滲透科學歷史 培養科學素養

一、學生課堂探究時的各種表現引發的思考

【案例1】 科學探究也沒什么難的嘛！

教師1在執教教科版五年級上冊《光是怎樣傳播的》一課時，先將科學探究的過程一一向學生作了闡述，并著重強調了本探究實驗的重點。學生按照教師所講的探究過程進行了實驗，絕大多數同學實驗成功。于是，有些同學發出這樣的感嘆：“科學探究只要這么一步步地操作，就可以得到我們想要的結果，這科學探究也沒什么難的嘛！”

【案例2】又失敗了，我看還是算了吧！

教師2在執教教科版四年級下冊《點亮小燈泡》一課時，讓學生探究如何利用導線、電池和小燈泡才能使小燈泡亮起來。在這一活動中，不少同學經歷了失敗，有些同學則顯示出喪氣的樣子，更有同學說：“點亮小燈泡太難了，又失敗了，我看還是算了吧！”

【案例3】在古代，人們是不是也知道空氣是有重量的？

筆者在教學教科版三年級上冊《空氣有重量嗎》一課時，只是按照教材上的內容，讓學生通過探究實驗得出這樣的結論——空氣是有重量的。下一次科學課上課前，學生提出這樣的疑惑：老師，古人是不是也知道空氣是有重量的？我感到愕然。

從以上三個案例中不難看出，部分學生不了解科學探究過程的曲折，部分學生遇到挫折就選擇放棄，還有部分學生認為科學知識是一成不變的，這都說明學生對科學本質缺乏正確的理解。那么，如何通過課堂教學讓學生意識到科學探究的過程充滿曲折并且只有堅持不懈才能獲得最后的成果，科學知識是不斷發展的？如何讓學生了解科學本質，從而提升科學素養？解決這些問題顯然有著不可置否的重要意義。

二、科學課堂中應用科學史教育的必要性

小學科學課程是一門以培養學生科學素質為宗旨的啟蒙學科。科學素質的形成是長期的，而早期的科學教育對一個人科學素質的形成具有決定性的作用。科學素養不僅包括對科學知識的掌握，還包括對科學本質的理解，已有的文獻資料和研究成果表明：實現學生對科學本質理解的途徑之一就是通過科學史教育的感悟。

在當前國際科學教育中，將科學史知識整合到科學教育中已經成為一個重要趨勢。在教科版《科學》教材中，引入了不少科學史材料，科學史知識將科學知識、能力培養、情感激發三方面很好地結合在一起。充分挖掘科學史實的教育價值，能使學生理解科學的人文性，對科學發展有更完整的認識，進而理解科學知識的相對性；能使學生得到情感、意志、價值觀上的教育，培養學生學習和探索科學的興趣、合作的意識和交往溝通的能力。在小學科學課堂中引入科學史知識，既可以活躍課堂的氣氛，又使學生在了解科學知識的同時，理解了科學的本質，很好地體現了科學教育的根本目標——培養科學素養。

令人遺憾的是，有一部分教師只是把科學史內容簡單地當做一個個普通的科學家故事來教學，大大削弱了科學史的真正價值。其實，細細品味這些生動豐富的科學史事例，它們很好地詮釋了科學的本質，科學本質的每個方面，幾乎都可以在這些科學史中找到佐證。

三、科學課堂滲透科學史教育的策略

（一）以史提趣，增強科學探究的興趣

有強烈的興趣才有求知和探索的欲望。有了求知欲望，學生才有獲取知識的內在動力，才能保證學習的有效進行。在科學研究過程中，有很多科學家開展的科學研究生動、有趣，這類科學史能利用學生的好奇心理，激發學生急于探索知識的興趣，使學生由最初的“有趣”上升為樂于探索的“興趣”。

【案例4】教科版六年級上冊《電和磁》。

教師介紹了100多年前，奧斯特在實驗中偶然發現，當小磁針靠近通電導線時會有奇怪的現象。學生聽后感到好奇，很多同學向老師表達“想要親自動手操作、觀察”這一想法。通過實驗學生發現：把導線拉直放在指南針上方與磁針指向一致，接通電源，磁針偏轉，電流越大，偏轉的角度越大，最大是90度。斷開電流，磁針復位。

這一次科學史教育，重在讓學生理解科學家的認識過程、理解本質和實驗方法。本節課上，學生通過自己動手觀察到了當年奧斯特偶然發現的奇怪現象，使得學生有一種成就感。因此，復制科學家的探究過程，讓學生在操作過程中更深刻地理解科學的發現過程及科學的本質內容，可以增強他們對科學探究的興趣。

（二）以史為證，感悟知識形成過程的曲折

在教學活動中，將科學史巧妙地穿插進去，不僅僅是為了給科學知識裹上一層“糖衣”，增加科學學習的趣味性，更是為了使學生感悟到歷史長河中科學知識形成的曲折歷程。

【案例5】教科版三年級下冊《種子變成了幼苗》，“葉為植物提供‘食物’”。

筆者請學生以小組為單位討論：樹生長所需要的食物是從哪里來的呢？學生交流討論結果后，筆者利用多媒體依次展現海爾蒙特的“柳樹實驗”漫畫、“普利斯特利實驗”動畫和英格豪斯實驗的漫畫，并且較為詳細地講述了這三位科學家的探究過程。

光合作用的發現經歷了多年，使學生領悟到科學發現并不是一蹴而就的，它需要幾代科學家長時間的實驗、觀察才能總結出來的。同時，學生也開始明白，科學的發展凝結了科學家的艱苦勞動，沒有堅韌不拔的毅力和不畏艱難的科學精神，是不能到達成功的彼岸的。

（三）以史明理，體味科學知識的發展

學生絕大多數科學知識是教師傳授或從書本上獲取的，通過教科書或課外書學習科學，容易使學生對科學產生一種非歷史的觀點：認為科學的理論是不變的真理。在這樣的前提下，教師再讓學生接受“科學知識具有局限性，隨著時間的推移，其結論會改變”是非常困難的。將科學史引入到課堂教學中，能較好地解決這一難題。

【案例6】教科版五年級下冊《人類認識地球及其運動的歷史》，“有多少種可能的解釋”。

學生根據教師提供的資料進行自學，并讓學生交流通過自學他們了解了哪些內容。不少學生在回答時表示，通過本次閱讀，發現人們對天文學的探索是不斷進步的，在探索地球運動的歷史上有過許多重要的人物，他們提出了不少著名的學說。

本節課中，執教教師也滲透了科學史教育，學生深刻地意識到：科學知識不是一成不變的，真理與謬誤是相交織的，科學家在創造發現的同時，也伴隨著可笑的曲解和無端的結論，科學理論是科學家對自然規律試圖作出的解釋。不僅如此，學生還發現，科學植根于特定的文化土壤，依賴于特定的歷史條件而產生的。

（四）以史作鑒，培養博大的人文精神

人文精神是人類在對自身的認識、自身的發展和自身的完善過程中形成的，并規范和約束著人類自身的各種活動，表現為人生觀和價值觀。單純通過科學理論知識的學習，學生不僅不能知道創造這些科學理論的科學家的人格魅力，而且單純的學習枯燥乏味。而將科學史糅合到課堂中卻能超越科學理論知識這一局限，展示了科學家們的人文形象，使學生能夠從科學前輩那里汲取精神營養，領悟人文精神的內涵。

【案例7】教科版四年級下冊《點亮小燈泡》，小燈泡的發展歷史。

課堂上，潘國根老師向學生講述了發明大王愛迪生發生燈泡的過程。學生聽得津津有味。當潘老師告訴大家：愛迪生在成功之前曾經失敗了1600多次，但是他仍然不放棄，繼續嘗試對各種材料進行實驗，最后他終于成功了。學生對于愛迪生的堅持感到驚訝、佩服。在隨后的課堂探究——點亮小燈泡的活動中，盡管不少同學無法成功點亮，但是受到了愛迪生的鼓舞，沒有同學放棄，在失敗后仍然一次一次地實驗，直到成功點亮小燈泡。

通過這一次的科學史教育，學生在課堂探究活動中不畏艱難、不斷進取，使學生得到情感、意志、價值觀上的教育。科學史真實地展現了科學探索以及發現途徑中的科學艱辛，科學家們對科學發明的認真態度等等，這些無不是對學生情感的洗禮。

滲透科學歷史，培養科學素養——在一堂課中，適當地引入科學史，能激發學生科學探究的興趣，能讓學生感受到科學探究的曲折，還能讓學生體會到科學知識是在不斷發展的，更能培養學生博大的人文精神。

在科學教材中蘊藏著許多科學史資源，這些資源為教學提供了豐富的素材，在實現教學目標、形成愛科學、學科學的良好風氣和提高學生科學素養方面有著不可忽視的重要作用。作為科學教師，對學生進行科學史的教育更是責無旁貸、意義深遠。

（浙江省杭州市文一街小學 310012）