例談以科學(xué)史為策略體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)的教學(xué)

摘要：當(dāng)前的初中科學(xué)課程中體現(xiàn)著科學(xué)本質(zhì)，教師應(yīng)首先自己關(guān)注和理解什么是科學(xué)本質(zhì)的內(nèi)涵，進(jìn)而挖掘教材和科學(xué)史中的科學(xué)素材，組織有效教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解，在這一過(guò)程中，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，體現(xiàn)科學(xué)的過(guò)程和方法，培養(yǎng)科學(xué)的情感與態(tài)度。

關(guān)鍵詞：科學(xué)史；教學(xué)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)策略

在《初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出，初中科學(xué)課程是體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)的課程。對(duì)于科學(xué)本質(zhì)的內(nèi)涵，不同的學(xué)者有不同的理解。通過(guò)比較McComas基于教育文件提出的科學(xué)本質(zhì)的14 個(gè)方面和N.G.Lederman提出的科學(xué)本質(zhì)七個(gè)方面，雖然他們對(duì)于科學(xué)本質(zhì)內(nèi)涵的理解存在不同的意見，然而關(guān)于科學(xué)的暫時(shí)性、主觀性、創(chuàng)造性、科學(xué)是基于經(jīng)驗(yàn)的、科學(xué)是社會(huì)文化滲透的、區(qū)分觀察與推測(cè)、區(qū)分科學(xué)理論與科學(xué)定律，都是教育學(xué)者在科學(xué)本質(zhì)內(nèi)涵中所共同關(guān)注的方面。

課程中滲透著科學(xué)本質(zhì)，作為一名初中科學(xué)教師，得自己先關(guān)注和理解科學(xué)課程中的科學(xué)本質(zhì)，才能在科學(xué)教學(xué)中，采取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略與方法，引導(dǎo)和培養(yǎng)并樹立學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)內(nèi)涵的理解。而在課堂中培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的內(nèi)涵的方式有多種，實(shí)驗(yàn)探究是一種經(jīng)典的類型，許多教師已經(jīng)采用不同的策略組織開展科學(xué)探究課，在此不再贅述。然而大多數(shù)教師可能會(huì)忽略科學(xué)史哲在課堂中的作用，科學(xué)史哲的學(xué)習(xí)往往會(huì)比實(shí)驗(yàn)探究更深刻的體現(xiàn)了科學(xué)本質(zhì)的內(nèi)涵，將科學(xué)史引入平常的課堂教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和對(duì)科學(xué)本質(zhì)理解的有效方法。在備課時(shí)，教師如何挖掘教材中的科學(xué)本質(zhì)，如何有效將科學(xué)史素材引入課堂教學(xué)中，筆者將以初中科學(xué)教材中的部分課例為素材，談?wù)勛约簩?duì)課堂中引入科學(xué)史的理解。

當(dāng)前的科學(xué)教材中所呈現(xiàn)的內(nèi)容，部分已經(jīng)包含了科學(xué)史的學(xué)習(xí)，部分需要教師額外尋找資料進(jìn)行拓展，在挖掘科學(xué)本質(zhì)的過(guò)程中，筆者認(rèn)為教師應(yīng)該關(guān)注以下兩個(gè)方面：

一、教師應(yīng)重視知識(shí)建構(gòu)過(guò)程。

科學(xué)知識(shí)并不是憑空產(chǎn)生的?？茖W(xué)教材中的目前所學(xué)的科學(xué)知識(shí)都體現(xiàn)著豐富的科學(xué)史素材，例如教材中關(guān)于牛頓第一定律的學(xué)習(xí)，從伽利略到牛頓，本身就體現(xiàn)了科學(xué)知識(shí)發(fā)展和補(bǔ)充的過(guò)程。而對(duì)于某些素材，教材中并沒有明確的科學(xué)史線索，如關(guān)于大氣的壓強(qiáng)，從亞里士多德、伽利略、托里拆利、帕斯卡和蓋里克等人的實(shí)驗(yàn)，從而建立了大氣壓的概念和測(cè)量的方法。類似牛頓第一定律和大氣壓是初中科學(xué)的核心概念，內(nèi)容抽象，一直是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在。對(duì)于這些抽象的概念的知識(shí)建構(gòu)，教師更應(yīng)關(guān)注科學(xué)知識(shí)是如何建構(gòu)的，讓學(xué)生理解科學(xué)概念之間的邏輯關(guān)系。如科學(xué)概念是怎么產(chǎn)生的，什么時(shí)候發(fā)生了改變，以及為什么會(huì)發(fā)生改變等，通過(guò)這一系列問(wèn)題的引導(dǎo)和思考，幫助學(xué)生建立對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。

二、教師應(yīng)關(guān)注科學(xué)史哲發(fā)展。

科學(xué)的發(fā)展存在著科學(xué)的歷程。在科學(xué)的歷程中，不只是存在目前看來(lái)正確的概念的產(chǎn)生，也存在著科學(xué)發(fā)展中的錯(cuò)誤的部分。而這些錯(cuò)誤的部分往往是學(xué)生的迷思概念的存在。教師如果能關(guān)注到這部分科學(xué)史的發(fā)展，在課堂中明示這一部分科學(xué)史，不僅將有效打破學(xué)生的迷思概念，而且能培養(yǎng)科學(xué)的情感態(tài)度，體現(xiàn)科學(xué)學(xué)習(xí)的人文性。如對(duì)牛頓第一定律的學(xué)習(xí)，學(xué)生更容易理解亞里士多德的想法，而對(duì)牛頓第一定律的抽象性和慣性的理解存在一定的難度。如對(duì)生物進(jìn)化的理解，學(xué)生更容易受拉馬克的觀點(diǎn)的影響，而對(duì)達(dá)爾文生物進(jìn)化觀點(diǎn)的理解存在一定難度。教師應(yīng)該將科學(xué)史的部分前后比較，比較科學(xué)家的思考方式，更應(yīng)該讓學(xué)生關(guān)注為什么科學(xué)家的思想發(fā)生了改變，是什么原因引起了科學(xué)家思想的改變，之前的觀點(diǎn)存在哪些無(wú)法解釋的錯(cuò)誤等。教師在讓學(xué)生關(guān)注改變的過(guò)程中，從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。

對(duì)于科學(xué)本質(zhì)的教學(xué)模式，許多學(xué)者提出了不同的教學(xué)方法，在此筆者將介紹具有代表性的方法，并輔以說(shuō)明與案例的參考。

孟克-奧斯本模式是“歷史-探究”教學(xué)模式，包括六個(gè)階段，即呈現(xiàn)或演示現(xiàn)象、啟發(fā)學(xué)生表達(dá)觀點(diǎn)、呈現(xiàn)歷史觀點(diǎn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)觀點(diǎn)與實(shí)證性檢驗(yàn)、回顧與評(píng)價(jià)。如教師在進(jìn)行光合作用教學(xué)時(shí)，也可以采用這種教學(xué)方法。在光合作用發(fā)現(xiàn)的過(guò)程中，經(jīng)歷了亞里士多德、海爾蒙特、伍德奧德、普利斯特利、英格豪斯、森尼別、薩克斯、恩格爾曼、魯賓和卡門的一系列科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)。在這一過(guò)程體現(xiàn)了科學(xué)本質(zhì)中的科學(xué)知識(shí)累積性、暫時(shí)性和非權(quán)威性、科學(xué)的主觀性、實(shí)證性、科學(xué)與社會(huì)文化、科學(xué)與技術(shù)間的相互影響。教師可以以孟克-奧斯本模式為參考，在課堂教學(xué)中教師通過(guò)介紹光合作用的發(fā)現(xiàn)，讓學(xué)生提出猜想，光合作用的原料和產(chǎn)物是什么，之后再介紹科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)，并在科學(xué)家實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過(guò)課堂實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證學(xué)生的猜想。在這一過(guò)程中體現(xiàn)科學(xué)史與實(shí)驗(yàn)探究，通過(guò)有效的教學(xué)策略將有助于學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。

（作者單位：溫州市繡山中學(xué)）