研究科学教育为什么要学习科学史?
科学史作为研究科学发展的历史,包括各门基础学科和基本理论、科学技术和社会的关系、以及哲学家们的哲学思想和科学方法。其蕴涵着丰富的精神资源,是解释人类对真理反应、真理被逐渐发现以及人们的思想从禁锢中获得解放的历史。
把科学史引入科学教育,可以改变概念化地讲授科学,让学习者通过探究去获取知识,经历科学家研究科学的过程,了解科学知识形成的历史,从而达到真正理解科学知识的目的。由此可见,研究科学教育中加强对科学史的学习对于师生来说都非常重要。
(一)针对学生,其重要性在于:
(1)深刻理解科学知识
由于学生的前概念与科学史中曾有的认识有很大相似性,引入科学史可以帮助学生了解自己的前概念,以提供与之相矛盾的新概念学习的情景,深入思考自己前概念存在的问题,从而促进知识建构,理解科学知识的建构本质。
(例子:旺德西(Wandersee)研究学生光合作用的前概念,发现与科学史上光合作用概念的演变有密切的关系)
(2)深入理解科学方法
通过科学史的学习,让学生认识到
1科学史在一定意义上也是科学方法的历史,科学家取得的重要成就往往与他们运用了正确的研究方法密切相关。
如开普勒善于从大力量观测事实中提炼出一般规律、笛卡尔大力提倡理性演绎方法等;
2掌握科学探究的方法,可以通过科学探究认识自然,体现科学认识的过程。
如科学探究的基础是提出问题,核心是“大胆假设,小心求证”,归纳和演绎是科学研究最基本的思路,观察和实验是它最根本的特征等。
(3)增强对科学学习兴趣,培养批判怀疑的科学精神,
1在增强兴趣上:
内容充实丰富的科学史由于极强的趣味性能够很好吸引学生的注意;科学史的历史性与学生的认识过程相呼应,易于被学生接受。
2在培养科学精神上:
科学史通过大量科学家独立思考、大胆质疑、勇于创新,敢于向传统、世俗、权威挑战的不屈不挠的执着精神的事例,帮助培养学生批判质疑的品质,形成崇尚理性、独立思考的意识,多角度看待问题并加强解决意识。(如孟德尔以叛逆的勇气和创新的精神由一位天主教牧师成为遗传学的奠基人,被视为权威的托勒密地心说统治时期,哥白尼通过大量的观测事实和科学推论提出了革命的日心说等。)
(4)理解科学本质、树立正确的科学观
1科学史引导学生用历史的眼光看待一切科学成果。
科学发展史就是一系列科学思想和科学理论不断深化更新的历史,科学上每获得一个新的发现,总要重新评价原来的理论,重新认识原来的事实;
2科学史引导学生用动态发展的观点看待科学知识,树立辩证的价值观。
既要承认科学理论的正确性,也要看到局限性;既要认识到其作为人类认识成果的永久性和绝对性,也要认识到其在人类过程中的暂时性和相对性。
(5)深刻体会科学的人文内涵,加深同社会联系并主动将科学应用于社会。
1以史为鉴,增强学生的社会责任感,培养正确的情感态度与价值观;
2科学史引导学生更好的理解、评价、欣赏科学事业,激发学探索科学的热情、勇气和欲望,并能更加主动响应社会的需要。
(二)针对教育工作者及相关研究人员,其重要性在于:
(1)增强其自身的科学素养
科学史教育的意义不在于简单地介绍科学知识,而在于培养学习者的科学素养与人文素养。接触和熟悉历史上科学家们的思想和实践,广泛借鉴胜利者的成功经验和探索者的挫折与教训,以便从中汲取教训,提高自己的科学工作素养。
(2)增强教学或研究能力。
科技史的内容涉及广泛,拓展教育工作者的知识面有助于其改善知识结构,探索和掌握科学技术发展的客观规律,增强从事科学教育活动的自觉性,提高自己在科学教育工作进行战略分析和作出重大选择与判断的能力。
例,如通过对于科学史的学习了解受教育对象的认知发展轨迹,然后有针对性地设计日常练习和评价考核的内容;再如教授内容为科学史上某一科学家曾研究的自然现象(如植物的向光性、自由落体运动等),可再现科学史中一些经典实验及其逻辑分析,提高教学质量。
(3)深刻认识科学史对于学习科学教育的功能
科学史的学习对于学习科学教育具有重要意义,但科学教育工作者只有深入对科学史的理解,才能更好的发掘科学史对科学教育的价值,从而更好的教学工作中发挥其意义。