基于科學史的小學科學教學策略

隨著教育改革的不斷深化，小學科學教育領(lǐng)域正迎來前所未有的挑戰(zhàn)與機遇。然而，回顧以往的科學教學實踐，科學史被簡單地作為歷史知識來教授，相關(guān)教學模式相對單一，多局限于一句話的概括、簡單的文本閱讀、簡短的視頻展示等，導致科學史與科學探究實踐的嚴重脫節(jié)，忽略了科學史的深層內(nèi)涵及其對學生成長的深遠影響?；诖?，本文通過探討基于科學史的小學科學教學策略，旨在激發(fā)學生對科學探索的濃厚興趣，全面提升學生的科學素養(yǎng)，促進其全面發(fā)展。

一、科學史在小學科學教學中的重要性

科學史記載了人類對自然界的認知與改造歷程，其中蘊含著豐富的科學理念與方法。教師將科學史融入小學科學教學，能夠豐富教學內(nèi)容，激發(fā)學生的學習興趣，有助于學生深入理解科學知識的起源與演進，從而有效培養(yǎng)了學生的科學思維和創(chuàng)新意識，幫助他們樹立正確的科學觀念，激勵他們?yōu)榻ㄔO(shè)科技強國而努力。

（一）拓展學生的科學視野

科學史貫穿古今科學發(fā)展脈絡，滿載著歷代科學家的卓越貢獻與傳奇故事。學生站在巨人的肩膀上，在科學史的長河中學習，不僅能夠拓寬科學視野，還能深刻體悟科學知識的廣博與深邃。

（二）培養(yǎng)學生的科學興趣

科學史蘊含豐富且引人入勝的故事與實驗，能夠吸引學生的注意力，激發(fā)他們的好奇心與求知欲。學生通過學習科學史，將會更加熱愛科學，主動探索科學的奧秘。

（三）培養(yǎng)學生的科學思維與創(chuàng)新精神

歷代科學家在探索自然奧秘的過程中，不斷提出新的假設(shè)與理論，并通過實驗來驗證其正確性。這種科學思維與創(chuàng)新精神對于學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)至關(guān)重要。學生通過學習科學家的探索過程與方法，學會如何提出問題、分析問題、解決問題，以及如何進行創(chuàng)新思維與科學探索。

二、基于科學史的教學策略

在基于科學史的小學科學教學中，教師應精心設(shè)計教學策略，確保學生能夠理解并掌握科學知識，領(lǐng)悟科學本質(zhì)，在探究過程中體會科學思想，熟練運用科學方法，最終形成科學精神。具體而言，教師可以實施以下教學策略。

（一）以科學史為切入點，整合教學內(nèi)容，激發(fā)學生的探究熱情

教育心理學家布魯姆提出，學習的最大動機源自學生對學習材料本身的濃厚興趣。只有當學生對科學史產(chǎn)生強烈的好奇心時，教師才能以科學史為切入點設(shè)計教學活動，從而激發(fā)他們的探究熱情。

以蘇教版小學科學六年級上冊《沖出地球》的教學為例，傳統(tǒng)的教學設(shè)計通常包括以下環(huán)節(jié)。第一，通過詳細講述望遠鏡從最初的單筒望遠鏡到現(xiàn)代精密天文望遠鏡的演變過程，使學生直觀感知人類在探索宇宙的過程中，科學技術(shù)是如何不斷進步和發(fā)展的。第二，展示萬戶及其飛行器的圖片，詳細講解萬戶勇敢嘗試沖出地球的光輝歷史，引導學生深入思考：“為什么人類要努力沖出地球？你如何看待萬戶飛天的這一壯舉？”第三，讓學生將羽毛、紙片、乒乓球、沙袋等物品拋向天空，親身體驗地球引力的存在。第四，讓學生通過制作和發(fā)射紙火箭，觀察其飛行高度，并思考：“如何才能脫離地球的引力？”然而，這樣的教學方法在實際操作中可能會存在一些不足之處，如削弱學生對科學的探索熱情，無法使其深刻體會萬戶為突破地球束縛所付出的勇氣和做出的巨大犧牲。在這一學習過程中，部分學生可能會認為萬戶的這種探究精神是愚蠢的。這顯然與我們希望傳遞的科學精神和態(tài)度背道而馳。

在教學過程中，為了更好地展現(xiàn)科學史的價值，激發(fā)學生的科學熱情，教師以“萬戶飛天”這一科學史上的壯舉為切入點，對本課的教學內(nèi)容進行整合，采取以下教學策略。第一，展示萬戶及其飛行器的圖片，引導學生思考：“為什么萬戶最終沒有成功沖出地球？沖出地球主要面臨哪些困難和挑戰(zhàn)？”第二，讓學生通過拋擲羽毛、紙片、乒乓球、沙袋等物品，直觀感受地球引力的作用，并深入思考：“怎樣才能有效擺脫地球引力的束縛？”第三，讓學生通過制作和發(fā)射紙火箭，觀察其飛行高度，進一步引發(fā)思考：“如何才能有效脫離地球的引力，實現(xiàn)沖出地球的夢想？”第四，展示我國古代火箭模型和現(xiàn)代火箭的圖片，通過對比分析，引導學生思考：“為什么要努力沖出地球？你如何看待‘萬戶飛天’的這一歷史壯舉？”第五，講述望遠鏡的發(fā)展歷程，引導學生思考：“望遠鏡的不斷發(fā)展和進步對人類探索宇宙產(chǎn)生了哪些重要影響和作用？”教師通過整合教學內(nèi)容和流程，以科學史為切入點，引導學生聚焦核心問題：“如何才能脫離地球的引力？”充分調(diào)動他們的探究熱情。學生通過這一系列探索過程，對萬戶的探索精神肅然起敬，深刻認識到科學探索的艱辛與偉大。教師通過制定這一系列教學策略，有效培養(yǎng)了學生的科學精神和探究態(tài)度。

（二）以科學史為線，親歷歷史現(xiàn)場，發(fā)展科學思維

科學思維是科學學科核心素養(yǎng)的核心要素，愛因斯坦認為實驗思想是科學的本質(zhì)。新課程標準強調(diào)要創(chuàng)設(shè)真實的情景，讓學生真學習、真探究。在小學科學教學中，教師以科學史為線索，貫穿教學全過程，帶領(lǐng)學生回到科學發(fā)生現(xiàn)場，讓他們像科學家那樣思考。這種教學策略有助于學生深入理解科學史，培養(yǎng)科學思維能力，領(lǐng)略科學的魅力，提升科學素養(yǎng)，為未來的科學學習和研究奠定堅實基礎(chǔ)。

1.親歷科學史，構(gòu)建模型思維

科學史不僅詳盡記錄了人類在探索自然奧秘過程中所經(jīng)歷的種種艱辛與輝煌，更蘊含了豐富的科學思維和方法論。學生通過學習科學史，嘗試像科學家那樣思考，運用科學方法探索未知領(lǐng)域、解決實際問題。這一過程不僅有助于學生構(gòu)建扎實的模型思維，還能極大地促進他們科學思維的發(fā)展，培養(yǎng)他們的實證精神。同時，教師還應鼓勵學生將這種科學的思維方式靈活應用于日常學習和未來的工作實踐中。

以蘇教版小學科學四年級下冊《像科學家那

樣……》的教學為例，教師可以采取以下教學策略。第一，像科學家那樣“看”科學。教師先創(chuàng)設(shè)一個真實生動的情景，如用風扇吹動懸掛的吊燈，再讓學生觀察吊燈有規(guī)律地來回擺動，引導學生想象這樣的情景與400多年前伽利略在教堂里所遇到的情景如出一轍。學生通過這種直觀體驗，能夠更真切地感受科學現(xiàn)象的魅力。第二，像科學家那樣“想”科學。教師提出問題引導學生思考：“假如你是伽利略，面對這樣的情景，你的大腦里會閃現(xiàn)出哪些疑問？”這種引導方式，能夠讓學生逐步學會像科學家那樣進行深入思考和質(zhì)疑。第三，像科學家那樣“做”科學。教師可以組織學生借助身邊的材料，模擬伽利略當年的實驗過程。如，用一根繩子系住一個重物，模擬吊燈的擺動，仔細觀察并記錄擺動的規(guī)律。學生通過親自操作和實驗，不僅能更深入理解相關(guān)科學原理，還能在動手實踐中體驗到科學發(fā)現(xiàn)的樂趣和成就感。第四，像科學家那樣“歸”科學。教師引導學生將實驗結(jié)果進行歸納總結(jié)，形成自己的科學結(jié)論。學生通過這一學習過程，不僅能顯著提高模型思維能力，還學會用科學方法分析和解決問題，為未來的學習和工作奠定堅實基礎(chǔ)。

學生通過追溯科學理論的發(fā)展脈絡，可以身臨其境地了解科學家在面對問題時如何提出假設(shè)、設(shè)計實驗、收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果。這種過程性學習有助于學生理解科學知識的本質(zhì)，而不是僅停留在固有的科學結(jié)論上。同時，在科學史的學習中，學生可以親眼見證到科學家是如何從最初的觀察出發(fā)，逐步構(gòu)建出越來越精確和完善的科學模型。

2.再現(xiàn)科學史，培育批判思維

批評思維是一種不盲目接受外來觀點和信息，而是對信息進行審慎分析、評估和推理的思維方式。在科學史的教學中，教師通過再現(xiàn)科學歷史情景，組織學生進行情景演繹，讓學生在親身體驗中了解科學知識的演變過程，使其認識到科學理論并非一成不變，而是經(jīng)歷了不斷的修正和完善。在這個學習過程中，學生能夠親眼見證科學家是如何運用批判性思維對既有理論質(zhì)疑，從而推動科學的進步。這種教學策略能夠激發(fā)學生的好奇心和探索欲，培養(yǎng)他們獨立思考能力和問題解決能力，使他們在面對復雜問題時，能夠運用批判性思維進行審慎分析和判斷。

以蘇教版小學科學五年級上冊《七色光》的教學為例，教師可以依托牛頓與七色光的故事，設(shè)計一系列問題。第一，引導學生觀察窗外，讓其思考：“太陽光是什么顏色的？”第二，出示彩虹圖片：夏天的傍晚，往往一場大雨后，天空中會掛著一道美麗的彩虹。引導學生思考：“彩虹是怎樣產(chǎn)生的？”第三，鼓勵學生質(zhì)疑：“太

陽光有時候是無色的，有時候是彩色的。你認為太陽光是什么顏色的？”引導學生思考：“一直以來，人們認為白色是最純的色，白色的太陽光是最純的光。這個習以為常的現(xiàn)象，卻沒有人深入研究。但是愛思考的牛頓在看到彩虹后，他的大腦就產(chǎn)生了很多問題，假如你是牛頓，你會提出什么樣的問題？又會怎樣證明你的猜想？”第四，向?qū)W生講述：牛頓通過實驗后，發(fā)現(xiàn)太陽光可以分解成七種顏色的光，并到皇家協(xié)會，大膽地提出了自己的觀點。引導學生思考：“假如你是專家，你會同意他的觀點嗎？如果不同意，你會怎樣質(zhì)疑他？反之，假如你是牛頓，面對專家的質(zhì)疑，你會放棄研究，還是繼續(xù)證明自己的觀點？又通過什么樣的實驗來驗證自己的觀點？”第五，鼓勵學生質(zhì)疑：“光能混合嗎？光混合以后會怎樣？”第六，引導他們思考：“假如你是牛頓，怎樣在皇家協(xié)會再次證明自己的觀點？”

教師像這樣再現(xiàn)歷史現(xiàn)場，讓學生通過角色扮演和情境模擬的方式，設(shè)身處地地展開深入思考，身臨其境地感受科學家是如何運用批判性思維對自然現(xiàn)象進行探索和研究，從而深入了解牛頓發(fā)現(xiàn)七色光的過程，深刻體會到科學家在面對未知世界時，所展現(xiàn)的智慧和勇于質(zhì)疑的科學精神。這樣的教學策略，不僅能培養(yǎng)學生的批判性思維，還能激發(fā)他們的創(chuàng)新意識和實踐能力，使他們在未來的學習和生活中，更加自信和獨立。

此外，在科學史的教學中，教師還可以引導學生對比不同歷史時期科學理論的差異和聯(lián)系，使他們認識到科學知識的積累和發(fā)展是一個長期而復雜的過程。通過對比和分析，學生可以學會從不同角度審視問題，形成更為全面和深入的理解。以蘇教版小學科學五年級下冊《晝夜交替》的教學為例，教師可以先向?qū)W生講解古人對晝夜現(xiàn)象的解釋，并結(jié)合托勒密的“地心說”，引導學生思考托勒密的觀點，再引出哥白尼的“日心說”。這樣的教學策略不僅能讓學生對比兩種學說的差異和聯(lián)系，還能讓他們認識到科學理論的發(fā)展是一個不斷修正和完善的過程。

由此可見，教師再現(xiàn)科學歷史情境，并開展討論和辯論互動，引導學生尊重不同的觀點，學會用證據(jù)支持自己的觀點，接受和反思他人的質(zhì)疑和批評，從而培養(yǎng)他們的批判性思維、溝通能力以及團隊協(xié)作精神。

（三）以科學史為面，融合跨學科知識，提升科學素養(yǎng)

新課標強調(diào)，在課程內(nèi)容的教學中，教師應設(shè)計一系列跨學科主題學習活動，加強學科間的相互關(guān)聯(lián)。義務教育科學課程是一門體現(xiàn)科學本質(zhì)的綜合性基礎(chǔ)課程，其教學不應局限于單一學科，而應實施跨學科融合教學。在小學科學教學中，教師以科學史為核心內(nèi)容，組織跨學科融合教學活動，引導學生從多方面進行體驗與探究，讓他們能夠在多元且豐富的知識體系中，系統(tǒng)地探索和領(lǐng)悟科學的深邃奧秘，從而構(gòu)建一個立體、多維度的知識網(wǎng)絡，有效提升他們的科學素養(yǎng)。

以蘇教版小學科學二年級下冊《自制指南針》的教學為例，教師可以融合語文、數(shù)學、美術(shù)等多個學科的教學內(nèi)容，設(shè)計以下教學策略。第一，借助文本閱讀的方式，讓學生深入了解指南針作為我國四大發(fā)明之一的歷史背景及其重要意義，學習指南針的基本結(jié)構(gòu)和原理，培養(yǎng)他們的愛國情懷和民族自豪感。第二，在綜合實踐課上，引導學生利用所學的科學原理親自動手制作指南針模型，通過實際操作加深對指南針工作原理的理解。第三，引導學生運用美術(shù)技巧對指南針進行美化設(shè)計，提升其美觀性和實用性，培養(yǎng)他們的審美能力和動手能力。第四，借助數(shù)學中的位置與方向知識，引導學生對指南針的表盤進行精確的方位標識，讓其在實踐中掌握空間定位的基本技能。

這種創(chuàng)新的融合教學模式，有效打破了傳統(tǒng)學科之間的壁壘，消除了學科間的隔閡，充分激發(fā)了學生的創(chuàng)新思維和跨學科綜合思考能力，使他們在多角度、多層次分析和解決問題中，展現(xiàn)出獨特的思維魅力。同時，學生在這種跨學科的學習過程中，能夠更好地理解科學發(fā)展的歷史脈絡，認識到科學知識的形成過程，從而形成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和創(chuàng)新性思維。

三、結(jié)語

綜上所述，在科學史的教學中，教師以點、線、面的方式將科學史融入科學教學活動，不僅能夠拓寬學生的科學視野，還能有效激發(fā)他們的科學興趣，培養(yǎng)他們的科學思維能力、創(chuàng)新精神等科學素養(yǎng)。因此，我們應重視科學史在小學科學教學中的獨特作用與價值，積極采用高效的教學策略和方法，確?？茖W史教學的順利實施，從而滿足學生全面發(fā)展的需求。