孟鍇
學科史是研究本學科發生,發展及其規律的科學,它不僅追溯本學科內容、思想和方法的演變、發展過程,而且還探索影響此發展過程的各種因素,以及歷史上本學科的發展對人類文明所帶來的影響。
學習興趣,從教育心理學的角度來說,學習興趣是一個人傾向于認識、研究獲得某種知識的心理特征,是可以推動人們求知的一種內在力量。
學科史教學策略,是根據一些自然科學的探索發現歷史而采取的一種教學策略,使用科學史教學策略,可以讓學生體會前輩們的研究方法、思考方式、推理過程等,可以使學生的學習興趣得到健康,和諧,可持續的培養與發展。
以一具體問題為例:
“質量是指物體含有物質的多少。”
“電磁波是一種物質波。”
“光是電磁波的一種。”
以上三句話是初中物理教材中的原文,我們以此為論據做一個簡易的推導:
光是電磁波的一種,而電磁波是一種物質波,所以光是一種物質波,由質量的定義可得光是具有質量的,那么光的質量又該如何計量呢,或者說的具體一點,1千克的光有多少或者多少的光是1千克呢。
從中學知識層面的高度來思考,此問題的解決可以考慮以下方案:
1、重新定義“物質”,并且這個定義可能需要考慮物體本身的運動速度,可能是一個大到可以和光速相比擬的速度;
2、重新定義“質量”和質量的計量方法,譬如從動量或者能量的角度反向定義質量單位(在物理學史上也確實有人這樣做過)。
這個問題是在初中知識的層面上衍生出來的,卻不能在初中知識的層面上得到解決,以致顯得“荒謬”。
如果我們能夠知道此“質量”的概念是牛頓(出生于明崇禎16年)提出的,能夠了解(僅僅是了解)此后200年間物理學發展的脈絡,那么此問題就不再是問題了——無論它能否得到解決。
如果是站在更高的高度看這些方案的本身,它們確實很幼稚,但它們最了不起的價值在于它們是在一些“最基礎”的基礎上推理出來的,這種考慮問題的方式方法可以說是創新與突破的原動力 ——當一門學科發展到一定階段,哪怕是半步的創新與突破都是那么的難能,那么的可貴!
學習興趣的培養離不開基礎知識的掌握與基本技能的培養,更離不開過程與方法的體驗,情感態度與價值觀體驗。這一切的教與育中,學科史內容起著舉足輕重的作用,那些并不嚴謹的“原生態”知識(也許說是經驗更合適一些)及其對問題的思考,那些一尺半步的步履維艱無疑是孩子們學習興趣培養的最好的材料與路徑。變興趣為志趣,學科史的教學更是顯得那么的不可或缺。
通過學科史,激發學生學習興趣;興趣永遠是最好的老師,有興趣才有渴求, 有渴求才會積極主動。
教育心理學認為:青少年時期是求知欲最旺盛的時期,某一方面的求知欲如果反復地表現出來,就形成了一個人對某一事物或活動的興趣。
譬如,很多學生覺得數學知識難理解,學習很枯燥。但是如果在上課時教師在講授知識的同時,適時介紹一下相關數學史的發展、 數學家的事跡,學生的學習積極性馬上會調動起來,課堂氣氛和效果要好很多。
例如講有理數時,介紹數的發展史,主要包括數在社會生活中的應用,數的自然分類,數的表示的發展歷程。學生會體會到被我們熟視無睹的阿拉伯數字,被我們習以為常十進制原來是如此的來之不易,如此的充滿智慧。
講實數的概念時,介紹無理數的誕生,介紹為此葬身大海的希伯索斯,學生會深刻理解——無理數之所以被稱之為無理數是因為它們無法用分數和整數表示,無論當時的數學家們如何努力。
講簡易邏輯時,介紹芝諾的烏龜和調和級數(不介紹此概念,只是簡單舉例),讓學生體會生活經驗的不可靠和邏輯推理的偉大力量。
講《相交線與平行線》時,介紹偉大的歐幾里得,羅巴切夫斯基,聰明的黎曼,還有學術道德品質確實不過關的高斯,這樣一來學生就不覺知識乏味了,同時也加深了對知識的理解。
講一些數學,物理中的概念時,可以介紹它們的“原名”(括號中的英文名稱,人民教育出版社的教材一般都是如此),介紹“清華”的原名本是“Tsinghua university”,介紹清貧而簡陋的西南聯大卻大師云集,大師輩出;正視我們的落后,正視我們的屈辱,體會我們中華民族艱苦奮斗的優良傳統,化興趣為志趣。
學科史教學必須實事求是,不能像文學史一樣隨意拔高;譬如“三個小板凳的故事”,譬如密立根油滴實驗等的真實性都是有待商榷的。
在實際的課堂教學中,因為受課堂學時的限制和應試教育的影響,學科史內容的選取存在較大的隨意性,教育價值取向狹隘等問題,這些問題需要我們在具體的教學過程中予以思考和改進。不能為了趣味性,隨意編造故事情節,以致使學科史淪為“戲說”。必須注重學科史本身的真實性和敘述的科學性,不能夸大事實,過分強調科學家的天資與勤奮,使科學家變得不食人間煙火,使之遠離我們,宜事實求實地介紹科學家“人性”的一面。
學科史教學可以幫助學生認識知識的相對性,動態性。任何一門學科的知識,都包含著對與錯,真與假的雙重性,包含大量的未確定因素(最典型的一個代表莫過于現代科學的基礎,現代物理學的基石,量值力學中的薛定諤方程的不可證明),不可能完美無缺。在教學中對此做必要的回顧,能使學生從知識的更替演變中認識它們的條件性,局限性,認識科學理論的真理的相對性(最典型的,最適合中學生的莫過于非歐幾何的萌芽,非歐幾何在現代物理學應用中的發展)。
學科史的教學。也要掌握一個度,此度包含兩個方面。
一方面,學科史教學內容所占據的時間要合理。少,起不到教育教學的作用;多,影響學科知識內容的教學。你不可能和一個平面幾何都不懂的人聊非歐幾何,也不可能和一個經典力學一竅不通的人聊光速不變原理。要時刻清醒的認識到興趣的培養是需要大量基礎知識的掌握為前提的。
另一方面,在實事求是的前提下,要克服學科史教學所不可避免的帶來的的消極影響。我曾經的一個學生,很是聰慧,他在深刻理解了排列組合計數原理的基礎上,自己初步推導出了狹義二項式定理的雛形,結果后來發現300多年前就有人給出了同樣的證明,很是郁悶。后來他讀了大學,發現在他以為是絕頂漂亮的拉格朗日條件極值竟是拉格朗日十幾歲的時候寫出來的,悲憤地給我發了一個消息:智商超群如高斯,最后還是死了,學問厚實如陳寅恪,最后還是死了,如果數學不能解釋這個世界,生命科學不能解釋人類的本身,那么我們所有的藝術都是絕望的!
總之,各學科的發展史,是辯證唯物主義世界觀和科學方法論的發展史,如何在新課程的背景下把學科史的內容融入各學科的教學中,提高學生的原創力,培養學生的學習興趣,乃至升華興趣為志趣,需要我們廣大教師在教育教學實踐中積極探索。
(梁山縣實驗中學 山東 濟寧 272600)