◇胡盼盼（通訊作者） 吳思瑩 諶濃琴（浙江：臺(tái)州學(xué)院醫(yī)藥化工與材料工程學(xué)院）

目前教學(xué)中存在對(duì)科學(xué)史認(rèn)識(shí)不到位，教材呈現(xiàn)方式不利于教師開展科學(xué)史教學(xué)，中國(guó)科學(xué)史與黨史、新中國(guó)史脫節(jié)等問(wèn)題。結(jié)合新的時(shí)代背景，本文提出，科學(xué)史是科學(xué)知識(shí)產(chǎn)生的背景，是準(zhǔn)確理解科學(xué)概念的臺(tái)階，是銜接教材與經(jīng)驗(yàn)、化知為行的紐帶，也是實(shí)現(xiàn)教材育人鑄魂功能的載體。教材中科學(xué)史內(nèi)容的編寫應(yīng)圍繞上述價(jià)值，還原知識(shí)產(chǎn)生的真實(shí)情境，展現(xiàn)知識(shí)發(fā)展的來(lái)龍去脈，體驗(yàn)知識(shí)獲得的過(guò)程，并深度結(jié)合中國(guó)科學(xué)史、黨史、新中國(guó)史的內(nèi)容。

科學(xué)史是科學(xué)教學(xué)的重要資源。最早將科學(xué)史引入科學(xué)教育的是法國(guó)社會(huì)學(xué)家孔德。孔德提出，科學(xué)史在科學(xué)教育中具有通識(shí)教育的價(jià)值。20世紀(jì)初，著名科學(xué)史家薩頓開始在高等學(xué)校傳授科學(xué)史，他主張科學(xué)史能幫助學(xué)生更好地理解科學(xué)。20世紀(jì)中期，隨著進(jìn)步主義教育思潮的流行，社會(huì)中心的教材如英國(guó)的《社會(huì)中的科學(xué)和技術(shù)》開始嶄露頭角。這些教材主張從科學(xué)史、科學(xué)社會(huì)學(xué)的角度引入科學(xué)概念，加強(qiáng)公眾的科學(xué)素養(yǎng)。從那時(shí)起，重視科學(xué)史教育已經(jīng)成為西方科學(xué)教育改革的大趨勢(shì)。

科學(xué)史在教材中的數(shù)量、內(nèi)容和呈現(xiàn)方式會(huì)影響到學(xué)習(xí)者科學(xué)知識(shí)的形成和對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。由于中小學(xué)教師缺乏科學(xué)史教學(xué)方面的系統(tǒng)訓(xùn)練，他們往往依賴教材進(jìn)行科學(xué)史內(nèi)容的教學(xué)。課堂上缺乏科學(xué)史的許多原因，也可以歸結(jié)為教材對(duì)科學(xué)史有限的、簡(jiǎn)化的或膚淺的描述。

盡管《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》倡導(dǎo)將科學(xué)史融入科學(xué)教學(xué)，但多數(shù)相關(guān)研究還是集中在教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)方法方面，對(duì)科學(xué)教材中如何融入科學(xué)史的問(wèn)題缺乏深入的研究。許多教師對(duì)教材中科學(xué)史內(nèi)容的認(rèn)識(shí)僅停留在“創(chuàng)設(shè)情境”“引起興趣”的層面，不能全面認(rèn)識(shí)科學(xué)史的育人價(jià)值。教材對(duì)科學(xué)史的挖掘也不夠深入，存在呈現(xiàn)方式線性化、簡(jiǎn)單化的問(wèn)題。因此，有必要開展針對(duì)科學(xué)史融入教材價(jià)值與方式的研究，以引導(dǎo)教師領(lǐng)悟和開發(fā)教材中的科學(xué)史資源。

一、科學(xué)史融入教材的價(jià)值

（一）科學(xué)史是教材中科學(xué)知識(shí)產(chǎn)生的背景

科學(xué)知識(shí)是一定歷史條件的產(chǎn)物。從個(gè)體的角度看，科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生是偶然的，在特殊的條件下，在某時(shí)、某地、由某些個(gè)人創(chuàng)造出來(lái)的。然而，個(gè)體的創(chuàng)造是有條件的，離不開物質(zhì)基礎(chǔ)、社會(huì)基礎(chǔ)和認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)。以陶器的發(fā)明為例。研究發(fā)現(xiàn)，最早的陶器源自一場(chǎng)失火后或土器偶然掉落在火坑中。然而仔細(xì)推敲我們可以發(fā)現(xiàn)，陶器的發(fā)現(xiàn)并不是偶然的，它的產(chǎn)生至少需要兩個(gè)條件。第一，需要有收儲(chǔ)食物的需要。一開始人類用樹枝編織物收集食物——這樣做的好處是就近取材，而且可以編制成一定形狀。后來(lái)，人類有了儲(chǔ)水或存儲(chǔ)流體食物的需要，就用黏土把樹枝糊起來(lái)曬干使用。第二，火的發(fā)明。早期的人類從自然界中獲取火源或火種，并開始有意識(shí)地推廣用火以取暖、驅(qū)趕野獸和烹飪食物。只要具備了這兩個(gè)條件，陶器的發(fā)明就順理成章了。世界各地的文化遺址普遍發(fā)現(xiàn)陶器就是一個(gè)證據(jù)。

作為教材知識(shí)背景或情境的科學(xué)史具有其他素材無(wú)法具備的特性——真實(shí)性。真實(shí)性是學(xué)習(xí)情境取材真實(shí)，來(lái)源于真實(shí)的生活經(jīng)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)際、實(shí)驗(yàn)室事實(shí)、社會(huì)問(wèn)題或科學(xué)家經(jīng)歷。真實(shí)就是力量?？茖W(xué)史情境具有真實(shí)的背景、真實(shí)的問(wèn)題、真實(shí)的過(guò)程和真實(shí)的結(jié)果，還與真實(shí)的人物——科學(xué)家密切相關(guān)，具有很高的教學(xué)價(jià)值。第一，因?yàn)楸尘罢鎸?shí)，所以科學(xué)史能貼近生活，引發(fā)情感，打動(dòng)人心。第二，因?yàn)閱?wèn)題真實(shí)，所以科學(xué)史能激發(fā)真實(shí)的認(rèn)知需求和認(rèn)知沖突，讓學(xué)生投入與問(wèn)題搏斗的思維場(chǎng)域。第三，因?yàn)檫^(guò)程真實(shí)，所以科學(xué)史能把教材知識(shí)轉(zhuǎn)化為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)”和探究，真正培養(yǎng)學(xué)生能力。第四，因?yàn)榻Y(jié)果真實(shí)，所以科學(xué)史能使人“棄暗投明”、吐故納新。學(xué)習(xí)理論研究表明，人的前概念、錯(cuò)誤觀念有潛在性、自發(fā)性和頑固性，知道了新概念并不意味著就能主動(dòng)應(yīng)用新概念，還必須經(jīng)歷概念轉(zhuǎn)變的過(guò)程。讓學(xué)生在科學(xué)史學(xué)習(xí)活動(dòng)中真實(shí)地經(jīng)歷轉(zhuǎn)變的過(guò)程，有助于學(xué)生深入地比較原有概念和新概念的特點(diǎn)，做出明智的選擇，把書本知識(shí)轉(zhuǎn)化為個(gè)人知識(shí)。最后，因?yàn)榭茖W(xué)史情境都是來(lái)自科學(xué)家的真實(shí)經(jīng)歷，所以科學(xué)在學(xué)生心目中的形象不是線性、平面、單調(diào)的，而是生動(dòng)、立體、豐富的。

（二）科學(xué)史是理解教材中科學(xué)概念的臺(tái)階

科學(xué)概念的發(fā)展是一個(gè)不斷演進(jìn)、螺旋上升的過(guò)程。在概念發(fā)展的過(guò)程中，既有面對(duì)問(wèn)題的困頓、科學(xué)發(fā)現(xiàn)的欣喜、堅(jiān)持傳統(tǒng)觀念的偏執(zhí)，又有創(chuàng)新設(shè)計(jì)的驚喜。概念總是在曲折中前進(jìn)，在矛盾中生成。從這個(gè)角度看，科學(xué)概念的直接講授雖然是正確的，但卻是低效的和不夠準(zhǔn)確的。概念教學(xué)應(yīng)該是一個(gè)發(fā)現(xiàn)、糾正、補(bǔ)充、完善的歷史過(guò)程。只有在科學(xué)史的語(yǔ)境中，學(xué)生才能獲得對(duì)科學(xué)概念發(fā)展邏輯的深入理解。

以科學(xué)教材中“原子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)”為例。湯姆生發(fā)現(xiàn)電子并提出了原子結(jié)構(gòu)的“葡萄干蛋糕模型”，這是教材中對(duì)湯姆生提出新原子結(jié)構(gòu)模型的描述。這個(gè)結(jié)論并不復(fù)雜，難度也不大。但如果采用直接講解的方式，學(xué)生只能獲得一個(gè)碎片化的事實(shí)。事實(shí)上，理解這段教材需要回歸到科學(xué)史上的幾個(gè)問(wèn)題。一是根據(jù)什么事實(shí)提出了該模型？二是該模型與道爾頓實(shí)心球模型有什么聯(lián)系？三是新證據(jù)和新理論之間是什么關(guān)系？只有考慮到這幾個(gè)問(wèn)題，這部分內(nèi)容的教學(xué)才具有高階性，學(xué)生才能獲得“科學(xué)需要想象”“新的證據(jù)導(dǎo)致新的理論”“科學(xué)是論證的過(guò)程”“科學(xué)概念是不斷接近真理的過(guò)程”等有意義的理解。

理解科學(xué)不僅要理解科學(xué)概念，還要理解這些概念之間的聯(lián)系，從而獲得關(guān)于科學(xué)及其演變過(guò)程的總的理解——科學(xué)本質(zhì)。國(guó)內(nèi)外的研究表明，科學(xué)史教育是幫助學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)的有效途徑。

從教育價(jià)值取向來(lái)說(shuō)，科學(xué)史教育與科學(xué)本質(zhì)培養(yǎng)的要求是一致的。一方面，科學(xué)史關(guān)注科學(xué)的人文意義和歷史、社會(huì)、文化背景，符合科學(xué)本質(zhì)觀教育的要求；另一方面，科學(xué)本質(zhì)強(qiáng)調(diào)科學(xué)的批判性和創(chuàng)造性，這也是科學(xué)史教育的特長(zhǎng)。因?yàn)榭茖W(xué)的發(fā)展本身就是一個(gè)懷疑、批判、證偽的過(guò)程，它的歷史-哲學(xué)-社會(huì)問(wèn)題相結(jié)合的方式也有利于打破慣性思維的牢籠，激發(fā)起學(xué)生的創(chuàng)新欲望和創(chuàng)造熱情。

從內(nèi)容上來(lái)看，科學(xué)史本身就包含著對(duì)科學(xué)本質(zhì)的探索。首先，歷史是文化的載體，科學(xué)史承載了千百年來(lái)科學(xué)家對(duì)科學(xué)本質(zhì)的不斷探索，在這一過(guò)程中人類不斷地形成新的科學(xué)認(rèn)識(shí)，不斷靠近自然界的真理。在教學(xué)中選取科學(xué)史的內(nèi)容展開探索，不僅能讓學(xué)生了解知識(shí)的過(guò)去，也能讓他們明白知識(shí)演變的歷程、方法演進(jìn)的邏輯以及科學(xué)精神的力量，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。

（三）科學(xué)史是銜接教材與經(jīng)驗(yàn)的紐帶

學(xué)科課程是圍繞著一些基本的概念或觀念——大概念組織和發(fā)展起來(lái)的。諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者費(fèi)曼說(shuō)過(guò)：“如果發(fā)生一場(chǎng)大災(zāi)難，所有的科學(xué)知識(shí)都將被毀滅，只允許留下一句話給后代……我相信應(yīng)該是有關(guān)原子的假定。”諸如原子、分子、能量、生命、運(yùn)動(dòng)、力、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)等就是科學(xué)教育領(lǐng)域的大概念。它們構(gòu)成了其他概念的基礎(chǔ)，比其他概念能解釋更多的自然現(xiàn)象，甚至非自然現(xiàn)象（如用耗散結(jié)構(gòu)理論解釋社會(huì)中的自組織現(xiàn)象）。由于大概念在學(xué)科中的基礎(chǔ)性作用，新課程改革提倡進(jìn)行大概念教學(xué)。

科學(xué)史在大概念教學(xué)中有著重要的作用。一方面，大概念的發(fā)展是一個(gè)歷史的過(guò)程。以“原子”為例。原子最早起源于古人對(duì)于世界是由什么構(gòu)成的這一根本問(wèn)題的思考，東西方哲人分別從整體（五行說(shuō)）和分析的視角（元素論）兩個(gè)角度進(jìn)行解答。德謨克里特天才地抽象出原子的概念，并對(duì)原子與物質(zhì)的關(guān)系、原子的種類和運(yùn)動(dòng)進(jìn)行演繹，充滿了想象力和邏輯的力量。西方元素說(shuō)經(jīng)歷了從四元素到七元素到多元素的演變過(guò)程，直到道爾頓才總結(jié)了各種學(xué)說(shuō)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，最終提出了現(xiàn)代原子學(xué)說(shuō)，為化學(xué)的誕生奠定了基礎(chǔ)。這一過(guò)程充分展現(xiàn)了證據(jù)和理論的互動(dòng)。脫離了科學(xué)史，學(xué)生就很難全面而深刻地理解原子的概念及其提出的意義。

另一方面，其他科學(xué)概念也需要與大概念聯(lián)系起來(lái)才能講清講透。舒爾曼提出了學(xué)科教學(xué)知識(shí)的概念。學(xué)科教學(xué)知識(shí)理論認(rèn)為，要真正地理解一個(gè)概念，教師需要把概念的來(lái)龍去脈呈現(xiàn)在學(xué)生面前。顯然，要講清概念的來(lái)龍去脈就離不開科學(xué)史的幫助。在科學(xué)教學(xué)中，教師可以重新整合科學(xué)史上的觀點(diǎn)、事實(shí)、證據(jù)和討論，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)概念和大概念的關(guān)系進(jìn)行探究，讓學(xué)生形成整體的認(rèn)識(shí)。

科學(xué)史不僅在教材內(nèi)部銜接上發(fā)揮作用，在銜接教材與生活方面也發(fā)揮著重要的作用。科學(xué)知識(shí)具有累積性，它們是無(wú)數(shù)勞動(dòng)人民和科學(xué)家智慧的結(jié)晶。小學(xué)生在一節(jié)科學(xué)課中學(xué)到的知識(shí)，可能是無(wú)數(shù)科學(xué)家經(jīng)成百上千年的時(shí)間探索而得的。因此，課本上的許多知識(shí)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是抽象的，與生活有一定距離。不僅如此，科學(xué)知識(shí)有時(shí)也會(huì)和生活經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生沖突。例如，當(dāng)幼年兒童看到樹葉在搖動(dòng)時(shí)，他可能就認(rèn)為是樹葉的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了風(fēng)；當(dāng)他看到周圍的環(huán)境都比較平整，他會(huì)認(rèn)為地球是平的；當(dāng)他在晚上邊走邊觀察月亮?xí)r，他會(huì)傾向于認(rèn)為月亮是跟著人走的。因此，要讓兒童真正理解知識(shí)，需要把知識(shí)還原到生活的環(huán)境中，循序漸進(jìn)地形成科學(xué)的理解。這個(gè)重演的過(guò)程就是一部科學(xué)知識(shí)的發(fā)展史。在這里，科學(xué)史成了課堂中銜接生活世界和科學(xué)知識(shí)的橋梁。

（四）科學(xué)史是教材實(shí)現(xiàn)育人價(jià)值的載體

時(shí)代賦予教科書新的使命。百年大計(jì)，教育為本；教育大計(jì)，教材為基。在新的形勢(shì)下，教材應(yīng)發(fā)揮育人鑄魂的重要功能?？茖W(xué)史是一部人民發(fā)展能力、利用自然，最終實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處的奮斗史。它飽含著人民的智慧，充滿了科學(xué)精神和人文精神，承載著中國(guó)文化和歷史唯物主義、辯證唯物主義的元素，它與黨史、新中國(guó)史、社會(huì)主義發(fā)展史也有著緊密的聯(lián)系。這些都是育人鑄魂的生動(dòng)資源。

科學(xué)教育中至關(guān)重要的方面就是幫助學(xué)生發(fā)展技能，讓他（她）們像科學(xué)家那樣思考。要成為思考的人，學(xué)生就需要在科學(xué)教育中發(fā)展他們的能力：能抓住問(wèn)題，考慮各種解決問(wèn)題的方法，知道如何搜集證據(jù)和從證據(jù)中提煉解釋，學(xué)會(huì)評(píng)價(jià)解釋和對(duì)解釋進(jìn)行修正，學(xué)會(huì)質(zhì)疑、開放和表達(dá)。上述都是學(xué)生在今后工作、生活中必不可少的核心素養(yǎng)。關(guān)于這些思考的案例，在科學(xué)史中屢見不鮮。

科學(xué)史的育人作用，不僅體現(xiàn)在幫助學(xué)生掌握思考的技能上，也體現(xiàn)在思考問(wèn)題的深度和廣度上。要獲得重大的突破，必須避免陷入過(guò)多的細(xì)枝末節(jié)而要聚焦于根本性問(wèn)題。正如康德所言：縈繞在我心頭的，一個(gè)是頭上璀璨的星空，一個(gè)是心中的道德法則。如何才能習(xí)慣于思考根本性問(wèn)題？科學(xué)史能提供生動(dòng)的感悟。最先制得純凈氧氣的化學(xué)家是舍勒，最早發(fā)表氧氣發(fā)現(xiàn)的科學(xué)家是普利斯特里。遺憾的是，兩位科學(xué)家受“燃素說(shuō)”思想的束縛，沒(méi)有注意到這種新的氣體和燃素學(xué)說(shuō)的根本沖突，反而用歪曲的理論為燃素說(shuō)辯護(hù)（舍勒認(rèn)為火是氧氣和燃素的結(jié)合物，普利斯特里認(rèn)為氧氣是一種“失燃素空氣”），最終“當(dāng)真理碰到鼻尖上還是沒(méi)有得到真理（恩格斯語(yǔ)）。而拉瓦錫則敏銳地抓住了氧氣與燃素說(shuō)的對(duì)立，用事實(shí)證明了權(quán)威學(xué)說(shuō)——燃素說(shuō)的錯(cuò)誤，建立了人類化學(xué)史上第一個(gè)統(tǒng)一的科學(xué)理論——氧化學(xué)說(shuō)，成了化學(xué)的奠基人和集大成者。

按照薩頓的說(shuō)法，科學(xué)史是科學(xué)和人文之間的橋梁。科學(xué)史中既有科學(xué)精神運(yùn)行其中，又有人文精神滲透其里?？茖W(xué)精神表現(xiàn)在求真、探索、批判、創(chuàng)造等方面，其本質(zhì)是對(duì)理性（公正、客觀、自由）的追求。從這個(gè)角度看，科學(xué)精神也是一種以理性為基礎(chǔ)的人文精神。用薩頓的話說(shuō)就是“新人文主義”。以理性思維為基礎(chǔ)的人文精神，和以人性、價(jià)值、信仰為基礎(chǔ)的人文精神的聯(lián)系在于：理性思維有助于產(chǎn)生和辨別先進(jìn)的、科學(xué)的、趨善的人文精神。

為誰(shuí)培養(yǎng)人？培養(yǎng)什么樣的人？是教材編寫需要思考的根本問(wèn)題?？茖W(xué)史內(nèi)容的編寫也是如此。著名科學(xué)史家杜克說(shuō)過(guò)，何種科學(xué)史、誰(shuí)的科學(xué)史、為什么利用科學(xué)史都決定著課程與教學(xué)的性質(zhì)。作為中華民族的科學(xué)史、我們的教材應(yīng)傳承與發(fā)揚(yáng)中國(guó)文化。作為當(dāng)代的科學(xué)史、我們的教材應(yīng)講好當(dāng)代中國(guó)的故事、人物、成績(jī)和政策。作為社會(huì)主義國(guó)家的科學(xué)史、我們應(yīng)該以馬克思主義的基本觀點(diǎn)來(lái)看待和分析問(wèn)題。這些都是我國(guó)科學(xué)史教育中的應(yīng)有之義。

二、科學(xué)史融入教材的方式

（一）還原知識(shí)產(chǎn)生的真實(shí)情境

科學(xué)是一種理性的思維方式。黑格爾說(shuō)，“凡是存在的就是合理的，凡是合理的就是現(xiàn)實(shí)的”。意思是說(shuō)，凡是合乎理性的事物都有其現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。科學(xué)知識(shí)的誕生，也必然有其現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。換言之，科學(xué)知識(shí)是與社會(huì)需求、社會(huì)應(yīng)用緊密相關(guān)的。如果教材能再現(xiàn)這些社會(huì)現(xiàn)實(shí)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)、社會(huì)責(zé)任感和科學(xué)態(tài)度都會(huì)是非常有利的。比如，當(dāng)學(xué)生知道許多著名的科學(xué)家都在觀察上犯過(guò)錯(cuò)誤時(shí)，他可能會(huì)養(yǎng)成獨(dú)立觀察、不唯書不唯上只唯實(shí)的觀察態(tài)度；當(dāng)學(xué)生了解到科學(xué)研究成果會(huì)給生物界和環(huán)境造成危害（如溫室效應(yīng)、臭氧空洞）時(shí)，他可能會(huì)養(yǎng)成審慎的、人道主義的科學(xué)觀；當(dāng)學(xué)生了解到科學(xué)家矢志不渝、追求真理的故事后，他可能會(huì)養(yǎng)成熱愛自然、堅(jiān)持不懈的價(jià)值追求。

同樣的道理，我們必須反對(duì)教材中對(duì)科學(xué)史過(guò)分簡(jiǎn)化乃至庸俗化的“失真”內(nèi)容。如有的教材把萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)歸結(jié)為蘋果掉落在牛頓頭上的偶然事件。事實(shí)上，自從發(fā)現(xiàn)托勒密定律以后，萬(wàn)有引力定律就已經(jīng)呼之欲出了。即使這個(gè)故事是真實(shí)的，如果教師把它當(dāng)作科學(xué)發(fā)現(xiàn)的全過(guò)程，又會(huì)向?qū)W生傳遞什么樣的價(jià)值觀呢？一些學(xué)生可能會(huì)把這當(dāng)成科學(xué)發(fā)現(xiàn)的典型過(guò)程，形成機(jī)會(huì)主義甚至神秘主義的科學(xué)觀。

（二）展現(xiàn)知識(shí)發(fā)展的來(lái)龍去脈

科學(xué)知識(shí)的發(fā)展具有累積性和可修正性，科學(xué)知識(shí)的發(fā)展不是一蹴而就的，往往要經(jīng)歷一個(gè)曲折的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程不是隨意的、散漫的，而是遵循著內(nèi)在的邏輯?？茖W(xué)史教材的編寫要展現(xiàn)知識(shí)發(fā)展的內(nèi)在邏輯，把知識(shí)從哪里來(lái)，如何發(fā)展變化，要到哪里去的問(wèn)題講清楚。唯有如此，學(xué)生才能真正理解知識(shí)以及知識(shí)背后的科學(xué)本質(zhì)。

以化學(xué)中質(zhì)量守恒定律的發(fā)現(xiàn)為例。人生活在變化的環(huán)境中，必然會(huì)被周圍的變化所吸引，進(jìn)而探究變化的本質(zhì)，這種對(duì)事物質(zhì)的把握是定性的。隨著變化知識(shí)的積累和天平的發(fā)明，人們自然而然地思考起變化過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題。受實(shí)驗(yàn)條件的限制和燃素說(shuō)（燃素說(shuō)關(guān)于燃素質(zhì)量的描述是混亂的，有時(shí)燃素有正質(zhì)量，有時(shí)燃素有負(fù)質(zhì)量）的影響，早期人們認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量是不守恒的。拉瓦錫在研究燃燒的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，物質(zhì)在空氣中燃燒的過(guò)程中吸收了空氣中的氧氣，并且物質(zhì)燃燒后增加的那部分質(zhì)量剛好等于它所吸收氧氣的質(zhì)量。他敏銳地意識(shí)到化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量之間可能存在某種關(guān)系。拉瓦錫重新研究了前人關(guān)于化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量不等的證據(jù)，發(fā)現(xiàn)是否在密閉體系中測(cè)量是問(wèn)題的關(guān)鍵。他用精密的定量實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新測(cè)量，終于提出了質(zhì)量守恒定律?；瘜W(xué)由此進(jìn)入一個(gè)定量研究的時(shí)代。

（三）讓學(xué)習(xí)者體驗(yàn)科學(xué)知識(shí)獲得的過(guò)程

科學(xué)知識(shí)以一定的邏輯展現(xiàn)并不意味著要就此開展說(shuō)教。一般來(lái)說(shuō)，科學(xué)史教育有三種模式。第一種模式是把科學(xué)史當(dāng)作教學(xué)內(nèi)容直接講授或組織學(xué)生討論。第二種模式是把科學(xué)史作為知識(shí)的情境滲透到知識(shí)教學(xué)之中。第三種模式是以科學(xué)史為線索，讓學(xué)生重新體驗(yàn)科學(xué)發(fā)展的歷程。在實(shí)踐中，第三種模式被證明是更具有教育價(jià)值的。因此，在編寫教材時(shí)，最好能加入科學(xué)史上曾經(jīng)出現(xiàn)的重要活動(dòng)，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)家的故事，體驗(yàn)科學(xué)發(fā)展的過(guò)程和科學(xué)家的智慧。

（四）與中國(guó)古代科學(xué)史和黨史、新中國(guó)史深度結(jié)合

著名史學(xué)家克羅齊有一個(gè)著名的命題：“一切歷史都是當(dāng)代史”。意思是歷史的價(jià)值是潛藏在現(xiàn)實(shí)之中的，歷史要是脫離了現(xiàn)實(shí)的思考、現(xiàn)實(shí)的興趣和現(xiàn)實(shí)的心靈，就失去了價(jià)值。科學(xué)史也是如此。因此，科學(xué)史教育不能就史論史，就事論事，而應(yīng)從現(xiàn)實(shí)出發(fā)，發(fā)揮科學(xué)史的育人鑄魂功能。

首先，與黨史、新中國(guó)史和社會(huì)主義發(fā)展史深度結(jié)合。在黨和國(guó)家發(fā)展的歷史上，涌現(xiàn)出一大批杰出的科技工作者和他們的優(yōu)秀事跡（如“兩彈一星”、探月工程、量子通信等），也凝結(jié)出諸如科學(xué)發(fā)展觀、“一帶一路”倡議、“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念等重要理論和實(shí)踐成果。這些理論和實(shí)踐的成果，為科學(xué)史教育提供了新的養(yǎng)分。將這些成分納入科學(xué)史，可以不但有助于提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和視野，也有助于增強(qiáng)學(xué)生對(duì)堅(jiān)持社會(huì)主義道路的自信。

其次，與新中國(guó)史、中國(guó)文化深度結(jié)合。講好中國(guó)故事是中國(guó)教材責(zé)無(wú)旁貸之事。中華科技文明源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，從公元前1世紀(jì)至公元15世紀(jì)長(zhǎng)期處于世界領(lǐng)先的位置。商代甲骨文記錄有基于十進(jìn)制的先進(jìn)記數(shù)方法；戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的《甘石星經(jīng)》是當(dāng)時(shí)天文觀測(cè)資料的集大成者，也是世界上最早的星表；我國(guó)的青銅器冶煉和鑄造工藝，是世界工藝史上的瑰寶；中國(guó)的陶瓷文化幾千年綿延不絕，歷久彌新，在世界上可謂獨(dú)一無(wú)二；更有世界聞名的四大發(fā)明，改變了西方文明的進(jìn)程。在這些發(fā)明發(fā)現(xiàn)的背后，都蘊(yùn)藏著動(dòng)人的故事，凝聚著中國(guó)人的智慧和汗水。把這些故事講好，是教材應(yīng)該做也可以做好的事情，也是今人對(duì)古人、對(duì)傳統(tǒng)文化的尊重和責(zé)任。

第三，與馬克思主義基本理論深度結(jié)合。馬克思主義哲學(xué)把唯物論和辯證法結(jié)合在一起，建立了歷史唯物主義和辯證唯物主義的基本觀點(diǎn)。馬克思主義之所以先進(jìn)，是因?yàn)樗芸茖W(xué)地解釋和指導(dǎo)實(shí)踐。科學(xué)史的進(jìn)步史，也是馬克思主義哲學(xué)觀的展開史和證明史。

以造紙術(shù)為例。文字發(fā)明以后，人民對(duì)記錄文字材料的需求日益增長(zhǎng)。一開始，人們用石器（如鐘鼓文）、巖刻（巖畫）來(lái)記錄文字，后來(lái)又用青銅器、甲骨、竹簡(jiǎn)來(lái)記錄文字，這些記錄方式都存在書寫效果欠佳或是過(guò)于笨重的問(wèn)題。隨著紡織技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)用布料和絲綢這些天然纖維記錄起來(lái)更加輕便。但布帛絲綢的價(jià)格過(guò)于高昂，普通人很難負(fù)擔(dān)得起。于是人們開始思考：能不能用其他纖維代替絲帛？經(jīng)過(guò)勞動(dòng)人民的多方探索，終于發(fā)明了用桑、麻、葛為原料的造紙工藝。蔡倫改進(jìn)了造紙的工藝，“用樹膚麻頭及弊布漁網(wǎng)以為紙”（《后漢書·蔡倫傳》）制造出第一批性能優(yōu)良、價(jià)格低廉的“蔡侯紙”。紙張的發(fā)展史充分說(shuō)明，人民需求是科技進(jìn)步的最大動(dòng)力，人民群眾是歷史的創(chuàng)造者。造紙術(shù)發(fā)展過(guò)程中不同材料的繼承和更替也說(shuō)明，科技的發(fā)展是一個(gè)辯證的過(guò)程，事物在矛盾中發(fā)展，在揚(yáng)棄中進(jìn)步。

三、結(jié)束語(yǔ)

正如諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主湯川秀樹所說(shuō)，“科學(xué)史可以說(shuō)是一部錯(cuò)誤史，大多數(shù)理論是錯(cuò)誤的，只有極少數(shù)幸存下來(lái)……但如果沒(méi)有少數(shù)成功背后的失敗，知識(shí)就幾乎不可能有任何的進(jìn)步”?！?/p>