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科学教学挖掘科学史的有效途径

[摘要]科学史是以科学史实为基础,研究科学的发展历史及规律,它沟通着科学与人文社会科学两大文化,体现着科学文化的丰富内涵,蕴藏着丰富的教育资源。在教科版科学教材中,蕴含着不少科学史的教育素材,它一般作为新知识的背景材料、延展性阅读资料、科技活动素材等形式融入课堂。

[关键词]科学史;探究能力;科学素养

[中图分类号]G623.6[文献标识码]A[文章编号]1007-9068(2016)12-079

当今,科学史知识对科学课程的重要性已普遍受到重视,但在一般的课堂教学中,教师往往将科学史以阅读资料的形式呈现,作为记忆性的知识传递给学生,仅仅让学生去记忆科学家的姓名而已,这种单一的学习方式很难激起学生的学习兴趣。为此,笔者就如何挖掘科学史进行了积极的探索。

一、将科学史知识融入课堂教学

科学史的涵盖面很广泛,在小学阶段的科学史教育中,我们要有计划、有条理地将科学史融入课堂中。在学期初,对本学期的教学内容进行统筹规划,看看科学史的涵盖面如何,能否全面地囊括科学史的多项作用。在每节课前,教师要作精心的准备,考虑史实材料对学生来说是掌握其科学方法,还是去了解科学发现的继承关系。课堂教学中,我们可以运用科学史典型案例和探究式教学法,让学生经历科学探究的全过程。

1.课始导入故事

每一项伟大发现的背后总藏着一个动人的故事。在课始的导入部分引用科学家的故事能将学生的思想聚焦起来。如,在教学“电和磁”一课中,可这样导入:在100多年前,电与人类的生活是完全无关的,只在科学实验中偶尔会用到它。直到1820年,丹麦科学家奥斯特做了一个有名的实验,才为人类大规模利用电能打开了大门。那奥斯特到底做了什么实验?这一悬念的设置,激发了学生的求知欲与好奇心,促使学生迫切想知道实验的名称,迫切想像科学家那样去研究。

2.课中融入故事

(1)实验过程“重演”科学史教育重在让学生通过了解科学的发展过程进而了解科学知识、理解科学本质。在科学教学过程中让学生亲历或“重演”人类科学发展史过程中关键性、突破性的科学探究活动,是学习科学史的重要方法之一。如,在研究“电和磁”一课中,在导入后教师给学生提供指南针、小灯泡、电池、电池盒、导线、开关这些材料,让学生先猜测可能会发生什么现象,再进行动手实验。通过实验,部分学生会发现:把电路中的导线拉直靠在指南针上方且与磁针方向一致,接通电流,磁针发生偏转,断开电流,磁针复原。接着从多角度来分析思考观察到的现象:电流越大,偏转角度越大。最后告诉学生“:电流产生磁性就是当年奥斯特的重大发现,今天的实验我们重演了当年的那一幕。紧接着向学生介绍关于奥斯特研究电和磁的经历:早期他经历了十几年的研究,一直没有获得科学证据。有一次在给学生做演示实验时,无意中发现了磁针的转动,这次偶然的发现在无数次的验证中得到了证实。学生的猜测与当时科学家的心路历程相符合,学生学习的过程就是“重演”发现科学的过程。通过“重演”,学生体会到科学的发现需要有心人,需要潜心钻研、勇于探索的科学精神。(2)穿越对话,角色扮演在科学课堂教学中,当我们遇到某些理论性很强、距离学生的实际生活很遥远的知识点,或当学生的注意力开始下降时,可设计穿越活动让学生扮演相应的角色,在教师创设的情境中展开讨论学习,通过对不同观念的比较鉴别,化抽象为具体、化疏远为贴近,从而掀起学习的热情。如,教学“人类认识地球及其运动的历史”一课时,本节包括四块内容:一是“托勒密的地心说”;二是“哥白尼的日心说”;三是“讨论地心说和日心说的异同点”;四是“修正对昼夜交替现象的解释”。对于两种学说书本中一条一条地罗列得很清楚,如果老师按照常规的教学方法,在讲台上就书本上的观点照本宣科地讲给学生听,对于如此抽象的概念学生往往听得含糊,容易分散注意力。因此在讲到这块知识时,可为学生创设一个场景:请大家穿越时空去古希腊、波兰走走,请一位同学扮演古希腊天文学家托勒密,请另一位同学扮演波兰天文学家哥白尼。先请两位“天文学家”现身说法,分别阐述自己的主要观点,再由他们引领其他同学讨论两种观点的相同和不同之处,最后修正对昼夜交替现象的解释。这样一堂课,学生完全自主地展开学习,学生学得快乐,教师教得轻松。科学史的内容贯穿整节课,学生仿佛亲临科学历史的长河。采用角色扮演的方式进行教学,不仅能唤起学生的兴趣,提高听课效率,而且能加深学生对所学知识的印象。通过科学史教育能够很好地培养学生批判质疑的科学精神,有利于形成崇尚理性、独立思考的意识。

3.课尾引入故事

以科学史收尾,既能激发学生对科学新知的关注,更能开拓学生的课外探索活动。如,在学习了“磁铁”单元后,教师布置作业:随着科技的发展,磁铁更多地应用在人们的生活中,其中有一种交通工具就是应用了磁铁的特性设计建成的———磁悬浮列车。磁悬浮列车究竟应用了怎样的原理呢?课后同学们可到阅读资料库或网络上搜索答案,寻找自古以来磁铁在生活中的应用。这样,进一步引导学生课外继续探究,使其初步体验到科学、技术与人们生活的密切联系。

二、开拓新渠道,拓宽科学史领域

1.在专项研究中学习科学史

学生在科学课堂中掌握的科学史具有一定的局限性,教师可引导学生利用网络、报刊杂志等途径来搜集整理专题性的科学史展开学习。如,在学习“微小世界”单元后去搜集人类观察工具的发展史;在学习“宇宙”单元后去搜集中国航天事业的发展史;在学习“时间的测量”单元后去搜集计时工具的发展史;等等。这些材料搜集后可以采用多种形式进行展示,如:在班队课中作交流介绍、开展科学史知识竞赛、编写科学史小报、撰写科普小论文等。这些活动的开展让学生直接面向科学史,充分调动了学生学习科学的积极主动性,充分发挥了学生的主体作用,充分展现了科学史教育的价值,更有利于培养学生搜集、处理信息的能力。

2.在专项阅读时间中学习科学史

俗话说“:读史明理,以史为鉴。”科普读物广泛普及科学史,它往往由浅入深,通俗易懂,能给人们的生活带来乐趣,提高人们各方面的知识素养。首先,教师可在一学期中给学生设定几本必读书目,如法布尔的《昆虫记》《科学的发现》等。让他们每天中午抽半小时来阅读科普读物,以加深对多方面科学史的了解。

3.在“第二课堂”中学习科学史

体验是亲历,是分享;感悟是收获,是成长。校外科普场所(所谓第二课堂)架起了课内外沟通的桥梁,帮助学生开辟了获取最新科技信息的渠道,为他们提供了动手、动脑、显露才华的舞台,如参观博物馆、科技馆,名人故居等。通过聆听专业人员的介绍,通过阅读馆内大量的文字介绍,通过体验石油勘探、污水处理等活动,能较好地了解科学史,有些活动还能与课内教学无缝链接,潜移默化地培养学生的实践能力和创新精神。

4.整合教材学习科学史

小学阶段各学科之间存在一定的联系,整合学科进行教学能使科学史教育锦上添花。如,在教学“地球的卫星———月球”一课时,可与“科学泰斗钱学森”一课结合起来,让学生了解中国航天之父钱学森为中国航天事业作出的伟大贡献。又如,学习“能量与太阳”时,结合乡土教材学习本市丰富的矿产资源“硅藻土”;学习“形貌各异的我们”时,结合乡土教材了解人口学家、教育家马寅初的事迹。通过这些史料的学习,进一步培养学生爱家乡、爱祖国的思想感情。科学是理性的,历史是人文的,我们要为学生创造更广阔的学习空间,让他们在品味科学史的同时,感受科学史的精神,提高科学探究能力,发展科学素养。

作者:刘翠英 单位:山东邹平县黄山实验小学


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