科學教學中挖掘科學史的有效途徑

劉翠英

[摘 要]科學史是以科學史實為基礎，研究科學的發展歷史及規律，它溝通著科學與人文社會科學兩大文化，體現著科學文化的豐富內涵，蘊藏著豐富的教育資源。在教科版科學教材中，蘊含著不少科學史的教育素材，它一般作為新知識的背景材料、延展性閱讀資料、科技活動素材等形式融入課堂。

[關鍵詞]科學史 探究能力 科學素養

[中圖分類號] G623.6 [文獻標識碼] A [文章編號] 1007-9068（2016）12-079

當今，科學史知識對科學課程的重要性已普遍受到重視，但在一般的課堂教學中，教師往往將科學史以閱讀資料的形式呈現，作為記憶性的知識傳遞給學生，僅僅讓學生去記憶科學家的姓名而已，這種單一的學習方式很難激起學生的學習興趣。為此，筆者就如何挖掘科學史進行了積極的探索。

一、將科學史知識融入課堂教學

科學史的涵蓋面很廣泛，在小學階段的科學史教育中，我們要有計劃、有條理地將科學史融入課堂中。在學期初，對本學期的教學內容進行統籌規劃，看看科學史的涵蓋面如何，能否全面地囊括科學史的多項作用。在每節課前，教師要作精心的準備，考慮史實材料對學生來說是掌握其科學方法，還是去了解科學發現的繼承關系。課堂教學中，我們可以運用科學史典型案例和探究式教學法，讓學生經歷科學探究的全過程。

1.課始導入故事

每一項偉大發現的背后總藏著一個動人的故事。在課始的導入部分引用科學家的故事能將學生的思想聚焦起來。如，在教學“電和磁”一課中，可這樣導入：在100多年前，電與人類的生活是完全無關的，只在科學實驗中偶爾會用到它。直到1820年，丹麥科學家奧斯特做了一個有名的實驗，才為人類大規模利用電能打開了大門。那奧斯特到底做了什么實驗？這一懸念的設置，激發了學生的求知欲與好奇心，促使學生迫切想知道實驗的名稱，迫切想像科學家那樣去研究。

2.課中融入故事

（1）實驗過程“重演”

科學史教育重在讓學生通過了解科學的發展過程進而了解科學知識、理解科學本質。在科學教學過程中讓學生親歷或“重演”人類科學發展史過程中關鍵性、突破性的科學探究活動，是學習科學史的重要方法之一。如，在研究“電和磁”一課中，在導入后教師給學生提供指南針、小燈泡、電池、電池盒、導線、開關這些材料，讓學生先猜測可能會發生什么現象，再進行動手實驗。通過實驗，部分學生會發現：把電路中的導線拉直靠在指南針上方且與磁針方向一致，接通電流，磁針發生偏轉，斷開電流，磁針復原。接著從多角度來分析思考觀察到的現象：電流越大，偏轉角度越大。最后告訴學生：“電流產生磁性就是當年奧斯特的重大發現，今天的實驗我們重演了當年的那一幕。緊接著向學生介紹關于奧斯特研究電和磁的經歷：早期他經歷了十幾年的研究，一直沒有獲得科學證據。有一次在給學生做演示實驗時，無意中發現了磁針的轉動，這次偶然的發現在無數次的驗證中得到了證實。

學生的猜測與當時科學家的心路歷程相符合，學生學習的過程就是“重演”發現科學的過程。通過“重演”，學生體會到科學的發現需要有心人，需要潛心鉆研、勇于探索的科學精神。

（2）穿越對話，角色扮演

在科學課堂教學中，當我們遇到某些理論性很強、距離學生的實際生活很遙遠的知識點，或當學生的注意力開始下降時，可設計穿越活動讓學生扮演相應的角色，在教師創設的情境中展開討論學習，通過對不同觀念的比較鑒別，化抽象為具體、化疏遠為貼近，從而掀起學習的熱情。如，教學“人類認識地球及其運動的歷史”一課時，本節包括四塊內容：一是“托勒密的地心說”；二是“哥白尼的日心說”；三是“討論地心說和日心說的異同點”；四是“修正對晝夜交替現象的解釋”。對于兩種學說書本中一條一條地羅列得很清楚，如果老師按照常規的教學方法，在講臺上就書本上的觀點照本宣科地講給學生聽，對于如此抽象的概念學生往往聽得含糊，容易分散注意力。因此在講到這塊知識時，可為學生創設一個場景：請大家穿越時空去古希臘、波蘭走走，請一位同學扮演古希臘天文學家托勒密，請另一位同學扮演波蘭天文學家哥白尼。先請兩位“天文學家”現身說法，分別闡述自己的主要觀點，再由他們引領其他同學討論兩種觀點的相同和不同之處，最后修正對晝夜交替現象的解釋。這樣一堂課，學生完全自主地展開學習，學生學得快樂，教師教得輕松。科學史的內容貫穿整節課，學生仿佛親臨科學歷史的長河。

采用角色扮演的方式進行教學，不僅能喚起學生的興趣，提高聽課效率，而且能加深學生對所學知識的印象。通過科學史教育能夠很好地培養學生批判質疑的科學精神，有利于形成崇尚理性、獨立思考的意識。

3.課尾引入故事

以科學史收尾，既能激發學生對科學新知的關注，更能開拓學生的課外探索活動。如，在學習了“磁鐵”單元后，教師布置作業：隨著科技的發展，磁鐵更多地應用在人們的生活中，其中有一種交通工具就是應用了磁鐵的特性設計建成的——磁懸浮列車。磁懸浮列車究竟應用了怎樣的原理呢？課后同學們可到閱讀資料庫或網絡上搜索答案，尋找自古以來磁鐵在生活中的應用。這樣，進一步引導學生課外繼續探究，使其初步體驗到科學、技術與人們生活的密切聯系。

二、開拓新渠道，拓寬科學史領域

1.在專項研究中學習科學史

學生在科學課堂中掌握的科學史具有一定的局限性，教師可引導學生利用網絡、報刊雜志等途徑來搜集整理專題性的科學史展開學習。如，在學習“微小世界”單元后去搜集人類觀察工具的發展史；在學習“宇宙”單元后去搜集中國航天事業的發展史；在學習“時間的測量”單元后去搜集計時工具的發展史；等等。這些材料搜集后可以采用多種形式進行展示，如：在班隊課中作交流介紹、開展科學史知識競賽、編寫科學史小報、撰寫科普小論文等。這些活動的開展讓學生直接面向科學史，充分調動了學生學習科學的積極主動性，充分發揮了學生的主體作用，充分展現了科學史教育的價值，更有利于培養學生搜集、處理信息的能力。

2.在專項閱讀時間中學習科學史

俗話說：“讀史明理，以史為鑒。”科普讀物廣泛普及科學史，它往往由淺入深，通俗易懂，能給人們的生活帶來樂趣，提高人們各方面的知識素養。首先，教師可在一學期中給學生設定幾本必讀書目，如法布爾的《昆蟲記》《科學的發現》等。讓他們每天中午抽半小時來閱讀科普讀物，以加深對多方面科學史的了解。

3.在“第二課堂”中學習科學史

體驗是親歷，是分享；感悟是收獲，是成長。校外科普場所（所謂第二課堂）架起了課內外溝通的橋梁，幫助學生開辟了獲取最新科技信息的渠道，為他們提供了動手、動腦、顯露才華的舞臺，如參觀博物館、科技館，名人故居等。通過聆聽專業人員的介紹，通過閱讀館內大量的文字介紹，通過體驗石油勘探、污水處理等活動，能較好地了解科學史，有些活動還能與課內教學無縫鏈接，潛移默化地培養學生的實踐能力和創新精神。

4.整合教材學習科學史

小學階段各學科之間存在一定的聯系，整合學科進行教學能使科學史教育錦上添花。如，在教學“地球的衛星——月球”一課時，可與“科學泰斗錢學森”一課結合起來，讓學生了解中國航天之父錢學森為中國航天事業作出的偉大貢獻。又如，學習“能量與太陽”時，結合鄉土教材學習本市豐富的礦產資源“硅藻土”；學習“形貌各異的我們”時，結合鄉土教材了解人口學家、教育家馬寅初的事跡。通過這些史料的學習，進一步培養學生愛家鄉、愛祖國的思想感情。

科學是理性的，歷史是人文的，我們要為學生創造更廣闊的學習空間，讓他們在品味科學史的同時，感受科學史的精神，提高科學探究能力，發展科學素養。

（責編 羅 艷）