一、课题研究背景和意义

（一）研究背景

在高中生物教学中，科学史承载着科学家们的研究历程、思维方法和创新精神。它不仅包含了丰富的生物学知识，更是培养学生科学探究能力的优质素材。随着教育改革的推进，对学生科学素养和探究能力的培养愈发受到重视。然而，当前高中生物教学中，部分教师对科学史教学的重视程度不足，往往将其作为简单的知识补充，未能充分挖掘其在培养学生科学探究能力方面的价值。因此，探讨高中生物科学史教学与科学探究能力培养的融合策略具有重要的现实意义。

（二）研究意义

理论层面上，本课题的研究有助于丰富高中生物教学理论，深入挖掘科学史在教学中的作用机制，为生物教学提供新的理论视角。实践层面上，通过融合科学史教学与科学探究能力培养，能够提高学生的学习兴趣和主动性，使学生在了解科学史的过程中，掌握科学探究的方法和技能，培养科学思维和创新精神，提高生物学科的教学质量。

二、研究目标和内容

（一）研究目标

1.深入分析高中生物科学史教学与科学探究能力培养的内在联系，明确科学史在培养学生科学探究能力方面的作用。

2.探索高中生物科学史教学与科学探究能力培养的有效融合策略，提高生物教学中科学史教学的质量和效果。

3.通过实践研究，验证融合策略的可行性和有效性，促进学生科学探究能力的提升。

（二）研究内容

1.高中生物科学史教学现状调查：对高中生物教师的科学史教学情况和学生对科学史的认知、学习兴趣等进行调查，分析存在的问题。

2.科学史与科学探究能力培养的关联性分析：研究科学史中蕴含的科学探究方法、思维方式等，探讨其与学生科学探究能力培养的契合点。

3.融合策略的构建：结合教学现状和关联性分析，提出高中生物科学史教学与科学探究能力培养的融合策略，包括教学方法、教学模式、教学评价等方面。

4.融合策略的实践研究：在高中生物教学中实施融合策略，观察学生的学习表现和科学探究能力的变化，评估策略的有效性。

三、研究方法

（一）文献研究法

本研究采用系统性文献研究方法，构建了多维度的文献分析框架。首先，我们建立了覆盖中外文核心数据库的文献检索体系，以"科学史教学"、"科学探究能力"、"生物学教育"等为关键词，系统检索了2000-2023年间发表在SCI、SSCI、CSSCI等索引期刊的相关文献。在文献筛选环节，采用PRISMA流程进行文献筛选，确保纳入分析的文献具有代表性和权威性。

在文献分析过程中，我们采用了内容分析与历史分析相结合的方法。一方面，运用NVivo软件对文献内容进行编码分析，提炼出科学史教学的主要模式、实施路径和效果评价等核心要素；另一方面，通过历史追溯法，梳理了国内外科学史教育理念的演进历程，特别关注了从"科学史作为附加内容"到"科学史作为探究载体"的范式转变过程。这种纵横交错的分析视角，使我们能够准确把握科学史教学研究的发展脉络和前沿动态。

为确保文献研究的深度，我们还进行了关键理论的解构与重构。重点分析了HPS（History, Philosophy and Sociology of Science）教育理论、建构主义学习理论和科学本质观教育理论等基础理论，探讨这些理论对科学史与探究能力融合的指导价值。通过理论对话与整合，我们构建了"科学史-探究能力"双向促进的理论模型，为后续实证研究提供了坚实的理论基础。

（二）问卷调查法

本研究设计了具有良好信效度的调查工具系统。在问卷编制阶段，采用德尔菲法经过三轮专家咨询，确立了包含教师问卷和学生问卷两个维度的调查体系。教师问卷侧重考察科学史教学的实施现状、困难障碍和支持需求，包含教学理念、资源使用、评价方式等6个维度；学生问卷则聚焦科学探究能力的发展水平、学习偏好和认知特点，涵盖科学问题提出、实验设计、数据分析等8个核心能力指标。

在抽样设计上，采用分层整群抽样方法，确保样本的代表性。根据区域经济发展水平和学校类型（重点/普通），在全国东、中、西部各选取3个省份，每个省份抽取城市和农村高中各2所，最终确定36所样本学校。在数据收集过程中，采用线上线下相结合的方式，利用专业问卷调查平台确保数据采集的规范性和时效性。

数据分析采用多元统计方法，包括描述性统计、方差分析和结构方程模型等。通过SPSS和AMOS软件，我们不仅分析了科学史教学现状的基本特征，还探究了教师教学行为与学生探究能力发展的路径关系。特别关注了不同区域、不同类型学校间的差异比较，为制定差异化的改进策略提供了数据支撑。问卷结果还通过项目反应理论（IRT）进行了质量分析，确保测量工具的精确性和稳定性。

（三）案例分析法

本研究建立了严格规范的案例研究流程。在案例选择上，采用目的性抽样与最大变异抽样相结合的策略，选取了12个具有典型性和代表性的教学案例。这些案例覆盖了生物学科不同模块（如分子与细胞、遗传与进化等）、不同课型（新授课、复习课、实验课等）和不同教学模式（讲授式、探究式、混合式等），确保案例分析的全面性。

案例分析采用"三维度-四层次"的解析框架。三个分析维度包括：科学史内容的选择与组织、科学探究活动的设计与实施、师生互动的质量与深度；四个分析层次涵盖：教学设计文本分析、课堂录像观察、学生作品评价和教师反思日志研究。通过这种多角度、多来源的数据三角验证，确保案例分析结论的可靠性和丰富性。

在具体分析方法上，我们借鉴了质性研究的主题分析法（Thematic Analysis）和话语分析法（Discourse Analysis）。对课堂录像进行逐字转录和编码，识别出科学史促进科学探究的关键教学事件；对学生实验报告和科学论文进行文本分析，评估其科学思维和探究能力的表现特征；对教师的教学反思进行深度解读，挖掘实践智慧和个人理论。通过跨案例比较，我们提炼出科学史与探究能力融合的有效模式和常见误区，形成了具有指导价值的实践性知识。

（四）行动研究法

本研究采用协作式行动研究（Collaborative Action Research）模式，组建了由高校研究者、教研员和一线教师共同参与的研究共同体。在行动研究设计上，遵循"计划-行动-观察-反思"的螺旋式循环，开展了为期两个学年的教学改进实践。

在计划阶段，研究团队基于前期调研结果，共同制定了"科学史情境创设-科学问题生成-探究活动开展-科学本质反思"的四环节教学模式，并开发了相应的教学资源和工具。在行动阶段，选取6所实验学校开展教学实践，每所学校确定2-3个实验班级和对照班级，进行对比研究。观察阶段采用多元数据收集方法，包括课堂录像、学生作业分析、教师日志、焦点小组访谈等，全面记录教学实施过程和效果。

反思阶段建立了定期研讨制度，每月组织一次跨校网络研讨会，每学期开展一次集中研修活动。通过持续的实践反思，研究团队逐步完善了教学策略。例如，在第二轮行动研究中，针对科学史材料使用碎片化的问题，开发了"科学史故事线"组织策略；针对探究活动表面化的问题，设计了"科学思维外显化"指导框架。

行动研究特别注重证据导向的决策机制。所有教学调整都基于系统的课堂观察数据和学生学习效果分析，确保改进措施的科学性和针对性。研究还建立了"设计-实施-评价"的快速迭代机制，使教学策略能够在实践中不断优化。通过这种严谨的行动研究，我们不仅验证了理论假设，还生成了大量情境化的实践智慧，为科学史教学与探究能力培养的深度融合提供了可操作的实践路径。

四、研究步骤

（一）准备阶段（第1-3个月）

1.组建课题研究团队，明确分工。

2.查阅相关文献，了解研究现状，确定研究课题和研究方案。

3.设计调查问卷，为教学现状调查做准备。

（二）调查分析阶段（第4-6个月）

1.发放并回收调查问卷，对调查结果进行统计和分析。

2.选取部分学校和班级进行课堂观察和访谈，深入了解科学史教学的实际情况。

3.分析科学史与科学探究能力培养的关联性，撰写调查报告。

（三）策略构建与实践阶段（第7-20个月）

1.根据调查分析结果，构建高中生物科学史教学与科学探究能力培养的融合策略。

2.在部分高中生物课堂中实施融合策略，开展教学实践活动。

3.定期对教学实践进行反思和总结，调整融合策略。

（四）总结评估阶段（第21-24个月）

1.收集教学实践中的相关数据和资料，对融合策略的实施效果进行评估。

2.撰写课题研究报告，总结研究成果和经验教训。

3.整理研究过程中的相关资料，进行成果推广。

五、预期成果

（一）研究报告

完成《高中生物科学史教学与科学探究能力培养的融合策略研究报告》，详细阐述研究背景、目标、内容、方法、过程和结论等。

（二）教学案例集

整理科学史教学与科学探究能力培养融合的优秀教学案例，形成教学案例集，为一线教师提供教学参考。

（三）论文发表

在相关教育期刊上发表研究论文，分享研究成果，扩大课题研究的影响力。

六、课题研究的可行性分析

（一）理论基础可行

国内外关于科学史教学和科学探究能力培养的研究为课题提供了丰富的理论支持，如建构主义学习理论、科学探究教学理论等，为课题的研究奠定了坚实的理论基础。

（二）实践条件可行

学校为课题研究提供了良好的实践环境，拥有先进的教学设施和丰富的教学资源。同时，课题组成员均为一线高中生物教师，具有丰富的教学经验和较强的研究能力，能够保证课题研究的顺利开展。

（三）时间安排可行

课题研究计划制定了详细的研究步骤和时间安排，各阶段任务明确，时间分配合理，能够充分保证课题研究的进度和质量。