一、关联科学史素材，设计驱动性问题

　　(一)挖掘素材价值，提炼学生发展点

　　燃烧是生活中常见且常用的现象，人类对于燃烧奥秘的探索也从未停止过。对于燃烧的认知变迁，既是一部充满争议的科学探索史，也是一部展现科学家实证精神与批判性思维的鲜活教材[1]。“燃素说”以实证主义为指导，施塔尔等科学家对燃烧现象的观察和早期实验现象的归纳，可以用于解释多数现象，因此被当时的学者广泛接受。拉瓦锡则用定量化学实验，证明燃烧是物质与氧气的结合，由此推翻了“燃素说”并建立了“氧化学说”。

　　教材上介绍了普里斯特利、卡文迪什、拉瓦锡等科学家对空气成分的探索历程，通过了解科学家进行科学探索的过程、历史背景，学生能够认识到理论的发展是一个动态过程[2]，感受到从化学视角研究物质及其变化规律的思路和方法，学会从宏观、微观、符号相结合的视角探究物质及其变化规律。

　　教材上的史料介绍较为简洁且分散，学生很少能主动建立历史事件之间的关联。为了更好地发挥科学史的育人功能，本团队以“怎样研究科学史”为主要驱动问题，以研究论文为项目产品，以从“燃素说”到“氧化学说”的认知演变设计主题为“研究燃烧理论的认知历程”的项目式学习课程，探索将科学史融入初中化学课堂的有效路径。

　　学习上述科学史的过程能让学生直观认识到科学研究的一般路径：从现象观察中提炼问题，通过实验验证、修正假说，最终建立更具解释力的理论模型，理解实证与模型建构的动态变化[3-6]。学生能认识到理论的发展、科学的进步不是一蹴而就的，而是通过不断质疑、验证与修正逐步走向真理的过程，从而向科学家学习质疑与突破所需的批判性思维、敢于颠覆的创新精神，以及追求真理的执着态度[7]。

　　探究燃烧理论演变需要学生能利用多种科学阅读方法和技巧从庞杂的信息中筛选出关键内容，区分并了解客观事实与主观观点，并梳理理论变迁的逻辑主线，将分散事件串联为连贯的认知历程，通过撰写论文思考历史背景对科学发展的影响;此外，在对客观事实形成足够了解的基础上，产生自己的观点并能在文章中使用证据链支撑观点。这些实践将阅读从被动接受转化为主动思辨，能培养学生的信息鉴别、逻辑建构与学术表达等综合能力，从而为终身学习奠定基础。

　　(二)基于发展点设计驱动性问题，进行项目规划

　　在本项目中，学生将模拟科学史研究员研究“燃素说”“氧化学说”等燃烧理论及其发展历程，认识化学发展史中的重要实验和史实，从化学的视角去探寻假说、推理、证据之间的关系，用联系的眼光看待事物的发展，形成自己的认知和观点，撰写相关小论文作为成果并进行答辩。希望学生能够在学习过程中提升科学思维能力，深化对科学发展历程的认识，培养科学阅读、撰写论文等能力。

　　真实情境下的科学史研究遵循“分析课题—文献搜集与鉴别—分析研究—结论呈现”的基本流程，而项目式学习的核心在于通过真实问题驱动学生像专家一样思考与实践。项目式学习中设计的驱动性问题，要基于课程标准，能反映学生所需掌握的基本知识和技能，并能发展学生核心素养和学科能力[8]。本项目设计的驱动性问题如下。

　　第一，为什么要研究燃烧理论的发展历程?此问题旨在突破知识点的学习，引导学生在活动中从科学本质的视角理解研究价值，认识到科学理论的发展是科学家的思考、技术条件、社会文化协同发展的结果，有助于激发学生对科学探究的兴趣。

　　第二，怎样探究燃烧理论的发展历程?此问题引导学生思考如何进行科学史学习。学生需通过使用各类学习支架，运用比较、分类、分析、综合、归纳等科学方法分析文献，发展基于事实与逻辑进行独立思考和判断的能力，以及对不同信息、观点和结论进行质疑与批判的能力，初步学习研究科学史的一般方法，发展批判性思维。

　　第三，怎样呈现研究成果?此问题指向科学表达能力的发展。学生通过撰写论文和进行论文答辩，学习用辩证的视角正确看待事物的发展，培养勇于提出创造性见解并修正或放弃错误观点的能力，养成与同学合作分享、善于听取合理建议的习惯，发展创新思维，形成大胆质疑、追求真理的科学精神和品质。

　　上述三个问题将科学史研究流程与发展目标相结合，使科学阅读技能、科学思维与科学态度的发展在真实任务中自然融合，让学生体会像科学家一样进行探究的过程。本团队也以这三个问题为主要问题链设计项目流程，确定学生的活动线为“查阅文献—分析史料—撰写论文—论文答辩—反思小结”，并将需要完成的任务细分到每一课时中(图1)。

　　二、结合学生需求，设计学习支架

　　三、项目实施过程

　　四、项目特色和反思

　　(一)对教材中科学史资源的探究使用

　　本项目以“燃素说”与“氧化学说”的演进为切入点，将科学史转化为可探究的学习资源。学生通过阅读化学年表及文献分析，利用学习支架深度剖析事件，理解科学假说的局限性，学会基于历史背景评价理论的合理性。这有助于学生构建科学发展的全局观，深化对科学动态发展的认知，让科学史的学习成为学生思维发展的载体。

　　(二)在体验科学发展的过程中培养核心素养

　　本项目通过科学史情境，让学生体验“科学发现如何产生”“理论如何被修正”的过程，紧扣核心素养的发展，尤其注重科学探究与批判性思维的培养。学生借助文献阅读、事件年表整理、思维导图绘制等活动训练了科学方法(如比较、分类、归纳)，并通过AB演讲与论文答辩，锻炼了逻辑表达与协作能力。本项目不局限于知识传授，而聚焦于探寻假说、推理、证据之间的关系，培养学生的人文素养和科学态度。

　　(三)基于科学史的项目式设计反思

　　基于科学史的项目式设计面临多项挑战。一是如何将复杂的史料阅读转化为适合初中生的探究任务。对此，项目可通过搭建阶梯支架，丰富研讨活动，降低认知负荷，辅助提炼关键信息。二是引导学生用辩证、批判性的眼光看待科学史。通过课堂AB演讲、小组讨论历史背后的技术条件、社会背景与认知局限，学生会认识到科学进步的非线性特征。当然，项目仍有改进空间。例如，仍有小部分学生需要分层指导，以克服文献阅读任务的复杂性所引起的畏难情绪;此外，部分小组参与度不足，可通过过程性评价来增进参与。未来，还可尝试引入数字化工具(如AI对话、虚拟实验室模拟经典实验等)，增强学生对科学探究的直观体验，进一步深化其对科学本质的理解。

　　致谢：本项目的顺利开展得益于相关学校和各方专家的支持。北京市海淀区教师进修学校的陈颖老师在研究过程中提供的专业指导和宝贵建议，对项目的推进起到了关键作用，在此表达诚挚感谢!

　　参考文献

　　[1] 郭晓丽,刘菲,黄践,等.基于我国古代科技史的馆校协同项目式课程设计:以“我是滴漏科普讲解员”为例[J].中国现代教育装备,2024(22):20-24.

　　[2] 魏锐,唐珑畅.青少年科技创新项目式学习课程开发的思路与方法[J].中国科技教育,2021(12):10-14.

　　[3] 王静波,高丽红,魏锐,等.可持续发展主题馆校协同项目式课程设计:以“低碳房屋的方案设计”为例[J].中国现代教育装备,2025(2):15-18.

　　[4] 刘亚俊,郝秀芳.“大学-中学”合作的低碳主题跨学科课程项目化实施[J].中国现代教育装备,2025(6):26-29.

　　[5] 李永恒,冼小娱,郭晓丽.“利用数据、建立规律类”项目式学习的设计:以“数说节气”项目为例[J].中国现代教育装备,2025(8):16-19.

　　[6] 方圆圆,魏锐.提升复杂问题解决能力的化学项目式教学设计:以复习课“废旧电池回收”为例[J].中国现代教育装备,2025(10):27-31.

　　[7] 顾晔.科学发展史中批判性思维的作用和习得途径[J].大学化学,2019,34(7):109-116.

　　[8] 吴晗清,刘玉飞.原电池的“前世今生”:基于科学史的项目式学习设计与分析[J].现代中小学教育,2023,39(1):43-48.

　　[9] 王雪.科学史的教育功能及其实践探索[D].上海:东华大学,2016.

　　[10] 伍雨菲,袁振东.从哲学本原到等离子体:火的概念的历史演变[J].化学教育(中英文),2022,43(21):113-118.

　　[11] 黄俊侠,赵学森.历时史观与移时史观中的燃素说[J].内蒙古师范大学学报(哲学社会科学版),2006(S2):193-195.

张毅1 李毓甸1 沈春英1 郭晓丽2,3 魏锐4 张如欣5

1.上海市向明初级中学　2.北京师范大学化学学院　3.北京市海淀区教师进修学校

4.国家教材建设重点研究基地(中小学化学教材研究)、北京师范大学化学学院　5.上海市黄浦区教育学院