《科学史话》课教材设计与教学

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  随着人们对创造力研究的逐步深入,越来越多的人认为:创造性人才=创造性思维+创造性人格[1]。而创造性人格在创造性活动中起着重要的动力和监控作用。心理实验业已证明,个体创造成就的大小主要不是取决于他的思维能力这一智力因素,而是取决于他的意志、志向、毅力,特别是进取心、自信心、坚韧性等创造性人格因素[2]。而《科学史话》课,作为创造教育系列课程之一,在培养学生创造性人格方面有着别的学科无法比拟的优势。其开设的主要目的就在于以生动的科技发明实例、鲜活饱满的人物形象,激励学生立志于创造、发愤创造,在创造中磨炼意志、砥砺创造性人格。
  一、课程的内容及特点
  该课程虽名为《科学史话》,但它并不是一部完整的科学史简介,旨在使学生了解科学史上的重大事件,而是以史话的形式介绍人类科学发展史上一些着名科学家独特的思维方式、重大的科学贡献及突出的人格特征,引导学生掌握创造性思维方法,塑造创造性人格品质。教材有重点地选择了中外30余名科学家,如毕达哥拉斯、亚里士多德、牛顿、张衡、李时珍等加以介绍。选取这些科学家的原因有二:第一,这些科学家都是科学史上妇孺皆知的着名人物,作为榜样,他们的事迹和人格对学生来说有着更强的感召力量。第二,他们在科学史上的贡献大多带有极强的原创性,如毕达哥拉斯提出奇、偶数概念,爱因斯坦提出相对论,牛顿提出万有引力定律等。可以说,正是他们的研究和发现奠定了后人对某一学科、某一领域认识的基石,在科学发展史上具有划时代的伟大意义。因此,这些科学家在思维方式和人格特征上具有更强的开创性,对学生创造性思维和人格的培养有着更独特的意义。
  在教材使用过程中,要着重从两个方面来把握课程内容。一方面,通过对这些科学家生平、重要科学贡献及在科学创造过程中所使用的独特方法和技巧的介绍与分析,使学生了解一定的科学知识,同时,也掌握前人在创造发明这些知识时所使用的方法和手段。经验告诉我们,在创造发明过程中,掌握科学的创造方法往往比掌握科学知识本身更重要。在任何一类创造教育课程中,都应该尽量把科学知识的传授与科学方法的介绍有机地结合起来。这样才能提高知识的含金量,使知识真正成为学生进行创造的宝贵财富[3]。而《科学史话》课,作为对伟大科学家成功经验的介绍,在这一方面更具有得天独厚的优势。
  另一方面,要重视对科学家人格品质的介绍、分析与评价。《科学史话》课中必然要涉及到有关的科学知识,但知识的教学绝不是该门课程的重点。与创造教育的其他一系列课程相比,它具有更强的榜样示范作用,更易于展示伟大人物的人格魅力。因此,它的重点内容还在于介绍科学家在发明创造过程中所体现出的出众的个性品质和情操。教学中教师应主要从动机、兴趣、性格、意志等方面来引导学生认识这些伟大科学家共同的人格特征。使学生明确:正是因为有了适当的内部动机的推动,浓厚的工作兴趣来维持,勤奋、灵活、自信、专心的性格特征以及自觉、果断、执着、自制的意志品质作保证,才有了科学家们的伟大发明创造。同时,也应引导学生分析科学家们不同的个性特征,如伦琴的小心仔细、严谨认真;爱因斯坦的独立不羁、爽直朴素;爱迪生的勤奋执着、不怕失败……。《科学史话》课正是通过对历代科学家留给后人的这些宝贵精神财富的挖掘与展示,引导学生在对榜样的崇拜与学习中养成自己的创造性人格,激励学生在自己创造发明的过程中也能够不为环境和成规所限,不畏困难和挫折所阻,不受嘲讽和冷落所困,专心致志、持之以恒,努力推陈出新、除旧布新。如果说《创造活动》课和《创造发明技法》课强调的是在做的过程中潜移默化地塑造学生的创造性人格,那么《科学史话》课对学生创造性人格的培养具有更鲜明的导向性和示范性,更易使学生理解在创造过程中人格力量的巨大作用,从而自觉塑造自己的创造性人格。
  《科学史话》课教材分上、下两册,原则上分别适应于初中一、二年级学生,但在具体指导过程中,提倡教师本着多学科融合与沟通的原则,灵活地安排教学内容,从而达到各学科互相促进、共同深化的效果。课程类型和安排可由学校视具体情况而定,既可作为必修课、活动课,也可作为选修课、阅读课。在课程安排上,可每周一课或间周一课,也可以采取学生自由阅读教师辅导的形式。这种灵活的有弹性的课程安排方式保证了学生在不加重负担的情况下,受到良好的创造动机、创造精神以及科学思维方法的教育。
  二、课程的教学指导理念与教学方法
  同其他一系列创造教育课程一样,《科学史话》课的教学也必须坚持创造教育的基本理念,遵循创造性教学的基本要求[4]。但《科学史话》课既不同于学科教学,强调在知识的传授与学习中培养学生创造力,特别是创造性思维能力;也不同于创造性实践活动,重视通过学生的践行活动开发其创造力。其教学的最终目的是使学生通过对科学家科学贡献、思维方式和人格品质等的认知,激发其创造的情感,砺炼其创造的意志,引发其创造的行为,进而形成稳定而持久的创造性人格。因此,它需要有自己独特的、科学的理念作为教学的先导。经过多年的探索,我们总结出“以引发创造激情为主旨,以灵活多变的教学方式为依托,以由点及面的教学设计为保证,从知、情、意、行多个角度,全方位塑造学生的创造性人格,培养学生创造力”的教学指导理念。
  1.以引发创造激情为主旨
  要充分发挥《科学史话》课的功能,让学生受到这些伟大科学家人格力量的感染和熏陶,关键在于引发学生的创造激情。学生的创造激情一旦迸发出来,他们就会更主动地掌握科学的方法,更自觉地发挥自己的创造精神,砥砺创造性人格,产生创造的强大动力。因此,我们确立了以引发学生创造激情为主旨的教学思想。具体体现在两个方面:
  第一,充分发扬教学民主,为学生提供进行创造思维的契机,引导学生敢想、敢说、敢做,使其时时迸发出创造思维的火花。如学完《古代力学之王——阿基米德的科学贡献》之后,教师问学生:“如果今天国王把检验王冠纯度的任务交给你,你能不能想出一个更简单的办法?”一石激起千层浪,学生思考的激情一下子被调动起来,讨论得非常热烈。很快,就有学生回答:“在阿基米德生活的时代,人们还不知道黄金的密度,但今天,我们已经知道物体的密度=质量÷体积,因此只要给我一杆称,一把尺,我称出王冠的质量,求出它的体积,就很容易算出王冠的密度,然后与黄金的密度比较,只要一样就是纯金的,不一样就是不是纯金的。”马上,又有同学补充说:“这个方法是对的,但求王冠的体积肯定很麻烦,我们可以把它浸入一个装满水的容器里,然后,量出它排出的水的体积就可以了,这样更简单。”老师高兴地肯定了同学们的聪明才智,并总结说:“科学的发展赋于你们比阿基米德更聪明的智慧,只要你们能再学习他那灵活、变通的思考问题的方式以及专心致志、执着追求的精神,就一定能成为一名伟大的科学家。”相信,教师的这种由衷的赞美与鼓励,定会成为推动学生前进的强大动力。
  第二,结合教学内容,充分运用现代教学手段,让学生亲自感受科学技术在人类社会的发展中所产生的巨大威力,从而激发学生的创造激情。如在进《千帆竞进——新科技革命及其发展》一课时,教师花费了大量时间收集世界各国在信息技术、新材料技术、生物技术、新能源技术和海洋开发技术等方面的最新信息,并特别针对同学们的口味,增添了军事科技方面的资料,并把所有这些信息制成了资料卡片和图片,利用投影仪在课堂上展示给学生,再配上音乐,加上教师声情并茂的解说词,使同学们上了一堂生动的现代科技展览课。后来,在一次题为《我最难忘的……》的作文课上,不少同学都把这一堂课作为《我最难忘的一堂课》记述了下来。文章表达他们在现代高科技面前所受到的深深震撼,以及立志为促进祖国科学事业的发展而奋斗的决心。可以说,正是人类创造的历史征服了他们,鼓舞了他们,点燃了他们创造的激情,激励他们树立起创造的鸿志。
  2.灵活多变的教学方式
  《科学史话》是以说史的形式来介绍着名科学家的创造过程及不寻常的人格特征的,因此,如果教师不充分发挥自己的创造性,则极易采用讲解——接受式教学,把课上成简单的故事课,甚至被学生认作一种单纯的说教课,而失去其应有的教育价值。因此,在具体教育过程中,我们要求教师依据教材内容的差异性和教学目的的一致性相统一的原则,灵活地采用多种教学方式,如讲座式、讨论式、故事会式、活动式、阅读式等。但不论采取什么样的教学方式,都要突出学生的主体地位,以学生的主动参与为主,教师只起因势利导的作用,让学生主动地去体察科学家们独特的创造性思维方式,去感悟科学家们伟大的创造性人格。
  如在学习《一个时代的神话——爱因斯坦与相对论》时,教师先布置了四个问题:①爱因斯坦的主要贡献有哪些?②除了书上讲的故事外,你还知道爱因斯坦的哪些轶事?③小时候的你是不是也像爱因斯坦那样好问、好想呢?那你是怎么做的?④你认为是什么样的人格力量保证了爱因斯坦在科学上的巨大贡献?然后让学生根据这些问题进行阅读、展开讨论,甚至争论。而在学习《艰难困苦,玉汝于成——居里夫人发现镭等放射性元素》一课时,教师则采用了讲座式,但不是由教师讲座,而是让一位读过《居里夫人传》的同学给大家开讲座,由他来上这一课,同时,鼓励其他同学积极向他提问,与他讨论交流。这些灵活多变的教学方式非常适合中学生的心理特点:如成人感、独立性、自尊心较强;自我意识的强度和深度不断加强等[5]。因此,采用这些教学方式给他们提供了极强的主体意识。
  3.由点及面的教学设计
  《科学史话》有些课的内容较多,篇幅较长,要想在45分钟的课堂上,面面俱到地教完每一课书的全部内容是不可能的。因此,每一课教学设计的关键是找准切入点,然后由点及面把握教材,提高教学的整体效果。例如:在教学一万多字的《光明的使者——爱迪生与电灯的发明》时,教师选准的切入点是爱迪生的“敢想、敢做、勤奋、执着、不怕失败”,希望引导学生从这个切入点出发去全面认识爱迪生,明白“科学源于好奇心”的道理,进而产生敢想、敢做的冲动,做好执着努力,不怕失败的准备。为此,教学一开始,教师就出示了两组数字,师生共同计算。一组数字是爱迪生一生用了200页的笔记本3400个;另一组是爱迪生仅研制电灯丝就用过6000多种材料,进行了7895次实验,而他一生就有1300多项发明专利。计算结果:爱迪生每10天就有一项发明,而研制电灯丝的实验每天近20次。学生由兴致勃勃地计算转入了面对结果的惊讶,看得出,他们的心灵受到了极大的震撼,天才与汗水之间的关系在这样的体察中明显了。抓住这一切入点后,教师让学生从爱迪生童年经历、爱迪生的科学贡献以及爱迪生的人格特征三条主线出发,全面认识爱迪生。
  4.从知、情、意、行多个角度全方位塑造学生的创造性人格
  创造性人格的养成,同道德品质的养成一样,也是一个由“知”转化为“行”,最终成为个体稳定持久的内在品质的长期的、渐进的过程。脱离了知、情、意、行任何一个环节的教育,养成学生的创造性人格就只能是一句空话。因此,在教学过程中,我们十分注意从这四个角度全面落实教学任务。第一,强化学生对创造性知识和创造性人格的认知。一方面,结合学科知识深化教学内容,加深学生对创造性知识的理解与运用。教学中,对学生已经学过或即将学到的重点知识,我们注意渗透,或作适当补充,或质疑,或留下悬念,这样既丰富了基础知识,加深了学生的理解与记忆,又能唤起学生求知的欲望,掌握创造的有关知识,引发学生的创造性思维。另一方面,让学生分析、概括科学家们不同寻常的创造性人格品质,使他们认识到创造过程中应具有的动机、意志、个性特征,以及这些个性品质在创造过程中的重大意义。第二,利用伟大科学家少年时代与学生们心理或个性上的相似性,激发学生创造的情感。在教学过程中,我们非常注意对科学家少年时代的主要活动和独特的思维方式的介绍与分析。因为这一部分内容与初一、初二学生的心理特征相一致,学生能产生一种与科学家是同龄人、小伙伴的感觉,极易心灵沟通,这无形中增强了榜样的示范力量,激发起学生更大的学习和创造热情。第三,通过对科学家人格特征、个性品质的理解、学习、体悟,引导学生自觉培养创造的意志品质,并尽量给学生提供磨练意志的践行机会。在教学过程中,我们重视对科学家人格品质的介绍,但并不以此为落脚点,而是引导学生在切身的省察中感悟人格在保证创造活动进行中的重大作用,坚定磨砺意志的决心。在《科学史话》课上,教师经常会出这样一些题目让学生反思、讨论:这些科学家小时候的学习成绩是不是一定比你好?那么是什么保证了他们日后能作出杰出的贡献?你小时候有没有异想天开的时候?别人嘲笑你了吗?你是怎么做的?当你的想法得不到别人的支持时,你通常是怎么做的?……。经过这种对比性的反思与讨论,学生既能很容易地感受到这些科学家人格力量的伟大,又能在对比中找到自己的优势与不足,从而更有利于他们坚定信心,扬长补短,自觉砥砺创造的意志。第四,以“行”为导向,确定心动、手动的教学评价标准。《科学史话》课的教学评价并非看学生背过几句名言,更非看学生了解了多少科学家的故事,而是看学生是否因心动而引发了创造的激情,产生了求知、创新的内动力:是否因手动而展现了创造的能力,获得了创造的成果。因此,在教学评价上,我们要求实验学校一方面在《科学史话》的教学中强化学生动手、动脑的训练,如提供机会让学生在课堂上发表自己的意见,鼓励学生写读后感等;另一方面,也注意开展一些课外活动,给学生提供锻炼的机会,如淄博市临淄区实验中学每学期都有两项深受学生喜爱的活动。一项是以“我心中的科学家”为主题的学生演讲活动。学生对自己“心中的科学家”从生平到创造发明,从思维品质到道德情操,都有深刻的认识。这种“心动”是学生创造激情的萌发,是学生求知内动力形成的体现。而在每学期的“五小”创造发明比赛中,学生积极动手、动脑,把自己创造的激情转化为创造的行动。
《山东师大学报》:社科版济南28~50G3中小学教育李鹰/曲霞/杨延龄20012001李鹰(1962—),男,山东蓬莱人,山东师范大学教育科学学院研究所副教授;曲霞(1975—),女,山东青岛人,山东师范大学教育科学学院研究生;杨延龄(1965—),男,山东淄博人,淄博市临淄区实验中学教师。 作者:《山东师大学报》:社科版济南28~50G3中小学教育李鹰/曲霞/杨延龄20012001

网载 2013-09-10 21:17:25

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