利用科学史教学理解科学本质

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利用科学史教学理解科学本质

作者：张铭

来源：《小学科学·教师版》2011年第12期

将科学史内容融合于科学教育教学之中，已经成为国际上重要的科学教育趋势，而在我国当前全面推进基础教育课程改革的背景下。以培养学生科学素养为宗旨的小学科学启蒙学科。也重新定位了科学史在科学教育教学中的作用与意义。

遗憾的是很多教师只是把科学史内容简单地当作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。笔者将苏教版小学科学教材中的科学史内容进行了梳理，并进行了分析归类，共发现有33处涉及科学史方面的内容，具体分布如下表：

这些科学史来源丰富，涉及到物理、化学、天文、地理、生物等自然科学知识领域。细细品味这些生动丰富的科学史事例，他们很好的诠释了科学的本质，几乎科学本质的每个方面，都可以在这些科学史中找到佐证。下面笔者就谈谈如何有效地借助这些科学史内容来帮助学生理解科学本质的。

一、借助科学史，让孩子明白科学知识不是万古不变的永恒真理

学生的很多科学知识都是教师传授和在科学书籍上获取的，通过教科书或课外书学习科学，学生对科学往往持有一种非历史的观点，认为科学的理论是万古不变的永恒真理。他们很难理解牛顿的万有引力可能会出错，达尔文的进化论可能会受到挑战，在他们的骨子里都认为大科学家说的话都是“金口玉言”。不可能有错的，而教师要生硬地将“科学知识是有局限性，随着时间的发展，其结论也会改变”的观点灌输给学生，显然是不能信服的，因为他们还不能想象到要过多长时间，现在所谓的科学真理会变成谬论。在此，我借助了“人类对昼夜交替的解释”的科学史来进行说明：首先出示古希腊天文学家托勒密的观点，地球是宇宙的中心，日月星辰都围绕地球旋转，这样就形成了白天和黑夜。应该说这样的观点，学生还是比较认同的，因为在猜测昼夜交替的原因中，有相当多的学生认为是太阳围绕地球转动的。这在当时就是真理，没有人会怀疑，但过了千百年，16世纪波兰科学家哥白尼提出了“日心说”——不是太阳在运动，而是地球绕着太阳在旋转，昼夜的变化是地球自转的结果，他的观点完全颠覆了托勒密的说法，这又成为了当时的真理。而再次随着时间的推移，人们又发现哥白尼的“日心说”又站不住脚了，太阳并不是宇宙的中心。经过这样的科学史的解读，学生会深刻地意识到科学知识不是绝对的，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，科学理论无非是科学家对自然规律试图做出的锵释。科学像其他的人类文化一样，植根于特定的文化土壤，是由特定的文化素养和文化传统的人推动的，并依赖于特定的历史条件而产生出来。

二、借助科学史，让孩子明白科学探究过程是曲折盼


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在学生的科学探究活动中，经常会发现探究过程是很顺利的，很轻易地就解决了问题，得出了科学的结论，这固然和教师提供有结构的材料、进行有效地科学指导有密切的关系。但我们不得不承认的是这和科学家的探究是迥异的，甚至是恰恰相反，长此下去，学生会简单地认为科学探究是很简单的事儿，充其量只是验证自己的猜测，而这些猜测往往都是正确的，只要做做实验就能解决问题，有的时候甚至能为了得到和猜测相一致的结论，不惜改变搜集的证据，以达到目的。显然，这和科学的本质是相悖的!虽然学生的探究和科学家的探究是有区别的，学生的探究更多的是验证已存在的知识。而科学家的探究是探索未知的领域，但学生所验证的已存在的知识只是对于成人来说的，对于学生自己来说也应该是未知的，这一点上学生的探究和科学家的探究应该是相同的。因此，我们有必要让学生在探究过程中体验到过程的艰辛和曲折，这有助于他们更好地理解科学的本质。

为此，我借助经典的科学史——魏格纳的“大陆漂移说”来让学生体会科学探究的曲折与艰辛。魏格纳的探究也是从问题开始，提出大胆的假设，然后针对假设寻找一系列的证据。他调查非洲大陆和美洲大陆的生物，发现都有一种叫中龙的爬行动物的化石，他又通过观察和测量，发现格陵兰岛每年都在飘离欧洲大陆。经过漫长的搜集历程，他找到了许多证据，却没能说服当时大多数学者接受“大陆漂移说”，直到他死后20年，科学家们拥有了更多的相关证据，这一假说才被人们逐渐接受。从这样一个科学史事例，学生深刻地认识到科学探究并不是一个一马平川的过程，它往往是十分漫长、艰苦的过程，这需要坚强的意志、敏锐的观察力和足够的耐心。这对他们以后的科学探究活动将会有深刻的启发。 三、借助科学史．让孩子明白科学是需要实证的

科学发展是一个接力过程，任何创新都不是从天而降的，都必须继承前人的科学成果，“站在巨人的肩膀上”去达到一个新的高度。生活在17世纪的牛顿，是在继承了哥白尼、伽利略、开普勒等前辈人物的某些学术思想并吸收了同辈科学家的有益成果后才创立经典力学的。因此整个科学史我们可以把她看作是对已有结论不断“证伪”、不断质疑、不断求证的过程。而这正是对学生进行实证意识培养最好的素材之一。

人类认识地球的形状都是在对前人认识进行不断地质疑与寻找证据的过程中前进的，也就是说是在不断的“证伪”中进行的。很多教师图省事或者根本没意识其重要性，只是简单地把人类认识地球形状的过程当作故事讲给学生听，即使再生动的讲解、逼真的画面也只是历史故事而已，而不是科学史。因此我们应该帮助学生经历体验这样曲折而艰辛的探究过程，在不断的“证伪”过程中去寻找证据支撑自己的理论，这对培养学生的实证意识无疑是大有裨益的。虽然学生不能真正地经历人类那么漫长的探究过程，但他们可以将这种模拟的体验与经历迁移到身边的探究中来，真正意识到证伪、实证的重要意义与价值。

只有让学生了解科学的真正探究本质，才不会导致学生对科学有简单化的甚至是错误的印象，而是能从多方面角度来综合认识科学发现，认识科学探究。


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