科學史教育在初中科學教學中的實踐與探索

沈立富

摘 要： 科學是一種傳統知識的積累，是不斷完善和修正、不斷發展和證偽的過程。文章闡述了如何利用科學史，啟迪多樣的科學方法，樹立發展的科學觀念，形成求實的科學態度，形成批判的科學精神。

關鍵詞： 科學史 素材 初中教學

著名特級教師吳加澍老師認為在教學過程中，學生從“未知”到達“真知”的過程，實際上是以濃縮的方式，迅速地重演著人類漫長的知識發展歷程。讓學生重蹈科學發展中那些最關鍵的步子，這些關鍵的步子，實際上就是科學發展的歷史。

袁振國在《教育新理念》中說：“科學精神的內涵、科學發展史就是科學精神的弘揚史、科學知識的生成過程是一個不斷求真的歷程。”我們利用科學史，主要關注的是科學方法、科學態度和科學精神的培養。

一、利用科學史，啟迪多樣的科學方法

在七年級上中，最早可以充分利用科學史融入教學的內容是《我們居住的地球》。實際上，關于地球的形狀對于七年級學生來說已經是一種常識，教學目的不是介紹這常識，而是通過教學讓學生體會到常識中不尋常之處，即得到背后的科學是不斷發展的本質觀和人們認識地球形狀的歷程中所體現的科學方法和科學思想。

在教學中，從古代各國人民對地球形狀的認識及古人在觀察的基礎上對地球形狀的各種推測，以及各種證據的獲取一直到人造衛星的拍攝照片。在引領學生不斷發現問題、研究問題、解決問題的探究過程中，使學生了解到人類對于地球形狀的認識和證明的方法。在學生習得知識的同時，也培養了學生的科學精神，并領會了科學是不斷發展的這一本質。

二、利用科學史，樹立發展的科學觀念

科學教材中，許多內容的教學如果沒有加入科學史的材料，從學生學習知識的角度看，就是可行且正常的。如果能利用科學史融入教學，則不但能使教學內容豐富起來，而且可使科學教學顯得有血有肉，不僅無損于學生知識內容的學習，而且可以讓學生樹立發展的科學觀。

現在只通過教科書了解科學的學生，往往對科學持有一種非歷史的眼光，以為科學的理論與生俱來是正確的、是萬古不變的永恒真理，以為科學是從一些天才的頭腦里蹦出來的，一旦問世就永駐神圣不可侵犯的地位。從科學發展史上，我們看到的是真理與謬誤相交織的過程，科學理論的演變就像是積木拼圖游戲一樣，先是在黑暗中摸索，繼而漸漸地浮現出來。我們看到的是，科學像其他人類文化一樣，實際上植根于特定的文化土壤，是由特定的文化素養和文化傳統的人推動的，并依賴特定的歷史條件而產生的。

以大氣壓力概念的教學為例，要求學生記住大氣壓力等于1.013×105Pa并不難，問題是單純記憶并不能使學生理解大氣壓力的存在，更不能使學生知道人們對于大氣壓的認識是經過漫長的歷史和許多科學家的努力的。為了促進學生理解大氣壓力的概念，可以講解融入托里拆利及帕斯卡等人創造性研究的科學史。

以上教學活動，讓學生通過科學史了解科學理論、科學假設、科學實驗之間的關系。運用這種融入科學史的多元化教學模式，一方面，因為內容充實且學生本身的積極參與而能提高學生學習科學的興趣，另一方面，通過課堂討論或辯論，能使學生認識到科學家也會犯錯誤，促進學生糾正錯誤概念。并且知道科學是逐漸發展的，并非一蹴而就的真理，這有利于學生建立發展的科學觀，為形成求實的科學態度和求真的科學精神埋下伏筆。

三、利用科學史，形成求實的科學態度

不知道科學發展觀，不易形成求實的科學態度，所以要讓學生形成科學的態度，必須借助于科學史的融入。如我在教《生物的進化》這一節內容時，利用科學史，營造當年的歷史氛圍，層層設疑，讓學生好像置身于科學家的探究、辨析的歷程中，不同思想認識與所用證據猶如連環扣，讓學生在思維的理性辨析中達到求實的科學態度。一種新的科學觀念的形成，不能僅僅看到片面的證據解釋，還要進行理性的、求實的科學態度進行分析才能得到正確的結果。

讓學生形成科學的態度并不僅僅是在教學中才能進行。有些時候科學史料比較少，或者一些沒能在教學中應用的科學史料，可以在新課教學中和新課教學后，作為素材編寫例題與習題。加深學生對所學科學知識的理解，有助于科學態度的進一步深化。

四、利用科學史，培養批判的科學精神

科學發展的歷史，讓我們看到的是真理與謬誤斗爭的過程，科學理論的演變就像拼圖游戲一樣，先在黑暗中摸索，繼而漸漸地浮現出來。為避免學生把科學看成是不變真理，形成錯誤的科學本質觀，應當讓學生在靜態地汲取科學研究成果的同時，適時、適量地滲透科學發展的動態歷史，體驗科學知識及其理論體系的演變和完善過程，學會用發展的眼光審視現有的科學知識。在形成這些科學知識的過程中，質疑、批判、創新、求真、反省的科學精神起到了不可替代的作用。

在科學史融入科學的教學中，處處體現著科學家的探索、質疑、求真務實的精神。如哥白尼日心說對托勒密地心說的否定，伽利略由于對日心說的支持而受到的迫害，以及布魯諾對哥白尼日心說的支持與發展。這些不畏艱辛、勇于探索的精神都能給予學生精神的感染。

在科學史的融入中，能使學生領會到科學發現有時是幾代科學家鍥而不舍、接力棒式的長期研究的結果。讓學生體會到科學是特定時代或特定條件下科學研究活動的產物，處在不斷變化發展和成熟的過程中，科學理論具有相對性。同時，讓學生領悟到科學家們對真理的追求與執著，領悟到科學探究的艱辛與曲折。

將科學史融入到初中科學教學中，在教學中讓學生體會原汁原味的科學問題，引導他們親歷科學概念的形成過程，科學規律的發現過程，以及科學問題的解決過程，會更加貼近學生的認知心理，利于學生對知識技能的建構，也有利于過程與方法、情感態度與價值觀的培養。將科學史融入到初中科學教學中，使學生了解科學發展的歷程和科學思想的發展，有利于循序漸進地把握完整的科學實驗設計思想，懂得科學技術的發展對實驗手段的支持作用，培養學生辯證思維和批判性思維。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.科學（7-9年級）課程標準.北京：北京師范大學出版社.

[2]袁正國.教育理念.教育科學出版社，2007.9.

[3]中學物理教育中開展科學史學習的必要性.中學理科教育，2012（11）.