做科学教育，科学史知识传授有何必要

编者按

2023年2月，习近平总书记在中共中央政治局第三次集体学习时强调，要在教育“双减”中做好科学教育加法，激发青少年好奇心、想象力、探求欲，培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体。

一直以来，科学教育发展也受到了全国政协委员们的高度重视。本期特别刊发业界关于科学教育的专业性研究成果，以为委员们建言资政提供参考。

推动中小学科学史课程建设

为科学教育创新助力

杨芳 钟海政

科技创新人才的培养是系统工程，到底应该在什么阶段、设置什么样的课程内容，是一个永远值得探索的命题。

当前中小学教育在人才培养方面，自然科学内容的教学主要以知识点的方式介绍科学知识及其运用，很少传递科学知识产生的过程，也就是科学发展的历史。如果能够让青少年学生在学习科学概念和方法的过程中，了解科学产生的过程，真正理解知识创新的本质，对于培养学生的创新意识、创新精神、创新能力，起着至关重要的作用。 因此，我们建议在中小学科学教育中，加强科学史教育的内容。

科学史是科学和科学知识，包括自然科学和社会科学的历史发展的研究，可以帮助人们获得科学本身以及与其内外相关因素更全面、更深刻的认识。科学史重点关注知识产生的过程，对培养学生科学思想、科学方法和科学精神有非常突出的作用。通过科学史的学习，可以了解科学家在科学研究中的真实活动，他们的信仰、情感和心理因素对其研究的影响，他们在争论中达成共识的过程，以展现出科学在社会中运作的实情，看看以前做了些什么，以及还留下些什么要做，更有利于帮助学生体验、理解科学活动和科学的本质。

每一个科学技术领域都有自己丰富厚重的科学史。如果探究人类航天的发展史，就一定会从哥白尼的日心说说起，到天文学家第谷通过大量天文观测获得了有关行星围绕太阳运动的丰富资料，再到开普勒对第谷的观测资料用数学方法进行分析计算和研究，发现了行星运动三定律，为经典天文学奠定了基石。牛顿提出万有引力定律和三大运动定律，则得以从力学的角度来解算行星（天体）运动，从数学上解释开普勒行星运动三定律，从而建立了近代天体力学。近代天体力学则是航天先驱者寻求克服地球引力而进入太空的理论基础——人造卫星的理想轨道运动描述就与开普勒行星运动三定律相似——这些在高中物理中学习的知识点，通过科学家之间的历史联系，以及与现代航天技术的联系，会变得更加生动和有趣。再比如在材料科学领域，法拉第在研究材料导电特性的过程中，发现了电磁感应，不但推动了电磁学发展，还导致了半导体材料的发现。而在半导体材料发展的初期，材料-物理-器件三驾马车相互促进，驱动了晶体管的诞生，经过学术界和产业界的交叉融合，诞生了集成电路、图像传感等半导体信息技术。同时，材料科学史可以介绍我们国家的黄昆、林兰英、谢希德等科学家在新中国成立初期推动半导体发展的故事。这些科学发展史的内容不但可以培养青少年勇于探索的勇气，百折不挠的品格，还可以激励他们早日树立科学家的梦想，开展创新研究和思考。

我们就北京市某区的中小学自然科学学科教师（包括科学、物理、化学、生物）问卷调研发现，大部分教师对科学史都缺乏深入的了解和认识，教师了解科学史以及获取科学史素材的途径主要是教科书和网络，科学史教学资料匮乏，职前和职后培训欠缺。大部分教师认为教材中融入科学史十分有必要，但经常融入科学史并重点教授科学史的教师很少，科学史融入情况欠佳，教学方式传统，缺乏创新性。课时量、教师自身缺乏了解、科学史资料匮乏、现有考试制度、自身观念意识不够是开展科学史教育的主要困难。大部分教师能够认识到科学史在科学精神、科学思维和人文素养方面的教育功能，但科学史教育功能成效不足，主要原因在于科学史资料匮乏、教学方式传统落后、教师自身观念意识薄弱等。

从调研结果可以看出，目前国内科学史教育比较薄弱，中小学阶段的科学教育课程目前大都停留在以学科教育承载科学知识传播这样一个阶段。如果教育工作者能够在中小学阶段的科学教育中，补充增加科学史课程的部分，通过科学史课程的普及，让青少年了解科学家在知识创新过程中的科学热情、质疑精神和坚持精神，将有助于培养他们的创新意识、创新精神。 那么，如何才能推动中小学科学史建设，为科学教育助力呢？我们建议可以从以下几个方面考虑：

建议将科学史教育有机地纳入我国中小学科学教育体系，做好中长期发展规划，做好政策保障。在某些有条件的地区率先实施科学史教育课程研究，充分利用各地高校和科研院所的优势，组织高校老师和具有科学教育经验的优秀中学教师组成联合教研室，规划科学史教育大纲，选择若干具有代表性的科学学科，编写具有新媒体特色的科学史教学课程和教学资料。依托国内科研领先的一流高校和科研院所，建立大学生或者研究生科普俱乐部，与教育研究机构或者重点学校联合，开发适合中小学的科学史科普课程，同时建设中小学科学史教师的培训体系和平台。 要特别强调的是，在科学史课程的创建过程中，要注重发掘我国近现代科学家的科学贡献，开发立足中华民族科学史的教学课程和教育教学资料。

（作者杨芳系航天科技集团研究员，九三学社北京市委会科普工作委员会主任，北京市海淀区人大代表；作者钟海政系北京理工大学材料学院材料物理与化学系主任，教授）

责编：贺春兰 朱英杰

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