历史教学怎样培养科学精神

[关键词]科学精神，历史教学，科学生活

[中图分类号]G63[文献标识码]B[文章编号]0457—6241(2009)23—0030—04

不久前，钱学森先生的去世又引起科学精神培养的话题。先生生前对温家宝总理提出的有关当今学校教育的疑问，发人深省。五四新文化运动以来，“赛先生”作为一种价值符号已广泛而深刻地植入国民心里，正如胡适所言：“这三十年来，有一个名词在国内几乎做到了无上尊严的地位；无论懂与不懂的人，无论守旧和维新的人，都不敢公然对她表示轻视或戏侮的态度。”

1840年以来，西方的先进武器使我们认识到科学技术的巨大威力。经济的落后和实现现代化的迫切心情，又使我们深切体会到科学技术是第一生产力。崇尚科学知识及其所拥有的实用价值并不为错。然而，长期以来我们弘扬的科学仅仅停留在实用层面。上个世纪流行于中学校园的“学好数理化，走遍天下都不怕”的口号，以及目前普遍存在的重理轻文的教育倾向，无不反映出对科学理解的偏差。五四新文化运动倡导的“科学”，最主要的是科学精神及其所表征的科学文化。不理解科学精神，只强调科学知识，实际上是只看到、学到皮毛，忽视了根本。换言之，我们可以学到国外先进的科学知识，但是仅此而已，对于生产这些科学知识的内在动力——科学精神，我们始终是空缺，至今也没有给予足够的重视。钱学森先生质疑中国的教育体制。体制改革是政府的事，教师则应当思考如何在教学中培养学生的科学精神。

一、培养科学精神的教学实践

历史学科是人文学科，培养科学精神有独特的学科优势。如何在日常教学中培养学生的科学精神呢?笔者仅就教学实践叙说自己对此问题的浅薄思考，以求教于方家。

高中人民版必修3教材，将课程标准规定的“西方人文精神的起源与发展”专题下的第1课命名为《人是万物的尺度》，撰写了一节课的教学内容。教科书的重点集中于论述西方人文精神的起源，但忽略了西方精神的另一翼：科学精神。为什么近代科学起源于西方世界，而不是起源于同样具有人文精神的东方古国?为什么近代西方会有那么多的科学家为了科学而献出自己的生命，而在别的地方却很少出现类似现象?追根寻源，在古希腊的文化中有一种独特科学精神。因此，补充西方科学精神的起源，有充足的史实，也为后面近代科学的产生奠定学习基础。

毕达哥拉斯，古希腊最伟大的数学家，也是西方科学精神的始作俑者。通过对毕达哥拉斯的研究、学习，可以很好地了解西方科学精神的实质及其意义。所以本课的教学，可以围绕毕达哥拉斯引导学生理解、认识什么是科学精神。

我在课上这样介绍毕达哥拉斯：

最能表征西方科学精神的无疑是数学家毕达哥拉斯了。毕达哥拉斯是西方第一位伟大的数学家，可以说，就是他开创了西方数学的范型，正是这种范型主导了西方数学几千年的发展。那么在毕达哥拉斯的心中，数学是什么，数学代表了什么?

在古典希腊时代以前，引领当时世界数学潮流的是古埃及人的数学。古埃及人正是凭借他们先进的数学知识才建造了举世闻名的金字塔，也正是凭借他们的数学知识才能很好地利用尼罗河每年的泛滥给他们带来丰厚的农业收益。毕达哥拉斯在游学埃及时，发现埃及数学知识在十分先进的同时，隐藏着一个致命的弱点：太注重实用。也许正是这种实用指向的数学文化，使埃及数学处于当时世界的领先地位；但同样确切的是，也正是这种实用指向的数学导致了埃及数学的“短命”。埃及的数学文化存在着这样一个价值预设：数学仅仅是用来解决社会生活中的问题的。于是，在这样的价值背景中，当数学知识一旦满足了解决社会生活问题的需要，对数学知识的探求也就停滞了，数学也就止步不前了。毕达哥拉斯看到这种实用指向的数学文化缺乏促进数学知识发展的内在动力，它过于依赖外物的推动。

正是由于发现了埃及数学过于注重实用的弊端，所以当毕达哥拉斯在从事数学教育时，就完全放弃了数学所具有的实用功能，而将数学理解为一种纯粹的求知活动，将数学教育理解为培养纯粹的“数学人”的教育。基于此，毕达哥拉斯创立了世界上第一个以数学为基础的神秘主义的颇具宗教意味的教派：数被理解为万事万物的本原，世界上的一切都是基于数的关系而建立起来的。公元前5世纪，一位著名的毕达哥拉斯学派的信徒菲洛劳斯说：“如果没有数及其性质，那么任何存在的事物，无论是其本身还是它们之间的关系，对任何人来说都将是不清楚的。……不仅在上帝和魔鬼的行动中，而且在人类所有的行为和思想中，在手工艺制品和音乐中，人们都能看到数本身所发挥的作用。”

于是，毕达哥拉斯及其学派的主要任务就是去探求万事万物间的数量关系。他们希冀通过这种数学而能了解宇宙的本质，而不是用数学来解决社会生活的实际问题。正是在将数学理解为一种纯粹的求知活动的意义上，毕达哥拉斯开创了一种迥异于埃及数学传统的数学文化。在这里，数学第一次被理解为一种纯粹的理性思辨的对象，从而开启了西方数学文化的理性传统。正是在毕达哥拉斯开创的数学文化的指引下，西方数学才取得了今天如此辉煌的成就。

我讲完这些之后，有学生问：

老师，难道数学就不要去研究现实问题吗?如果抛开了这些现实问题，那么这种研究的意义何在呢?

我这样解释：

问题很好。那我先给你们讲一个故事。毕达哥拉斯的老师叫泰勒斯，也是一个非常喜欢科学研究的人，是一个只对理性思辨活动感兴趣的哲学家。传说有一次他在观察星星，不小心跌倒了水沟里成了落汤鸡，路边的一位妇女略带嘲讽地说，你连脚下的东西都看不到，又怎么知道天上发生的事情呢?

这是很多古希腊的科学家都会遇到的一个问题，就是他们普遍被认为只会在爱琴海边观察月亮，观察潮汐，演算一些毫无用处的几何命题。在那些商人、农人眼里，这些东西是极其无用的。

泰勒斯决心反驳一下这种“傲慢的偏见”。他利用自己极其丰富的天文学知识对天象进行观测之后，对今年的气候进行推算。他预测今年的橄榄将会获得大丰收，那么到时，榨油机将会成为紧缺之物，所以，他提前将其所在地区的榨油机全部租下，等到橄榄丰收的时候，他按照自己的价格将这些榨油机租给那些商人，狠狠地赚了一把。但是，泰勒斯的目的并不是赚钱，而是要向世人证明科学知识并不是无用的。他将这笔钱散给了那些贫苦的百姓，以此来讽刺那些不知道尊重科学的人。

听完这个故事之后，学生们似乎慢慢明白了科学精神到底是什么东西，它所蕴含的价值究竟有哪些。以下是他们的感悟。

学生A：老师，这样看来，真正的科学精神应该是纯粹为了获得知识，至于这些知识有没有用，倒是其次的东西。而且，通过这个小故事，我感觉，那些纯粹的知识肯定都是有用的。只不过，需要有人将其开发出来。

学生B：老师，通过你的讲解，我才发现科学

是一件很美妙的东西，它所追求的是一种高尚的知识，而这种知识才是真正值得追求的。不然，我还真的认为科学精神就是认真做题的精神呢?不停地做题，真的很厌倦。通过这节课，我发现科学还真是值得追求的东西啊!

学生C：我以前还以为科学就是教我们修修电灯(学生笑)，装装电线(学生笑)，高级一点的，就是弄弄火箭、航空母舰什么的。今天才知道，科学还有这么高的精神追求，我以后要追求它(学生大笑)。

最后，我让学生阅读抽象数学大师怀特海说的一句话：“没有什么比这一事实更令人难忘的了，数学脱离现实而进入抽象思维的最高层次，当它返回现实时，在对具体事实进行分析时，其重要性也相应增加了……最抽象的东西，是解决现实问题最有力的武器，这一悖论已完全为人们接受了。”

我总结道：

不是直接面向现实问题的科学研究并不是对现实的脱离，而是在更高层次上对现实问题进行关切。它是以离开现实的方式最大限度地关照现实。正如勾股定理的证明不是为了建造高楼大厦一样，但现在，任何建筑设计都必须通过复杂的几何演算才可以完成。笛卡儿创立解析几何并不是为了将炮弹打得更远。由于希腊人对数学思辨的浓厚兴趣才发现了勾股定理。因为笛卡儿对古代数学思维方式不满才产生解析几何。这两项数学发明都是建立在一种纯粹的求知欲之上的，都是理性探索的结果。

通过这节课的学习，学生基本上理解了什么是真正的科学精神，对于科学精神都有了较丰富的认知与体验，而且能够认识到科学精神是一种不带功利性的、对美好的追求精神状态。这种状态可以产生创造力。

二、激动人心的科学生活

虽然学生已经基本理解了什么是科学精神，但这还不够。因为很多学生不了解真正的科学生活，想象科学生活既枯燥又乏味，将科学家看做是一种不食人间烟火的“圣徒”。在课堂上，我曾经对某班学生进行随机调查，该班95％的同学明确表示不愿意从事科学研究，不想尝试科学家的生活。5％的学生则说不知道自己能不能从事科学研究。

以往我们经常满足于一种空洞的立志教育，连小学生都会机械地回答：“长大要当科学家”。而实际上真正具备科学家素质的人毕竟是少数，但是，崇尚科学精神却应当是大多数公民的基本素质。因此，理解科学生活也是树立科学精神的教育。基于这种考虑，我在文化史教学中也做了相应的补充、调整。

在《近代物理学的奠基人和革命者》一课中，我在自己的PPT中为其添加一个副标题：“激动人心的科学生活”。学生看到标题后就小声议论道：“科学生活还能激动人心?科学家还会激动吗?”我听到后因势利导，让学生发表各自对科学生活的看法，学生的回答大多是“没意思”“没劲”“无趣”“无聊”等一些消极的词汇。

下面是这节课中我的一个教学片段：

古代西方有一位伟大的科学家曾经说过这样一句豪言壮语：“给我一个支点，我可以撬动整个地球”。想必大部分同学都知道，这位科学家就是物理学的开山鼻祖：阿基米德。叙拉古国王让工匠给他做了一顶金冠，但是，国王却怀疑做金冠的黄金被工匠掺了假；既要检验王冠的黄金成分，又不能破坏王冠，这可难倒了大臣们，后来，国王请阿基米德检验。阿基米德一开始也毫无办法，一天，阿基米德躺在浴缸里，苦苦地思考到底能用什么方法来解决这个问题。想啊想啊，他在水中浮上、下沉，突然，灵光一现，他大声叫道，我找到了，我找到了。狂喜至极的阿基米德跳出浴缸，奔跑到大街上，大声地喊到，我找到了，我找到了!围观的群众发现这个痴迷的科学家竟然没有穿衣服，就光着身子宣告了浮力定律的伟大发现(学生笑)。

这就是科学家的生活，思考问题时的执著与忘我。解开谜团、弄清谜底时的狂喜，就是科学带给科学家的巅峰体验，也就是科学家幸福生活的所在之处。从某个角度来说，对问题的深入思考乃是人类最为幸福的事情之一。阿基米德那样尽情尽性的释放，是一种苦苦追求的结果，使精神世界的最大满足。这就是科学生活的迷人之处，它是如此的激动人心，以至于迷恋上这种生活的人再也不愿意去过别的生活。这种生活让他们精神富足，能令他们时刻饱含激情，去尝试一个又一个崭新的挑战。不仅物理学如此，任何一门学科、任何一种职业都有它的迷人之处。而让人着迷的是这个境界、这个过程，只有进入这样的境界才有可能获得成功。

这个教学片段使学生心理都产生了一些波动。他们似乎明白了科学精神存在于现实生活之中，科学生活离自己并不遥远。一些容易激动的学生表示，自己一定要体验科学的“挑战性”；一些比较喜欢思考的学生，则在探讨什么是“境界”“过程”及其意义；那些原本对科学有朦胧想法的学生，则逐渐清晰了对科学的认识。

涉及爱因斯坦的教学，我把握的重点不是讲解他的专业理论，因为我自己都不怎么理解，而且我认为，历史课不应讲相对论，重点应学习爱因斯坦的科学精神，了解他的科学生活，从中体会他的价值观念与科学态度。基于这样的理念，我说：

爱因斯坦的一生是含辛茹苦的一生，作为犹太人的后代，他在童年时代就已经感受到被排斥的痛苦。在苏黎世大学学习期间，也没有任何不寻常的特质吸引教授的注意。大学毕业之后，爱因斯坦没有找到固定的工作，期间做了很多的兼职。但是，不论生活怎样艰苦，爱因斯坦始终都在思考那些他心爱的科学问题，那问题让他着迷、让他安静。后来，爱因斯坦成为伯尔尼专利局的职员，这时候的爱因斯坦已经有了两个孩子，生活依然拮据。但是，生活的艰难并没有让爱因斯坦放弃他的追求，他总是在自己的办公桌上放上笔和纸，以便随时演算那些科学问题。正是在这样日复一日的坚持中，才成就了爱因斯坦的伟大，一个专利局的职员成为最为顶尖的物理学家。

爱因斯坦认为，科学研究是出自内心深处的热爱和欢乐，而不是外在的责任和压力。因此，爱因斯坦的科学生活充满了爱与欢乐。他说：大自然的结构会使任何勤于思考的人感到“谦卑”。这是一种地道的宗教情感，出自深深的爱。爱因斯坦曾这样描述科学：那是一种壮丽的感觉。所以，科学生活不仅仅带给人激情，让生命充满挑战，而且，科学生活能够使人在浮躁的世界里静下心来。因为科学思考，使人的心灵变得安定；在科学的世界里，心灵才越发美丽，心才会有归属，这就是爱因斯坦带给我们的启示。

学生在谈到这节课的体会时说：通过对这些科学人物的学习，我改变了自己原先对科学、科学家的误解。科学家不是那种没有感情的“书呆子”，不是实验室里的机器，相反，科学家是充满了生命激情的人，是敢于冒险、敢于环疑已知、挑战未知的人，科学家都是些幸福的人；科学生活也并不是无聊、没劲的生活，而是充满了挑战。有科学精神支撑的生活，使生命更加壮观；科学精神使生命更加安静、更有意义。人不能没有精神追求，其中科学精神是人的精神中不可或缺的。

经过持续的努力与思考，我坚持在教学中渗透科学精神的培养，使学生逐渐体会到科学和科学精神的真谛，慢慢理解了科学与科学精神的关系。培养科学精神虽然不仅是历史教学的职责，但是，如果各学科都尽心尽力，破解钱学森先生提出的问题一培养出世界一流的人才——至少基础教育已尽其所能。在这个过程中，作为中学历史教师，亦是“功德无量”啊!

只要我们坚持思考，勇于实践，历史教学仍然大有可为。

[作者简介]谭晓泽，男，1985年生，硕士，浙江省慈溪市慈中书院历史教师。

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