加强科学史教育,倡导人文主义科学观
——物理学科培养学生的情感、态度与价值观研究
常州市武进区郑陆初级中学 汤文琴
【摘要】:长期以来,人们理解科学仅仅停留在科学的物质部分,而忽视了科学的精神意识。物理学科实施科学史教育是新课程的要求。科学史教育培养情感、态度与价值观的实施方法主要有:用文献等研究方法实行科学史教育,让学生感受科学家魅力,认识科学形态的变化,培养情感、态度、价值观;用最优化原则实施科学史教育;用主体性原则实施科学史教育。
【关键词】:精神意识;科学史;最优化原则;主体性原则
【正文】
长期以来,人们理解科学仅仅停留在科学的物质部分,而忽视了科学的精神意识。“科学”在很多地方经常被误解,认为“科技”即是“科学”。很多科学研究者从事的研究实际是技术问题。科学史第一奠基人萨顿说,“技术专家可以如此深深地沉浸在他的问题之中,以致于世界上其他的事情在他眼里已不复存在,而且他的人情味也可能枯萎消亡。于是在他心中可能滋长出一种新的激进主义:平静、冷漠,然而是可怕的激进主义。”萨顿援引了纳粹时期的德国的例子:“在长达十几年的时间里,根据纳粹政策的需要,许多不同的学术领域在不同时间被发动起来;物理学和生物学、社会科学和人文科学的所有分支都是这样——直到工程师们竟去建造毒气车和焚尸炉。”几年前有一则新闻报道:清华大学学生刘海洋用硫酸泼伤黑熊,刘海洋却声称是做实验(很多人认为他是个大弱智)。中国心理学问题研究中心研究员指出,它暴露出现阶段青少年情感教育的缺失。而我想他的这些偏激行为又可作出这样解释:作为大学生(今后可能成为科学家)刘海洋的个人注意力只集中在知识或技术等某一个狭窄的领域,而忽略了丰富的情感世界,主要表现为情感冷漠,对外界缺乏同情关怀之心,为实现个人目标很少考虑后果。
像这样的学生一旦真的成了科学家和工程师,在一定程度上是他们为自己的‘技术’所迷恋,提出的某些问题会使他们的技术性头脑疯狂起来。……他们对技术的专注以及由此而来的麻木不仁和无知无觉达到那样一种程度,致使他们的精神对人性已完全排斥,他们的心灵对仁慈已毫无感觉。
刘海洋事件已经给了我们足够的思考。新课程对我们中学阶段科学教育提出了新的要求,即三维目标要求:知识与技能、过程与方法和情感态度价值观。在这里我想着重谈谈物理学科通过科学史教育培养学生情感、态度与价值观的一些思考和做法。
(一)物理学科实施科学史教育是新课程的要求
1.传统课程观与新课程观的对比
传统课程就是知识,教科书、教学大纲是知识的载体。因此,教学就是传授教科书上既定的、先验的、静态的、有严密逻辑结构体系的知识。于是,在这种课程观下,教师的教是原封不动地把知识传递给学生,至多是传递的方法好不好,而学生则像容器一般接受知识,知识产生的丰富的、有意义的经验都脱离了教学,甚至还变了味。这种教学的最终结果往往是忽视了学生的情感态度和价值观的生成与体验。
新课程要求:教学要与学习者的个人经验相联系、相结合,强调学习者是课程的主体,而不是被动的容器。因此,教育环境、情感关系、体验活动等隐性的、非传统的教育因素都是学生身心发展的有价值的教育因素。教师不能只看到教材、课堂,更要关注学生的个体生活、校园生活和社会生活。教师不能过于注重传授知识,而要让学生形成积极主动的学习态度,使获得基础知识与基本技能的过程同时学会学习和形成正确价值观。”我在《中国与世界灯具的发展》的校本课程中给学生一个任务——上网调查灯具的发展历程。学生纷纷展开调查,从古代原始的火把到油灯,从蜡烛到普通白炽灯,从日光灯到二极管灯,列举出很多使用过的灯。然后我提出这样一些问题让学生讨论①哪些灯是我们中国人长期使用的照明工具?②电灯的使用有哪些好处?③这些灯的发展说明了什么问题?它们的发展方向如何?④未来的灯会是什么样的呢?从而引导学生去进行研究性学习。在这里,新课程本质将人由“知识的容器”还原为有真实“情感、态度、价值观”的“生命体”的要求得到了实现。
2.对《中学物理》课程的认识
近几年,通过参加新课程的培训、自学有关理论书籍和教学实践,使我们逐步认识到:《中学物理》课程的开设,目的在于把全体学生培养成有良好的科学人文素质和社会责任感的公民。课程将十分重视塑造学生健全人格,同时鼓励学生有主见地正视各种社会问题,更自觉地面对各种机遇与挑战,充分体现“以育人为本”而不是“以知识为本”的现代教育的价值取向。与此同时,在新课程的理念背景下,情感、态度、价值观本身成为课程目标的重要组成部分,其地位不是附属的,而是具有独立意义。正如,不同学科其探究过程和方法论存在区别一样,不同学科,情感、态度、价值观的内容和指向也有所区别。物理学科与任何学科的教学都必须以人为教育对象,致力于培养学生丰富的情感、积极的态度和正确的价值观。
3.情感、态度价值观教育的要求
新课程理念下的情感不仅指学习兴趣、学习热情、学习动机,更是指内心体验和心灵世界的丰富。态度不仅指学习态度、学习责任,更是指乐观的生活态度、求实的科学态度、宽容的人生态度。价值观,不仅强调个人的价值,更强调个人价值与社会价值的统一;不仅强调科学的价值,更强调科学价值与人文价值的统一;不仅强调人类的价值,更强调人类价值与自然价值的统一,从而使学生内心确立起对真、善、美的价值追求以及人与自然和谐相处的可持续发展的理念。
(二)科学史教育培养情感、态度与价值观的实施方法
1.用文献等研究方法实行科学史教育,让学生感受科学家魅力,认识科学形态的变化,培养情感、态度、价值观。
在我看来,科学的发展是建立在科学家这一主体上的,科学家普遍具有这样一些品质:强烈的好奇心、对世界有深刻独到的见解、自我教育观念的实践者。只有这样,他们才可能在实验或理论基础上创新提升科学解决问题的广度和深度。中学课本中出现的科学家不少,(爱因斯坦、奥斯特、安培、赫兹、法拉第、伽利略、焦耳、瓦特、牛顿等)科学家的传史是中学阶段学生认识科学的一个重要的内容,教师完全可以把这些科学家的成长过程及其成就贡献拿出来整理成册,让学生去感受科学家的魅力。
科学发展到今天,总是在不断提出新的概念,创造新的方法,开拓新的领域。科学使人们在从前无法实现的梦想得以实现,从前难以达到的目标能够达到,意识形态从传统价值观念到现在的新人文主义科学观的变化。在近代科学创立之前,上帝和神是人们心中真理的代言人;牛顿力学的建立使人们发现除了“宗教真理”外,还有从实践与经验中的“科学真理”。工业革命的结果使农民变成了工人,从而工厂,商业,学校、医院等相应的配套设施一一跟上,人类社会的城市化更加集中。电力革命对人类生活的影响巨大,电能作为能量转化的中介,可以使一切其他形式的能先转化成电能,电能再转化成其他形式的能。现在几乎所有的人都在享受着电力带来的恩惠。在信息技术革命高速发展的今天,人类的认识世界的能力在不断提高,可上天,可入海,活动范围在大大的扩展。现在的卫星不就是人类的顺风耳和千里眼吗?现在的计算机的能力已成为人类的最有用的工具。“自然界一切事物最本质的东西,便是时、空、能三要素,这些事物最根本的运动,便是该三者各自量的积累及其之间相互转化的结果”——这就是爱因斯坦相对论思想。从这个理论看,这一切并没有结束,人类还有很多未知领域要去探索。
2.用最优化原则实施科学史教育:情感、态度、价值观的养成是一种有选择性的教学,要选择就必然涉及最优化的问题,就要求教学者利用一切可利用的相关教学资源,通过科学的选择、建构,进行创新性的教学,以取得最好的效果。
在《核裂变和聚变》教学中,可以结合我国近代科学发展史,从一穷二白到“两弹一星”,铸就20世纪下半叶中华民族辉煌伟业。“两弹一星”事业所取得的巨大成就,是中国人民挺直腰杆站起来的重要标志,极大地鼓舞了全国人民的斗志,增强了民族凝聚力,激发了振兴中华的爱国热情。正如邓小平同志曾经指出的那样:“如果六十年代以来中国没有原子弹、氢弹,没有发射卫星,中国就不能叫有重要影响的大国,就没有现在这样的国际地位。这些东西反映一个民族的能力,也是一个民族、一个国家兴旺发达的标志。”
在《万有引力》教学中,可以结合我国的航天事业——从“神州五号”、“神舟六号” 到“神州七号”。我国实现了三次载人飞行,今后还要启动并继续实施载人航天、月球探测、高分辨率对地观测系统、“北斗”卫星导航系统、新一代运载火箭五大航天科技工程。这些内容是课堂知识极好的外延,通过学习,学生的学习热情和学习兴趣在被无形力量激起和唤醒。而教师在教学中结合时事适当作出评论,则可以让学生为中华民族的伟大崛起而感到自豪,为身为一名中国人而感到骄傲。
在教到能量转化具有方向性,过程不可(自发)逆转的这一知识时,我和学生讨论到我们每天学习工作要消耗能量,而这些能量就是通过食物来补充。有一位学生提出一个很有趣、古怪的问题“有没有可以直接把太阳能转化成自身能量的人,可以直接进行能量转化,不一定通过消化系统。”这个问题的提出我一开始简单的说“没有”,学生又问中国的《黄帝内经》气功“采日精月华之说”有没有道理啊?我这才知道该学生对能量的转化认识也是经过一番研究的。我一下子对这个学生的问题产生了兴趣,反问道“那我们的农民还要种田做什么?”学生对此大悟,吸收日月精华这个过程的确是吸收了太阳能,但不是人而是植物。我想学生能够产生这种想法,与当今社会上宣传很多所谓的“气功大师”的特异功能有关。这就要求我们科学教育者正确的引导,让他们形成正确的科学观来明辨是非。
涉及核能的利用,世界的面临的核技术研究失控的国际重大问题时,同样学生的问题是很多的。诸如国际原子能机构的职能、朝核问题、核威慑等。这些问题看似与我们的物理知识并无关系,但学生只要提出,我想老师应该为学生解释。让学生知道当今世界形势和问题的发展,这本身也是我们教学的一个重要内容,是符合学科渗透原则的教学要求。
通过对科学史的研究,我们要让学生明白科学技术是一把双刃剑。例如:电的发明、核技术、生物克隆技术……关键的问题是,我们以什么态度和什么方式来对待一项新技术的发展和应用,决不能因噎废食,但也要尽全力减少或消除它可能带来的伤害。尤其是当一项技术还不是很成熟时,就已经被唯利是图、别有用心的人利用和滥用,它带来的负面效应可能远远大于科技进步对人类生活的积极作用(就象网络对青少年的危害到现在还不能消除)。就近现代而言,人类自身的生存状况并不好,人类在整个自然中起决定性的作用,推动着社会的发展,但人的能力存在局限性,不能把人类的能力无限的扩大化。
3.用主体性原则实施科学史教育
学生在学习时“自觉自为”,自主地实践、体验、总结和创新,从而获得感悟。教师在其中给他们提供必要的条件和相关帮助。我们应确立学生是学习的主体的地位,确信学生具备巨大的学习潜力,激发学生的学习热情,力求使每一个学生在课堂上都能发表见解,使学生成为认识的主体,学习的主人。应重视学生差异,做到分类推进,使作为学习主体的每一个学生都有一定的发展。
物理课程《能源利用与社会发展》一个重要目标是“认识人类进化发展的过程也是人类开发、利用能源的历史”。教学中教师先以集体学习的形式完成了一部分内容,余下的内容由学生们带着自己设计的问题以小组合作学习的形式来完成。教师把学生分成5人一组进行工作。每个小组要选择、准备某一特定历史时期中能源特点及应用的简要介绍。每个小组成员经过两天的资料收集之后,共同确定或推断出每个时期的发现。他们要找出新能源的决定因素,以及各个研究内容的材料来源、研究人员的个人兴趣、态度和专业精神,以及指导研究的已有材料等因素。最后,每个小组要与大家分享他们发现的模式以及他们是如何得出研究成果的。
(三)科学史教育最终目的实现人文主义科学观
1.通过科学史教育,让我们和社会和谐统一
在课堂上,建立起新型的和谐的师生关系,树立了平等的师生观、主导观。教师信任并尊重学生,理解并支持学生,启发又鼓励学生,营造一种宽松和谐的学习氛围,为学生的主动体验和感悟创设最佳的教育情境。这样的课堂是和谐的,教师和学生在这样的环境里必然能达到各自的目标。反过来我们的教育对学生采取“先提高成绩,后提高素质”和“先填鸭,后做瘦身”的观念,那跟工业革命时期的“先污染,后治理”和“先破坏,后保护”的滞后观念并无实质性的差别,最终自食其果。通过类比我们很容易理解小小课堂需要和谐,只有在和谐课堂中每个学生感受幸福快乐。
20世纪的“先发展后治理”的模式给人类的生活和生存环境带来了众多灾难和教训:如生态破坏,环境污染,温室效应,空气污染,水的污染,不断增加的种种新的疾病等等。正是由于这样的模式使我们付出了沉重的代价。就有这样例子:一条河流、一片湖泊被污染在通常情况下是不被认为重视的,只有当这条河流为某人所有,并且因污染而对特殊群体的安康造成严重危险的时候才会将它提到解决问题的日程上来,然而对它保护的还只是所有人或者群众的生命健康安全而不是河流这个生态系统本身。在这种理念的支配下,人与自然很难实现和谐相处,因为和谐社会要求人与自然的统一,这种统一不是短暂的而是长久的统一。当然目前越来越多的人意识到人、自然世界的和谐美的重要性,在我们的身边也出现了很多的生态园,绿博园,景观园的空间。的确处在这样的地方,让所有的人惬意,产生美的享受。所以,真正的和谐就是要能够做到“天人合一,浑为一体”的境界,处在社会中的每一个成员对周围的环境关心,爱护,就像爱自己家人一样,实现我们自身利益而善待自然。
2.通过科学史教育,实现学生生命教育
生命教育是最新流行的教育理念,教师要使学生明白生存的意义,教授学生生存技巧和能力,生存的原则和方式还有学会善待他人。结合物理时间论我们可以让学生明白生命不可逆转,时间不能倒退。只有好好的善待自己,善待他人,不要到失去的时候才知道生命有多么宝贵。
总之,通过实施科学史教育能达到情感、态度、价值观目标的养成。这就要求教师在教学中运用新课程的理念和教学原则,采用灵活适宜的教学手段和方法,在教学活动过程中明确科学史教育、创设情景,让学生在生动的情景中学习、体验、交流、探讨,从而使学生形成正确的情感态度价值观。