科学教师渗透科学本质观的课堂研究范文

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摘要：为深入了解一线科学教师于教学实践中对科学本质观的渗透现状，以河北省保定市某中学F教师和浙江省杭州市某中学H教师为课堂观察对象，运用文献阅读、量化分析和质性分析相结合的方法进行比较研究。结果显示：（1）教师在科学课堂中均有科学本质观的渗透，且三个维度的渗透程度为：科学方法>科学知识>科学事业；（2）对科学知识的渗透均偏向于传统主义，对科学方法的渗透均偏向于现代主义，教师在课堂中不善于进行科学事业维度的渗透。

关键词：初中科学；科学本质观；课堂观察

1引言

中华人民共和国教育部2011年制定的《义务教育科学课程标准》中明确提出，初中科学要加强对学生科学本质观的培养，以此提高学生的核心素养[1]。科学本质（NatureofScience,NoS）问题已成为国内外学者的研究热点，目前国内学者对科学本质观的研究逐渐从质性研究转变为量化研究。崔虹的研究表示：学生能否形成正确的科学本质观在很大程度上与教师的课堂行为选择有关[2]，Rungna-paSangsa-ard和KongsakThathong在文章中表示：科学教师在学生发展科学本质观理解成败的过程中起着至关重要的作用[3]。因此通过课堂观察的量化分析，了解教师渗透科学本质观的课堂现状能为在职科学教师的教学工作提供重要参考。

2概念界定

科学本质通常被用来指科学的认识论和社会学，科学作为一种认识的方式，或科学知识及其发展所固有的价值观和信仰[4]。科学本质观则被认为是对科学本质的看法和认识[5]，目前主要分为传统主义和现代主义两大流派，本文采用叶佳对科学本质观的分类和总结，将科学本质观分为科学知识、科学方法、科学事业三个维度[6]。传统主义科学本质观认为科学知识是经过收集大量资料和信息，从中归纳得出的客观“真理”，是不以人的主观意识为转移的客观存在。现代主义的科学本质观认为科学知识是不断更替的，它不是绝对的真理，而是比原科学知识更接近真理。探索科学知识是科学家为解决问题，提出假设并证伪的过程。[5]传统主义科学本质观认为科学方法包括四个步骤，即收集信息、处理信息、提出假设、检验假设，所提倡的是归纳演绎的方法，并认为观察是客观的，为发现知识提供基础与来源[7]。而现代主义认为科学家的观察是主观的，所提出的假设也是带有个人色彩的，需要进行科学探究活动加以验证[8]。在科学事业上，传统主义认为科学家进行科学活动不是依靠个人主观意见，而是根据一套固定的标准，且科学家所掌握的知识都是先前挖掘出的真理。而现代主义则认为科学家的科学探究活动也是一种创作，且其中含有自己的主观想法；科学（S）与技术（T）、社会（S）、环境相互作用；科学社群对科学研究有重要作用，科学家研究得出的任何科学结论或成果得到科学社群的承认才有价值。[6]

3研究方法与工具

在文献法的基础上了解科学本质观的有关内涵等，再在弗兰德斯课堂互动分析系统（FIAS）的基础上，改编成适合科学本质观的课堂观察量表，并以此为研究工具，从量化和质性角度对F教师和H教师的教学录像进行课堂实录分析。

3.1改进说明

整体框架仍沿用FIAS量表，在此基础上细化为18类，特别说明以下几点：1）一级编码受李红美、张剑平课堂互动双编码模型分析[9]的启发，科学课堂应当是充满科学探究趣味的课堂，探究活动应该是融合到教学环节中的，因此教师语言中的讲授分为基于实验探究的讲授和传统讲授两种；学生的讨论活动也分为：基于实验探究的讨论和口头讨论两种类型。2）二级编码对3-7、10-11的教师语言以及12-14的学生语言分为三个维度：科学知识、科学方法、科学事业，编码.1、.2、.3由于学生的讨论是分组进行的，为了方便记录不对其划分维度。3）三级编码又将划分的三个维度各分为两个层次：传统主义与现代主义，编码A、B。

3.2量表信效度

研究所用量表经学科教授和专家教师的指导，得到了杭州师范大学学科点专家的认可，具有专家效度；采用“研究者三角互证”对课堂录像进行编码，编码相同率为89%，因此具有研究信度，不同点例如：研究者A对“有没有小组知道答案？一位、两位……”记为5.4，而研究者B将其记为2。遇到这种情况时会再次播放录像共研究者思考，最终选用二比一的观点。师生互动行为编码原则如下：1）每5秒钟记录一次师生互动行为，每次发生多个行为时，则记为发生时间最长的行为；2）教师通过眼神和手势等肢体动作来表达对学生的鼓励和赞扬时，归为行为2；3）课堂中常出现的“请举手”“请你……”等语言活动均归为8（指令）；4）批评（行为9）在这不是真的批判辱骂学生，而是指给学生改正回答。

4研究对象

个案研究所选用的两位教师资料如下：F教师，男，中学一级教师，任河北省保定市某中学科学教师多年；H教师，男，中学一级教师，任浙江省杭州市某中学科学教师多年。任教班级为浙江省杭州市萧山区某中学初三阶段的两个不同班级（F班与H班），由于该校学生分班时按照综合成绩均分，因此认为该研究中两个班级的学生同质性差异不显著，可以作为个案研究班级。授课内容均为《食物中的营养》一节。

5结果与分析

F教师的课堂录像时长46分10秒，共采集到554个编码；H教师的课堂录像时长44分5秒，共采集到529个编码。通过对原数据的分析得到如下结论：

5.1H教师课堂渗透科学本质观的比率高于F教师

本研究中教师科学本质观渗透率(P)=教师渗透科学本质观的行为编码数(K)/教师行为编码总和(S)；教师渗透某一维度的科学本质比率(Px)=该维度的行为编码数(Kx)/教师渗透科学本质观的行为编码数(K)。通过对原数据的统计发现：PF教师=KF教师/SF教师=134/268*100%=50%；PH教师=KH教师/SH教师=155/245=63%,为直观比较两位教师的渗透情况，以横坐标为时间（分钟），纵坐标为教师每分钟渗透率（该分钟内渗透科学本质观行为数/该分钟内总行为数）将两位教师每分钟科学本质观的渗透率制成行为比率曲线图。，H教师对科学本质的渗透在一节课中几乎是贯穿始终的，F教师对科学本质的渗透是片段式的，尽管渗透率有大小，但两位教师在课堂中均突出了科学课程的性质。

5.2教师在课堂中对科学本质观三个维度的渗透：科学方法>科学知识>科学事业

对两位教师各个维度的渗透行为编码数进行统计发现：P科学知识（F教师）=43，P科学方法（F教师）=91，P科学事业（F教师）=0；P科学知识（H教师）=33，P科学方法（H教师）=120，P科学事业（H教师）=0，由此可以看出，教师在课堂中更多的是科学方法的渗透，且不注重科学事业的渗透。下面对两位教师在三个维度的渗透倾向进行具体比较:1）两位教师对科学知识的渗透均偏向于传统主义P科学知识A（F教师）=K科学知识A（F教师）/KF教师=43/268*100%=16%P科学知识B（F教师）=K科学知识B（F教师）/KF教师=0/268*100%=0；P科学知识A（H教师）=K科学知识A（H教师）/KH教师=31/245*100%=12.7%；P科学知识B（H教师）=K科学知识B（H教师）/KH教师=2/245*100%=0.8%；通过上列数据的比较可以看出，两位教师在科学知识上的渗透均偏向于传统主义，且F教师在授课过程中没有涉及任何现代主义观点的科学本质观。2）两位教师对科学方法的渗透均偏向于现代主义P科学方法A（F教师）=K科学方法A（F教师）/KF教师=1/268*100%=0.4%；P科学方法B（F教师）=K科学方法B（F教师）/KF教师=90/268*100%=33.6%；P科学方法A（H教师）=K科学方法A（H教师）/KH教师=3/245*100%=1.2%；P科学方法B（H教师）=K科学方法B（H教师）/KH教师=117/245*100%=47.8%；从上列数据中发现：两位教师的科学本质观点倾向于现代主义，但不同于科学知识维度的是，两位教师在授课过程中均有传统主义的科学本质观点的渗透。3）两位教师均没有进行科学事业维度的渗透两位教师在科学事业维度的行为编码数为0，因此在本堂课中均没有涉及科学事业维度的渗透。

5.3从学生的课堂回答来看，F班的学生科学本质观好于H班

F班的学生所有的回答均涉及科学本质内容，而H班学生的总应答行为是40个，但涉及科学本质内容的回答是34个，因此从总体来看F班学生科学本质观好于H班。通过对原数据的统计分析，各个维度的比较具体如下（由于学生应答行为数量较少，不做计算比较，只作文字叙述）：1）F班的学生回答在科学知识维度上倾向于传统主义，而H教师授课班级的学生则没有涉及科学知识维度的回答；2）两个班的学生回答属于现代主义科学方法的观点；3）两个班的学生回答均没有涉及科学事业维度。

6讨论与建议

科学课程的性质要求教师为培养学生的核心素养，课堂中要以体现科学本质为主，培养学生正确的科学本质观。而目前的课堂现状较之前有所改善，但仍需探究原因，继续改进。

6.1教师的课堂渗透情况与自身理解以及教学“习惯”有关

F教师和H教师课堂渗透科学本质观的情况基本一致，在一定程度上反映了目前教师自身对科学本质观的理解还没有完全转变为现代主义，尤其是科学知识维度仍然停留在传统主义观点，认为科学知识是客观存在，教师设计的课堂活动在无意识地向学生传达这个信息。其次，教师在课堂上均没有涉及科学事业维度的渗透，这不仅与教师自身对科学事业的理解不深透、不到位有关，还与教师的教学“习惯”有关。传统型的课堂强调知识灌输、应试教育，忽略情感态度与价值观的培养，执教多年的中年教师已习惯于这种教学方式，难以在短时间内调整教学方式。Rungna-paSangsa-ard和KongsakThathong认为，教师需要在任何有关NoS的学习干预发生之前首先理解NoS的概念[3]。因此要想在科学课堂中较好地渗透科学本质观，需要教师加强自身对其的理解，修正传统的教学“习惯”，从多个维度培养学生的科学本质观。

6.2学生科学本质观的倾向与教师的引导有关

通过比较结果发现：学生的回答中所显露出的科学本质观倾向与教师的渗透维度和倾向基本一致，这从侧面可以说明学生科学本质观的倾向与教师引导有关。在两位教师的课堂行为矩阵表中可以明显看出，两位教师遵循了以教师为主导、以学生为主体的教学原则，在课堂中教师是引导者，学生的思路由教师引导，学生回答问题的角度也是由教师引导的。所以教师在课堂中更应该把握这条原则，将现代主义各个维度的观点与课堂内容相融合，引导学生对科学本质观形成正确认识。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.初中科学课程标准[S].北京师范大学出版社,2011:3-5.

[2]崔虹.中学化学教师科学本质观与其课堂教学行为选择的研究[D].长春:东北师范大学,2007.

[5]袁维新.简论科学本质观的类型与特征[J].科学技术与辩证法,2006(1):17-21,109.

[6]叶佳.基于科学本质观的高中生物课堂个案研究[D].杭州:杭州师范大学,2016.

[7]舒巧光,邱仁宗.当代西方科学折学述评(第二版)[M].北京:中国人民大学出版社,2007.

[8]李安静.科学本质观在生物科学教育中的价值研究[D].南京:南京师范大学,2008.

[9]李红美,张剑平.基于ARS的课堂互动双编码分析模型设计与应用[J].电化教育研究,2015,36(11):57-63,74.

作者:程茂凤 任山章 单位:杭州师范大学生命与环境科学学院