科学《科学史渗透于科学教学初探》

润物细无声 ——科学史渗透于科学教学初探 科学教育的根本目标在于提高学生的科学素养，科学素养不仅包括对科学知识的了解，而且包括对科学本质的理解。将科学史知识整合到科学教育中，已经成为国际上科学教育的一个重要趋势。科学史蕴涵着对科学进化历程的深层反思、沟通着科学与人文社会科学两大文化、体现着科学文化的丰富内涵,所以科学史知识必然蕴藏着丰富的教育资源。 了解科学技术发展过程中的那些困难和挫折，对他们培养实证精神，不浮躁、克服困难有一定的榜样和激励作用。了解科学技术的主要发展史中那些改变了社会生活的历史事件，可以使小学生体会到科学与生活的结合如此紧密，科学技术的发展影响着社会的方方面面，正确的科学决策对社会和环境的影响巨大等等，自然而然地重视学习科学技术，逐渐培养社会参与感和责任感。 一、科学史教学应是完整史 历史为理解“科学工作是怎样进行的”提供通道。美国科学促进协会著的《科学素养的基准》并不主张学生们学习某种简化的科学史，它认为简化的科学史可能会将科学与历史都搅乱了，使深入学习变得更加困难。但也认为教师和研究人员仍可继续合作某种简化的科学故事对于学生的理解有帮助，并从中受益。确实，非科学的简化史、片面强调“灵机一动”的发明创造史，往往给小学生带来科学不严肃的错误印象。 怎样展现历史? 为了帮助学生更好地理解这一切，就要有合适的学习教材。在教学中有必要用翔实的传记、参考书和影片来研究历史上的实例，用各种信息展现方式来帮助科学史的学习。课程内容要注意区分科学史故事的传奇性和科学性的区分。如果把牛顿从苹果落地发现万有引力等类似的故事当成科学发现的典型过程，忽视故事后面的科学家长期观察、思考、探究所付出的劳动和知识积累，科学家对真理追求的孜孜不倦精神，甚至会给神秘主义和伪科学培育适宜的土壤。 二、科学史教学实施应注重体验 历史描述的如果是他们不熟悉的事物或者是他们不关心的事物，例如风车产生地点这一事实对孩子们来说没有很大意义。经历是关键的因素。对儿童学习的研究揭示了这样一个事实： 当孩子们没有亲身经历在学校所学的事物时，课程想要传授的知识往往对他们毫无意义。儿童迫切需要亲身体验的部分原因在于今天的孩子在成长的过程中越来越远离自然界。感性体验的缺乏意味着孩子们缺少对世界进行感知的资源，这与前几代人的情形截然不同。现在的孩子们也带着很多知识来到学校并带着大量的图像、事实和幻想。但孩子们深深缺乏的是对世界上客观约束以及期望与实现之间区别的内在理解。因此，选取合适的科学技术史题材，让小学生进行适合他们年龄和身心发育特征的体验性的科学技术史学习，让书面的历史生动起来，将是一种可行的学习方式。从课程内容的编排次序上看，以教育重演论为指导思想的循序渐进模式是一种较为成功的学习模式，尤其是小学阶段。一方面，这些历史素材符合孩子们的认知能力。另一方面，通过选用这些历史素材，与当时历史条件下的社会需求自然地结合起来。所有这些，都是为了使学习的发生，像奥苏贝尔所称的那样，更加“有意义”。 三、技术史教学应注重科学技术史 我们的小学科学教育中总是有意无意地忽视了技术教育，劳动与技术教育是小学综合实践活动四大学习领域之一，但是，我们习惯上仍是把“劳动与技术”放在德育的领域中，为其服务，而忽略了技术教育对社会生活的重要性。一个从小很少玩玩具的人往往成不了好的工程师，一个从小没有劳动习惯的人很难成为热爱创造的劳动者。技术史的学习在小学可以让小学生感受到技术对社会生活的重要性，可以成为小学生动手体验科学技术发展的好学习材料。在国外一些专门的科学史博物馆，复制实验成为一种很好的科学技术史学习渠道，在复制实验过程中，可以体验到当时科学技术的突破有多么艰辛。也可以了解当时的科学共同体研究的思路和范式，这种思维的宝贵财富由于很难在文献和固化的成果中直接展现，往往是无法传承和被忽略的。我国历史中不仅形成了独具特色的四大实用科学体系，在技术方面也很长时间走在世界前列，教师和社会博物馆业以及青少年技术教育工作者们可以多学习和分析国外这方面的先进教育经验，把东西方技术史中适合小学生学习、体验的内容好好设计成课程内容、学习和动手体验的资源，为公民科学素养中薄弱环节做好基础性的教育工作。 四、科学史教学应穿插科学史故事。 每一个科学发现的背后都有一个个生动的故事，如阿基米德发现浮力定律、伽利略发现影响钟摆快慢的因素、牛顿发现万有引力定律等等。教学中结合教学内容适当地穿插一些科学史的小故事，既可以提高学生兴趣，也能加深学生对所学知识的理解，提高学生的科学素养。 《全日制义务教育科学（3—6 年级）课程标准（实验稿）》中指出：“科学学习要以探究为核心，探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。科学课程应向学生提供充分的科学探究机会，使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中，体验学习科学的乐趣，增长科学探究能力，获取科学知识，形成尊重事实、善于质疑的科学态度，了解科学发展的历史，并领悟科学的本质。”教师在教学中应积极贯彻这一理念，注重引导学生进行探究式学习。让学生进行探究活动主要目的是让学生经历知识的形成过程，学习科学研究的方法，提高科学素养。科学探究的过程包括提出问题、做出猜测假设、制定计划、进行验证、得出结论、表达与交流。在小学科学教学中，教师可以运用科学史典型案例和探究式教学法，让学生经历科学研究的过程。即以某一历史事件、某一特定环境或某一科学家的故事为生长点，创设一个情景，预设问题，简单模拟历史上某一科学概念或理论的研究过程，激发学生解释其中的问题，调动他们的思维，让学生在探究历史的过程中学习知识和技能。体会科学知识的形成过程，从中学习科学家的思维方式、研究方法，更好地理解知识的来龙去脉，探究科学的本质。 以“摆” （苏教版《科学》四年级（下册） 第三单元———物体的运动） 这节课为例。首先创设情境，预设一个问题：大科学家伽利略注意到教堂的吊灯在风中不停地摆动，于是一个问题在他的脑海里闪现：“吊灯摆动的快慢和什么因素有关呢？”下面就让学生研究摆的快慢和什么因素有关，想象当时伽利略是怎么研究的，当一次科学家。学生们提出了许多猜测：可能与摆锤的轻重有关，与摆的角度有关，与摆线的长度有关……接下来以小组为单位设计实验各自验证自己的假设，假设条件确定后要保持其他因素不变。最后得出结论，解释自己的结果并进行交流、讨论。形成正确结论后教师可向学生介绍当时伽利略的研究方法，学生可进行模仿实验，并与自己设计的实验方法进行对比，进一步完善自己的研究方法。通过这样的活动，能帮助学生更加深刻地理解科学观念的形成过程和探究的本质除了教材和课堂上渗透科学史教育外，教师还应开发各种资源，多形式地进行渗透。如教师可以结合学生的兴趣爱好、认知水平，挑选学生易于接受的科学史内容编排图文并茂的读物，丰富学生的科学史读物。或让学生通过各种途径收集自己感兴趣的科学发明、科学家的故事等设计成板报供其他同学欣赏。有条件的话还可以带领学生参观博物馆、科技馆等等。这些都可以作为很好的教学资源来对学生进行教育。 科学史为教学提供了丰富的资源，在实现教学目标，形成爱科学、学科学的良好风气和提高学生科学素养有着重要作用，教师在教学过程中要积极运用科学史。当然，要掌握适度原则，要做到不片面强调科学史的教育而忽略科学知识、技能的学习。