自然科學史在大學科學教育中的應用問題分析

摘 要：自然科學史指的是研究科學的發展以及規律、人類科研活動的歷史科學?，F階段，在實際的大學科學教育過程中，大部分教師并不重視自然科學，對于科學的思想史以及其中的人文性并不了解。此篇文章通過研究自然科學史的含義以及研究開展教學時普遍產生的問題，進而提出具有合理性的方案與解決策略，期望借助于自然科學史從而使大學生對其有一定的了解，進而對于學生科學素質的培養提供一定的幫助與支持。

關鍵詞：自然科學史;學科教育;科學思想史;科學人文性

一般來說，自然科學史具有兩層意義：其一，“一階科學史”指的是描述發生在時間軸以前的科學歷史事件;其二，“二階科學史”又被稱作是“科學編史學”主要是歷史故事中所產生的觀點的思考與闡釋，而這其中支配上述故事的觀點又可以叫做“編史學綱領”。1895年，奧地利的著名物理學家、哲學家馬赫曾表示，所有的科學教育都應該尊重科學的歷史與哲學。1904年，法國物理學家、哲學家保羅？郎之萬則明確表示，自然科學教育應該以重視史學教育為基礎。1996年，美國頒布的《國家科學教育標準》中，首次把“科學史和科學本質”作為提升科學素養的核心項目，并指出，借助科學史進行教育工作，能夠在一定程度上保證學生對科學本質有更深入的了解，進而提升其的科學素質。而且，在本科生的課程教學過程之中仍然存在著較大的不足。

一、教師缺乏對自然科學歷史的人生

教師自身對于自然科學史的認識存在不足之處，不重視自然科學史。在實際開展本科教學的過程中，大部分老師固執己見，認為傳授重點應該是具體的知識。因此，將大部分時間放在對于具體知識的理解和訓練上，并沒有向學生介紹有關于自然科學史的相關知識與內容，而這對于擴寬學生對于科學知識面有較大的局限性，無法使學生養成開創性思維，導致學生并不了解自然科學史，無法培養學生的科學素質。在實際的知識授課上，一旦與所處時代的政治、信息信息脫軌，將會直接導致所學知識點不具有連貫性，而作為受教育者主體，學生也無法真正熟練使用好知識點，并且，這對于開創性思維的培養有阻礙作用。舉一個實際例子，X射線、放射性以及電子的產生，借助現代的科學技術，研究所使用的設備與操作流程較為單一。但是，在十九世紀這些發現被稱為是世紀之交物理學的三大發現。

二、教師教學重點不突出，無法深刻講解出自然科學的精髓

教師把教學重點放在講述科學史故事上，沒有理解其中的科學思想史，向學生講述呆板的知識無法吸引學生的注意力，反之，通過向學生講述一個個生動活潑的故事則往往會吸引學生的注意。但是，與其他故事不同，科學故事不具有多樣性與連續性，大部分故事之間并不具有聯系。因此，這就需要老師引導學生挖掘理論知識涉及到的思想史，從而研究不同的時代、不同的概念之間的關系以及其中所涉及的邏輯聯系。縱觀科學史上所有的概念思想，其中最熱門的概念思想競爭無疑不是討論微觀粒子的性質，究竟是粒子性還是波動性。牛頓（1643—1727）、惠更斯（1629—1695）、托馬斯？楊（1773—1829）、菲涅耳（1788—1827）、沃納？卡爾？海森堡（1901—1976）、埃爾溫？薛定諤（1887—1961）以及阿爾伯特？愛因斯坦（1879—1955）等大部分著名學者都圍繞這一問題提出了個人的觀點，對于微觀粒子的本質進行了一定的說明。經過接近三個多世紀的爭論，微觀粒子究竟是粒子性還是波動性的問題終于得到了一個合理的解釋，最終被定義為 “波粒二象性”。

三、教師對大學生講解自然科史時缺乏深度

教師對于學生年齡、心理、思維以及思想的成熟性不具有較多的了解，最終使得其在講解自然科學史時缺乏深度。一般來說，受到地域、年齡的影響，不同的學生，其的身體素質、心理甚至是思維發展都有較大差異。因此，教師在授課之前，應該首先統計班級內部所有學生的年齡，通過問卷調查的方式，統計所有學生的心理與思維發展情況，通過分析這些數據，從而設計教學內容，使所有的學生都能夠對自然科學史有所了解。在教授大一學生課程時，可以將重點放在介紹有關于科學史的故事方面，使學生對于科學史有初步的了解，進而激發學生的學習興趣，培養學生的科學素養。如果教授對象為大四的學生，應該側重于科學思想史的了解，在了解自然科學史的基礎之上，保證學生能夠接受一定的科學啟蒙與訓練。一般來說，“科學史觀”屬于自然科學史的最高層面，主要是站在哲學的角度了解自然科學的歷史，一般來說都是將其作為研究生階段的教學內容，按照不同的情況從而確定科學史觀的級別[1]。

四、教師對于科學缺乏人文性的了解

自然科學的發展對于社會的提高有較大的幫助，是學習所有知識的基礎。在最近的二十年間，航天技術、材料、醫學與互聯網科技等都經歷了較大的變革， 通過科學技術手段，人的認識能力得到了較大的提高。而且，現代自然科學的知識證廣泛運用到了其他領域，為人類認識和改造世界提供了工具與手段。隨著生活節奏與生活水平的提高，科技的高速發展同時也帶來了一定的危害：塑料的用量逐漸增加，最終導致地下水的污染，影響農作物的生長，進而導致有毒污染氣體大量排放。這說明人在應對科技快速發展的同時，不能夠合理處理好人與自然之間的關系。究其原因在于，人在開展科研活動時，并沒有重視科學的人文性。我國科學院大學哲學系孟建偉教授指出，鉆研科學的精神本身也屬于人文精神，或者可以將其視作人文精神的重要構成部分。在上課的過程中，教師可以借助于向學生傳授自然科學史的方式，分析其中所蘊含的人性，通過科學人文性的方式向學生傳授知識，保證大學生的身心健康[2]。

五、總結

為保證學生科學素質的發展，教師人文素質需得到一定的培養。教師在教學之前應該先找出自然科學史在科學教育過程中存在的不足之處，通過有效的分析與研究，找出合適的解決方案。在教學過程之中，還應該充分挖掘科學史中的教育資源。而且，還應該注重自然科學的人文性，具體情況具體分析，找出其中蘊含的教育策略與合理方案。

參考文獻：

[1]結合自然科學史和哲學專題多方位提高《電磁學》教學效果[J]. 薛霆. ?高教學刊. 2018（12）.

[2]“大本營”對少數民族地區的指導和幫助——中科院自然科學史所與廣西民族大學的科技史情緣[J]. 萬輔彬. ?科學新聞. 2017（11）.

作者簡介：

周浩澤，出生年月：1997/04/24，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：浙江省舟山市，學歷：本科，研究方向：物理.