融合HPS教育理念的5E教学模式对科学本质观影响的实证研究 ——以高中生物课堂为例

作     者：徐思麒 

作者单位：杭州师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：任山章;金永生

授予年度：2021年

学科分类：0401[教育学-教育学] 04[教育学] 

主      题：科学本质观 HPS教育理念 5E教学模式 

摘      要：提升学生对于科学本质的理解作为国际科学教育的目标之一已有近百年的历史,具备良好的科学本质观对学生的终身发展有重要意义。《普通高中生物学课程标准(2017年版)》中明确提出要着重培养学生的生物学学科核心素养,其中就包含了要重视学生对于科学本质的认识和理解,所以构建有效的科学本质教学是科学教育研究的焦点。HPS教育作为目前国际和国内学者较为公认的有利于培养科学本质观的教育理念,其所蕴含的科学史、科学哲学和科学社会学的思想有助于促进学生对科学本质的认识,但如何将HPS教育理念更好的融入科学课堂教学仍是难点。5E教学模式集吸引、探究、解释、迁移和评价为一体,基于建构主义思想,各教学环节环环相扣,广泛运用于课堂教学实践当中,有利于提升学生科学思维和科学探究等能力。本研究在调研大量文献的基础上,找到HPS教育理念和5E教学模式的连接点,尝试构建融合HPS教育理念的5E教学新模式,并以“细胞核的功能、需氧呼吸、光合作用碳反应等为教学内容,应用此模式进行相关教学设计。在为期三个月的准实验研究中,选取SUSSI量表和VNOS—C访谈问卷作为科学本质观的量化和质性分析工具,对实验班和对照班的前、后测数据进行比较分析,以研究融合HPS教育理念的5E教学模式能否有效提高学生的科学本质观,以及对科学本质各维度的具体影响。运用SPSS23.0软件进行数据统计,结合访谈结果分析发现融合HPS教育理念的5E教学模式在课堂教学中具有可行性;与对照班相比,教学干预后实验班在“观察和推理、创造力和想象力、科学方法多样性维度有显著性提升,对于科学具有实证性等特点有更深的理解,可运用科学史中的经典案例回答访谈问题,科学本质观在总体上得到了提升;但在“暂时性、科学定律和理论、社会文化的影响维度,实验班与对照班没有显著差异。研究表明:融合HPS教育理念的5E教学模式在课堂实践中切实可行,课堂气氛热烈,学生学习的积极性提高,对科学史中的经典实验记忆深刻;总体上有效提高了学生的科学本质观,科学探究中的观察和推理能力得到了发展,能够体会创造力和想象力对科学的重要性,理解科学方法具有多样性,对于科学本质实证性等维度的理解优于传统教学。基于研究结果,提出以融合HPS教育理念的5E教学模式促进显性的科学本质教学等建议,并指出本研究的不足之处及对未来研究的展望。