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课堂因科学史而精彩 学生因科学史而睿智

2012-08-15陈红梅

科技视界 2012年6期
关键词:科学史教学方式科学

陈红梅

(永康市桥下初级中学 浙江 永康 321312)

“科学史”(History of Science)这个词跟“历史”(History)一样有两个层次的意思,第一层次指的是对过去实际发生的事情的述说,第二层次则是指对这种述说背后起支配作用的观念进行反思和解释。

科学史立足于过去与未来、自然与社会、科学与技术的交叉点上,是沟通科学文化与人文文化的理想工具。科学史的学科创始人乔治·萨顿曾经说过:“科学史是自然科学与人文学科之间的桥梁,它能够帮助学生获得自然科学的整体形象、人性的形象,从而全面的理解科学、理解科学与人文的关系。”近年来国外HPS教育思想认为科学史、科学哲学、科学社会学是科学教育的重要组成部分,它有助于学生理解科学的本质。科学史融入科学教学具有很重要的意义。

1 培养爱国主义情感

课堂中介绍万户与中国古代火箭、我国第一颗人造地球卫星发射成功以来在航天事业上的成就等无形中就激发了学生的民族自豪感。通过介绍科学史,可以加强青少年的爱国主义情感。

2 提高学生的学习兴趣,激发学生敢于质疑,敢于创新的精神

科学史中有大量有趣的科学故事,精彩的科学实验,曲折的科学过程,这些生动事例会引发学生强烈的探究欲望和浓厚的学习兴趣,而兴趣有可能变为求知、探求真理的心理行为,所以对学生科学兴趣的培养本身就是素质教育的一部分。如:阿基米德定律的发现过程。

学生自学的思虑往往从质疑起头。质疑是学生在对所学内容深切理解和探讨的基本上的一种求真、求异的思维过程,它蕴含着学生可贵的立异意识,也是学生自立进修精神的升华和外显科学理论不是一成不变的,科学家们以整个自然界为支撑,不竭地不雅察看提出问题,不懈地试探研究,使科学理论不竭地进化,不竭地成长,几乎没有什么比科学史更能使人熟悉到这一点了。

自然科学知识是随着人类认识的深入而不断发展变化的,在某一特定时期,由于世界观、科学思想、科学方法和科学发展水平等方面的局限,科学知识具有正确性和绝对意义,但将其放在人类历史的长河中去进行考察,它则是发展的。

如:哥白尼等对地心说的质疑到日心说的发展。

地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古希腊学者欧多克斯提出,后经亚里士多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来。托勒密认为地球是宇宙的中心且静止不动,日、月、行星和恒星均围绕地球运动,而恒星远离地球,位于太空这个巨型球体之外。在长达近20年的时间里,哥白尼不辞辛劳日夜测量行星的位置,发现唯独太阳的周年变化不明显。这意味着地球和太阳的距离始终没有改变。如果地球不是宇宙的中心,那么宇宙的中心就是太阳。1543年,这一发现才公诸天下。即使在那个时候,哥白尼的发现还不断受到教会、大学等机构与天文学家的蔑视和嘲笑。终于,在60年后,约翰尼斯·开普勒和伽利略·伽利雷证明了哥白尼是正确的。

以科学史的经典实验作为探究的问题情境,这样通过鼓励学生用各种方法进行实验设计,激发了学生的好奇心、好胜心和质疑心,使学生由被动接受变为主动索取知识,有利于培养学生的实验能力和创造性思维能力。

3 引导学生掌握科学的研究方法

教师在教学中联系曲折发展的科学史实,介绍化学家的研究方法以及他们成功和失败的经验教训安排探究活动,并对学生进行有意识的训练,学生可以在逻辑推理(如归纳、演绎、类比)的训练、数学方法的运用、实验材料的选择、实验数据的处理等方面得到全面提高。

如:人类认识植物感应性现象和发现植物生长素的简要历史中的温特实验。在温特实验中,琼脂的作用是什么?如何知道琼脂是否吸附了尖端产生的物质?在达尔文实验的基础上,怎么样设计一个对照实验?假如教师把温特实验转变为学生的探究性实验,不但使学生领会了生物科学研究的一般方法,即发现问题、提出问题、做出假设、实验验证;而且培养了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

4 有利于促进教学方式的多样化

“满堂灌”的教学方式,往往造成教师教得很累,学生学得也很累,可是教学的效果却竟不如人意。为了改变这种教与学的被动局面,在课堂教学中,教师可以适当引用生物科学史形成多样化的教学方式,改变以往的教学行为。如:给学生阅读我国古代科学家沈括的《梦溪笔谈》中有关小孔成像的资料,学习“光沿直线传播”的知识。用专栏或科学史专题形式引入科学史,以促进学生对所学新知识的理解。运用这段史实,可促进教学方式的多样化,提高课堂教学的效果。

5 形成对待科学的正确价值观

结合科学史,向学生展示科学家在科学探索中表现出的强烈的求知欲和好奇心、实事求是、开拓创新的科学精神、自由探索、民主讨论、尊重事实和服从真理的科学态度,将会有助于学生形成对待科学的正确价值观。科学家在追求真理时所表现的奉献精神,在科学研究中的艰辛劳动,科学家的成功与失误,科学家的成长与发展道路,科学家的品德力量等等是对学生进行价值观教育的很好材料。如:托勒密、哥白尼从地心说到日心说的发展;道尔顿、卢瑟福、玻尔等原子结构模型的建立与发展过程。

6 培养学生团结合作的精神

当今科学技术高度发展,使得社会分工趋于细化,对人之间相互合作的要求也越来越高。在教学中培养学生学会关爱、养成团结协作 的团队精神,对学生的全面发展有重要的作用。科学史的合理利用可以培养学生团结合作的精神。如:介绍沃森、克里克与DNA双螺旋结构的发现。沃森生物学基础扎实,训练有素;克里克则在物理学方面有优势,常以一种全新的视角思考问题。他们二人优势互补,取长补短,并善于吸收和借鉴当时也在研究DNA分子结构的鲍林、威尔金斯和弗兰克林等人的成果,终于完成了DNA分子的双螺旋结构模型。合作是他们取得成功的必要条件。

科学史在科学教学中具有多重的角色与功能,广为学者所肯定。科学史融入初中科学教学,可以培养学生的爱国主义情感、提高学生的学习兴趣、激发学生敢于质疑,敢于创新的精神、引导学生掌握科学的研究方法、有利于促进教学方式的多样化、形成对待科学的正确价值观、培养学生团结合作的精神等。科学固然注重创新,继承却是根基。牛顿曾说过,他之所以比别人看得远,是因为站在巨人的肩上。作为一线的科学教师,我们应遵循历史的足迹,挖掘科学史蕴藏的宝藏,追寻科学教育的源头活水,探询科学发展的真相,通过科学史融入初中科学的教学,全面提高学生的科学素养。在平时的科学教学中,我们科学教师应使学生真正体验到科学源于生活的本质与魅力,使科学课堂因融入科学史而更加精彩,学生因科学史的融入而更加睿智。

[1]初中科学新课程标准[S].

[2]吴国盛,著.反思科学[M].北京:新世纪出版社,2004.

[3]林岚.生物科学史在生物教学中的作用[J].四川职业技术学院学报,2003(3).

[4]温永泰.科学史在中学物理教学中的地位作用及融入手段分析[J].金色年华:下,2010,8.

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