科学史在科学教学中的应用

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1、科学史在科学教学中的应用徐卉浙江师范大学生物学科教学专业金华321000摘要：文章将科学史在科学教学中的应用方向按新课标的三个维度叙述。科学史有利于学生知识的学习，有利于学生能力的培养，并能在学生的情感、态度和价值观方面产生积极的作用。关键词：科学史教学　知识　能力　情感、态度和价值观英国的弗兰西斯·培根说：“读史使人明智”，中国的唐太宗说“以史为鉴”。讲述、分析人类认识自然现象，探索自然奥秘过程的科学史在基础教育中对于激发学生的学习兴趣，培养学生的探究能力，创造能力，科学素养有重要的作用。笔者运用新课程科学教育的三个维度，从三个层面展开叙述。一、知识方面　　科学史可以促进

2、学生知识的建构，理解知识的本质，帮助建立新的知识体系。新课教学时用科学史导入新课是最直接的应用。这种应用可以让学生感受富有趣味、富有人文气息的科学发展史，可以激发学生的学习兴趣，促使学生更乐于主动掌握科学知识。例如大气压的学习，先介绍1965年马德堡市市长盖利克是如何进行这个实验，需要十几匹烈马才能将两个半球分开的事实折服了包括皇帝和国会议员在内的观众。接着再做这个著名的马德堡半球实验，这时学生的兴趣与投入就会与直接做这个实验有明显的不同。但在知识层面上的应用不仅于此。笔者在教学中发现，学生有很多迷思与科学史是相平行的，也就是说学生在理解概念时所犯的错误，与这个概念在历史形

3、成过程中科学家们所犯的错误有相类似的地方。例如学生在刚接触生物时把所有生物简单分为动物和植物，这正和林奈曾提出的两界系统有相类似之处。再比如有些学生认为力是维持物体运动的原因，有力物体就运动，不受力物体就不运动。即使学了牛顿第一运动定律后，分析具体问题时仍频繁犯这样的错误。我们知道历史上亚里士多德也曾犯过同样错误，且此后很长时间人们都如此认为。那么在教学过程中不妨就直接从亚里士多德开始，然后介绍伽利略，他对亚里士多德的观点有不同看法，提出两个斜面对接的理想实验，如果没有摩擦，从一个斜面滚下的小球可以上升到对接斜面的同样高度。如果将对接斜面的角度减小到零，那么从斜面滚下的小球

4、将可以匀速直线运动下去。然后再介绍笛卡尔对伽利略的补充，最后引入牛顿，总结后再让学生自己得出：力是维持物体运动的观点是错误的。经过这段科学史的学习学生对牛顿第一定律的理解就要比直接学习深刻得多。4所以科学史的学习可以帮助学生更顺利而正确地建构知识，而教师从中也更能理解学生所犯的某些错误。哈佛大学的迈尔在写《生物学思想发展的历史》时也提到：“学习一门学科的历史是理解其概念的最佳途径。只要仔细研究这些概念产生的艰难历程，就可能真正彻底而又正确的理解这些概念。”［2］一、能力方面在新课程中探究能力的培养是我们非常关注的。美国国家科学教育标准中曾提到学生可以通过科学史理解科学家是如

5、何工作的，注意他们提出的问题、他们采用的研究程序和众多个人对科学技术的贡献，从而提高科学探究能力。可见科学史这方面的价值与其他教学手段相比，有其独有的优势。最典型的应用是以科学史的经典实验为载体，使学生掌握相应的方法，培养学生探究能力。比如在学习微生物时，巴斯德鹅颈瓶实验就很能体现这方面的价值。教学内容教师活动学生活动设计意图复习引入复习细菌、真菌细胞结构上的主要区别，举例说明对人类生活的影响。那么对人类生活有利有弊的微生物是从哪里来的呢？学生回答：细菌无成形的细胞核。分别举例说明对人类生活有利有弊。学生大胆的对微生物从那里来做了各种猜想。通过复习微生物对人类生活的影响，激

6、发学生猜想热情，激发学生探究微生物从那里来的兴趣。古代科学家的争论同学们有不同的猜想，而古人也为此有过激烈争论。PPT展示：巴斯德认为生命来自生命，不能从环境中自发产生。这与当时大部分科学家相反，因为他们看到食物自然就会腐败。比如肉汤的腐败变质。在科学上用什么方法来研究这个问题？引导学生回顾科学探究的的步骤，引导学生设计实验。观看PPT，古人的争论也导致了学生的争论。学生回答：科学探究的步骤一般为发现问题、建立假设、设计实验、获取事实和证据、检验假设、合作交流。学生设计实验。展示古人曾有的激烈争论，认可自己探究有意义。愿意进一步探索。引导学生设计实验。在自己设计实验的过程中

7、感受实验设计的难度，为后面与科学家的设计比较做铺垫。巴斯德实验PPT展示巴斯德实验，其中着重介绍鹅颈瓶。引导学生思考、讨论：实验前为什么要先加热肉汤？另一个瓶口没有特殊处理的瓶子有什么作用?对瓶口进行鹅颈状的处理有什么妙处？实验结论是什么？你的设计比起来有什么不同，不足？观看PPT学生思考、讨论得出结论。引导学生通过比较自己的方案与科学家方案的不同之处，意识到实验中控制变量，设置对照组的重要。培养学生严谨的科学态度。4教材中有许多科学家的经典实验设计成学生课堂上能够完成的探究型的课题，让学生沿着科学家的探索思路，领