重燃小學科學書中“科學史”的生命力

張華

摘 要：培養學生的科學素養是小學科學教育的一大重要目標，每一冊的課本中蘊含了豐富的科學史信息，其獨特的陳述視角和豐富的內涵是十分珍貴的教學資源。在尊重教材的基礎上，與相聯系的課文內容進行有機整合，讓古今的科學思想、科學態度、科學精神等滲透到教學過程中，增加課堂教學效果的同時賦予課堂人文教育色彩，為學生科學素養的養成錦上添花。

關鍵詞：科學史;科學素養;小學科學

小學科學課本中蘊藏著豐富的科學史內容，有的穿插于課文當中，有的出現在單元資料庫里，這些內容真實、帶有歷史色彩的科學史能給學生展現科學家的探索之路，揭示科學的真實面貌，在鞏固學生所學知識的基礎上，拓寬其閱讀空間和認知思維。由于科學史的內容不在教學計劃中，也不在考試范圍內，很多教師并不會重視這一塊內容，為了趕教學進度和抓學生成績，多數會選擇三言兩語帶過，亦或是直接忽略這一塊的教學，蘊藏在科學史中的教育價值就被掩埋起來。多數科學老師認為，科學知識的傳授和實驗技能的培養才是最重要的，科學史不過是些歷史事件，根本無關緊要。小學科學新課程標準指出，小學科學課程是以培養科學素養為宗旨的科學啟蒙課程。而科學史包括了對這個單元科學知識的拓展、補充和一些科學家的事例，學生通過查閱和整理這些資料，不僅可以從其中獲取他們感興趣的內容，更好的理解科學，而且科學史中含有豐富的人文教育資源，依托科學史開展人文精神教育，培養正確的道德規范，樹立科學的價值觀、人生觀，塑造積極健康的人文關懷精神。現代教育的目標是促進學生全面發展，科學史中的人文精神正好可以彌補學生素質教育這一塊內容。并且它可以幫助學生學習科學家的探究方法，重溫他們探索真理的崎嶇之路，感受他們為科學而獻生的精神，在正常科學知識傳授外培養學生良好的科學文化素養，樹立正確的人生觀、價值觀。本文就科學史在科學課堂教學過程中的有效運用進行展開論述。

一、重新定義科學史的地位，重視科學史的運用

小學科學新課程的目標是三維目標：知識與能力，過程與方法，情感態度價值觀。在教學中以科學知識為基礎，提升學生的實驗操作能力，培養嚴謹的探究精神，以此來強化學生的科學素養。我們應逐步走出應試教育思想的牢籠，不要把自己禁錮在學科重、難點知識上，把科學史也給利用起來。經粗略統計，教科版小學《科學》教材中共有50處涉及科學史的內容，具體圖表如下：

這些科學史內容包含了生物、化學、物理、地質學、天文學等科學領域，加以利用整合，誘導學生在原來的知識框架基礎上發現新的問題，提出自己的猜想，最后獨立解決問題，能幫助學生更好的理解課文內容，弄明白科學概念的來龍去脈。這些延伸的知識和科學探究歷史能幫助學生鞏固已有的知識體系，并加以完善，但是很多資料庫里的內容過于繁瑣，直接拿來用會占用較長的課堂時間，需要我們精心剪裁，適當加工，提煉出精華部分融入教學過程中。要從科學史中提煉出精華部分，首先我們教師要立足課本，始終圍繞課文的主題和教學目標進行選擇和刪減，做到既能切合學生實際，又能擴大學生的視野，從而豐富科學課的內涵。

[案例]如六年級下第二單元中的《資料庫》里的“火藥的發明”一小節內容，解釋了火藥是怎么被發明出來的，這節內容可以作為第四課《小蘇打和白醋的變化》的導入材料，給學生們觀看火藥發明的小視頻，了解火藥是古代人們在煉丹過程中偶然將硫磺和硝石掉在碳上產生劇烈反應后發現的，既然兩種物質混合在一起可能會發生化學反應，那么今天我們也來試試將小蘇打和白醋混合在一起，觀察會有怎樣的現象發生。加入火藥的科學史不但可以激發學生探究的興趣，而且能從火藥發明的歷史當中推敲出這節課化學反應的相關知識。

二、歸納總結，提煉精華

科學書本里涉及的科學史內容有著一定的教育價值，但不能原原本本的直接拿來使用，資料庫里的內容大多篇幅較長，語句冗雜，直接拿來用不免會出現小材大用的現象，還會加重學生負擔，浪費課堂時間。必須加以精簡，在尊重教材的基礎上，把主要內容提煉出來，再呈現給學生。畢竟科學史并不等同于科學知識，在選擇科學歷史上要懂得篩選，過濾掉枯燥乏味艱澀難懂的歷史，挑選出生動有趣、有一定啟發性的科學故事;在科普資料的拓展中要選擇與課文有聯系，內容多元化的信息。提煉出來的精華根據學生的學情作調整，圖文并茂、通俗易懂地展示給學生。

三、創設歷史情境，重溫科學道路之艱辛

科學家善于用發現的眼光去觀察生活中的事物，捕捉一個個小小的現象，然后提出問題，作出假設，再通過實驗驗證，最后得出結論。科學的發現這一整個艱辛過程光憑教師講述，學生會有一種發現科學并不是特別難的錯覺，很難體會到科學探究道路的復雜和崎嶇。借助科學家發現問題的這一過程，以故事的形式圖文并茂地把它還原到課堂之中，很容易就能激發學生的學習興趣，因勢導利，創設前人探究科學的情境，啟發學生像科學家一樣用嚴謹的眼光去看待周圍的事物，重溫一遍科學家發現問題的過程。把科學歷史與課堂教學結合在一起的方式，可以使學生設身處地地思考當年科學家遇到的問題，學著像一個科學家一樣大膽假設，合理推理，最后理清得出科學結論的來龍去脈。經歷這一整個探究過程后，學生也能領悟科學家發現真理并不是人們口中形容的類似“牛頓被蘋果砸一下就發現了萬有引力”那么簡單容易，相反科學的發現往往充滿了艱辛。

[案例]如六年級下冊第三單元中第八課《探索宇宙》，在講述人類對宇宙的探索過程中圖文并茂地給學生觀看了科學家為實現人類遨游太空理想進行艱苦奮斗的資料，人類也為此付出了沉重的代價，先后有14名宇航員殉職，在觀看哥倫比亞航天飛機的視頻時，學生們臉上都露出凝重的表情，可以看出他們已經感受到了科學探索之路的險峻。

四、培養學生的批判性思維

巴甫洛夫曾說：“懷疑，是發現的設想，是探索的動力，是創新的前提。”人類的整個科學歷史都是在不斷自我糾正的過程中慢慢積累起來的，科學家質疑前人的結論，通過探究去驗證其是否正確，再對其進行推翻和修改，漸漸完善它。懷疑精神是當下學生普遍欠缺的一種品質，當我們把科學知識的構建之路再現給學生，學生自然會關注科學家探索真理過程的戲劇化，也就領悟科學家說的不一定是正確的，書上寫的不一定全對，老師講的更不可能都對。在科學面前，沒有絕對的權威，也沒有絕對的真理。課本里有不少內容是講述科學家如何質疑原先的知識，再進行糾正和補充，借助這些科學史幫助學生理解科學發現的是非曲折，科學謬論的不斷修正，科學知識并不是永遠不變的。

[案例]五年級下冊第四單元《人類認識地球及其運動的歷史》一課中，在引導學生提出地球晝夜交替現象的原因的各種假說這一過程中，我以視頻的形式向學生具體重現了托勒密的“地心說”和哥白尼的“日心說”，告訴學生一個現象是可以有很多種解釋的，隨著時間的發展，后人會不斷推翻或顛覆前人的觀點，任何一個科學觀念的更新都離不開對舊知識的質疑。

五、挖掘人文精神，樹立科學價值觀

在人類文明發展過程中科學史起到了十分重要的促進作用，其中不少事跡蘊含了一定的人文教育意義，通過展示這些科學家探究問題的進程，可以使學生懂得作為一個科學家應有的品質：強烈的好奇心，豐富的想象力，嚴謹的科學態度，鍥而不舍的探究精神等。塞內加說過，教誨是條漫長的道路，榜樣是條捷徑。讓學生了解科學家的事跡，體驗探索真理過程的艱辛，親歷思考和探究的過程，潛移默化中激勵、鼓舞學生。現代教育的目標是促進學生全面發展，科學史中的人文精神正好可以彌補學生素質教育這一塊內容。

1.合作精神

當今社會下的生存和發展離不開與別人的合作與交流，現在很多學生都是獨生子女，在父母的呵護下自我中心意識較強。與人相處時難免自私、嬌氣。利用科學史內容宣揚科學家們也是在合作的基礎上取得成就，引導學生在與他人交往的過程中尊重別人，幫助別人，達到一個共同進步的目標。小組合作模式是一種非常有效的學習策略，但要達到最好的效果，小組內成員必須齊心協力，互相坦誠對待，養成對自己負責，對同伴負責，對小組負責的意識。可以用科學家通過合作發現真理的故事來感染學生，如DNA的雙螺旋結構是由弗朗西斯·克里克和詹姆斯·沃森共同發現的。剛獲得諾貝爾生理學或醫學獎得主屠呦呦也強調：“沒有相互之間無私合作的團隊精神，不可能在短期內將青蒿素貢獻給世界。”

2.堅持不懈的精神

在探索科學的道路上，需要有堅持不懈的精神，一絲不茍的態度。學生身上最缺就是堅持，往往在開始做某件事的時候很認真，干勁兒十足，但只有三分鐘熱度，一段時間后因為沒有足夠的毅力去堅持而放棄。華羅庚說過：“科學的靈感，決不是坐等可以等來的。如果說，科學上的發現有什么偶然的機遇的話，那么這種“偶然的機遇”只能給那些學有素養的人，給那些善于獨立思考的人，給那些具有鍥而不舍的精神的人，而不會給懶漢。”在科學家身上我們可以看到難能可貴的堅持，這也是他們取得偉大成就的重要原因之一。在平時做實驗的過程中，不少學生遇到困難，失敗了幾次就叫苦連天，尋求老師幫助;一些孩子不愛寫作業，每次被老師談話后只能堅持幾天按時完成作業，時間一久不寫作業的老毛病又犯了。不妨在教學中加入科學家堅持不懈的事跡，去感化學生的心靈。

[案例]六年級上第三單元第一節課《電和磁》，我們可以用奧斯特實驗的故事作為導入，奧斯特在一次實驗中，偶然將導線靠近一個小磁針，通電的瞬間發現小磁針出現了一個奇怪的現象，奧斯特并沒有放過這一小變化，究竟是什么現象呢？我們可以先不告訴學生結果，讓學生大膽猜想，作出假設，以此來引起學生的探究欲望，然后引導學生設計實驗方案，獨立完成這個實驗。最后我給學生看了奧斯特的介紹視頻，問道：“奧斯特能對一個現象堅持做三個月的實驗，你們也能像他那樣做一件事情堅持很久嗎？”讓學生領悟到科學家身上堅持不懈的寶貴精神。通過這種形式的導入，不但大大提升學生的求知欲，而且增加了學生對科學史的理解。

3.創新精神

培養學生的創新精神是科學教育的目標之一，也是素質教育的重要目標。資料庫里有許多科學家發明創造的故事，例如牛頓、奧斯塔、達芬奇等的故事，把他們以學生喜愛的方式展現給學生，樹立榜樣作用，促使他們崇尚科學，敢于質疑，勇于拋棄陳舊的思想和觀念，不滿足于眼下，不斷改革和革新。小學生有與生俱來的強烈好奇心，細心呵護它，能使這種好奇心轉變成創新意識，加以正確引導，使其成長、發展成能獨立思考、不墨守成規。

[案例]五年級下冊第一單元的主題是《沉和浮》，這個單元的資料庫中講述了古希臘物理學家阿基米德辨別王冠是否摻入了白銀的故事。我用卡通圖的形式來講述這個故事，并在阿基米德如何想出判斷方法、想出了什么方法這里巧設疑點，作下鋪墊，讓學生自行猜想，發揮想象力，體驗科學家勇于探索、發明創造的歷程，從內心深處崇敬科學家、學習科學家的精神。

六、拓展科學史資源

除了在科學課上利用科學史來提升課堂效率外，可以將科學史融入學生平時的學習當中去，在教師讀書角里放置一些科普讀物，鼓勵學生閱讀科學故事、科學報刊，課后多查閱科普資料，有目的有針對性地給學生播放視頻資料，通過這一系列的接觸和學習，學生能更好的喜歡科學，理解科學，崇尚科學。如在上六年級下冊第四單元時，可以利用班隊課時間給同學們觀看人類歷史上的重大污染事件，例如1952年的倫敦煙霧事件，讓學生明白保護環境的重要意義。

科學書本中涉及了大量的科學史內容，在每個單元最后也都安排了資料庫，想必編寫者是想科學教師將它活用起來輔助課堂教學。科學史中蘊藏著巨大的教學價值和人文價值，不僅可以拿來與課堂進行整合，增大課堂效率，還能提升學生的人文關懷，從思想、精神等方面影響學生，可以有效的提高學生的科學素養。

參考文獻

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