初中理科教科書中科學史內容的分析研究

　　一、 研究方法
　　本研究在方法上先采用系統的量化分析，依據編定的類目對教科書中的科學史進行歸納、統計和分析；而后采用質化的分析，針對初中理科教科書中的科學史內容輔以質性分析。研究對象是2001年以后出版的全日制義務教育7-9年級課程標準實驗教科書化學（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史內容大致歸為5類：科學方法的介紹；科學家的生平簡介與逸聞趣事；古代、近代和現代的科學技術成就及其發展；重大發明與發現、重要實驗、理論、定理和概念的演變過程；一些學派間的爭論與假說。在統計中將涉及以上科學史內容的地方作為一個分析單位，計為一“處”。
　　二、 結果與分析
　　本研究參考Laurinda Leite的分析量表[1]，并結合我國理科教科書的具體狀況，設計了五個分析類目，統計結果如下。
　　1.科學史圖片個數百分比
　　本研究將涉及到科學史相關內容的圖片記為一處，統計情況如下：化學教科書中涉及科學史的圖片為34個（12.2%），物理教科書涉及科學史的圖片為44個（6.3%），生物教科書涉及的科學史圖片為72個（12%）。可以看出，化學教科書中科學史圖片占全書總圖片個數百分比最大，而物理教科書所占比例最小。
　　2.科學史的呈現位置
　　科學史在教科書中的呈現位置分為：正文部分和非正文部分。只要是在資料以及習題部分呈現的內容均列為非正文部分，統計情況如下：化學教科書中科學史呈現在正文部分的為10處（52.6%），非正文部分為9處（47.4%）；物理教科書中科學史呈現在正文部分的為12處（32.4%），非正文部分為25處（67.6%）；生物教科書中科學史呈現在正文部分的為7處（14.0%），非正文部分為43處（86.0%）。
　　可以看出，除化學教科書中出現在正文部分的科學史內容略多于非正文部分外，科學史內容在物理和生物教科書中絕大部分都出現在非正文部分。
　　3.科學史素材涉及的地域分布及年代分布
　　我們將所歸納的科學史按地域劃分為國內和國外，按以下原則劃分：若文中的主要內容只涉及國內方面的理論、研究和人的觀點等，則把該篇科學史歸為“國內篇”；反之則歸為“國外篇”。具體統計如下：化學教科書中，國內篇為4處（31%），國外篇為9處（69%）；物理教科書中，國內篇為8處（24.2%），國外篇為25處（75.8%）；生物教科書中，國內篇為5處（15.1%），國外篇為28處（84.9%）。
　　我們把所統計的科學史素材按年代劃分為古代、近現代、當代。國外近現代史從西方第一次工業革命（17世紀40年代）到計算機的應用（20世紀40-50年代），這些年代以前為古代，這些年代以后為當代；國內的近現代史則從19世紀40年代-20世紀40-50年代，這些年代以前為古代，以后為當代。涉及國外科學發展史時則按國外古代、近現代史和當代的年代劃分統計，反之涉及國內科學發展史則按國內的年代劃分統計。具體統計如下：化學教科書中，古代為0處，近現代為7處（87.5%），當代為1處（12.5%）；物理教科書中，古代為7處（28%），近現代為18處（72%），當代為0處；生物教科書中，古代為3處（9.4%），近現代為26處（81.3%），當代為3處（9.4%）。
　　4.科學史素材的類型
　　本研究中將科學史素材的類型分為兩方面，即：科學家和科學發展的過程。對科學家的分析內容包括：傳記資料（化學7處、物理17處、生物15處）、家庭背景（化學0處、物理2處、生物4處）、個性特征（都未涉及）、工作態度和動機（化學2處、物理5處、生物10處）、插曲/軼事（生物5處、化學和物理未涉及）、教育程度（化學1處、物理0處、生物3處）。對科學發展的過程的分析內容包括：提及一個科學發現（一次發現或歷史上的概念被提及）（化學4處、物理10處、生物6處）、描述一個科學發現（指描述與某個發現相關的事件）（化學4處、物理3處、生物9處）、描述的是線形的平坦的發展過程（化學0處、物理2處、生物4處）、描述科學發展的真實過程（因不同意見產生的前進和后退） （都未涉及）。
　　5.科學史中體現的科學方法
　　本研究根據初中理科教科書的具體情況，列出了以下科學方法：實驗、觀察、假說、模型、科學抽象。具體統計如下：化學教科書中，科學史中體現的科學方法，實驗法5處、觀察法4處、假說法1處、科學抽象1處；物理教科書中，科學史中體現的科學方法，實驗法8處、觀察法4處、假說法1處、模型1處、科學抽象2處；生物教科書中，科學史中體現的科學方法，實驗法15處、觀察法11處。
　　由統計結果可以看出，“實驗”是初中理科教科書科學史中最常被提到的一種科學方法。雖然教科書中也提到了觀察、假說以及模型等科學方法，但與實驗方法相比都是比較弱化的。
　　三、 建議
　　1.注重各科學學科內容間的聯系
　　在科學發展的歷史長河中，各領域知識之間都是相互聯系，相互促進的。每一次科學上劃時代的發展，都是各領域科學家共同努力的結果。因此，理科教科書不能只片面地呈現某個科學學科的科學史，而應該注重各科學學科內容間的聯系。比如，可以按照大的主題性知識來組織學科內容，以基本的科學概念或定律為基點，由此作縱向延伸和橫向聯系，學科內容少而精，突出科學的整體性，形成各門學科有緊密互動關系。
　　2.適當展現科學家的真實形象
　　有關科學家生活和形象內容的呈現是培養學生科學態度和科學精神的重要途徑。特別是在初中教學中一方面要注重對學生知識的傳授，另一方面更應注重對學生學習興趣的培養。
　　3.描述動態的科學發展過程
　　在初中理科課程標準中提出了“以培養學生的科學素養”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，增加了一些科學史的內容，如增加了一些科學史的圖片，但仍忽略了對科學史發展細節過程的適當描述。教科書對于絕大多數的知識，只是通過“邏輯的方法”將結論和盤托出。
　　4.重視對科學方法的介紹
　　從統計結果來看，初中理科教科書的科學史內容中出現最多的科學方法是實驗和觀察的方法，對許多重要方法如假說、模型、科學抽象等，都是一帶而過或者根本沒有提到。科學方法的介紹應自然地融入到教科書的內容中，做到深淺結合、詳略得當。
　　參考文獻
　　[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.全日制義務教育物理課程標準（實驗稿）[S].北京：北京師范大學出版社，2001.
　　[3] 中華人民共和國教育部.全日制義務教育化學課程標準（實驗稿）[S].北京：北京師范大學出版社，2000.
　　[4] 中華人民共和國教育部.全日制義務教育生物課程標準（實驗稿）[S].北京：北京師范大學出版社，2001.
　　（責任編輯 任洪