理HPS和STS教育、SSI的关 系
4、中明晰科学本质理解的多维视角。第四章通过分析各国科学教育文 件中的HPS和科学本质，借以第三届国际数学和科学教育调查分析结 果和各学者对科学教材的HPS分析，阐述各国科学教材中的HPS和科 学本质，为基于HPS视角的科学本质教学开展提供可能性支持。第五 章主要涉及科学本质教学目标和教学内容 ，基于对科学史和科学本质 不同学段之需求分析，指出当前科学本质教学目标预设中存在的问题 , 结合具体的案例明确科学本质教学目标的显性表述和HPS分析。对于科学本质教学内容，提出从两方面进行HPS架构，可以是针对科学本 质的特定要义（科学的相对性、科学定律和科学理论的区分），寻找教材 中和其对应的主题内容提出
5、架构；也可以是选择教材中某一主题（例如元素周期表和周期律），提出该主题的HPS架构,呈现科学本质要义。 第六章主要涉及科学本质教学过程，分别从教学模式和教学方法两个 层面阐述。结合具体实例，从理论基础、目标、实现条件、操作程序 等提出了科学本质教学的 科学-探究”教学模式和基于实验辐射发展 的教学模式。继而，提出了融入HPS开展科学本质教学的教学方法，包括历史个案研究方法（以单摆为例）、历史-探究”方法（以卢瑟福原 子核式结构和光的折射为例）、类比方法（以卢瑟福原子核式结构为 例）。因而，第五章和第六章的论述构成了整个科学本质教学。有效科 学本质教学的实现，离不开科学教师对科学本质概念的转化。
6、科学教 师的科学本质观和科学本质学科教学知识是完成这一转化的必要条 件。因而，第七章基于学科教学知识（PCK）的几种典型观点，建构了科学 本质学科教学知识，指出科学教师的科学本质观是关键部分之一，也是 当前科学教师的专业知识和专业能力的缺失。继而基于HPS的方法,以 科学思想史”的教学和科学本质的明示进行了实践论证，一方面视为教师获取科学本质概念转化能力的有效途径，另一方面作为基于HPS视角促进科学本质理解的力证。结语基于对论文研究结果的总结 提出了研究过程中的不足，也是对本研究的反思和展望。【关键词】： 科学本质HPS科学史科学哲学科学社会学科学教学学科教学知识科 学本质学科教学知识【学位授
7、予单位】：华东师范大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2010【分类号】：G301【目录】：摘要6-8Abstract8-21第1章引论21-361.1问题的缘起 21-301.1.1科学本质显性时代的到来 21-231.1.2我国学生的科学技术观之比较和反思23-271.1.3HPS价值在国际科学本质教学研究中的彰 显27-301.2研究的问题、意义和创新 30-32121研究的问题301.2.2 研究的意义30-321.2.3研究的创新 321.3研究设计和论文架构32-341.4概念界定和假设34-36第2章HPS促进学生科学本质理解的 研究路径和反思36-722.1科学本质内涵的界
8、定和研究 37-432.2促进 科学本质理解的教学策略之研究 43-502.3以HPS促进学生科学本质 理解之研究50-622.3.1从科学史走向HPS50-512.3.2融入科学史对科 学本质理解的价值体现51-532.3.3融入科学史于科学教学以促进科学 本质理解的研究过程53-552.3.4融入科学史以促进科学本质理解的教 学方法或模式55-592.3.5其人和其思想一一HPS融入科学教学的代表 人物59-612.3.6HPS研究组织的形成及运行61-622.4科学本质理解之 评价研究62-672.5我国（大陆）科学本质研究67-722.5.1我国（大陆）科 学本质研究现状67-702.
9、5.2启示和借鉴70-72第3章理解科学本质的 多维视角72-1323.1科学史和科学本质理解72-873.1.1能量守恒定律 的发现及科学本质探析73-773.1.2光的本性之争及科学本质寓意77-813.1.3科学的主观性81-843.1.4科学定律和科学理论的区别84-873.2科学哲学和科学本质理解 87-1053.2.1科学哲学的历史发展 87-953.2.2科学哲学的核心问题（科学合理性、科学发现模式）及科学 本质教学寓意95-1053.3科学社会学和科学本质105-1163.3.1科学社 会学和科学史、科学哲学的关系105-1103.3.2从科学社会学的视角认 识科学的社会本质1
10、10-1163.4科学本质的多维理解一一兼谈HPS、STS和SSI的关系116-1323.4.1HPS和科学本质理解117-1223.4.2科学本质的多维理解HPS、STS教育和SSI的关系认识122-132第4章科学教育中的科学本质和 HPS132-1614.1科学教育标准中的科学 本质和HPS133-1494.1.1美国国家科学教育标准和 2061计划中 的科学本质和 HPS134-1374.1.2英国国家课程标准中的科学本质和 HPS137-1394.1.3澳大利CSFII和维多利亚科学核心学习标准中的科 学本质和HPS139-1424.1.4台湾九年一贯”自然和生活科技”课程纲要 中的
11、科学本质和HPS142-1434.1.5香港科学教育领域中的科学本质和HPS分析143-1464.1.6大陆科学课程标准中的科学本质和HPS分析146-1494.2科学教材中的科学本质和 HPS149-1614.2.1从第三届国际 数学和科学研究(TIMSS)看教材中的科学本质和 HPS151-1524.2.2国 外学者们对科学教材中的科学本质和科学史的分析152-1564.2.3我国(大陆)科学教材中的科学本质和HPS分析156-161第5章科学本质教 学内容161-1905.1科学本质教学目标的表述161-1725.1.1科学本质和 科学史的不同需求161-1645.1.2当前科学本质教学
12、目标预设中存在的 问题164-1665.1.3科学本质教学目标表述 一一案例剖析166-1725.2科 学本质教学中的HPS架构172-1905.2.1不同科学本质要义的HPS架 构172-1805.2.2基于主题内容的HPS架构一一以元素周期表和周期 律为例180-190第6章科学本质教学过程190-2416.1科学本质教学模 式190-2106.1.1历史-探究”教学模式191-2036.1.2基于科学史实验发 展的教学模式203-2106.2基于HPS的科学教学方法210-2416.2.1历 史个案研究210-2236.2.2历史-探究方法223-2296.2.3以类比方法进行 科学本质
13、教学229-2386.2.4科学写作238-241第7章科学本质教学知识及其发展 241-2617.1科学本质学科教学知识（PCKforNOS）241-2477.1.1学科教学知识 241-2447.1.2科学本质学科 教学知识244-2477.2科学教师的NOS及其提升之实证研究247- 2617.2.1研究过程和方法247-2487.2.2数据和资料分析248- 259723探讨和结论259-261第8章结论和反思261-2678.1研究的主要结论261-2648.1.1学生需要发展的科学本质的内涵和科学本质 理解261-2628.1.2以HPS视角开展科学本质教学的可能性2628.1.3以HPS融入开展科学本质教学262-2638.1.4实现有效科学本质教学 的必然因素一一科学本质教学知识及教师的NOS理解和发展263-2648.2反思和展望264-267附录267-277附录1:R0SE项目中关 于学生科学技术观的调查（中英文调查问卷）267-269附录2:2061计划 中的科学本质相关图（科学探索中的证据和推理，科学调查）269-271附 录3:科学教师的 科学本质观”前后测问卷271-274附录4:攻读博士学 位期间主持（参和）的课题及教学、科研成果274-277参考文献277-299 后记299-300本论文购买请联系页眉网站。