程玉培
浙江省杭州市萧山区金惠初级中学，310000
【摘要】科学史的教学在初中科学学习中具有重要的地位。本文从三个方面来阐述融入科学史的教学法，分别是：在教学中穿插科学史故事，HPS模式教学，开发校本课程。将科学史密切联系教学内容，作为学生科学学习的一种重要的途径，激发学生的学习兴趣，利于学生理解和掌握知识，全面提高学生的核心素养。
【关键词】融入科学史；教学法；科学学习
我国《义务教育初中科学课程标准》的基本理念是以全面提高每个学生的科学素养为核心，课程目标是从科学探究，科学知识与技能，科学态度、情感与价值观，科学、技术、社会环境四个方面提高学生的科学素养。将科学史列入第五个内容标准即“科学技术与社会关系”标准中的第二个主题。由此可见科学史的教学在初中科学学习中的重要性。本文中，笔者主要从三个方面来阐述融入科学史的教学法：
一、教学中穿插科学史故事
1、在讲授新知识前作为背景资料引入科学史
例如，在讲授细胞学说的内容之前，以小故事的形式先给学生介绍施莱登和施旺的生平事迹，再比如，在介绍地球的版块构造理论时，可以先介绍历史上魏格纳提出的大陆漂移学说的过程，然后再此基础上再逐步引出版块构造理论，这样既激发了学生的学习兴趣和求知欲，又为新知识的引入做了背景材料的铺垫，也可让学生自己在课外收集与课堂知识有关科学家的生平事迹和他们的科学发现、发明过程等，这样既培养了学生收集和处理信息的能力，同时又积累了一定的科学史素材，从科学家身上学到许多科学方法，培养了他们的科学精神。
2、在学习新知识的过程中插入科学史
教师应根据教学实际需要，适时适当地引入与教学内容有关的科学史，向学生介绍这些新知识产生的背景，在实际生活生产中的应用等，以便让学生更好地理解所学的新知识。例如，在学习“光沿直线传播”的知识过程中，顺便向学生介绍我国古代科学家沈括的《梦笔溪谈》中有关小孔成像的资料记载，学生听了之后，一方面了解我国古代在光学方面的成就，激发他们的民族自豪感，另一方面也可以更好地理解“光沿直线传播”这一性质的有关新知识。同时以科学史为资料，引导学生进行探究活动。比如，在讲解细胞结构之前，让学生去收集有关科学家虎克的资料，它是如何利用自制显微镜和自制切片来观察细胞结构，材料可自选。这样学生既加深了有关显微镜结构和细胞结构的知识，又培养了动脑思考和动手操作能力。
3、在学完某一科学知识时，引入相关的科学史进行小结
如在学完了“地球与宇宙”的内容后，我向学生系统介绍了“日心说”的发展过程：公元前5世纪，菲罗劳斯著作中介绍的毕达哥拉斯学派的关于地球绕某一固定点运动的观点，但缺乏证据，后来希帕克提出了地心假说，托勒密在此基础上将其系统化，并被教会纳入宗教体系，直到15世纪，哥白尼经过长期观察提出“日心说”的观点，并写了《天体运行论》一书，但被教会视为“异端学说”，并残忍地迫害了日心说的支持者布鲁诺。教会的镇压并没有让坚持真理的人们屈服，第谷和他的助手开普勒经过潜心研究，总结出了行星运动第三定律，伽利略用亲自制造的望远镜发现了木星的三颗卫星，驳斥了只有地球才是一切天体中心的谎言。在开普勒、伽利略的基础上，牛顿发现了万有引力定律，终于为行星围绕太阳的运动做出了科学的解释。到1846年9月23日加勒根据万有引力定律预言的位置发现了海王星，哥白尼的假说得到了最终的证实。
经过这一科学史的介绍，既加深了学生对前面知识的理解，又能使学生更好地理解科学本质，明白科学的发展道路是曲折的，科学假说需要证据来证实。同时又让学生相信真理最终会战胜谬论，使学生受到很好的科学方法和科学精神的精神。
二、HPS模式教学
HPS是科学史、科学哲学和科学社会学的缩写。HPS融入科学教学是指把科学史、科学哲学和科学社会学的有关内容融入科学教学，以提高科学教育的质量，并将科学本质观凸显在教学中，使学生更好地把握科学本质，知道科学究竟是什么，科学知识是怎样产生的，科学在社会发展和进步中的作用是什么，科学和科学方法的局限性等等，从而培养学生的科学素养。将HPS融入科学教学可以发展学生对科学本质的理解，使学生建构科学知识，体验科学方法，感受科学精神。这无疑会使科学课堂更加充满活力，让学习更加精彩。HPS模式教学主要包括：
（1）演示现象
教师演示某一自然现象。学生通过观察产生一个需要解决的问题。例如，为什么植物的茎具有向光性？必须指出的是，一开始，向学生揭示的某一自然现象必须是以往科学家在历史上进行理论研究的一个现象。
（2）引出观念
教师启发学生就这一自然现象提出自己的观点（解释）。为了促使学生提出各种不同的观点，可采用“头脑风暴法”（即由发散性思想产生的各种方法），促使学生各抒已见，标新立异。
（3）学习历史、
首先介绍早期科学家关于这一现象的思想与实例，作为学生研究的参照系；其次，引导学生讨论或探索这些观念产生的背景、条件，使学生认识到科学认识的历史制约性。
（4）设计实验
教师将学生分组，要求学生从多种观点（或观念）中选择某种观点，设计实验进行检验。这一环节应使学生认识到：对同一自然现象可能有不同的解释，可以用实验检验这些观点（假设）。
（5）显示科学观念和实验检验
教师介绍教科书上对这一自然现象的解释。这一环节还需要学生对自己的观念和解释进行实验检验，实现由原有的错误观念向科学观念的转变。
（6）总结与评价
通过总结与评价，帮助学生更深刻的理解科学的探究本质，历史上科学家的探究过程和科学观念。
三、开发校本课程
校本课程是以特定学校为基础开发的课程，学校在保证国家课程和地方课程基本质量的前提下，通过对本校学生需求的科学评估，充分利用社会和学校的课程资源而开发的多样化的可提供学生选择的课程。其开发管理的主体是学校。在宏观课程结构中，校本课程处于协调和补充的地位。校本课程反映学生的兴趣爱好及个性发展需求，需要充分考虑学生的个体差异。在国家课程地方课程和校本课程三级课程体系中，校本课程体现不同学校的特殊需求。
笔者阅读了国内外不少关于科学史方面的专著，这些论著大都从古达今讲述了自然科学的发展历程，有些著作还涉及了科学史、科学哲学与宗教等，这些著作有的按时间线索来编排，有的以科学家个人研究为线索，内容基本都涵盖近现代科学的发展，要阅读清楚需要一定的科学知识基础，但初中生所学的科学知识有限，对他们来说这些较难的内容会削弱阅读的信心，很容易丧失阅读科学史的兴趣，所以我认为让学生学习科学史的方法除了课堂教学中渗透以外还可以开始科学史的校本课程，开发出适合初中生阅读的科学史校本课程，选取与初中阶段涉及到的科学知识有关的科学史资料为主，可适当提高，给对科学史感兴趣的学生一个选择学习并且可以提高的机会。
笔者曾经试着开展过以科学史为载体的校本课程的开发：
首先，成立校本课程的开发小组，明确成员分工职责，小组的建立为课程的顺利开发提供了一定的保障与动员作用。其次，根据学校及各年级学段的学生对科学相关知识的了解等情况全面分析确定课程的开发目标。然后撰写课程纲要，根据初中科学12册教材内容以及学校培养目标，确定课程目标，编写课程内容及组织和课程的评价方案，笔者参与八年级校本课程编写。再通过校园网络平台，供学生自主选修课程，课程命名为《科学史话》，在本校八年级学生中开设选修课程，一个年级260人共有30人选择此课。同时在课程实施的过程中对学生的形成过程性评价。最后通过学生学习后的反馈和对八年级科学学习和影响的调查，进行该课程开发的修改与修订。以下是对学生进行访谈调查结果：
问题（1）你认为校本课程的内容和你在科学课程中学习内容相比，有什么区别？
主要观点：内容丰富有趣，经常要和同学讨论问题，再分工完成任务。作业不同，没有大量的书面练习，需要回家后进行资料的调查、整理以及制作成PPT汇报。评价方式不同，学生自己经常作为评价的主体，参与度很高，积极性很高。
问题（2）你认为校本课程的内容能够吸引你吗？你希望内容中增加怎样的内容或是活动？
主要观点：很有趣有吸引力。部分科学史有点看不懂。可以增加一些实验或者演示。
问题（3）你对《科学史话》）中科学历史的学习和视频的观赏有怎样的感受？对你的学习有促进作用吗？
主要观点：从观看中觉得科学研究的过程也不是很难很复杂，我们也可以参与进去。
科学家的精神值得学习，尤其是反复试验，方法科学，还要有勇于质疑的精神。了解科学史之后，自己更愿意动手参与平时课程中的相关试验，想要去体验科学家们曾经做过的实验。
问题（4）你在完成对校本课程的学习后，在科学学科的学习方法有没有发生变化，具体有哪些变化呢？
主要观点：回答老师的问题更积极了，能说出很多别人不清楚的背后的知识。更愿意动手去实验，而且同学们都觉得自己的操作比一般同学熟练得多。更愿意主动记录实验数据或者现象，对数据或者现象背后的原因更愿意去思考。
问题（5）你在完成对校本课程的学习后，在生活中遇到各种变化时的态度有发生怎样的改变？
主要观点：更愿意去仔细观察以前不留意的现象，并且去思考，有一些不明白的更想去查资料弄清楚。
问题（6）你对于课程中的评价方式觉得是否合理？
主要观点：很有趣，可以自己参与评价，并且可以去评价别人，自己更愿意聆听别人了。
从对学生的访谈结果可以看出学生对于课程内容课程呈现的方式以及课程评价的方式都是相当赞同的，通过这一课程的学习让学生更了解科学探究的过程，不再觉得科学和自己很有距离感，更愿意像科学家一样去观察思考学习操作等等，遇到问题去分析解答，查阅资料或者进行相关的实验来解决问题。这些无疑对科学的学习有极大的益处。
综上所述，在初中科学教学中，结合各领域特点，用不同的方法融入科学史，既有利于激发学生的学习兴趣，又利于学生理解和掌握知识，更重要的是能使学生从中受到科学方法和科学精神的启迪和熏陶，从而可以全面提高学生的科学素养。
参考文献
[1]徐宜兰.中学科学课中科学史的教育价值[J].东教育学院学报，002,(6):11
[2]全日制义务教育科学（7—9年级）课程标准[S].北京大学出版社,2016
[3]朱清时主编，义务教育课程标准实验教科书（科学）.浙江教育出版社，2013