重燃小學(xué)科學(xué)書中“科學(xué)史”的生命力

張華

摘 要：培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是小學(xué)科學(xué)教育的一大重要目標(biāo)，每一冊(cè)的課本中蘊(yùn)含了豐富的科學(xué)史信息，其獨(dú)特的陳述視角和豐富的內(nèi)涵是十分珍貴的教學(xué)資源。在尊重教材的基礎(chǔ)上，與相聯(lián)系的課文內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)整合，讓古今的科學(xué)思想、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神等滲透到教學(xué)過程中，增加課堂教學(xué)效果的同時(shí)賦予課堂人文教育色彩，為學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成錦上添花。

關(guān)鍵詞：科學(xué)史;科學(xué)素養(yǎng);小學(xué)科學(xué)

小學(xué)科學(xué)課本中蘊(yùn)藏著豐富的科學(xué)史內(nèi)容，有的穿插于課文當(dāng)中，有的出現(xiàn)在單元資料庫里，這些內(nèi)容真實(shí)、帶有歷史色彩的科學(xué)史能給學(xué)生展現(xiàn)科學(xué)家的探索之路，揭示科學(xué)的真實(shí)面貌，在鞏固學(xué)生所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，拓寬其閱讀空間和認(rèn)知思維。由于科學(xué)史的內(nèi)容不在教學(xué)計(jì)劃中，也不在考試范圍內(nèi)，很多教師并不會(huì)重視這一塊內(nèi)容，為了趕教學(xué)進(jìn)度和抓學(xué)生成績，多數(shù)會(huì)選擇三言兩語帶過，亦或是直接忽略這一塊的教學(xué)，蘊(yùn)藏在科學(xué)史中的教育價(jià)值就被掩埋起來。多數(shù)科學(xué)老師認(rèn)為，科學(xué)知識(shí)的傳授和實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)才是最重要的，科學(xué)史不過是些歷史事件，根本無關(guān)緊要。小學(xué)科學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)指出，小學(xué)科學(xué)課程是以培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)啟蒙課程。而科學(xué)史包括了對(duì)這個(gè)單元科學(xué)知識(shí)的拓展、補(bǔ)充和一些科學(xué)家的事例，學(xué)生通過查閱和整理這些資料，不僅可以從其中獲取他們感興趣的內(nèi)容，更好的理解科學(xué)，而且科學(xué)史中含有豐富的人文教育資源，依托科學(xué)史開展人文精神教育，培養(yǎng)正確的道德規(guī)范，樹立科學(xué)的價(jià)值觀、人生觀，塑造積極健康的人文關(guān)懷精神。現(xiàn)代教育的目標(biāo)是促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，科學(xué)史中的人文精神正好可以彌補(bǔ)學(xué)生素質(zhì)教育這一塊內(nèi)容。并且它可以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家的探究方法，重溫他們探索真理的崎嶇之路，感受他們?yōu)榭茖W(xué)而獻(xiàn)生的精神，在正?？茖W(xué)知識(shí)傳授外培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)文化素養(yǎng)，樹立正確的人生觀、價(jià)值觀。本文就科學(xué)史在科學(xué)課堂教學(xué)過程中的有效運(yùn)用進(jìn)行展開論述。

一、重新定義科學(xué)史的地位，重視科學(xué)史的運(yùn)用

小學(xué)科學(xué)新課程的目標(biāo)是三維目標(biāo)：知識(shí)與能力，過程與方法，情感態(tài)度價(jià)值觀。在教學(xué)中以科學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶骄烤?，以此來?qiáng)化學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。我們應(yīng)逐步走出應(yīng)試教育思想的牢籠，不要把自己禁錮在學(xué)科重、難點(diǎn)知識(shí)上，把科學(xué)史也給利用起來。經(jīng)粗略統(tǒng)計(jì)，教科版小學(xué)《科學(xué)》教材中共有50處涉及科學(xué)史的內(nèi)容，具體圖表如下：

這些科學(xué)史內(nèi)容包含了生物、化學(xué)、物理、地質(zhì)學(xué)、天文學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域，加以利用整合，誘導(dǎo)學(xué)生在原來的知識(shí)框架基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)新的問題，提出自己的猜想，最后獨(dú)立解決問題，能幫助學(xué)生更好的理解課文內(nèi)容，弄明白科學(xué)概念的來龍去脈。這些延伸的知識(shí)和科學(xué)探究歷史能幫助學(xué)生鞏固已有的知識(shí)體系，并加以完善，但是很多資料庫里的內(nèi)容過于繁瑣，直接拿來用會(huì)占用較長的課堂時(shí)間，需要我們精心剪裁，適當(dāng)加工，提煉出精華部分融入教學(xué)過程中。要從科學(xué)史中提煉出精華部分，首先我們教師要立足課本，始終圍繞課文的主題和教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行選擇和刪減，做到既能切合學(xué)生實(shí)際，又能擴(kuò)大學(xué)生的視野，從而豐富科學(xué)課的內(nèi)涵。

[案例]如六年級(jí)下第二單元中的《資料庫》里的“火藥的發(fā)明”一小節(jié)內(nèi)容，解釋了火藥是怎么被發(fā)明出來的，這節(jié)內(nèi)容可以作為第四課《小蘇打和白醋的變化》的導(dǎo)入材料，給學(xué)生們觀看火藥發(fā)明的小視頻，了解火藥是古代人們?cè)跓挼み^程中偶然將硫磺和硝石掉在碳上產(chǎn)生劇烈反應(yīng)后發(fā)現(xiàn)的，既然兩種物質(zhì)混合在一起可能會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，那么今天我們也來試試將小蘇打和白醋混合在一起，觀察會(huì)有怎樣的現(xiàn)象發(fā)生。加入火藥的科學(xué)史不但可以激發(fā)學(xué)生探究的興趣，而且能從火藥發(fā)明的歷史當(dāng)中推敲出這節(jié)課化學(xué)反應(yīng)的相關(guān)知識(shí)。

二、歸納總結(jié)，提煉精華

科學(xué)書本里涉及的科學(xué)史內(nèi)容有著一定的教育價(jià)值，但不能原原本本的直接拿來使用，資料庫里的內(nèi)容大多篇幅較長，語句冗雜，直接拿來用不免會(huì)出現(xiàn)小材大用的現(xiàn)象，還會(huì)加重學(xué)生負(fù)擔(dān)，浪費(fèi)課堂時(shí)間。必須加以精簡，在尊重教材的基礎(chǔ)上，把主要內(nèi)容提煉出來，再呈現(xiàn)給學(xué)生。畢竟科學(xué)史并不等同于科學(xué)知識(shí)，在選擇科學(xué)歷史上要懂得篩選，過濾掉枯燥乏味艱澀難懂的歷史，挑選出生動(dòng)有趣、有一定啟發(fā)性的科學(xué)故事;在科普資料的拓展中要選擇與課文有聯(lián)系，內(nèi)容多元化的信息。提煉出來的精華根據(jù)學(xué)生的學(xué)情作調(diào)整，圖文并茂、通俗易懂地展示給學(xué)生。

三、創(chuàng)設(shè)歷史情境，重溫科學(xué)道路之艱辛

科學(xué)家善于用發(fā)現(xiàn)的眼光去觀察生活中的事物，捕捉一個(gè)個(gè)小小的現(xiàn)象，然后提出問題，作出假設(shè)，再通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最后得出結(jié)論?？茖W(xué)的發(fā)現(xiàn)這一整個(gè)艱辛過程光憑教師講述，學(xué)生會(huì)有一種發(fā)現(xiàn)科學(xué)并不是特別難的錯(cuò)覺，很難體會(huì)到科學(xué)探究道路的復(fù)雜和崎嶇。借助科學(xué)家發(fā)現(xiàn)問題的這一過程，以故事的形式圖文并茂地把它還原到課堂之中，很容易就能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，因勢導(dǎo)利，創(chuàng)設(shè)前人探究科學(xué)的情境，啟發(fā)學(xué)生像科學(xué)家一樣用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难酃馊タ创車氖挛?，重溫一遍科學(xué)家發(fā)現(xiàn)問題的過程。把科學(xué)歷史與課堂教學(xué)結(jié)合在一起的方式，可以使學(xué)生設(shè)身處地地思考當(dāng)年科學(xué)家遇到的問題，學(xué)著像一個(gè)科學(xué)家一樣大膽假設(shè)，合理推理，最后理清得出科學(xué)結(jié)論的來龍去脈。經(jīng)歷這一整個(gè)探究過程后，學(xué)生也能領(lǐng)悟科學(xué)家發(fā)現(xiàn)真理并不是人們口中形容的類似“牛頓被蘋果砸一下就發(fā)現(xiàn)了萬有引力”那么簡單容易，相反科學(xué)的發(fā)現(xiàn)往往充滿了艱辛。

[案例]如六年級(jí)下冊(cè)第三單元中第八課《探索宇宙》，在講述人類對(duì)宇宙的探索過程中圖文并茂地給學(xué)生觀看了科學(xué)家為實(shí)現(xiàn)人類遨游太空理想進(jìn)行艱苦奮斗的資料，人類也為此付出了沉重的代價(jià)，先后有14名宇航員殉職，在觀看哥倫比亞航天飛機(jī)的視頻時(shí)，學(xué)生們臉上都露出凝重的表情，可以看出他們已經(jīng)感受到了科學(xué)探索之路的險(xiǎn)峻。

四、培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維

巴甫洛夫曾說：“懷疑，是發(fā)現(xiàn)的設(shè)想，是探索的動(dòng)力，是創(chuàng)新的前提?！比祟惖恼麄€(gè)科學(xué)歷史都是在不斷自我糾正的過程中慢慢積累起來的，科學(xué)家質(zhì)疑前人的結(jié)論，通過探究去驗(yàn)證其是否正確，再對(duì)其進(jìn)行推翻和修改，漸漸完善它。懷疑精神是當(dāng)下學(xué)生普遍欠缺的一種品質(zhì)，當(dāng)我們把科學(xué)知識(shí)的構(gòu)建之路再現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生自然會(huì)關(guān)注科學(xué)家探索真理過程的戲劇化，也就領(lǐng)悟科學(xué)家說的不一定是正確的，書上寫的不一定全對(duì)，老師講的更不可能都對(duì)。在科學(xué)面前，沒有絕對(duì)的權(quán)威，也沒有絕對(duì)的真理。課本里有不少內(nèi)容是講述科學(xué)家如何質(zhì)疑原先的知識(shí)，再進(jìn)行糾正和補(bǔ)充，借助這些科學(xué)史幫助學(xué)生理解科學(xué)發(fā)現(xiàn)的是非曲折，科學(xué)謬論的不斷修正，科學(xué)知識(shí)并不是永遠(yuǎn)不變的。

[案例]五年級(jí)下冊(cè)第四單元《人類認(rèn)識(shí)地球及其運(yùn)動(dòng)的歷史》一課中，在引導(dǎo)學(xué)生提出地球晝夜交替現(xiàn)象的原因的各種假說這一過程中，我以視頻的形式向?qū)W生具體重現(xiàn)了托勒密的“地心說”和哥白尼的“日心說”，告訴學(xué)生一個(gè)現(xiàn)象是可以有很多種解釋的，隨著時(shí)間的發(fā)展，后人會(huì)不斷推翻或顛覆前人的觀點(diǎn)，任何一個(gè)科學(xué)觀念的更新都離不開對(duì)舊知識(shí)的質(zhì)疑。

五、挖掘人文精神，樹立科學(xué)價(jià)值觀

在人類文明發(fā)展過程中科學(xué)史起到了十分重要的促進(jìn)作用，其中不少事跡蘊(yùn)含了一定的人文教育意義，通過展示這些科學(xué)家探究問題的進(jìn)程，可以使學(xué)生懂得作為一個(gè)科學(xué)家應(yīng)有的品質(zhì)：強(qiáng)烈的好奇心，豐富的想象力，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，鍥而不舍的探究精神等。塞內(nèi)加說過，教誨是條漫長的道路，榜樣是條捷徑。讓學(xué)生了解科學(xué)家的事跡，體驗(yàn)探索真理過程的艱辛，親歷思考和探究的過程，潛移默化中激勵(lì)、鼓舞學(xué)生?，F(xiàn)代教育的目標(biāo)是促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，科學(xué)史中的人文精神正好可以彌補(bǔ)學(xué)生素質(zhì)教育這一塊內(nèi)容。

1.合作精神

當(dāng)今社會(huì)下的生存和發(fā)展離不開與別人的合作與交流，現(xiàn)在很多學(xué)生都是獨(dú)生子女，在父母的呵護(hù)下自我中心意識(shí)較強(qiáng)。與人相處時(shí)難免自私、嬌氣。利用科學(xué)史內(nèi)容宣揚(yáng)科學(xué)家們也是在合作的基礎(chǔ)上取得成就，引導(dǎo)學(xué)生在與他人交往的過程中尊重別人，幫助別人，達(dá)到一個(gè)共同進(jìn)步的目標(biāo)。小組合作模式是一種非常有效的學(xué)習(xí)策略，但要達(dá)到最好的效果，小組內(nèi)成員必須齊心協(xié)力，互相坦誠對(duì)待，養(yǎng)成對(duì)自己負(fù)責(zé)，對(duì)同伴負(fù)責(zé)，對(duì)小組負(fù)責(zé)的意識(shí)?？梢杂每茖W(xué)家通過合作發(fā)現(xiàn)真理的故事來感染學(xué)生，如DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)是由弗朗西斯·克里克和詹姆斯·沃森共同發(fā)現(xiàn)的。剛獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主屠呦呦也強(qiáng)調(diào)：“沒有相互之間無私合作的團(tuán)隊(duì)精神，不可能在短期內(nèi)將青蒿素貢獻(xiàn)給世界?！?/p>

2.堅(jiān)持不懈的精神

在探索科學(xué)的道路上，需要有堅(jiān)持不懈的精神，一絲不茍的態(tài)度。學(xué)生身上最缺就是堅(jiān)持，往往在開始做某件事的時(shí)候很認(rèn)真，干勁兒十足，但只有三分鐘熱度，一段時(shí)間后因?yàn)闆]有足夠的毅力去堅(jiān)持而放棄。華羅庚說過：“科學(xué)的靈感，決不是坐等可以等來的。如果說，科學(xué)上的發(fā)現(xiàn)有什么偶然的機(jī)遇的話，那么這種“偶然的機(jī)遇”只能給那些學(xué)有素養(yǎng)的人，給那些善于獨(dú)立思考的人，給那些具有鍥而不舍的精神的人，而不會(huì)給懶漢?！痹诳茖W(xué)家身上我們可以看到難能可貴的堅(jiān)持，這也是他們?nèi)〉脗ゴ蟪删偷闹匾蛑弧Ｔ谄綍r(shí)做實(shí)驗(yàn)的過程中，不少學(xué)生遇到困難，失敗了幾次就叫苦連天，尋求老師幫助;一些孩子不愛寫作業(yè)，每次被老師談話后只能堅(jiān)持幾天按時(shí)完成作業(yè)，時(shí)間一久不寫作業(yè)的老毛病又犯了。不妨在教學(xué)中加入科學(xué)家堅(jiān)持不懈的事跡，去感化學(xué)生的心靈。

[案例]六年級(jí)上第三單元第一節(jié)課《電和磁》，我們可以用奧斯特實(shí)驗(yàn)的故事作為導(dǎo)入，奧斯特在一次實(shí)驗(yàn)中，偶然將導(dǎo)線靠近一個(gè)小磁針，通電的瞬間發(fā)現(xiàn)小磁針出現(xiàn)了一個(gè)奇怪的現(xiàn)象，奧斯特并沒有放過這一小變化，究竟是什么現(xiàn)象呢？我們可以先不告訴學(xué)生結(jié)果，讓學(xué)生大膽猜想，作出假設(shè)，以此來引起學(xué)生的探究欲望，然后引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，獨(dú)立完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)。最后我給學(xué)生看了奧斯特的介紹視頻，問道：“奧斯特能對(duì)一個(gè)現(xiàn)象堅(jiān)持做三個(gè)月的實(shí)驗(yàn)，你們也能像他那樣做一件事情堅(jiān)持很久嗎？”讓學(xué)生領(lǐng)悟到科學(xué)家身上堅(jiān)持不懈的寶貴精神。通過這種形式的導(dǎo)入，不但大大提升學(xué)生的求知欲，而且增加了學(xué)生對(duì)科學(xué)史的理解。

3.創(chuàng)新精神

培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神是科學(xué)教育的目標(biāo)之一，也是素質(zhì)教育的重要目標(biāo)。資料庫里有許多科學(xué)家發(fā)明創(chuàng)造的故事，例如牛頓、奧斯塔、達(dá)芬奇等的故事，把他們以學(xué)生喜愛的方式展現(xiàn)給學(xué)生，樹立榜樣作用，促使他們崇尚科學(xué)，敢于質(zhì)疑，勇于拋棄陳舊的思想和觀念，不滿足于眼下，不斷改革和革新。小學(xué)生有與生俱來的強(qiáng)烈好奇心，細(xì)心呵護(hù)它，能使這種好奇心轉(zhuǎn)變成創(chuàng)新意識(shí)，加以正確引導(dǎo)，使其成長、發(fā)展成能獨(dú)立思考、不墨守成規(guī)。

[案例]五年級(jí)下冊(cè)第一單元的主題是《沉和浮》，這個(gè)單元的資料庫中講述了古希臘物理學(xué)家阿基米德辨別王冠是否摻入了白銀的故事。我用卡通圖的形式來講述這個(gè)故事，并在阿基米德如何想出判斷方法、想出了什么方法這里巧設(shè)疑點(diǎn)，作下鋪墊，讓學(xué)生自行猜想，發(fā)揮想象力，體驗(yàn)科學(xué)家勇于探索、發(fā)明創(chuàng)造的歷程，從內(nèi)心深處崇敬科學(xué)家、學(xué)習(xí)科學(xué)家的精神。

六、拓展科學(xué)史資源

除了在科學(xué)課上利用科學(xué)史來提升課堂效率外，可以將科學(xué)史融入學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)當(dāng)中去，在教師讀書角里放置一些科普讀物，鼓勵(lì)學(xué)生閱讀科學(xué)故事、科學(xué)報(bào)刊，課后多查閱科普資料，有目的有針對(duì)性地給學(xué)生播放視頻資料，通過這一系列的接觸和學(xué)習(xí)，學(xué)生能更好的喜歡科學(xué)，理解科學(xué)，崇尚科學(xué)。如在上六年級(jí)下冊(cè)第四單元時(shí)，可以利用班隊(duì)課時(shí)間給同學(xué)們觀看人類歷史上的重大污染事件，例如1952年的倫敦?zé)熿F事件，讓學(xué)生明白保護(hù)環(huán)境的重要意義。

科學(xué)書本中涉及了大量的科學(xué)史內(nèi)容，在每個(gè)單元最后也都安排了資料庫，想必編寫者是想科學(xué)教師將它活用起來輔助課堂教學(xué)?？茖W(xué)史中蘊(yùn)藏著巨大的教學(xué)價(jià)值和人文價(jià)值，不僅可以拿來與課堂進(jìn)行整合，增大課堂效率，還能提升學(xué)生的人文關(guān)懷，從思想、精神等方面影響學(xué)生，可以有效的提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

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