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《科學史話》課教材設計與教學
《科學史話》課教材設計與教學
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  隨著人們對創造力研究的逐步深入,越來越多的人認為:創造性人才=創造性思維+創造性人格[1]。而創造性人格在創造性活動中起著重要的動力和監控作用。心理實驗業已證明,個體創造成就的大小主要不是取決于他的思維能力這一智力因素,而是取決于他的意志、志向、毅力,特別是進取心、自信心、堅韌性等創造性人格因素[2]。而《科學史話》課,作為創造教育系列課程之一,在培養學生創造性人格方面有著別的學科無法比擬的優勢。其開設的主要目的就在于以生動的科技發明實例、鮮活飽滿的人物形象,激勵學生立志于創造、發憤創造,在創造中磨煉意志、砥礪創造性人格。
  一、課程的內容及特點
  該課程雖名為《科學史話》,但它并不是一部完整的科學史簡介,旨在使學生了解科學史上的重大事件,而是以史話的形式介紹人類科學發展史上一些著名科學家獨特的思維方式、重大的科學貢獻及突出的人格特征,引導學生掌握創造性思維方法,塑造創造性人格品質。教材有重點地選擇了中外30余名科學家,如畢達哥拉斯、亞里士多德、牛頓、張衡、李時珍等加以介紹。選取這些科學家的原因有二:第一,這些科學家都是科學史上婦孺皆知的著名人物,作為榜樣,他們的事跡和人格對學生來說有著更強的感召力量。第二,他們在科學史上的貢獻大多帶有極強的原創性,如畢達哥拉斯提出奇、偶數概念,愛因斯坦提出相對論,牛頓提出萬有引力定律等。可以說,正是他們的研究和發現奠定了后人對某一學科、某一領域認識的基石,在科學發展史上具有劃時代的偉大意義。因此,這些科學家在思維方式和人格特征上具有更強的開創性,對學生創造性思維和人格的培養有著更獨特的意義。
  在教材使用過程中,要著重從兩個方面來把握課程內容。一方面,通過對這些科學家生平、重要科學貢獻及在科學創造過程中所使用的獨特方法和技巧的介紹與分析,使學生了解一定的科學知識,同時,也掌握前人在創造發明這些知識時所使用的方法和手段。經驗告訴我們,在創造發明過程中,掌握科學的創造方法往往比掌握科學知識本身更重要。在任何一類創造教育課程中,都應該盡量把科學知識的傳授與科學方法的介紹有機地結合起來。這樣才能提高知識的含金量,使知識真正成為學生進行創造的寶貴財富[3]。而《科學史話》課,作為對偉大科學家成功經驗的介紹,在這一方面更具有得天獨厚的優勢。
  另一方面,要重視對科學家人格品質的介紹、分析與評價。《科學史話》課中必然要涉及到有關的科學知識,但知識的教學絕不是該門課程的重點。與創造教育的其他一系列課程相比,它具有更強的榜樣示范作用,更易于展示偉大人物的人格魅力。因此,它的重點內容還在于介紹科學家在發明創造過程中所體現出的出眾的個性品質和情操。教學中教師應主要從動機、興趣、性格、意志等方面來引導學生認識這些偉大科學家共同的人格特征。使學生明確:正是因為有了適當的內部動機的推動,濃厚的工作興趣來維持,勤奮、靈活、自信、專心的性格特征以及自覺、果斷、執著、自制的意志品質作保證,才有了科學家們的偉大發明創造。同時,也應引導學生分析科學家們不同的個性特征,如倫琴的小心仔細、嚴謹認真;愛因斯坦的獨立不羈、爽直樸素;愛迪生的勤奮執著、不怕失敗……。《科學史話》課正是通過對歷代科學家留給后人的這些寶貴精神財富的挖掘與展示,引導學生在對榜樣的崇拜與學習中養成自己的創造性人格,激勵學生在自己創造發明的過程中也能夠不為環境和成規所限,不畏困難和挫折所阻,不受嘲諷和冷落所困,專心致志、持之以恒,努力推陳出新、除舊布新。如果說《創造活動》課和《創造發明技法》課強調的是在做的過程中潛移默化地塑造學生的創造性人格,那么《科學史話》課對學生創造性人格的培養具有更鮮明的導向性和示范性,更易使學生理解在創造過程中人格力量的巨大作用,從而自覺塑造自己的創造性人格。
  《科學史話》課教材分上、下兩冊,原則上分別適應于初中一、二年級學生,但在具體指導過程中,提倡教師本著多學科融合與溝通的原則,靈活地安排教學內容,從而達到各學科互相促進、共同深化的效果。課程類型和安排可由學校視具體情況而定,既可作為必修課、活動課,也可作為選修課、閱讀課。在課程安排上,可每周一課或間周一課,也可以采取學生自由閱讀教師輔導的形式。這種靈活的有彈性的課程安排方式保證了學生在不加重負担的情況下,受到良好的創造動機、創造精神以及科學思維方法的教育。
  二、課程的教學指導理念與教學方法
  同其他一系列創造教育課程一樣,《科學史話》課的教學也必須堅持創造教育的基本理念,遵循創造性教學的基本要求[4]。但《科學史話》課既不同于學科教學,強調在知識的傳授與學習中培養學生創造力,特別是創造性思維能力;也不同于創造性實踐活動,重視通過學生的踐行活動開發其創造力。其教學的最終目的是使學生通過對科學家科學貢獻、思維方式和人格品質等的認知,激發其創造的情感,礪煉其創造的意志,引發其創造的行為,進而形成穩定而持久的創造性人格。因此,它需要有自己獨特的、科學的理念作為教學的先導。經過多年的探索,我們總結出“以引發創造激情為主旨,以靈活多變的教學方式為依托,以由點及面的教學設計為保證,從知、情、意、行多個角度,全方位塑造學生的創造性人格,培養學生創造力”的教學指導理念。
  1.以引發創造激情為主旨
  要充分發揮《科學史話》課的功能,讓學生受到這些偉大科學家人格力量的感染和熏陶,關鍵在于引發學生的創造激情。學生的創造激情一旦迸發出來,他們就會更主動地掌握科學的方法,更自覺地發揮自己的創造精神,砥礪創造性人格,產生創造的強大動力。因此,我們確立了以引發學生創造激情為主旨的教學思想。具體體現在兩個方面:
  第一,充分發揚教學民主,為學生提供進行創造思維的契機,引導學生敢想、敢說、敢做,使其時時迸發出創造思維的火花。如學完《古代力學之王——阿基米德的科學貢獻》之后,教師問學生:“如果今天國王把檢驗王冠純度的任務交給你,你能不能想出一個更簡單的辦法?”一石激起千層浪,學生思考的激情一下子被調動起來,討論得非常熱烈。很快,就有學生回答:“在阿基米德生活的時代,人們還不知道黃金的密度,但今天,我們已經知道物體的密度=質量÷體積,因此只要給我一桿稱,一把尺,我稱出王冠的質量,求出它的體積,就很容易算出王冠的密度,然后與黃金的密度比較,只要一樣就是純金的,不一樣就是不是純金的。”馬上,又有同學補充說:“這個方法是對的,但求王冠的體積肯定很麻煩,我們可以把它浸入一個裝滿水的容器里,然后,量出它排出的水的體積就可以了,這樣更簡單。”老師高興地肯定了同學們的聰明才智,并總結說:“科學的發展賦于你們比阿基米德更聰明的智慧,只要你們能再學習他那靈活、變通的思考問題的方式以及專心致志、執著追求的精神,就一定能成為一名偉大的科學家。”相信,教師的這種由衷的贊美與鼓勵,定會成為推動學生前進的強大動力。
  第二,結合教學內容,充分運用現代教學手段,讓學生親自感受科學技術在人類社會的發展中所產生的巨大威力,從而激發學生的創造激情。如在進《千帆競進——新科技革命及其發展》一課時,教師花費了大量時間收集世界各國在信息技術、新材料技術、生物技術、新能源技術和海洋開發技術等方面的最新信息,并特別針對同學們的口味,增添了軍事科技方面的資料,并把所有這些信息制成了資料卡片和圖片,利用投影儀在課堂上展示給學生,再配上音樂,加上教師聲情并茂的解說詞,使同學們上了一堂生動的現代科技展覽課。后來,在一次題為《我最難忘的……》的作文課上,不少同學都把這一堂課作為《我最難忘的一堂課》記述了下來。文章表達他們在現代高科技面前所受到的深深震撼,以及立志為促進祖國科學事業的發展而奮斗的決心。可以說,正是人類創造的歷史征服了他們,鼓舞了他們,點燃了他們創造的激情,激勵他們樹立起創造的鴻志。
  2.靈活多變的教學方式
  《科學史話》是以說史的形式來介紹著名科學家的創造過程及不尋常的人格特征的,因此,如果教師不充分發揮自己的創造性,則極易采用講解——接受式教學,把課上成簡單的故事課,甚至被學生認作一種單純的說教課,而失去其應有的教育價值。因此,在具體教育過程中,我們要求教師依據教材內容的差異性和教學目的的一致性相統一的原則,靈活地采用多種教學方式,如講座式、討論式、故事會式、活動式、閱讀式等。但不論采取什么樣的教學方式,都要突出學生的主體地位,以學生的主動參與為主,教師只起因勢利導的作用,讓學生主動地去體察科學家們獨特的創造性思維方式,去感悟科學家們偉大的創造性人格。
  如在學習《一個時代的神話——愛因斯坦與相對論》時,教師先布置了四個問題:①愛因斯坦的主要貢獻有哪些?②除了書上講的故事外,你還知道愛因斯坦的哪些軼事?③小時候的你是不是也像愛因斯坦那樣好問、好想呢?那你是怎么做的?④你認為是什么樣的人格力量保證了愛因斯坦在科學上的巨大貢獻?然后讓學生根據這些問題進行閱讀、展開討論,甚至爭論。而在學習《艱難困苦,玉汝于成——居里夫人發現鐳等放射性元素》一課時,教師則采用了講座式,但不是由教師講座,而是讓一位讀過《居里夫人傳》的同學給大家開講座,由他來上這一課,同時,鼓勵其他同學積極向他提問,與他討論交流。這些靈活多變的教學方式非常適合中學生的心理特點:如成人感、獨立性、自尊心較強;自我意識的強度和深度不斷加強等[5]。因此,采用這些教學方式給他們提供了極強的主體意識。
  3.由點及面的教學設計
  《科學史話》有些課的內容較多,篇幅較長,要想在45分鐘的課堂上,面面俱到地教完每一課書的全部內容是不可能的。因此,每一課教學設計的關鍵是找準切入點,然后由點及面把握教材,提高教學的整體效果。例如:在教學一萬多字的《光明的使者——愛迪生與電燈的發明》時,教師選準的切入點是愛迪生的“敢想、敢做、勤奮、執著、不怕失敗”,希望引導學生從這個切入點出發去全面認識愛迪生,明白“科學源于好奇心”的道理,進而產生敢想、敢做的沖動,做好執著努力,不怕失敗的準備。為此,教學一開始,教師就出示了兩組數字,師生共同計算。一組數字是愛迪生一生用了200頁的筆記本3400個;另一組是愛迪生僅研制電燈絲就用過6000多種材料,進行了7895次實驗,而他一生就有1300多項發明專利。計算結果:愛迪生每10天就有一項發明,而研制電燈絲的實驗每天近20次。學生由興致勃勃地計算轉入了面對結果的驚訝,看得出,他們的心靈受到了極大的震撼,天才與汗水之間的關系在這樣的體察中明顯了。抓住這一切入點后,教師讓學生從愛迪生童年經歷、愛迪生的科學貢獻以及愛迪生的人格特征三條主線出發,全面認識愛迪生。
  4.從知、情、意、行多個角度全方位塑造學生的創造性人格
  創造性人格的養成,同道德品質的養成一樣,也是一個由“知”轉化為“行”,最終成為個體穩定持久的內在品質的長期的、漸進的過程。脫離了知、情、意、行任何一個環節的教育,養成學生的創造性人格就只能是一句空話。因此,在教學過程中,我們十分注意從這四個角度全面落實教學任務。第一,強化學生對創造性知識和創造性人格的認知。一方面,結合學科知識深化教學內容,加深學生對創造性知識的理解與運用。教學中,對學生已經學過或即將學到的重點知識,我們注意滲透,或作適當補充,或質疑,或留下懸念,這樣既豐富了基礎知識,加深了學生的理解與記憶,又能喚起學生求知的欲望,掌握創造的有關知識,引發學生的創造性思維。另一方面,讓學生分析、概括科學家們不同尋常的創造性人格品質,使他們認識到創造過程中應具有的動機、意志、個性特征,以及這些個性品質在創造過程中的重大意義。第二,利用偉大科學家少年時代與學生們心理或個性上的相似性,激發學生創造的情感。在教學過程中,我們非常注意對科學家少年時代的主要活動和獨特的思維方式的介紹與分析。因為這一部分內容與初一、初二學生的心理特征相一致,學生能產生一種與科學家是同齡人、小伙伴的感覺,極易心靈溝通,這無形中增強了榜樣的示范力量,激發起學生更大的學習和創造熱情。第三,通過對科學家人格特征、個性品質的理解、學習、體悟,引導學生自覺培養創造的意志品質,并盡量給學生提供磨練意志的踐行機會。在教學過程中,我們重視對科學家人格品質的介紹,但并不以此為落腳點,而是引導學生在切身的省察中感悟人格在保證創造活動進行中的重大作用,堅定磨礪意志的決心。在《科學史話》課上,教師經常會出這樣一些題目讓學生反思、討論:這些科學家小時候的學習成績是不是一定比你好?那么是什么保證了他們日后能作出杰出的貢獻?你小時候有沒有異想天開的時候?別人嘲笑你了嗎?你是怎么做的?當你的想法得不到別人的支持時,你通常是怎么做的?……。經過這種對比性的反思與討論,學生既能很容易地感受到這些科學家人格力量的偉大,又能在對比中找到自己的優勢與不足,從而更有利于他們堅定信心,揚長補短,自覺砥礪創造的意志。第四,以“行”為導向,確定心動、手動的教學評價標準。《科學史話》課的教學評價并非看學生背過幾句名言,更非看學生了解了多少科學家的故事,而是看學生是否因心動而引發了創造的激情,產生了求知、創新的內動力:是否因手動而展現了創造的能力,獲得了創造的成果。因此,在教學評價上,我們要求實驗學校一方面在《科學史話》的教學中強化學生動手、動腦的訓練,如提供機會讓學生在課堂上發表自己的意見,鼓勵學生寫讀后感等;另一方面,也注意開展一些課外活動,給學生提供鍛煉的機會,如淄博市臨淄區實驗中學每學期都有兩項深受學生喜愛的活動。一項是以“我心中的科學家”為主題的學生演講活動。學生對自己“心中的科學家”從生平到創造發明,從思維品質到道德情操,都有深刻的認識。這種“心動”是學生創造激情的萌發,是學生求知內動力形成的體現。而在每學期的“五小”創造發明比賽中,學生積極動手、動腦,把自己創造的激情轉化為創造的行動。
《山東師大學報》:社科版濟南28~50G3中小學教育李鷹/曲霞/楊延齡20012001李鷹(1962—),男,山東蓬萊人,山東師范大學教育科學學院研究所副教授;曲霞(1975—),女,山東青島人,山東師范大學教育科學學院研究生;楊延齡(1965—),男,山東淄博人,淄博市臨淄區實驗中學教師。 作者:《山東師大學報》:社科版濟南28~50G3中小學教育李鷹/曲霞/楊延齡20012001
2013-09-10 21:17

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