歷史教學怎樣培養科學精神

[關鍵詞]科學精神，歷史教學，科學生活

[中圖分類號]G63[文獻標識碼]B[文章編號]0457—6241(2009)23—0030—04

不久前，錢學森先生的去世又引起科學精神培養的話題。先生生前對溫家寶總理提出的有關當今學校教育的疑問，發人深省。五四新文化運動以來，“賽先生”作為一種價值符號已廣泛而深刻地植入國民心里，正如胡適所言：“這三十年來，有一個名詞在國內幾乎做到了無上尊嚴的地位；無論懂與不懂的人，無論守舊和維新的人，都不敢公然對她表示輕視或戲侮的態度。”

1840年以來，西方的先進武器使我們認識到科學技術的巨大威力。經濟的落后和實現現代化的迫切心情，又使我們深切體會到科學技術是第一生產力。崇尚科學知識及其所擁有的實用價值并不為錯。然而，長期以來我們弘揚的科學僅僅停留在實用層面。上個世紀流行于中學校園的“學好數理化，走遍天下都不怕”的口號，以及目前普遍存在的重理輕文的教育傾向，無不反映出對科學理解的偏差。五四新文化運動倡導的“科學”，最主要的是科學精神及其所表征的科學文化。不理解科學精神，只強調科學知識，實際上是只看到、學到皮毛，忽視了根本。換言之，我們可以學到國外先進的科學知識，但是僅此而已，對于生產這些科學知識的內在動力——科學精神，我們始終是空缺，至今也沒有給予足夠的重視。錢學森先生質疑中國的教育體制。體制改革是政府的事，教師則應當思考如何在教學中培養學生的科學精神。

一、培養科學精神的教學實踐

歷史學科是人文學科，培養科學精神有獨特的學科優勢。如何在日常教學中培養學生的科學精神呢?筆者僅就教學實踐敘說自己對此問題的淺薄思考，以求教于方家。

高中人民版必修3教材，將課程標準規定的“西方人文精神的起源與發展”專題下的第1課命名為《人是萬物的尺度》，撰寫了一節課的教學內容。教科書的重點集中于論述西方人文精神的起源，但忽略了西方精神的另一翼：科學精神。為什么近代科學起源于西方世界，而不是起源于同樣具有人文精神的東方古國?為什么近代西方會有那么多的科學家為了科學而獻出自己的生命，而在別的地方卻很少出現類似現象?追根尋源，在古希臘的文化中有一種獨特科學精神。因此，補充西方科學精神的起源，有充足的史實，也為后面近代科學的產生奠定學習基礎。

畢達哥拉斯，古希臘最偉大的數學家，也是西方科學精神的始作俑者。通過對畢達哥拉斯的研究、學習，可以很好地了解西方科學精神的實質及其意義。所以本課的教學，可以圍繞畢達哥拉斯引導學生理解、認識什么是科學精神。

我在課上這樣介紹畢達哥拉斯：

最能表征西方科學精神的無疑是數學家畢達哥拉斯了。畢達哥拉斯是西方第一位偉大的數學家，可以說，就是他開創了西方數學的范型，正是這種范型主導了西方數學幾千年的發展。那么在畢達哥拉斯的心中，數學是什么，數學代表了什么?

在古典希臘時代以前，引領當時世界數學潮流的是古埃及人的數學。古埃及人正是憑借他們先進的數學知識才建造了舉世聞名的金字塔，也正是憑借他們的數學知識才能很好地利用尼羅河每年的泛濫給他們帶來豐厚的農業收益。畢達哥拉斯在游學埃及時，發現埃及數學知識在十分先進的同時，隱藏著一個致命的弱點：太注重實用。也許正是這種實用指向的數學文化，使埃及數學處于當時世界的領先地位；但同樣確切的是，也正是這種實用指向的數學導致了埃及數學的“短命”。埃及的數學文化存在著這樣一個價值預設：數學僅僅是用來解決社會生活中的問題的。于是，在這樣的價值背景中，當數學知識一旦滿足了解決社會生活問題的需要，對數學知識的探求也就停滯了，數學也就止步不前了。畢達哥拉斯看到這種實用指向的數學文化缺乏促進數學知識發展的內在動力，它過于依賴外物的推動。

正是由于發現了埃及數學過于注重實用的弊端，所以當畢達哥拉斯在從事數學教育時，就完全放棄了數學所具有的實用功能，而將數學理解為一種純粹的求知活動，將數學教育理解為培養純粹的“數學人”的教育。基于此，畢達哥拉斯創立了世界上第一個以數學為基礎的神秘主義的頗具宗教意味的教派：數被理解為萬事萬物的本原，世界上的一切都是基于數的關系而建立起來的。公元前5世紀，一位著名的畢達哥拉斯學派的信徒菲洛勞斯說：“如果沒有數及其性質，那么任何存在的事物，無論是其本身還是它們之間的關系，對任何人來說都將是不清楚的。……不僅在上帝和魔鬼的行動中，而且在人類所有的行為和思想中，在手工藝制品和音樂中，人們都能看到數本身所發揮的作用。”

于是，畢達哥拉斯及其學派的主要任務就是去探求萬事萬物間的數量關系。他們希冀通過這種數學而能了解宇宙的本質，而不是用數學來解決社會生活的實際問題。正是在將數學理解為一種純粹的求知活動的意義上，畢達哥拉斯開創了一種迥異于埃及數學傳統的數學文化。在這里，數學第一次被理解為一種純粹的理性思辨的對象，從而開啟了西方數學文化的理性傳統。正是在畢達哥拉斯開創的數學文化的指引下，西方數學才取得了今天如此輝煌的成就。

我講完這些之后，有學生問：

老師，難道數學就不要去研究現實問題嗎?如果拋開了這些現實問題，那么這種研究的意義何在呢?

我這樣解釋：

問題很好。那我先給你們講一個故事。畢達哥拉斯的老師叫泰勒斯，也是一個非常喜歡科學研究的人，是一個只對理性思辨活動感興趣的哲學家。傳說有一次他在觀察星星，不小心跌倒了水溝里成了落湯雞，路邊的一位婦女略帶嘲諷地說，你連腳下的東西都看不到，又怎么知道天上發生的事情呢?

這是很多古希臘的科學家都會遇到的一個問題，就是他們普遍被認為只會在愛琴海邊觀察月亮，觀察潮汐，演算一些毫無用處的幾何命題。在那些商人、農人眼里，這些東西是極其無用的。

泰勒斯決心反駁一下這種“傲慢的偏見”。他利用自己極其豐富的天文學知識對天象進行觀測之后，對今年的氣候進行推算。他預測今年的橄欖將會獲得大豐收，那么到時，榨油機將會成為緊缺之物，所以，他提前將其所在地區的榨油機全部租下，等到橄欖豐收的時候，他按照自己的價格將這些榨油機租給那些商人，狠狠地賺了一把。但是，泰勒斯的目的并不是賺錢，而是要向世人證明科學知識并不是無用的。他將這筆錢散給了那些貧苦的百姓，以此來諷刺那些不知道尊重科學的人。

聽完這個故事之后，學生們似乎慢慢明白了科學精神到底是什么東西，它所蘊含的價值究竟有哪些。以下是他們的感悟。

學生A：老師，這樣看來，真正的科學精神應該是純粹為了獲得知識，至于這些知識有沒有用，倒是其次的東西。而且，通過這個小故事，我感覺，那些純粹的知識肯定都是有用的。只不過，需要有人將其開發出來。

學生B：老師，通過你的講解，我才發現科學

是一件很美妙的東西，它所追求的是一種高尚的知識，而這種知識才是真正值得追求的。不然，我還真的認為科學精神就是認真做題的精神呢?不停地做題，真的很厭倦。通過這節課，我發現科學還真是值得追求的東西啊!

學生C：我以前還以為科學就是教我們修修電燈(學生笑)，裝裝電線(學生笑)，高級一點的，就是弄弄火箭、航空母艦什么的。今天才知道，科學還有這么高的精神追求，我以后要追求它(學生大笑)。

最后，我讓學生閱讀抽象數學大師懷特海說的一句話：“沒有什么比這一事實更令人難忘的了，數學脫離現實而進入抽象思維的最高層次，當它返回現實時，在對具體事實進行分析時，其重要性也相應增加了……最抽象的東西，是解決現實問題最有力的武器，這一悖論已完全為人們接受了。”

我總結道：

不是直接面向現實問題的科學研究并不是對現實的脫離，而是在更高層次上對現實問題進行關切。它是以離開現實的方式最大限度地關照現實。正如勾股定理的證明不是為了建造高樓大廈一樣，但現在，任何建筑設計都必須通過復雜的幾何演算才可以完成。笛卡兒創立解析幾何并不是為了將炮彈打得更遠。由于希臘人對數學思辨的濃厚興趣才發現了勾股定理。因為笛卡兒對古代數學思維方式不滿才產生解析幾何。這兩項數學發明都是建立在一種純粹的求知欲之上的，都是理性探索的結果。

通過這節課的學習，學生基本上理解了什么是真正的科學精神，對于科學精神都有了較豐富的認知與體驗，而且能夠認識到科學精神是一種不帶功利性的、對美好的追求精神狀態。這種狀態可以產生創造力。

二、激動人心的科學生活

雖然學生已經基本理解了什么是科學精神，但這還不夠。因為很多學生不了解真正的科學生活，想象科學生活既枯燥又乏味，將科學家看做是一種不食人間煙火的“圣徒”。在課堂上，我曾經對某班學生進行隨機調查，該班95％的同學明確表示不愿意從事科學研究，不想嘗試科學家的生活。5％的學生則說不知道自己能不能從事科學研究。

以往我們經常滿足于一種空洞的立志教育，連小學生都會機械地回答：“長大要當科學家”。而實際上真正具備科學家素質的人畢竟是少數，但是，崇尚科學精神卻應當是大多數公民的基本素質。因此，理解科學生活也是樹立科學精神的教育。基于這種考慮，我在文化史教學中也做了相應的補充、調整。

在《近代物理學的奠基人和革命者》一課中，我在自己的PPT中為其添加一個副標題：“激動人心的科學生活”。學生看到標題后就小聲議論道：“科學生活還能激動人心?科學家還會激動嗎?”我聽到后因勢利導，讓學生發表各自對科學生活的看法，學生的回答大多是“沒意思”“沒勁”“無趣”“無聊”等一些消極的詞匯。

下面是這節課中我的一個教學片段：

古代西方有一位偉大的科學家曾經說過這樣一句豪言壯語：“給我一個支點，我可以撬動整個地球”。想必大部分同學都知道，這位科學家就是物理學的開山鼻祖：阿基米德。敘拉古國王讓工匠給他做了一頂金冠，但是，國王卻懷疑做金冠的黃金被工匠摻了假；既要檢驗王冠的黃金成分，又不能破壞王冠，這可難倒了大臣們，后來，國王請阿基米德檢驗。阿基米德一開始也毫無辦法，一天，阿基米德躺在浴缸里，苦苦地思考到底能用什么方法來解決這個問題。想啊想啊，他在水中浮上、下沉，突然，靈光一現，他大聲叫道，我找到了，我找到了。狂喜至極的阿基米德跳出浴缸，奔跑到大街上，大聲地喊到，我找到了，我找到了!圍觀的群眾發現這個癡迷的科學家竟然沒有穿衣服，就光著身子宣告了浮力定律的偉大發現(學生笑)。

這就是科學家的生活，思考問題時的執著與忘我。解開謎團、弄清謎底時的狂喜，就是科學帶給科學家的巔峰體驗，也就是科學家幸福生活的所在之處。從某個角度來說，對問題的深入思考乃是人類最為幸福的事情之一。阿基米德那樣盡情盡性的釋放，是一種苦苦追求的結果，使精神世界的最大滿足。這就是科學生活的迷人之處，它是如此的激動人心，以至于迷戀上這種生活的人再也不愿意去過別的生活。這種生活讓他們精神富足，能令他們時刻飽含激情，去嘗試一個又一個嶄新的挑戰。不僅物理學如此，任何一門學科、任何一種職業都有它的迷人之處。而讓人著迷的是這個境界、這個過程，只有進入這樣的境界才有可能獲得成功。

這個教學片段使學生心理都產生了一些波動。他們似乎明白了科學精神存在于現實生活之中，科學生活離自己并不遙遠。一些容易激動的學生表示，自己一定要體驗科學的“挑戰性”；一些比較喜歡思考的學生，則在探討什么是“境界”“過程”及其意義；那些原本對科學有朦朧想法的學生，則逐漸清晰了對科學的認識。

涉及愛因斯坦的教學，我把握的重點不是講解他的專業理論，因為我自己都不怎么理解，而且我認為，歷史課不應講相對論，重點應學習愛因斯坦的科學精神，了解他的科學生活，從中體會他的價值觀念與科學態度。基于這樣的理念，我說：

愛因斯坦的一生是含辛茹苦的一生，作為猶太人的后代，他在童年時代就已經感受到被排斥的痛苦。在蘇黎世大學學習期間，也沒有任何不尋常的特質吸引教授的注意。大學畢業之后，愛因斯坦沒有找到固定的工作，期間做了很多的兼職。但是，不論生活怎樣艱苦，愛因斯坦始終都在思考那些他心愛的科學問題，那問題讓他著迷、讓他安靜。后來，愛因斯坦成為伯爾尼專利局的職員，這時候的愛因斯坦已經有了兩個孩子，生活依然拮據。但是，生活的艱難并沒有讓愛因斯坦放棄他的追求，他總是在自己的辦公桌上放上筆和紙，以便隨時演算那些科學問題。正是在這樣日復一日的堅持中，才成就了愛因斯坦的偉大，一個專利局的職員成為最為頂尖的物理學家。

愛因斯坦認為，科學研究是出自內心深處的熱愛和歡樂，而不是外在的責任和壓力。因此，愛因斯坦的科學生活充滿了愛與歡樂。他說：大自然的結構會使任何勤于思考的人感到“謙卑”。這是一種地道的宗教情感，出自深深的愛。愛因斯坦曾這樣描述科學：那是一種壯麗的感覺。所以，科學生活不僅僅帶給人激情，讓生命充滿挑戰，而且，科學生活能夠使人在浮躁的世界里靜下心來。因為科學思考，使人的心靈變得安定；在科學的世界里，心靈才越發美麗，心才會有歸屬，這就是愛因斯坦帶給我們的啟示。

學生在談到這節課的體會時說：通過對這些科學人物的學習，我改變了自己原先對科學、科學家的誤解。科學家不是那種沒有感情的“書呆子”，不是實驗室里的機器，相反，科學家是充滿了生命激情的人，是敢于冒險、敢于環疑已知、挑戰未知的人，科學家都是些幸福的人；科學生活也并不是無聊、沒勁的生活，而是充滿了挑戰。有科學精神支撐的生活，使生命更加壯觀；科學精神使生命更加安靜、更有意義。人不能沒有精神追求，其中科學精神是人的精神中不可或缺的。

經過持續的努力與思考，我堅持在教學中滲透科學精神的培養，使學生逐漸體會到科學和科學精神的真諦，慢慢理解了科學與科學精神的關系。培養科學精神雖然不僅是歷史教學的職責，但是，如果各學科都盡心盡力，破解錢學森先生提出的問題一培養出世界一流的人才——至少基礎教育已盡其所能。在這個過程中，作為中學歷史教師，亦是“功德無量”啊!

只要我們堅持思考，勇于實踐，歷史教學仍然大有可為。

[作者簡介]譚曉澤，男，1985年生，碩士，浙江省慈溪市慈中書院歷史教師。

[責任編輯：任世江]