生物課程與教學(xué)論的研究領(lǐng)域與發(fā)展方向探析

生物課程與教學(xué)論的研究領(lǐng)域與發(fā)展方向探析袁維新江蘇省淮陰師范學(xué)院教育系內(nèi)容提要生物科學(xué)素養(yǎng)教育研究生物課程與教學(xué)中的HPS教育的理論與實(shí)踐研究基于建構(gòu)主義的生物教學(xué)改革研究生物教學(xué)中的另類概念及其轉(zhuǎn)變研究學(xué)生科學(xué)概念發(fā)展與教學(xué)研究

1生物科學(xué)素養(yǎng)教育研究

1.1研究的現(xiàn)狀、意義與價(jià)值1.1.1有關(guān)科學(xué)素養(yǎng)概念的研究肖瓦爾特的描述性定義

明白科學(xué)知識(shí)的本質(zhì)；在和環(huán)境交流時(shí)，能準(zhǔn)確運(yùn)用合適的科學(xué)概念、原理、定律和理論；采用科學(xué)的方法解決問題，作出決策，增進(jìn)對世界的了解；和世界打交道的方式與科學(xué)原則一致；明白并接受科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)之間的相關(guān)性；對世界有更豐富、生動(dòng)和正面的看法；具有許多和科學(xué)技術(shù)密切相關(guān)的實(shí)用技能。

米勒的科學(xué)素養(yǎng)三維模型

對科學(xué)原理和方法（即科學(xué)本質(zhì)）的理解；對重要科學(xué)術(shù)語和概念（即科學(xué)知識(shí)）的理解；對科技的社會(huì)影響的意識(shí)和理解。

克洛普弗的定義

了解重要的科學(xué)事實(shí)、概念、原則和理論；有關(guān)科學(xué)知識(shí)應(yīng)用于日常生活情境中的能力；具有利用科學(xué)探究過程的能力；理解科學(xué)性質(zhì)的一般原理和關(guān)于科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的相互作用；具有明智的對待科學(xué)的態(tài)度以及對與科學(xué)有關(guān)的事物的興趣。

國際經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織的理解

“科學(xué)素養(yǎng)是運(yùn)用科學(xué)知識(shí)，確定問題和作出具有證據(jù)的結(jié)論，以便對自然世界和通過人類活動(dòng)對自然世界的改變進(jìn)行理解和作出決定的能力”，“包括運(yùn)用科學(xué)的基本觀點(diǎn)理解自然世界并作出相應(yīng)決定的能力”和“確認(rèn)科學(xué)問題、使用證據(jù)、作出科學(xué)結(jié)論并就結(jié)論與他人進(jìn)行交流的能力”。

美國“2061計(jì)劃”定義“熟悉自然界，尊重自然界的統(tǒng)一性；懂得科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)相互依賴的一些重要方法；了解科學(xué)的一些重大概念和原理；有科學(xué)思維的能力；認(rèn)識(shí)到科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)是人類共同的事業(yè)，并認(rèn)識(shí)到它們的長處和局限性。同時(shí)，還應(yīng)該能夠運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和思維方法處理個(gè)人和社會(huì)問題”，“科學(xué)素養(yǎng)可以增加人們敏銳地觀察事件的能力、全面思考的能力、以及領(lǐng)會(huì)人們對事物所作出的各種解釋的能力。此外，這種內(nèi)在的理解和思考可以構(gòu)成人們決策和采取行動(dòng)的基礎(chǔ)”。

美國的《美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》定義“所謂科學(xué)素養(yǎng)是指了解和深諳進(jìn)行個(gè)人決策、參與公民事務(wù)和文化事務(wù)、從事經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)所需要的科學(xué)概念和科學(xué)過程。”綜合當(dāng)今世界對于科學(xué)素養(yǎng)的各種表述，我們認(rèn)為:科學(xué)素養(yǎng)主要體現(xiàn)了對科學(xué)本質(zhì)的理解，它的核心是指一個(gè)人具有的科學(xué)世界觀、科學(xué)探索精神和科學(xué)方法。一般認(rèn)為，科學(xué)素養(yǎng)應(yīng)被看做社會(huì)公民應(yīng)具有的最基本的對于科學(xué)技術(shù)的理解?？茖W(xué)素養(yǎng)的概念并不是指對科學(xué)已經(jīng)達(dá)到一種很好的理解，而是指一種基本的程度。一般來說，公眾同時(shí)達(dá)到對科學(xué)知識(shí)、過程和科學(xué)技術(shù)對社會(huì)影響的基本理解，就可以被認(rèn)為具備了基本的科學(xué)素養(yǎng)。

1.1.2有關(guān)科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)容的研究美國的《美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中:（1）科學(xué)中統(tǒng)一的概念和內(nèi)容；（2）作為探究的科學(xué)；（3）物理科學(xué)；（4）生命科學(xué)；（5）地球與空間科學(xué)；（6）科學(xué)與技術(shù)；（7）科學(xué)的個(gè)人與社會(huì)視野；（8）科學(xué)的歷史和科學(xué)的本質(zhì)。

我國生物課程標(biāo)準(zhǔn)中認(rèn)為:生物科學(xué)素養(yǎng)是指學(xué)生將來參加社會(huì)生活、從事經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)、作出個(gè)人決策所必需的對生物學(xué)概念和過程的理解，以及一定的探究能力，還要較好地理解科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的相互關(guān)系和科學(xué)的本質(zhì)，形成科學(xué)的態(tài)度和正確的價(jià)值觀。這種素養(yǎng)具體應(yīng)該包括如下四個(gè)方面：科學(xué)知識(shí)與技能；科學(xué)探究（過程、方法與能力）；科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀；科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)。1.1.3有關(guān)科學(xué)素養(yǎng)教學(xué)策略的研究Deiver&Leach（1993）認(rèn)為，運(yùn)用建構(gòu)主義教學(xué)策略，能促進(jìn)概念轉(zhuǎn)變，進(jìn)而揭示科學(xué)知識(shí)與科學(xué)的本質(zhì)。我國學(xué)者認(rèn)為，通過改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)，突出科學(xué)探究，開展STS教育科學(xué)史教育，能提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。1.1.4對國內(nèi)外有關(guān)科學(xué)素養(yǎng)教育研究的評析目前仍然存在以下需要進(jìn)一步研究的問題。在理論層面上的問題是：（1）科學(xué)素養(yǎng)教育的意義與理論基礎(chǔ)是什么？科學(xué)素養(yǎng)教育與科學(xué)課程改革的關(guān)系是什么？（2）我國科學(xué)教育中應(yīng)強(qiáng)調(diào)哪些共同的科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)容？在實(shí)踐層面上的問題是：（1）科學(xué)素養(yǎng)教育的教學(xué)策略是什么？（2）科學(xué)素養(yǎng)教育的評價(jià)體系是什么？等等。

1.1.5生物科學(xué)素養(yǎng)教育研究的意義與價(jià)值（1）可以進(jìn)一步完善科學(xué)素養(yǎng)教育理論。（2）可以促進(jìn)中學(xué)生物教學(xué)改革的深入發(fā)展。（3）可以發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

1.2研究的主要內(nèi)容（1）生物科學(xué)素養(yǎng)教育的理論研究。主要從社會(huì)和人的發(fā)展的需要分析生物科學(xué)素養(yǎng)教育的意義，從后現(xiàn)代科學(xué)觀層面探討生物科學(xué)素養(yǎng)教育的理論基礎(chǔ)，從科學(xué)教育的本質(zhì)與價(jià)值的視角分析生物科學(xué)素養(yǎng)教育的概念和內(nèi)涵。生物科學(xué)素養(yǎng)教育是將科學(xué)理性精神人格化的過程，它不同于純粹的科學(xué)知識(shí)教育。1.2研究的主要內(nèi)容（2）生物科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)容研究。從對生物科學(xué)素養(yǎng)的認(rèn)識(shí)確定生物科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)容，其重要觀點(diǎn)是：生物科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)容包括科學(xué)知識(shí)與技能；科學(xué)探究（過程、方法與能力）；科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀；科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)。研究的主要目的是幫助教師選擇、設(shè)計(jì)適宜的教學(xué)內(nèi)容，為發(fā)展學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)提供豐富的課程。1.2研究的主要內(nèi)容(3)生物科學(xué)素養(yǎng)教育與生物課程改革的關(guān)系問題研究。其重要觀點(diǎn)是：生物課程改革是實(shí)施生物科學(xué)素養(yǎng)教育的重要途徑，為了發(fā)展學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，必須改革科學(xué)知識(shí)教學(xué)，加強(qiáng)科學(xué)過程技能訓(xùn)練，加強(qiáng)科學(xué)精神培養(yǎng)，加強(qiáng)科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)史和STS教育。研究的主要目的是幫助教師形成發(fā)展學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的教學(xué)改革思路。

1.2研究的主要內(nèi)容(4)生物科學(xué)素養(yǎng)教育的教學(xué)模式和教學(xué)策略研究。其重要觀點(diǎn)是：進(jìn)行基于建構(gòu)主義的科學(xué)教學(xué)能使學(xué)生在獲得知識(shí)技能的同時(shí)，發(fā)展科學(xué)能力、培養(yǎng)科學(xué)情感，提高生物科學(xué)素養(yǎng)。主要目的是幫助教師設(shè)計(jì)和實(shí)施教學(xué)過程，提出不同類型的教學(xué)模式和具體的、操作性強(qiáng)的教學(xué)策略及注意問題。

1.2研究的主要內(nèi)容(5)生物科學(xué)素養(yǎng)教育的教學(xué)評價(jià)研究，其重要觀點(diǎn)是：生物科學(xué)素養(yǎng)教育的教學(xué)評價(jià)是一種基于過程的形成性評價(jià)；主要目的是為教師提供發(fā)展學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、評價(jià)工具及評價(jià)方法等。

1.3研究的方法思路首先，運(yùn)用文獻(xiàn)法，對國內(nèi)外有關(guān)生物科學(xué)素養(yǎng)的研究成果進(jìn)行深入分析、梳理與整合，以重新認(rèn)識(shí)生物科學(xué)素養(yǎng)的概念內(nèi)容、生物科學(xué)素養(yǎng)教育的教育價(jià)值、理論基礎(chǔ)，進(jìn)而構(gòu)建生物科學(xué)素養(yǎng)教育的理論體系。其次，采用調(diào)查法通過對學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的調(diào)查，進(jìn)一步查明我國學(xué)生有關(guān)生物科學(xué)素養(yǎng)存在的問題。再次，運(yùn)用理論研究法構(gòu)建有關(guān)發(fā)展學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的策略與評價(jià)體系，并通過實(shí)踐（行動(dòng)研究）加以改進(jìn)與完善。

2生物課程與教學(xué)中的HPS教育的理論與實(shí)踐研究

2.1研究的現(xiàn)狀、意義與價(jià)值2.1.1科學(xué)史融入科學(xué)課程研究（1）科學(xué)史教育的價(jià)值研究馬修斯(Matthews,1994)認(rèn)為科學(xué)史教育可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、使教材更具人性化、促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)概念的理解、使學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)、使學(xué)生對科學(xué)方法的本質(zhì)有更深刻的認(rèn)識(shí)等。

（2）科學(xué)史融入科學(xué)課程的教材教法研究Siegel（1979）發(fā)現(xiàn)，融入科學(xué)史的科學(xué)教科書的開發(fā)，對于學(xué)生理解科學(xué)的本質(zhì)有積極作用。Monk&Osborne（1997）提出了將科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)的學(xué)習(xí)與當(dāng)前的科學(xué)概念和理論的學(xué)習(xí)有機(jī)地融合在一起的教學(xué)模式——HPS教學(xué)模式。Lochhead和Dufresne（1989）提出了歷史對話方法。

2.1.2科學(xué)哲學(xué)融入科學(xué)課程研究（1）科學(xué)本質(zhì)內(nèi)涵與教育價(jià)值的研究Collette和Chiapetta(1994)將科學(xué)本質(zhì)的內(nèi)涵概括為：科學(xué)是探究自然界的“思考”方式；科學(xué)是一種“探究”的方式；科學(xué)知識(shí)是暫時(shí)的、動(dòng)態(tài)性的。Lederman等（2002）提出，對科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)涉及3個(gè)方面：科學(xué)觀察依賴于理論指導(dǎo)、科學(xué)知識(shí)不是絕對真理、科學(xué)知識(shí)的經(jīng)驗(yàn)性。

（1）科學(xué)本質(zhì)內(nèi)涵與教育價(jià)值的研究Giere和Solomon（1991）認(rèn)為，理解科學(xué)的有利于提高生物科學(xué)素養(yǎng)；有利于提高科學(xué)決策能；有助于遵循科學(xué)道德信約；有利于理解當(dāng)代科學(xué)文化；有助于科學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。劉克文（2004）認(rèn)為，科學(xué)本質(zhì)能使我們樹立正確的科學(xué)觀；揭示了科學(xué)教育的內(nèi)涵；加深了對科學(xué)探究的認(rèn)識(shí)；科學(xué)教育的重要目標(biāo)。

（2）科學(xué)本質(zhì)融入教學(xué)課程與教學(xué)的方式研究。

Matthews（1998）認(rèn)為科學(xué)本質(zhì)的教學(xué)宜循序漸進(jìn)，不同的年級段的學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)學(xué)習(xí)的要求應(yīng)有所區(qū)別。Deiver&Leach（1993）認(rèn)為，運(yùn)用建構(gòu)主義教學(xué)策略，能促進(jìn)概念轉(zhuǎn)變，進(jìn)而揭示科學(xué)知識(shí)與科學(xué)的本質(zhì)。

（3）教師與學(xué)生的科學(xué)本質(zhì)觀研究。Abimbola（1983）認(rèn)為科學(xué)教師對科學(xué)本質(zhì)的了解影響到教師的教學(xué)行為。Carey和Stauss（1970）認(rèn)為，如果教師對科學(xué)哲學(xué)的了解與當(dāng)代科學(xué)本質(zhì)的說明不一致的話，那么教學(xué)結(jié)果將無法表征科學(xué)。Duschl與Wright（1989）進(jìn)一步指出，沒有任何一位教師持有當(dāng)代的科學(xué)本質(zhì)觀。

（4）科學(xué)本質(zhì)與科學(xué)教師教育研究。Anderson（1987）認(rèn)為，科學(xué)教師必須對科學(xué)知識(shí)的結(jié)構(gòu)、功能、發(fā)展和科學(xué)本質(zhì)有充分的了解，教學(xué)時(shí)才不會(huì)扭曲科學(xué)的知識(shí)與科學(xué)的本質(zhì)。Matthews等（1989）認(rèn)為，將科學(xué)史哲課程包含于教師教育課程中，能改善教師的科學(xué)本質(zhì)觀。

對國內(nèi)外有關(guān)HPS教育研究的評析存在以下問題：（1）缺乏從科學(xué)哲學(xué)高度對HPS教育的理論基礎(chǔ)的深入探討，對HPS教育的人文價(jià)值研究不夠；（2）對HPS教育的教學(xué)內(nèi)容（HPS主題）融入科學(xué)課程的方式、HPS教育的教學(xué)策略的研究還十分欠缺；（3）對發(fā)展科學(xué)教師的HPS素養(yǎng)缺乏研究。

2.1.3研究的意義與價(jià)值通過對HPS教育的教育價(jià)值、科學(xué)本質(zhì)的內(nèi)涵與發(fā)展的研究，通過探索生物課程融入HPS主題的方式、教學(xué)策略的研究，以及探索基于HPS素養(yǎng)的科學(xué)教師專業(yè)發(fā)展的新途徑，不僅能豐富我國生物教學(xué)論的理論寶庫，而且能提高生物課程中HPS教育的可操作性，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生的理解科學(xué)本質(zhì)、發(fā)展生物科學(xué)素養(yǎng)。2.2研究的主要內(nèi)容1.HPS教育的理論基礎(chǔ)研究。（1）科學(xué)本質(zhì)的內(nèi)涵與發(fā)展。從科學(xué)哲學(xué)的視角分析科學(xué)本質(zhì)的內(nèi)涵和學(xué)習(xí)范疇；（2）科學(xué)本質(zhì)觀的演進(jìn)與科學(xué)教學(xué)觀的嬗變。2.HPS教育的價(jià)值取向研究。探索HPS教育對于培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)與人文素養(yǎng)的價(jià)值。

2.2研究的主要內(nèi)容3.HPS與生物課程教學(xué)研究。（1）我國生物課程標(biāo)準(zhǔn)中HPS主題解讀；（2）HPS主題融入生物課程的方式研究。探索科學(xué)教科書中HPS主題的選擇及融入方式等問題；（3）科學(xué)教學(xué)中融入HPS主題的教學(xué)策略研究。4.HPS教育與生物教師教育研究。（1）生物教師科學(xué)本質(zhì)觀的行動(dòng)研究；（2）HPS素養(yǎng)與生物教師的專業(yè)發(fā)展研究。

2.3研究的方法思路第一階段，運(yùn)用文獻(xiàn)法，通過對國內(nèi)外有關(guān)HPS教育的研究成果的搜集、整理、分析、整合，結(jié)合對現(xiàn)實(shí)的反思，探索HPS教育的理論基礎(chǔ)和教育價(jià)值觀。第二階段，運(yùn)用調(diào)查法，通過對我國生物課程標(biāo)準(zhǔn)中HPS主題以及實(shí)施HPS教育的現(xiàn)狀的調(diào)查，了解我國當(dāng)前生物課程中HPS教育存在的問題，為建構(gòu)我國生物課程中的HPS教育的策略體系搜集第一手資料。第三階段，運(yùn)用理論研究方法，通過對已有資料的理性分析，結(jié)合對我國生物教學(xué)現(xiàn)狀的反思，構(gòu)建生物課程中的HPS教育的策略體系等。第四階段，運(yùn)用行動(dòng)研究法、理論研究方法探索基于HPS素養(yǎng)的生物教師專業(yè)發(fā)展新模式。

階段成果:1.科學(xué)的本質(zhì)與科學(xué)本質(zhì)教育，課程·教材·教法，2004（7）；2.論科學(xué)史教育的教學(xué)價(jià)值與教學(xué)模式，教育科學(xué)研究，2004（7）；3.HPS教學(xué)模式和光合作用發(fā)現(xiàn)過程的教學(xué)案例，生物學(xué)教學(xué)，2004（12）;4.國外科學(xué)史融入科學(xué)課程的研究綜述，比較教育研究，2005（10）;5.簡論科學(xué)本質(zhì)觀的類型與特征，科學(xué)技術(shù)與辯證法，2006（1）;6.論科學(xué)史的教育價(jià)值，自然辯證法通訊，2006（3）;7.科學(xué)史教育的哲學(xué)透視，淮陰師范學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2006（3）;8.科學(xué)史融入科學(xué)課程的原則、方式和策略，課程·教材·教法，2006（10）

。

3基于建構(gòu)主義的科學(xué)（生物）教學(xué)改革研究

3.1研究的現(xiàn)狀、意義與價(jià)值3.1.1教育中的建構(gòu)主義問題。

(1)分析了建構(gòu)主義的基本觀點(diǎn)。建構(gòu)主義知識(shí)觀：①知識(shí)是基于原有經(jīng)驗(yàn)而由個(gè)人建構(gòu)的；②知識(shí)是暫時(shí)性建構(gòu)的；③知識(shí)是社會(huì)建構(gòu)的；④知識(shí)是對環(huán)境的適應(yīng)。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀：①學(xué)習(xí)具有內(nèi)部生成性；②學(xué)習(xí)是主動(dòng)建構(gòu)的；③學(xué)習(xí)具有社會(huì)性；④學(xué)習(xí)具有情境性。

（2）分析了建構(gòu)主義教學(xué)的特征。何克抗（1998）認(rèn)為，建構(gòu)主義是革新傳統(tǒng)教學(xué)的理論基礎(chǔ)，建構(gòu)主義教學(xué)包括情境、對話、協(xié)作和自主建構(gòu)四大要素。張建偉（1999）認(rèn)為，建構(gòu)性教學(xué)要以深層理解為目標(biāo)，以問題解決為基本過程，以創(chuàng)設(shè)合作的社會(huì)情境和多樣的物理情境為策略。高文（2001）從知識(shí)觀、學(xué)習(xí)觀、教學(xué)觀、課程觀和評價(jià)觀四個(gè)方面分析了建構(gòu)主義教學(xué)的基本特征。

（3）研究了建構(gòu)主義教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)模式問題。何克抗（1998）、高文（1998）等分析了建構(gòu)主義教學(xué)設(shè)設(shè)計(jì)的特征、原則、內(nèi)容與步驟。何克抗（1998）、張建偉等還著重介紹國外開發(fā)的建構(gòu)主義教學(xué)模式：“拋錨式教學(xué)”、“支架式教學(xué)”和“隨機(jī)進(jìn)入教學(xué)”。王文靜（2001）介紹了美國的Vanderbilt大學(xué)Peabody學(xué)院的學(xué)習(xí)技術(shù)中心開發(fā)的小學(xué)數(shù)學(xué)建構(gòu)主義教學(xué)范例——賈斯珀系列。3.1.2科學(xué)教育中的建構(gòu)主義問題。

（1）關(guān)于錯(cuò)誤概念及其概念轉(zhuǎn)變的研究。（2）關(guān)于科學(xué)教學(xué)中的建構(gòu)主義方法的研究。（3）國內(nèi)科學(xué)教育研究的視野和關(guān)注點(diǎn)。

對國外關(guān)于科學(xué)教育中的建構(gòu)主義的研究評價(jià)需要從以下幾方面進(jìn)一步研究：1基于建構(gòu)主義的科學(xué)目標(biāo)的研究；2基于建構(gòu)主義的科學(xué)學(xué)習(xí)方式、機(jī)制與策略的研究；3基于建構(gòu)主義的科學(xué)概念學(xué)習(xí)的研究；4基于建構(gòu)主義的科學(xué)教學(xué)觀研究；5基于建構(gòu)主義的科學(xué)教學(xué)模式、策略和研究；6基于建構(gòu)主義的科學(xué)教學(xué)評價(jià)的研究。

3.1.3研究的意義與價(jià)值探索基于建構(gòu)主義的科學(xué)教學(xué)新理論，重建科學(xué)教學(xué)本質(zhì)觀、科學(xué)學(xué)習(xí)觀、教師觀與科學(xué)教學(xué)過程觀。基于建構(gòu)主義的科學(xué)教學(xué)操作系統(tǒng)的研究將改變教師的教學(xué)方式，有助于教師開展基于建構(gòu)主義的科學(xué)教學(xué)的實(shí)踐活動(dòng)。

3.2研究的主要內(nèi)容

1.建構(gòu)主義的科學(xué)教學(xué)目標(biāo)研究。（1）從建構(gòu)主義視角分析科學(xué)的本質(zhì)與科學(xué)教學(xué)本質(zhì)；（2）從建構(gòu)主義視角分析科學(xué)教學(xué)的目標(biāo)——培養(yǎng)生物科學(xué)素養(yǎng)。3.2研究的主要內(nèi)容2.建構(gòu)主義的科學(xué)課程與教學(xué)觀研究。（1）建構(gòu)主義科學(xué)知識(shí)觀研究；（2）建構(gòu)主義科學(xué)學(xué)習(xí)觀研究;（3）建構(gòu)主義科學(xué)教學(xué)觀研究；（4）建構(gòu)主義科學(xué)課程觀研究。3.2研究的主要內(nèi)容3.建構(gòu)主義的科學(xué)學(xué)習(xí)理論研究。（1）學(xué)生的前概念的診斷與矯治的研究；主要有學(xué)生在科學(xué)（物理、化學(xué)、生物、地理）領(lǐng)域中主要科學(xué)前概念測查。（2）概念轉(zhuǎn)變理論研究。主要內(nèi)容有：概念轉(zhuǎn)變的科學(xué)哲學(xué)基礎(chǔ)；概念轉(zhuǎn)變的心理機(jī)制。3.2研究的主要內(nèi)容4.建構(gòu)主義的科學(xué)教學(xué)模式與教學(xué)策略的研究。探究建構(gòu)主義的科學(xué)教學(xué)模式與教策略的類型、特征、操作要點(diǎn)及局限性。主要內(nèi)容有：（1）概念轉(zhuǎn)變教學(xué)策略研究；（2）概念圖策略研究；（3）基于探究的建構(gòu)式科學(xué)教學(xué)模式與教學(xué)策略研究；（4）基于前概念的建構(gòu)式科學(xué)教學(xué)模式研究等。3.2研究的主要內(nèi)容5.建構(gòu)主義的科學(xué)教學(xué)評價(jià)體系研究。主要內(nèi)容包括建構(gòu)主義科學(xué)教學(xué)評價(jià)的內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)的研究；建構(gòu)主義科學(xué)教學(xué)評價(jià)的方法研究，主要有表現(xiàn)性評價(jià)、檔案袋評價(jià)、概念圖評價(jià)等。3.2研究的主要內(nèi)容6.建構(gòu)主義的科學(xué)教師教育研究。（1）科學(xué)教師的素質(zhì)結(jié)構(gòu)研究;（2）職前科學(xué)教師的專業(yè)發(fā)展：基于學(xué)科教學(xué)知識(shí)的建構(gòu)與發(fā)展；（3）在職科學(xué)教師的專業(yè)發(fā)展：教學(xué)實(shí)踐性知識(shí)的建構(gòu)。3.3研究的方法思路第一階段，運(yùn)用文獻(xiàn)法，通過對國內(nèi)外有關(guān)科學(xué)教育與建構(gòu)主義研究成果的搜集、整理、分析、整合，結(jié)合對傳統(tǒng)科學(xué)教學(xué)的反思，探索改革傳統(tǒng)科學(xué)教學(xué)的對策。第二階段，運(yùn)用理論研究方法，通過對已有資料的理性分析，結(jié)合對我國科學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀的反思，構(gòu)建基于建構(gòu)主義的科學(xué)教學(xué)理論框架，包括目標(biāo)觀、學(xué)習(xí)觀、教學(xué)觀、課程觀等。第三階段，運(yùn)用案例分析法與調(diào)查法，通過對學(xué)生有關(guān)生物學(xué)科前科學(xué)概念的調(diào)查，探測學(xué)生具有的前科學(xué)概念，為探索科學(xué)概念學(xué)習(xí)與教學(xué)的機(jī)制、建構(gòu)教學(xué)策略搜集第一手資料。第四階段，運(yùn)用演繹法、理論研究方法構(gòu)建基于建構(gòu)主義的科學(xué)教學(xué)模式、教學(xué)策略、教學(xué)評價(jià)體系等。

階段成果:1.國外基于建構(gòu)主義的科學(xué)教學(xué)模式面面觀.比較教育研究.2003（8）；2.維果茨基最近發(fā)展區(qū)理論對生物教學(xué)的啟示.外國中小學(xué)教育.2003（8）；3.“5E”教學(xué)模式及其在生物學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用，生物學(xué)教學(xué)，2004（5）；4.建構(gòu)主義理論運(yùn)用于科學(xué)教學(xué)的15條原則，教育理論與實(shí)踐，2004（10）；5.從授受到對話——論知識(shí)觀轉(zhuǎn)變與科學(xué)教學(xué)范式的重建，全球教育展望，2005（2）；6.學(xué)科教學(xué)知識(shí)：一個(gè)教師教育的新視角，外國教育研究，2005（3）。

科學(xué)教學(xué)概論——建構(gòu)主義觀點(diǎn)

全書共11章。第一章，“科學(xué)的本質(zhì)與科學(xué)教學(xué)的目的”。分析了科學(xué)的本質(zhì)；以及科學(xué)素養(yǎng)的涵義與培養(yǎng)途徑；第二章，“建構(gòu)主義——科學(xué)教學(xué)的理論基礎(chǔ)”。在簡介建構(gòu)主義的思想淵源與類型的基礎(chǔ)上，著重分析了基于建構(gòu)主義的科學(xué)知識(shí)觀與學(xué)習(xí)觀、課程觀與教學(xué)觀；第三章，“建構(gòu)主義科學(xué)教學(xué)原則”。通過對國內(nèi)外建構(gòu)主義課堂教學(xué)原則的研究成果的綜述、反思，進(jìn)而闡述了建構(gòu)主義科學(xué)教學(xué)的教學(xué)原則休系。

科學(xué)教學(xué)概論——建構(gòu)主義觀點(diǎn)第四章，“概念轉(zhuǎn)變”。具體分析科學(xué)概念中前概念的作用、成因、概念轉(zhuǎn)變理論的形成與發(fā)展，概念轉(zhuǎn)變的心理機(jī)制，以及促進(jìn)概念轉(zhuǎn)變的策略；第五章，“科學(xué)探究”。分析了科學(xué)探究性學(xué)習(xí)的本質(zhì)基本特征與價(jià)值、教學(xué)模式等問題；第六章，“科學(xué)過程技能”。分析了科學(xué)過程技能的特質(zhì)、特點(diǎn)教學(xué)價(jià)值，具體分析了幾種主要科學(xué)過程技能的特點(diǎn)與培養(yǎng)；第七章，“科學(xué)實(shí)驗(yàn)”。分析了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的類型、要素、教學(xué)價(jià)值，基于建構(gòu)主義的科學(xué)實(shí)驗(yàn)觀，以及探究性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式、策略等問題。

科學(xué)教學(xué)概論——建構(gòu)主義觀點(diǎn)第八章，“科學(xué)教學(xué)策略”。分析了3種基于建構(gòu)主義的科學(xué)教學(xué)模式——做科學(xué)、學(xué)習(xí)環(huán)和HPS教學(xué)模式的涵義、特征、理論基礎(chǔ)、一般程序、教學(xué)案例等；第九章，“科學(xué)教學(xué)策略”。分析了4種基于建構(gòu)主義的科學(xué)教學(xué)策略——合作學(xué)習(xí)、情境學(xué)習(xí)、問題解決學(xué)習(xí)、概念圖策略的涵義、特征、理論基礎(chǔ)、一般程序、教學(xué)案例等。第十章，“科學(xué)教學(xué)評價(jià)”。分析了基于建構(gòu)主義的科學(xué)教學(xué)評價(jià)體系，包括評價(jià)內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)、評價(jià)的基本方式等。第十一章，“科學(xué)教師的素質(zhì)與專業(yè)發(fā)展”。從學(xué)科教學(xué)知識(shí)的建構(gòu)的視角分析了科學(xué)教師的素質(zhì)結(jié)構(gòu)；職前科學(xué)教師的專業(yè)發(fā)展；在職科學(xué)教師的專業(yè)發(fā)展。

4生物教學(xué)中的另類概念及其轉(zhuǎn)變研究4.1研究的現(xiàn)狀、意義與價(jià)值4.1.1另類概念的研究。（1）另類概念的涵義、特征的研究。關(guān)于另類概念，不同的研究有不同的說法，如前科學(xué)概念或前概念、另類框架、另有概念、兒童的科學(xué)、兒童的概念等，一般認(rèn)為另類概念就是學(xué)生在某一特定學(xué)科中，對于事件或某現(xiàn)象所持有的不同于課本、老師、學(xué)者專家概念的看法、想法、信念、規(guī)則。另類概念的主要具有個(gè)體性和一定的共性、具有片面性、具有頑固性、具有隱蔽性。

4.1.1另類概念的研究。（2）另類概念的來源、作用的研究。學(xué)生的另類概念的來源是十分復(fù)雜的。不同研究者雖然還沒有完全達(dá)成共識(shí)，但大多數(shù)研究者認(rèn)為另類概念主要有三種來源：來自學(xué)生己有的日常生活經(jīng)驗(yàn)；來自語言、文化的影響；來自對科學(xué)概念的錯(cuò)誤理解。（3）另類概念的診斷方法研究。另類概念診斷的常用方法有多種（Howard,1987），主要包括臨床談話法、問卷調(diào)查法、概念圖法和診斷性測驗(yàn)。

4.1.2概念轉(zhuǎn)變理論研究（1）概念轉(zhuǎn)變模型。波斯納等人提出的概念轉(zhuǎn)變模型認(rèn)為，促使學(xué)生進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變，必須提供以下四個(gè)條件：學(xué)習(xí)者對當(dāng)前的概念產(chǎn)生不滿；新概念的可理解性；新概念的合理性；新概念的有效性。

4.1.2概念轉(zhuǎn)變理論研究（2）概念轉(zhuǎn)變的多維解釋框架。泰森等綜合別人的研究成果，提出概念轉(zhuǎn)變的多維解釋框架，借此解釋學(xué)習(xí)者的概念轉(zhuǎn)變。這個(gè)架構(gòu)主要是從認(rèn)識(shí)論、本體論與社會(huì)/情意三個(gè)維度來解釋學(xué)習(xí)者的概念轉(zhuǎn)變。（2）概念生態(tài)。波斯納等人開始重視影響學(xué)生學(xué)習(xí)的更復(fù)雜的其它背景因素，他們把影響概念發(fā)展的個(gè)體的經(jīng)驗(yàn)背景稱為“概念生態(tài)”。

4.1.3概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略研究（1）以發(fā)展學(xué)生與科學(xué)概念相一致的原有觀念為基礎(chǔ)的教學(xué)策略，主要有克萊門特的“架橋”策略、尼德若的“比較與反思”策略。（2）以引發(fā)認(rèn)知沖突和解決沖突為基礎(chǔ)的教學(xué)策略。主要有納斯鮑姆的三步教學(xué)法、科斯格儒的產(chǎn)生式學(xué)習(xí)的教學(xué)模式、查樸尼的基于對話的教學(xué)模式和德賴弗的概念轉(zhuǎn)變教學(xué)模式。

現(xiàn)狀評析：

有待研究的問題:諸如我國學(xué)生另類概念的特征與類型如何？概念轉(zhuǎn)變的心理機(jī)制是什么？概念轉(zhuǎn)變與科學(xué)探究的關(guān)系如何？它們是如何整合的？如何構(gòu)建促進(jìn)概念轉(zhuǎn)變的有效策略等等。

4.1.4研究的意義與價(jià)值本研究通過對另類概念及其轉(zhuǎn)變過程的探討，有利于揭示科學(xué)學(xué)習(xí)的本質(zhì)與規(guī)律，具有重要的理論意義。同時(shí)，從學(xué)習(xí)與教學(xué)實(shí)踐來看，學(xué)生只有了解自己的另類概念及其轉(zhuǎn)變的規(guī)律，才能據(jù)此更好地學(xué)習(xí)科學(xué)概念，教師才能選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略促進(jìn)學(xué)生的概念轉(zhuǎn)變。

4.2研究的主要內(nèi)容1.關(guān)于另類概念的研究，包括：①國外學(xué)生的另類概念的研究綜述；②生物學(xué)科有關(guān)另類概念測查與研究；③物理學(xué)科有關(guān)另類概念測查與研究；④化學(xué)學(xué)科有關(guān)另類概念測查與研究。2.概念轉(zhuǎn)變理論的研究，包括：①概念轉(zhuǎn)變的涵義與本質(zhì)的研究；②概念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)的模型建構(gòu)。

4.2研究的主要內(nèi)容3.概念轉(zhuǎn)變教學(xué)策略系統(tǒng)研究，包括：①基于認(rèn)知沖突的概念轉(zhuǎn)變教學(xué)模式的研究；②基于類比策略的概念轉(zhuǎn)變教學(xué)模式研究；③基于概念圖的概念轉(zhuǎn)變教學(xué)的研究；④基于學(xué)科探究的概念轉(zhuǎn)變教學(xué)模式研究等。

4.3研究的方法思路1.文獻(xiàn)法。通過對國內(nèi)外有關(guān)科學(xué)領(lǐng)域中另類概念及其轉(zhuǎn)變的研究成果的搜集、整理、分析、整合，結(jié)合對傳統(tǒng)科學(xué)教學(xué)的反思，建構(gòu)新的科學(xué)學(xué)習(xí)觀與與教學(xué)觀、建構(gòu)基于探究的概念轉(zhuǎn)變理論。2.調(diào)查法。通過對學(xué)生有關(guān)科學(xué)領(lǐng)域中另類概念的調(diào)查，探測我國學(xué)生具有的另類概念的類型、特征，為建構(gòu)基于探究的概念轉(zhuǎn)變教學(xué)的策略體系搜集第一手資料。3.理論研究法。通過對已有資料的理性分析，結(jié)合對我國基礎(chǔ)教育課程改革現(xiàn)狀的反思，建構(gòu)促進(jìn)概念轉(zhuǎn)變教學(xué)的策略體系。4.行動(dòng)研究法。指導(dǎo)科學(xué)教師通過行動(dòng)研究改進(jìn)與完善概念轉(zhuǎn)變教學(xué)策略。

階段成果:1.概念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)的內(nèi)在機(jī)制探析.教育研究與實(shí)驗(yàn).2003（2）；2.生物教學(xué)中錯(cuò)誤概念的診斷與矯治.課程·教材·教法.2003（5）；3.概念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)：一種基于建構(gòu)主義的科學(xué)教學(xué)模式.外國教育研究.2003（6）；4.運(yùn)用診斷性評價(jià)揭示生物學(xué)的前概念.生物學(xué)通報(bào).2003（6）；5.概念圖策略在生物學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用.生物學(xué)教學(xué).2003（9）；6.生物學(xué)教學(xué)中促進(jìn)錯(cuò)誤概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略.生物學(xué)教學(xué).2003（10）；7.西方科學(xué)教學(xué)中概念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)理論的形成與發(fā)展，比較教育研究，2004（3）；8.“5E”教學(xué)模式及其在生物學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用，生物學(xué)教學(xué)，2004（5）；9.科學(xué)學(xué)科領(lǐng)域中學(xué)生的另類概念的研究，比較教育研究2006（7）。

5學(xué)生科學(xué)概念發(fā)展與教學(xué)研究5.1研究的現(xiàn)狀、意義與價(jià)值5.1.1關(guān)于概念形成取向的學(xué)習(xí)與教學(xué)研究克勞斯邁爾（HerbertJ.Klausmeier）提出了概念學(xué)習(xí)與發(fā)展理論（CLD理論），主要揭示了概念發(fā)展的內(nèi)涵、概念發(fā)展的層次及概念發(fā)展的原則。羅希（Roach,1978）采用實(shí)驗(yàn)方式研究概念形成過程，提出了范例理論（exemplartheory）。該理論認(rèn)為，自然概念的學(xué)習(xí)通常不是通過抽象的規(guī)則而是通過范例來學(xué)習(xí)的。

5.1.1關(guān)于概念形成取向的學(xué)習(xí)與教學(xué)研究克勞斯邁爾的威斯康辛模式認(rèn)為，概念的獲得或是概念層次的提升，并不只是自然地經(jīng)由生理的成熟而習(xí)得，教學(xué)有助于學(xué)生達(dá)到概念發(fā)展的形式層次。喬伊斯和威爾提出了接受式、選擇式和無組織材料三種概念獲得教學(xué)模式。

5.1.2關(guān)于概念轉(zhuǎn)變?nèi)∠虻膶W(xué)習(xí)與教學(xué)研究波斯納（1982）提出了概念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)模型，齊（Chi，1994)從本體論（ontology）的角度來分析概念結(jié)構(gòu)，提出了概念轉(zhuǎn)變的不可測通約性假說。關(guān)于概念轉(zhuǎn)變教學(xué)，德賴弗提出了概念轉(zhuǎn)變教學(xué)模式、科斯格儒提出了產(chǎn)生式學(xué)習(xí)的教學(xué)模式?？巳R門特提出了“架橋”模式。

5.1.3國內(nèi)科學(xué)教育學(xué)者研究的視野和關(guān)注點(diǎn)主要是引介國外有關(guān)概念學(xué)習(xí)的研究成果，或是對國外理論進(jìn)行的驗(yàn)證性研究。有少數(shù)人也開展了影響概念教學(xué)的心理因素的研究（姚文忠等，1991）。關(guān)于科學(xué)概念教學(xué)研究，主要涉及概念教學(xué)策略研究（于海波等，2001），概念教學(xué)模式研究（段傳宗等，1996），但其理論基礎(chǔ)多局限于行為主義。

現(xiàn)狀評析：

需要進(jìn)一步研究的問題：1.概念發(fā)展理論的研究，主要包括：科學(xué)概念發(fā)展模型和基本結(jié)構(gòu)的研究；科學(xué)概念發(fā)展的學(xué)習(xí)策略研究；2.概念發(fā)展教學(xué)模式與策略研究，主要包括：概念發(fā)展一般教學(xué)模式與策略研究；基于前概念的概念發(fā)展教學(xué)模式與策略研究；基于探究的概念發(fā)展教學(xué)模式與策略研究。

5.1.4研究的意義與價(jià)值從理論上說，本課題研究致力于探索基于建構(gòu)主義的科學(xué)概念發(fā)展與教學(xué)新理論，努力突破傳統(tǒng)科學(xué)概念教學(xué)的行為主義樊籬，構(gòu)建科學(xué)概念發(fā)展模型、概念發(fā)展教學(xué)模式與策略體系。從實(shí)踐上說，科學(xué)概念發(fā)展教學(xué)模式和策略系統(tǒng)的研究將改變教師的教學(xué)方式，有助于教師開展基于建構(gòu)主義的科學(xué)概念教學(xué)活動(dòng)，為教師有效地實(shí)施新課程提供技術(shù)支持。5.2研究的主要內(nèi)容1.科學(xué)概念發(fā)展理論研究（1）科學(xué)概念發(fā)展的心理模型與過程研究。主要內(nèi)容有：①科學(xué)概念發(fā)展的心理模型研究；②科學(xué)概念學(xué)習(xí)的過程研究。（2）科學(xué)概念發(fā)展的心理機(jī)制研究。主要內(nèi)容有：①科學(xué)概念發(fā)展中學(xué)生的前概念的作用、成因分析；②科學(xué)概念發(fā)展中學(xué)生的元認(rèn)知的作用、成因分析；③科學(xué)概念發(fā)展中學(xué)生的科學(xué)表征的作用、成因分析。

1.科學(xué)概念發(fā)展理論研究（3）科學(xué)概念發(fā)展的學(xué)習(xí)策略研究。主要內(nèi)容有：①精制策略。借鑒國際上對概念精制策略的研究成果，具體分析精制策略的形成與發(fā)展，以及在概念發(fā)展中的作用；②元認(rèn)知策略。借鑒國際上對元認(rèn)知策略的研究成果，