科學(xué)教學(xué)中挖掘科學(xué)史的有效途徑

劉翠英

[摘 要]科學(xué)史是以科學(xué)史實為基礎(chǔ)，研究科學(xué)的發(fā)展歷史及規(guī)律，它溝通著科學(xué)與人文社會科學(xué)兩大文化，體現(xiàn)著科學(xué)文化的豐富內(nèi)涵，蘊藏著豐富的教育資源。在教科版科學(xué)教材中，蘊含著不少科學(xué)史的教育素材，它一般作為新知識的背景材料、延展性閱讀資料、科技活動素材等形式融入課堂。

[關(guān)鍵詞]科學(xué)史 探究能力 科學(xué)素養(yǎng)

[中圖分類號] G623.6 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1007-9068（2016）12-079

當(dāng)今，科學(xué)史知識對科學(xué)課程的重要性已普遍受到重視，但在一般的課堂教學(xué)中，教師往往將科學(xué)史以閱讀資料的形式呈現(xiàn)，作為記憶性的知識傳遞給學(xué)生，僅僅讓學(xué)生去記憶科學(xué)家的姓名而已，這種單一的學(xué)習(xí)方式很難激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。為此，筆者就如何挖掘科學(xué)史進行了積極的探索。

一、將科學(xué)史知識融入課堂教學(xué)

科學(xué)史的涵蓋面很廣泛，在小學(xué)階段的科學(xué)史教育中，我們要有計劃、有條理地將科學(xué)史融入課堂中。在學(xué)期初，對本學(xué)期的教學(xué)內(nèi)容進行統(tǒng)籌規(guī)劃，看看科學(xué)史的涵蓋面如何，能否全面地囊括科學(xué)史的多項作用。在每節(jié)課前，教師要作精心的準(zhǔn)備，考慮史實材料對學(xué)生來說是掌握其科學(xué)方法，還是去了解科學(xué)發(fā)現(xiàn)的繼承關(guān)系。課堂教學(xué)中，我們可以運用科學(xué)史典型案例和探究式教學(xué)法，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的全過程。

1.課始導(dǎo)入故事

每一項偉大發(fā)現(xiàn)的背后總藏著一個動人的故事。在課始的導(dǎo)入部分引用科學(xué)家的故事能將學(xué)生的思想聚焦起來。如，在教學(xué)“電和磁”一課中，可這樣導(dǎo)入：在100多年前，電與人類的生活是完全無關(guān)的，只在科學(xué)實驗中偶爾會用到它。直到1820年，丹麥科學(xué)家奧斯特做了一個有名的實驗，才為人類大規(guī)模利用電能打開了大門。那奧斯特到底做了什么實驗？這一懸念的設(shè)置，激發(fā)了學(xué)生的求知欲與好奇心，促使學(xué)生迫切想知道實驗的名稱，迫切想像科學(xué)家那樣去研究。

2.課中融入故事

（1）實驗過程“重演”

科學(xué)史教育重在讓學(xué)生通過了解科學(xué)的發(fā)展過程進而了解科學(xué)知識、理解科學(xué)本質(zhì)。在科學(xué)教學(xué)過程中讓學(xué)生親歷或“重演”人類科學(xué)發(fā)展史過程中關(guān)鍵性、突破性的科學(xué)探究活動，是學(xué)習(xí)科學(xué)史的重要方法之一。如，在研究“電和磁”一課中，在導(dǎo)入后教師給學(xué)生提供指南針、小燈泡、電池、電池盒、導(dǎo)線、開關(guān)這些材料，讓學(xué)生先猜測可能會發(fā)生什么現(xiàn)象，再進行動手實驗。通過實驗，部分學(xué)生會發(fā)現(xiàn)：把電路中的導(dǎo)線拉直靠在指南針上方且與磁針方向一致，接通電流，磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，斷開電流，磁針復(fù)原。接著從多角度來分析思考觀察到的現(xiàn)象：電流越大，偏轉(zhuǎn)角度越大。最后告訴學(xué)生：“電流產(chǎn)生磁性就是當(dāng)年奧斯特的重大發(fā)現(xiàn)，今天的實驗我們重演了當(dāng)年的那一幕。緊接著向?qū)W生介紹關(guān)于奧斯特研究電和磁的經(jīng)歷：早期他經(jīng)歷了十幾年的研究，一直沒有獲得科學(xué)證據(jù)。有一次在給學(xué)生做演示實驗時，無意中發(fā)現(xiàn)了磁針的轉(zhuǎn)動，這次偶然的發(fā)現(xiàn)在無數(shù)次的驗證中得到了證實。

學(xué)生的猜測與當(dāng)時科學(xué)家的心路歷程相符合，學(xué)生學(xué)習(xí)的過程就是“重演”發(fā)現(xiàn)科學(xué)的過程。通過“重演”，學(xué)生體會到科學(xué)的發(fā)現(xiàn)需要有心人，需要潛心鉆研、勇于探索的科學(xué)精神。

（2）穿越對話，角色扮演

在科學(xué)課堂教學(xué)中，當(dāng)我們遇到某些理論性很強、距離學(xué)生的實際生活很遙遠(yuǎn)的知識點，或當(dāng)學(xué)生的注意力開始下降時，可設(shè)計穿越活動讓學(xué)生扮演相應(yīng)的角色，在教師創(chuàng)設(shè)的情境中展開討論學(xué)習(xí)，通過對不同觀念的比較鑒別，化抽象為具體、化疏遠(yuǎn)為貼近，從而掀起學(xué)習(xí)的熱情。如，教學(xué)“人類認(rèn)識地球及其運動的歷史”一課時，本節(jié)包括四塊內(nèi)容：一是“托勒密的地心說”；二是“哥白尼的日心說”；三是“討論地心說和日心說的異同點”；四是“修正對晝夜交替現(xiàn)象的解釋”。對于兩種學(xué)說書本中一條一條地羅列得很清楚，如果老師按照常規(guī)的教學(xué)方法，在講臺上就書本上的觀點照本宣科地講給學(xué)生聽，對于如此抽象的概念學(xué)生往往聽得含糊，容易分散注意力。因此在講到這塊知識時，可為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個場景：請大家穿越時空去古希臘、波蘭走走，請一位同學(xué)扮演古希臘天文學(xué)家托勒密，請另一位同學(xué)扮演波蘭天文學(xué)家哥白尼。先請兩位“天文學(xué)家”現(xiàn)身說法，分別闡述自己的主要觀點，再由他們引領(lǐng)其他同學(xué)討論兩種觀點的相同和不同之處，最后修正對晝夜交替現(xiàn)象的解釋。這樣一堂課，學(xué)生完全自主地展開學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)得快樂，教師教得輕松。科學(xué)史的內(nèi)容貫穿整節(jié)課，學(xué)生仿佛親臨科學(xué)歷史的長河。

采用角色扮演的方式進行教學(xué)，不僅能喚起學(xué)生的興趣，提高聽課效率，而且能加深學(xué)生對所學(xué)知識的印象。通過科學(xué)史教育能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生批判質(zhì)疑的科學(xué)精神，有利于形成崇尚理性、獨立思考的意識。

3.課尾引入故事

以科學(xué)史收尾，既能激發(fā)學(xué)生對科學(xué)新知的關(guān)注，更能開拓學(xué)生的課外探索活動。如，在學(xué)習(xí)了“磁鐵”單元后，教師布置作業(yè)：隨著科技的發(fā)展，磁鐵更多地應(yīng)用在人們的生活中，其中有一種交通工具就是應(yīng)用了磁鐵的特性設(shè)計建成的——磁懸浮列車。磁懸浮列車究竟應(yīng)用了怎樣的原理呢？課后同學(xué)們可到閱讀資料庫或網(wǎng)絡(luò)上搜索答案，尋找自古以來磁鐵在生活中的應(yīng)用。這樣，進一步引導(dǎo)學(xué)生課外繼續(xù)探究，使其初步體驗到科學(xué)、技術(shù)與人們生活的密切聯(lián)系。

二、開拓新渠道，拓寬科學(xué)史領(lǐng)域

1.在專項研究中學(xué)習(xí)科學(xué)史

學(xué)生在科學(xué)課堂中掌握的科學(xué)史具有一定的局限性，教師可引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)、報刊雜志等途徑來搜集整理專題性的科學(xué)史展開學(xué)習(xí)。如，在學(xué)習(xí)“微小世界”單元后去搜集人類觀察工具的發(fā)展史；在學(xué)習(xí)“宇宙”單元后去搜集中國航天事業(yè)的發(fā)展史；在學(xué)習(xí)“時間的測量”單元后去搜集計時工具的發(fā)展史；等等。這些材料搜集后可以采用多種形式進行展示，如：在班隊課中作交流介紹、開展科學(xué)史知識競賽、編寫科學(xué)史小報、撰寫科普小論文等。這些活動的開展讓學(xué)生直接面向科學(xué)史，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的積極主動性，充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，充分展現(xiàn)了科學(xué)史教育的價值，更有利于培養(yǎng)學(xué)生搜集、處理信息的能力。

2.在專項閱讀時間中學(xué)習(xí)科學(xué)史

俗話說：“讀史明理，以史為鑒。”科普讀物廣泛普及科學(xué)史，它往往由淺入深，通俗易懂，能給人們的生活帶來樂趣，提高人們各方面的知識素養(yǎng)。首先，教師可在一學(xué)期中給學(xué)生設(shè)定幾本必讀書目，如法布爾的《昆蟲記》《科學(xué)的發(fā)現(xiàn)》等。讓他們每天中午抽半小時來閱讀科普讀物，以加深對多方面科學(xué)史的了解。

3.在“第二課堂”中學(xué)習(xí)科學(xué)史

體驗是親歷，是分享；感悟是收獲，是成長。校外科普場所（所謂第二課堂）架起了課內(nèi)外溝通的橋梁，幫助學(xué)生開辟了獲取最新科技信息的渠道，為他們提供了動手、動腦、顯露才華的舞臺，如參觀博物館、科技館，名人故居等。通過聆聽專業(yè)人員的介紹，通過閱讀館內(nèi)大量的文字介紹，通過體驗石油勘探、污水處理等活動，能較好地了解科學(xué)史，有些活動還能與課內(nèi)教學(xué)無縫鏈接，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神。

4.整合教材學(xué)習(xí)科學(xué)史

小學(xué)階段各學(xué)科之間存在一定的聯(lián)系，整合學(xué)科進行教學(xué)能使科學(xué)史教育錦上添花。如，在教學(xué)“地球的衛(wèi)星——月球”一課時，可與“科學(xué)泰斗錢學(xué)森”一課結(jié)合起來，讓學(xué)生了解中國航天之父錢學(xué)森為中國航天事業(yè)作出的偉大貢獻(xiàn)。又如，學(xué)習(xí)“能量與太陽”時，結(jié)合鄉(xiāng)土教材學(xué)習(xí)本市豐富的礦產(chǎn)資源“硅藻土”；學(xué)習(xí)“形貌各異的我們”時，結(jié)合鄉(xiāng)土教材了解人口學(xué)家、教育家馬寅初的事跡。通過這些史料的學(xué)習(xí)，進一步培養(yǎng)學(xué)生愛家鄉(xiāng)、愛祖國的思想感情。

科學(xué)是理性的，歷史是人文的，我們要為學(xué)生創(chuàng)造更廣闊的學(xué)習(xí)空間，讓他們在品味科學(xué)史的同時，感受科學(xué)史的精神，提高科學(xué)探究能力，發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)。

（責(zé)編 羅 艷）