初中科學(xué)教學(xué)中科學(xué)家故事的挖掘和應(yīng)用 .doc

初中科學(xué)教學(xué)中科學(xué)家故事的挖掘和應(yīng)用摘要：科學(xué)教育的目標(biāo)中最重要的是提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。要提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，既可以從知識體系上加以培養(yǎng)，也可以從情感教育方面加以熏陶。結(jié)合教材內(nèi)容，適當(dāng)、適時地穿插一些科學(xué)家的故事，既營造了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識的氛圍，又提供了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識的平臺，還可為學(xué)生樹立學(xué)習(xí)的榜樣，提供探究性學(xué)習(xí)的案例，從而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)習(xí)能力。當(dāng)然，穿插科學(xué)家故事要講究策略，本文提出了結(jié)合教材穿插、學(xué)生情緒低落時穿插、需要案例時穿插、還原歷史過程時穿插等應(yīng)用方法。關(guān)鍵詞：科學(xué)家故事挖掘應(yīng)用策略弧侍獾奶岢?科學(xué)的發(fā)展離不開科學(xué)家們的努力，他們不僅給了我們知識的累積、認(rèn)識的提高和學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，而且還給了我們相當(dāng)多的研究方法、奮斗精神和為人類科技發(fā)展的決心。牛頓、阿基米德、愛因斯坦這些偉大的科學(xué)家所留下的故事引人深思、催人奮進(jìn)，探尋他們的足跡、了解他們的故事能給我們帶來很多寶貴的啟示，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的上進(jìn)心和求知的欲望。對于初中生來說，喜歡聽故事是他們的本性表現(xiàn)。故事有情節(jié)、有趣味，能吸引人，能抓住人的注意力，能引發(fā)思考，如果在科學(xué)教學(xué)過程中恰當(dāng)?shù)卮┎逡恍┕适滦缘慕榻B，肯定會受到學(xué)生的歡迎。雖然過去有過數(shù)理化演義這樣的書，但現(xiàn)行的科學(xué)教科書沒有這樣的安排，有的也很難用故事形式開展，但教科書中眾多的科學(xué)家卻能為我們提供這樣的機(jī)會，講述科學(xué)家的故事，從而引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的積極性，將是一種極好的嘗試。新實施的科學(xué)（79年級）課程標(biāo)準(zhǔn)中也明確指出，科學(xué)課程的核心理念是全面提高每個學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。標(biāo)準(zhǔn)對提高科學(xué)素養(yǎng)的要求主要包括：養(yǎng)成與自然界和睦相處的生活態(tài)度；形成用科技知識為祖國和人民服務(wù)的意識；能用所學(xué)到的科學(xué)知識與技能解釋重大自然現(xiàn)象，解決生活、生產(chǎn)中有關(guān)的問題和個人決策問題；發(fā)展科學(xué)探究能力，具有一定的提出問題、觀察實驗、收集信息、形成猜想、技術(shù)設(shè)計、交流合作和科學(xué)思維的能力等等。這些科學(xué)素養(yǎng)其實都可以從科學(xué)家的事跡中得到啟發(fā)，從中獲取方法和情感態(tài)度?？梢?，把科學(xué)家的故事引入科學(xué)教學(xué)之中，既與科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)相符，又能切合學(xué)生的心理發(fā)展，何樂而不為呢？分析一下目前使用的浙教版科學(xué)（七九年級）教科書，出現(xiàn)的有名有姓的科學(xué)家就接近50位，他們既有在正文中的介紹，也有用專門的“閱讀”材料提供資料，是教學(xué)過程中不可或缺的寶貴資源。但開發(fā)這個功能、研究這方面的內(nèi)容還不多見，所以有必要挖掘一下教科書中科學(xué)家故事的教育功能，然后在教學(xué)過程中加以應(yīng)用，從而發(fā)揮其應(yīng)有的作用，提高教學(xué)的實效。二、科學(xué)家故事的教育功能科學(xué)家事跡的教育功能是多方面的，主要體現(xiàn)在：1、引領(lǐng)榜樣。榜樣的作用是無限的，榜樣的極端例子就是對偶像的崇拜。中學(xué)生追星是過去說得比較多的話題，其實這也是難免的，因為青少年時期正是出現(xiàn)崇拜的年代，問題是如何引導(dǎo)中學(xué)生在心中樹立良好的榜樣。在科學(xué)教學(xué)過程中，如果能在中學(xué)生的心里種下崇拜科學(xué)家這樣的情結(jié)，那將對學(xué)生的一生產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響?？茖W(xué)家能不能成為中學(xué)生心中的榜樣？回答是肯定的，曾有報道說，袁隆平、航天英雄正取代歌星成為中學(xué)生的偶像。做教師的需要考慮的問題是如何把科學(xué)家的榜樣移植給學(xué)生。恰當(dāng)?shù)亟Y(jié)合教學(xué)過程講述科學(xué)家的故事，有的時候會達(dá)到無心插柳柳成蔭的效果，有可能在某個或幾個學(xué)生心中產(chǎn)生共鳴，從而扎下榜樣的種子。當(dāng)然，有機(jī)地穿插一些科學(xué)家故事，目的并不全在于一定要培養(yǎng)學(xué)生心中的偶像，主要目的還是培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義思想和情操，培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作、共同進(jìn)取的集體精神，培養(yǎng)熱愛本職工作的敬業(yè)精神，樹立追求真理的科學(xué)理想及樹立辯證唯物主義的世界觀和正確的人生觀、價值觀。2、激發(fā)興趣。興趣是最好的動力，也是維持持久力的最好方法，一個人有了學(xué)習(xí)的興趣，那他的學(xué)習(xí)將會蒸蒸日上。當(dāng)然，興趣的培養(yǎng)可采取多種措施，比如教師對學(xué)生的關(guān)愛、良好的課堂氛圍、多次優(yōu)秀的考試成績、有趣的科學(xué)實驗等等，但用科學(xué)家的故事去培養(yǎng)學(xué)生興趣也是一種很好的方法。比如，在九年級下學(xué)期的復(fù)習(xí)階段，學(xué)生已經(jīng)對不斷地解題練習(xí)感到一定程度的厭煩，我們不妨采用科學(xué)家故事的形式來個變革。如，在復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)知識點時，先講述二個小故事：故事一：從無意中覺察到的偉大發(fā)現(xiàn)1822年，法拉第想到：既然電流可以產(chǎn)生磁，那么，反過來，磁能否產(chǎn)生電流呢？他決心去探索“磁生電”的途徑。1831年的一天，他做的實驗再次失敗，只好動手收拾器材。就在他從線圈中收起一根磁鐵時，無意間發(fā)現(xiàn)和線圈相連的電流計上的指針擺動了一下，于是他抓住這一機(jī)會深究下去，終于發(fā)現(xiàn)了感應(yīng)電流“磁”確能產(chǎn)生電流！故事二：在小小的失誤中失去的偉大發(fā)現(xiàn)瑞士物理學(xué)家克拉頓是與法拉第同時代的科學(xué)家，在19世紀(jì)20年代也進(jìn)行了電磁感應(yīng)的實驗。實驗的時候，他把閘刀合上，然后跑到隔壁的房子里去觀察檢流計，結(jié)果看到指針總是指在零的位置。他的實驗失敗了。在講述這兩個小故事的同時，出示題目：(1)“磁生電”在物理學(xué)里叫做什么現(xiàn)象？請你舉一個實際應(yīng)用的例子。(2)你認(rèn)為克拉頓的實驗裝置可以看到感應(yīng)電流嗎？怎樣才能產(chǎn)生感應(yīng)電流呢？這樣的教學(xué)，不僅能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也能達(dá)到復(fù)習(xí)的目的，效果非常明顯。3、提供方法。新課程引入了探究性學(xué)習(xí)的方法，這在教師和學(xué)生中都是一個新課題，需要不斷地學(xué)習(xí)。其實科學(xué)家在研究過程中較多地使用了這種方法，所以用科學(xué)家的研究故事來說明科學(xué)探究的特點，也是一種探究性學(xué)習(xí)教學(xué)的方式，而且能帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷典型的科學(xué)學(xué)習(xí)活動，給學(xué)生的印象更深，效果更好。比如，在實驗“食物上滋生微生物”這節(jié)內(nèi)容時，引入巴斯德和普謝的故事，不僅可讓學(xué)生明白人們對微生物研究的過程，而且還能建立科學(xué)的研究方法。故事如下：法國里昂博物館館長普謝從顯微鏡里觀察到，雨水、肉湯等只要暴露在空氣中，就會產(chǎn)生無數(shù)的微生物。他認(rèn)為微生物是自然生殖，他的觀點稱之為“自然發(fā)生說”。法國化學(xué)家和生物學(xué)家巴斯德認(rèn)為空氣中原來就有微生物的“原種”，肉湯變壞、牛奶變酸、啤酒變質(zhì)，均為“原種”大量繁衍的結(jié)果，巴斯德的觀點稱為“生源說”。巴斯德和普謝的觀點代表了兩種對立的學(xué)派，他們進(jìn)行過連續(xù)多年的激烈爭論，最后“生源說”取得了勝利。巴斯德為什么更勝一籌？是不是普謝不如巴斯德勤奮？科學(xué)研究不僅需要勤奮，更需要講究科學(xué)方法，方法造就了巴斯德，巴斯德的實驗技巧、實驗構(gòu)思、實驗方法比普謝高明、精細(xì)。比如：巴斯德運用了對比方法，用對比方法設(shè)計實驗，具有更大的說服力。巴斯德不是像普謝那樣只到高山頂上取樣，而是在山底、山腰、山頂三處取樣，作對比觀察。他和助手們對60瓶密封煮沸過的培養(yǎng)液作了分別處理，沿山路小道陸續(xù)打開20瓶，放入空氣后又封死瓶口；在850米的山腰又對另外20瓶作了同樣的處理；在山頂上打開了最后20瓶。觀察結(jié)果是：山底下的20瓶中有8瓶繁生了微生物，山腰的一批有5瓶腐敗，山頂上的20瓶中只有1瓶起了變化。這么一對比，巴斯德的“生源說”比普謝的觀點更有說服力。巴斯德的實驗器材選擇得好。他把肉湯裝入兩種形式不同的玻璃中觀察：一種是細(xì)長而彎曲的曲頸瓶，一種是廣口直頸瓶。巴斯德經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)，兩種瓶中的液體雖然都與空氣相通，但直頸瓶中的肉湯很快變質(zhì)，而曲頸瓶中的肉湯卻可以長久保持新鮮。這說明，空氣中的微生物通過曲頸時，附著于曲頸的轉(zhuǎn)彎處，不能掉入肉湯中。如果沒有這個條件又會怎樣？巴斯德將曲頸打掉，肉湯則很快變質(zhì)。巴斯德運用了嚴(yán)格的方法。在選好實驗器材的基礎(chǔ)上，為了使瓶中的培養(yǎng)液既消除“原種”，又隔絕空氣，巴斯德先對液體煮沸滅菌。當(dāng)瓶中空氣隨蒸氣都沖出瓶外時，立即用高溫?zé)粞鎸⒓饪诜馑?。巴斯德的這種作法，巧妙、嚴(yán)格、無懈可擊。而普謝卻缺乏這類嚴(yán)格的方法，他選擇不純凈的干草汁做實驗，當(dāng)然總也得不到正確的結(jié)論。4、提高能力。觀察和實驗既是研究科學(xué)的基本方法，也是學(xué)習(xí)科學(xué)的基本方法?？茖W(xué)家故事描述了許多科學(xué)家善于從不被人注意的一些平?，F(xiàn)象中細(xì)心地觀察與思考的事例，能夠提高學(xué)生觀察和分析問題的能力。比如倫琴一生在物理學(xué)領(lǐng)域中進(jìn)行過大量實驗研究工作，一次實驗中，他偶然發(fā)現(xiàn)包有黑紙的底片被曝光，但他沒有放過這一個細(xì)小的現(xiàn)象。正是這種觀察能力、分析能力使他發(fā)現(xiàn)X射線從而獲得了諾貝爾獎。其實在倫琴發(fā)現(xiàn)X射線之前，1800年哥爾茨坦曾發(fā)現(xiàn)過這種現(xiàn)象；1887年克魯克斯曾發(fā)現(xiàn)過未知射線使他的底片變黑，他卻以為是底片質(zhì)量問題學(xué)生在了解科學(xué)家故事的過程中便可以認(rèn)識到注意觀察和認(rèn)真進(jìn)行實驗是學(xué)好科學(xué)的關(guān)鍵。因此在今后的學(xué)習(xí)中就要有目的地觀察，親自動手實驗，逐步培養(yǎng)勤觀察、勤思考的習(xí)慣，這種能力的培養(yǎng)在今后的工作中將受益無窮。在科學(xué)教學(xué)中，運用科學(xué)家的精彩事例，還可以培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力，提高善于提出科學(xué)問題的靈性和聰慧，使他們的思想沉浸在好奇之中，永遠(yuǎn)不閉塞懷疑的目光。比如，在研究原子結(jié)構(gòu)時，英國物理學(xué)家湯姆遜設(shè)想了“葡萄蛋糕模型”?？墒撬膶W(xué)生盧瑟福在實驗中發(fā)現(xiàn)，原子中全部正電荷和絕大部分質(zhì)量都集中在原子內(nèi)一個極小的空間區(qū)域，稱為原子核。他設(shè)想電子像行星環(huán)繞太陽運轉(zhuǎn)一樣在核外旋轉(zhuǎn)，這一模型被稱為“行星模型”?！靶行悄Ｐ汀狈穸恕捌咸训案饽Ｐ汀?，但也是不完美的，后人又不斷進(jìn)行了研究。這一段歷史體現(xiàn)在八年級下冊的“原子結(jié)構(gòu)的模型”一節(jié)中，能為培養(yǎng)和提高學(xué)生的質(zhì)疑精神和提出科學(xué)問題的能力提供素材。三、科學(xué)家故事的應(yīng)用策略在教學(xué)過程中講述科學(xué)家的故事，一定要遵循“恰當(dāng)”的原則，不能為了講故事而講故事，應(yīng)當(dāng)與教育教學(xué)內(nèi)容相符，要切合教學(xué)點，要出現(xiàn)效果，只有這樣才能發(fā)揮故事的功能。1、擴(kuò)展教材內(nèi)容。當(dāng)教科書中出現(xiàn)科學(xué)家的名字或事跡時，可適當(dāng)作些介紹，以便學(xué)生有更多、更深的了解。比如，科學(xué)的開門課“科學(xué)并不神秘”中提到了“牛頓好奇于蘋果落地而發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律”這么一句話，如果能適當(dāng)拓展講述這個故事，將會使學(xué)生大大增加對牛頓的好奇和對科學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。故事如下：1665至1667年間，牛頓已在思考引力的問題。1666年的一天傍晚，牛頓正坐在故鄉(xiāng)花園的一棵蘋果樹下思考問題，忽然啪的一聲，一只熟透的蘋果從枝頭上落下來，正好打中牛頓的頭。這一擊打使牛頓產(chǎn)生了很大的興趣，他一下被這十分平常的事吸引住了。他想：地球周圍的空間那么大，蘋果為什么偏偏垂直往地上落呢？也許是地球有某種神奇的力量，能把一切東西吸向地球？他分析了哥白尼的日心說和開普勒的三定律，進(jìn)而思考：行星為何繞著太陽而不脫離？行星速度為何距太陽近就快，遠(yuǎn)就慢？離太陽越遠(yuǎn)的行星，為何運行周期就越長？牛頓認(rèn)為它們的根本原因是太陽具有巨大無比的吸引力。經(jīng)過一系列的實驗、觀測和演算，牛頓發(fā)現(xiàn)太陽的引力與它巨大的質(zhì)量密切相關(guān)，進(jìn)而揭示了宇宙的普遍規(guī)律：凡物體都有吸引力；質(zhì)量越大，吸引力也越大；間距越大，吸引力就越小。這就是經(jīng)典力學(xué)中著名的“萬有引力定律”。教科書中有關(guān)牛頓的就這么一句話，19個字，如果教師在教學(xué)過程中只讀一下這19個字，效果就不會出現(xiàn)；如果引入上述的小故事，不僅能適當(dāng)展開，解決學(xué)生心中的疑問，同時可激發(fā)學(xué)生對科學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。而這樣的故事有很多，可穿插在教學(xué)過程中，長此以往，學(xué)生心中就樹立起一座座科學(xué)家的榜樣。2、調(diào)動情感態(tài)度。人總有情感的變化，情緒的高低總會出現(xiàn)。特別是青少年學(xué)生的情緒波動是非常強烈的，要求他們自始至終全神貫注地上課，其實是不現(xiàn)實的，所以教師需要有調(diào)動他們學(xué)習(xí)情緒高漲的能力。其中，用講故事來調(diào)動他們的情緒不失為一種好方法，特別是結(jié)合所學(xué)的內(nèi)容講述科學(xué)家故事，更是一舉多得。比如，有一次在講解分子的構(gòu)成過程中，由于內(nèi)容有點抽象，學(xué)生上課情緒普遍較低，于是我就把事先備好的流程放在一邊，給學(xué)生講述了道爾頓小時候的故事：道爾頓出生于英國西部一個文化極其落后的農(nóng)村，父親務(wù)農(nóng)，家境相當(dāng)貧困。但堅強的道爾頓通過請教和自學(xué)，掌握了不少知識，在12歲時就開辦了私塾。村民并不信任他，于是他采取不收學(xué)費的辦法吸引學(xué)生，通過一個學(xué)期的教學(xué)，質(zhì)量很好，于是家長都送小孩到他的學(xué)校。在15歲時他就成為附近城市寄宿學(xué)校的主力教員。但他決不放棄學(xué)習(xí)的鉆研，曾把已經(jīng)發(fā)餿的死豬抬進(jìn)教室進(jìn)行解剖，通過解剖了解了豬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。1781年秋，道爾頓到肯代爾城當(dāng)教師。道爾頓自21歲起就開始?xì)庀笱芯?，堅持氣象記錄達(dá)57年之久。他從觀察氣象開始，進(jìn)而研究空氣的性質(zhì)和組成、氣體擴(kuò)散等問題。他研究氣體時從實驗中得出了這樣的結(jié)論：混合氣體的總壓等于組成它的各種氣體的分壓之和。這就是他有名的氣體分壓定律。道爾頓研究了許多地區(qū)的空氣組成，又得出一個結(jié)論：各地的空氣都是由氧氣、氮氣、二氧化碳和水蒸氣四種主要物質(zhì)的無數(shù)個小顆?；旌掀饋淼耐ㄟ^道爾頓故事的講述，整個教室異常安靜，學(xué)生個個伸長脖子眼神透光地聽著，以致下面講到的分子構(gòu)成也非常投入地學(xué)習(xí)，師生融合在一起直至聽不到下課的鈴聲，下課時學(xué)生還大呼“過癮、有味”。一則小