在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中滲透科學(xué)史教育的研究

文/趙范玨

引 言

由于小學(xué)科學(xué)教師個人的知識素養(yǎng)、對教學(xué)的理解存在一定差距，部分教師在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)用科學(xué)史或滲透科學(xué)史進(jìn)行教學(xué)的活動或程序存在一些問題。第一，小學(xué)科學(xué)教師對科學(xué)史本身的關(guān)注和了解基本停留在教材的基礎(chǔ)內(nèi)容上，延展性、關(guān)聯(lián)性知識較少[1]。第二，小學(xué)科學(xué)教師雖然對科學(xué)史的教育功能和指導(dǎo)價值有一定關(guān)注，但實(shí)際融入或引入的次數(shù)少，頻率較低，且主要考慮整體教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)次序，忽略了學(xué)生的興趣點(diǎn)和認(rèn)知條件。針對以上教學(xué)實(shí)踐問題，教師應(yīng)從教學(xué)策略和教學(xué)方法上進(jìn)行改進(jìn)，充分發(fā)揮科學(xué)史的作用。

一、科學(xué)史的主要內(nèi)容

科學(xué)史的本質(zhì)一方面是一切發(fā)生在過去時間和空間背景之下，與科學(xué)有關(guān)聯(lián)的史實(shí)性內(nèi)容；而另一方面是指在科學(xué)發(fā)展進(jìn)程中呈現(xiàn)出來的，具有一定反思和指導(dǎo)意義的科學(xué)精神和科學(xué)過程。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)過程中滲透的科學(xué)史內(nèi)容，則更加注重如何利用科學(xué)史來驗(yàn)證所教知識，如何利用科學(xué)史中承載的精神、邏輯關(guān)系、科學(xué)事件等發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)能動意識，而此方面內(nèi)容則是表現(xiàn)為科學(xué)史的內(nèi)部含義。另外，教師還要利用科學(xué)史引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)科學(xué)與人類發(fā)展在歷史、經(jīng)濟(jì)、社會、文化、軍事、政治等多個方面之間的關(guān)系，從而找到科學(xué)與生活之間的聯(lián)系。

二、在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中滲透科學(xué)史教育的積極意義

（一）有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中引入科學(xué)史內(nèi)容，可以讓學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識時擴(kuò)展個人學(xué)科思維，打開科學(xué)視野，激發(fā)學(xué)生濃厚的科研興趣，形成較為熱烈的討論氛圍，并幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)科學(xué)概念到具體知識的轉(zhuǎn)化和升級，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和學(xué)科精神，促使學(xué)生形成基本的以科學(xué)角度看待問題、觀察問題、分析問題、解決問題的思路，為活躍學(xué)習(xí)思維、打造學(xué)習(xí)通道提供支持和幫助。這樣既能幫助學(xué)生更好地掌握科學(xué)知識，又可以幫助學(xué)生養(yǎng)成健康的學(xué)習(xí)習(xí)慣，帶動學(xué)生整體學(xué)習(xí)思維的構(gòu)建。

（二）有利于學(xué)生更好地理解科學(xué)的本質(zhì)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

教師在教學(xué)實(shí)踐中深化教材和教輔材料中有關(guān)科學(xué)史的內(nèi)容，可以讓學(xué)生正確理解科學(xué)的本質(zhì)，由具象思維過渡到抽象思維，認(rèn)識到科學(xué)知識背后所蘊(yùn)含的精神實(shí)質(zhì)，而不僅是停留在有趣的科學(xué)現(xiàn)象表面。在了解了科學(xué)本質(zhì)之后，學(xué)生才能有效激發(fā)起學(xué)習(xí)興趣，樂于探索，勇于探索，創(chuàng)新實(shí)踐，最終實(shí)現(xiàn)小學(xué)科學(xué)教育的本質(zhì)目標(biāo)。

（三）有助于學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新意識，激發(fā)創(chuàng)新能動性本質(zhì)

小學(xué)科學(xué)教學(xué)中涉及與學(xué)生生活既有聯(lián)系又有提高的教學(xué)內(nèi)容，而掌握其中的基礎(chǔ)性定理、規(guī)律性內(nèi)容有助于學(xué)生培養(yǎng)自己的創(chuàng)新意識，激發(fā)創(chuàng)新能動性。所以，教師要利用一些科學(xué)史的內(nèi)容來吸引學(xué)生的注意力，如科學(xué)家的創(chuàng)新故事、圖片、視頻資料等活躍課堂氣氛，讓學(xué)生保持較高的注意力，增加自己認(rèn)知的能動意識，并透徹了解科學(xué)知識背后的內(nèi)容。其次，滲透科學(xué)史之后，學(xué)生能夠借由科學(xué)家分析事物、獲取知識的過程或方法來提升自己的認(rèn)知技巧，從看到科學(xué)的衍生、構(gòu)成、發(fā)展過程中學(xué)習(xí)其時代性、進(jìn)步性精神。

三、在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中滲透科學(xué)史的原則

（一）去粗取精

教師在選擇科學(xué)史和滲透科學(xué)史時，要做到去粗取精。科學(xué)史中包含了人物、事件、含義、結(jié)果等多方面內(nèi)容，教師要選擇最契合課堂教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)和最符合學(xué)生年齡層次的部分內(nèi)容進(jìn)行講解，讓所選取的內(nèi)容更能凸顯教育意義，更能給學(xué)生科學(xué)啟示，避免為了豐富內(nèi)容而盲目增加教學(xué)量的現(xiàn)象，那樣會使教學(xué)線索混亂、學(xué)習(xí)目標(biāo)不清晰。

例如，教師可以引入蔡倫造紙的科學(xué)故事，讓學(xué)生認(rèn)識和了解我國古代的科技發(fā)明和我國古代科學(xué)成就對于世界文明發(fā)展的作用和意義。這既能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，又能培養(yǎng)民族自信和文化自信。但教師要盡量以這一條線索展開教學(xué)活動，不要涉及過多其他科學(xué)史內(nèi)容，避免因教學(xué)內(nèi)容過于龐雜而分散學(xué)生的注意力。

（二）尊重歷史

科學(xué)雖然是在創(chuàng)新的基礎(chǔ)上得以發(fā)展的，但其基礎(chǔ)是尊重事物原有的規(guī)律和特性。教師在引入科學(xué)史教學(xué)時也要做到尊重歷史，尊重事實(shí)依據(jù)。

例如，部分教師在引入伽利略推翻亞里士多德影響物體下落速度結(jié)論時，習(xí)慣于進(jìn)行簡單的藝術(shù)加工，突出伽利略與亞里士多德在科學(xué)認(rèn)知中的矛盾點(diǎn)，想以此來吸引學(xué)生的注意力，讓其更真實(shí)地了解科學(xué)精神的本質(zhì)。教師原本的教學(xué)目的是正確的，但要注意在教學(xué)中不要自行設(shè)計(jì)史實(shí)中未出現(xiàn)的故事情節(jié)，不要人為增加矛盾點(diǎn)，要保持科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性。

四、在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中滲透科學(xué)史教育的實(shí)踐策略

小學(xué)科學(xué)教材內(nèi)容中所涉及或包含的科學(xué)史內(nèi)容較多，僅教科版教材就包含了上百處，體現(xiàn)了教材對于學(xué)生掌握科學(xué)史知識的重視程度?；诂F(xiàn)有教材的編排和學(xué)?？商峁┑馁Y源，教師應(yīng)該不斷進(jìn)行創(chuàng)新性的教學(xué)設(shè)計(jì)，融入更多的教學(xué)理論模式，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，引發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考和回顧。

（一）教師要積極開發(fā)和整合各種教育資源，滲透科學(xué)史教育

科學(xué)史不只存在于科學(xué)教材的文本材料之中，還滲透在各種生活軌跡和跨學(xué)科知識之中，這與科學(xué)本身反映人類社會生產(chǎn)生活各方面運(yùn)動規(guī)律的本質(zhì)相關(guān)。所以，教師不僅要深度解讀教材，還要能夠創(chuàng)新資源應(yīng)用的渠道，整合多樣的教育資源，用于輔助課上教學(xué)內(nèi)容，并能夠做到不同知識、不同類型資源之間的融會貫通。

例如，語文學(xué)科或歷史學(xué)科中涉及如居里夫人、牛頓等科學(xué)人物的人生歷程。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師也可以將此部分題材或內(nèi)容引入進(jìn)來，請學(xué)生先回憶一下居里夫人一課講了哪些故事，用跨學(xué)科知識激活學(xué)生理解新知識的思維，再請學(xué)生來探討一下居里夫人的科學(xué)成就在現(xiàn)今社會是否還有時代進(jìn)步意義。學(xué)生在小組討論中深化了個人認(rèn)知，實(shí)現(xiàn)了跨學(xué)科知識中科學(xué)史內(nèi)容的豐富與擴(kuò)展。教師還可以帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)科技博物館、文化博物館，開發(fā)社區(qū)資源和社會資源，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容。在社會條件或地區(qū)資源條件允許的前提下，教師還可以積極利用信息化手段和學(xué)生一同參觀線上博物館，如國家地質(zhì)博物館、國家海洋博物館等，使學(xué)生能夠養(yǎng)成積極觀察生活，發(fā)現(xiàn)生活中所蘊(yùn)含的科學(xué)內(nèi)容的習(xí)慣，將不同形式的科學(xué)史資源融入立體化科學(xué)教學(xué)氛圍的構(gòu)建之中。

（二）科學(xué)史內(nèi)容的選擇要服務(wù)于教學(xué)目標(biāo)

小學(xué)科學(xué)教師在教學(xué)中應(yīng)該轉(zhuǎn)變過分依賴教材內(nèi)容選擇科學(xué)史的教學(xué)現(xiàn)狀，在充分發(fā)揮科學(xué)史教育價值的同時，從課程的教學(xué)目標(biāo)出發(fā)，選擇恰當(dāng)?shù)目茖W(xué)史內(nèi)容，并將科學(xué)史以故事的形式更加生動有趣地呈現(xiàn)給學(xué)生[2]。同時，教師也要注意不同學(xué)生對知識的接受能力和理解能力，做到整體性和針對性相統(tǒng)一，引導(dǎo)學(xué)生融入教學(xué)環(huán)節(jié)中，進(jìn)行主動實(shí)驗(yàn)、熱烈討論和全面分析，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)自信，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)成就感，帶動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的提高，使科學(xué)史真正服務(wù)于教學(xué)。

例如，在教學(xué)“我們知道的動物”時，教師可以先請學(xué)生在課前收集和閱讀自己較為感興趣的動物資料，包含動物的外貌特征、生活習(xí)性、飲食習(xí)慣、棲息地等內(nèi)容。在課上，教師可以先請學(xué)生展示自己所收集到的信息，講解相關(guān)知識點(diǎn)。然后，教師可以播放已滅絕的動物（如恐龍）視頻，和學(xué)生所整理的動物進(jìn)行比較，請學(xué)生進(jìn)行討論：哪一種動物的生存能力更強(qiáng)？如果學(xué)生給出的答案是恐龍，就再請問學(xué)生為何恐龍會滅絕，而其他看似弱小的生物則存活至今，引發(fā)學(xué)生有關(guān)于生命的思考。然后，教師再介紹達(dá)爾文及其著作《物種起源》，讓學(xué)生嘗試討論有關(guān)于“自然選擇”的問題。相較于直接表述教材內(nèi)容，教師引入科學(xué)史能使知識點(diǎn)更加豐富；而導(dǎo)學(xué)部分學(xué)生自行收集的資料則可以使科學(xué)史知識變得易于理解，在不同學(xué)習(xí)水平的學(xué)生之間搭建起較為平衡的橋梁，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

（三）科學(xué)史的融入方法要適當(dāng)

教師對科學(xué)史內(nèi)容或延展性教學(xué)內(nèi)容的融入方法要適當(dāng)，要讓學(xué)生站在歷史的角度展望科學(xué)的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展的重要因素，提升學(xué)生的參與感和認(rèn)同感[3]?；蛘哂脤?shí)驗(yàn)的方式讓學(xué)生感受理論性知識，用驗(yàn)證學(xué)習(xí)或競賽學(xué)習(xí)方式提升學(xué)生的參與熱情和學(xué)習(xí)熱情，將科學(xué)作業(yè)轉(zhuǎn)化為學(xué)生主動對素材的收集、整理和匯報(bào)行為。學(xué)生在此過程中一方面可以活躍個人思維，實(shí)現(xiàn)有效收集、定向歸類和科學(xué)分析，用基礎(chǔ)的科學(xué)方法升華知識；另一方面也可以學(xué)會用先進(jìn)的科學(xué)輔助手段展現(xiàn)個人學(xué)習(xí)成果，在實(shí)踐中感知科學(xué)的進(jìn)步和力量。

例如，在教學(xué)“磁鐵”時，教師如果把本課中所涉及的科學(xué)史內(nèi)容，即法國物理學(xué)家阿拉戈和呂薩克發(fā)現(xiàn)電流通過鐵塊所構(gòu)成的線圈可以使鐵塊磁化的現(xiàn)象這一內(nèi)容通過實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行教學(xué)，收到的教學(xué)效果會更加理想。例如，教師在簡單介紹本課的理論性知識和科學(xué)內(nèi)容之后，將學(xué)生分成若干探究性學(xué)習(xí)小組，讓學(xué)生利用教師所提供的鐵釘進(jìn)行電磁鐵的制作，在此過程中了解電磁鐵的南北兩極，并分析電磁鐵的工作原理和基礎(chǔ)構(gòu)造，再衍生出電磁鐵在當(dāng)代社會中的應(yīng)用領(lǐng)域，如日常生活中的應(yīng)用。教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會記錄實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行定向分析和知識的整理，用實(shí)踐實(shí)現(xiàn)對科學(xué)史的有效學(xué)習(xí)，提升學(xué)生對知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)家的崇敬之情。

（四）教師要注重自我學(xué)習(xí)與提高

小學(xué)科學(xué)學(xué)科雖然相較于語文或數(shù)學(xué)學(xué)科受到的重視程度較低，但小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)該抱有積極正向的教學(xué)態(tài)度，充分認(rèn)知到科學(xué)學(xué)科教學(xué)在學(xué)生成長中的重要作用，科學(xué)史對于學(xué)生掌握和理解科學(xué)學(xué)科知識的重要意義，轉(zhuǎn)變既有的、落后的教學(xué)觀念，融入更加先進(jìn)的教學(xué)理念，并不斷學(xué)習(xí)生命科學(xué)、地球科學(xué)、宇宙科學(xué)等跨領(lǐng)域的學(xué)科知識。這既有利于教師提升個人專業(yè)素養(yǎng)，正確、充分、多角度地解答學(xué)生的學(xué)習(xí)問題，又能為學(xué)生廣泛閱讀、積極學(xué)習(xí)樹立榜樣，提高教師在學(xué)生中的影響力和號召力，從而形成積極的教學(xué)氛圍。

（五）學(xué)校要整合教育資源，建立素材庫

學(xué)校是教與學(xué)的重要場所。為有效提高教學(xué)質(zhì)量，充分發(fā)揮科學(xué)史的教學(xué)作用，學(xué)校應(yīng)整合校內(nèi)外的可用資源，并完善教師的培訓(xùn)機(jī)制，為一線的小學(xué)科學(xué)教師提供更多可借鑒的、豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及教師間相互學(xué)習(xí)的機(jī)會和場所，通過教師之間的不斷分享和自我學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)教學(xué)素養(yǎng)的快速提高；同時，要針對實(shí)際情況建立有校園特色和學(xué)科特色的科學(xué)史素材庫，用以豐富教學(xué)資料。學(xué)校既可以鼓勵教師通過個人渠道收集補(bǔ)充資料，又要整合學(xué)校之間的合作資源和合作方式，使科學(xué)史教學(xué)立體而飽滿。

結(jié) 語

綜上所述，小學(xué)科學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的重要學(xué)科，教師應(yīng)該結(jié)合學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況和學(xué)校既有教學(xué)資源，充分挖掘可用的科學(xué)史內(nèi)容，不斷進(jìn)行擴(kuò)展和延伸[4]。教師在應(yīng)用科學(xué)史進(jìn)行教學(xué)時，首先要對教材中所包含的科學(xué)史內(nèi)容進(jìn)行準(zhǔn)確分析，再依照教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)教學(xué)活動和教學(xué)形式，真正做到有理、有據(jù)、有分析、有應(yīng)用。同時，教師要在教學(xué)實(shí)踐中創(chuàng)新教學(xué)方法，選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)時機(jī)和教學(xué)時間，充分做到利用教學(xué)史豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量，吸引學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探索和科學(xué)學(xué)習(xí)，注重學(xué)生學(xué)科興趣的培養(yǎng)、學(xué)生綜合學(xué)習(xí)素養(yǎng)體系的構(gòu)建及基礎(chǔ)學(xué)科思維和學(xué)科內(nèi)涵的打造。