自然科学史在大学科学教育中的应用问题分析

卢江波

摘要：自然科学史是以人类科研活动、科学发展及其规律为研究对象的历史科学。目前，在大学科学教育中，普遍存在教师对自然科学史重视不足、忽略科学背后的思想史和人文性等问题。本文对自然科学史的概念及其在实际教学中普遍存在的问题进行深入分析讨论，并有针对性地提出解决方法，以实现利用自然科学史对大学生进行科学启蒙以及对其科学素质的全面培养。

关键词：自然科学史；科学教育；科学思想史；科学人文性

自然科学史包括两个层面的含义，“一阶科学史”为叙述过去所发生的科学史实，“二阶科学史”也称为“科学编史学，”是对支配历史叙事的观念进行的反思和解释，这种支配上述叙事的观念被称为“编史学纲领”。奥地利著名物理学家和哲学家马赫在1895年提出“没有任何科学教育可以不重视科学的历史和哲学”。1904年，法国物理学家和哲学家保罗·郎之万提出在自然科学教育中要重视“史”的教育。1996年，美国《国家科学教育标准》第一次将“科学史和科学本质”作为培养科学素养的核心内容，认为利用科学史进行教育，可以促进学生对科学本质的把握，促进其科学素质的提高。目前，在本科生的课程教学中仍然存在一系列问题，比如，教师对自然科学史的重要性认识不够、理解不够深入，将自然科学史引入课堂的切入点不够灵活，学生教师之间互动性不足，以及只关注科学史的故事性而忽略其中的深刻思想等原因，影响自然科学史对本科生的科学启蒙和素质培养作用。

目前，自然科学史在本科生科学教育中主要存在以下四個问题。

第一，教师对自然科学史的理解不够深刻，对其重视程度不够。

在本科教学中，有些教师仍认为具体知识是最重要的，专注于对具体知识的理解和训练，却忽略了与具体知识相关的自然科学史，这样容易造成学生科学视野的狭窄，不利于其形成开创性思维。对于具体知识来说，如果抛开其产生的时代信息，如政治、科技等就会导致具体知识点的孤立，学生也很难体会到这个知识点的重要意义以及发现者的开创性思维。比如，X射线、放射性和电子的发现过程；从现代科技的角度看实验仪器和过程有些简单，但是在19世纪末他们被称为世纪之交物理学的三大发现。

第二，教师只注重科学史故事，而忽略科学思想史。

学生容易被科学故事吸引，但是科学故事一般具有单一性和孤立性，很多故事之间并不具有明显的关联。所以，教师需要带领学生深挖知识背后的思想史，看到不同时代、不同概念之间的关联以及逻辑关系。科学史上最著名的概念思想大争论莫过于微观粒子到底是粒子性还是波动性的争论了。牛顿（1643—1727）、惠更斯（1629—1695）、托马斯·杨（1773—1829）、菲涅耳（1788—1827）、沃纳·卡尔·海森堡（1901—1976）、埃尔温·薛定谔（1887—1961）和阿尔伯特·爱因斯坦（1879—1955）等众多著名科学家都加入了此番论战，分别提出了自己对微观粒子本质的理解。最终，横跨近三个世纪的微观粒子的粒子性和波动性争论被新的观念“波粒二象性”所统一。

第三，教师对学生年龄、心理、思维和思想的成熟性把握不够准确，导致对自然科学史讲解深度把握不准。

不同年龄甚至不同地域大学生的身体素质、心理和思维情况都是不同的。在具体课程中，教师要对每个班级学生的年龄、心理、思维和思想情况有一个全局的了解，要有针对性。在大一课程中，关于科学史故事的介绍就多一些，涉及一部分科学思想史。在大四的课程中，需要侧重科学思想史，对学生进行一定的科学启蒙与训练。自然科学史的最高阶段是“科学史观”，属于对自然科学历史的哲学思考，属于研究生阶段的教学内容，需要根据具体情况决定是否涉及科学史观的级次。

第四，教师对科学的人文性认识不足。

自然科学的发展给社会带来了巨大的进步，尤其是近20年，航天、材料、医学和互联网科技等蓬勃发展，但是人类也面临前所未有的困境，出现了人与自然、人与人的背离。这是因为人们在进行科研活动时，忽略了科学的人文性。中国科学院大学哲学系孟建伟教授认为科学精神本身就是一种人文精神，或者说是人文精神的重要组成部分。在课堂中，教师可以通过回顾丰富多彩的自然科学史，分析人性，对学生进行科学人文性的教育与影响，促进大学生健康人格的形成。

总之，要实现对学生科学素质和人文素质的全方位教育，需要深入分析自然科学史在科学教育中存在的具体问题，深挖科学史的教育资源，重视自然科学的人文性，结合实际情况寻找合适的教育策略和方法。

参考文献：

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