科學史教育融入小學科學課程的現狀與反思

楊雄

摘 要：從科學史引入比重、國內外比例和呈現形式三個維度分析了蘇教版小學科學教材中滲透科學史教育的現狀，初步尋找實際教學中存在的普遍誤區和原因，并以教學實例從呈現形式多樣化、組織結構系統化和教學內容民族化三個方面給予了滲透科學史教育的教學建議。

關鍵詞：科學史教育；小學科學課程；民族自信

HPS教育是將科學史、科學哲學、科學社會學融入科學課程，以期理解科學本質。目前國際上將科學史教育整合到科學教育中已成為一個重要趨勢，科學史正在從科學教育的邊緣進入科學教育的中心，讓學生在歷史背景下學習科學知識，不僅可以活躍課堂氛圍，更重要的是通過了解科學發展的歷程進而理解科學知識的相對性，同時還蘊含了深層的人文社會科學文化，有助于增強學生的民族自信。

基于科學史教育在科學課程中的重要作用，對現行3～6年級江蘇教育出版社的小學科學材料引入科學史教育的情況進行統計分析，以期對今后小學科學教材編寫和教學工作有所裨益。

一、科學史教育在小學科學教材中的現狀分析

科學的發展既有包含科學自身邏輯原理的推進，同時也伴隨著社會經濟、民族文化等方面的促進，分析科學史在小學科學教材中的內容，不僅可以發現科學史在教材中的地位，還可以對今后的教學改革提供依據。筆者從科學史引入的比重、國內外比例和呈現形式三個維度分析科學史的現狀。

1.科學史引入的比重分析

以教材目錄中一個小標題作為一個“節次”，引入科學史教育稱為“涉及節次”。（比重=涉及節次/總節次）

數據顯示，教材的編寫對科學史的教育作用已然給予了重視，但是科學史教育的滲入過于集中于五年級上冊和六年級上冊，而不是均勻全面地分布于每一冊，從側面也反映了教材編寫者依據自己對科學史教育的重要程度進行教材編排，其主要原因也不在教材編寫者自身，這和沒有統一的參考標準有著直接必然的聯系。

2.國內外占比分析

現行3～6年級科學教材8冊共涉及了40多位科學家和科學史教育，筆者翻閱教材統計得出下列數據：國內包括中國古代涉及12位，國外涉及29位，同時筆者還發現了一個現象：作為耳熟能詳的中國古代四大發明僅在三年級上冊《紙》和五年級上冊《研究磁鐵》中談論到了造紙術和司南，至于活字印刷術和黑火藥只字未提，這樣的編排多少欠缺完備性和整體性。

3.科學史呈現形式分析

在下列圖表中，筆者根據教材中自帶的符號將科學史教育呈現形式進行分類整理，整體總計出現在了“問題”“動手”“資料”“交流”四個模塊。

從圖表可以得出，科學史教育在小學科學教材中呈現的形式比較單一，大多是以“資料”的形式出現，而在“動手”模塊也主要是以資料的形式出現，學生所謂的“動手做一做”就是將零散的知識整理成資料卡的形式，從學生的角度出發，看到的最多的是史料的堆積，無法理解在特定的歷史背景下科學的發展和推進。

二、科學史教育在小學科學教學中的誤區及原因

通過上述的分析，可以發現科學史教育在小學科學教材中占有一定的分量，但在引入的方式上側重于“資料”呈現，從整體思考只做到了引入而沒做到融合。即使科學史教育的比重不大，但在實際教學中也很難推進。

1.教學理念不深

科學史教育在教材編排中本就處于尷尬的地位，《義務教育科學課程標準》指出小學科學課程是培養學生的科學素養，并為他們繼續學習、成為合格公民和終身發展奠定良好的基礎。 課程標準并沒有明確指出科學史教育的多少和在教材中的地位，而廣大科學教師對此認識不深，有時一句話帶過，更有甚者讓學生課后自己閱讀，至于學生是否認真去閱讀，筆者未做調查研究，但這段科學史編排的深意教者并沒有仔細研讀。

2.重科學知識輕人文素養

在多數的公開課事例中，采取科學史導入的方式越趨普遍，從一定層面上確實受到了重視，但在實際教學中可能更多的只是為了提高學生學習科學的興趣。如，在《達爾文與他的“進化論”》中教師集中于對科學知識的講解，舉例正反論證進化論的觀點，甚至還拿其與拉馬克的用進廢退理論辨析，課堂氛圍異常活躍，卻忽視了進化論取代神創論對于人類是一次質的飛躍的科學認識，更談不上愛國主義精神教育了。誠然科學的進步不分國界，但有多少科學教師會提及早在公元前400多年列子在《說符》中提到，“天地萬物，與我并生類也。類無貴賤，徒以大小智力而相制，迭相食，非相為而生之。人取可食者而食之，豈天本為人生之？且蚊蚋囋膚，虎狼食肉，非天本為蚊蚋生人、虎狼生肉者哉”。這種思想不正是達爾文進化論的雛形，以引發學生思考進化論的產生為何不在中國，從而促使學生理解近現代我們與發達國家還有一定差距，需要共同努力才能縮短這段差距，這才真正有利于學生情感態度與價值觀的培養。

3.取材和處理耗時耗力

現行的許多科學參考書琳瑯滿目，史料很多但又對科學探究過程做了簡化處理，“拿來主義”思想使得教師沒做思考就使用，沒有仔細精選蘊含科學本質要素同時又符合學生發展水平的內容。另外，由于教學任務的壓力，也沒有太多的時間去搜集和整理科學史資料。這本就需要一個長期積累的過程，需要花費一定的功夫去研讀和運用，而目前關于科學教師對科學史本質研究的培訓也不多。

三、科學史教育融入教材的教學建議

1.呈現形式多樣化

雖然課程的編寫大多是以“史料”堆積的形式出現，但作為教育工作者，可以破除傳統單一的“閱讀”形式，采用多樣化的呈現形式。對于某一個科學概念或科學理論，可以利用討論、辯論、學生動手實驗等多種方式，模擬當初該科學理論形成的過程。如，在《空氣的性質》這節課中，教師提問：“空氣有沒有質量？”并引導學生展開討論或爭辯。有的學生認為空氣沒有質量，因為石頭拿在手上會往下掉，而氣球往上飛。其實這個錯誤的概念在科學史上著名的亞里士多德也堅持過。因此得出結論前，引導學生通過“兩只充氣的氣球”實驗驗證空氣是有質量的。上述教學活動，以當時社會背景為基礎，在課堂討論和實驗中滲透科學家也會犯錯誤，從而糾正自己的錯誤觀念。

2.組織結構系統化

建構主義提出教學不是由學生在個體水平上的盲目搜索，人類的科學文化也不可能由此獲得，而是需要教師的干預。因而教師可對教材進行完善，筆者在日常教學中就做出嘗試。在《日益減少的礦物資源》中，可從人類對礦物資源的開采從未停止過，開采方式也不唯一，從而引導黑火藥對開采礦物的巨大貢獻，恰到好處地將四大發明之一黑火藥嵌入課本。組織結構系統化的另一個重要之處在于學生對科學家認識的完整度。當談到沈括，學生首先聯想到《地表的變遷》中的介紹：他是著名的科學家，其著作《夢溪筆談》就闡述了地球演變的精辟見解。教材這樣的編排并沒有科學性錯誤，但會給學生一種模糊的意識，《夢溪筆談》是一部有關地質學的書籍，殊不知這是最早記錄活字印刷術的重要史料。中國社會科學院學者孫壽齡根據《夢溪筆談》的記載，用自家土灶子燒制泥活字，歷經無數次失敗后用確鑿的事實向世界宣告：中國是活字的發明國。實際教學中，注重科學史教育的系統化，一方面完整地補充了教材的遺漏，另一方面很好地回擊了他國文化入侵。

3.教學內容民族化

歷史是記錄和保存人類文化的主要方式，每一個民族的民族精神都是在歷史中形成并繼承與發揚的。例如，在《人生之旅》中，教材在利用“斯芬克斯之謎”導入課堂后，選擇的是愛因斯坦的三張照片，誠然愛因斯坦作出了巨大貢獻，但可以選擇性地替換成我國的科學家，有耳熟能詳的袁隆平，或是貼近時代背景的屠呦呦。最關鍵的是教學重點不是介紹愛因斯坦的杰出貢獻，不會影響教學內容，但這樣的改動無形中可以突出我國科學家在科學史上承擔了重要的作用，為學生樹立了榜樣，體現著我們民族的傳承與進取，學生潛移默化地產生了民族的認同感和自豪感。因此，在課堂教學時，選擇具有強烈時代感和民族感的素材，能使學生在科學精神以及科學態度等方面獲得感悟。

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