略谈科学史教育的几点意义

□费伟娟

《义务教育小学科学课程标准》（以下简称《课程标准》）指出：提高公民的科学素养，对于公民改善生活质量，增强参与社会和经济发展的能力，建设创新型国家，实现经济社会全面、协调、可持续发展都具有十分重要的意义。[1]在以往的教学中，科学素养常被认为是科学知识本身，而《课程标准》的颁布，让师生明白科学素养不仅仅是科学知识的习得，更重要的是科学方法的掌握、科学思维的锻炼、科学观念的建立与完善以及正确的科学价值观的形成。

科学史既是由无数个具体事件与人物形成的点，又是由科学发现、发展与演变过程串联而成的线。它不仅仅是科学发展各阶段的重大成果的呈现，更是人类科学精神的反映。例如敢于质疑、勇于创新、锲而不舍等，这些精神推动着人类社会的进步。科学史中还包含着大量科学家在面对问题时所采用的科学方法以及研究过程中形成的良好习惯，这些都会为学生的成长助力。

科学史是一部颠覆与发展的历史。科学发展的每一步，都是对旧观念的辩驳与扬弃。在教学中，教师应反映出这种高潮迭起、波澜壮阔的发展历程，从而让学生经历科学知识的更替演变，认识到科学永远不会止步不前。

一、引入科学史，激发学生的学习兴趣

陶行知先生曾经说过：“唤起兴趣，学生有了兴趣，就肯用全副精神去做事情，所以‘学’和‘乐’是不可分离的。”兴趣是学生全身心投入学习的根本动力，每门学科的教学都应该以引发学生的学习兴趣为基本前提，使学生获得内驱力，小学科学也是如此。许多科学家的研究开展得既生动又有趣，这样的科学历史故事能够充分激发学生的好奇心和求知欲。

在教学教科版《科学》六年级上册“能量”单元的《电和磁》这一课时，教师引入了200多年前奥斯特偶然发现的一个奇特现象，从而激发学生的探究兴趣，而后再带领学生重走奥斯特的研究之路。这一次科学史教育贯穿整节课。学生了解了科学家认识真理的过程和践行真理的方法。学生通过动手实验观察到了当年奥斯特发现的一个不怎么明显的实验现象，还为了增强实验效果而认真思考，献计献策，获得了极大的成就感。可见，将科学家经历过的探究过程引入课堂，让学生自己动手，能使他们更加深刻地理解科学原理的发现过程以及其本质。

再如教学六年级上册“工具与技术”单元《不简单的杠杆》一课时，教师首先提问：阿基米德为什么敢夸下海口，说自己能撬动整个地球呢？由此引发学生的思考，导出“杠杆”这一教学内容。随后，教师再请学生思考阿基米德的说法在理论上是否可行。最后，教师再介绍阿基米德设计杠杆和滑轮系统推动大船的故事，让学生感受杠杆的作用。这一段科学史的介绍为相对枯燥的杠杆知识的学习增添了不少趣味。

二、引入科学史，为学生树立学习榜样

在科学发展的进程中，科学家们发挥着至关重要的作用，他们不仅发现并传承着科学，也在不断发展和完善着科学。为了追求真理，科学家们专注地投入科学研究。作为科学发展的见证，科学史能向学生传递求真务实的科学精神。

记录是学生学习科学的重要方法，也是科学的学习内容。但是部分学生忽略了记录的作用或因为偷懒而不去记录。仔细翻一翻科学史，可以发现，科学家们的记录活动是十分丰富的。如荷兰生物学家列文·虎克记录了他用自制的显微镜观察到微生物时的情状。在教学教科版《科学》六年级上册“微小世界”时，教师可先向学生展示列文·虎克发明显微镜的事迹，再向学生展示列文·虎克在著作中留下的科学记录，让学生跨越时空，体会不同情境中科学家的心情，由此明白科学记录的重要性。有了这样的铺垫，学生积极地记录了用放大镜、显微镜观察到的物体以及观察过程。

事实上，科学家们所共同拥有的专注、勇敢、执着等科学精神都会对学生产生极大影响，使他们在科学学习的道路上更具耐心与韧性。当学生了解到科学家为了追求真理而不惜一切代价的故事后，他们也进一步体会到了科学的无穷魅力，进而更加热爱科学。

三、引入科学史，增强学生对科学的理解

教学中，教师经常会遇到这样的情况，即当被问到“为什么是这样的结论”时，个别学生会说“书上是这么说的”。可见，学生认为书上的知识就是真理。但是，极少有学生知道这些真理的建立所需经历的过程以及一代代科学家为此所付出的努力。

在教学教科版《科学》六年级上册“地球的运动”单元中的《人类认识地球运动的历史》一课时，学生将学习地心说和日心说两大理论。众所周知，在哥白尼的日心说被提出之前，人们普遍认可地心说，甚至将其供奉为真理，日心说推翻地心说的过程可谓艰难而壮烈。引入这一科学历史，能让学生体会到科学发展所经历的艰难困苦，从而生发出对科学家的敬畏之情。同时，通过了解科学史，学生能够知道：科学理论具有其正确性以及局限性；科学也许不是绝对的真理，但它总是一步步趋近于真理。

四、引入科学史，强化学生对科学方法的理解和运用

科学发现离不开科学方法，选择合适的科学方法可以起到事半功倍的效果。科学方法也是科学素养的重要组成部分，它包括人类认识自然的手段和获取知识经验的流程过程。一切理论的探索过程实际上也是方法的探索过程。爱因斯坦擅长通过直觉洞察事物的本质，开普勒善于从大量观测到的事实中提炼出一般规律，伽利略开创性地运用了理论与实验相结合的方法，牛顿则主张科学应当杜绝缺乏事实根据的假说，并用演绎的方法构造了理论体系，等等。

在学习教科版《科学》六年级下册“微小世界”单元中的《微小世界和我们》一课时，学生通过收集资料展示人类在研究微小世界时所取得的成果，了解到“巴斯德是第一个将疾病与微生物联系起来的人，他的肉汤实验是典型的对比实验”。对此，在这一课的教学活动中，教师可以带领学生回顾巴斯德的实验方法，让学生更科学地选择实验方法。学生明白科学研究方法可以指导自身的探究活动，自己也可以运用有效的方法获取科学知识、认识世界。

五、引入科学史，增加科学课的人文情怀

科学史是连接人文学科与自然科学的桥梁和纽带。在课堂上引入科学史的材料，能让课堂更有人文情怀。比如在教学四年级下册《点亮小灯泡》一课时，有学生在完成“点亮小灯泡”这个任务时十分容易受挫，比如出现“怎么也无法点亮小灯泡，刚点亮就熄灭了”等情况。面对这些情况，大部分教师或提醒他们“再试试，再试试”，或直接上手帮他们操作。事实上，教师可以给学生讲爱迪生发明电灯的故事——爱迪生做了上千次实验，不断尝试和改进，终于发明了钨丝灯泡。学生受到爱迪生鼓舞，更能坚持不懈，取得最后的成功。如果只是学习科学理论，学生较难体会到科学家身上的品格，而将科学史引入科学课堂，则能充分展示科学家的人文形象，使进一步领悟科学人文精神的内涵。

罗马作家西塞罗曾说：不知道你出生之前历史的人永远是个孩子。科学史教育是科学素养培养的重要组成部分。在充分了解科学史的基础上，学生能够逐渐建立科学历史观与批判精神。教师应把握课堂教学这块主阵地，从实际出发，寻找科学史与科学教学的最佳结合点，培养学生敢于质疑、勇于创新的科学精神和认真、严谨的科学态度。