试论初中科学教材中科学与科学史教育的整合

1、试论初中科学教材中科学与科学史教育的整合摘要：首先指出科学史教育的重大意义：体现科学是一个过程、为学习探究提供范例、融合科学教育与人文教育。然后通过实例进行分析。最后提出初中科学教材中整合科学史的原则：一滴水中见太阳、自成体系、去粗取精、尊重历史的客观性。关键词：科学史；科学教育；人文教育；整合科学7年级课程标准（以下简称课标）明确指出科学、技术和社会的关系，这个领域包括科学史，技术设计、当代重大课题三个主题，在教材编写和教学中应渗透到个领域的内容中，课标也介绍里科学史这个主题，1、科学史在科学课程中的地位和作用2、科学史进入科学课程的基本方式3、本标准所涉及的部分科学史料举例 。例如，施莱登

2、、施旺与细胞学说的建立；元素周期表和门捷列夫；爱因斯坦和相对论以及地心说到日心说和托勒密、哥白尼、布鲁诺1，内容也相当丰富。基于对课标中课程理念的分析和内容标准的把握，新一轮初中科学教材的编写也非常注重科学史教育的整合。一、 科学史教育的重大意义 科学史教育对于实现课标理念具有重要意义，这是由科学史的内涵所决定的。 科学史既包括科学家对科学现象的研究过程，又包括科学家研究科学现象时所持有的不同观点和态度；既包括科学理论和方法的形成演变，又包括不同学科之间的联系、科学与社会的相互影响。本文拟从以下三方面论述科学史教育的重大意义。1体现科学是一个过程分析现行初中教材发现，理科教材均偏重于讲述成熟的

3、理论和实验，注重体现知识点，而忽略知识的形成过程。教材呈现的是静态的、成熟的、无疑义的知识，缺乏历史性和探索性。事实上，科学并非是一些既成的事实、定律和理论，而是由理论之间、实验之间、理论和实验之间的一致与矛盾共同推动发展的2。科学史教育体现的正是这样一个过程。理解科学是一个过程，能从根本上改变“惟课本是从”的被动局面。理解科学的动态产生过程，有利于培养学生敢于质疑的科学态度，激活学生的创造力，学生能通过过程式的学习，逐步形成科学的世界观。科学过程呈现知识的来源，使学生构建自身的知识体系成为可能。在阐释科学知识来源时，一些曾经或者正在困惑人类的科学问题，能充分激发学生的好奇心与求知欲，使学生对

4、科学产生兴趣。2为学习探究提供范例新课程理念倡导探究性学习，主张学生通过探究活动主动地学习科学方法，获取科学知识。分析某些义务教育课程标准科学教材中的探究活动发现，虽然探究活动注重学生的自主性，但探究模式本身却是直截了当地灌给学生的。教材中缺乏关于探究本身的认识与反思。对于探究活动，教材只作操作上的规划，而没有加强理论的引导。这样的编排可能导致为探究而探究的局面。而遵循教材中的固定模式反复演练，可能将灵活的探究变成“提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达与交流”的新八股。新编初中科学教材，如能将科学家的探索过程作为学习探究的范例，则可能弥补这一不足。美国著名的科学史家萨顿说过：

5、“一部科学史，在很大程度上就是一部工具史，这些工具，无论有形或无形，由一系列人物创造出来，以解决他们遇到的某些问题。每种工具和方法都是人类智慧的结晶。”3可见，科学史的内容在很大程度上反映了科学家的探究活动与方法，能够作为理解科学探究、掌握科学方法的范例。揣摩科学前辈探究的过程，实质上是学习科学方法，领悟探究本质的过程。对科学方法的学习，对探究本质的理解，为教学中探究活动的开展提供了科学理论的指导和依据。反过来，探究活动为实践科学方法提供切实的锻炼机会，巩固科学方法的学习。两者互相促进，体现了理论与实践相结合的模式。3融合科学教育与人文教育科学史，作为一门反映自然科学进程的人文科学，有助于人们

6、在认识上跨越自然科学与人文科学的鸿沟。首先，科学史超越了科学的这一局限，充分展现了科学、技术、社会三者间的互动关系。对于科学的局限性，德国哲学家康德认为：科学只能解决事实判断，即“是什么”的问题；而不能作出价值判断，即“应该怎样”的问题。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。当他们参与社会时，能够有意识地规范科学技术在社会生活方面的应用，使科学技术切实地造福于人类。其次，科学史反映的是作为个体的人的主动参与过程，赋予了科学人性化。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，而科学精神正是人文科学中不

7、可分割的一部分。第三，科学史有助于认识科学方法的局限性。科学史表明，科学实证方法只是人类认识世界的一种方法。现代科学研究已经超出经验实证和逻辑推理的范畴，向人文方法寻找灵感。虽然科学方法与人文方法存在着相当的差别，但两者却是相辅相成、互为补充的4。二、实例剖析以日心说历史发现为例。现行初中教材七年级上册以小资料的形式简单介绍了，此处不再详述。但本人整体考察这段科学史，可以从以下几方面挖掘这则史实的教育意义。1科学是一个过程从托勒密的“地心说”和哥白尼的“日心说”宇宙体系，但这样进步经历了一千多年，期间有多少伟人为了捍卫真理而坚决与教会斗争（其中有我们熟知的布鲁诺、伽利略）而不幸被迫害，最后才被

8、科学的发现而证实。这个曲折的过程表明：（1）单独的科学猜想并不代表知识，只有当其成为理论、实验和社会框架中的一部分时，才成其为知识5；（2）猜想是需要有事实作为论据的；（3）科学的发展往往呈现螺旋上升的模式，科学是一个不断否定，不断认证的动态过程；（4）科学研究背景在科学知识形成过程中具有重要作用，把科学发现放在它们产生的那个环境之中来认识。科学精神的熏陶从人文角度分析，科学史中同时蕴涵着丰富的精神养料。公元140年，古希腊天文学家托勒密发表了他的13卷巨著天文学大成，在总结前人工作的基础上系统地确立了地心说，1543年，波兰天文学家哥白尼在他的不朽名著天体运行论中系统地提出了日心说。哥白尼用

9、了“将近四个九年的时间”去测算、校核、修订他的学说，在他阐释的日心体系中，太阳居于宇宙的中心，地球和其他行星沿着圆形轨道绕太阳运行，后来，伽利略敢于向传统的权威思想挑战，不是先臆测事物发生的原因，而是先观察自然现象，由此发现自然规律。他摒弃神学的宇宙观，认为世界是一个有秩序地服从简单规律的整体，要了解大自然，就必须进行系统的实验定量观测，找出它的精确的数量关系。伽利略在人类思想解放和文明发展的过程中作出了划时代的贡献。他是科学革命的先驱，也可以说是“近代科学之父”。虽然他晚年终于被剥夺了人身自由，但他开创新科学的意志并未动摇。他的追求科学真理的精神和成果，永远为后代所景仰。这些都是对初中学生很

10、有教育意义的材料。三、初中科学教材整合科学史内容的原则上述分析表明，科学史教育的意义不在于简单地介绍历史知识，而在于培养学生的科学素养与人文素养。但是，教材的容量终归有限，而科学史的内容纷繁复杂，如何在教材有限的空间内挖掘出科学史丰富的内涵呢？1一滴水中见太阳教材编写者应通过有限的篇幅和精选的事例，通过学生的参与，折射出科学的全景。仍以发现日心说科学史实为例。教材中可采用资料分析的方式，呈现这一发现的科学背景及大致历程。然后再引导学生从科学哲学、科学方法、科学精神、科学态度及实验技术等角度思考问题。重要的不是使所有的学生都能做出标准答案，而是使学生能够从一个科学史实出发，通过不同角度的分析，从

11、科学前辈那里汲取营养，用以提高自身的科学素养与人文素养。2自成体系着重考察初中科学学课程结构，科学史的整合需要充分考虑到教材的模块特点。例如，地球、宇宙、和空间科学的发展的历史体现出严格的整体性和系统性，恰好与学生的认知规律相吻合。 又如，新陈代谢这一模块，科学史的整合则更宜采取穿插编织的方式。而具体如何穿插，现行中学教材已提供了一些方法。其中，历史事件的插入、科学史专题、专栏 “科学家的故事”“小资料”“阅读”等，可供参考。在此基础之上，新编教材还应重视互联网资源的利用。可以在教材中提供科学史的网址，并做好网站资源的配套建设。3去粗取精对科学史的内容去粗取精，要做到：（1）符合学生的认识水平

12、和接受能力；（2）选取的内容应该具有较高的教育价值，能给学生以多方面的启迪，避免为写史而写史；（3）削枝强干，使教材中的科学史线条单一、脉络清晰。 4尊重历史的客观性尊重历史的客观性，需要重视科学发现的背景，要把科学放在导致它们产生的那个背景中来学习。科学固然注重创新，但继承是根基。牛顿曾经说过，他之所以比别人看得远，是因为站在巨人的肩上。尊重历史的客观性，教材就不能满足于仅仅介绍正面的成功事例。在科学的征途中，激动人心的时刻相比漫长的发展史毕竟是短暂的一瞬。失败的研究在科学发展史上自有其意义。这与“成则王、败则寇”的价值观念大相径庭。还科学发展以本来面目，克服世风浮躁对教育的负面影响，将有助于学生脚踏实地的学习。以上主要论述了科学史教育的重大意义以及初中科学教材中整合科学史