在小学科学教学中渗透科学史教育的研究

摘 要：科学是指人类在长期的发展过程中对自然、社会、思维之间关系的正确认知。科学史则是对一系列认知的形成发展过程的有效记录，是见证科学、应用科学、发展科学的重要形式。人们可以通过对科学史的阅读与学习，了解知识产生的过程和历史背景，拉近个人与知识之间的距离。而在小学科学教学中渗透科学史的教育，可以帮助学生在学习的基础阶段培养良好的科学素养，使学生既发现科学的本质，掌握科学的方法和技能，构建起自我有关于科学、自然、社会之间的關系结构，又为形成健康的情感态度、价值观念提供保证。

关键词：小学科学;科学史;教学策略;实践研究

中图分类号：G40-03                             文献标识码：A                                       文章编号：2097-1737（2022）26-0047-03

引  言

由于小学科学教师个人的知识素养、对教学的理解存在一定差距，部分教师在实际教学中应用科学史或渗透科学史进行教学的活动或程序存在一些问题。第一，小学科学教师对科学史本身的关注和了解基本停留在教材的基础内容上，延展性、关联性知识较少[1]。第二，小学科学教师虽然对科学史的教育功能和指导价值有一定关注，但实际融入或引入的次数少，频率较低，且主要考虑整体教学内容和教学次序，忽略了学生的兴趣点和认知条件。针对以上教学实践问题，教师应从教学策略和教学方法上进行改进，充分发挥科学史的作用。

一、科学史的主要内容

科学史的本质一方面是一切发生在过去时间和空间背景之下，与科学有关联的史实性内容;而另一方面是指在科学发展进程中呈现出来的，具有一定反思和指导意义的科学精神和科学过程。在小学科学教学过程中渗透的科学史内容，则更加注重如何利用科学史来验证所教知识，如何利用科学史中承载的精神、逻辑关系、科学事件等发展学生的学习能动意识，而此方面内容则是表现为科学史的内部含义。另外，教师还要利用科学史引导学生发现科学与人类发展在历史、经济、社会、文化、军事、政治等多个方面之间的关系，从而找到科学与生活之间的联系。

二、在小学科学教学中渗透科学史教育的积极意义

（一）有利于培养学生的科学素养

在小学科学教学中引入科学史内容，可以让学生在掌握基础知识时扩展个人学科思维，打开科学视野，激发学生浓厚的科研兴趣，形成较为热烈的讨论氛围，并帮助学生实现科学概念到具体知识的转化和升级，从而培养学生的科学素养和学科精神，促使学生形成基本的以科学角度看待问题、观察问题、分析问题、解决问题的思路，为活跃学习思维、打造学习通道提供支持和帮助。这样既能帮助学生更好地掌握科学知识，又可以帮助学生养成健康的学习习惯，带动学生整体学习思维的构建。

（二）有利于学生更好地理解科学的本质，激发学习兴趣

教师在教学实践中深化教材和教辅材料中有关科学史的内容，可以让学生正确理解科学的本质，由具象思维过渡到抽象思维，认识到科学知识背后所蕴含的精神实质，而不仅是停留在有趣的科学现象表面。在了解了科学本质之后，学生才能有效激发起学习兴趣，乐于探索，勇于探索，创新实践，最终实现小学科学教育的本质目标。

（三）有助于学生培养创新意识，激发创新能动性本质

小学科学教学中涉及与学生生活既有联系又有提高的教学内容，而掌握其中的基础性定理、规律性内容有助于学生培养自己的创新意识，激发创新能动性。所以，教师要利用一些科学史的内容来吸引学生的注意力，如科学家的创新故事、图片、视频资料等活跃课堂气氛，让学生保持较高的注意力，增加自己认知的能动意识，并透彻了解科学知识背后的内容。其次，渗透科学史之后，学生能够借由科学家分析事物、获取知识的过程或方法来提升自己的认知技巧，从看到科学的衍生、构成、发展过程中学习其时代性、进步性精神。

三、在小学科学教学中渗透科学史的原则

（一）去粗取精

教师在选择科学史和渗透科学史时，要做到去粗取精。科学史中包含了人物、事件、含义、结果等多方面内容，教师要选择最契合课堂教学内容、教学目标和最符合学生年龄层次的部分内容进行讲解，让所选取的内容更能凸显教育意义，更能给学生科学启示，避免为了丰富内容而盲目增加教学量的现象，那样会使教学线索混乱、学习目标不清晰。

例如，教师可以引入蔡伦造纸的科学故事，让学生认识和了解我国古代的科技发明和我国古代科学成就对于世界文明发展的作用和意义。这既能培养学生的科学精神，又能培养民族自信和文化自信。但教师要尽量以这一条线索展开教学活动，不要涉及过多其他科学史内容，避免因教学内容过于庞杂而分散学生的注意力。

（二）尊重历史

科学虽然是在创新的基础上得以发展的，但其基础是尊重事物原有的规律和特性。教师在引入科学史教学时也要做到尊重历史，尊重事实依据。

例如，部分教师在引入伽利略推翻亚里士多德影响物体下落速度结论时，习惯于进行简单的艺术加工，突出伽利略与亚里士多德在科学认知中的矛盾点，想以此来吸引学生的注意力，让其更真实地了解科学精神的本质。教师原本的教学目的是正确的，但要注意在教学中不要自行设计史实中未出现的故事情节，不要人为增加矛盾点，要保持科学的严谨性。

四、在小学科学教学中渗透科学史教育的实践策略

小学科学教材内容中所涉及或包含的科学史内容较多，仅教科版教材就包含了上百处，体现了教材对于学生掌握科学史知识的重视程度。基于现有教材的编排和学校可提供的资源，教师应该不断进行创新性的教学设计，融入更多的教学理论模式，创设教学情境，引发学生进行思考和回顾。

（一）教师要积极开发和整合各种教育资源，渗透科学史教育

科学史不只存在于科学教材的文本材料之中，还渗透在各种生活轨迹和跨学科知识之中，这与科学本身反映人类社会生产生活各方面运动规律的本质相关。所以，教师不仅要深度解读教材，还要能够创新资源应用的渠道，整合多样的教育资源，用于辅助课上教学内容，并能够做到不同知识、不同类型资源之间的融会贯通。

例如，语文学科或历史学科中涉及如居里夫人、牛顿等科学人物的人生历程。在小学科学教学中，教师也可以将此部分题材或内容引入进来，请学生先回忆一下居里夫人一课讲了哪些故事，用跨学科知识激活学生理解新知识的思维，再请学生来探讨一下居里夫人的科学成就在现今社会是否还有时代进步意义。学生在小组讨论中深化了个人认知，实现了跨学科知识中科学史内容的丰富与扩展。教师还可以带领学生走进科技博物馆、文化博物馆，开发社区资源和社会资源，丰富课堂教学内容。在社会条件或地区资源条件允许的前提下，教师还可以积极利用信息化手段和学生一同参观线上博物馆，如国家地质博物馆、国家海洋博物馆等，使学生能够养成积极观察生活，发现生活中所蕴含的科学内容的习惯，将不同形式的科学史资源融入立体化科学教学氛围的构建之中。

（二）科学史内容的选择要服务于教学目标

小学科学教师在教学中应该转变过分依赖教材内容选择科学史的教学现状，在充分发挥科学史教育价值的同时，从课程的教学目标出发，选择恰当的科学史内容，并将科学史以故事的形式更加生动有趣地呈现给学生[2]。同时，教师也要注意不同学生对知识的接受能力和理解能力，做到整体性和针对性相统一，引导学生融入教学环节中，进行主动实验、热烈讨论和全面分析，提升学生的学习自信，激发学生的学习成就感，带动学生学习兴趣的提高，使科学史真正服务于教学。

例如，在教学“我们知道的动物”时，教师可以先请学生在课前收集和阅读自己较为感兴趣的动物资料，包含动物的外貌特征、生活习性、饮食习惯、栖息地等内容。在课上，教师可以先请学生展示自己所收集到的信息，讲解相关知识点。然后，教师可以播放已灭绝的动物（如恐龙）视频，和学生所整理的动物进行比较，请学生进行讨论：哪一种动物的生存能力更强？如果学生给出的答案是恐龙，就再请问学生为何恐龙会灭绝，而其他看似弱小的生物则存活至今，引发学生有关于生命的思考。然后，教师再介绍达尔文及其著作《物种起源》，让学生尝试讨论有关于“自然选择”的问题。相较于直接表述教材内容，教师引入科学史能使知识点更加丰富;而导学部分学生自行收集的资料则可以使科学史知识变得易于理解，在不同学习水平的学生之间搭建起较为平衡的桥梁，提高学生学习的积极性，达成教学目标。

（三）科学史的融入方法要适当

教师对科学史内容或延展性教学内容的融入方法要适当，要让学生站在历史的角度展望科学的发展，发现科学发展的重要因素，提升学生的参与感和认同感[3]。或者用实验的方式让学生感受理论性知识，用验证学习或竞赛学习方式提升学生的参与热情和学习热情，将科学作业转化为学生主动对素材的收集、整理和汇报行为。学生在此过程中一方面可以活跃个人思维，实现有效收集、定向归类和科学分析，用基础的科学方法升华知识;另一方面也可以学会用先进的科学辅助手段展现个人学习成果，在实践中感知科学的进步和力量。

例如，在教学“磁铁”时，教师如果把本课中所涉及的科学史内容，即法国物理学家阿拉戈和吕萨克发现电流通过铁块所构成的线圈可以使铁块磁化的现象这一内容通过实验的方式进行教学，收到的教学效果会更加理想。例如，教师在简单介绍本课的理论性知识和科学内容之后，将学生分成若干探究性学习小组，让学生利用教师所提供的铁钉进行电磁铁的制作，在此过程中了解电磁铁的南北两极，并分析电磁铁的工作原理和基础构造，再衍生出电磁铁在当代社会中的应用领域，如日常生活中的应用。教师要引导学生学会记录实验过程和实验结果，进行定向分析和知识的整理，用实践实现对科学史的有效学习，提升学生对知识的理解，培养学生对科学家的崇敬之情。

（四）教师要注重自我学习与提高

小学科学学科虽然相较于语文或数学学科受到的重视程度较低，但小学科学教师应该抱有积极正向的教学态度，充分认知到科学学科教學在学生成长中的重要作用，科学史对于学生掌握和理解科学学科知识的重要意义，转变既有的、落后的教学观念，融入更加先进的教学理念，并不断学习生命科学、地球科学、宇宙科学等跨领域的学科知识。这既有利于教师提升个人专业素养，正确、充分、多角度地解答学生的学习问题，又能为学生广泛阅读、积极学习树立榜样，提高教师在学生中的影响力和号召力，从而形成积极的教学氛围。

（五）学校要整合教育资源，建立素材库

学校是教与学的重要场所。为有效提高教学质量，充分发挥科学史的教学作用，学校应整合校内外的可用资源，并完善教师的培训机制，为一线的小学科学教师提供更多可借鉴的、丰富的教学经验及教师间相互学习的机会和场所，通过教师之间的不断分享和自我学习实现教学素养的快速提高;同时，要针对实际情况建立有校园特色和学科特色的科学史素材库，用以丰富教学资料。学校既可以鼓励教师通过个人渠道收集补充资料，又要整合学校之间的合作资源和合作方式，使科学史教学立体而饱满。

结  语

综上所述，小学科学是培养学生综合素质的重要学科，教师应该结合学生的实际学习情况和学校既有教学资源，充分挖掘可用的科学史内容，不断进行扩展和延伸[4]。教师在应用科学史进行教学时，首先要对教材中所包含的科学史内容进行准确分析，再依照教学目标设计教学活动和教学形式，真正做到有理、有据、有分析、有应用。同时，教师要在教学实践中创新教学方法，选择恰当的教学时机和教学时间，充分做到利用教学史丰富课堂教学内容，提高教学质量，吸引学生进行科学探索和科学学习，注重学生学科兴趣的培养、学生综合学习素养体系的构建及基础学科思维和学科内涵的打造。

[参考文献]

[1]焦彤.浅析在小学科学教学中渗透科学史的教学策略[J].天天爱科学（教学研究），2019（01）：82.

[2]徐正林，吴敏红.也谈我国中小学科学教师的科学史素养[J].濮阳职业技术学院学报，2013，26（01）：117-120.

[3]王晓利.论小学科学课程中渗透科学史教育的价值和方法[J].现代教育科学，2011（05）：15-16.

[4]杨柳.科学史教学对小学生科学概念水平及科学本质观的影响研究[D].重庆：西南大学，2019.

作者简介：赵范珏（1981.10-），女，江苏苏州人，任教于苏州工业园区金鸡湖学校，中小学一级教师，本科学历，曾获苏州市科学教师基本功竞赛一等奖，苏州市科学学科带头人。