易紅梅

摘要：科學(xué)知識的形成和發(fā)展過程中蘊含著豐富的科學(xué)方法，以及科學(xué)家們求真務(wù)實的探索精神和創(chuàng)新意識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和人文精神。利用科學(xué)史進行教學(xué)，可以完善學(xué)生對科學(xué)知識的認知，學(xué)習(xí)科學(xué)家的思維方法，可以幫助學(xué)生從知識的形成扣發(fā)展過程中更好的體悟科學(xué)知識，認識到科學(xué)講求實證、不斷發(fā)展的本質(zhì)，更好的理解和掌握科學(xué)方法，領(lǐng)悟科學(xué)的人文精神。

我國新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的目標(biāo)指向核心素養(yǎng)，所以科學(xué)教學(xué)的最高價值在于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，體悟科學(xué)本質(zhì)，而不是僅僅掌握知識本身。德國著名的思想家、作家、科學(xué)家歌德曾說：“一門科學(xué)的歷史，就是這門學(xué)科本身”?？茖W(xué)史就是一部科學(xué)家先驅(qū)們創(chuàng)造、發(fā)現(xiàn)的歷史，不斷批評、質(zhì)疑和創(chuàng)造推動了科學(xué)知識的完善的過程?？茖W(xué)史承載的探究過程，體現(xiàn)了人類對科學(xué)知識的認知和發(fā)展過程，也在很大程度上展現(xiàn)了作為個體的認知過程。因此在教學(xué)中引入相關(guān)的科學(xué)史，激活教材的內(nèi)容，體現(xiàn)科學(xué)的發(fā)展、漸進過程，讓學(xué)生在特定的歷史背景或框架中學(xué)習(xí)科學(xué)，使他們在了解科學(xué)概念、定理和理論的發(fā)展及演變過程的基礎(chǔ)上，更準(zhǔn)確的體悟科學(xué)本質(zhì)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

一、引入科學(xué)史，開啟學(xué)生的思維之旅

將科學(xué)史作為引入新課的教學(xué)情境。許多科學(xué)技術(shù)史趣味性強，作為新課程的情境引入，能起到事半功倍的效果。它既能讓學(xué)生了解相關(guān)的科學(xué)史，又能激發(fā)學(xué)生的求知欲，更有助于新知識的學(xué)生。如在引入“日食”知識時，介紹古希臘自然科學(xué)家、哲學(xué)家泰勒斯準(zhǔn)確的預(yù)言了一次日食，從而成功的阻止了米提亞人和呂底亞人歷時5年的戰(zhàn)爭;阿基米德在測定王冠真假時，通過生活情境頓悟到對不規(guī)則物體體積的測量方法，再進一步探索得到判斷浮力大小的基本原理一一一阿基米德原理;為了向人們展示大氣壓的強大力量，馬德保市長格里克在廣場以16匹馬拉兩個半球的壯大場面。這些科學(xué)史充滿趣味，充滿科學(xué)家的睿智，讓學(xué)生充滿對科學(xué)的興趣和熱愛，增添了對科學(xué)的親近感，不僅使學(xué)生愛上科學(xué)，激發(fā)創(chuàng)新和科學(xué)探索的熱情，埋下科學(xué)探索的種子，同時也是從源頭上讓學(xué)生了解所學(xué)知識和方法的整個發(fā)展過程，了解科學(xué)研究和科學(xué)家的創(chuàng)造性工作的各個方面。使科學(xué)知識從原本教材的描述中升華出來，賦予更有意義的色彩。這樣的科學(xué)是學(xué)生喜歡的科學(xué)，是學(xué)生躍躍欲試、想要投入其中的科學(xué)。

二、對話科學(xué)史，完善學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的認識

在教學(xué)中，組織學(xué)生對科學(xué)史經(jīng)典探究的相關(guān)問題和事件進行討論，以角色扮演、經(jīng)典對話等形式，對科學(xué)發(fā)展過程中出現(xiàn)的新證據(jù)、新問題展開互動交流。這不僅有助于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，而且煥發(fā)著科學(xué)理性的文化底蘊，使學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的認識更加深刻，拓展了學(xué)生的理性思維。理性思維不是從天才的頭腦中蹦出來的，而是以邏輯的方式，進行嚴(yán)密的求證的。科學(xué)的繼承并不是消極的前后相繼和兼收并蓄，而是取其金華、去其糟粕，批判地繼承，辯證的揚棄。如原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展過程，交織了多種理論和實驗：從德謨克里（思辨的原子論）到道爾頓（化學(xué)原子論與原子量測定）、湯姆森（電子發(fā)現(xiàn)與實心帶電球原子模型）、盧瑟福（@粒子散射實驗與核式結(jié)構(gòu)模型）、波爾（電子在特定的穩(wěn)定軌道上運動模型）等，在與以上理論對話中，引導(dǎo)學(xué)生逐步體驗到每一次重大的理論突破都源于對原有理論的改造。教學(xué)時，我們要給予學(xué)生充分的歷史資料、實驗材料和探究時間，充分探究模型建立過程中的實驗現(xiàn)象、思維沖突和推理建構(gòu)過程，了解當(dāng)時模型與它的證明實驗之間的邏輯關(guān)系;新的模型有什么優(yōu)越之處，又有哪些不足;前后實驗或模型之間有哪些相互啟發(fā)等。

再如奧斯特電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，源于奧斯特一次偶然電學(xué)講座實驗現(xiàn)象;還有青霉素的發(fā)現(xiàn)史，為什么在助手看來只是培養(yǎng)基被雜菌污染的普遍現(xiàn)象，弗萊明卻由此獲得重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)？看起來這些都是偶然事件，但通過對這些科學(xué)史的了解，會讓學(xué)生明白必然性和偶然性的辯證關(guān)系，必然性存在于偶然性之中，必然性要通過大量的偶然性為自己開辟道路，在偶然性的背后，總是隱藏著必然的規(guī)律。善于捕捉偶然發(fā)生的現(xiàn)象，尤其是偶然發(fā)生的奇異現(xiàn)象，往往可以把我們帶人科學(xué)發(fā)現(xiàn)的大門。也讓學(xué)生明白，要想在科學(xué)上有所發(fā)現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)具備如下優(yōu)秀的品質(zhì)：對新現(xiàn)象懷有孩子般的好奇心，觀察事物細致入微，探究問題的步步深入。

三、探究科學(xué)史經(jīng)典實驗，學(xué)習(xí)科學(xué)家的思想方法

引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計并展開重要的科學(xué)技術(shù)史實驗，挖掘經(jīng)典的科學(xué)史探究過程，盡可能讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，讓學(xué)生沿著科學(xué)家的探索步伐了解科學(xué)探究的方法，重溫科學(xué)探究過程理解科學(xué)知識的產(chǎn)生的過程，學(xué)習(xí)探究的形式和態(tài)度，同時效仿中也培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，有利于啟發(fā)學(xué)生在生活中要做個有心人，要善于分析表面現(xiàn)象背后的必能原因，從而將這種思維方式應(yīng)用到自己的學(xué)習(xí)和生活中。

例如氧氣的發(fā)展史，普利斯在實驗中利用汞灰加熱后產(chǎn)生一種支持呼吸的新鮮空氣，但他與氧氣的發(fā)現(xiàn)失之交臂，而拉瓦錫則通過定量研究的方法發(fā)現(xiàn)了空氣中氧氣的存在。拉瓦錫不受“燃素說”的束縛，用新的觀點解釋實驗，這告訴我們阻礙人們思維的往往不是未知的東西，而是已知的東西。科學(xué)需要質(zhì)疑和批評的精神，當(dāng)舊的理論無法解釋新的實驗事實時，就要構(gòu)建新的理論去取代舊的理論，而不是死守舊的理論。在教學(xué)中，聚焦經(jīng)典的科學(xué)探究過程和方法，挖掘經(jīng)典的科學(xué)史探究過程，梳理出相應(yīng)的科學(xué)方法和思維方式，增進學(xué)生對科學(xué)方法的理解和感悟，從而學(xué)習(xí)科學(xué)家的思維方法，并將這種方法運用到自己的學(xué)習(xí)和生活中。

四、挖掘科學(xué)史資料，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神

科學(xué)始終是在與謬誤、偏見和宗教禁錮作不懈的乃至殘酷的斗爭中發(fā)展起來的，科學(xué)每一個重大發(fā)展都對人類的精神文明產(chǎn)生重要的推動作用?？茖W(xué)教學(xué)在選取科學(xué)史時限于學(xué)生的知識水平和教學(xué)容量，都進行了適當(dāng)簡化。在一些核心知識的教學(xué)中，利用科學(xué)史的內(nèi)容進行恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整和選擇，以拓展教學(xué)的寬度，達到科學(xué)本質(zhì)的各個層面。

例如法拉第對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的研究，堅持了10年，歷經(jīng)無數(shù)次的失敗。每一次的失敗并非完全沒有意義，而是可以從每次的實驗中總結(jié)經(jīng)驗，改進研究和觀察的方法。在一次檢查電流計時，法拉第反思到可能是觀察方法有問題，他馬上重復(fù)實驗。這次，他抓住了稍縱即逝的現(xiàn)象，獲得了實驗的成功。了解一段科學(xué)史，讓學(xué)生感受到科學(xué)的發(fā)展需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和不斷的質(zhì)疑、批判和申辯思維。權(quán)威也并不都是正確的，他們的思想也是建立在一定的土壤上的，科學(xué)的發(fā)展是真理與謬誤相交織的過程，科學(xué)理論的演變就像走迷宮一樣，在摸索中逐漸浮現(xiàn)出來。

比利時科學(xué)史家喬治·薩頓曾說過：“科學(xué)史是自然科學(xué)與人文學(xué)科之間的橋梁，它能幫助學(xué)生獲得自然科學(xué)的整體形象、人性的形象，從而全面低理解科學(xué)、理解科學(xué)與人文的關(guān)系?！币淮茖W(xué)家在漫長的科學(xué)研究過程中創(chuàng)造了輝煌的科學(xué)成果，給人類留下了寶貴的遺產(chǎn)。學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)，不但要學(xué)習(xí)科學(xué)概念和科學(xué)規(guī)律等科學(xué)知識，而且要從科學(xué)發(fā)展的歷程中汲取豐富的營養(yǎng)。具體的說我們不但要讓學(xué)生知道關(guān)于某個科學(xué)問題的答案，而且要讓學(xué)生了解科學(xué)家是怎樣發(fā)現(xiàn)和提出這個科學(xué)問題的，又是怎樣分析和解決這個問題的，在尋找問題答案的過程中用什么樣的科學(xué)方法，遭遇哪些困難和挫折。從而培養(yǎng)學(xué)生像科學(xué)家一樣的思維方法和科學(xué)精神。從某種意義上說，科學(xué)研究的過程比之科學(xué)研究的結(jié)論價值更高。

參考文獻

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