小學科學教學滲透科學史的三個視角

【摘要】小學科學是一門以提升學生科學素養為目標的基礎課程。科學史是人類認識自然和改造自然的歷史，蘊含著豐富的教學資源，學生學習了解科學史可以更好地理解科學、認識科學的本質以及提高科學素養。筆者結合實際教學經驗，從培養科學興趣、提高探究能力、培養科學精神三個角度出發，提出在小學科學教學中滲透科學史的方法，為教學實踐提供一定參考。

【關鍵詞】小學科學；科學史；科學興趣；探究能力；科學精神

作者簡介：尤春來（1979—），女，江蘇省無錫市港下實驗小學。

科學史反映人類科學活動的產生、發展以及演變，一部科學史就是一部人類認識自然和改造自然的歷史。學生學習科學史可以更好地理解人類科學探索的過程、認識科學研究的方法以及理解科學的本質，此外，學生學習科學史，還能溝通科學與人文學科，培養求真創新的科學精神。

《義務教育科學課程標準（2022年版）》提出“引入科技史素材，幫助學生體會科學本質”“充分利用相關科學史和科學技術新進展，引導學生了解科學發展史”“介紹某一類產品或技術的發展歷史，從中了解技術與社會的緊密關系”［1］等內容，對科學史在科學教學中的滲透提出了新的要求。教師把科學史合理地融入小學科學教學中，不但可以培養學生的興趣，更能培養學生的思維能力及創新能力，為學生的科學素養發展奠定基礎。在當前的小學科學教學中，教師運用科學史輔助教學的實踐尚不充分，筆者認為可以從以下視角入手來將科學史有效融入小學科學教學，彰顯科學史的育人價值。

一、豐富科學史教學場景，培養學生科學興趣

科學史包括科學發展的歷史事件、案例等充滿趣味性的素材，教師在科學課上引入這些素材，對學生具有極大吸引力，能激發學生學習科學的積極性，讓課堂變得趣味盎然。

（一）引用科學史故事，活躍課堂

學生聽故事時，大腦處于活躍狀態，故事中蘊含的思維、方法、情緒能很好地影響學生。教師引用科學史故事，需要注意以下幾點。

1.考證內容的真實性

科學史上流傳下來很多故事，但因為傳播者為增強故事的傳奇性，往往會對故事進行藝術加工，所以故事的真實性有待商榷。教師在引用有關科學史的故事前，要進行多方考證，給學生提供真實的信息，這也是科學精神的體現。

2.展現研究的過程性

學生在開始學習物理學時，往往會為那些與認知不同的物理學理論而煩惱，如果學生了解這些物理學理論建立的歷史，接受這些理論就變得容易多了［2］。其實這些抽象枯燥的理論大多是在具體的情境中生發的，學生從科學史的角度出發，看這些理論如何產生、發展，就會對知識有比較全面完整的認知，更好地理解和掌握知識。

比如對于視覺機理的認識，人們早期認為是人眼發出光線接觸物體；之后認為是物體發出光線進入人眼；目前認為是太陽光等光源發出光線照射到物體上，再反射進入人眼。人們的認知不斷發展，體現了科學探索的過程性與曲折性。

3.關注語言的通俗性

科學學科具有專業性，陌生的術語、深奧的解釋、復雜的公式都會讓學生敬而遠之，因此，教師需要改變語言表達方式，用有趣的、通俗的語言將抽象的科學理論變得具體鮮活，讓學生從中體會科學的美妙與樂趣。

教師可以借鑒科普讀物的解說語言，如《進階的巨人 改變世界的偉大科技》這本科普讀物通過有趣的故事，豐富的細節，帶領讀者走進科學。總而言之，教師教學科學課程時，不應機械地把一些抽象的科學知識拋出來，而應把科學知識講通俗、講有趣。

（二）開展多樣化學習活動，拓寬科學史教學時空

科學史教學更積極的意義在于培養學生的人文素養。科學教材的容量有限，這就需要教師溝通課堂內與外，聯通校園與社會，在多渠道多形式的積極實踐中，探尋多樣化的科學史教學途徑。

1.發揮班級主陣地的功能

科學課的實踐特征決定了科學史這類輔助性知識不宜占用教材過多的篇幅，也不宜占用課堂過多的時間。教師可以在每節課上安排幾分鐘，讓對科學史感興趣的學生來做課堂小主播，分享與學習內容相關的科學史故事；可以針對教學主題搜集相關的科學史故事，編輯適合學生年齡特征的、圖文并茂的閱讀材料分享給學生；還可以把班級黑板報作為學習科學史的陣地，開辟一個科學史專欄，制作“科學家的故事”“科學史上的今天”等內容。

2.發揮校內外科普活動的效益

學校可以組織形式多樣、內容豐富的科普活動，如在校園科技節、校園科普宣傳周時，圍繞科學史主題，舉辦科學發展史展覽、科學史講座、科學史短劇表演等活動，讓學生在豐富多樣的科普活動中領會科學的真諦，不斷培養對科學的興趣。

科學史教學也不能止步于校內，校外蘊藏優質的科學史教學資源，如科技館、博物館等是對學生進行科學教學的絕佳場所。教師可與有關主體積極溝通，為學生提供豐富的校外科學學習、實踐機會，豐富學生的課余生活，讓學生充分感受科學的魅力。

此外，互聯網能提供海量的信息，教師可以為學生提供學習網站的網址，引導學生在網絡上搜尋需要的資源。針對課堂學習的內容，教師一方面可以在課堂學習前設計相應的科學史學習活動，讓學生利用網絡開展自主學習，為正式的課堂學習打下基礎；另一方面可以在課堂學習后引導學生利用網絡對有興趣的內容進行深入探索，并組織開展科學史圖片展、科學史故事會、科學史播報等多種形式的專題活動，提高學生科學史學習的效果。

二、訓練學生科學的認知思維，提高學生的探究能力

學生對世界充滿好奇，他們在探索和發現中成長。從這點看，科學發展史與學生個體的學習成長經歷相似，都體現出從懵懂走向智慧的認知發展規律。在科學發展史中，方法論的發展是一個重要的方面，科學研究方法的進步促進了科技的發展。教師在學生成長的不同階段，需要遵循學生的認知發展規律，有序滲透科學的認知方法，訓練學生科學的認知思維，提高學生的探究能力。

（一）低年級：觀察、記錄

一二年級的學生已經具備了基本的生存交往技能，也已經開始了語言文字的學習，他們習慣直接地觀察周圍的事物。

教師要想在一二年級科學教學的起始階段，訓練學生科學的認知思維，提高學生的探究能力，就要重視對學生進行觀察和記錄的訓練。觀察是一切科學活動的基礎，觀察有利于獲取信息和發現問題；而記錄同樣重要，記錄有利于記憶和鞏固觀察的成果。教師要啟發學生用圖畫或文字進行描述，形成觀察記錄，學生落實觀察和記錄的工作，就有了探究的起點，也有了進一步探究問題的生長點。此外，觀察記錄能夠化抽象為具體，使科學探究的過程更具科學性和精準性。

（二）中年級：工具、實驗

學生在低年級經歷階段性的觀察記錄訓練，會發現有時候直接觀察并不完全可靠，因為在某些情況下人會產生錯覺。如此，會引發學生思考：“怎樣探究更可靠？”工具的使用拓展了人類的感官功能，在教學中，教師要帶領學生學習正確使用工具，用工具幫助觀察，拓展感官功能。

此外，在科學史上，工具的使用引發實驗科學的興起，觀察與想象、歸納與演繹等科學方法得到了有機結合，形成標準化的實驗科學。在中年級的科學教學中，教師要引導學生關注實驗的設計和規范，比如對比實驗中相關變量的控制等。

（三）高年級：假設、質疑

實驗科學的興盛使各門類的知識經驗得到貫通和整合，但是人類的知識和經驗是有限的，教師要提醒學生不能以為有了足夠的知識和經驗就足以做出準確的判斷。

在高年級的科學教學中，教師要引導學生在探究之前先思考，有根據地提出假設，再設計實驗進行研究分析。當然假設也可能是錯誤的，教師要關注學生的學習心理，培養學生實事求是，不怕挫折，勇于探索的精神。

此外，質疑是非常重要的科學精神，教師要引導學生從科學史中汲取豐富的營養，培養學生的質疑精神，讓學生不人云亦云，增強獨立思考的能力。

三、挖掘科學史故事的內涵，培養學生的科學精神

科學精神內涵豐富，它是促進科學發展的動力，教師要挖掘科學史故事的內涵，培養學生的科學精神。

（一）培養學生求真求實的科學精神

在科學史上，科學家與謬誤作戰，與未知同行，他們追求真理，實事求是，不肯妥協。

例如，1999年10月，美國《國家地理》雜志刊登了一篇文章，提到一種叫“古盜鳥”的早期鳥類化石，稱其為介于恐龍和鳥類之間的新物種。此事在世界科學界引起很大的反響，但是，中科院的徐星博士等人經過研究發現，這是一塊由鳥的身體和恐龍的尾巴拼接的化石，即“古盜鳥”是“人為物種”。

教師讓學生多接觸這樣的科學史故事，學生便能夠更好地理解求真求實的科學精神，從小樹立求真求實的科學態度。

（二）關注科學家忘我付出的科學精神

在很多科學史故事中，科學家本人總是以異于常人的形象出現，他們不僅不修邊幅，還似乎言行怪異。教師要注意的是，在引用這樣的科學家故事的時候，要引導學生思考背后的原因，感受科學家忘我付出的科學精神。

著名數學家陳景潤埋頭走路，撞到了樹木，頭也不抬，連聲說“對不起，對不起”；阿基米德洗澡時發現浮力定律，激動得光著身子就跑到大街上歡呼高喊；牛頓被下落的蘋果砸中腦袋，發現萬有引力……這些科學家故事學生耳熟能詳，但學生往往忽視在故事的背后，科學家忘我付出的科學精神。

如果牛頓沒有長期的探究思考，沒有豐富的知識積累，他被蘋果砸中腦袋后恐怕也發現不了萬有引力，同理，教師可以引導學生思考：“人在什么情況下會連人和樹都不分？在什么情況下才會忽略自己沒有穿衣服而直接跑向大街？”如此，有利于引導學生理解科學探究的艱難和科學家忘我付出的科學精神［3］。

（三）培養學生批判創新的科學精神

科學探究是一個不斷發展的過程，科學理論無限接近真理，但都不是絕對的真理，在日后很可能會被新的成果替代，而批判創新的科學精神是推動科學前行的動力。

比如人類對于運動的認識，兩千多年前，亞里士多德提出：重的東西下落得快，輕的東西下落得慢。到近代，伽利略進行了著名的“比薩斜塔實驗”，他將重量不同的兩個鐵球同時從斜塔塔頂拋下，結果兩個輕重不同的鐵球幾乎同時落到地上，由此驗證自由落體理論。

教師大力培養學生批判創新的科學精神，激發學生的好奇心和對科學的興趣，讓學生了解更多科學知識，掌握更多科學方法，是滲透科學史教學的應有之義。

結語

“讀史使人明智”，科學史不是枯燥的年代和人名，而是由鮮活的故事組成的寶貴科學教學資源。在小學科學教學中，教師應該以教學的需要和學生學習的需要為參考，滲透科學史的教學，讓科學史從邊緣走向中心，促進學生學習興趣、探究能力、創新思維和科學精神的培養，從而促進學生科學素養的穩步提升。

【參考文獻】

［1］中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準（2022年版）［M］.北京：北京師范大學出版社，2022.

［2］吳國盛.科學的歷程［M］.2版.北京：北京大學出版社，2009.

［3］張紅霞.科學究竟是什么［M］.北京：教育科學出版社，2003.