小學(xué)科學(xué)教學(xué)滲透科學(xué)史的三個視角

【摘要】小學(xué)科學(xué)是一門以提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為目標的基礎(chǔ)課程。科學(xué)史是人類認識自然和改造自然的歷史，蘊含著豐富的教學(xué)資源，學(xué)生學(xué)習(xí)了解科學(xué)史可以更好地理解科學(xué)、認識科學(xué)的本質(zhì)以及提高科學(xué)素養(yǎng)。筆者結(jié)合實際教學(xué)經(jīng)驗，從培養(yǎng)科學(xué)興趣、提高探究能力、培養(yǎng)科學(xué)精神三個角度出發(fā)，提出在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中滲透科學(xué)史的方法，為教學(xué)實踐提供一定參考。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué)；科學(xué)史；科學(xué)興趣；探究能力；科學(xué)精神

作者簡介：尤春來（1979—），女，江蘇省無錫市港下實驗小學(xué)。

科學(xué)史反映人類科學(xué)活動的產(chǎn)生、發(fā)展以及演變，一部科學(xué)史就是一部人類認識自然和改造自然的歷史。學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)史可以更好地理解人類科學(xué)探索的過程、認識科學(xué)研究的方法以及理解科學(xué)的本質(zhì)，此外，學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)史，還能溝通科學(xué)與人文學(xué)科，培養(yǎng)求真創(chuàng)新的科學(xué)精神。

《義務(wù)教育科學(xué)課程標準（2022年版）》提出“引入科技史素材，幫助學(xué)生體會科學(xué)本質(zhì)”“充分利用相關(guān)科學(xué)史和科學(xué)技術(shù)新進展，引導(dǎo)學(xué)生了解科學(xué)發(fā)展史”“介紹某一類產(chǎn)品或技術(shù)的發(fā)展歷史，從中了解技術(shù)與社會的緊密關(guān)系”［1］等內(nèi)容，對科學(xué)史在科學(xué)教學(xué)中的滲透提出了新的要求。教師把科學(xué)史合理地融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，不但可以培養(yǎng)學(xué)生的興趣，更能培養(yǎng)學(xué)生的思維能力及創(chuàng)新能力，為學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。在當(dāng)前的小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師運用科學(xué)史輔助教學(xué)的實踐尚不充分，筆者認為可以從以下視角入手來將科學(xué)史有效融入小學(xué)科學(xué)教學(xué)，彰顯科學(xué)史的育人價值。

一、豐富科學(xué)史教學(xué)場景，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)興趣

科學(xué)史包括科學(xué)發(fā)展的歷史事件、案例等充滿趣味性的素材，教師在科學(xué)課上引入這些素材，對學(xué)生具有極大吸引力，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的積極性，讓課堂變得趣味盎然。

（一）引用科學(xué)史故事，活躍課堂

學(xué)生聽故事時，大腦處于活躍狀態(tài)，故事中蘊含的思維、方法、情緒能很好地影響學(xué)生。教師引用科學(xué)史故事，需要注意以下幾點。

1.考證內(nèi)容的真實性

科學(xué)史上流傳下來很多故事，但因為傳播者為增強故事的傳奇性，往往會對故事進行藝術(shù)加工，所以故事的真實性有待商榷。教師在引用有關(guān)科學(xué)史的故事前，要進行多方考證，給學(xué)生提供真實的信息，這也是科學(xué)精神的體現(xiàn)。

2.展現(xiàn)研究的過程性

學(xué)生在開始學(xué)習(xí)物理學(xué)時，往往會為那些與認知不同的物理學(xué)理論而煩惱，如果學(xué)生了解這些物理學(xué)理論建立的歷史，接受這些理論就變得容易多了［2］。其實這些抽象枯燥的理論大多是在具體的情境中生發(fā)的，學(xué)生從科學(xué)史的角度出發(fā)，看這些理論如何產(chǎn)生、發(fā)展，就會對知識有比較全面完整的認知，更好地理解和掌握知識。

比如對于視覺機理的認識，人們早期認為是人眼發(fā)出光線接觸物體；之后認為是物體發(fā)出光線進入人眼；目前認為是太陽光等光源發(fā)出光線照射到物體上，再反射進入人眼。人們的認知不斷發(fā)展，體現(xiàn)了科學(xué)探索的過程性與曲折性。

3.關(guān)注語言的通俗性

科學(xué)學(xué)科具有專業(yè)性，陌生的術(shù)語、深奧的解釋、復(fù)雜的公式都會讓學(xué)生敬而遠之，因此，教師需要改變語言表達方式，用有趣的、通俗的語言將抽象的科學(xué)理論變得具體鮮活，讓學(xué)生從中體會科學(xué)的美妙與樂趣。

教師可以借鑒科普讀物的解說語言，如《進階的巨人 改變世界的偉大科技》這本科普讀物通過有趣的故事，豐富的細節(jié)，帶領(lǐng)讀者走進科學(xué)。總而言之，教師教學(xué)科學(xué)課程時，不應(yīng)機械地把一些抽象的科學(xué)知識拋出來，而應(yīng)把科學(xué)知識講通俗、講有趣。

（二）開展多樣化學(xué)習(xí)活動，拓寬科學(xué)史教學(xué)時空

科學(xué)史教學(xué)更積極的意義在于培養(yǎng)學(xué)生的人文素養(yǎng)。科學(xué)教材的容量有限，這就需要教師溝通課堂內(nèi)與外，聯(lián)通校園與社會，在多渠道多形式的積極實踐中，探尋多樣化的科學(xué)史教學(xué)途徑。

1.發(fā)揮班級主陣地的功能

科學(xué)課的實踐特征決定了科學(xué)史這類輔助性知識不宜占用教材過多的篇幅，也不宜占用課堂過多的時間。教師可以在每節(jié)課上安排幾分鐘，讓對科學(xué)史感興趣的學(xué)生來做課堂小主播，分享與學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的科學(xué)史故事；可以針對教學(xué)主題搜集相關(guān)的科學(xué)史故事，編輯適合學(xué)生年齡特征的、圖文并茂的閱讀材料分享給學(xué)生；還可以把班級黑板報作為學(xué)習(xí)科學(xué)史的陣地，開辟一個科學(xué)史專欄，制作“科學(xué)家的故事”“科學(xué)史上的今天”等內(nèi)容。

2.發(fā)揮校內(nèi)外科普活動的效益

學(xué)校可以組織形式多樣、內(nèi)容豐富的科普活動，如在校園科技節(jié)、校園科普宣傳周時，圍繞科學(xué)史主題，舉辦科學(xué)發(fā)展史展覽、科學(xué)史講座、科學(xué)史短劇表演等活動，讓學(xué)生在豐富多樣的科普活動中領(lǐng)會科學(xué)的真諦，不斷培養(yǎng)對科學(xué)的興趣。

科學(xué)史教學(xué)也不能止步于校內(nèi)，校外蘊藏優(yōu)質(zhì)的科學(xué)史教學(xué)資源，如科技館、博物館等是對學(xué)生進行科學(xué)教學(xué)的絕佳場所。教師可與有關(guān)主體積極溝通，為學(xué)生提供豐富的校外科學(xué)學(xué)習(xí)、實踐機會，豐富學(xué)生的課余生活，讓學(xué)生充分感受科學(xué)的魅力。

此外，互聯(lián)網(wǎng)能提供海量的信息，教師可以為學(xué)生提供學(xué)習(xí)網(wǎng)站的網(wǎng)址，引導(dǎo)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上搜尋需要的資源。針對課堂學(xué)習(xí)的內(nèi)容，教師一方面可以在課堂學(xué)習(xí)前設(shè)計相應(yīng)的科學(xué)史學(xué)習(xí)活動，讓學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)開展自主學(xué)習(xí)，為正式的課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)；另一方面可以在課堂學(xué)習(xí)后引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)對有興趣的內(nèi)容進行深入探索，并組織開展科學(xué)史圖片展、科學(xué)史故事會、科學(xué)史播報等多種形式的專題活動，提高學(xué)生科學(xué)史學(xué)習(xí)的效果。

二、訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)的認知思維，提高學(xué)生的探究能力

學(xué)生對世界充滿好奇，他們在探索和發(fā)現(xiàn)中成長。從這點看，科學(xué)發(fā)展史與學(xué)生個體的學(xué)習(xí)成長經(jīng)歷相似，都體現(xiàn)出從懵懂走向智慧的認知發(fā)展規(guī)律。在科學(xué)發(fā)展史中，方法論的發(fā)展是一個重要的方面，科學(xué)研究方法的進步促進了科技的發(fā)展。教師在學(xué)生成長的不同階段，需要遵循學(xué)生的認知發(fā)展規(guī)律，有序滲透科學(xué)的認知方法，訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)的認知思維，提高學(xué)生的探究能力。

（一）低年級：觀察、記錄

一二年級的學(xué)生已經(jīng)具備了基本的生存交往技能，也已經(jīng)開始了語言文字的學(xué)習(xí)，他們習(xí)慣直接地觀察周圍的事物。

教師要想在一二年級科學(xué)教學(xué)的起始階段，訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)的認知思維，提高學(xué)生的探究能力，就要重視對學(xué)生進行觀察和記錄的訓(xùn)練。觀察是一切科學(xué)活動的基礎(chǔ)，觀察有利于獲取信息和發(fā)現(xiàn)問題；而記錄同樣重要，記錄有利于記憶和鞏固觀察的成果。教師要啟發(fā)學(xué)生用圖畫或文字進行描述，形成觀察記錄，學(xué)生落實觀察和記錄的工作，就有了探究的起點，也有了進一步探究問題的生長點。此外，觀察記錄能夠化抽象為具體，使科學(xué)探究的過程更具科學(xué)性和精準性。

（二）中年級：工具、實驗

學(xué)生在低年級經(jīng)歷階段性的觀察記錄訓(xùn)練，會發(fā)現(xiàn)有時候直接觀察并不完全可靠，因為在某些情況下人會產(chǎn)生錯覺。如此，會引發(fā)學(xué)生思考：“怎樣探究更可靠？”工具的使用拓展了人類的感官功能，在教學(xué)中，教師要帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)正確使用工具，用工具幫助觀察，拓展感官功能。

此外，在科學(xué)史上，工具的使用引發(fā)實驗科學(xué)的興起，觀察與想象、歸納與演繹等科學(xué)方法得到了有機結(jié)合，形成標準化的實驗科學(xué)。在中年級的科學(xué)教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注實驗的設(shè)計和規(guī)范，比如對比實驗中相關(guān)變量的控制等。

（三）高年級：假設(shè)、質(zhì)疑

實驗科學(xué)的興盛使各門類的知識經(jīng)驗得到貫通和整合，但是人類的知識和經(jīng)驗是有限的，教師要提醒學(xué)生不能以為有了足夠的知識和經(jīng)驗就足以做出準確的判斷。

在高年級的科學(xué)教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生在探究之前先思考，有根據(jù)地提出假設(shè)，再設(shè)計實驗進行研究分析。當(dāng)然假設(shè)也可能是錯誤的，教師要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，培養(yǎng)學(xué)生實事求是，不怕挫折，勇于探索的精神。

此外，質(zhì)疑是非常重要的科學(xué)精神，教師要引導(dǎo)學(xué)生從科學(xué)史中汲取豐富的營養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神，讓學(xué)生不人云亦云，增強獨立思考的能力。

三、挖掘科學(xué)史故事的內(nèi)涵，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神

科學(xué)精神內(nèi)涵豐富，它是促進科學(xué)發(fā)展的動力，教師要挖掘科學(xué)史故事的內(nèi)涵，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。

（一）培養(yǎng)學(xué)生求真求實的科學(xué)精神

在科學(xué)史上，科學(xué)家與謬誤作戰(zhàn)，與未知同行，他們追求真理，實事求是，不肯妥協(xié)。

例如，1999年10月，美國《國家地理》雜志刊登了一篇文章，提到一種叫“古盜鳥”的早期鳥類化石，稱其為介于恐龍和鳥類之間的新物種。此事在世界科學(xué)界引起很大的反響，但是，中科院的徐星博士等人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，這是一塊由鳥的身體和恐龍的尾巴拼接的化石，即“古盜鳥”是“人為物種”。

教師讓學(xué)生多接觸這樣的科學(xué)史故事，學(xué)生便能夠更好地理解求真求實的科學(xué)精神，從小樹立求真求實的科學(xué)態(tài)度。

（二）關(guān)注科學(xué)家忘我付出的科學(xué)精神

在很多科學(xué)史故事中，科學(xué)家本人總是以異于常人的形象出現(xiàn)，他們不僅不修邊幅，還似乎言行怪異。教師要注意的是，在引用這樣的科學(xué)家故事的時候，要引導(dǎo)學(xué)生思考背后的原因，感受科學(xué)家忘我付出的科學(xué)精神。

著名數(shù)學(xué)家陳景潤埋頭走路，撞到了樹木，頭也不抬，連聲說“對不起，對不起”；阿基米德洗澡時發(fā)現(xiàn)浮力定律，激動得光著身子就跑到大街上歡呼高喊；牛頓被下落的蘋果砸中腦袋，發(fā)現(xiàn)萬有引力……這些科學(xué)家故事學(xué)生耳熟能詳，但學(xué)生往往忽視在故事的背后，科學(xué)家忘我付出的科學(xué)精神。

如果牛頓沒有長期的探究思考，沒有豐富的知識積累，他被蘋果砸中腦袋后恐怕也發(fā)現(xiàn)不了萬有引力，同理，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考：“人在什么情況下會連人和樹都不分？在什么情況下才會忽略自己沒有穿衣服而直接跑向大街？”如此，有利于引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)探究的艱難和科學(xué)家忘我付出的科學(xué)精神［3］。

（三）培養(yǎng)學(xué)生批判創(chuàng)新的科學(xué)精神

科學(xué)探究是一個不斷發(fā)展的過程，科學(xué)理論無限接近真理，但都不是絕對的真理，在日后很可能會被新的成果替代，而批判創(chuàng)新的科學(xué)精神是推動科學(xué)前行的動力。

比如人類對于運動的認識，兩千多年前，亞里士多德提出：重的東西下落得快，輕的東西下落得慢。到近代，伽利略進行了著名的“比薩斜塔實驗”，他將重量不同的兩個鐵球同時從斜塔塔頂拋下，結(jié)果兩個輕重不同的鐵球幾乎同時落到地上，由此驗證自由落體理論。

教師大力培養(yǎng)學(xué)生批判創(chuàng)新的科學(xué)精神，激發(fā)學(xué)生的好奇心和對科學(xué)的興趣，讓學(xué)生了解更多科學(xué)知識，掌握更多科學(xué)方法，是滲透科學(xué)史教學(xué)的應(yīng)有之義。

結(jié)語

“讀史使人明智”，科學(xué)史不是枯燥的年代和人名，而是由鮮活的故事組成的寶貴科學(xué)教學(xué)資源。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)該以教學(xué)的需要和學(xué)生學(xué)習(xí)的需要為參考，滲透科學(xué)史的教學(xué)，讓科學(xué)史從邊緣走向中心，促進學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、探究能力、創(chuàng)新思維和科學(xué)精神的培養(yǎng)，從而促進學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的穩(wěn)步提升。

【參考文獻】

［1］中華人民共和國教育部.義務(wù)教育科學(xué)課程標準（2022年版）［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

［2］吳國盛.科學(xué)的歷程［M］.2版.北京：北京大學(xué)出版社，2009.

［3］張紅霞.科學(xué)究竟是什么［M］.北京：教育科學(xué)出版社，2003.