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科学知识是(科学知识是普遍真理吗)全程干货

2023-09-13Aix XinLe

【发表说明】我们经常说:我们不仅要让学生记住科学结论,还要同时培养学生的科学思想、科学精神(这也是“课程思政

科学知识是(科学知识是普遍真理吗)全程干货

 

【发表说明】我们经常说:我们不仅要让学生记住科学结论,还要同时培养学生的科学思想、科学精神(这也是“课程思政”的一部分)可是,在教学实践中,我们往往会如何让学生理解和记住科学结论、学会灵活应用而大伤脑筋!。

而“科学思想”……随它去吧!其实,如果我们了解一点科学史,了解一个观念是如何产生、演变、直至今天这样的,并且能融入知识教学之中,就会让学生产生一个强烈的认知:原来,“科学”并不必然意味着真理,它只是追求真理过程中的产物!

以下内容摘自北大吴国盛教授的著作《科学的历程》,大家可以从中进一步理解学科发展史为什么有助于建立科学思想、开展课程思政!————————————————————(本文的第1部分:《科学知识如此“古怪”、难理解怎么办?——教师学点“科学史”,有助于开展理科教学

》)2.了解科学史有助于理解科学的批判性和统一性也许是文化传统的关系,中国教育界盛行的依然是分数教育、技能型教育这种应试教育的一个消极后果是培育了不少科学神话,树立了不正确的科学形象,形成了对科学不正确的看法。

首先是将科学理论固定化、僵化,误使学生以为科学理论都是万古不变的永恒真理;其次是将科学理论神圣化、教条化,误使学生以为科学的东西都是毋庸置疑、神圣不可侵犯的:最后是将科学技术化、实用化、工具化,忽视了科学的文化功能和精神价值

不用说,试图破除种科学神话,纠正不正确的科学形象,正是本书的重要使命当代科学的专门化、专业化带来了高等教育严重的分科化分科教育很显然是为了造就专门人才,但在中学和大学低年级,通才教育是更有实际意义的只有少数人将来会成为科学家,但即使对于他们,狭窄的专门训练也

不利于培养创新意识和创造潜力大多数人真正需要的是领会科学的精神、掌握科学的方法、树立恰如其分的科学形象,以便在这个科学时代理智地对待科学、对待社会、对待生活在教科书中纷至沓来的新概念、新术语、新公式、新定律面前,学生逐渐形成了这样的观念:。

这就是真理,学习它,记住它久而久之,历史性的、进化着的科学理论被神圣化、教条化人们不知道这个理论从何而来,为什么会是这样但我们仍旧相信它是真的,因为它是科学!这种教条的态度明显与科学精神格格不入,但却是目前的科学教育导致的个普遍的态度。

学生不知道个理论源于哪些问题,有多少种解决问题的方案,以及为什么人们选择了其中一种并称之为科学理论学生也不知道这种理论是可质疑的,并非万古不变的教条,也许自己经过思考就能对伟大科学家的解决方案提出异议所有这一切,在

以传输知识为目的的教学中肯定得不到应有的反映它不自觉地剥夺了学生的怀疑和批判精神,面怀疑和批判精神对于科学发展恰恰是不可或缺的科学理论不是一成不变的, 它是发展的、进化的——几乎没有什么比科学史更能使人认识到这一点了。

不仅如此,自然科学各个分支领域相互联系,这在按学科分块的教科书中肯定得不到体现,而科学史却能够给出一一个综合我想举热力学第一定律为例,说明科学史何以能够体现科学的统一性这个定律又称为能量守恒定律就我自己的经验,从教科书中我

始终未能获得关于这个定律的完整理解,因为它涉及的面太广了从历史上看,它首先来自运动不灭原理,虽然古代哲学家们已经提出过运动不灭的思想,但只有给出了运动的量度,运动不灭原理才可能成为一个科学原理并诉诸应用。

有意思的是,运动的量度一开始就出现了分歧, 有人把质量与速度的乘积作为运动的量度,也有人认为运动量应由质量与速度的平方的乘积来标度经过长时间的争论和力学本身的发展,人们在18世纪发现了机械能的守恒定律能量守恒原理的最终确立有赖于更多领域里相关研究的出现。

首先是对热与机械运动相互转换的研究当时,人们连热究竟是怎么一回事都不清楚开始人们以为热也是一种物质,一种特殊的、 看不见的、无重量的流体,仿照物质守恒原理,有人还提出了热质守恒原理这个原理可以用来解释热平衡过程。

例如,热水和冷水混合,热水中的热质多,跑一部分到冷水中,结果温度降低了可是,美国人本杰明.汤普森(又称伦福德伯爵)在德国从事炮膛钻孔实验时,发现只要不停地钻,几乎可以不停地放出热这么多热从哪里来呢?若用热质守恒说根本解释不通,这促使人们研究。

热量与做功之间的关系,并定量测定其转化系数这工作的最终完成,也就是能量守恒定律的正式确立第二是化学和生物学上的研究德国化学家李比希设想,动物的体热和活动的机械能可能来自食物中包含的化学能此外,俄国化学家赫斯发现了化。

学反应过程中的能量守恒定律第三是电学和磁学的研究德国物理学家楞次研究电流的热效应,发现通电导体放出的热量与电流强度的平方、导体的电阻以及通电时间成正比这在今天被称为焦耳-楞次定律,这一定律直接导向能量守恒定律的精确形式。

现在各路人马都在奔向一一个伟大的定律,在提出或表述能量守恒定律的科学家中:有德国医生罗伯特.迈尔,他几乎是从哲学上明确地推导出这个定律的;有德国物理学家赫尔姆霍茨;有英国物理学家焦耳,他是在测量热功当量的过程中发现这一定律的;

还有法国工程师卡诺、英国律师格罗夫、丹麦工程师柯尔丁这么多人大致在同一时间提出同科学定律, 真是科学史上罕见的事情如果不了解科学史,我们无法理解“能量”这一概念的普遍性, 它在全部自然科学中的地位,它对于人类理解自然现象的意义。

“能量” 概念提醒我们自然科学的统一性,提醒我们不要深陷在各门学科的技术细节中,忘记了自然科学的根本任务是为人类建立一个关于外在世界的统一的整体图像在学科分化愈演愈烈的今天,人们尤其需要这种统一的图像————————————————————

【王珏老师后记】正如吴国盛教授所说的:恐怕没有比科学史,更能体现出科学的发展性、变化性、甚至妥协性的教学素材了!因此,老师在教学中适当融入科学发展史中的知识,不仅有助于理解科学知识的意义,而且也有助于学生体会“科学精神”!

在此,王珏老师也特别向科学领域的大中小学老师,推荐吴国盛老师的《科学的历程》本书以全景视角讲述了科学各领域(数、理、化、生、地、天文、医学、机械、工程等等)的发生发展历程,包括科学家面对困惑、发明知识的简要过程,辅以大量精美的插图,在讲述严肃的科学发展史的同时,保留了学科发展进程中一些生动活泼的细节。

读完本书,给我的感受是:本书虽然是一本“大部头”著作、而且涉及到很多科学术语和原理,但却极其难得的具有良好的可读性因此,特别推荐给全体科学类学科的老师阅读!————————————————————欲系统学习、并掌握“科学教学法”,欢迎学习王珏老师。

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