渗透科学历史 培养科学素养的策略分析

一、学生课堂探究时的各种表现引发的思考
　　【案例1】 科学探究也没什么难的嘛！
　　教师1在执教教科版五年级上册《光是怎样传播的》一课时，先将科学探究的过程一一向学生作了阐述，并着重强调了本探究实验的重点。学生按照教师所讲的探究过程进行了实验，绝大多数同学实验成功。于是，有些同学发出这样的感叹：“科学探究只要这么一步步地操作，就可以得到我们想要的结果，这科学探究也没什么难的嘛！”
　　【案例2】又失败了，我看还是算了吧！
　　教师2在执教教科版四年级下册《点亮小灯泡》一课时，让学生探究如何利用导线、电池和小灯泡才能使小灯泡亮起来。在这一活动中，不少同学经历了失败，有些同学则显示出丧气的样子，更有同学说：“点亮小灯泡太难了，又失败了，我看还是算了吧！”
　　【案例3】在古代，人们是不是也知道空气是有重量的？
　　笔者在教学教科版三年级上册《空气有重量吗》一课时，只是按照教材上的内容，让学生通过探究实验得出这样的结论——空气是有重量的。下一次科学课上课前，学生提出这样的疑惑：老师，古人是不是也知道空气是有重量的？我感到愕然。
　　从以上三个案例中不难看出，部分学生不了解科学探究过程的曲折，部分学生遇到挫折就选择放弃，还有部分学生认为科学知识是一成不变的，这都说明学生对科学本质缺乏正确的理解。那么，如何通过课堂教学让学生意识到科学探究的过程充满曲折并且只有坚持不懈才能获得最后的成果，科学知识是不断发展的？如何让学生了解科学本质，从而提升科学素养？解决这些问题显然有着不可置否的重要意义。
　　二、科学课堂中应用科学史教育的必要性
　　小学科学课程是一门以培养学生科学素质为宗旨的启蒙学科。科学素质的形成是长期的，而早期的科学教育对一个人科学素质的形成具有决定性的作用。科学素养不仅包括对科学知识的掌握，还包括对科学本质的理解，已有的文献资料和研究成果表明：实现学生对科学本质理解的途径之一就是通过科学史教育的感悟。
　　在当前国际科学教育中，将科学史知识整合到科学教育中已经成为一个重要趋势。在教科版《科学》教材中，引入了不少科学史材料，科学史知识将科学知识、能力培养、情感激发三方面很好地结合在一起。充分挖掘科学史实的教育价值，能使学生理解科学的人文性，对科学发展有更完整的认识，进而理解科学知识的相对性；能使学生得到情感、意志、价值观上的教育，培养学生学习和探索科学的兴趣、合作的意识和交往沟通的能力。在小学科学课堂中引入科学史知识，既可以活跃课堂的气氛，又使学生在了解科学知识的同时，理解了科学的本质，很好地体现了科学教育的根本目标——培养科学素养。
　　令人遗憾的是，有一部分教师只是把科学史内容简单地当做一个个普通的科学家故事来教学，大大削弱了科学史的真正价值。其实，细细品味这些生动丰富的科学史事例，它们很好地诠释了科学的本质，科学本质的每个方面，几乎都可以在这些科学史中找到佐证。
　　三、科学课堂渗透科学史教育的策略
　　（一）以史提趣，增强科学探究的兴趣
　　有强烈的兴趣才有求知和探索的欲望。有了求知欲望，学生才有获取知识的内在动力，才能保证学习的有效进行。在科学研究过程中，有很多科学家开展的科学研究生动、有趣，这类科学史能利用学生的好奇心理，激发学生急于探索知识的兴趣，使学生由最初的“有趣”上升为乐于探索的“兴趣”。
　　【案例4】教科版六年级上册《电和磁》。
　　教师介绍了100多年前，奥斯特在实验中偶然发现，当小磁针靠近通电导线时会有奇怪的现象。学生听后感到好奇，很多同学向老师表达“想要亲自动手操作、观察”这一想法。通过实验学生发现：把导线拉直放在指南针上方与磁针指向一致，接通电源，磁针偏转，电流越大，偏转的角度越大，最大是90度。断开电流，磁针复位。
　　这一次科学史教育，重在让学生理解科学家的认识过程、理解本质和实验方法。本节课上，学生通过自己动手观察到了当年奥斯特偶然发现的奇怪现象，使得学生有一种成就感。因此，复制科学家的探究过程，让学生在操作过程中更深刻地理解科学的发现过程及科学的本质内容，可以增强他们对科学探究的兴趣。
　　（二）以史为证，感悟知识形成过程的曲折
　　在教学活动中，将科学史巧妙地穿插进去，不仅仅是为了给科学知识裹上一层“糖衣”，增加科学学习的趣味性，更是为了使学生感悟到历史长河中科学知识形成的曲折历程。
　　【案例5】教科版三年级下册《种子变成了幼苗》，“叶为植物提供‘食物’”。
　　笔者请学生以小组为单位讨论：树生长所需要的食物是从哪里来的呢？学生交流讨论结果后，笔者利用多媒体依次展现海尔蒙特的“柳树实验”漫画、“普利斯特利实验”动画和英格豪斯实验的漫画，并且较为详细地讲述了这三位科学家的探究过程。
　　光合作用的发现经历了多年，使学生领悟到科学发现并不是一蹴而就的，它需要几代科学家长时间的实验、观察才能总结出来的。同时，学生也开始明白，科学的发展凝结了科学家的艰苦劳动，没有坚韧不拔的毅力和不畏艰难的科学精神，是不能到达成功的彼岸的。
　　（三）以史明理，体味科学知识的发展
　　学生绝大多数科学知识是教师传授或从书本上获取的，通过教科书或课外书学习科学，容易使学生对科学产生一种非历史的观点：认为科学的理论是不变的真理。在这样的前提下，教师再让学生接受“科学知识具有局限性，随着时间的推移，其结论会改变”是非常困难的。将科学史引入到课堂教学中，能较好地解决这一难题。
　　【案例6】教科版五年级下册《人类认识地球及其运动的历史》，“有多少种可能的解释”。
　　学生根据教师提供的资料进行自学，并让学生交流通过自学他们了解了哪些内容。不少学生在回答时表示，通过本次阅读，发现人们对天文学的探索是不断进步的，在探索地球运动的历史上有过许多重要的人物，他们提出了不少著名的学说。
　　本节课中，执教教师也渗透了科学史教育，学生深刻地意识到：科学知识不是一成不变的，真理与谬误是相 交织的，科学家在创造发现的同时，也伴随着可笑的曲解和无端的结论，科学理论是科学家对自然规律试图作出的解释。不仅如此，学生还发现，科学植根于特定的文化土壤，依赖于特定的历史条件而产生的。
　　（四）以史作鉴，培养博大的人文精神
　　人文精神是人类在对自身的认识、自身的发展和自身的完善过程中形成的，并规范和约束着人类自身的各种活动，表现为人生观和价值观。单纯通过科学理论知识的学习，学生不仅不能知道创造这些科学理论的科学家的人格魅力，而且单纯的学习枯燥乏味。而将科学史糅合到课堂中却能超越科学理论知识这一局限，展示了科学家们的人文形象，使学生能够从科学前辈那里汲取精神营养，领悟人文精神的内涵。
　　【案例7】教科版四年级下册《点亮小灯泡》，小灯泡的发展历史。
　　课堂上，潘国根老师向学生讲述了发明大王爱迪生发生灯泡的过程。学生听得津津有味。当潘老师告诉大家：爱迪生在成功之前曾经失败了1600多次，但是他仍然不放弃，继续尝试对各种材料进行实验，最后他终于成功了。学生对于爱迪生的坚持感到惊讶、佩服。在随后的课堂探究——点亮小灯泡的活动中，尽管不少同学无法成功点亮，但是受到了爱迪生的鼓舞，没有同学放弃，在失败后仍然一次一次地实验，直到成功点亮小灯泡。
　　通过这一次的科学史教育，学生在课堂探究活动中不畏艰难、不断进取，使学生得到情感、意志、价值观上的教育。科学史真实地展现了科学探索以及发现途径中的科学艰辛，科学家们对科学发明的认真态度等等，这些无不是对学生情感的洗礼。
　　渗透科学历史，培养科学素养——在一堂课中，适当地引入科学史，能激发学生科学探究的兴趣，能让学生感受到科学探究的曲折，还能让学生体会到科学知识是在不断发展的，更能培养学生博大的人文精神。
　　在科学教材中蕴藏着许多科学史资源，这些资源为教学提供了丰富的素材，在实现教学目标、形成爱科学、学科学的良好风气和提高学生科学素养方面有着不可忽视的重要作用。作为科学教师，对学生进行科学史的教育更是责无旁贷、意义深远。

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