自然科学史在大学科学教育中的应用问题分析

摘 要：自然科学史指的是研究科学的发展以及规律、人类科研活动的历史科学。现阶段，在实际的大学科学教育过程中，大部分教师并不重视自然科学，对于科学的思想史以及其中的人文性并不了解。此篇文章通过研究自然科学史的含义以及研究开展教学时普遍产生的问题，进而提出具有合理性的方案与解决策略，期望借助于自然科学史从而使大学生对其有一定的了解，进而对于学生科学素质的培养提供一定的帮助与支持。

关键词：自然科学史;学科教育;科学思想史;科学人文性

一般来说，自然科学史具有两层意义：其一，“一阶科学史”指的是描述发生在时间轴以前的科学历史事件;其二，“二阶科学史”又被称作是“科学编史学”主要是历史故事中所产生的观点的思考与阐释，而这其中支配上述故事的观点又可以叫做“编史学纲领”。1895年，奥地利的著名物理学家、哲学家马赫曾表示，所有的科学教育都应该尊重科学的历史与哲学。1904年，法国物理学家、哲学家保罗？郎之万则明确表示，自然科学教育应该以重视史学教育为基础。1996年，美国颁布的《国家科学教育标准》中，首次把“科学史和科学本质”作为提升科学素养的核心项目，并指出，借助科学史进行教育工作，能够在一定程度上保证学生对科学本质有更深入的了解，进而提升其的科学素质。而且，在本科生的课程教学过程之中仍然存在着较大的不足。

一、教师缺乏对自然科学历史的人生

教师自身对于自然科学史的认识存在不足之处，不重视自然科学史。在实际开展本科教学的过程中，大部分老师固执己见，认为传授重点应该是具体的知识。因此，将大部分时间放在对于具体知识的理解和训练上，并没有向学生介绍有关于自然科学史的相关知识与内容，而这对于扩宽学生对于科学知识面有较大的局限性，无法使学生养成开创性思维，导致学生并不了解自然科学史，无法培养学生的科学素质。在实际的知识授课上，一旦与所处时代的政治、信息信息脱轨，将会直接导致所学知识点不具有连贯性，而作为受教育者主体，学生也无法真正熟练使用好知识点，并且，这对于开创性思维的培养有阻碍作用。举一个实际例子，X射线、放射性以及电子的产生，借助现代的科学技术，研究所使用的设备与操作流程较为单一。但是，在十九世纪这些发现被称为是世纪之交物理学的三大发现。

二、教师教学重点不突出，无法深刻讲解出自然科学的精髓

教师把教学重点放在讲述科学史故事上，没有理解其中的科学思想史，向学生讲述呆板的知识无法吸引学生的注意力，反之，通过向学生讲述一个个生动活泼的故事则往往会吸引学生的注意。但是，与其他故事不同，科学故事不具有多样性与连续性，大部分故事之间并不具有联系。因此，这就需要老师引导学生挖掘理论知识涉及到的思想史，从而研究不同的时代、不同的概念之间的关系以及其中所涉及的逻辑联系。纵观科学史上所有的概念思想，其中最热门的概念思想竞争无疑不是讨论微观粒子的性质，究竟是粒子性还是波动性。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）以及阿尔伯特？爱因斯坦（1879—1955）等大部分著名学者都围绕这一问题提出了个人的观点，对于微观粒子的本质进行了一定的说明。经过接近三个多世纪的争论，微观粒子究竟是粒子性还是波动性的问题终于得到了一个合理的解释，最终被定义为 “波粒二象性”。

三、教师对大学生讲解自然科史时缺乏深度

教师对于学生年龄、心理、思维以及思想的成熟性不具有较多的了解，最终使得其在讲解自然科学史时缺乏深度。一般来说，受到地域、年龄的影响，不同的学生，其的身体素质、心理甚至是思维发展都有较大差异。因此，教师在授课之前，应该首先统计班级内部所有学生的年龄，通过问卷调查的方式，统计所有学生的心理与思维发展情况，通过分析这些数据，从而设计教学内容，使所有的学生都能够对自然科学史有所了解。在教授大一学生课程时，可以将重点放在介绍有关于科学史的故事方面，使学生对于科学史有初步的了解，进而激发学生的学习兴趣，培养学生的科学素养。如果教授对象为大四的学生，应该侧重于科学思想史的了解，在了解自然科学史的基础之上，保证学生能够接受一定的科学启蒙与训练。一般来说，“科学史观”属于自然科学史的最高层面，主要是站在哲学的角度了解自然科学的历史，一般来说都是将其作为研究生阶段的教学内容，按照不同的情况从而确定科学史观的级别[1]。

四、教师对于科学缺乏人文性的了解

自然科学的发展对于社会的提高有较大的帮助，是学习所有知识的基础。在最近的二十年间，航天技术、材料、医学与互联网科技等都经历了较大的变革， 通过科学技术手段，人的认识能力得到了较大的提高。而且，现代自然科学的知识证广泛运用到了其他领域，为人类认识和改造世界提供了工具与手段。随着生活节奏与生活水平的提高，科技的高速发展同时也带来了一定的危害：塑料的用量逐渐增加，最终导致地下水的污染，影响农作物的生长，进而导致有毒污染气体大量排放。这说明人在应对科技快速发展的同时，不能够合理处理好人与自然之间的关系。究其原因在于，人在開展科研活动时，并没有重视科学的人文性。我国科学院大学哲学系孟建伟教授指出，钻研科学的精神本身也属于人文精神，或者可以将其视作人文精神的重要构成部分。在上课的过程中，教师可以借助于向学生传授自然科学史的方式，分析其中所蕴含的人性，通过科学人文性的方式向学生传授知识，保证大学生的身心健康[2]。

五、总结

为保证学生科学素质的发展，教师人文素质需得到一定的培养。教师在教学之前应该先找出自然科学史在科学教育过程中存在的不足之处，通过有效的分析与研究，找出合适的解决方案。在教学过程之中，还应该充分挖掘科学史中的教育资源。而且，还应该注重自然科学的人文性，具体情况具体分析，找出其中蕴含的教育策略与合理方案。

参考文献：

[1]结合自然科学史和哲学专题多方位提高《电磁学》教学效果[J]. 薛霆.  高教学刊. 2018（12）.

[2]“大本营”对少数民族地区的指导和帮助——中科院自然科学史所与广西民族大学的科技史情缘[J]. 万辅彬.  科学新闻. 2017（11）.

作者简介：

周浩泽，出生年月：1997/04/24，性别：男，民族：汉，籍贯（精确到市）：浙江省舟山市，学历：本科，研究方向：物理.