一、 研究方法
本研究在方法上先采用系統(tǒng)的量化分析,依據(jù)編定的類目對教科書中的科學(xué)史進(jìn)行歸納、統(tǒng)計(jì)和分析;而后采用質(zhì)化的分析,針對初中理科教科書中的科學(xué)史內(nèi)容輔以質(zhì)性分析。研究對象是2001年以后出版的全日制義務(wù)教育7-9年級課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)(人教版)、物理(上教版)、生物(人教版),共八冊。
本研究將教科書中引入的科學(xué)史內(nèi)容大致歸為5類:科學(xué)方法的介紹;科學(xué)家的生平簡介與逸聞趣事;古代、近代和現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)成就及其發(fā)展;重大發(fā)明與發(fā)現(xiàn)、重要實(shí)驗(yàn)、理論、定理和概念的演變過程;一些學(xué)派間的爭論與假說。在統(tǒng)計(jì)中將涉及以上科學(xué)史內(nèi)容的地方作為一個分析單位,計(jì)為一“處”。
二、 結(jié)果與分析
本研究參考Laurinda Leite的分析量表[1],并結(jié)合我國理科教科書的具體狀況,設(shè)計(jì)了五個分析類目,統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下。
1.科學(xué)史圖片個數(shù)百分比
本研究將涉及到科學(xué)史相關(guān)內(nèi)容的圖片記為一處,統(tǒng)計(jì)情況如下:化學(xué)教科書中涉及科學(xué)史的圖片為34個(12.2%),物理教科書涉及科學(xué)史的圖片為44個(6.3%),生物教科書涉及的科學(xué)史圖片為72個(12%)??梢钥闯?,化學(xué)教科書中科學(xué)史圖片占全書總圖片個數(shù)百分比最大,而物理教科書所占比例最小。
2.科學(xué)史的呈現(xiàn)位置
科學(xué)史在教科書中的呈現(xiàn)位置分為:正文部分和非正文部分。只要是在資料以及習(xí)題部分呈現(xiàn)的內(nèi)容均列為非正文部分,統(tǒng)計(jì)情況如下:化學(xué)教科書中科學(xué)史呈現(xiàn)在正文部分的為10處(52.6%),非正文部分為9處(47.4%);物理教科書中科學(xué)史呈現(xiàn)在正文部分的為12處(32.4%),非正文部分為25處(67.6%);生物教科書中科學(xué)史呈現(xiàn)在正文部分的為7處(14.0%),非正文部分為43處(86.0%)。
可以看出,除化學(xué)教科書中出現(xiàn)在正文部分的科學(xué)史內(nèi)容略多于非正文部分外,科學(xué)史內(nèi)容在物理和生物教科書中絕大部分都出現(xiàn)在非正文部分。
3.科學(xué)史素材涉及的地域分布及年代分布
我們將所歸納的科學(xué)史按地域劃分為國內(nèi)和國外,按以下原則劃分:若文中的主要內(nèi)容只涉及國內(nèi)方面的理論、研究和人的觀點(diǎn)等,則把該篇科學(xué)史歸為“國內(nèi)篇”;反之則歸為“國外篇”。具體統(tǒng)計(jì)如下:化學(xué)教科書中,國內(nèi)篇為4處(31%),國外篇為9處(69%);物理教科書中,國內(nèi)篇為8處(24.2%),國外篇為25處(75.8%);生物教科書中,國內(nèi)篇為5處(15.1%),國外篇為28處(84.9%)。
我們把所統(tǒng)計(jì)的科學(xué)史素材按年代劃分為古代、近現(xiàn)代、當(dāng)代。國外近現(xiàn)代史從西方第一次工業(yè)革命(17世紀(jì)40年代)到計(jì)算機(jī)的應(yīng)用(20世紀(jì)40-50年代),這些年代以前為古代,這些年代以后為當(dāng)代;國內(nèi)的近現(xiàn)代史則從19世紀(jì)40年代-20世紀(jì)40-50年代,這些年代以前為古代,以后為當(dāng)代。涉及國外科學(xué)發(fā)展史時則按國外古代、近現(xiàn)代史和當(dāng)代的年代劃分統(tǒng)計(jì),反之涉及國內(nèi)科學(xué)發(fā)展史則按國內(nèi)的年代劃分統(tǒng)計(jì)。具體統(tǒng)計(jì)如下:化學(xué)教科書中,古代為0處,近現(xiàn)代為7處(87.5%),當(dāng)代為1處(12.5%);物理教科書中,古代為7處(28%),近現(xiàn)代為18處(72%),當(dāng)代為0處;生物教科書中,古代為3處(9.4%),近現(xiàn)代為26處(81.3%),當(dāng)代為3處(9.4%)。
4.科學(xué)史素材的類型
本研究中將科學(xué)史素材的類型分為兩方面,即:科學(xué)家和科學(xué)發(fā)展的過程。對科學(xué)家的分析內(nèi)容包括:傳記資料(化學(xué)7處、物理17處、生物15處)、家庭背景(化學(xué)0處、物理2處、生物4處)、個性特征(都未涉及)、工作態(tài)度和動機(jī)(化學(xué)2處、物理5處、生物10處)、插曲/軼事(生物5處、化學(xué)和物理未涉及)、教育程度(化學(xué)1處、物理0處、生物3處)。對科學(xué)發(fā)展的過程的分析內(nèi)容包括:提及一個科學(xué)發(fā)現(xiàn)(一次發(fā)現(xiàn)或歷史上的概念被提及)(化學(xué)4處、物理10處、生物6處)、描述一個科學(xué)發(fā)現(xiàn)(指描述與某個發(fā)現(xiàn)相關(guān)的事件)(化學(xué)4處、物理3處、生物9處)、描述的是線形的平坦的發(fā)展過程(化學(xué)0處、物理2處、生物4處)、描述科學(xué)發(fā)展的真實(shí)過程(因不同意見產(chǎn)生的前進(jìn)和后退) (都未涉及)。
5.科學(xué)史中體現(xiàn)的科學(xué)方法
本研究根據(jù)初中理科教科書的具體情況,列出了以下科學(xué)方法:實(shí)驗(yàn)、觀察、假說、模型、科學(xué)抽象。具體統(tǒng)計(jì)如下:化學(xué)教科書中,科學(xué)史中體現(xiàn)的科學(xué)方法,實(shí)驗(yàn)法5處、觀察法4處、假說法1處、科學(xué)抽象1處;物理教科書中,科學(xué)史中體現(xiàn)的科學(xué)方法,實(shí)驗(yàn)法8處、觀察法4處、假說法1處、模型1處、科學(xué)抽象2處;生物教科書中,科學(xué)史中體現(xiàn)的科學(xué)方法,實(shí)驗(yàn)法15處、觀察法11處。
由統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出,“實(shí)驗(yàn)”是初中理科教科書科學(xué)史中最常被提到的一種科學(xué)方法。雖然教科書中也提到了觀察、假說以及模型等科學(xué)方法,但與實(shí)驗(yàn)方法相比都是比較弱化的。
三、 建議
1.注重各科學(xué)學(xué)科內(nèi)容間的聯(lián)系
在科學(xué)發(fā)展的歷史長河中,各領(lǐng)域知識之間都是相互聯(lián)系,相互促進(jìn)的。每一次科學(xué)上劃時代的發(fā)展,都是各領(lǐng)域科學(xué)家共同努力的結(jié)果。因此,理科教科書不能只片面地呈現(xiàn)某個科學(xué)學(xué)科的科學(xué)史,而應(yīng)該注重各科學(xué)學(xué)科內(nèi)容間的聯(lián)系。比如,可以按照大的主題性知識來組織學(xué)科內(nèi)容,以基本的科學(xué)概念或定律為基點(diǎn),由此作縱向延伸和橫向聯(lián)系,學(xué)科內(nèi)容少而精,突出科學(xué)的整體性,形成各門學(xué)科有緊密互動關(guān)系。
2.適當(dāng)展現(xiàn)科學(xué)家的真實(shí)形象
有關(guān)科學(xué)家生活和形象內(nèi)容的呈現(xiàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神的重要途徑。特別是在初中教學(xué)中一方面要注重對學(xué)生知識的傳授,另一方面更應(yīng)注重對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。
3.描述動態(tài)的科學(xué)發(fā)展過程
在初中理科課程標(biāo)準(zhǔn)中提出了“以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)”為宗旨[2][3][4],從上面的分析來看,新的理科教科書與以往的教科書相比,增加了一些科學(xué)史的內(nèi)容,如增加了一些科學(xué)史的圖片,但仍忽略了對科學(xué)史發(fā)展細(xì)節(jié)過程的適當(dāng)描述。教科書對于絕大多數(shù)的知識,只是通過“邏輯的方法”將結(jié)論和盤托出。
4.重視對科學(xué)方法的介紹
從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看,初中理科教科書的科學(xué)史內(nèi)容中出現(xiàn)最多的科學(xué)方法是實(shí)驗(yàn)和觀察的方法,對許多重要方法如假說、模型、科學(xué)抽象等,都是一帶而過或者根本沒有提到。科學(xué)方法的介紹應(yīng)自然地融入到教科書的內(nèi)容中,做到深淺結(jié)合、詳略得當(dāng)。
參考文獻(xiàn)
[1] Laurinda Leite, L. History of science in science education: development and validation of a checklist for analyzing the historical content of science textbooks. Science Education, 2002 (11): 333-359.
[2] 中華人民共和國教育部.全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)[S].北京:北京師范大學(xué)出版社,2001.
[3] 中華人民共和國教育部.全日制義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)[S].北京:北京師范大學(xué)出版社,2000.
[4] 中華人民共和國教育部.全日制義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)[S].北京:北京師范大學(xué)出版社,2001.
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