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中美高中化学教科书HPS内容对比研究

【摘要】:HPS是“科学史”、“科学哲学”和“科学社会学”英文首字母缩写,HPS教育旨在科学教育中融入科学史、科学哲学和科学社会学内容,促进学生对科学本质的理解,提升科学素养。20世纪80年代,将科学教育与人文教育相结合逐渐成为全球教育改革的趋势,自美国为首的发达国家提出推行HPS教育后,HPS教育成为国际科学教育研究的热点问题。在面向全体公众的科学教育背景下,HPS教育成为提升公民素养,理解科学本质的有效途径。我国应当基于国情并借鉴国外先进教育经验,在课程、教材及教学中融入HPS内容,促进公民对科学本质的认识,提升科学素养。基于国内外文献研究,本研究初步探索中美高中化学教科书HPS内容及国内HPS教学现状。基于HPS统计框架的文献研究,初步形成HPS内容研究工具和比较维度。以相同知识模块为单位,根据HPS内容类目表对中、美课程标准及高中化学教科书HPS内容进行编码统计和质性分析,分析中、美课程标准对HPS内容的说明和要求,探讨中、美高中化学教科书HPS内容的呈现特点和差异。为进一步了解教科书HPS内容的使用及课堂教学情况,设计HPS教学现状的调查问卷和访谈,初步了解师生对HPS内容的认识,以期为教科书的编写以及课堂教学提供参考和借鉴。根据HPS内容类目表对中、美课程标准进行编码和质性分析,发现:美国科学教育标准设置了相关章节对HPS的教育要求进行明确说明,根据不同年龄段对其要求进行递进式说明,并均衡地体现了HPS各类目项;我国新课标(2017年版)在课程理念等模块融入HPS内容,主要体现“科学史”、“科学探究的本质”和“科学对社会的影响”主类目项,但欠缺部分类目项的显性说明。在课程标准对比基础上,基于HPS内容类目表对教科书“氧化还原反应”、“元素周期表(律)”、“电化学”、“原子结构”、“烃及其衍生物”和“基本营养物质”内容模块进行编码分析,发现:(1)中、美高中化学教科书基本涵盖各子类目,但体现的HPS内容数目和维度存在差异:美国教科书主要侧重于体现“科学史”、“科学对社会的影响”主类目项,人教版则主要体现“科学探究的本质”和“科学对社会影响”主类目项;(2)呈现方式上,人教版主要通过正文和栏目的方式呈现,美国则较多以正文和图表呈现HPS相关内容;从内容分析,人教版叙述凝练、篇幅简短,美国则内容详实,图文并茂,栏目的主题新颖;(3)人教版对于HPS内容的呈现与新课标具有较高一致性,但欠缺部分新课标体现的HPS子类目项内容。基于中、美高中化学教科书的对比研究,设计问卷对广东、广西两地区高中化学HPS教学现状进行调查。调查结果表明:(1)大多数教师愿意在课堂教学中引入HPS内容,认同其对学生的积极影响作用,但较多教师对HPS教育理念和内容不熟悉,对其认识不足;(2)学校相关资源的匮乏以及自身知识、能力的有限是教师进行HPS教学的最大困难;(3)教师主要通过网络及多媒体来获取HPS资源,渠道单一;(4)在学情和学生评价中欠缺对学生HPS认知水平的评价;(5)大多数教师在课堂中经常涉及科学社会学内容,其次是科学史,偶尔会提及科学哲学内容;(6)大多数教师在教科书基础上进行适当拓展,主要通过课前、课后阅读、堂上讨论的方式让学生学习科学社会学和科学史内容,而科学哲学则通过科学史进行渗透。综合中美教科书的对比研究和国内HPS教学现状的调查,结果表明HPS教育取得初步成效,但存在一些问题。据此,对课程标准的研制和教科书的编写提出建议:(1)课程标准:显化HPS内容的说明,适当增添“发展性”等子类目内容(2)教科书:适当增添“思想文化”、“科学共同体”等HPS内容,显化科学本质内涵,增添国内化学家的相关研究成果,设置学科融合内容,编选有代表性插图,增设HPS主题栏目。根据HPS教学现状的结果,提出建议:(1)学校:加强教师HPS教学的培训;形成HPS教学的素材库;拓宽教师HPS内容的获取渠道;完善教师的评价制度。(2)教师:重视HPS课堂教学,从HPS内容的形式引入转向内涵提升,注重HPS教学的系统设计。由于时间和研究者精力、能力的局限,本研究还存在一些不足,HPS教育的有关研究有待今后进一步发展和完善。

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