学术报告:《生物学科学史循证教学:为何与何为》
作者: 孟凡龙(淮阴师范学院生命科学学院),朱家华(临沂大学生命科学学院,人民教育出版社博士后) 发表期刊: 《课程·教材·教法》 发表时间: 2025年1月,第45卷第1期
本论文属于类型b,是一篇针对高中生物学科学史教学现状进行剖析,并系统提出“循证教学”(Evidence-based Teaching)作为解决方案的学术观点与路径探讨文章。论文直面当前教学中的现实困境,深入阐释了科学史循证教学的价值意蕴,并构建了一条具有实践指导意义的操作路径。
一、 研究背景与问题审视:科学史教学的现实困境
论文开篇即指出,科学史是科学及其知识发生与发展的历史,承载着人类探索自然世界的智慧积淀。在高中生物学教学中,科学史教育对于传承科学精神、提升科学素养至关重要。然而,论文作者通过审视当前教学现状,归纳出三大核心困境。
其一,部分教师对科学史教学的理解存在偏颇,缺乏深度。具体表现包括:价值目标游离,教学设计在知识、能力、态度之间徘徊,缺乏明确指向;史料理解错位,例如对海尔蒙特实验的评价简单化,未能深入理解析因实验原则及科学的开放性;视野格局受限,历史视野局限,对学生价值观念的引导不足。
其二,教学目标单一,缺乏整体视角。教学片面关注外显性事实知识,按时间顺序罗列实验,却忽略了对科学实验思维的深度剖析;同时,疏于挖掘科学史中蕴含的人文精神与思想,导致教育性缺失;此外,缺乏从方法、思想、精神层面对科学史价值的系统性教学设计。
其三,教学方式简单粗放,缺乏证据思维。一些教师“照本宣科”,固守“教教材”的思维,无法体悟教材编排的内在逻辑;或是“拿来主义”,直接照搬他人教学案例,忽视具体教学情境;亦或是“过度拓展”,补充大量史料导致课堂信息泛滥、重点不明。这些教学方式均未将科学史料当作“证据”来引导学生进行探究和思维建构。
二、 核心论点:生物学科学史循证教学的价值意蕴
为破解上述困境,论文提出了“生物学科学史循证教学”的核心理念。其定义为:教师遵循学生中心原则,将最佳证据、个体经验和教学智慧有机融合,开展科学史教学的过程。这一过程注重史料实证的整体性、动态性和协同性。论文从三个层面系统阐述了其价值。
价值层面一:体验知识探究过程,凸显实证氛围。 论文引用郭元祥等人的观点,将知识视为“有待发育的精神种子”。循证教学强调让学生在“重演”科学史的过程中理解史实,并开展“如果”分析,从而发展学科想象力和批判性思维。其主要论据是,教学过程应根据需要精选史料,选择性重做科学家经典实验,忠实践行科学的“可重复原则”,在获取、分析证据和表达成果的实践中,建立循证意识,营造实证氛围,最终服务于培养创新型人才。
价值层面二:领会科学思想观念,构建系统证据。 论文提出,科学史教学应以思想观念为贯穿始终的“智慧灯塔”。对应论据指出,科学史聚焦科学面临的真实问题及其解决过程,其中渗透着辩证、发展、和谐等思想。循证教学需要关注知识本体、教学应用、学科发展、循证实践等多个层面的整体性证据构建。以“光合作用发现史”为例,知识本体包含原料、原理和过程等;教学应用突出资料呈现和实验创新;学科发展关注科学家精神与跨学科概念;循证实践则注重教学全过程(课前、中、后)的系统化证据链构建。
价值层面三:感悟科学家型特质,彰显实践样态。 论文结合PISA 2025科学素养测评框架新增的“科学身份认同”维度,论证了科学家特质的重要性。循证教学通过渗透科学家的精神财富,突出了“求真”(挖掘最高级别实验证据)、“协作”(教研员、同事、师生等多主体协同)、“高效”(以最低成本开展最佳实践)、“开放”(实践过程可重复、可监控、透明化)的价值属性,促使教学过程更加专业化、科学化。
三、 实践路径:构建螺旋迭代的循证教学流程
论文的最终落脚点在于构建可操作的实践路径,提出了基于循证理念、循证思维和循证实践的三条路径,并将其细化为一个包含五个环节的螺旋迭代过程。
路径一:基于循证理念,注重扎根实践。 这一观点要求科学史教学在理论支撑下,从教学、实证、行动、史料四个层面突出“扎根”品格。具体而言,教学层面要扎根于学科属性和学生实际;实证层面要扎根于证据的获取与评估;行动层面要扎根于师生的田野式实践;史料层面要扎根于对科学史的批判性反思与完整叙事,最终引导学生“像科学家一样思考”。
路径二:基于循证思维,明确目标导向。 循证思维要求教学从素养目标出发,统整教学要素。论文以“光合作用发现史”为例,详细演示了如何设定从“物质与能量”视角阐述科学史、开展科学论证、形成科学探究能力、认同科学本质等多维素养目标。基于此目标,教师应整合以“原料-原理-过程”为主线的系统化、协同性史料,并采用自主探究、实验设计等多种教学方法,实施表现性评价,给予个性化反馈。
路径三:基于循证实践,发展逻辑思维。 这是论文最核心的实践操作部分,其将教学过程具体刻画为一个由五个环节组成的螺旋迭代模型。
明确研究问题: 问题是循证实践的起点。论文将教学问题精细地划分为描述类、因果类、评估类、实质类、干预类五种类型,并以此驱动探究。论文以表格(表1)形式,将“光合作用发现史”中的关键实验(从亚里士多德到卡尔文)与精心设计的各类问题一一对应,清晰地展示了如何用不同类型的问题引导学生思考。
获取有效证据: 证据是循证教学的关键。论文指出,现象材料需经筛选、分析、甄别、论证才能转化为科学、客观的证据。获取证据的途径包括:对史料文本的系统分析、对科学家实验设计思想的深度探究,以及通过“重演”和创新实验来生成实践证据。
评估证据质量: 此环节强调对证据的信度、效度和可行性进行评估。一个关键论点是,需要基于课程标准对史料功能进行精确定位:作为“课程内容要素”的史料(如原理和过程发现史)是教学的核心目标,要求学生深入掌握;而作为“教学素材资源”的史料(如原料发现史)则作为辅助性支架,用于拓展思维。
应用证据决策: 经过评估的高质量证据被用于澄清教学问题、优化活动设计,从而帮助教师做出科学的教学决策。决策过程需系统化,通过问题导向和任务驱动,让学生联结已有经验,体验知识的创生历程,并感悟科学精神,最终实现“启智明心”。
反思调整完善: 实施教学后,需通过观察与反馈,进行多元主体的集体性反思,对教学决策进行调整。成效评估需基于学习目标构建评估框架,开发评价工具,采集和分析学生的学习数据、教学数据和作业数据,以此形成模块化的证据系统,实现证据库的迭代优化,持续营造循证教学的文化氛围。
四、 研究意义与价值
本文的学术与实践价值在于,它并非简单地提倡在教学中运用科学史,而是针对当前科学史教学流于表面、缺乏深度的痛点,引入了“循证”这一严谨的方法论框架,为一线教师提供了一种全新的思维方式和系统化的实践路径。论文将教学决策建立在对多样化“证据”进行“获取-评估-应用-反思”的理性探索之上,实质上是推动了科学史教学从经验化的感性层面走向科学化的理性层面。这不仅有助于解决教师在教学实践中的实际困惑,精准提升学生的科学思维和探究能力,更为落实核心素养、培养科技创新人才提供了坚实且可借鉴的教学范式,对深化基础教育课程改革具有重要意义。论文最后也指出,科学史循证教学是一个复杂的系统演进过程,需要各利益相关方的协同融合,并从科学与人文学科交叉的更高层面提出了未来的探索方向。