論科學史的教育價值與課堂教學策略

在大學教育階段，學生具有自身年齡和心理的特殊性，在自身成熟和科學教育的影響下逐漸形成正確的“歷史觀”和理性自由的人格，開始對科學有正確、全面的認識以及形成自己的獨到見解。本文對自然科學史的概念和教育價值進行了深入討論，建議結合大學生自身特點，融合多種將自然科學史進入科學教育的方法，以及對具體教學模式進行探討和實驗，更好的實現對大學生的素質教育。

自然科學史是自然科學，包括物理、化學、生物以及信息科技等產生、形成和發展的過程，是人類逐步認識和改造自然、進行科學活動的歷史。20世紀科學史的主要編史學綱領（方法）主要有三種： 以被稱為“科學史之父”的比利時科學史家薩頓 （George Sarton，1884-1956）為代表的實證主義編年史綱領， 以俄裔法國科學史家柯瓦雷 （Alexandre Koyré，1892-1964）為代表的科學思想史綱領和以美國社會學家默頓 （Robert K. Merton，1910-2003）為代表的科學社會史綱領。自然科學史伴隨著人類科學活動的產生而產生，是人類的重要財富。著名哲學家馬赫（Ernst. Mach， 1836-1916）曾提出“沒有任何科學教育可以不重視科學的歷史和哲學”。牛津大學在1987年舉行了“科學史與科學教學”研討會。20世紀90年代，中國開始了關于自然科學史的研究。上海交通大學在1999年建立了我國第一個科學史與科學哲學系，重視自然科學史與教育關系的研究。目前，如何有效的將自然科學史引入大學科學教育與大學生素質教育是當代教育研究的熱點問題，是教育革新發展的重要方向。在本文中，我們將深入討論自然科學史的概念和教育價值，探討將自然科學史融入科學教育和素質教育的方法策略，并給出相應的改革建議。

北京大學哲學系吳國盛教授提出“科學史”有兩個層次的意思，第一層意思是對過去實際發生事情的述說，第二層意思是對這種述說背后起支撐觀作用的觀念的反思和解釋。也就是說不同的“科學觀”和“歷史觀”決定了科學史敘述的不同范圍、不同內容和不同形式。美國哲學家約翰·杜威（John Dewey，1859-1952）也深刻討論了科學與人的關系，揭示了科學活動依賴于人的品性和和文化語境。科學的發展離不開理性自由的人格，也不能脫離理性開明的人文文化。同時，科學實驗方法不是脫離科學研究者而存在的，它與科學研究者的精神品質、人格境界和文化修養有著重要的關聯。在高中階段，學生的“歷史觀”、“品性人格”和獨立性還不成熟，不能完整、全局的審視不同的“歷史觀”，進而影響對具體科學知識的理解。在本科學習階段，學生在自身成熟和周圍環境的影響下逐漸形成正確的“歷史觀”和理性自由的人格，開始對科學（具體知識）有正確、全面的認識和反思，以及形成自己的獨到見解。

自然科學史是科學思想基本觀念演變的歷史。有些老師在教學中深刻認識到了自然科學史的作用，但是，因為年齡和知識結構的原因，授課時只重視科學故事史，還停留在科學發現的故事性上和科學人物的生平上，而忽略了具有批判、反思、全局性以及關注概念和邏輯演化的科學思想史了。俄裔法國科學史家亞歷山大·柯瓦雷（Alexandre Koyré，1892-1964）是科學思想史的標志性人物，他主張重視概念的發展演化。我們要關注的是作者“當時”想的是什么，而不是研究我們從中學到了什么。學習過程中要認清目的。在物理課程中，要講清楚具體知識點的概念是如何發展和進化的，歷史上對這一知識點不同認識的流派有哪些，這些思想流派的之間的沖突是怎樣的。中山大學哲學系教授錢捷認為科學不是一個靜態的、截面式的結構或系統， 它是一個生動的歷史現象和一個成長的過程。科學是歷史的產物， 要想真正知道什么是科學， 就必須研究它在歷史上的產生和發展， 特別是研究科學的觀念、或者說它的形而上學基礎的演變，即重視科學思想史。所以，在講具體知識的時候，要從高處回顧相關科學史中的思想史，讓整個科研思考更加的全面、深入和深邃。老師在專注具體知識點的同時要引入科學史，讓學生知道科學知識和科學活動不是簡單、干癟的知識點的堆積，科學不是教條和一成不變的東西。它是一個動態演化的過程，是一個因為不同科學人物或者科學活動而豐富有趣的過程。另外，科學人文主義在美國哲學家約翰·杜威（John Dewey，1859-1952）的哲學思想中占有重要地位。科學史是人類科學活動的歷史，科學作為一種文化，彰顯了人的創新的本質，同時也反映了人性的需求。在課堂中，可以通過回顧豐富多彩的自然科學史，分析人性，對學生進行科學人文性的教育與影響，促進大學生健康人格的形成。

長期以來，在本科生課程教育中雖然也有科學史方面內容，但是，因為老師年齡和知識構成不同、教材使用的不同以及課堂師生互動性不足等多種因素， 影響著自然科學史的教育價值的實現。另外，因為老師對自然科學史的理解和認識不夠，在選擇教材上也有一定的影響，直接決定了學生對自然科學史了解的深度。也有部分老師將科學史放在閱讀材料里面， 讓學生課后自己閱讀， 這樣很難和所學課程聯系起來，起不到應有的啟發作用。

將自然科學史引入課程教學有眾多模式，傳統的以科學故事形式引入課程的做法容易忽略科學背后的深刻思想以及科學的人文內涵。澳大利亞新南威爾士大學副教授馬修斯（Michael R. Matthews）建議采用科學對話模式將自然科學史引入教學，其方法是讓學生從最簡單的問題開始提問，比如，“面對這個問題，你是怎么想的？”“你是如何知道的？”等，目的是引起學生思考概念和實證的議題， 并促進形成批判性和反省性思維。20世紀80年代以來， 一種新的以建構主義為指導思想的融合科學史（history of science）、科學哲學（philosophy of science）和科學社會學（sociology of science）的教學模式HPS教育被引入課程學習，以促進學生對科學本質的理解， 培養他們的科學精神和創造力，提高科學素養。因為HPS教育融合了科學社會學，在思考科學問題和思辨思想的同時，更有利于學生領悟科學技術的人文意義和價值關懷，有利于培養學生的社會責任感以及人文情懷。但是，需要指出的是，每一種教學方法都有其側重點和強調性，所以，在實際課堂教學中，要根據課程內容情況和學生自身特點，綜合運用多種方法以達到良好效果。

概括之，要實現對學生的科學啟蒙以及對科學素質和人文素養的全方位培養，教師需要深入理解自然科學史的巨大教育作用，分析自然科學史在實際課堂教學中存在的具體問題，深挖知識點背后的科學思想史，提高教師自身的哲學素養，樹立正確的科學史觀，并對自然科學史融入課程的多種模式進行探討和實驗。

（作者單位：陜西師范大學物理學與信息技術學院）