科学史融入科学教育的几点思考

金雷 谢海军

【摘要】 诸多研究显示科学史有助于科学教育的发展，科学史与科学教学的结合是未来科学教育的主流趋势，值得学界作深入地探讨与研究。笔者在科学教学实践中也做了将科学史融入科学教育的诸多尝试，从中获得了些许经验和思考：让学生成为科学思考的认知见习者；概念转变——理论选择的理性与非理性；维持科学史的丰富性；科学教师的角色转变。

【关键词】 科学史 科学教育

【中图分类号】 G632.4 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2014）01-011-01

洛奇（Roach）和万德希（Wandersee）曾提出，科学史融入科学教育，将对学生理解科学本质有所帮助。的确，科学史记载了饶富趣味、可资借鉴的科学知识宝藏，足以提供我们许多思维上的启发。基于科学史丰富的内涵，马修斯（Matthews）曾提出了将科学史融入科学课程中的几点诉求：（1）史料能增进对科学概念及科学内容较好的理解力；（2）科学知识的发展与个体思想的发展，可借由历史上的研讨相互连接。（3）在了解科学的本质上，历史有其必要性。科学史可以帮助学生了解科学知识发生了什么改变，科学史融入科学教学中，应着重在科学的发展历程中，其所蕴含的经验内涵，正是科学教育中帮助学生了解科学本质，培养批判思考能力，学习科学方法以及如何运用科学方法来解决实际问题的“最真实”情境。鉴于此，笔者在科学教学实践中进行了诸多将科学史融入科学教育的尝试，并从中得出了些许经验和思考。

一、让学生成为科学思考的认知见习者

科学史上，哥白尼、牛顿、爱因斯坦等等均是聪颖优秀的科学家，在科学的发展过程中皆占有举足轻重的地位。他们虽在思维和方法上有所不同，但所秉持的理想是一致的，即希望澄清科学问题的模糊地带，以自身的理念，尝试从不同的角度去研究更艰巨的理论问题和实验问题，科学进展的过程中若没有这些勤谨慎重的科学家，便不可能激起深具启发的浪花。有了这些热情和坚持才使得一个个的科学理论从谬误趋于更正，从而推动科学进程不断向前发展。我们可以清晰地发现这些科学家身上存在的某些特质：具有自我反省、反向思考及批判思考能力，他们在科学发展的过程中贯穿实践经验和理性因素的综合，在每个决定性的关键点作判断，不停地思索并试图由疑难处蜕变重生，进而建构出新进的理论框架。

在教师积极传授科学理论的同时，那些埋首于公式、真理的莘莘学子，他们也具有这些科学家的特质与判断问题、解决问题之能力吗？反思当下的科学教育，当我们越来越重视科学本质的今天，这般科学发展的思考历程，我们曾经将它置于科学教育的哪个角落？抑或从来不曾、也未能将它定位？

在现今的科学教学中我们能否试图将思想上的训练整合（integrate）在科学课程内，运用科学史的探讨与辩证，让学生体验科学家面临困境时的处理模式，我们当然明白并非每个学生都如科学家那般伟大，但是我们至少可以做到让学生成为科学思考的认知见习（cognitive apprenticeship）者，体验科学进展的旅程，让学生也能接受到科学家的宝贵特质，成为懂得创造思考的有机体，真正以科学发展的过程来教授科学，而非仅止于解释或呈现科学的结果。

二、概念转变——理论选择的理性与非理性

科学家在建构科学理论时，通常交错着理性及非理性的因素，他们一方面寻求对现象合理确切的解释，希望以客观的角度去追求真理；另一方面又受到个人自我建构的信仰及所置身的科学群体之影响，往往为自身信奉的研究纲领作辩护而不愿屈服。

从认知心理学的观点来探讨个体对于自然现象或概念的解释，发现学生对于一些自然现象往往有自己的一套想法，如热和温度相同、地球是平的等等。这些概念常常深植人心，然而学生的原有概念通常有异于当代正统的科学概念，学生正如过去的科学家，在自己的脑海中也各有一系列的研究纲领，倾向于保护自己建构出来的原有概念，并在接受教育之前就成功地以原有概念解释了许多现象。

鉴于此，现今科学教育中通常运用的“呈现现象，印证理论”的方式显然是不合宜的。对于这一疑难，我们同样可以借由上述科学思考的认知见习，引发学生更高层次的思维，对概念转变的教学是有所裨益的。

三、维持科学史的丰富性

目前的科学教育一再强调体验科学过程的重要性，主张让学生从探究过程中，学习到科学本质并培养良好的科学态度。为达到这一目标，无论是在教学或教材的选用上，均越来越强调实验与实作的重要性。然而科学课程却无法提出为何要以这些技能来建构科学知识的原因。可见，科学方法及科学过程技能的教学，并没有表现出实际科学探究模式的内容。而造成这一问题的原因，是因为现今的科学课程多采取抽象而化约的方式设计，教师的教学与教科书的内容都是脱离真实化情境的，使原本就抽象且不易理解的科学知识更难为学生所接受。

四、科学教师的角色转变

当今的科学教育中，科学教师依然把自己视为已掌握科学知识的权威，“灌塞”式的教学依然是科学课堂的主流。如果教师能有效地安排科学史的情境，呈现科学家面对问题时的思考历程或实验探究历程，将会有助于学生领悟科学家在创造过程中解决问题的方法。

然而，历史范例本身并不能帮助学生学习科学理论，主要还是需要教学者引导学生看见科学史的丰富内涵。这就要求教师改变传统的角色定位，把自己看作是同学生一样的科学探究者，真正地以求知的态度与学生一起体验科学进展的旅程，和学生一起走过一次心智发展的足迹，这样才能了解学生在认知过程中所运用的思考模式以及可能遇到的疑难问题，在此基础上再对学生进行引导和帮助。

[ 参 考 文 献 ]

[1] Roach，L.E.，& Wandersee，J.H.Short Story Science：Using Histori-

cal Vignettes as a Teaching Tool.The Science Teacher.1993，95

（7）：365-370.

[2] Matthews，M.R.Science Teaching：The Role of History and Philos-

ophy of Science.New York：Routledge.1994.