在科學(xué)故事中穿越

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中如何發(fā)揮科學(xué)史的價(jià)值？帶著這樣的疑問(wèn)，我開(kāi)始大量閱讀文獻(xiàn)。其中，給我啟發(fā)最大的是《科學(xué)史的意義和價(jià)值：迪昂的觀點(diǎn)》《國(guó)小自然科教師對(duì)科學(xué)史融入教學(xué)之態(tài)度的晤談研究》《科學(xué)史融入科學(xué)課程的原則、方式和策略》，它們對(duì)我開(kāi)展科學(xué)史的教學(xué)研究具有非常重要的引領(lǐng)作用。

通過(guò)文獻(xiàn)閱讀與思考，我開(kāi)始針對(duì)現(xiàn)在所使用的首師大版教材（1-8冊(cè)）進(jìn)行梳理。凡是涉及科學(xué)史的內(nèi)容，我盡可能在課堂教學(xué)中以價(jià)值優(yōu)先、少而精的原則呈現(xiàn)給學(xué)生。以《光的傳播》（首師大版第6冊(cè)第10課）一課為例，本課的具體概念是在同一介質(zhì)中光是沿直線傳播的。為了幫助學(xué)生從多個(gè)角度建構(gòu)科學(xué)概念，我首先引導(dǎo)學(xué)生從身邊的事物開(kāi)始感受光的傳播現(xiàn)象。通過(guò)關(guān)燈、開(kāi)燈，讓學(xué)生感受并觀察光傳播的路線，從而讓學(xué)生回憶生活中所見(jiàn)到的光傳播的事例。我還指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)小孔板、軟管等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，初步得出光沿直線傳播的結(jié)論后，從小孔板引出古代的一個(gè)求畫故事。接下來(lái)，我又讓學(xué)生使用蠟燭完成小孔成像實(shí)驗(yàn)并思考其中的原理，一方面將此作為一種實(shí)驗(yàn)證據(jù)；另一方面讓學(xué)生理解光沿直線傳播這一知識(shí)概念，體會(huì)科學(xué)史的認(rèn)知價(jià)值；同時(shí)，讓學(xué)生從古人研究的方法中受到啟示。在這節(jié)課上，我更期待學(xué)生能在課堂之外有新的研究或更加關(guān)注生活中的現(xiàn)象。

《光的傳播》這節(jié)課的教法經(jīng)歷了兩年的教學(xué)嘗試，我反復(fù)修改，精簡(jiǎn)內(nèi)容。通過(guò)課后隨訪，我了解到學(xué)生對(duì)小孔成像故事及實(shí)驗(yàn)印象非常深刻，思維也不斷深入。有的學(xué)生還建議我把那個(gè)古代求畫的故事做成動(dòng)畫讓它更有意思，還有的學(xué)生在課后自己主動(dòng)做了小孔成像裝置。這些反饋，證明了學(xué)生對(duì)這種學(xué)習(xí)方式學(xué)習(xí)非常感興趣。當(dāng)把自己的實(shí)驗(yàn)方法與古代科學(xué)家的方法對(duì)比后，他們更加佩服古代科學(xué)家的做法。當(dāng)?shù)弥】壮上袷鞘澜缟献钤绲囊粋€(gè)發(fā)現(xiàn)時(shí)，他們用掌聲表達(dá)了自己對(duì)中國(guó)古人的崇敬和自豪。這讓我很感動(dòng)，也讓我更加堅(jiān)定了繼續(xù)將科學(xué)史融入到教學(xué)中的做法。

學(xué)習(xí)《光的傳播》一課時(shí)，學(xué)生聽(tīng)了故事，又進(jìn)行了實(shí)際驗(yàn)證，可謂“穿越”了一把。這之后，學(xué)習(xí)《大氣壓力》一課時(shí)，一開(kāi)始我就用科學(xué)史帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入科學(xué)課堂，告訴他們馬德堡半球?qū)嶒?yàn)核心的方法就是減少半球里的空氣，達(dá)到真空狀態(tài)。學(xué)生在聽(tīng)故事的時(shí)候，知道有一位熱衷科學(xué)研究的市長(zhǎng)從小就喜歡學(xué)習(xí)、喜歡科學(xué)，長(zhǎng)大做了市長(zhǎng)也依然癡迷科學(xué)研究。更重要的是讓學(xué)生們從故事中明白了：減少半球里的空氣可以感受到一種力。然后讓學(xué)生使用這樣的方法找找這種力，并思考原因。當(dāng)學(xué)生找到這種力后，在自己體驗(yàn)大氣壓力大小的基礎(chǔ)上，再回到科學(xué)故事中的現(xiàn)場(chǎng)，了解到大氣壓力其實(shí)很大，當(dāng)年的半球需要16匹馬才能分開(kāi)。最后在理解的基礎(chǔ)上，對(duì)生活中大氣壓力的應(yīng)用進(jìn)行科學(xué)解釋。

上面兩節(jié)課的研究，讓我對(duì)前期學(xué)習(xí)的科學(xué)史文獻(xiàn)有了進(jìn)一步的理解。同時(shí)，在具體教學(xué)中，我還充分考慮了教學(xué)實(shí)際情況，并沒(méi)有完全照搬文獻(xiàn)中所提到的教學(xué)策略。在研究過(guò)程中，促使我對(duì)科學(xué)史的敏感程度提升了，凡是閱讀一些相關(guān)專業(yè)的科學(xué)史后都能有意識(shí)地積累，比如關(guān)于攝氏、華氏溫度計(jì)的相關(guān)科學(xué)史等。我還主動(dòng)購(gòu)買一些科學(xué)史書籍，進(jìn)行閱讀積累，讓我印象最深的是《夢(mèng)溪筆談》《科學(xué)的歷程》《世界著名科學(xué)家傳略》。從教師角度而言，這也是提升自己科學(xué)素養(yǎng)的一個(gè)途徑。這樣會(huì)在教給學(xué)生科學(xué)概念的同時(shí)，能給學(xué)生呈現(xiàn)概念背后一個(gè)更廣闊的背景或者科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程，體現(xiàn)知識(shí)的源，而不是僅僅局限在概念的表層學(xué)習(xí)。

我利用科學(xué)史故事性強(qiáng)的特點(diǎn)，大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。在趣味性學(xué)習(xí)的同時(shí)，我們還應(yīng)該關(guān)注學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)思維發(fā)展。在科學(xué)史融入課堂教學(xué)的過(guò)程中，如果實(shí)現(xiàn)了趣味性和思維性的統(tǒng)一，學(xué)生對(duì)科學(xué)故事中的“穿越”會(huì)更情有獨(dú)衷。

□ 編輯 吳君