摘 要:科学史以其独特的研究视角成为科学课堂教学中非常宝贵的教育资源,本文通过生动的教学案例阐述科学史在情感态度与价值观教育中的作用,通过科学史的学习,能培养学生学习科学的兴趣,培养学生的创新精神、协作精神、爱国主义精神和锲而不舍、勇于进取的科学精神。
关键词:初中科学;科学史;情感教育
科学不是一个个概念机械地串联起来的,也不是一个个科学成果简单地堆积而成的,而是从活生生的实践中形成的一个有机的整体。而科学史就是科学知识发生和发展的历史,具体包括了学科知识的产生背景、发生、发展历程、科学家研究工作有关的内容以及科学家的故事等方面的内容。《科学课程标准》中提出,科学技术史能提供科学发现、技术发明的历史背景、探索历程和典型案例。
一、学习科学史有助于培养学生学习科学的兴趣
[教学案例] :阿基米德在浴盆里发现了浮力定律后,大喊大叫着跑上街道,赤身裸体地告诉每一个人他终于发现了,学生在捧腹大笑后,逐渐理解了阿基米德原理。
给我一个支点,我就能撬起整个地球!阿基米德的豪言壮语使学生在想象中,加深了对杠杆平衡原理的理解。
二、學习科学史有助于培养学生的创新精神
[教学案例] 人类对地球形状的认识:古人认为,天圆地方,天圆如张盖,地方如棋局;随着生产技术的发展,人类活动范围的扩大和各种知识的积累,人们逐渐认识到,大地在大范围内不可能是平坦的,而应该是弯曲呈弧形的;麦哲伦环球航行,进一步证实地球是圆的;人造地球卫星照片,说明地球是球体;牛顿提出万有引力后,提出地球是扁球体;18世纪30年代,经测量证实地球是扁球体;20世纪50年代,通过实测和分析,证明地球是梨形体。
三、学习科学史有助于培养学生的协作精神
[教学案例] DNA双螺旋结构的发现:20世纪人类最伟大的成果,莫过于遗传学中DNA双螺旋结构的发现。沃森与克里克,他们都确信遗传物质是DNA而非蛋白质。但在化学领域,他们俩都不是专家,谁也不清楚解开DNA结构所需的基本化学知识,但他们却都愿意弥补自身贫乏的化学知识,并将来自化学与晶体学两门学科的数据结合。他们从多诺霍那儿学习了酮-烯醇互变异构的知识,从而为他们建立最佳的化学结构奠定了基础。
四、学习科学史有助于培养学生的爱国主义精神
[教学案例]侯德榜制碱法:纯碱是工业生产中不可缺少的重要原料,1862年,比利时人索尔维用食盐、氨、二氧化碳为原材料,成功制取了碳酸钠。这种制碱工艺称为 “索尔维制碱法”(又称“氨碱法”),这一工艺还是作为商业机密被牢牢把守在资本家手中。第一次世界大战期间,当时较为先进的苏维尔制碱工艺由英美等国严密垄断,对外绝对保密,外人无从染指,当时价格最高的时候一盎司黄金一磅纯碱,这简直就是把纯碱当银子卖。强烈的振兴民族工业的热情,使侯德榜回国后投身于制碱工业。侯德榜抱着外国人能做到的中国人也能做到的决心,全身心扑在改进制碱工艺和设备上,1928年永利厂终于投产 。两年后 ,中国的“红三角”牌纯碱闯进了在美国费城举办的万国博览会,获得金质奖章。这时,只要以专利出售,侯德榜马上可以黄金到手。但他出乎人们意料,于1931年写成《制碱》一书,1932年在美国出版,把人们梦寐以求的制碱法做为厚礼献给了全世界。紧接着,侯德榜又在南京筹建硫酸铵厂,不断改进工艺,使食盐的利用率达到95% ,降低了纯碱的成本,还生产出氯化铵。这是世界制碱工艺的重大突破,因而震动了化工界。
五、学习科学史有助于培养学生锲而不舍、勇于进取的科学精神
[教学案例] 镭的发现:1896年,贝可勒耳发现了铀盐的放射性现象,引起居里夫妇的极大兴趣,下决心研究这一不寻常现象的实质。他们先检验了当时已知的所有化学元素,发现了钍和钍的化合物也具有放射性。又进一步检验了各种复杂的矿物的放射性,意外地发现沥青铀矿的放射性比纯粹的氧化铀强四倍多,他们断定,铀矿石除了铀之外,显然还含有一种放射性更强的元素。最初居里夫人只是理论上推测但无法证明新元素“镭”的存在,所以巴黎大学的董事会拒绝为她提供所需的实验室、实验设备和助理员,他们只能在校内一个无人使用、四面透风漏雨的破旧大棚里进行艰苦的实验。他们将大袋的沥青矿渣倒在一口大铁锅里,自己用铁棍搅拌锅里沸腾的沥青铀矿渣,眼睛和喉咙忍受着锅里冒出的烟气的刺激。经过一千多个日夜的辛苦工作,8吨小山一样的矿渣最后只剩下小器皿中的一点液体,不久之后,他们就确定,在铀矿石里含有两种未被发现的元素,分别命名为钋和镭。由于这个伟大的发现,居里夫妇和贝可勒耳共同获得了1903年诺贝尔物理学奖。
科学研究除了要有正确的科学方法,还需要坚持不懈、百折不挠的科学精神,通过科学史的学习,能培养学生不怕困难、勇于探索的精神。
综上,在科学课堂中,科学史的学习对情感态度与价值观教育有重要意义,如何充分挖掘科学史的情感教育价值,展现科学史的内在价值,还值得深思和研究。
参考文献:
[1]《利用科学史促进高中生物核心概念建构的策略研究》,叶天晴.
[2]《科学课程标准》(2011版).
[3]《初中生科学史学习状况的调查与分析》.张婷,林长春.


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