通過科學史教育培養學生的批判思維

一、當前小學科學課批判思維培養的現狀

為了了解當前小學生批判思維的現狀，筆者在北京市海淀區某小學四、五年級學生中，抽取男、女學生各20人進行了問卷調查。問卷與反饋情況如下表。

批判思維是一種反省性的辯證思維，它由批判思維能力、知識和意向構成。通過問卷分析不難發現，由于小學階段的科學教育比較關注學生自主探究、實踐檢驗、分析等能力，所以學生具備了一定的批判思維能力，但批判思維的意向還有很多不足。在遇到爭議或問題時，學生不喜歡尋找問題的原因，或者簡單地把原因歸結為意外或者操作失敗，不會對問題做全面考察。究其原因，是源自學生對教師和書本的依賴。長期以來，多數教師習慣了這些做法：習題“對答案”，上課“過度引導”，活動由“好學生帶著后進生”等。于是在學生潛意識中，學習與讀書畫上了等號，教師的說法與標準答案畫上了等號，導致學生批判思維的意向嚴重缺失。因此，當教師鼓勵學生說出自己的想法時，學生卻不敢說、不想說，或者是揣摩教師想要什么答案，這也導致了學生批判思維方法技巧與批判思維意向的不匹配。著名學者凡西昂認為，要使批判思維的教學有效，就必須包括專門培養理智美德的做法，不能單純依靠認知技巧的傳授，它們應該同時進行。

批判思維要求學生不迷信書本，不盲從權威，同時有一個明辨是非的智慧頭腦，敢于對所學知識的真實性、精確性、性質和價值進行理性分析。隨著課改的深入，教學中“一言堂”現象已經逐步減少，在日常教學中，很多教師已經關注到培養學生批判思維，鼓勵學生不盲從。科學課上培養學生批判思維的常見形式有：鼓勵學生發言、開展組內辯論等活動；營造平等的師生關系，鼓勵不同觀點的學生發表自己的觀點；實驗設計允許失誤，鼓勵學生在探究中自主探究，提出觀點。

但是在教學中，較多的是對批判思維方法與能力的培養，在批判思維意向的培養方面比較欠缺。有學者指出：“批判思維不再是某幾項思維技能的開發和利用，而是思維技能的綜合利用與人格的自我完善，它既包括有關的思維技能，也包括一系列的人格品質。”可見批判思維意向培養的重要性。

很少有教師把科學史教育有意識地與批判思維的培養結合在一起。在漫長的人類科學史之中，除了科學知識的傳承，很多偉大的發明、發現都離不開批判思維，比如哥白尼的《天體運行論》、維薩留斯的《人體結構》、達爾文的《物種起源》等，這些都可以作為培養學生批判思維意向的素材，值得深入研究。

二、科學史教育與科學探究相互結合，培養學生的批判思維

小學生的科學學習以探究為核心，學生在實踐中建構科學概念，形成探究能力。學生在科學學習中的探究與科學家研究自然界的科學探究有相似的特征，讓學生像科學家從事科學探究那樣來學習科學，有利于他們領悟科學的真諦。在探究中如果能結合科學史的教育，會有利于學生理解科學，培養他們的批判思維能力。在科學探究中結合科學史的教學有如下幾種模式：

1.再現科學家的探究，引導學生建立“求真”意識

“求真”是批判思維中重要的思維品質，它使人們對尋找知識抱著真誠和客觀的態度。在科學課教學中，可以通過串聯科學史實，引導學生重新“經歷”科學家發現的過程，引導學生建立“求真”意識（如圖1）。

如引導學生研究空氣是否有重量時，可以結合科學史教學培養學生的“求真”意識。教師在本節課的主要任務是創設一個情境，給學生一個探究的環境和平臺，引導他們自主探究。經過設計之后，本課的流程如圖2。

課后我對一些學生進行了訪談。下面是我與兩位學生的訪談對話。

訪談一

問題1：你覺得伽利略是個什么樣的人？為什么？

生：我覺得伽利略是一個偉大的科學家，因為別人想不到的事情他想到了。

問題2：他想到了什么？

生：別人認為空氣沒有重量，他認為空氣有重量，后來他就去測量，就測出空氣有重量了。

問題3：如果你遇到一個問題，你和大家的想法不一樣時，你會像伽利略一樣提出來嗎？

生：我會，看看到底誰對。

師：嗯，我們還要去科學地驗證，是吧？

訪談二

問題1：你覺得伽利略是個什么樣的人？為什么？

生：勇敢的人，因為他特別愛研究。

問題2：你怎么知道的？

生：別人都說空氣沒有重量，他沒有聽別人的。有的科學家認為空氣有重量但沒有辦法知道，他就去想辦法。

師：如果你做一個實驗，老師說你肯定做錯了，你怎么向伽利略學習呢？

生：我會看看我哪兒錯了。

師：如果你發現你的方法是對的呢？

生：那再問問老師。

通過課后訪談，我發現通過科學史的滲透，榜樣的“求真”意識已經有一定作用，還需要教師在科學方法上給予引導。同時，學生的批判思維意識還不很穩定，往往還依賴教師“權威”的驗證，這在三年級學生中比較常見。

又如，引導學生認識骨骼、關節和肌肉，教學中，教師常常引導學生提出問題，然后通過各種方式間接認識人的骨骼、關節與肌肉。本課可以結合科學史進行教學：創設情境引導學生探究，通過科學史促進學生間接研究，形成科學概念（如圖3）。

2.通過科學史結合探究方法，引導學生提升認知的成熟度

在批判思維傾向中，認知的成熟度是學生最為欠缺的。學生的思考往往比較直接，很難做到審慎地做出判斷，或暫不判斷，或修改已有判斷。通過科學史結合科學探究的方法，可以讓學生樹立一種意識：遇到問題應審慎地思考。這樣的教學一般采用補充科學史（圖4），或者通過科學史進行提示的方式（圖5）進行。

如引導學生認識電能和能量時，讓學生自制電池，體會化學能轉化為電能之后，可以補充意大利科學家伏打發明伏打電池的科學史內容。

這樣做，可以有效地引導學生認識到，遇到實驗現象不要急于下結論，要看看實驗數據是否可以支持自己的研究，在什么范圍內可以成立。這樣，學生在逐步養成批判思維的過程中，可以提高認知的成熟度。

3.通過科學發展史引導學生建立理性、公正評判的思維品質

在教學中過于注重引導學生學習與模仿敢于提出質疑的人，往往會導致他們為了“批判”而批判，質疑一切，卻又毫無根據，反而使學生缺少了客觀、公正評判的品質。筆者發現，梳理科學發展史可以有效地引導學生客觀看待各種理論的變遷，從客觀的角度體會當時研究的局限性。

引導學生認識人類認識地球及其運動的歷史時，許多教師比較注重哥白尼提出“日心說”的過程，在教學處理中往往加入感情色彩，介紹哥白尼被迫害的故事，導致學生對“地心說”產生痛恨的心理，不能客觀地認識這一理論的價值。教學中可以加入歷史坐標軸，按時間順序進行介紹，如公元前160多年的科學家托勒密、古代天文學的百科全書《天文學大成》、哥白尼時代文藝復興的背景。使學生認識到，1512年左右，哥白尼是在前人研究的基礎上才有所突破。通過對一系列人物與事件的梳理，學生更加理解了繼承與發展的關系，學會了以更客觀的眼光看待某一時代的科學理論。這樣，當學生再審視哥白尼的“日心說”時，就能從現代人的角度，利用現代人的地球與空間科學的知識去分析了。

又如，引導學生認識生物的進化時，除了介紹達爾文的進化論，還可以展示人類認識生物進化的歷史。古希臘時期就有了進化的觀點；拉馬克提出了動物進化是一個緩慢的過程，同時提出了“用進廢退”學說；達爾文經過大量考察提出了進化論。學生在已經掌握進化論的思想后再來聽這些介紹，就可以客觀地分析這些理論不同的貢獻與局限，從而鍛煉了他們客觀地評論事物的能力與思維品質。