江苏省无锡市东林中学初中物理教学论文 在初中物理教学中引入科学史的实践初探

1 在初中物理教学中引入科学史的实践初探在初中物理教学中引入科学史的实践初探 摘要 科学史的学科地位真正确立是在 20 世纪上半叶 科学史的研究让人们认识到长久以来科学 人文精神的缺失 这也让现代教育对于学生人文精神的教育来带新的内容 本文拟就科学史的概念 学科地位 在初中物理教育中的作用 实践成果以及今后的发展前景作出论述 关键字 科学史 人文精神 理性思考 一 科学史的含义和学科的确立 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 后者有时也称 史学 或 编史学 Historiography 科学史 学 或 科学编史 学 Historiography of Science 我们可以分别称之为一阶科学史和二阶科学史 一阶的科学史和二阶的科学史是密切关联的 我们称之为 历史 的东西 总是那些被人 讲 出来的东西 每一种 历史叙述 的背后 都隐含着叙述者的一套历史 观念 这套 观念 支 配着历史叙述者和历史学家去选择讲什么 不讲什么 支配着他们如何讲 如何编排形形色色的历 史 事实 就科学史而言 这套观念首先和主要的是 科学 的观念 其次还有 历史观 不同 的 科学观 和 历史观 决定了科学史叙述的不同范围 不同内容和不同方式 就将写出不同类 型的科学史来 从某种意义上说 在约两千年前就出现了科学史的萌芽 比如古希腊时代的某些著作 在 科学著作中追溯有关的历史人物 著作或事件 一直是西方许多学者的喜好 在中国古代 也有一 些即使在今天看起来也称得上科学史研究的工作 而出现严格意义上的科学史研究 通常认为要晚 得多 18 世纪出现了一批以各门学科为对象的专科史著作 到 19 世纪则有了最初的综合性科学通 史 但是 科学史作为一门现代的 专业化的学科 建立起自身的价值标准和研究目的 开始在社 会上产生足够的影响 并且得到社会承认 通俗地说 就是被人们承认为一门 学问 则是 20 世纪初的事情 科学史科的创始人乔治萨顿说 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 二 新课改下的初中物理教学方向 新课程改革指出 2 1 是学生的参与状态 学生在课堂上主体地位的确立 是以一定的参与度做保证的 学生没 有参与 或参与得不够 就算不上 主体 学生的参与状态 既要看参与的广度 又要看参与的 深度 就广度而言 学生是否都参与到课堂教学中来了 是否参与了课堂教学的各个环节 就深度 而言 学生是被动地 应付地学习 还是积极主动地探究 从这一点上讲 表现上热热闹闹 实际 没有引起学生多少认知冲突的课不是好课 2 是学生的交流状态 课堂上 教师是否创设民主 平等 宽松 和谐的学习环境 让学生 感到自己在这个环境里是安全的 融洽的 自主能动的 他能和同学 教师甚至教材进行平等的对 话 他讲错 没有关系 他提出问题 有人关注 他不认同教师 不会受批评 他对教材有异议 也没有人指责 在这个过程中 师生 生生分享彼此的思考 见解和知识 交流彼此的情感 观念 与理念 才有可能丰富教学内容 求得新的发展 实现教学相长 当他学习困难时 会得到善意的 帮助 当他取得成功时 会得到诚挚的祝福 在这样的环境里 学生迫切地想与大家交流自己的学 习体验 这样物理课就能成为学生放飞心灵的天空 3 是学生的达成状态 一堂好课 需要有丰富的知识含量 更要有真挚的情感 体验 这是 任何时候评价一堂课必须守住的底线 检验的标准就是学生的接受程度与效果 在课堂上 主要考 察学生有无切实掌握这些知识 并将这些新知识纳入自己原有的知识体系中融会贯通的能力 同时 还要了解获得知识的过程 看学生在学习过程中是否积极主动的跟进 共鸣 投入 每一个学生是 否在原有基础上得到了尽可能大的进步与发展 在致力于面向全体学生的同时 是否能使 优等生 吃得饱 让 慢生 后进生 吃得了 真正学有所得 各得其所 新课程改革的中心在于学生的发展 两者是互相包含 互相补充的 科学发展观的要求是以人为本 以人为本 作为一种价值取向 其根本所在就是以人为尊 以 人为重 以人为先 当我们将 以人为本 作为教育的价值选择时 教育便具有了创造人的价值的 意义 它以充分开发个体潜能为己任 以丰富的知识 完整健全人格的培养为目的 教育学中的以人为本强调的是 以人的发展特别是作为教育对象的具体的个人的和谐发展为根 本 如果说 人的本质力量是人的自觉自为 教育则凸现出对这个自觉自为生命体的不断生成与 和谐完整发展的动力特性 这一特性要求我们今天的教育必须从传统的知识性教育向发展性教育转 变 在传统的教育思想中 似乎知识多就意味着人的水平高 能力强 这一观点的缺陷表面上看是 将知识的增长与人的发展相混淆 实质上是人性关怀的缺失 它将知识当作教育的目的 颠倒了知 3 识与人的关系 虽然发展离不开知识 但正如经济的增长并不等于社会的发展一样 高分低能如同 泡沫经济是我们的教育应当警惕的 另一方面 从理论上讲 人的发展 是无法通过学校的教育而传播予人的 它必须通过知识 的积累转化为能力的提高最后内化为素质而实现 因此 从这个意义上说 素质教育正是以人的发 展为中心的教育实践 可塑性是教育的前提 以人为本教育的根本目的是为了人并塑造人 当代脑科学的成果显示 最可塑的是人脑 这一成果表明 作为人类中枢神经系统基本结构单位和功能单位的神经元 在其生存过程中具有再生 改变结构和组合及调整其内部分子内容的能力和终身变化的动态特性 因而学习和接受教育应该是贯穿人一生的行为 正如教育专家所言 人永远不会变成一个成人 他 是一个无止境的完善过程和学习过程 在教学中加入科学史的教育 不仅在人文精神上对学生的个人发展着想 体现以人为本 而且 也是体现了新课改要求下对学生的能力 发展的要求 在初中物理教学之初 我们在教学过程中往往以日常生活的现象为基点 激发学生的学习兴趣 同时 在我的教学中 我发现 学生同时对于科学家发现科学规律的实验过程尤为感兴趣 在实验 课上 讲授科学家在之前所做的成功或失败的实验 对学生很有吸引力 实例 在向学生讲述 控制变量法 的时候 由于此概念并不能很形象的向学生展示有关於 此的实验现象 所以我向学生引入了一个科学家在生活中的例子 伽利略在游教堂的时候偶尔发现 钟摆在随风飘荡 但是不管风大风小 钟摆从最高点到最低点的时间总是一定的 于是他回去通过 控制变量 的实验方法 得出了钟摆的周期公式 这一方法 我在讲述故事的同时 也在重复科 学家探究的方法 更形象的把 控制变量 这一方法传授给学生 让学生能在科学史中自然而然的 学习到理论知识 三 科学史的教育功能 关于科学史的各种功能 最近出现一种深思熟虑的论述 我们可以较有把握地认同的科学史的 功能大致分四类 其一 是在帮助人们理解科学本身和认识应如何应用科学方面的功能 也就是说 科学史可以 带来对于科学本身以及与其内外相关因素更全面 更深刻的认识 其二 是对于作为其他相关人文学科之基础的功能 也即作为诸如像科学哲学 科学社会学等 相关学科的知识背景 研究基础 或者说认识平台 4 其三 是科学史的教育功能 特别是其在一般普及性教育方面的功能 包括对人类自身的认识 和对两种文化 江按 指自然科学与人文学术 之分裂的弥合 而科学史在科学教育中的功能 相 对来说还一直存在有较多的争议 其四 就是作为科学决策之基础的功能 在这方面 国外近年来逐渐兴起的科技政策史的研究 尤为值得我们关注 在上述分类中 功能一 三其实可以合并 功能四当然很重要 但是特别值得重视的是功能二 现代文明的高速发展 使得自然科学与人文科学之间的距离越来越遥远 昔日亚里士多德那样 博学的天才大师 如今已成天方夜谭 这当然并非好事 只是人类为获得现代文明而被迫付出的代 价罢了 有识之士很早就在为此担忧 还在二十世纪初 当时的哈佛大学校长康奈特 J B Conant 建议用 科学与学术 的提法来兼顾两者 就已经受到热烈欢迎 那时 萨顿正在 大声疾呼 要在人文学者和自然科学家之间建立一座桥梁 他选定的这座桥梁不是别的 正是科 学史 他认为 建造这座桥梁是我们这个时代的主要文化需要 总结我自己的教学例子 我认为科学史在教育上的功能有 1 深入浅出 引人入胜 物理规律和定理都是从小的生活中的自然现象反映出来 这将高深的 物理概念与物理初学者拉近 这有利于激发学生的学习信心 2 激发学生的动手能力 与其他理科学科有所不同的是 物理学科需要一种思维 而不是简单 的计算 而科学史的教学有利于扩充学生的人