文档介绍：科学史融入科学课程的原则、方式和策略
作者:袁维新
摘要:将科学史融入科学课程与教学,已成为当代科学教育改革与发展的一大特点。科学史融入科学课程必须遵循少而精、循序渐进和价值优先原则。从形式和内容(目标)的关系角度分析,将科学史融入科学课程的方式主要有三种:用故事形式引入科学史,以激发学生对科学的兴趣;用探究型课题形式引入科学史,以展示科学探究的过程与方法;用专栏或科学史专题形式引入科学史,以促进学生对所学新知识的理解。科学史融入科学课程教学策略是多样的,主要有科学对话模式、多元化教学模式和HPS教学模式。
 
 
科学史是科学产生、形成和发展及其演变的规律的反映,是人类认识自然和改造自然的历史,是人类思想宝库中一笔十分宝贵而丰富的精神财富,也是科学教育的重要资源。重视科学史教育,把科学的思想观念、典型事例、演变发展过程融入科学课程与教学之中,已成为当代科学教育改革与发展的一大特点。综观当代世界范围内的科学教育改革实践,人们越来越重视科学史在科学教学中的作用,科学史正在从科学教育的边缘进入科学教育的中心。因此,科学史融入科学课程的研究,已成为科学教育理论和实践研究的重要课题。本文主要探讨科学史融入科学课程的基本原则、方式和教学策略等问题。
一、科学史融入科学课程的原则
长期以来,在我国的科学教材中,虽然也包含有科学史方面的内容,但是仔细分析以后就会发现存在很多问题。在教材编写中,当涉及科学史方面的内容时,篇幅过短,有时甚至一句话带过,或者把科学史放在阅读材料里面,让学生课下自己阅读,起不到应有的作用。这些也是导致科学史内容在教师和学生中得不到关注的重要原因。
当前,随着新课程改革的推进,人们越加认识到科学史教育的重要意义,并在教材编写方面得到体现,逐步把科学史的内容合理地融入到科学教科书中。只有把科学史融入到科学课程和教学过程中,而不是一个附加的额外任务,才能真正发挥科学史的教育功能。否则,科学史教育就不会有生命力,也就起不到其应有的作用。如何把科学史融入科学课程?笔者通过分析科学课程标准和现行的综合或分科科学教科书,发现多数科学教科书基于对课程标准中课程理念的分析和把握,在教材编写中采用了以下三条科学史融入教材的原则。
(一)少而精原则
教材的选编应通过有限的篇幅和精选项的科学史事例,通过学生的参与,折射出科学的全景。以高中生物教材为例,在介绍发现DNA是遗传物质的科学史实时,教材采用资料分析的方法,呈现这一发现的科学背景和大致历程,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。重要的不是使所有学生都能得出标准答案,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,从科学前辈那里汲取营养,用以提高自己的科学素养与人文素养。
(二)循序渐进原则
科学史内容的选编,应采用循序渐进原则,从初中到高中,应有不同的要求,做到逐步深入、循序渐进。一般来说,初中科学教材可能更偏重于让学生了解史实,诸如科学家的故事,旨在激发学习兴趣;而高中科学教材,则应引导学生对科学史作出理性的评价与分析。
以发现DNA是遗传物质的历史为例,初中科学教材中主要以故事形式介绍了沃森、克里克与DNA双螺旋结构的发现,以激发学生的学习兴趣。但在现行高中生物教材中,则详细地描述了肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌的实验的历史,学生通过分析这一史实,可以获得以下方法论方面的启示:(1)可以利用模型进行科学研究的方法。艾弗里的工作是以肺炎双球菌作为研究人类传染病的模型来研究致病现象的;而赫尔希和蔡斯则是把噬菌体作为研究生命遗传现象的模型。(2)具有实验的严密性和逻辑的严谨性。艾弗里改进提纯转化因子的实验,将杂质氨基酸的含量减少到万分之二,赫尔希和蔡斯的实验中进入细菌的蛋白质的含量约百分之一,都是试图排除蛋白质对实验的干扰作用。(3)实验方法与技术的多样性。这两个实验都采用了多种方法与技术,如同位素标记、酶学方法等。
(三)价值优先原则
科学史内容的选取应遵循价值优先原则,选取那些具有较高教育价值,能给学生多方面启迪的内容,避免为写历史而写历史。人教版《义务教育课程标准实验教科书·生物学》八年级下册中有一个案例可供借鉴,教材以转基因鼠的史实展示了生物科学技术发展的前沿动态,具有强烈的时代感,而采用经典的孟德尔豌豆杂交实验的史料,则能使学生从科学方法、科学精神以及科学态度等多方面获得启迪。
二、科学史融入科学课程的基本内容、目标与方式
(一)用故事形式引入科学史,以激发学生对科学的兴趣
通过科学故事的形式介绍科学史上一些重大发现、发明过程,以激发学生对科学的兴趣,这是科学史融入科学课程的最常用的形式。例如,用林奈与生物分类的故事,引出植物分类方法;用巴甫洛夫做的关于狗的食物性反射的经典实验,引出条件