科学史的教学策略探究
——兼谈小学科学教材中科学史的教育价值
浙江省宁海县教研室薛英怀
俗话说,读史明理,以史为鉴。
在现行的科学教材中,蕴含着不少科学史的教育素材。
《科学3-6年级课程标准》也明确提出:“科学课程应向学生提供充分的科学探究机会,使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中,体验学习科学的乐趣,增长科学探究能力,获取科学知识,形成尊重事实、善于质疑的科学态度,了解科学发展的历史。
”其一“像科学家那样进行科学探究”这说明我们的小学科学教育要教育学生,学习科学家的科学精神、科学思想、科学方法;其二“了解科学发展的历史”说明我们不但要探究学习科学教学的内容,而且我们还要了解科学的历史,为我们更好的学习科学服务。
因此,科学史既是科学教学的内容,也是科学教育的有效载体。
那么什么是科学史?科学史有什么教育价值?其教学策略是什么?
科学史是唯一可以反映出人类进步的历史。
科学史应该是人类探究自然、认识自然、征服自然的过程,对后人来说,是感受先者的探究过程、科学解决问题的方法、学习他们的科学方法,体会他们的科学精神。
科学史的教育价值的核心在于其自身精神魅力和科学方法。
其教学策略有:
一、领略国外科学史事,培养坚毅的科学精神。
纵观古今中外,我国古代的统治者都极不重视科学技术,把科学科学教育视为“奇技淫巧”。
古代科学的发展和辉煌主要在中世纪的欧洲,法拉第发明了发电机、瓦特发明了蒸汽机、伽利略把望远镜伸向了太空、胡克兄弟发现了细胞结构……,诸多的科学史实给我们提供了丰富的教育题材,我们可以充分加以开发和利用,全面培养儿童的科学精神和科学态度,发展他们的科学思维品质,提高他们的科学素养。
1、培养他们坚持科学真理,不畏牺牲的科学精神。
科学是一个不断认识和发展的,科学的认识具有时效性和局限性。
如人类对光的认识。
如光是什么?现在人类还没有搞清楚,于是有了微粒说,还有波动说,更有波粒二像性。
人类在认识世界的过程中,为了坚持真理,与宗教和迷信作斗争,往往要付出艰辛的劳动和巨大的代价。
在小学科学教材的《地球和宇宙》单元中,我们在指导学生正确认识宇宙的过程中,可以渗透人类认识宇宙的历史教育,让他们领略哥白尼、布鲁诺等科学家坚持科学真理,不怕邪教的压迫和迫害,为科学献身的精神。
2、培养他们不畏艰险,勇于探索的科学精神。
人类认识世界,揭示科学规律是一个漫长的过程,需要我们不断的努力和付出,科学家的这种不畏艰险,勇于探索的科学精神是我们教师和学生学习且是应该学习的。
在现行的教材中,蕴含着有许多相关的科学家的故事。
例如,第一位在自然环境中研究昆虫的科学家法布尔,他穷毕生之力深入昆虫世界,在对自然环境中昆虫进行细致观
察和实验,真实地记录下昆虫的生活习性和本能,写成了约23万字的《昆虫记》。
美国的富兰克林不畏艰险,勇于探索。
在1749~1751年间,仔细观察和研究了雷、闪电和云的形成,利用风筝实验,验证了云中的闪电和摩擦所产生的电性质相同的推测。
1960年,年仅27岁的珍·古道尔,只身前往在周围人看来是一片黑暗,充满野兽的非洲丛林,开始了她和黑猩猩长达二十多年的“同居”生活。
并为冈比河研究中心开展持续时间最长的野生动物群落的实地考察。
这些科学史实,是我们对学生进行科学精神教育的良好素材。
3、培养他们探究科学真谛,团结合作的科学精神。
随着科学的发展,学科的分化,有许多分支科学研究得很细很深入。
很多科学研究需要几个人或几个团队的团结协作,共同合作,才能完成。
而不再是像原先那样凭个人的力量单打独干就能取得成功。
我们在科学教学的过程中,要适时的运用科学史实,对学生进行团结协作的据科学精神的教育。
新课程也提出了“自主、合作、探究”的理念,这与现行的科学教学精神是相合的。
具体的事例有获得诺贝尔奖的杨振宁的故事、十几个国家科学家共同绘制人类基因图谱的事实。
二、揭示科学发展规律,培养科学的认知观。
科学是什么?科学是知识,科学是观察,科学是可以证实的客观规律。
同样,科学的发展也是有规律的。
因为人类认识自然的过程是有咯血规律的。
所以,我们在科学教学的过程中,要因材施教,因势利导,揭示科学的发展规律,遵循规律,正确认识世界,绝不能胡来
蛮干。
如我们在“推测一朵油菜花的变化”的活动中,我们可以根据一个花序的变化,来推测一朵油菜花的变化。
那么同样,科学家们就是利用这种科学规律,来推测恒星的发展变化史。
其实,我们在培养学生正确的科学观的同时,还要培养他们辨证的科学观。
我们知道,可以证实的是科学,可以证伪的是伪科学。
那么,不能证伪的,我们该怎么看待?例如:鬼魂和转世到底存不存在?很多人的态度是一口否决。
假如如果我们去研究鬼魂和转世的话,那绝对会被痛扁,甚至可能被送进精神病院。
可是真正的科学态度是什么?不能证伪的东西是可能存在的,我们应该去不断的研究,国外就有许多人在,研究这些玄学。
三、阅读科学史话,培养严谨的科学态度。
科学史不但蕴含着科学的发展规律、科学探究精神,更蕴含着许多态度。
史话之一:ABO血型的故事
1900年的某一天,奥地利医生卡尔·兰德斯坦纳在思考:“为什么有的人输进别人的血安然无恙,而有的人却会出现不良反应,甚至导死亡?”他突然想到:会不会是输人的血液与受血者身体里的血液混合产生病理变化,而导致受血者死亡?这一年,他用22位同事的正常血液交叉混合,发现红细胞和血浆之间发生反应,也就是说某些血浆能促使另一些人的红细胞发生凝集现象,发现人的血型可以分成3种A、B、O血型。
1902年,兰德斯坦纳的两名学生又发现了AB 型,至此ABO血型系统正式确立。
兰德斯坦纳也因贡献的意义重大,
在1930年获得诺贝尔医学及生理学奖。
但是在兰德斯坦纳向国王汇报研究成果时,他的学生因为搞卫生把他的实验材料换了位置,导致实验的失败,这要是在当时的中国,可是欺君之罪了。
究其原因是兰德斯坦纳没有严谨的科学态度,把实验材料进行分组和编号。
史话之二:冥王星的发现和降级
2006年8月24日,国际天文学联合会大会通过决议,将地位备受争议的冥王星“开除”出太阳系行星行列,太阳系行星数目也因此降为8颗。
从此,冥王星这个游走在太阳系边缘的天体将只能与其他一些差不多大的“兄弟姐妹”一道被称为“矮行星”。
但是,冥王星的发现也有一段曲折的故事。
1930年1月,克莱德·汤博根据美国天文学家洛韦尔的计算,发现一颗小行星,并以罗马神话中的冥王普路托(Pluto)命名。
后来他在研究中发现,这颗小行星应该在30年前的照片上出现过,于是他找来30年前的照片,用手轻轻一拂,一个小白点出现在相片上,原来是一颗灰尘挡住了。
就是这颗灰尘,也就是这个不爱清洁的坏习惯,致使冥王星的发现被推迟了30年。
这两个科学故事充分说明了,科学研究要有严谨的科学态度,绝对马虎不得,这也是我们科学教学的绝佳素材。
四、挖掘我国古代技术史,开展技术创新教育。
中国是一个文明古国,但中国是一个极不重视科学的国家,在漫长的3000多年的封建历史中,那些封建帝王采取愚民政策,“罢黜百家,独尊儒术”,把科学技术视为“奇技淫巧”,中国的科学技术在古
代和中世纪应该是远胜于欧洲的。
只是从16 世纪的明末开始,中国的科学技术才逐渐落后于西方。
16—17世纪,欧洲的近代科学没有在中国产生,中国传统科学的内在缺陷是重要的原因,但是社会的原因比中国科学本身的因素还更为根本。
由于中国封建势力的强盛,资本主义没有在中国得到发展,而中国封建主义的政治体系、教育和选拔人才的制度,又排斥和鄙弃科学技术,这就使得中国的科学技术远远落后于西方国家,相对国力迅速落后,致使国家、人民蒙受了近代史上的屈辱和磨难。
但是,我国漫漫的历史长河中也不乏技术的闪光点,尤其是四大发明和医药技术。
我们在科学教学中应根据教材,挖掘相关的内容,引导学生正确认识我国古代的科技史,学习古代先贤们的技术创新精神。
如磁铁的性质中的指示南北的特性,《多种多样的植物》《种类繁多的动物》《环境和我们》等系列教材中因时适宜的进行人类利用自然的教育,从而引进我国古代辉煌的医学史,对他们进行即时的古代技术史的教育,激发他们继承传统,发奋学习,开拓创新。
另外,现代的中国,对科学教育的重视只停留在高校和研究所,民众对科学的态度是漠然的。
韩国于中国之前发明了中药煎药机,国人都清楚,中医是中国之瑰宝,而中药的煎药机却是韩国先于中国,河南某大医院还大言不惭的在门口打出广告“本院引进韩国进口中药煎药机……”的字样,真是国之耻,国之殇。
这些都可以作为我们激励学生投身科学学习,献身科学研究的素材。
科学是理性的,历史是人文的,我们在科学史的教育上,要关注
科学与人文的整合。
为学生提供良好的科学和人文环境,使他们置身于一个科学精神和人文精神的有机统一体中,让学生感受科学史的精神,提高他们的探究能力,发展他们的科学素养。
参考文献:
1、刘兵,《历史的辉格解释与科学史》,《自然辨证法通讯》1991年01期。
2、《小学科学课程标准》解读,自/152806/viewspace-78034。