科学史的研究精选(九篇)

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第1篇：科学史的研究范文

【关键词】有效教学；科学素养；生物科学史

生物新课标的“新”主要体现在新的课程理念和课程目标，即情感态度与就爱只管目标的提出。从科学态度和科学的世界观、生物学基础知识、科学探究方法与技能、科学技术与社会四个维度来看，“提高生物科学素养”既是生物新课标提出的基本课程理念，又属于情感态度与价值观范畴，应该受到教师的重视。但是，在以往的教学中，教师却更注重基础知识的掌握和基本技能的训练，忽视对学生情感态度与价值观的培养，而新课标的提出恰使这一缺陷得到有效的弥补。教材中的生物科学史蕴含了丰厚的科学素养，它为生物科学知识提供重要的科学概念、原理、事实和方法技术，体现出科学理论的形成是一个不断探究、深化、修改的过程。教师若能在教学中有效的利用生物科学史，它将为提高学生的科学素养作出巨大贡献。以下，笔者就以有效教学策略整合生物科学史，提高学生生物科学素养进行阐述。

一、有效教学的含义

有效教学指教师在遵循教学活动的客观规律下，以尽可能少的投入，取得尽可能大的教学效果的一种教学活动。简单地说，就是教师要选择适当的教学策略整合教学内容，学生通过课堂学习，有效的的完成教学的三维目标。与传统的教学方法相比，有效教学以其开放性、实践性和生动性著称。

新的生物课程标准要求提高学生生物素养，倡导探究性学习。这要求学生在理解、掌握科学知识的同时，注重情感态度和价值观的培养。为达成这一目标，提高教师教学的有效性，就显得十分紧迫和必要。

二、生物科学史实施有效教学策略的研究

1.探究性学习策略

探究性学习是指学生在某学科领域或现实的生活情境中，选取某个问题作为突破点，通过质疑、发问、调查研究、分析讨论，最终解决问题，从中学生能够获得知识、激发兴趣、掌握科学探究的一般方法和程序，形成相应的科学观点和科学精神。按照教学方法的不同，可分为：发现探究式、问题探究式和归纳探究式，本文以归纳探究式的教学策略为例进行探讨。

教师要充分利用生物科学史这一有效资源，让学生在已有知识的基础上，根据老师的问题，收集事实，提出假设，在教师的逐步引导下，得出结论，解决问题。学生通过深入思考科学家们的研究过程，体会他们的科学态度、科学精神，习得科学探究的方法，掌握科学探究的一般技能，更好的理解科学知识，拓展自己的科学思维。有的时候，获得有效的学习方法的意义要远大于科学知识本身，就如美国科学家爱因斯坦所说的“ 你要知道科学方法的实质，不要去听一个科学家对你说些什么，而要仔细看他在做些什么。”生物科学史涉及知识目标、能力目标、情感态度和价值观目标三个维度，对培养学生的生物科学素养起着举足轻重的作用。教师在教学中，不应该只重视科学家们的研究结果，更应该带领学生跟着科学家一起，去探索、去发现，去主动获取知识与技能，体会科学家们浓厚的爱国主义情怀和不畏艰险、勇于探索、持之以恒为科学献身的敬业精神。

2.生物膜结构探索历程的归纳探究式教学

导入：课前，要求学生们收集课程相关的材料，可以是相关的知识，也可以是科学家们在探索中发生的趣味小故事。课上，教师拿出用橡皮泥制作的真核细胞的三维结构模型，提供三种用于制作细胞膜的材料，问学生哪个更适于体现细胞膜的功能？学生做出选择后，由教师宣布开启今天的细胞膜探索之旅。通过问题激发起学生强烈的好奇心和对知识的渴望，培养学生的科学态度。

教学过程：介绍欧文顿实验过程，让学生回答实验现象与假说。设疑：正是有了实验观察，科学家才有了严谨的推理和大胆的假设，才会使膜是由脂质组成这一假说在19世纪被提出，那假说是否还需要进一步的验证和完善呢？引出后来一些科学家验证假说及提出新假说的过程。学生体会科学理论的形成是一个不断探究、深化、修改过程的真谛。到罗伯特森提出了细胞膜的“三明治”结构，这一过程体现了科学家探索之路的艰辛、思维的严密，同时也伴随着科学技术的不断进步，让学生去体会科学家的科学精神，明白科技进步需要新技术的支持。学生讨论“三明治”模型有哪些局限呢？新技术―电镜冰冻蚀刻技术的出现，揭示了细胞膜结构中蛋白质的分布。到此，学生们了解了科学研究的一般方法和步骤。最后，桑格和尼克森总结生物膜流动镶嵌模型，学生在头脑中形成清晰的知识脉络。

课堂小结：在知识总结后，问一问学生：科学研究是很多科学家共同参与、共同努力的结果吗？科学研究过程是否真的离不开技术支持呢？科学研究需要理性思维和实验的结合吗？科学知识的建立过程是一个不断开拓、继承、修正和发展的过程吗？这节课，在有效的完成新课标中相应知识目标、能力目标的同时，升华学生的情感、态度和价值观。

因此，笔者认为，用探究性教学策略整合生物科学史的教学行为是有效的。它能在完成知识目标和技能目标的同时，培养学生的情感态度和价值观。充分满足生物课程改革的要求，方法简便、易于掌握和运用，是实际教学中行之有效的策略之一。

参考文献：

[1]林凡圣.浅议高中生物教学中学生科学素养的培养[J].学周刊.2011（25）

第2篇：科学史的研究范文

关键词：科学学视角；建筑科学；发展研究

中图分类号：B503.92文献标识码：A 文章编号：

一、建筑科学的历史发展进程

在中国文字中的“建筑”，不仅能够表示营造、建造建筑物的人类活动，还可表示某种活动的建筑产物，或是某风格、某时期及其技术与艺术的总称，比如现代主义建筑、巴洛克建筑、古罗马建筑、秦汉建筑等。

我国的建筑历史可追溯到3000多年前的殷商时期，并在当时就具备了独特的建筑风格，并以此在以后得到了一系列发展。据历史考证，在春秋末年，由齐国工匠官所著的《考工记》中，就已经详细记载了当时称工匠的主要职责，并记载了房屋建筑规则、王宫建筑规制以及都城规划等。可以说，我国是能够较早绘制建筑模型与建筑图的国家之一，但是与其相对应的建筑理论体系却并没有能够得到发展。

而现代建筑学的主体部分则源于西方国家，从历史上来划分，其建筑学的发展进程大致可分为三个阶段：

第一阶段为古代，即建筑学刚刚兴起时。公元前3世纪至2世纪时期，古希腊出现了专业的建筑著作，其中涵盖了施工机械、建造方法、构图法则等内容。其后古罗马在古希腊建筑的基础上，使建筑的数量、规模、类型都有了更大的发展。公元前1世纪，来自古罗马的建筑师所著的《建筑十书》10卷本中，不仅将内容扩展到了住宅、公共建筑、施工设备、工具、供水工程技术以及建筑物与风向、阳光的联系等，而且首次提出了美观、方便、坚固的三原则。

第二阶段为近代，即文艺复兴时期。借助着文艺复兴浪潮，西方建筑学也得到了新的发展。在这个时期，不仅有大量的艺术因素注入到建筑活动中，而且由于几何学家也开始参与到建筑活动中，使建筑设计学、建筑制图学都得到了极大发展。其中，1485年的《论建筑》一书更是首次兼顾到了建筑艺术与建筑技术，为建筑学的雏形树立了较为完整的概念，可以说是建筑学产生质变的关键因素。

第三阶段即现代，建筑学得到了稳步的发展。自从20世纪以来，已有的建筑学科不断随着对象的细化而有多门分支学科分化出来，其在综合与分化的辩证统一中不断增加分支学科。另外，建筑学图书、刊物的数量也是逐渐庞大，不仅表现出建筑学正在逐步走向繁荣，而且还是其能够持续发展的重要保证。

从建筑学的历史发展进程中不难看出，建筑学已经演变为结构复杂的学科，所有将研究对象定为建筑活动与建筑物的学科都已经超越了单一建筑学的范畴，因此应称这些学科为建筑科学才更为恰当。

二、建筑科学继续发展的措施

时至今日，建筑科学学科可谓发展潜力巨大，而为使建筑科学的发展更为有序、可持续发展，基本应遵循一个基点，两条主线，三位一体的发展措施。

（一）一个基点

就是准确、清晰地把握好过去、现在、未来的建筑科学，并将此作为基点，完善总体规划，将力量进行合理部署，进一步将发展重点突出。而建筑科学学、建筑科学史就是为使建筑科学的发展而创立的新学科。

从本质上来看，建筑科学史就是将建筑科学及分支学科的演化进程进行梳理与回顾作为其任务，而建筑科学学则是基于对建筑科学发展历史经验的总结，进一步对建筑科学的定位、体系结构、持续发展的前景、态势、条件、背景进行探讨。它们既是建筑科学、建筑学的自我认识与自我反思，更是建筑科学迈向成熟的重要标志。以前，这两门学科的内容一般都包含于建筑学基础、建筑学原理以及建筑学概论之中，而现在，这两门学科的独立已是必然，它们的创建对于整合性发展建筑科学有着至关重要的引导、支持作用。

（二）两条主线

就是指在完善、充实建筑科学学科结构的同时，应全面考虑内外两条线，其中内线应对已有学科的分化进行强化，而外线则应使学科间的融合得到促进。

首先要为已有学科营造出渐次分化的环境，通常情况下，研究对象分化直接影响了学科的分化。建筑物与建筑活动是建筑科学研究的对象，因此只要能够分化建筑物与建筑活动，那么建筑科学的已有学科也能相应获得细分化的可能。

其次是与相关学科的合作、交流与沟通要加强。建筑科学人员、建筑工作者应将其知识面充分的扩展，从而在建筑科学人员身上形成多学科知识的融合，同时还应积极地建立起与相关学科人员的横向联系，在合作课题中营造出萌生边缘分支学科的条件与机遇。

（三）三位一体

就是建筑工程、建筑艺术、建筑科学三者得到协同发展，并在建筑工程与建筑艺术的基础之上，将建筑科学建设重点突出。

建筑工程、建筑艺术与建筑科学之间应当是极为密切的关系，从图1中可以清晰地看出这点。

图1建筑科学与建筑工程、建筑艺术的关系示意图

建筑物、建筑活动另外的表述方式就是建筑工程与建筑艺术，它们既作为建筑科学研究的对象存在，同时也是建筑科学生存与发展的重要基础。建筑科学只有源源不断地“接收”到来自建筑工程、建筑艺术的实践经验与问题，并将这些内容提升为理论知识，才能真正得到建筑科学的相关回馈，进而发展成有理论导向、更具创造性的建筑工程实践与建筑艺术实践。

结语：综上所述，对于基于科学学视角的建筑学科来说，随着科学技术的快速发展，其继续分化、细化且衍生出更多的边缘学科并得到更大发展的机会是客观存在的。为此，我们必须从建筑科学的发展进程开始研究，摸清建筑科学发展的历史脉络，并根据时展的需要，使建筑科学更为完善。

参考文献：

[1] 王续琨.科学学视角中的建筑科学.[J].科学学研究.2003,21(1).

第3篇：科学史的研究范文

关键词：生物学史；生物教学；生物学史教育；整合；生物学素养

一、 前 言

(一)问题的提出

1． 国内外科学教育和课程改革的大势所趋

近年来，国际科学教育界大力提倡进行“科学的历史、哲学和科学教育”（History， philosophy and science teaching，HPS），以提高学生的科学素养。

美国科学促进协会（AAAS）在《面向全体美国人的科学》一书中提出：“把提高全民的科学素养作为科学教育的首要目标，科学素养是针对所有的人，不是针对少数对科学感兴趣或有学习潜能的学生。科学素养包括按照文化和智能的发展史来看待科学探索” [1]。《美国国家科学教育标准》指出：许多个人对科学传统做出了贡献。学习其中的某些典范人物可以进一步理解科学探究，理解作为人类奋斗目标的科学，理解科学的本质及科学与社会之间的关系。跟随科学史的足迹可以发现，科学创新人物要打破当时被普遍接受的观念得出我们今天认为理所当然的结论是多么的困难。科学解释的历史观点说明，科学知识如何随时间的推移发生变化，而且几乎始终是建立在先前知识的基础上[2]。美国“生物科学课程研究”（BSCS）开发的生物教材，穿插了大量科学史的资料，对生物学思想史、科学家探究过程进行了描述，学习科学史不仅是对科学思想本身的学习，也是使学生了解科学本质、培养科学精神的一个重要途径[3]。

：26000多字

有中英文摘要、图、表、参考文献

400元

另：

附录1

高中生物科学史教育现状调查(学生问卷)

附录2

前测测试题

附录3

后测测试题

附录4

案例：光合作用的发现

第4篇：科学史的研究范文

一、目前存在于高中化学实验教学中的问题

1.没能有效激发学生学习化学的积极性

在以往的教学中，老师都是在讲完课后让学生做这一课相对应的实验。心理学研究发现，学生对那种既和他们过去的经验有联系又有创新的东西有兴趣，在以往的化学实验的过程中，学生做的实验都是老师在课堂上做过的实验，学生实验的内容现象都是老师在上课时讲过的，完全没有突破性、创新性，所以学生对化学实验完全没有兴趣、没有积极性。照这样的情况发展下去，想要

在化学教学中

通过实验激发他们的积极性是根本不可能的。[1]

2.化学实验教学没有形成正确思维

在科学史上有很多的例子证明了要想在科学上有新发现就要有正确的思维，比如爱因斯坦能提出相对论，就是因为他知道理想演绎法和演绎法；正是因为有了模型方法才有了原子，有了维纳的控制论；门捷列夫创造元素周期表，就是因为他懂得去发现世界的微观结构，而这正是因为有了类比和模拟法、分类法和归纳法。然而人在长期的化学教学中发现，过去的化学实验根本就不能培养学生的能力，尤其是学生的化学实验只是又一次证明了老师在课上做的实验是正确的。

二、新课标背景下的高中化学实验探究性教学

对于已经习惯了应试教育的老师来说，探究性的实验教学绝对是一个很大的挑战。要想改变行为就要先转变传统的实验教学理念、思想观念，教学效果直接受到化学教师的教学理念的影响。所以教学理念的转变是新课程化学实验教学改革的首要任务。[2]

1.化学实验的目的

作为化学教学的一种途径和辅助手段，化学实验可以作为一种探究活动在学生体验科学研究的过程中体现出来。学生可以通过实验来掌握与他们学习相关的化学知识；有的实验可以使学生正确认识物质及其变化规律；培养学生的实验能力和科学素养；可以使学生掌握实验的方法和技能，提高学生的动手能力；发现科学的乐趣，感受科学魅力。

2.化学实验与生活相联系

根据现代社会的生活以及未来社会的发展，在教学中培养学生的创新精神并提高实践能力就是新的化学课标中对教学理念的定义。所以，新课标理念强调将化

学知识和现代生活相联系，这在化学实验教学中尤为重要。许多日常生活和社会生活中的现象都是化学实验中的内容，而学生身边常见的化学物质也可以成为实验中的材料，这样会增加学生对实验的亲切感，他们会感觉化学并没有那么神秘，我们身边处处都有化学。[3]

3.实验教学能力的提升

并不是说只要能做好一个实验就一定能把这个实验教好，因为实验教学能力不等于实验能力，他们是不同的两个概念。教师应根据教学的内容以及每个学生不同的特点来设计不同的实验教学情境，从而让学生喜欢上实验并对它产生兴趣和欲望，恰当的实验操作、语言和其他行为在实验过程中能让学生进行观察、思考、讨论，实验结束后学生对实验现象进行分析、总结，并且得出相对应的结论。

4.化学实验教学资源的提升

化学实验教学资源指的是什么？总的来说就是有利于实现化学教学目标、在实验教学设计、实施、评价过程中可以利用的各种资源的总和。弥补化学教科书内容中的不足，甚至是化学实验教学的拓展和完善，都可以通过开发利用化学实验教学资源来完成。作为一名新时代的化学教师，树立全新的课程资源观就显得尤为重要，课程资源的利用和开发意识以及责任感的树立也是十分重要的。化学课堂教学信息可通过利用一切能利用的实验教学资源来使之丰富，化学教师的专业成长和专业化发展同时被促进。[4]

总而言之，化学教学手段中最直观的就是化学实验，对学生理解学科并掌握其基础知识，培养技能，提高能力，激发学生的学习兴趣，对学生学习方法和习惯的养成都具有十分重要的作用。能够使教学成功的途径就是教师最大限度地利用化学实验教学。高中化学教学的主要手段之一必将是越来越丰富的探究性实验教学，教师驾驭和开发新课程的能力随着新课标改革的逐步实施不断地增强。

参考文献

[1]周雄，蔡亚萍.新课标下高中化学实验的探究性教学思考[J].今日科苑，2011（02）.

[2]黄波.新课标下高中化学实验教学的研究[D].华中师范大学，2007（07）.

第5篇：科学史的研究范文

关键词：国际视野；科学教育；教育研究

文章编号：1005C6629（2014）7C0003C04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 科学教育研究概况（Status quo of science education）

在科学教育研究中，教与学的研究已受到重视。20世纪80年代主要强调学生学习，随后科学概念和科学原理等内容的学习也受到重视。到20世纪90年代，科学本质成为科学教育研究的重要领域之一。

过去30年，科学教育研究表现出两种不同性质的特点：教育性的和实证性的特点（pedagogical and empirical）[1]。教育性的特点表现为，首要关注实践的直接改进，如何运用科学的教学方法和手段提升科学教学的质量。实证性研究的特点则是需要突出证据来说服他人证明你研究的可靠性，这种特点在美国比在欧洲更为强调。以化学教学为例，Jenkins认为，教育性传统的拥护者是那些在像《化学教育》和《化学教育杂志》上发表文章的中学化学教师和大学教授，这些研究者具有化学学科的学术性，其中的许多人都会强烈地反对“任何试图将他们分类为社会科学家而不是自然科学家”。然而，有的科学教育研究者重视设计新的科学内容顺序等教学实践问题。但他们对学生需求、兴趣等方面则关注不够，容易导致科学目标和教育目标失衡。科学目标和学生目标这两种目标保持一定平衡，在理解和学习科学时才会取得较好的效果。

科学教育研究者普遍认为，改进教学实践是科学教育研究的首要目标。然而，Millar（2003）认为，Jenkins所说的许多研究太局限于“教学”，并强调研究的作用不仅仅是告诉我们“如何进行”，一些最有价值的研究会使人们意识到实际教学中还未发现的若干问题[2]。科学教育研究最重要的价值之一就是通过提供各种观点从而促进人们将注意力引导到重要问题，并对问题进行分类，通过对已有观点提出质疑和讨论，以有利于人们在批判中吸取不同观点。

2 科学教育的跨学科特点（Interdisciplinary science education）

跨学科是科学教育的重要特点之一，并对科学教育研究及其发展产生重要影响。科学学科（是指我们通常理解的理科课程，包括物理、化学、生物和自然地理等）是其核心学科，科学本体知识和内容所起的作用是非常重要的。然而其他相关学科所涉及的内容对科学教育而言也是非常重要的。科学哲学和科学史提供了批判性的分析和理解科学本质的思考模式，同时也告知人们科学是人们理解世界的一种特殊方式。教育学和心理学主要关注某一个科学内容或课题是否值得教，并试图通过实证研究揭示这些内容能否被学生所理解。其他的相关学科在科学教育中也会产生一定的作用，比如语言学在分析学校课堂话语或促使学生理解和掌握科学概念方面则会产生重要影响，伦理学在遇到科学与道德问题抉择时则会提供指南。科学教育与其他学科的关系如图1所示。

对科学教师而言，仅仅掌握和了解科学知识并不能完全胜任科学教学。科学教师需要较为宽广的多种能力和知识，才能更好地胜任科学教育工作。舒尔曼Shulman（1987）强调教师需要具有广泛的不同知识和能力[3]。他提出的学科教学知识的概念（Pedagogical Content Knowledge，简称PCK）已经在科学教育中广泛应用。传统的教师培养都包括学科内容知识和教育学知识，而联系这两种不同知识之间的学科教学知识，即学科知识所蕴含的有关教育学知识则通常容易被忽略了，而教师对学科教学知识的掌握程度则是决定一位教师能否成功开展教学的关键之一。

3 科学教育研究的主要范畴（Areas of interest in science education research）

科学教育的研究范畴随着时间推移而不断地发展与变化，通过分析科学教育研究手册以了解其研究范畴是快速了解科学教育研究的重要途径之一。

20世纪90年代，由Gabel（1994）编写的《科学教学研究手册》[4]（Handbook of Research on Science Teaching and Learning）和由Fraser和Tobin（1998）编写的《世界科学教育手册》[5]（International Handbook of Science Education）是最具代表性的两本手册。有趣的是，这两本书中有关科学教育的概念都不是很明确的并存在着一定的差异性，其共同认为，科学教育研究是改进教学实践的，其主要研究范畴则包括教学实践和行为改进的研究活动，更有效地利用教学技术，促进学生知识的形成，开展更有效的诊断性或总结性评估。比如如何有效评估学生的学习结果以及如何更好实施教师教育则是很长一段时期科学教育研究的重点，这也是20世纪对美国影响最大的科学教育研究领域之一。当然，两本手册最大的不同则表现为：前者研究主要聚焦于南美洲，而后者则提供了一个更为广阔的世界性范围的研究。

由Abell和Lederman于2007年编写的《科学教育研究手册》（Handbook of Research on Science Education）则是21世纪以来最具影响力的一本科学教育研究手册，重点关注科学教育研究中的实践问题，并强调科学教育研究旨在改进科学教育实践的观点，包括5大部分，40个章节[6]。图2列出了该手册的章节内容和主要观点。

美国教学研究协会（American Educational Research Association，简称AERA）White于2001年出版的《教学研究手册》（Handbook of Research on Teaching）的部分内容，总结并评价了过去30年作为一个独特研究领域的科学教育研究。科学教育的自我风格已经形成，其中包括运用认识论观点开展科学教育领域内的教与学研究的特点[7]。此种教学研究的基本特征是，由研究者开发、设计和控制各种教学方法，教师和课程设计者记录他们实验方法的结果并将它们应用于课堂教学实践中。其实，这样研究的大部分结果是令人失望的。然而，其最大贡献在于这种研究刺激了教学变革。研究者意识到为了使他们的研究能够切实影响教学实践，他们则必须考虑教与学的复杂性。White（2001）强调解释教与学的复杂性已成为科学教学研究的重要任务之一。但他也指出，这种解释作为教育干涉是不全面的，即需要去发现如何有效地干预。因此，科学教学研究变革的下一个目标应该是通过更加精细并能体现教学复杂性特征的实验，以促进教学研究与教学实践的回归。

Fensham（2004）分析了世界范围内75位科学教育研究者的不同观点，总结得出了科学教育研究的三个方面：（1）科学教育作为一个研究领域的结构特性和定位（the structural identity of science education as a research field）。科学教育之所以被认定为一个独立的研究领域和学科，主要体现在它满足了学术认可性、专业的科学教育研究刊物、科学教育专业协会以及专业研究会议。（2）作为独立研究领域的学科内部标准（the intra-research criteria as person）。科学教育作为专业的研究领域，其研究内容主要包括科学知识、研究问题的发现、科学教育概念和理论发展、科学教育的研究方法。（3）研究趋势（trends in research）。科学教育的研究在不断地深化和发展，对其研究进展和未来趋势的研究决定着该研究领域的前途与价值，并会对科学教育实践产生积极的影响作用。

4 科学教育研究的主要内容（Primary content of science education research）

科学教育所涉及的范围非常广泛，但科学课程、教与学以及教学评价是其最核心的研究内容。

4.1 科学课程内容与课程结构

科学课程内容应该同时满足科学本体内容与学习者教育性所规定的课程内容。科学本体内容主要指科学现象、科学事实、科学概念和科学规律等，而教育性所规定的内容则需要包括科学过程，学生在探究的科学过程中，才能促进学生的发展。当然，有关科学学、社会科学的相关观点都是科学内容不能缺少的部分。

4.2 教与学问题研究

教与学的研究是科学教育研究的最主要内容之一，大多数国际科学教育杂志的研究论文都属于该范围。其主要包括：（1）学生学习方面（学生已有概念、学习动机和学习信念、概念转变、学习态度、自我概念、性别差异等）；（2）教学问题（教学策略、课堂状况以及教学语言等）；（3）教师观念和行为（教师对科学概念、科学过程、科学本质的理解；教师对教与学过程的认识问题、教师的专业能力水平等）；（4）媒体资源和教学方法（实验室设施、多媒体应用、各种媒体相互支撑等）；（5）学习结果评价（掌握学生获得科学知识、科学方法和多样性发展的相关证据和评价方法）。

科学教育研究应促进教学质量的提升，课程内容问题要与教学问题紧密联系。教学改革要基于研究而开展，改进教学则必须将发展和研究紧密地联系在一起。

4.3 评价和教育政策研究

教育政策和评价研究考虑到科学教学的教育系统的特征，考虑到教学实施效果及其外界的关系，评价的结果会影响到教育政策的制定和实施。国际上最具影响力的评价项目是TIMSS（Trends in International Mathematics and Science Study）和PISA（Program of International Student Assessment）。TIMSS是由国际教育成就评价协会（The International Association for the Evaluation of Educational Achievement，简称IEA）发起和组织的，该项研究是目前国际上学生学习成就研究中规模最大的评价工具，TIMSS的科学成绩测试可以作为衡量各国科学教学水平的一个指标，有助于寻找不同国家在科学教学上的差距，借鉴他国经验以促进和提高科学教学质量。PISA是国际经济合作与发展组织（Organization for Economic Cooperation and Development，简称OECD）的成员国共同开发的教育评测项目，测试十五岁学生是否掌握了参与未来知识社会所必需的基础知识和基本技能，从而建立一套学生评价方面的教育指标，为各国制定教育政策提供参考，使他们能够用这套指标来审视、评估和检查其国家以及学校教育的整体成效。

这些评价一方面提供了从科学教育研究的观点解释科学教育的相关数据和证据。另一方面，这些研究也揭示出不同国家科学教育中所存在的问题，从而有助于世界范围内不同国家改进科学教育的质量。

5 结论

为了实现科学教育质量的提升，为了改进科学教育实践目标，基于上述讨论，特提出科学教育研究的初步框架，并将其总结为如下三个方面：

（1）科学教育具有跨学科特点，科学教育者需要具有包括科学内容和其他相关学科的多种知识和能力。

（2）科学教育目标是为改进教与学的各种实践，科学教育研究在重视问卷调查研究的同时，也应重视对典型的教与学问题进行描述性特征的质性研究。

（3）科学教育研究和发展应紧密联系科学学科的代表性和具有影响力的问题，并深入到复杂的课堂教学情境，将内容问题和学生问题平衡起来。然而，需要注意的是，教师能力的改进和教学质量是由许多方面相互作用而产生的，不能进行简单的归因分析。

作者简介：丁林，2000年毕业于上海市复旦大学（硕士研究生）。2007年获美国北卡罗来纳州立大学博士学位。2010年10月至今担任美国俄亥俄州立大学哥伦布分校教育学院助理教授。现为科学研究学会Sigma Xi正式成员、美国国家科学教学研究协会成员。主要研究领域为：学生在学习中的概念理解和问题解决、科学教学的考核和评价等。

参考文献：

[1] Jenkins， E. . Research in science education in Europe： Retrospect and prospect. In H. Behrendt， H. Dahncke，R. Duit， W. Gr？ber， M. Komorek， A. Kross & P.Reiska， Eds.， Research in science education - Past， present， and future. Dordrecht， The Netherland： Kluwer Academic Publishers，2001：17～26.

[2] Millar， R. . What can we reasonably expect of research in science education？ In D. Psillos， P. Kariotoglou， V.Tselfes， E. Hatzikraniotis， G. Fassoulopoulos， & M.Kallery， Eds.， Science Education research in the knowledge based society，2003：7～8.

[3] Shulman， L.S. . Knowledge and teaching： Foundations of the new reform. Harvard Educational Review， 1987，57（1）：1～21.

[4] Gabel， D.， Ed. . Handbook of research on science teaching and learning. New York： Macmillan Publishing Company，1994.

[5] Fraser， B.， & Tobin， K.， Eds. . International handbook of science education. Dordrecht， The Netherland： Kluwer Academic Publishers，1998.

[6] Abell， S.K. & Lederman， N.G. . Handbook of research on science education. Mahwah， NJ： Lawrence Erlbaum （in print），2007.

第6篇：科学史的研究范文

关键词：科学；教学；实验；课堂

初中科学教学的主要目的是为了培养学生的科学素养以及科学思维。在初中科学教学中，观察和实验是学习科学的基础，而实验又是进行科学研究最重要的环节。教学过程中可以通过实验来完成许多知识的学习，实验作为一个直观形象的教学方式，它有助于激发学生的学习兴趣和学生的求知欲望，有助于帮助学生理解抽象的理论知识，而且学生在自己动手操作实验的过程中，还有助于培养学生的动手操作能力。在利用实验进行教学的过程中教师要抛弃以往的黑板式的实验教学，改变只是教师一个人在讲台上对实验进行讲解没有互动，没有交流的课堂教学模式，教师要正确的引导学生动手、动脑、发现问题、提出并解决问题，使实验教学充分发挥作用。

一、创设与生活相关的实验情景，提高课堂效率

新课程标准强调教学内容要联系生活、社会、学生实际，实现课程生活化、社会化和实用化，用生活化的内容充实课堂教学，使学生更容易理解教材所讲授的知识，使我们的课堂更加高效。所以，教师授课过程中要充分利用与生活相关的实验，调动学生学习的兴趣，激发学生求知欲望。例如在学习光的反射和折射时，首先我拿出了一块镜子，随便放在了一个学生的手里，问学生在镜子里面看到了什么。学生自然会回答说是自己，顺势我又问，那有谁知道我们是通过什么才能看到镜子中的自己的呢？这样一个简单的生活场景展现就可以将学生带入到光的反射的学习当中。又如在讲解光的折射的时候，由于我们生活中的许多现象都是光的折射造成的，比如我们看到水中的鱼比实际的大就是光通过折射造成的，在课堂上将一物体放入盛水的鱼缸中让学生估测大小，然后拿出该物体再让学生观测，进行对比，从而激发了学生的探究欲望。而且与生活相关实验情景还有助于帮助学生理解知识点，让学生更好的掌握所学知识，提高科学课堂的效率。

二、利用实验，培养学生的问题意识

传统的教学模式下，课堂处于一种教师“一言堂”、“满堂灌”的状态，学生成为了知识的接收器，学生没有自己的主见，没有自己想法和见解，任由教师的指挥棒指挥。加上有些学生存在畏惧权威的心理，即使是发现了问题也不敢提出，所以教师要利用好实验，要让学生积极地参与到实验的过程中，培养学生的问题意识。如在学习水的压强时，在上课之前准备了一个矿泉水瓶，在瓶壁上不同高度位置弄三个小孔，然后用胶带粘上，再往瓶中注满水，让学生思考如果将胶带去掉，矿泉水瓶里的水从哪一个孔喷得远？又如演示浮力产生的原因时，将塑料饮料瓶去底，打开瓶盖倒放，将一好的乒乓球放入该饮料瓶中。让学生猜测如果注水会出现什么情况。学生想完后再注水，此时乒乓球并不浮起。分析此现象的原因，让学生想办法怎么样能使球浮起。思考讨论后，用手堵住瓶口，可观察到乒乓球上浮至漂浮，从而使学生了解浮力产生的原因。教师可以在实验的时候给学生创设一定的问题情景，让学生在学习的过程中发现问题，激起学生解决问题的欲望。

三、利用实验，培养学生的探究意识

新课程标准要求，要大力倡导学生的合作、探究思想的培养，教师要善于让学生在实验过程中发现问题，让学生在教师设计的实验中大胆的质疑，培养学生的自由探究能力，提高学生的创新意识。例如在学习影响导体电阻的大小因素时，分别用不同材料的导体和同种材料不同长度和不同横截面积的导体进行实验，目的是调动学生学习的兴趣，并让学生得出当导体材料相同时导体越长、横截面积越小，导体电阻越大，不同的材料导体的电阻不同，接着我听到有学生小声说，就这三种因素影响吗？没有其他的了吗？在表扬了该生的学习精神后，我让学生进行讨论思考探究，最后学生在引导下发现了外界的温度也是会影响导体的电阻的。而如何用实验来验证呢？我又向学生抛出了问题，学生又一次陷入了探讨当中。又如对阿基米德原理的探究，将一只鸡蛋放入盛水的烧杯中，鸡蛋沉入杯底；然后在烧杯中逐渐加入食盐，发现鸡蛋慢慢浮起.学生通过分析这一实验，很容易得到“浮力大小与液体密度有关”的结论.然后引入“影响浮力大小的因素还有什么？”这一问题学生兴致很高，所以教师要让学生在实验过程中积极地开拓思维，提出质疑，使学生的探究意识得到培养。

四、引导学生学会设计、观察、反思实验，提高实验教学效率

实验设计是科学实验的重要环节，通过自主设计，不仅可以让学生获得深刻的科学认知，掌握丰富的科学概念，而且学生在自主动手实践的过程中，可以有效培养自身的发散思维和创新能力。例如，在探究“金属活动性顺序”时，教师可以给学生提供铜丝、铁丝、铝片、硫酸铜、硝酸银等实验器材，让学生根据自己的思路选择适当的实验器材，设计不同的实验方案，最终获取正确的实验结果。这种方式不但可以有效拓展学生的创新思维，使他们在科学思维的引导下，创新性地提出实验假设和实验原理，而且可以让学生充分体会到成功的乐趣，从而提高他们的积极性和主动性。作为教师，应尊重学生的不同感受，引导学生制作出有个性的实验方案，并尊重学生在实验过程中获得的实验体验，及时给予正确的指导，引导学生将实验获取的数据与细节记录下来，不能完全依照课本知识，而不发挥自身的想象力。实际上，有的实验会失败，有的实验现象并不明显，此时，教师要善于引导学生学会反思，从中寻找失败的原因，这一点比实验本身更加重要，有助于最大限度地提高实验教学效率。例如，在做铁丝燃烧这一实验时，许多学生没有成功，教师就应该与学生一同分析失败的原因，以此来巩固学生的基本技能，提高对知识的理解。实验过程中教师一定要注重引导学生学会记录实验、反思实验，并针对客观事实形成记录，这种方式不但有助于培养学生良好的分析能力，也培养了学生科学的实验态度。

五、利用实验，培养学生的创新意识

创新教育是素质教育的重要组成部分，是竞争日益激烈的社会的需要，而创新教育的目的就是要使学生产生创新意识，激发学生的主体性，能动性和创造性的发挥，使学生能够更好地适应社会的发展。所以要利用实验逐渐锻炼学生的创新精神，作为教师要敢于让学生创新，不要限制学生的想法，要让学生在进行自由的发挥，使得学生能够在实验过程中，使自己的创新意识得到提高。例如在学习《几种重要的盐》时，在进行盐的制取实验时，我依据教材中的实验方法和所需的实验材料，在盛有碳酸钠溶液的试管中，加入氯化钙溶液，出现白色沉淀。告诉学生此时发生了（Na2CO3+CaCl2=CaCO3 +2NaCl）的反应，此时的沉淀物为碳酸钙，溶液为氯化钠溶液，可以制取出食盐（NaCl），而有学生提出疑问，要是加入的氯化钙过量得到的溶液就有两种溶质的溶液，就不能制取出较纯净食盐？此时，教师不要不去过问学生提出的问题，也不要害怕因为解决了学生的问题而耽误了教学的进度，如果这样的话，就容易使学生的创新意识的抹杀。所以，教师要保护学生的创新意识，要鼓励学生的创新精神，使学生能够主动的去思考，去探究问题。如果教师此时的一句，不知道有没有办法来解决一下这个问题呢？就会使学生的学习热情得到激发，而且还保护了学生的创新意识，同时也提高了学生学习的效率。

将已有的感受告知学生，不如让学生在实践活动中切身体会，因此，只要条件允许，教师就可以将教材中的演示实验转变为学生实验。让学生在分组合作实验中体会动手的乐趣。例如，在教学“杠杆的分类”时，很多教师只是列举了几种不同类型的杠杆，如剪刀、镊子等，这种方式过于简单，难以激发学生的认知兴趣。首先，教师可以让学生从家里带几件生活中常见的杠杆；然后，每一组都配备两把不同的剪刀，让他们通过分组实验，来比较用不同的剪刀剪同一张纸板的用力情况，这样一来，所有学生都能够对杠杆原理产生较深的体会与理解。通过这一探究方式，不但有助于激发学生的学习兴趣，而且能帮助学生形成较强的内在动力，促使他们积极主动地投入科学探究活动中，提高了教学的有效性。再如，“水分、无机盐的运输”，教材上只有一个实验，没有进行对照。教师可以改进教学设计，课前布置学生剪取一些小段树枝，全班分成几个小组，各组分别对自己的材料作不同处理：①将枝条顺插在稀释的红墨水中；②将环割部分树皮的枝条顺插在稀释的红墨水中；③将除去叶的枝条顺插在稀释的红墨水中；④将枝条倒插在稀释的红墨水中。上课时，先让学生对比观察用不同方法处理的枝条外观，并切开茎观察茎内部颜色变化，提出启发性问题：①茎的颜色是否发生变化？发生变化的位置在哪里？②顺插的枝条、环割的枝条、除去叶的枝条、倒插枝条等的现象是否相同？分析产生不同现象的原因。学生根据已学知识，通过对现象的分析，各抒己见，在讨论和争议中解决问题，得出正确结论。其间，教师把握火候，相机点拨。引导学生自己动手动脑，在实验观察中得出新的结论，这样做可使学生对新的知识点心领神会，植根脑海，形成永恒的记忆，且激发了学生勇于探索的精神，培养了学生创造性思维能力。

六、广泛开展课外实验，拓展学生们的科学实验思维

科学实验种类繁多，而且实验所需要的时间相对也较多，仅仅依靠课堂时间开展科学实验教学是达不到理想的教学效果的。为此，作为老师必须要引导学生广泛开展课外实验，对课堂实验教学进行有益的补充，并达到拓展学生们科学实验思维能力的目的。

实验本身就具有浓厚的直观性，运用多样化课外实验，不但有助于激发学生的探究兴趣，而且对于提高学生的实验能力起到的重要的推动作用。如在学习测定溶液的pH值时，教师可以将pH试纸发给学生，让学生回家自主实验，探究汽水、水、果汁、牛奶、肥皂水等液体的酸碱性。又如学了水循环后，可以布置学生在双休日去做“盐水中取淡水”的课外活动：在一个大碗内放一只小的玻璃瓶子，瓶口比碗口稍低，大碗中盛半碗盐水，用透明的保鲜膜紧包碗口不漏气，中间放上颗一元硬币，使薄膜下凹处正对瓶口但不接触，放在阳台上，过4小时后，观察瓶子中是否出现了水？这水的味道怎么样？为什么会这样？学生在活动中应用了汽化和液化的知识，也理解了海陆间的水循环的知识。教师应将课内课外教学视为一体，争取做到课外作准备，课内求发展。

总之，教学是一种特殊的认识过程，在初中科学实验教学实践中，应发挥学生的主体地位，调动学生的积极性，引导学生进行科学实验，加强对学生实验方法的指导，突出学习的本质，培养学生发现问题、解决问题的自学能力，作为科学课程的教师，要结合初中生活泼、好动、好奇心强等特点，让学生在实验中，学会观察，学会分析、解决问题，养成学生热爱科学，探索真理的科学态度。只有这样才能使学生最终能够系统地掌握知识，熟练运用并且让学生产生对科学学习的兴趣，调动学生学习的热情，最终是学生形成终身热爱科学的思想。

参考文献：

第7篇：科学史的研究范文

【关键词】复杂性科学;中医药学;启示

【中图分类号】R2-031【文献标识码】A【文章编号】1007-8517(2010)18-012-3

复杂性科学[1](Science of Compledty)是一门研究复杂性和复杂系统的新兴的边缘、交叉学科。国外有学者称复杂性科学是科学史上继相对论和量子力学之后的又一次革命[2],国内成思危教授认为它是系统科学发展的一个新阶段[3,4],戴汝为院士称其为“21世纪的科学”。近年有关的学术会议和数量急剧增加,相关的研究在国内外掀起了热潮。总之,它方兴未艾,引起了国内外越来越多学者的关注。复杂性科学打破了线性、均衡、简单还原的传统范式,而致力于研究非线性、非均衡和复杂系统带来的种种新问题。复杂性科学的出现极大地促进了科学的纵深发展。使人类对客观事物的认识由线性上升到非线性、由简单均衡上升到非均衡、由简单还原论上升到复杂整体论。因此,我们认为复杂性科学的诞生标志着人类的认识水平步入了一个崭新的阶段,将是科学发展史上又一个新的里程碑。

复杂性研究最早的起源可以追溯到20世纪上半叶,1928年贝塔朗菲(Von Bertalanffy)完成了描述生物有机体系统的毕业论文。自此以后的20年,在这方面做出实质性贡献的人及其成果为:McCul-loch和Pitts的神经网络、冯・诺依曼(John Von Neuman)的元胞自动机(cellular automata)和维纳的控制论。上个世纪50年代到70年代,普里高津提出了耗散结构理论,沟通了非生命系统和生命系统的内在联系,说明这两类大系统之间并没有严格的界限,表面上的鸿沟是由相同的规律所支配的。耗散结构的理论是对系统宏观性质的研究,还没有和系统的微观性质联系起来。与普里高津同时代的哈肯的协同学则沟通了从微观到宏观的通路,使系统在宏观上表现出来的规律能和微观上的运动联系起来。远离平衡态的研究是欧洲复杂性研究的代表,但是从目前的情况来看,普里高津和哈肯所研究的系统特性仍属于“简单巨系统”特性的范畴,可以直接用统计学等定量工具进行处理。当这些方法运用到更复杂的系统中时,遇到了根本性的困难。1984年,在诺贝尔奖获得者盖尔曼(Gell Mann)等人的发起与鼓动下,一批物理学家、理论生物学家、经济学家和计算机专家及其它学科的研究人员聚集于美国新墨西哥州的圣塔菲组织了一个松散的研究团体,称为圣塔菲(Santa Fe)研究所。其前期的主要学术观点可概括为:复杂系统是由大量相互作用的单元构成的系统。复杂性的研究则是研究复杂系统如何在一定的规则下产生有组织的行为。近年来,圣塔菲研究所的一些科学家拓宽了复杂性的研究内容,把兴趣逐步转移到对混沌边界的研究上。总体来看,圣塔菲研究所认识到复杂性研究的困难在于不能用传统的方法来处理复杂系统所涉及的问题,并提出了复杂性科学这一概念。迄今圣塔菲研究所在复杂性科学研究方面所涉及的主要内容有:复杂适应系统、非适应系统(如元胞自动机)、标度、自相似、复杂性的度量。其中复杂适应系统是圣塔菲研究所集中研究的对象,而且复杂适应系统理论也是第三阶段复杂性科学的主要成果。

1复杂性

在复杂性科学研究中,复杂性是客观事物的一种属性,是客观事物跨越层次的、不能够用传统的科学理论直接还原的相互关系。复杂性与简单性是相对应的。简单性一向是现代自然科学的一条通则。许多科学家相信自然界的基本规律是简单的。爱因斯坦曾是这种观点的突出代表。虽然复杂现象比比皆是,但人们还是努力要把它们还原成更简单的行为主体(Agent)或过程。当然的确有不少复杂的事物或现象,其背后确实存在简单的规律或过程。但是,另一方面也存在大量的事物和现象不能用简单的还原论方法进行处理。事实上,简单性与复杂性是客观事物的两种不同表现形式。“复杂性必须用复杂性的方法来研究”。

2复杂系统

目前关于复杂系统的定义还很不统一,至少有30多种,如:复杂系统就是混沌系统(混沌学派);复杂系统是具有自适应能力的演化系统(圣塔菲);复杂系统是包含多个行为主体(Agent)具有层次结构的系统;复杂系统是包含反馈环的系统(Stacey);复杂系统是任何人不能用传统理论与方法解释其行为的系统(John Warfield,约翰.沃菲尔德);复杂系统是动态非线性系统。

对指导中医学研究而言,我们认为,复杂系统是具有自适应能力的演化系统,即有反馈环,又包含行为主体(Agent)及层次结构,而且是非线性系统。每一个层次的行为主体(Agent)对更高层次的作用者来说都起着建设砖块的作用。能够吸取经验,从而经常改善和重新安排它们的建设砖块。所有复杂的适应性系统都会预期将来。这种预期都基于自己内心对外部世界认识的假设模型之上,也就是基于对外界事物运作的明确的和含糊的认识之上。能够随着系统不断吸取经验而被检验、被完善和被重新安排。

3复杂性科学

3.1复杂性科学的概念

我们认为:“运用非还原论方法研究复杂系统产生复杂性的机理及其演化规律的科学”可以作为复杂性科学的定义。简单地说,复杂性科学就是运用非还原论方法研究复杂系统的科学。

3.2复杂性科学的基本原理

总结目前的研究成果,我们认为复杂性科学的基本原理主要有以下一些:

(1)整体性原理由于复杂性科学的研究对象是非线性系统,传统的叠加原理失效,因此,不能采用把研究对象分成若干个小系统分别进行研究,然后进行叠加的办法,而只能从总体上把握整个系统。

(2)动态性原理复杂系统必然是动态系统,即与时间变量有关的系统。没有时间的变化,就没有系统的演化,也就谈不上复杂性规律。

(3)时间与空间相统一原理复杂性科学不但研究系统在时间方向上的复杂演化轨迹,而且还试图说明系统演化的空间模式。一般说来,系统中非线性关系所导致的浑沌可以认为是一种时间演化轨迹,同时也可以用分形来描述系统长期演化后的空间模式。这两种描述通过奇怪吸引子的分数维和李雅普诺夫指数等概念相关联。

(4)宏观与微观相统一的原理复杂性科学认为,经济系统的宏观变量大的波动可能来自于组成系统的一些元素的小变化。因此,为了探讨复杂系统宏观变量的变化规律,必须研究它的微观机制。但由于非线性机制的作用,又不能将系统进行分解,所以说必须将宏观与微观相统一。

(5)确定性与随机性相统一原理复杂性科学理论表明:一个确定性的系统中可以出现类似于随机的行为过程,它是系统“内在”随机性的一种表现,它与具有外在随机项的非线性系统的不规则结果有着本质差别。对于复杂系统而言,结构是确定的,短期行为可以比较精确地预涵,而长期行为却变得不规则,初始条件的微小变化会导致系统的运行轨迹出现巨大的偏差。

3.3复杂性科学所涉及的几个主要概念

(1)自组织(Self-organization)从系统论的观点来说,“自组织”是指一个系统在内在机制的驱动下,自行从简单向复杂、从粗糙向细致方向发展,不断地提高自身的复杂度和精细度的过程。这一过程是适应性的,使得系统能够更好地应付或处理它们的环境。

(2)突现(Emergence)突现是指复杂系统中的行为个体(Agent)根据各自行为规则相互作用所产生的没有事先计划但实际却发生了的一种行为模式。正如安德森所指出的那样,复杂系统“每个复杂的层面都会出现全新的特征。每个阶段都需要全新的法则、概念和普遍化,需要与上一阶段同样多的灵感和创造性。”在每一个阶段,新形成的结构会形成和产生新的突然出现的行为表现,如心智是一个突现的特征。

(3)混沌边缘(Edge of Chase)这是指一个复杂自适应系统运行在有序和无序之间的相交过程中出现的有界非稳定性的一种形式。是复杂系统的层次的行为中,系统的元素从未完全锁定在一处,但也从未解体到骚乱的地步。这样的系统既稳定到足以储存信息,又能快速传递信息。这样的系统是具有自发性和适应性的有生命的系统,它能够组织复杂的计算,从而对世界做出反应。混沌的边缘就是生命有足够的稳定性来支撑自己的存在,又有足够的创造性使自己名副其实为生命的那个地方,是复杂系统能够自发地调整和存活的地带。进化似乎永远都导向混沌的边缘。系统是通过对环境的适应而到达混沌的边缘。

(4)人工生命(alife)人工生命是用综合的方法来理解生命,用计算机、或也许是机器人等新型媒介来探索生物学领域的各种发展的可能性。人工生命研究演衍出了三个伟大洞见:①有生命的系统似乎总是自下而上地、从大量极其简单的系统群中突现出来。“我们从计算机模拟复杂的物理系统中获得的最为惊人的认识是:复杂的行为并非出自复杂的基本结构。“确实,极为有趣的复杂行为是从极为简单的元素群中突现出来的。”②获得类似生命行为的方法,就是模拟简单的单位,而不是去模拟巨大而复杂的单位。是运用局部控制,而不是运用全局控制。让行为从底层实现出来,而不是自上而下地做出规定。做这种实验时,要把重点放在正在产生的行为上,而不是放在最终结果上。③从生命的特点在于组织,而不在于分子这一点上来说,生命有可能不仅只是类似计算机,生命根本就是一种计算法。在此之所以介绍人工生命概念,是出于我们如下的认识:中医学从某种意义上讲,也可以被视为一种人工生命。

4生物系统的复杂性研究

人们普遍认为,生物的复杂性和非生物的复杂性是两类不同的复杂性,前者的复杂性程度比后者要高得多,而且有质的不同。生物复杂性有三个特点,其一是在复制生物结构的过程中,存在指令和控制,并由此展现出生长性和自适应性;其二是生物具有无双性,这导致不同层次、不同类群,甚至不同个体生物的复杂性,显示有很强的个性,这是在生物学领域应用数学方法的一个难点;其三是生物复杂程度的超巨性,这也使得生物复杂性难以量化。研究表明,许多生物体中存在混沌现象,兔嗅觉识别的过程、穴位的红外辐射、人的脑电信号、大鼠的心动周期信号、健康人的心搏、儿童的心理周期都具有混沌特征。另外,不少医学研究者将混沌理论应用于疾病的研究,对心脏病、精神病、癫痫病、糖尿病等疾病的发生机理、诊断与控制方法以及疾病的传播过程进行了具有实践意义的探讨。

5复杂性科学对中医学研究的启示

中医学研究的对象是人体,由于人体是复杂巨系统,所表现的各种疾病也极其复杂,在此,在应对复杂的人体与复杂的疾病,中医也经历了从简单到复杂的漫长过程,不断重复着经验━规则━临床验证━更新经验━更新规则循环往复不断完善与发展起来的,中医的辨证论治是以由历代医学的临床经验为建筑材料堆砌起来的复杂适应系统。中医学应用“寒则热之,热者寒之,虚则补之,实则泻之”等基本规则。但在临床上,针对不同情况,往往可以做得很细化,如要考虑药物的产地、患者所处的地域、所处背景等人文社会情况,而针对这些情况,也有要应用不同的规则。中医与新兴的复杂性科学,其起点是不同的,中医是针对人体的复杂巨系统出现的偏颇,纠偏补缺,而达到整体的协调;而复杂性科学是从还原论出发,研究多个行为主体(Agent)通过自组织,在形成不同层次结构时,所涌现的的新的特征。但这并不能掩盖中医学的复杂性特征,如朱时清院士认为,中医的自组织自相似与复杂性科学的特征吻合;西医注重物质实体,中医重视协调,生物复杂系统最重要的特点各组分关系高度协调。乔宇认为中医的理论基础是“整体论”,可以说中医属于复杂性科学。中医学的理论体系本身就是一个开放的复杂巨系统,中医的哲学思想基础即“阴阳五行系统”,阴阳五行模型体现了复杂系统的非线性特征。中医脏腑理论与复杂性科学相通,诊疗方法与复杂性科学相通,辩证施治的意象说属于近代科学模式识别。以分子水平来看,作为自然药物的每一种中药也都是一个复杂系统,一味中药往往具有很多不同效用,而当多味中药以不同的搭配组成方剂,则又是一个不同的复杂系统。因此可以说,人体是一个复杂系统,与之相对应的中医药诊疗体系是一个开放的复杂巨系统。

关于研究方法,宋琳莉等提出用系统思维代替中医整体思维与形象思维、本能思维。潘国凤等认为应以系统论与还原论相结合的复杂性科学研究中药。白云静等提出整体性思维与还原性思维逆向对接等观点。中医学研究可以借鉴的研究方法有:复杂性适应系统、人工神经网络,数据挖掘,从定性到定量的综合集成法,模型构建、人工智能等。

关于从定性到定量的综合集成法是从上世纪80年代中期开始的。1986年开始,在钱学森指导的“系统学”讨论班,对有关复杂系统的一些问题进行了探讨。经过5年的探讨与实践后,于80年代末,把对系统的研究加以拓广,提炼出开放的复杂巨系统的概念,并总结概括了处理开放的复杂巨系统的方法论,形成了“从定性到定量的综合集成研讨厅体系”的构思,把复杂系统的研究推上了一个新的台阶。并从概念上弄清楚了“复杂性”问题,得出如下结论:“复杂性”实质上是开放的复杂巨系统的动力学特性。由于开放的复杂巨系统也把复杂系统、复杂巨系统和开放的简单巨系统作为特殊情况,所以复杂性的研究自然也把这些系统的动力学特性概括在其范畴之中。这就对复杂性的研究方向有一清晰的把握。综合集成研讨厅体系是处理开放的复杂巨系统的方法论,从思维科学的层次来看,它又是思维科学的一项应用技术。它的构思是把专家们和知识库、信息系统、各种人工智能系统、计算机象作战指挥厅那样组织起来,形成一个巨型的人机结合的智能系统,共同作用于复杂问题的求解。从对综合集成研讨厅体系的构思,我们可以看出,与历史上其它方法论不同的是,综合集成研讨厅体系不是一系列公式的汇总,也不是以某几条公理为基础搭建起来的抽象框架。它的实质是指导人们在处理复杂问题时,把专家的智慧、计算机的高性能和各种数据、信息有机地结合起来,构成一个统一的、强大的问题求解系统。因此,从软/硬件体系上和组织结构上实现该系统,使之能真正应用于复杂问题的研究实践显得尤为重要。我们对证候研究的研究,借鉴了从定性到定量的综合集成研讨厅体系的研究方法,取得了一定的成果。

参考文献

[1] 宋学锋.复杂性、复杂系统与复杂性科学[M].中国科学基金,2003(5):

262-269.

[2] Waldrop M.复杂:诞生于秩序与混沌边缘的科学[M].陈玲,译.北京:三联书店,1997,1-7.

[3] 成思危,冯英艳.复杂性科学探索[J].北京:民主与建设出版社,1999,

第8篇：科学史的研究范文

【关键词】 科学探究 课堂教学 实践研究

【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2014）01-074-01

所谓科学探究式课堂教学，就是以科学探究为主的教学。具体来说，它是指在教师的启发诱导下，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以现行教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会，让学生通过个人、小组、集体等多种学习方式，将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式。

一、科学探究式课堂教学的具体内容

1. 科学探究式课堂教学的理论依据。建构主义提倡在教师指导下，以学生为中心的学习，也就是说，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用，教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的传授者与灌输者。建构主义学习理论认为，学生的学习是对知识的主动建构过程，同时学生要主动地构建对外部信息的解释系统。而传统的教学法以灌输式为多，课堂教学若继续沿袭这种形式，就无法实施素质教育。

2. 科学探究式课堂教学的基本原则。在教的策略上，遵循以下原则：⑴主体性原则：一切从学生主体出发，让学生成为知识技能的“探究者”，难点问题的“突破者”，使学生真正地成为学习的主人；⑵民主性原则：营造宽松和谐、民主的课堂氛围，有利于学生个性发展；⑶差异性原则：承认学生存在差异，注重个别指导，因材施教；⑷创造性原则：注重激发学生创造性思维，充分发掘学生的天资和潜能。

3. 科学探究式课堂的一般程式：

二、科学探究式课堂教学的案例分析

《探究自由落体运动的规律》教学案例

【教师引入】用多媒体展示下列情景：雨滴、雪片、树叶的飘落、苹果落地、小石子落入水井中

让学生观察后，归纳出它们的运动特征：在重力的作用下下落――落体运动

【新课教学】1. 落体运动规律的探索

问：什么样的物体下落得快？

由学生根据平时的经验判断、讨论，形成结论：重的物体下落得快.如：撑开的雨伞下落得比人慢。

提示：生活中有轻的物体下落得快的实例吗？

实验验证：⑴ 玩具降落伞和人的下落速度比较；⑵ 雨伞和人的下落速度比较。

这时学生对落体运动的规律感到困惑，教师不失时机地引导学生大胆地进行猜想：轻、重物体下落得一样快。

设疑：为什么我们生活中看到的情形没遵守这样的规律呢？

引导学生分析：是因为空气阻力的影响

问：如果设法消除空气阻力的影响，结果如何？

学生猜想：一样快

问：如何消除空气阻力？

学生讨论：抽气

让学生通过实验进行验证（分成4组）

得出结论：没有空气阻力时，轻、重物体下落一样快――自由落体运动

2. 自由落体运动规律的研究：⑴运动性质的研究；⑵加速度的研究。

演示：小铁球的下落运动

学生观察得出结论：小铁球的下落是一种加速直线运动

设计实验进行验证：

让学生猜想：是匀加速直线运动吗？

让学生分组讨论研究的实验方案、实验方法，对学生的方案进行交流、评价，确定出最佳方案：由研究匀变速直线运动的方法利用打点计时器进行研究。

学生实验：

数据记录与处理：

实验结论：⑴自由落体运动是一种匀加速直线运动；⑵自由落体运动的加速度为9.8m/s2.

三、实验研究过程经验教训的总结

第9篇：科学史的研究范文

【关键词】幼师政治课 体验式教学 实验研究

【中图分类号】G611 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）11-0066-03

一、体验和体验式教学的涵义

界定体验式教学的涵义首先要界定体验的涵义。在中外学者的诸多探讨中，笔者比较赞同李英的观点：“体验，既是一种活动，也是活动的结果。”简言之，就是一个人亲历某个活动的过程和在其中获得的一些认知和情感。体验式教学就是学生通过亲身经历或已有经验来认识周围事物，并认识、理解、感悟、验证教学内容的一种教学方式或学习方式。它要求教师根据所讲授的不同内容，设计出不同的体验情境，引导学生在不同的情境中内化知识、升华情感、积累经验、提高能力，最终达成外在知识和内在道德成长、能力增长和谐发展的目的，达到受教育者知情意行的重新整合。以体验为核心的体验式教学，可以让学生在某种亲历或想象的体验中，唤起以往相关的感知觉记忆，有利于拓展和深化学生的情感体验，激发学生的好奇心、探究欲和学习兴趣，也有利于学生在自主学习、探究学习中发展创造性思维、合作能力和实践能力，培养积极的情感、态度、价值观。

二、体验式教学的实施步骤、实施原则

基于当前幼师政治教学的相对被动、较为枯燥的实际情况，笔者在学前教育专业2012年级中开展了政治课体验式教学的实验研究。笔者结合教学实际，按照“导入话题，激发动力――创设情境，互动体验――观察反省，深入领悟――积极尝试，巩固体验”的步骤渗透性地开展了体验式教学实验。

具体实施步骤，如下图所示：

举例来说：在教授“教师爱”的过程中，笔者讲述了霍懋征老师生动体现教师爱的一个小故事：新来的一个女学生上课经常举手，可常常回答不出来。霍老师留心观察发现，这个女生因为担心自己学习不好，可能会遭到同学嘲笑，所以总是举手。于是霍老师单独找到这个女学生，和她约好一个“暗号”：不会回答的举左手，会回答的举右手。谁也不知道这个举手的秘密。渐渐地这个女学生的成绩好起来了，自信和笑容也多起来了。笔者讲述完故事，就抛出许多问题，进行试验。首先请学生们尝试体验所有问题都举手，当回答不出时内心的感受;接着请学生们尝试使用“不会举左手、会的举右手”的方法，体验维护自尊和不断成功的快乐;然后请学生们分享自己的感受，最后由教师总结升华，使学生们对智慧的教师爱的理解更加深入。课后，笔者请学生自主设计一个在幼儿园观察到的场景，尝试用智慧的教师爱的方式在维护孩子自尊的前提下，帮助孩子不断获得成功体验并逐渐进步。在课后的积极尝试中，巩固体验，深化体验式教学中的所得。

在多年的体验式教学实践中，笔者总结出以下几方面实施原则：（1）身份定位明确原则。让学生成为学习的主人，教师要成为学生学习的“助产士”。（2）尊重学生主动性原则。教师要放下越俎代庖式的“哺喂”，多鼓励学生自主体验和主动生成的过程。（3）因材施教原则。根据学生已有知识结构、思维特点、经验能力等，创设紧贴教学目标的教学情境。（4）将体验式教学理念融入考核体系原则。将平时的体验式学习活动的考核（如课堂发言和讨论表现、研究性学习作业分享、实践活动效果评估、团队活动和作业评估等）纳入考核范围。（5）重视体验式教学能力培养的原则。

三、体验式教学的成效分析

笔者在2012级选取了四个班开展了实验研究。其中两个班为实验班，开展体验式教学实验，两个班为对照班，开展传统的政治课教学。四个班规模相似，发展水平相似，教学同进度，考核同方法，实验时间为一学年。

研究过程中，笔者对这四个班级分别进行了两次问卷调查。第一次调查在实验前，发放《幼师生政治课学习情况调查问卷》205份，收回有效问卷205份，有效率100%;第二次调查在实验后，发放《幼师生政治课实施体验式教学的调查问卷》205份，收回有效问卷205份，有效率100%。两次问卷都采用无记名的方式进行的，由班主任负责发放和回收。问卷统计结果和访谈结果表明，体验式教学方法运用于幼师政治课堂教学比传统的教学方法更受学生的欢迎，教学效果也更好，同时，师生之间的关系更融洽了，学生兴趣更浓了，教与学的氛围更轻松愉快了，学生对老师和自己的评价更高了，他们从课堂中学习到的也更多了。

具体表现在以下几个方面：

1.把课堂还给学生，激发学生浓厚的学习兴趣，增强了学习内驱力。

过去的政治课堂，讲授与学生的感受脱节，学生们大多对理性知识不甚感兴趣，因此，课堂氛围寡淡，兴趣索然。笔者在体验式教学过程中，注重从学生的兴趣点和感受入手，吸引他们的好奇心和求知欲，从而想方设法调动学生的学习积极性，实践证明，体验式教育方法确实优于传统的幼师政治课堂。从表1可见，实验前仅有25.24%的学生认为本学科重要和非常重要，而在实验后，实验班提高到了96.19%，对照班虽然也提高到60.95%;在学习兴趣浓厚程度上，实验前浓厚程度为8.57%，实验后实验班提高到71.43%，对照班为19.05%;由此可见，体验式教学方法确实能激发学生的学习兴趣，帮助他们认识到学习本学科的重要性。

在学生学习的主动积极性方面，实验后，实验班的“积极主动”从5.24%上升到74.29%，远远高于对照班的19.05%;在完全被动方面，实验班下降为0%。当学生遇到难题的时候，实验班有96.19%的学生更愿意主动“探讨或请教他人”。在主动参与度上，实验班的学生“主动参与和配合老师”的占97.14%，也远远高于实验前的15.24%和对照班的28.57%。由此可见，体验式教学方法下的学生学习，确实更加积极主动。

从课堂的主体性角度来看，实验班课堂教学更侧重于指导学生自学、师生讨论交流和培养学生能力，分别上升了70%、70%和62.39%;教师讲解书本知识的部分则从82.38%下降到42.86%。这说明，学生在体验式教学中蜕去了许多依赖性，增长了许多独立性和创造性，更愿意在教师的指导下主动探索、发展能力、建构新知，从而逐渐成长为自己学习的主人。

表1 学生对政治课的态度与动力

重视本课 兴趣较浓 积极主动 主动参与配合

实验前 25.24% 8.57% 5.24% 15.24%

实验后对照班 60.95% 19.05% 19.05% 28.57%

实验后实验班 96.19% 71.43% 74.29% 97.14%

2.增进了新型师生关系的建立，推动了教与学的共同进步。

传统的政治课上常常能看到学生思想溜号、多人请假、教师唱独角戏等现象，学生和老师之间关系疏远，学生最快乐的就是老师宣布“下课”。在体验式教学的课堂中，95.23%的学生认为课堂气氛活跃民主，超过实验前和对照班的相关数据。

从师生关系角度看，实验班中有更多学生经常和师生讨论交流，远远高于实验前和对照班。同时，实验班学生更乐于主动配合教师教学，认为老师善于接受学生的建议，能经常指导学生查阅资料和开展教学活动。实验班学生对可课堂教学的“满意”程度为74.29%，高于对照班的23.81%。由此可见，体验式教学正悄悄改变着传统的师生关系，使学生更加亲近老师，乐于跟随老师，而老师也更加愿意亲近学生，倾囊相授。在访谈中，许多老师还谈到了他们很享受这样平等的师生关系，并从中受益匪浅;学生们也很享受和老师平等沟通的愉受，焕发出了生机勃勃的学习热情。新型的师生关系增强了学生的向师性和教师的道德影响力，推动了教学双方的共同进步。

表2 教学氛围与师生关系

较民主活跃 师生经常交流 教师经常指导 课堂满意度

实验前 7.14% 4.76% 3.33% 20%

实验后对照班 25.91% 8.57% 28.57% 23.81%

实验后实验班 95.23% 86.67% 82.86% 74.29%

3.以人为本，促进了学生的个性和能力的发展，提高了课堂教学效果。

政治课堂作为学校的重要德育阵地，也应该把以人为本，促进学生个性和能力的全面发展为目标。体验式课堂一改往日被动学习、死记硬背的旧模式，充分到尊重学生的个性，让学生体会到作为一个独特的个人而被看到被倾听的存在感;体验式课堂也通过鼓励学生去感受、思考和讨论，推动他们从“做中学”，不断在能力素养等方面实现真正的全面发展。从问卷统计结果中可见，实验班的学生把学习政治课的目的定义为“应付考试”的从实验前的43.81%下降到了5.71%，低于对照班的33.33%;他们中的绝大多数更加关心自身素质的提高。

在遇到难题的解决办法上，实验班学生更愿意上网探讨和请教他人，这是自我更牢固或高自尊的一种表现，因为他们在体验式教学中增多了自我了解、拓展了知识、增强了能力和自信，所以，更乐于接受挑战。

同样的，在实验班学生的知识迁移能力和自信心明显高于对照班。98.10%的实验班学生认为能运用所学知识解决现实问题，97.14%的实验班学生认为学习政治课有助于其他学科的学习，两项都明显高于实验前和对照班。

同时，访谈中其他老师的发现也证实了体验式教学促进学生能力发展，提高课堂教学效果的实际成效。班主任老师发现，实验班学生更能体会和准确地表达自己的感受，更能理解和遵守规章制度，自主性和自觉性有所提升。文化课和艺术课老师发现，实验班学生的想象力、感受力和表现力更丰富了，师生关系更亲密，沟通顺畅，合作更愉快。专业课老师也发现学生的操作能力更强了，他们乐于接受挑战，更有自信，分析能力和沟通能力明显好于对照班，实习期间，实验班学生也更积极主动，活泼开朗，很受小朋友们的欢迎。

表3 学生能力

自发学习 主动研讨 自主运用教材 知识迁移

实验前 56.19% 53.33% 48.57% 34.29%

实验后对照班 66.67% 58.10% 57.14% 50.48%

实验后实验班 94.29% 96.19% 98.10% 97.14%

四、幼师政治课实施体验式教学的一些思考

通过研究，我发现幼师政治课体验式教学的研究还处于起步阶段，尤其在实践中还存在许多难点，需要我们与时俱进地发现问题、分析问题，探索有效的解决策略。

1.幼师政治课使用体验式教学是有限的，应当因地制宜地使用，体验式教学方法不能全部取代传统的教学方法。

2.找准引发体验的切入点是体验式教学的难点。教学设计中，教师要关注学生的情感因素、成长经历等，精心设计教学情境，选择适合的切入点，才能引起学生的深度共鸣。

3.体验式教学对教师要求很高。教师不仅要学识广博，洞察人性，还要贴近生活、贴近学生;同时，还要经验过体验式学习，具备组织体验式教学的经验和能力。

参考文献：

[1] 李英.一种教育学的话语[J].教育理论与研究，2001，21（12）：1-5