科學(xué)史教育在初中科學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐與探索

沈立富

摘 要： 科學(xué)是一種傳統(tǒng)知識(shí)的積累，是不斷完善和修正、不斷發(fā)展和證偽的過程。文章闡述了如何利用科學(xué)史，啟迪多樣的科學(xué)方法，樹立發(fā)展的科學(xué)觀念，形成求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，形成批判的科學(xué)精神。

關(guān)鍵詞： 科學(xué)史 素材 初中教學(xué)

著名特級(jí)教師吳加澍老師認(rèn)為在教學(xué)過程中，學(xué)生從“未知”到達(dá)“真知”的過程，實(shí)際上是以濃縮的方式，迅速地重演著人類漫長(zhǎng)的知識(shí)發(fā)展歷程。讓學(xué)生重蹈科學(xué)發(fā)展中那些最關(guān)鍵的步子，這些關(guān)鍵的步子，實(shí)際上就是科學(xué)發(fā)展的歷史。

袁振國在《教育新理念》中說：“科學(xué)精神的內(nèi)涵、科學(xué)發(fā)展史就是科學(xué)精神的弘揚(yáng)史、科學(xué)知識(shí)的生成過程是一個(gè)不斷求真的歷程?！蔽覀兝每茖W(xué)史，主要關(guān)注的是科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神的培養(yǎng)。

一、利用科學(xué)史，啟迪多樣的科學(xué)方法

在七年級(jí)上中，最早可以充分利用科學(xué)史融入教學(xué)的內(nèi)容是《我們居住的地球》。實(shí)際上，關(guān)于地球的形狀對(duì)于七年級(jí)學(xué)生來說已經(jīng)是一種常識(shí)，教學(xué)目的不是介紹這常識(shí)，而是通過教學(xué)讓學(xué)生體會(huì)到常識(shí)中不尋常之處，即得到背后的科學(xué)是不斷發(fā)展的本質(zhì)觀和人們認(rèn)識(shí)地球形狀的歷程中所體現(xiàn)的科學(xué)方法和科學(xué)思想。

在教學(xué)中，從古代各國人民對(duì)地球形狀的認(rèn)識(shí)及古人在觀察的基礎(chǔ)上對(duì)地球形狀的各種推測(cè)，以及各種證據(jù)的獲取一直到人造衛(wèi)星的拍攝照片。在引領(lǐng)學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、解決問題的探究過程中，使學(xué)生了解到人類對(duì)于地球形狀的認(rèn)識(shí)和證明的方法。在學(xué)生習(xí)得知識(shí)的同時(shí)，也培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)精神，并領(lǐng)會(huì)了科學(xué)是不斷發(fā)展的這一本質(zhì)。

二、利用科學(xué)史，樹立發(fā)展的科學(xué)觀念

科學(xué)教材中，許多內(nèi)容的教學(xué)如果沒有加入科學(xué)史的材料，從學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的角度看，就是可行且正常的。如果能利用科學(xué)史融入教學(xué)，則不但能使教學(xué)內(nèi)容豐富起來，而且可使科學(xué)教學(xué)顯得有血有肉，不僅無損于學(xué)生知識(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，而且可以讓學(xué)生樹立發(fā)展的科學(xué)觀。

現(xiàn)在只通過教科書了解科學(xué)的學(xué)生，往往對(duì)科學(xué)持有一種非歷史的眼光，以為科學(xué)的理論與生俱來是正確的、是萬古不變的永恒真理，以為科學(xué)是從一些天才的頭腦里蹦出來的，一旦問世就永駐神圣不可侵犯的地位。從科學(xué)發(fā)展史上，我們看到的是真理與謬誤相交織的過程，科學(xué)理論的演變就像是積木拼圖游戲一樣，先是在黑暗中摸索，繼而漸漸地浮現(xiàn)出來。我們看到的是，科學(xué)像其他人類文化一樣，實(shí)際上植根于特定的文化土壤，是由特定的文化素養(yǎng)和文化傳統(tǒng)的人推動(dòng)的，并依賴特定的歷史條件而產(chǎn)生的。

以大氣壓力概念的教學(xué)為例，要求學(xué)生記住大氣壓力等于1.013×105Pa并不難，問題是單純記憶并不能使學(xué)生理解大氣壓力的存在，更不能使學(xué)生知道人們對(duì)于大氣壓的認(rèn)識(shí)是經(jīng)過漫長(zhǎng)的歷史和許多科學(xué)家的努力的。為了促進(jìn)學(xué)生理解大氣壓力的概念，可以講解融入托里拆利及帕斯卡等人創(chuàng)造性研究的科學(xué)史。

以上教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生通過科學(xué)史了解科學(xué)理論、科學(xué)假設(shè)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)之間的關(guān)系。運(yùn)用這種融入科學(xué)史的多元化教學(xué)模式，一方面，因?yàn)閮?nèi)容充實(shí)且學(xué)生本身的積極參與而能提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，另一方面，通過課堂討論或辯論，能使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)家也會(huì)犯錯(cuò)誤，促進(jìn)學(xué)生糾正錯(cuò)誤概念。并且知道科學(xué)是逐漸發(fā)展的，并非一蹴而就的真理，這有利于學(xué)生建立發(fā)展的科學(xué)觀，為形成求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和求真的科學(xué)精神埋下伏筆。

三、利用科學(xué)史，形成求實(shí)的科學(xué)態(tài)度

不知道科學(xué)發(fā)展觀，不易形成求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，所以要讓學(xué)生形成科學(xué)的態(tài)度，必須借助于科學(xué)史的融入。如我在教《生物的進(jìn)化》這一節(jié)內(nèi)容時(shí)，利用科學(xué)史，營造當(dāng)年的歷史氛圍，層層設(shè)疑，讓學(xué)生好像置身于科學(xué)家的探究、辨析的歷程中，不同思想認(rèn)識(shí)與所用證據(jù)猶如連環(huán)扣，讓學(xué)生在思維的理性辨析中達(dá)到求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。一種新的科學(xué)觀念的形成，不能僅僅看到片面的證據(jù)解釋，還要進(jìn)行理性的、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度進(jìn)行分析才能得到正確的結(jié)果。

讓學(xué)生形成科學(xué)的態(tài)度并不僅僅是在教學(xué)中才能進(jìn)行。有些時(shí)候科學(xué)史料比較少，或者一些沒能在教學(xué)中應(yīng)用的科學(xué)史料，可以在新課教學(xué)中和新課教學(xué)后，作為素材編寫例題與習(xí)題。加深學(xué)生對(duì)所學(xué)科學(xué)知識(shí)的理解，有助于科學(xué)態(tài)度的進(jìn)一步深化。

四、利用科學(xué)史，培養(yǎng)批判的科學(xué)精神

科學(xué)發(fā)展的歷史，讓我們看到的是真理與謬誤斗爭(zhēng)的過程，科學(xué)理論的演變就像拼圖游戲一樣，先在黑暗中摸索，繼而漸漸地浮現(xiàn)出來。為避免學(xué)生把科學(xué)看成是不變真理，形成錯(cuò)誤的科學(xué)本質(zhì)觀，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生在靜態(tài)地汲取科學(xué)研究成果的同時(shí)，適時(shí)、適量地滲透科學(xué)發(fā)展的動(dòng)態(tài)歷史，體驗(yàn)科學(xué)知識(shí)及其理論體系的演變和完善過程，學(xué)會(huì)用發(fā)展的眼光審視現(xiàn)有的科學(xué)知識(shí)。在形成這些科學(xué)知識(shí)的過程中，質(zhì)疑、批判、創(chuàng)新、求真、反省的科學(xué)精神起到了不可替代的作用。

在科學(xué)史融入科學(xué)的教學(xué)中，處處體現(xiàn)著科學(xué)家的探索、質(zhì)疑、求真務(wù)實(shí)的精神。如哥白尼日心說對(duì)托勒密地心說的否定，伽利略由于對(duì)日心說的支持而受到的迫害，以及布魯諾對(duì)哥白尼日心說的支持與發(fā)展。這些不畏艱辛、勇于探索的精神都能給予學(xué)生精神的感染。

在科學(xué)史的融入中，能使學(xué)生領(lǐng)會(huì)到科學(xué)發(fā)現(xiàn)有時(shí)是幾代科學(xué)家鍥而不舍、接力棒式的長(zhǎng)期研究的結(jié)果。讓學(xué)生體會(huì)到科學(xué)是特定時(shí)代或特定條件下科學(xué)研究活動(dòng)的產(chǎn)物，處在不斷變化發(fā)展和成熟的過程中，科學(xué)理論具有相對(duì)性。同時(shí)，讓學(xué)生領(lǐng)悟到科學(xué)家們對(duì)真理的追求與執(zhí)著，領(lǐng)悟到科學(xué)探究的艱辛與曲折。

將科學(xué)史融入到初中科學(xué)教學(xué)中，在教學(xué)中讓學(xué)生體會(huì)原汁原味的科學(xué)問題，引導(dǎo)他們親歷科學(xué)概念的形成過程，科學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，以及科學(xué)問題的解決過程，會(huì)更加貼近學(xué)生的認(rèn)知心理，利于學(xué)生對(duì)知識(shí)技能的建構(gòu)，也有利于過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀的培養(yǎng)。將科學(xué)史融入到初中科學(xué)教學(xué)中，使學(xué)生了解科學(xué)發(fā)展的歷程和科學(xué)思想的發(fā)展，有利于循序漸進(jìn)地把握完整的科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想，懂得科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)實(shí)驗(yàn)手段的支持作用，培養(yǎng)學(xué)生辯證思維和批判性思維。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.科學(xué)（7-9年級(jí)）課程標(biāo)準(zhǔn).北京：北京師范大學(xué)出版社.

[2]袁正國.教育理念.教育科學(xué)出版社，2007.9.

[3]中學(xué)物理教育中開展科學(xué)史學(xué)習(xí)的必要性.中學(xué)理科教育，2012（11）.