陈雪峰
摘要:科学是科学史的高度概括,科学史是一种非常重要的教育资源,科学史的教育对于科学教育、创新教育和成才教育都有很好地推动和借鉴作用。科学史教育可以培养学生科学的方法;科学史教育可以增进学生对科学探究的理解;科学史教育可以有利于培养学生批判质疑的科学精神;科学史教育可以有利于学生深刻体会科学的人文内涵,促进教师的自我充实。
关键词:科学史;科学教育;教育价值
我国著名科学家钱三强有过这样一段话:“科学发展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地,这块宝地值得我们去开垦,这些精神财富值得我们去发掘”。科学史作为科学学科的一个分支,与科学的其它分支不同,它不是以讲授知识的理论和现状为目的,而是从科学发展的历史角度出发,从纵的方面对科学怎样产生、发展和繁荣起来的过程系统阐述。而在现实的课堂教学中,教师对于科学史这一部分内容没有产生足够的重视,甚至忽略这一部分的教学。科学史不仅可以向学生生动地展示科学发展的过程、帮助学生把握科学本质特征、理解科学的发展与人类的关系,还有助于学生了解科学探究的不同侧面,科学人性的一面以及科学在各种文化发展中的作用。
一、科学史教育的现状与反思
《科学课程标准(实验稿)》要求在《科学》课程的教学中要“提供重要的科学事实、概念、原理、方法以及技术发明的历史背景、现实来源、应用和一些重大发现、发明过程以及一些简单而典型的著名案例(反例)等科学过程与方法的了解,来培养学生的科学态度、情感与价值观。可见科学史是一种非常重要的教育资源,但遗憾的是,科学史的教育价值长期以来并未受到足够的重视,对科学史的教育仅为科学史实的阅读教育,没有将科学所蕴含的理性精神与求真意识、批判精神与创新意识渗透其中;没有通过科学史的再现让学生逐渐领悟科学的本质、科学内含的人性、科学的方法以及科学的精神等等。科学史教育没有打破历史事实的硬壳,展现科学史内在的价值。因此,科学史的巨大教育价值还有待于我们进一步去开发。
二、科学课中科学史的教育价值
科学史蕴含着非常丰富的精神资源。科学史并不只是对历史事实的简单描述,“它的目标就是解释科学精神的发展,解释人类对真理反应的历史、真理被逐步发现的历史以及人们的思想从黑暗中逐渐获得解放的历史。科学史的教育不是简单的史实记诵,而是重在挖掘其内在的价值,更重要的是作为学生学习科学的一种有效途径和手段,笔者认为科学史的教育价值应该体现在以下几个方面:
1.科学史教育培养学生科学的方法
科学方法是人们在认识和改造世界中遵循或运用的、符合科学一般原则的各种途径和手段,包括在理论研究、应用研究、开发推广等科学活动过程中采用的思路、程序、规则、技巧和模式。科学发展每前进一步都离不开科学方法的改进,科学的发展史首先是一部思想方法的演变史,各种研究方法都蕴涵在科学探究活动之中,因为在探索科学定律的过程中,科学家们创造的研究方法对后人的影响有时决不比他们的伟大发现对人们的影响力小。科学探究归结起来就是“提出问题——建立假说——实验验证——得出结论——讨论与交流”。这也是近代自然科学一般科学研究方法的一般程序。任何一个重大科学发现的过程,都是科学家经过不懈的努力,经过千百次的实验验证而最终获得成功的。同时教师要使学生形成尊重事实、实事求是、坚持真理、一丝不苟的科学态度。
2.科学史教育可以增进学生对科学探究的理解
通过科学史的学习,可以增进学生对科学探究的理解。如科学探究的基础是提出问题,核心是大胆地假设,小心地求证;归纳和演绎是科学探究最基本的思路,观察和实验是它最根本的特征,数量化和精确化是它追求的理想形态。科学探究需要正确的表达(这一点在学生的考试中体现的非常明显,学生往往知道这层意思,但表达的与想的不一致。)科学探究需要与人合作和交流。学生在探究的过程中或多或少是有局限性的,因此,在争取科学进步的研究中,小组合作是很有必要的,能够取长补短,从而更好地解决问题。另外,还可以让学生意识到,科学家利用科学探究探索自然界的奥秘并发展着科学,但科学探究和发现并不只是科学家的事情,任何一个社会上的人都可以进行探究,科学家和科学研究并不神秘,学生也可以像科学家那样通过探索去认识自然,体验科学认识的过程。所以,科学探究不仅是人们获取科学知识、认识世界的重要途径,也是学生学习科学的主要方式。
3.科学史有助于培养学生批判质疑的科学精神
科学史可以帮助培养学生的历史感和批判精神。科学发展史告诉我们,真理总是与谬论相互交织的。科学的发展过程就是科学理论不断摈弃谬论、逐渐完善合理的过程。科学史让我们看到的是:科学家独立思考、大胆质疑,为追求自由的科学精神敢于向传统、向世俗、向权威挑战的不屈不挠的执着精神。如亚里士多德虽是柏拉图的得意门徒,但他却创立了与其教师观点不同的学派;到后来牛顿提出的力学观点完全否定了亚里士多德的观点;在被视为权威的托勒密地心说统治时期,哥白尼通过大量的观测事实和科学推论提出了革命的日心说。许多历史经验告诉我们:要敢于质疑,否则科学就不能进步。我们要培养具有创新能力的人才,就要培养他们批判质疑的品质。它是一种不畏权威,勇于挑战传统,敢于否定自我的理性探索精神,是创新能力的前提和基础。批判、质疑精神的培养,有利于学生形成崇尚理性、独立思考的意识;能多角度、多维度地思考问题,增强学生的问题解决意识。
4.科学史教育有助于学生深刻体会科学的人文内涵
长期以来的科学教学过分注重知识、技能,而忽视了精神方面的人文价值。科学技术带来了经济的高速增长,物质的极大丰富,同时也带来了环境污染、生态平衡的破坏和能源危机;人的道德精神和价值观念的丧失。只有树立科学的发展思路,才有可能最终克服这些问题。学习科学史,以史为鉴,能够增强学生的社会责任感,培养正确的情感态度与价值观。科学史揭示了科学是一种富含人性的事业,科学也是一种文化。科学史向学生展示了一个个富有人性的科学家形象,他们热爱祖国、敢于冒险、求真务实、坚持真理、淡泊名利,以造福人类作为科学研究的目的。学生从中感受到的将是活生生的人对真理的热爱与锲而不舍的追求,学生能从具体的事例中领悟到科学精神的真谛。所以,科学史能让学生更好地体会科学的性质,更好地理解、评价、欣赏科学事业,也更容易激发学生探索科学的热情、勇气与欲望。
5.科学史教育有助于促进教师自我充实
教师,以“传道、授业、解惑”为本,因此需要不断进行自我充实,以促进教学质量的提高。我们常说:“要给学生一碗水,教师要有一桶水”。现在“一桶水”理论已逐渐演变为“抽水机”理论。因为这一桶水随着时间的推移会逐渐减少,即使剩下为数不多的一点也就成了半桶“死水”。这就是明显的知识老化的现象。“学习化社会”已经到来,“教育终身化”作为一种后现代教育思想日益凸显。教师必须不断地去学习,才能保证“一桶水”常用常新。这就要求教师同时做到既要及时掌握本学科最先进的科学知识,也要充分地了解其发展历史。教师通过学习科学史,掌握了本学科知识间的联系,就会在教学过程中向学生揭示出来,并自觉地将现代科学的发展概况同古代、近代的发展过程结合起来,使知识的脉络更清晰;科学的假说有线索;结论的由来有渊源。因此,科学史应该成为教师自我充实的重要组成部分。
科学史是一种非常重要的教育资源,在中学科学课程中加强科学史的教育是非常必要的。而且在自然科学教育中进行科学史的教育是可能的,增加适量的科学史方面的内容并不会加重学生的负担。科学课程中引入科学史,主要是作为学生学习科学的一种途径和手段,科学史不应作为新的知识点来考核,其教学效果应当通过学生对相关科学知识的理解、对科学过程与方法的理解以及学生科学态度、情感与价值观的培育来体现。
总之,科学史的教学不应是对科学历史事实的简单回忆,而应是重在展现科学历史事实内在的价值。史实的学习并不是科学史教育的唯一目的,更重要的是作为学生学习科学的一种有效途径和手段。把握这两点,科学史进入科学课堂则是可能的,也将是有效的。
参考文献:
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作者单位:浙江省桐乡市乌镇中学
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