金屬材料學教學中融入科學史教育

湛永鐘，聶娜（等）

摘要：在金屬材料學的課程中充分發掘材料科學史的教學價值，從而設計課堂教學的新思路和開辟課堂教學的新途徑，以此提高學生的學習興趣。圍繞著該主題，結合教學實踐中的一些課例，淺析在金屬材料教學中如何融入科學史的教育。

關鍵詞：科學史；金屬材料；科學方法

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）24-0085-02

在大學金屬材料學教材中許多章節都滲透著科學史的內容。因為科學史的教育在培養學生的科學探究能力、科學態度與科學價值觀等方面有著重要的作用。了解科學史，讓學生體會研究金屬材料的價值，感受科學家們崇高的精神境界，而且養成敢于質疑、批判的精神，培養嚴謹求實的科學態度，同時培養學生的科學方法、科學精神、科學思維等。因此，如何讓材料科學史教育在知識與技能、過程與方法的教學目標中充分體現其價值，值得教師深入的探索和不懈的追尋。本文旨在利用科學發展史融入金屬材料學教學，提高學生們的科學素養，為素質教育課堂服務，使學生對金屬材料學的學習生產濃厚的興趣，培養學生的科學探究能力，實現教學模式和學習方式的重大改進。

一、學習科學史，領悟科學方法

科學史是以科學發展為研究對象的歷史科學，是人類文化史的重要組成部分。它描述和解釋科學知識發生、發展與系統化的進程，是近代科學發展到一定階段的產物。其基本內容有：科學發現和發明史、科學社會史和科學思想史等[1]。為了適應新時代的要求，落實新課程中關于培養學生科學方法的目標，需要全面提升學生的科學知識與技能、了解科學過程與方法、陶冶科學情感與價值觀。大學生通過對金屬材料學的學習，不僅要了解金屬材料理論知識和實驗技能，還要清楚材料學知識中的科學思想和科學方法。想要達到這個目的，對學生進行金屬材料學科學史教育是有效途徑之一。大學金屬材料教學中應該聯系材料科學史實例，使學生從歷代科學家的探索中獲得啟發，學到有益的科學思想和方法，并通過科學史教育使學生對科學的本質有深入的理解，進而領悟出科學的方法。[2]

二、還原科學史，加深對課程的理解

金屬材料學主要學習鋼鐵材料（包括工程結構鋼、機械制造結構鋼、工具鋼、不銹耐蝕鋼、耐熱鋼和耐熱合金、鑄鐵等）、金屬功能材料和新型金屬材料等，涉及到金屬間化合物結構材料、金屬基復合材料、金屬玻璃等。在金屬材料學課程學習中涉及大量的符號、公式、術語和概念。如果采用灌輸式教學，通過死記硬背，學生很可能只知其然，而不知其所以然，從而導致記憶不深，理解不透。但是，如果學生能了解知識產生的背景，這有助于學生更好地理解和掌握金屬材料學的相關知識點。因此，添加合適的科學史進入教學課程，使學生知曉科學思想的來源和學科的歷史行程，從而感受到科學理論是不斷發展、不斷完善的，使學習變得有趣味性，啟發學生對金屬材料科學世界的向往，對學生的學習大有裨益。[3]例如在學習鋼鐵冶煉時可以融入國內外的冶煉發展史，通過比較古今中外的冶煉特點，使學生對鋼鐵的冶煉有更全面的了解。中外的鋼鐵冶煉技術有近3000年的歷史，其核心工藝不斷改進，燃料結構不斷優化，所延伸的共生體系不斷變遷。第一階段（古代，1840年鴉片戰爭爆發之前）：塊煉鐵爐—固體滲碳煉鋼流程、坩堝爐—固體脫碳煉鋼流程、豎爐—固體脫碳煉鋼流程典型鋼鐵共生體系等共3種；第二階段（近代，1840—1949年）：化鐵爐—貝色麥爐、西門子馬丁爐流程典型鋼鐵工業共生體系等共2種；第三階段（現代，1949年至今）：高爐—平爐流程、高爐—轉爐流程、（廢鋼）電爐短流程、直接還原—電爐流程、熔融還原—轉爐流程典型鋼鐵工業共生體系等共5種。圖1反映了中國現代鋼鐵工業生產設備、生產技術、主要產品情況。[4]

通過了解國內外鋼鐵的冶煉歷史，使知識產生的真實背景和歷程簡約地展現在學生眼前，有助于學生產生對鋼鐵冶煉的學習興趣，從而主動了解相關知識。因此，把課程內容放入相應的歷史背景之中，使學生了解科學的規律，構建深入的理解和認識。[5]

1.創設情境，引入課題。在金屬材料學課程中引入科學史，是為了提高學生的學習積極性。在講緒論（金屬材料的過去、現在和將來）時，通過講述一些具體的科學歷史事件，體現出金屬材料學的發展。例如，英國人貝塞麥把我們帶進鋼鐵時代，重溫19世紀50年代初歷史上著名的“克里米亞戰爭”。貝塞爾發現槍膛里有刻螺旋狀的膛線，子彈在槍膛里前進時受膛線作用邊旋轉邊往前，出槍口后飛得特別穩當，射擊準確性好。貝塞麥將其原理運用與大炮的生產，但生產出的大炮經常發生炸膛事故，通過一系列的試驗與分析，貝塞爾最后分析出是材料出了問題，只有突破材料關才能避免炸膛。通過這個歷史事件，可以讓學生針對此“材料出的問題”進行分析，找出問題的原因（材料設計的缺陷），思考如何解決問題（如何改進材料），最后教師進行總結，讓學生明白鋼鐵材料的初期探索，也加深學生對相關理論知識的理解。[6]

2.運用穿插法，啟迪思維。一般教科書中的科學史往往只關注科學的文化層面，而對科學的研究過程關注較少。將相關的科學事件有意識、有目的地穿插在金屬材料學基礎知識教學中，使學生了解材料學問題的提出、重大科學事實的發現、科學家的小故事等，對學生進行穿插式教學，了解知識的來龍去脈。例如在學習不銹耐蝕鋼的相關課程中，可以插入一些有趣的小故事。不銹鋼是以鐵為主體元素，加上一定比例的鉻、鎳、鉬、錳等合金元素澆鑄而成。不銹鋼的發明來自于布里爾利的一次偶然發現。1912年時，布里爾利正在英國法斯鋼鐵公司研究所任所長。布里爾利帶著助手們試圖在鋼中添加各種各樣的化學元素來達到研究目的。隨著研究工作的進行，扔進廢鐵堆的鋼樣越積越多，存放的時間也越來越長，絕大部分鋼樣都失去了銀白色光澤。當布里爾利匆匆忙忙的準備搬出去處理掉時，發現在這一大堆鐵銹斑駁的廢鐵堆里，有一塊樣品居然還是銀光閃閃。于是布里爾利將銀光閃閃的鐵塊拿回來研究。之后他進行了堅持不懈的試驗，期間試驗的次數非常之多，布里爾利對每一次實驗都進行詳細記錄。久而久之，當他翻開實驗記錄本時，這塊鋼樣的來龍去脈就一清二楚。就這樣，布里爾利從偶然的現象中抓住機遇，終于首先發明了不銹鋼的冶煉方法。這個故事告訴我們所有富有創造性的科學家們都是一樣的，善于抓住每一個稍縱即逝的機會創造奇跡。通過一些有趣的小故事來激發學生的學習興趣，通過布里爾利的故事，讓學生知道不銹鋼的產生與發展，讓學生了解布里爾利的科學思想、科學方法和科學態度，啟迪學生們的思維，調動了學生對科學知識的學習積極性，順利將學生引入相關金屬材料學知識的教學中。靈活運用穿插法進行金屬材料科學史教學，既可以創設問題情境，激發學生的興趣，也可在新課教學中幫助學生了解動態的知識，并給學生以啟迪和教育。該方法教學針對性強，占用時間短，不會影響到整個教學的設計而喧賓奪主，適合當前的教學實際。[7]

3.科學史在課后的作用。在課堂學習完成之后，教師可以以一些以材料科學史為背景，設置一些疑問，讓學生去分析和解決。學生通過嘗試分析歷史真實的事件，不僅可以掌握相關知識，還可領略科學家的科學態度、科學研究方法和科學思維等，有利于培養學生的知識運用能力和遷移能力。

金屬材料教學時對不同的教學內容聯系相關的科學史實，充分挖掘教材外的金屬材料科學史潛在的教育價值，開展新型的金屬材料教育實踐。靈活地利用金屬材料科學史，提升金屬材料科學的教學效果。重視科學史教育，靈活運用各種科學史進行穿插式教學，在多個方面具有顯著實踐效果。不僅有利于培養學生的科學態度、情感和價值觀，還有利于提高學生的學習興趣，有利于學生掌握科學方法、提高科學探究及實驗設計能力。

參考文獻：

[1]辭海編輯委員會.辭海[M].上海辭書出版社，1999.

[2]陳繼慧.高中生物運用科學史培養學生科學素養的探索[D].長春：東北師范大學，2006.

[3]楊德平.高中全物教學中引入生物科學史教育的探究[D].福州：福建師范大學，2006.

[4]于冰，石磊.中國不同歷史時期的鋼鐵工業共生體系及其演進分析[J].資源科學，2009，31（11）：1907-1918.

[5]劉坤.科學史向科學教育回歸及整合的思考與策劃[D].新鄉：河南師范大學，2005.

[6]王放民.材料家庭的發展[M].上海科學技術文獻出版社，1999.

[7]孫建新.高中化學史教學的研究[D].金華：浙江師范大學，2006.

基金項目：本項目得到廣西高等教育教學改革工程“十一五”項目（2009B004）和廣西教育科學“十一五”規劃立項課題資助。

作者簡介：湛永鐘（1975-），男，廣西南寧人，教授。endprint

摘要：在金屬材料學的課程中充分發掘材料科學史的教學價值，從而設計課堂教學的新思路和開辟課堂教學的新途徑，以此提高學生的學習興趣。圍繞著該主題，結合教學實踐中的一些課例，淺析在金屬材料教學中如何融入科學史的教育。

關鍵詞：科學史；金屬材料；科學方法

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）24-0085-02

在大學金屬材料學教材中許多章節都滲透著科學史的內容。因為科學史的教育在培養學生的科學探究能力、科學態度與科學價值觀等方面有著重要的作用。了解科學史，讓學生體會研究金屬材料的價值，感受科學家們崇高的精神境界，而且養成敢于質疑、批判的精神，培養嚴謹求實的科學態度，同時培養學生的科學方法、科學精神、科學思維等。因此，如何讓材料科學史教育在知識與技能、過程與方法的教學目標中充分體現其價值，值得教師深入的探索和不懈的追尋。本文旨在利用科學發展史融入金屬材料學教學，提高學生們的科學素養，為素質教育課堂服務，使學生對金屬材料學的學習生產濃厚的興趣，培養學生的科學探究能力，實現教學模式和學習方式的重大改進。

一、學習科學史，領悟科學方法

科學史是以科學發展為研究對象的歷史科學，是人類文化史的重要組成部分。它描述和解釋科學知識發生、發展與系統化的進程，是近代科學發展到一定階段的產物。其基本內容有：科學發現和發明史、科學社會史和科學思想史等[1]。為了適應新時代的要求，落實新課程中關于培養學生科學方法的目標，需要全面提升學生的科學知識與技能、了解科學過程與方法、陶冶科學情感與價值觀。大學生通過對金屬材料學的學習，不僅要了解金屬材料理論知識和實驗技能，還要清楚材料學知識中的科學思想和科學方法。想要達到這個目的，對學生進行金屬材料學科學史教育是有效途徑之一。大學金屬材料教學中應該聯系材料科學史實例，使學生從歷代科學家的探索中獲得啟發，學到有益的科學思想和方法，并通過科學史教育使學生對科學的本質有深入的理解，進而領悟出科學的方法。[2]

二、還原科學史，加深對課程的理解

金屬材料學主要學習鋼鐵材料（包括工程結構鋼、機械制造結構鋼、工具鋼、不銹耐蝕鋼、耐熱鋼和耐熱合金、鑄鐵等）、金屬功能材料和新型金屬材料等，涉及到金屬間化合物結構材料、金屬基復合材料、金屬玻璃等。在金屬材料學課程學習中涉及大量的符號、公式、術語和概念。如果采用灌輸式教學，通過死記硬背，學生很可能只知其然，而不知其所以然，從而導致記憶不深，理解不透。但是，如果學生能了解知識產生的背景，這有助于學生更好地理解和掌握金屬材料學的相關知識點。因此，添加合適的科學史進入教學課程，使學生知曉科學思想的來源和學科的歷史行程，從而感受到科學理論是不斷發展、不斷完善的，使學習變得有趣味性，啟發學生對金屬材料科學世界的向往，對學生的學習大有裨益。[3]例如在學習鋼鐵冶煉時可以融入國內外的冶煉發展史，通過比較古今中外的冶煉特點，使學生對鋼鐵的冶煉有更全面的了解。中外的鋼鐵冶煉技術有近3000年的歷史，其核心工藝不斷改進，燃料結構不斷優化，所延伸的共生體系不斷變遷。第一階段（古代，1840年鴉片戰爭爆發之前）：塊煉鐵爐—固體滲碳煉鋼流程、坩堝爐—固體脫碳煉鋼流程、豎爐—固體脫碳煉鋼流程典型鋼鐵共生體系等共3種；第二階段（近代，1840—1949年）：化鐵爐—貝色麥爐、西門子馬丁爐流程典型鋼鐵工業共生體系等共2種；第三階段（現代，1949年至今）：高爐—平爐流程、高爐—轉爐流程、（廢鋼）電爐短流程、直接還原—電爐流程、熔融還原—轉爐流程典型鋼鐵工業共生體系等共5種。圖1反映了中國現代鋼鐵工業生產設備、生產技術、主要產品情況。[4]

通過了解國內外鋼鐵的冶煉歷史，使知識產生的真實背景和歷程簡約地展現在學生眼前，有助于學生產生對鋼鐵冶煉的學習興趣，從而主動了解相關知識。因此，把課程內容放入相應的歷史背景之中，使學生了解科學的規律，構建深入的理解和認識。[5]

1.創設情境，引入課題。在金屬材料學課程中引入科學史，是為了提高學生的學習積極性。在講緒論（金屬材料的過去、現在和將來）時，通過講述一些具體的科學歷史事件，體現出金屬材料學的發展。例如，英國人貝塞麥把我們帶進鋼鐵時代，重溫19世紀50年代初歷史上著名的“克里米亞戰爭”。貝塞爾發現槍膛里有刻螺旋狀的膛線，子彈在槍膛里前進時受膛線作用邊旋轉邊往前，出槍口后飛得特別穩當，射擊準確性好。貝塞麥將其原理運用與大炮的生產，但生產出的大炮經常發生炸膛事故，通過一系列的試驗與分析，貝塞爾最后分析出是材料出了問題，只有突破材料關才能避免炸膛。通過這個歷史事件，可以讓學生針對此“材料出的問題”進行分析，找出問題的原因（材料設計的缺陷），思考如何解決問題（如何改進材料），最后教師進行總結，讓學生明白鋼鐵材料的初期探索，也加深學生對相關理論知識的理解。[6]

2.運用穿插法，啟迪思維。一般教科書中的科學史往往只關注科學的文化層面，而對科學的研究過程關注較少。將相關的科學事件有意識、有目的地穿插在金屬材料學基礎知識教學中，使學生了解材料學問題的提出、重大科學事實的發現、科學家的小故事等，對學生進行穿插式教學，了解知識的來龍去脈。例如在學習不銹耐蝕鋼的相關課程中，可以插入一些有趣的小故事。不銹鋼是以鐵為主體元素，加上一定比例的鉻、鎳、鉬、錳等合金元素澆鑄而成。不銹鋼的發明來自于布里爾利的一次偶然發現。1912年時，布里爾利正在英國法斯鋼鐵公司研究所任所長。布里爾利帶著助手們試圖在鋼中添加各種各樣的化學元素來達到研究目的。隨著研究工作的進行，扔進廢鐵堆的鋼樣越積越多，存放的時間也越來越長，絕大部分鋼樣都失去了銀白色光澤。當布里爾利匆匆忙忙的準備搬出去處理掉時，發現在這一大堆鐵銹斑駁的廢鐵堆里，有一塊樣品居然還是銀光閃閃。于是布里爾利將銀光閃閃的鐵塊拿回來研究。之后他進行了堅持不懈的試驗，期間試驗的次數非常之多，布里爾利對每一次實驗都進行詳細記錄。久而久之，當他翻開實驗記錄本時，這塊鋼樣的來龍去脈就一清二楚。就這樣，布里爾利從偶然的現象中抓住機遇，終于首先發明了不銹鋼的冶煉方法。這個故事告訴我們所有富有創造性的科學家們都是一樣的，善于抓住每一個稍縱即逝的機會創造奇跡。通過一些有趣的小故事來激發學生的學習興趣，通過布里爾利的故事，讓學生知道不銹鋼的產生與發展，讓學生了解布里爾利的科學思想、科學方法和科學態度，啟迪學生們的思維，調動了學生對科學知識的學習積極性，順利將學生引入相關金屬材料學知識的教學中。靈活運用穿插法進行金屬材料科學史教學，既可以創設問題情境，激發學生的興趣，也可在新課教學中幫助學生了解動態的知識，并給學生以啟迪和教育。該方法教學針對性強，占用時間短，不會影響到整個教學的設計而喧賓奪主，適合當前的教學實際。[7]

3.科學史在課后的作用。在課堂學習完成之后，教師可以以一些以材料科學史為背景，設置一些疑問，讓學生去分析和解決。學生通過嘗試分析歷史真實的事件，不僅可以掌握相關知識，還可領略科學家的科學態度、科學研究方法和科學思維等，有利于培養學生的知識運用能力和遷移能力。

金屬材料教學時對不同的教學內容聯系相關的科學史實，充分挖掘教材外的金屬材料科學史潛在的教育價值，開展新型的金屬材料教育實踐。靈活地利用金屬材料科學史，提升金屬材料科學的教學效果。重視科學史教育，靈活運用各種科學史進行穿插式教學，在多個方面具有顯著實踐效果。不僅有利于培養學生的科學態度、情感和價值觀，還有利于提高學生的學習興趣，有利于學生掌握科學方法、提高科學探究及實驗設計能力。

參考文獻：

[1]辭海編輯委員會.辭海[M].上海辭書出版社，1999.

[2]陳繼慧.高中生物運用科學史培養學生科學素養的探索[D].長春：東北師范大學，2006.

[3]楊德平.高中全物教學中引入生物科學史教育的探究[D].福州：福建師范大學，2006.

[4]于冰，石磊.中國不同歷史時期的鋼鐵工業共生體系及其演進分析[J].資源科學，2009，31（11）：1907-1918.

[5]劉坤.科學史向科學教育回歸及整合的思考與策劃[D].新鄉：河南師范大學，2005.

[6]王放民.材料家庭的發展[M].上海科學技術文獻出版社，1999.

[7]孫建新.高中化學史教學的研究[D].金華：浙江師范大學，2006.

基金項目：本項目得到廣西高等教育教學改革工程“十一五”項目（2009B004）和廣西教育科學“十一五”規劃立項課題資助。

作者簡介：湛永鐘（1975-），男，廣西南寧人，教授。endprint

摘要：在金屬材料學的課程中充分發掘材料科學史的教學價值，從而設計課堂教學的新思路和開辟課堂教學的新途徑，以此提高學生的學習興趣。圍繞著該主題，結合教學實踐中的一些課例，淺析在金屬材料教學中如何融入科學史的教育。

關鍵詞：科學史；金屬材料；科學方法

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）24-0085-02

在大學金屬材料學教材中許多章節都滲透著科學史的內容。因為科學史的教育在培養學生的科學探究能力、科學態度與科學價值觀等方面有著重要的作用。了解科學史，讓學生體會研究金屬材料的價值，感受科學家們崇高的精神境界，而且養成敢于質疑、批判的精神，培養嚴謹求實的科學態度，同時培養學生的科學方法、科學精神、科學思維等。因此，如何讓材料科學史教育在知識與技能、過程與方法的教學目標中充分體現其價值，值得教師深入的探索和不懈的追尋。本文旨在利用科學發展史融入金屬材料學教學，提高學生們的科學素養，為素質教育課堂服務，使學生對金屬材料學的學習生產濃厚的興趣，培養學生的科學探究能力，實現教學模式和學習方式的重大改進。

一、學習科學史，領悟科學方法

科學史是以科學發展為研究對象的歷史科學，是人類文化史的重要組成部分。它描述和解釋科學知識發生、發展與系統化的進程，是近代科學發展到一定階段的產物。其基本內容有：科學發現和發明史、科學社會史和科學思想史等[1]。為了適應新時代的要求，落實新課程中關于培養學生科學方法的目標，需要全面提升學生的科學知識與技能、了解科學過程與方法、陶冶科學情感與價值觀。大學生通過對金屬材料學的學習，不僅要了解金屬材料理論知識和實驗技能，還要清楚材料學知識中的科學思想和科學方法。想要達到這個目的，對學生進行金屬材料學科學史教育是有效途徑之一。大學金屬材料教學中應該聯系材料科學史實例，使學生從歷代科學家的探索中獲得啟發，學到有益的科學思想和方法，并通過科學史教育使學生對科學的本質有深入的理解，進而領悟出科學的方法。[2]

二、還原科學史，加深對課程的理解

金屬材料學主要學習鋼鐵材料（包括工程結構鋼、機械制造結構鋼、工具鋼、不銹耐蝕鋼、耐熱鋼和耐熱合金、鑄鐵等）、金屬功能材料和新型金屬材料等，涉及到金屬間化合物結構材料、金屬基復合材料、金屬玻璃等。在金屬材料學課程學習中涉及大量的符號、公式、術語和概念。如果采用灌輸式教學，通過死記硬背，學生很可能只知其然，而不知其所以然，從而導致記憶不深，理解不透。但是，如果學生能了解知識產生的背景，這有助于學生更好地理解和掌握金屬材料學的相關知識點。因此，添加合適的科學史進入教學課程，使學生知曉科學思想的來源和學科的歷史行程，從而感受到科學理論是不斷發展、不斷完善的，使學習變得有趣味性，啟發學生對金屬材料科學世界的向往，對學生的學習大有裨益。[3]例如在學習鋼鐵冶煉時可以融入國內外的冶煉發展史，通過比較古今中外的冶煉特點，使學生對鋼鐵的冶煉有更全面的了解。中外的鋼鐵冶煉技術有近3000年的歷史，其核心工藝不斷改進，燃料結構不斷優化，所延伸的共生體系不斷變遷。第一階段（古代，1840年鴉片戰爭爆發之前）：塊煉鐵爐—固體滲碳煉鋼流程、坩堝爐—固體脫碳煉鋼流程、豎爐—固體脫碳煉鋼流程典型鋼鐵共生體系等共3種；第二階段（近代，1840—1949年）：化鐵爐—貝色麥爐、西門子馬丁爐流程典型鋼鐵工業共生體系等共2種；第三階段（現代，1949年至今）：高爐—平爐流程、高爐—轉爐流程、（廢鋼）電爐短流程、直接還原—電爐流程、熔融還原—轉爐流程典型鋼鐵工業共生體系等共5種。圖1反映了中國現代鋼鐵工業生產設備、生產技術、主要產品情況。[4]

通過了解國內外鋼鐵的冶煉歷史，使知識產生的真實背景和歷程簡約地展現在學生眼前，有助于學生產生對鋼鐵冶煉的學習興趣，從而主動了解相關知識。因此，把課程內容放入相應的歷史背景之中，使學生了解科學的規律，構建深入的理解和認識。[5]

1.創設情境，引入課題。在金屬材料學課程中引入科學史，是為了提高學生的學習積極性。在講緒論（金屬材料的過去、現在和將來）時，通過講述一些具體的科學歷史事件，體現出金屬材料學的發展。例如，英國人貝塞麥把我們帶進鋼鐵時代，重溫19世紀50年代初歷史上著名的“克里米亞戰爭”。貝塞爾發現槍膛里有刻螺旋狀的膛線，子彈在槍膛里前進時受膛線作用邊旋轉邊往前，出槍口后飛得特別穩當，射擊準確性好。貝塞麥將其原理運用與大炮的生產，但生產出的大炮經常發生炸膛事故，通過一系列的試驗與分析，貝塞爾最后分析出是材料出了問題，只有突破材料關才能避免炸膛。通過這個歷史事件，可以讓學生針對此“材料出的問題”進行分析，找出問題的原因（材料設計的缺陷），思考如何解決問題（如何改進材料），最后教師進行總結，讓學生明白鋼鐵材料的初期探索，也加深學生對相關理論知識的理解。[6]

2.運用穿插法，啟迪思維。一般教科書中的科學史往往只關注科學的文化層面，而對科學的研究過程關注較少。將相關的科學事件有意識、有目的地穿插在金屬材料學基礎知識教學中，使學生了解材料學問題的提出、重大科學事實的發現、科學家的小故事等，對學生進行穿插式教學，了解知識的來龍去脈。例如在學習不銹耐蝕鋼的相關課程中，可以插入一些有趣的小故事。不銹鋼是以鐵為主體元素，加上一定比例的鉻、鎳、鉬、錳等合金元素澆鑄而成。不銹鋼的發明來自于布里爾利的一次偶然發現。1912年時，布里爾利正在英國法斯鋼鐵公司研究所任所長。布里爾利帶著助手們試圖在鋼中添加各種各樣的化學元素來達到研究目的。隨著研究工作的進行，扔進廢鐵堆的鋼樣越積越多，存放的時間也越來越長，絕大部分鋼樣都失去了銀白色光澤。當布里爾利匆匆忙忙的準備搬出去處理掉時，發現在這一大堆鐵銹斑駁的廢鐵堆里，有一塊樣品居然還是銀光閃閃。于是布里爾利將銀光閃閃的鐵塊拿回來研究。之后他進行了堅持不懈的試驗，期間試驗的次數非常之多，布里爾利對每一次實驗都進行詳細記錄。久而久之，當他翻開實驗記錄本時，這塊鋼樣的來龍去脈就一清二楚。就這樣，布里爾利從偶然的現象中抓住機遇，終于首先發明了不銹鋼的冶煉方法。這個故事告訴我們所有富有創造性的科學家們都是一樣的，善于抓住每一個稍縱即逝的機會創造奇跡。通過一些有趣的小故事來激發學生的學習興趣，通過布里爾利的故事，讓學生知道不銹鋼的產生與發展，讓學生了解布里爾利的科學思想、科學方法和科學態度，啟迪學生們的思維，調動了學生對科學知識的學習積極性，順利將學生引入相關金屬材料學知識的教學中。靈活運用穿插法進行金屬材料科學史教學，既可以創設問題情境，激發學生的興趣，也可在新課教學中幫助學生了解動態的知識，并給學生以啟迪和教育。該方法教學針對性強，占用時間短，不會影響到整個教學的設計而喧賓奪主，適合當前的教學實際。[7]

3.科學史在課后的作用。在課堂學習完成之后，教師可以以一些以材料科學史為背景，設置一些疑問，讓學生去分析和解決。學生通過嘗試分析歷史真實的事件，不僅可以掌握相關知識，還可領略科學家的科學態度、科學研究方法和科學思維等，有利于培養學生的知識運用能力和遷移能力。

金屬材料教學時對不同的教學內容聯系相關的科學史實，充分挖掘教材外的金屬材料科學史潛在的教育價值，開展新型的金屬材料教育實踐。靈活地利用金屬材料科學史，提升金屬材料科學的教學效果。重視科學史教育，靈活運用各種科學史進行穿插式教學，在多個方面具有顯著實踐效果。不僅有利于培養學生的科學態度、情感和價值觀，還有利于提高學生的學習興趣，有利于學生掌握科學方法、提高科學探究及實驗設計能力。

參考文獻：

[1]辭海編輯委員會.辭海[M].上海辭書出版社，1999.

[2]陳繼慧.高中生物運用科學史培養學生科學素養的探索[D].長春：東北師范大學，2006.

[3]楊德平.高中全物教學中引入生物科學史教育的探究[D].福州：福建師范大學，2006.

[4]于冰，石磊.中國不同歷史時期的鋼鐵工業共生體系及其演進分析[J].資源科學，2009，31（11）：1907-1918.

[5]劉坤.科學史向科學教育回歸及整合的思考與策劃[D].新鄉：河南師范大學，2005.

[6]王放民.材料家庭的發展[M].上海科學技術文獻出版社，1999.

[7]孫建新.高中化學史教學的研究[D].金華：浙江師范大學，2006.

基金項目：本項目得到廣西高等教育教學改革工程“十一五”項目（2009B004）和廣西教育科學“十一五”規劃立項課題資助。

作者簡介：湛永鐘（1975-），男，廣西南寧人，教授。endprint