科学家的成长历程 体验科学家的思维历程

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1、科学家的成长历程体验科学家的思维历程文章编号：1005－6629(2007)04－0035－05中图分类号：G633.8文献标识码：B111科学家的成长历程体验科学家的思维历程文章编号：1005－6629(2007)04－0035－05中图分类号：G633.8文献标识码：B111科学家的成长历程体验科学家的思维历程文章编号：1005－6629(2007)04－0035－05中图分类号：G633.8文献标识码：B111科学家的成长历程体验科学家的思维历程文章编号：1005－6629(2007)04－0035－05中图分类号：G633.8文献标识码：B111教学设计的思想

2、提高学生的科学素养是基础教育承担的重要任务，也是化学新课程改革的基本理念。按照新课程标准，科学素养包括三个方面：知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观。然而，如何在课堂教学中全面、有效地提高学生的科学素养却是一个难题。近年来的研究表明，利用科学史进行教学是一种可行的方法。化学新课程标准也明确指出“结合人类探索物质及其变化的历史与化学科学发展的趋势，引导学生进一步学习化学的基本原理和基本方法，形成科学的世界观”，因此新课程注意“在人类文化背景下构建高中化学课程体系，充分体现化学课程的人文内涵，发挥化学课程对培养学生人文精神的积极作用”。为了使化学史的教学在提高学生的科

3、学素养中充分发挥作用，让学生在学到化学知识的同时，学习科学研究的方法，体验科学探究的过程，感受化学的发展和了解化学家的工作，我们从化学课程标准的精神出发，结合科学探究的特点，依据化学史上的科学发现过程，进行“让学生体验科学家的思维历程”的课堂教学设计。211教学设计的依据通过查阅和分析化学史料，我们发现科学家们在不同阶段或面对不同的化学问题时，活动的方式各不相同。有的以思辩、想像为主，如最初的“原子”概念的形成过程：有的通过实验发现新的物质，如氧气等的发现；有的通过整理、加工所收集的资料找出其中的规律，如元素周期律的发现过程；还有的是在实验基础上建立或修正理论模型，如

4、近代对原子结构的认识和发展过程，等等。科学家的发现活动过程是学生“体验科学家思维历程”教学设计的最重要依据。不同的科学活动类型可以让学生体验科学家不同的思维历程，体验不同科学知识形成和发展的过程，体验科学研究中证据的重要性、科学真理的相对性，更好地理解科学的本质。然而学生解决问题的能力与科学家毕竟有很大的不同，首先，无论是知识的深度还是广度，学生与科学家有差异；其次是对问题的洞察力和解决问题的经验和能力存在差异；再次科学研究总是要经历曲折、困惑，甚至痛苦，往往需要通过科学家顽强的拼搏和不懈努力才能达到，但课堂教学时间的有限性及教学本身追求的最大效益性却不允许学生经历同

5、样的历程。因此，完全从学生的知识背景、思维水平出发让学生“体验科学家的思维历程”在现实中是很难实现的，从教学效益的角度考虑也是不合算的。教学设计的目的就是要求教师能创设合适的教学情境，通过恰当的设计和引导，在解决目前所遇到的问题中拉近学生与科学家的距离，从而使得学生能尝试沿着科学家发现的足迹去体验发现的过程。3案例教学设计的过程科学，一个重要的观念是“自然界是可理解的”，因此“科学家总是利用观察、实验、理论以及数学的方法来形成和验证他们对自然现象所提出的解释”，从而形成科学知识。然而一旦发现新的证据与已有解释不相符合，就需要修改已有的解释或建立新的解释，科学知识就此改

6、变、发展。人类对原子结构的认识过程就是科学家对不断观察到的实验现象进行不同解释的过程，也是原子结构知识不断深入发展的过程。苏教版高中化学选修课程《物质结构与性质》专题2第一单元的《人类对原子结构的认识历史》一节内容向我们展现了这个发展过程。其中最有代表性的是这样两个过程：当卢瑟福发现α粒子散射实验，而用汤姆生的枣粒原子模型无法解释实验现象时，问题出现，于是他就根据新的实验现象建立核式原子模型；可是不久后人们又发现核式原子模型与经典的物理学理论有矛盾，问题又出现，玻尔在系统研究光谱学的基础上，把量子化概念引进卢瑟福的原子结构模型，提出了原子结构中量子化的轨道理论。通过实

7、验获取相关信息，进行研究发现原有理论存在问题，根据实验所得的信息重新推理、猜测，形成新的假说，然后将假说用于解释问题和实验的结果，最终建立自己的新理论，是科学家构建原子模型的主要思维方法。表示如下：根据科学家的发现历程，教学设计的具体思路是：创设一定的情境让学生了解研究的历史背景，对要研究的问题产生兴趣。给学生展示历史上科学家做过的实验，让学生获得与当年研究同一问题的科学家获得相同的材料和信息，引导发现和思考同样的问题，让学生尝试问题的解决，体验科学家的思路历程。通过讨论，作出推测或结论。然后向学生展示当年研究同一问题的科学家的思维历程和研究结果，分