基于科学史教学培养科学精神

发表时间:2021/2/26   来源:《教学与研究》2020年11月31期   作者:徐阿东
[导读] 在教学中学生和教师往往将科学史当作阅读材料,科学史在课堂上并未发挥其作用
        徐阿东
        浙江省乐清市清江镇中学 325611
        摘要:在教学中学生和教师往往将科学史当作阅读材料,科学史在课堂上并未发挥其作用。科学史是培养学生科学精神观的有效方法,教师应根据具体情况在教学中增加科学史的内容,丰富教学内容,让科学史发挥应有的教学效能,提高学生的科学精神。

        关键词:科学史   科学精神
        在浙教版《科学》教材中,附有很多阅读材料,包括科技、科学家等方面的介绍,这些材料通常较为简略,教师在备课时一般不采用或简单带过,学生也通常当作小故事进行阅读,有的科学小故事不符合史实。任何一种发现或发明都不是一蹴而就的,科学知识需经过许多科学家前仆后继的不断钻研才能得到,科学史在教学中有着非常重要的作用。学生在学习过程中缺乏或受到错误科学史的影响,比如对科学精神的理解造成偏差,影响学生的科学精神观形成。
        科学史是一段对人类对自然进行一系列科学活动的技术,其中包含有知识的不断积累以及科学战胜物质和迷信的成功历程[1]。在教学中渗透科学史教育是培养学生科学精神观的有效的方法。科学史的长期性反应出科学研究的艰难,让学生体验科学的研究方法;科学史的修正性映射出科学知识不断更替的结果,利于培养学生的质疑精神;学习正确的科学史帮助学生认识科学精神。因此教师在备课时搜集补充科学史知识,在适当的情况下使用科学史,加强学生科学精神的教育。

一 注重科学史的真实性,有助形成正确的科学观
        在科学教学中,许多科学家的发现被编撰成小故事,深入学生包括教师的头脑,万有引力因苹果砸到牛顿头上而被发现,以此激励学生认真观察;布鲁纳为捍卫日心说被烧死,激励学生为科学事业努力奋斗;伽利略在比萨斜塔的实验说明科学探究与实验密不可分。随着科学史研究的不断深入,科学史家和教育工作者逐渐发现在科学课堂上所使用的史料中有的是真实的,也有一些是虚假的。这些虚假的科学史造成错误的引导,使学生对科学精神的认识发生偏离,不利于学生科学精神观的形成。

        教师在使用科学史进行教学时,需要注重科学史的真实性,不能用虚假的科学史进行教学,教师要更新教育教学理念,充分认识科学史的教育价值;同时还要不断扩充自己的科学史知识,多角度对科学史的真伪进行辨别,筛选出真实的历史用于教学,通过制造认知冲突让学生破除此类虚假故事,提供真实的科学史,帮助学生形成正确的科学观。如在电的教学中,可在课前编好“富兰克林与风筝”的小故事,讲到“富兰克林”的手指被电到了的情节,提问:我们已学过电的有关的知识,这个故事是不是真的?引发学生思考,提示学生人体安全电压,再以来自《流言终结者》(在第4季第5集)所作的复制模拟实验作为现代的科学证据,打破误传的科学家故事,引发学生思考科学家的行为会不会受到当时社会、文化的影响,通过历史故事拉近与科学家的距离,让学生不再将科学家神化,并能以此为契机做进一步思考。
        科学史记录着科学发展的历程,展示了知识发生以及科学发现和发展的过程。只有保证科学史的正确性,学生才能在学习时认识到其中蕴含的科学精神。在教学中渗透科学史教育能使学生对科学发现的过程有所了解,明确科学家是如何提出问题、解决问题、如何进行实验、如何改进得出结论的。科学史能够帮助学生更全面、深刻地理解掌握相关的科学知识的发现过程、历史演变,能够更好的领会和掌握科学知识,形成正确的科学观。

二 重视科学史的长期性,体验科学的方法过程
        在科学教学中往往有概念和原理学习,教师在演示实验操作时,数据得到几组后就下结论,其中的不利数据直接归为误差过大而排除,长期在学生面前进行这样的实验,学生就会认为实验只要做几遍就行,有时还需要根据结论去凑数据。这样发展下去,学生就会具有不充分甚至是错误的科学精神观。

        教师在进行实验探究教学时要注重科学史的渗透,教材所提供的科学史对科学家各方面的贡献均有介绍,与本节内容的介绍相对简略。教师需要查找补充相关的科学史材料,特别是科学家在该原理的研究过程的经历。让学生在学习科学知识的同时对科学家在自己领域的奋斗历程进行了解,增加学生对科学知识发展历程的认识。例如在欧姆定律的实验教学前,可以插入科学史的教学,让学生认识到欧姆当时实验所遇到的困难和得出欧姆定律的历程,之后对欧姆定律进行验证性实验,通过科学史的教学,让学生认识到科学是一个漫长、艰苦的摸索过程.有的发现具有偶然的因素,但科学知识得出却需要不断实验研究才能得出,需要科学家长期奋斗,同时所有的发现都与当时的科技发展有着密切的联系。
        通过科学史教育可以使学生设身处地的站在科学家当时的社会背景下对科学的本质进行重新认识。科学的本质在于历史上科学家们在通过对自然界进行研究所获得的科学证据、提出的理论过程与方法,以及在研究过程中科学家的研究精神,由此可见科学精神与科学史是紧密相连的。

三 关注科学史的修正性,强化质疑批判能力
        学生常认为科学的事实、定律理论是科学家伟大的发现。这些科学知识是不会改变的,这种前概念主要是受到当今科学教育强调验证知识所致,而忽视了科学知识如何产生的过程。因为如果没有说明科学家如何产生科学理论知识的情境,学生容易以为科学知识是常态、线性积累的过程。事实上,科学知识是具有跳跃性、革命性的发展特性。

        科学知识来自于大量科学家不断研究得出,每种知识的背后都有许多科学家的探索和努力。现在的知识都是不断修正不断更新的结果,在教学中需要结合科学史,把知识的研究历程体现出来,让学生认识到科学知识的更新性,以培养学生的质疑批判精神。在原子结构模型的教学中,如果递进介绍不同科学家的研究结果,最后指出电子云模型是目前最为完善的模型,这容易造成学生否定之前的科学家所作的贡献,在教学中可以通过学生阅读了解不同科学家所处的背景和研究发现,并对其进行客观评价,以递进的方式逐渐呈现,并对相关的科学家的研究进行了解和评价,教师创设情境让学生进行推理得出假说,并鼓励学生提出质疑,师生共同探讨,对观点进行辩驳,最后得出相关主张。整个教学过程,师生的思维进行激烈的碰撞,学生的批判与质疑、归纳与总结、演绎与推理等科学思维方法都得到充分的呈现与发展。通过这样的教育使学生意识到科学知识并不是一成不变的,是一个不断更新的过程。
        教师应当注重对科学史材料的整合和运用,注重积累科学史材料,深入挖掘其背后蕴含的科学思维方法,并落实于教学的每一个环节。利用科学史材料,重温科学家的探究之路,体会科学家的思维过程,不仅可以掌握核心知识概念,更能有效促进学生的创新能力,探究能力,提升学生的科学精神观。
        认识科学精神有助于促进学生对科学的认知、科学探究能力的提高和科学情感、态度和价值观的建构,最终提高学生的科学素养[2]。将科学精神融入课堂教学,潜移默化地影响学生,是培养学生科学精神最有效的方式。历史材料是通过史实培养学生人文精神的良好载体,而科学史是帮助学生掌握科学方法、培养学生科学精神的必要条件,是为教师创设教学情境的有效资源。



参考文献:
[1]中国大百科全书出版社《简明不列颠百科全书.简明不列颠百科全书(1-10卷)[J].1985.
[2]教育部.义务教育初中科学课程标准(2011年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2011.3-4,7-18,42-49,75.
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