浅谈小学科学中的科学史教育

龙源期刊网浅谈小学科学中的科学史教育作者：赵阳,叶宝生来源：《新课程研究·基础教育》2011年第07期摘要：科学史是一部记载着科学产生与发展过程的历史，它既体现了科学发展的规律性，对科学的未来能起到预测功能，科学史中也呈现出科学家身上的科学精神和大量科学方法的运用。学生正式以课堂的形式接触科学是从小学阶段开始的，学习科学史对于学生认识科学和做科学有着深刻的意义，能够帮助学生理解科学内涵、树立科学精神、掌握科学方法运用、提高科学学习人文性和熟识科学原理等，文章针对小学阶段开展科学史教育提出了几点建议。关键词：科学；小学科学；科学史；科学史教育中图分类号：G623.6文献标识码：A文章编号：1671-0568（2011）19-0187-03科学史是一门以科学史实为基础，研究科学发展历史及其规律的学科。科学史呈现给人们的是科学产生与发展的过程，纵观科学理论不断继承、批判并螺旋式的上升，我们可以了解到许多科学发现产生的原因、社会文化背景和制约条件，这也是对科学知识脉络的梳理，同时，科学史也让我们看到了人类是如何依靠科学认识世界的。所以，科学史是动态把握科学最直接的途径之一。历史的发展往往具有规律性，对预知未来提供着依据，科学史也不例外。解释和预见是科学的两大功能，科学不仅能够对当前的世界进行解释，根据科学史所具有的规律性也可以预测将来所要发生的事情。所以说，科学史不仅为了解科学的过去提供了资料，更重要的是，我们还可以利用科学史来对未来的世界进行预测。科学史不仅是科学发展历史性成果的简单呈现，其中也包含了大量科学家及科学共同体在科学探索的路上敢于质疑、勇于创新的诸多科学精神，科学精神是做科学、研究科学的人们首先应该具备的品质。另外，在科学家探索的过程中，我们也可以看到科学家在面对具体问题时所使用的科学方法。这些方法虽然也能通过科学方法论直接获得，但是科学无定法，必须具体问题具体分析，才能将方法运用得当，可以说，科学史提供了科学方法应用的实例库。科学史是科学历史发展的记录，它所承载的知识和规律是研究科学的人应该掌握的。小学3～6年级，学生开始正式与科学课程打交道，在这一阶段，科学史的学习尤为重要。下面就小学阶段开展科学史教育的意义做以下介绍和分析。一、科学史呈现给学生动态的知识，有助于学生对科学的理解龙源期刊网科学是以自然世界为研究对象，发展着的动态理论体系，也是人们对自然界不断探索的过程，它根植于具体的文化背景，在特定的历史条件下孕育而生。小学生在刚开始接触科学、认识科学的时候，必须对科学有较全面的认识，清楚科学的特性，这是学生今后科学学习的基础。关于科学史，诺贝尔奖获得者汤川秀树说过一段发人深省的话：“当回顾理论物理学的历史时，我们说得过分一些几乎可以称为错误史。在许多科学家提出的所有理论中，大多数是错误的，因而没有生存下来。只有少数正确的理论才继续生存。但是，没有少数成功背后的许多失败，知识就几乎不可能有任何的进步。”科学不是真理，但是它总是趋近于真理，因此，当有新的科学理论问世，总是需要该时期科学家们的普遍接受和认同，从而发挥作用。但是随着人们认识的深入，曾经被认同的科学理论也会遭到质疑、批判，甚至被推翻。科学史将这些科学历程记录在册，帮助学生动态认识科学的产生与发展，避免学生视科学为线性、静态的知识。学生学习科学不但要学习直观系统的科学知识，也要从科学的发展过程中拓展、补充。科学史虽然不是科学知识本身，但它却是科学知识和科学思想产生和发展的过程记录，这恰恰是最有价值意义的。科学史让学生明白，人类通过努力是可以认识世界的，因为科学史正是人类认识世界的历史。学生在了解科学产生与发展的过程中，会在头脑中建立起科学知识理论的体系框架，同时也会逐渐理清科学理论学派之间继承、批判和发展的关系。二、科学家是学生做科学的榜样在科学的发展史中，科学家们发挥着不可或缺的作用，他们不仅传承科学知识，也不断地发展科学、完善科学，而且，科学家身上所具有的执着、敢于质疑、勇于批判等科学精神也是学生学习的典范。科学精神和对待科学的态度在科学探究过程中起着至关重要的作用，科学理性需要科学家大胆质疑、小心求证。对于小学阶段的学生来说，了解科学家所应具备的科学精神，培养谨慎的科学态度尤为重要。科学知识不是永恒的真理，科学发展是科学范式不断转换、动态的过程。科学史能帮助学生在动态把握科学的同时，也看到科学家们是如何站在前人的科研究基础上，不畏权威，敢于标新立异，提出新的观点，坚持真理，迎难而上，这也是学生在小学科学课上应该培养的科学精神，这些科学家们所共有的科学精神，都将对学生树立严谨、执着的科学态度产生影响。而龙源期刊网且，当学生看到科学家为追求科学真理而不惜一切代价时，他们就会体会到科学的魅力，从而喜欢科学。三、学生可以从科学史中掌握科学方法的运用科学发现离不开科学方法，有时候选择了合适的科学方法就成功了一半。科学史是科学发展的历史，也是科学方法选择和运用的历史，为学生展现了许多科学家们运用科学方法的例子。学生如果能够通过科学史的学习掌握科学家面对具体问题所采用的科学方法，对今后的科学学习和科学研究都将大有裨益。科学实践不是千篇一律的，没有一种科学方法可以解决任何问题。作为具体科学中的方法，是无法完全与其所处的历史情境相剥离的，抽象地离开了科学史的方法论必将成为无源之水，丧失活力和应用性。通过科学史，学生能够看到每个科学发现的过程，看到科学家面对不同的问题，运用了哪些科学方法，是如何运用这些方法的。科学史的教育是学生认识科学方法、学会科学方法、掌握科学方法并加以运用的最佳途径。四、科学史教育能够提高科学学习的人文性人文精神是人性——人类对于真善美的永恒追求以及表现在这种追求中的自由本质——人的存在是人文的核心。而科学的人文性是指科学在培养理想人性、促进人的完善方面所具有的重要意义和价值。意大利科学家伽利略曾因支持哥白尼的日心说被教廷压制，但是他并没有退缩，仍坚持捍卫科学真理，在长期的监禁中完成了《关于两种新科学的对话》，推动了物理学的进步。在科学史中，这样的例子很多，这让我们看到了科学的发展是无数科学家为之奋斗、不断推进的历史过程。就这个例子而言，伽利略对科学真理孜孜不倦的追求，也是对真善美的追求，更是对自由的追求，可以说这样的科学史为我们展现了科学的人文性。早在1931年，爱因斯坦就告诫加州理工学院的大学生们：“如果你们想使你们一生的工作都有益于人类，那么你们只懂得应用科学本身是不够的。关心人的本身应当始终成为一切技术上奋斗的主要目标，以保证我们科学思想的成果会造福于人类，而不至成为祸害。”在科学史的长河中，有着太多通过科学给人类带来幸福或是灾难的事例，这也让我们更加关注科学的人文性。因此，在小学阶段，作为学生最初认识科学、了解科学的阶段，就应该让学生树立起良龙源期刊网好的价值观和世界观，引导学生做对人类有益的事，使之学会正确地对待科学，敢于追求真善美，这是做科学的人必须保证的一点。五、科学史能够加深学生对科学原理的理解要引导学生深入了解科学发现和理论问世的过程，同时避免其在科学学习中死记硬背难懂的科学原理，将相关科学史内容加入到科学课程中是最好的解决办法。通常一个科学原理会有其继承的理论及产生的原因，当学生了解了科学原理提出的背景和过程，能够将所学习原理的前后发展关系整理清楚，学生就会对该科学理论留下深刻的印象，并将所学内容牢记在心中，这比直接地从概念、定理和公式出发去记忆新的科学知识要生动有趣得多，印象也要深刻得多。既然科学史在小学科学教育中的作用不可小觑，那么如何在小学的科学教育中融入科学史教育呢？首先，避免臆造科学故事或者断章取义，对必要的历史情节进行补充。科学教师应重视科学史内容的教学，但却不能为了讲科学史而讲科学史，要将科学史与神话故事相区分，学生所了解到的科学史必须是真实的史实，不能随意编造。如果将科学史材料讲得太富于神话色彩，或者对已有的科学史资料断章取义，不仅不会对学生理解科学起到促进作用，反而会使学生对科学产生距离感，对其科学探究将产生负面影响。另外，当教材中的科学史资料不够完整时，教师有必要对其进行补充。例如，河北省教材《我们的地球》一章中提到了哥白尼的日心说，教材关于这部分的叙述仅有几句话，只是说哥白尼推翻了托勒密的理论，提出日心说，却没有提到哥白尼这一理论问世后遭到的困难以及他是如何坚持真理，不畏艰辛的种种经历。学生看到这则史料，如果没有较好补充的话，就可能会认为托勒密犯了根本性的错误，认为人们将立即推崇哥白尼的新发现，却不知道托勒密的地心说在当时社会背景下的孕育也推动了天文学的发展，而哥白尼的发现反而遭到了当时教会的追杀。这些待补充的资料对学生理解科学、了解科学家所具有的精神都具有重要作用，教师在教学中决不能忽略了这点。其次，科学史的涵盖面要广泛。通过科学史，学生不仅可以对科学的发展过程做系统的把握，同时，学生也会学习科学家身上的良好品质并养成谨慎、执着的科学态度。既然科学史对学生学习科学有这么多的益处，那么，在小学阶段的科学教育中就要有计划、有条理地将科学史内容融入科学课堂，从而确保科学史的呈现既具有针对性，也具有全面性。为了做到这一点，教师在科学课的总体规划上要做好统筹。学期初，应该对本学期所涉及到的科学史内容进行计划，看看涵盖面如何，是否能够尽量全面地囊括科学史的每个作用；每节课前，教师也应龙源期刊网该对本节课所涉及到的科学史内容精心准备，考虑这则史实对于小学生来说意义是什么，通过它是要让学生掌握某种科学方法呢，还是希望学生了解科学发现的继承关系，或是其它。教师如果能够做到这点，学生在课堂上学到的科学史内容就会相对全面，科学史的真正意义也就能真正发挥出来。再次，科学教师要充分理解科学史对科学教育的意义，不能将科学史作为记忆性的知识传递给学生。科学史是过去发生的事情，是不可改变的知识性材料，但是作为小学科学教师，不能简单地将与教学内容有关的科学史传递给学生，让学生死记硬背，科学史的学习是为了让学生更好地理解科学、更好地做科学探究，而不是记忆。这一点，只有科学教师真正理解了科学史所能发挥的作用后才能把握好。最后，要多渠道地开展科学史教育。在小学阶段开展科学史教育的途径有很多，在课堂上，可以以科学史内容导入课堂，引起学生的注意和兴趣；可以以科学史收尾，开拓学生的课外探索；也可以将科学史的内容贯穿整节课程，让学生亲临科学的历史长河。同时，科学史教育的开展也可以在科学课之外进行，比如，在教室的读书角放置一些关于科学史的书籍，在主题班会上进行讨论交流。总之，科学史的教育形式多、途径多，应该为学生提供更多了解科学史的机会，促进其科学学习。