本站原创摘 要：范例教学运用于科技史的教学,能使学生的思维能力受到全面训练,促进他们运用书本知识解决实际生活中遇到的问题,提高学生的学习兴趣.通过实际例子,分析了范例教学法在科学史教学中的作用,范例的选取和搜集应遵循的原则,范例教学的实施过程和需要注意的问题,有助于提高科学技术史课程的教学效果.
Abstract：Caseteachingmethodusedintheteachingofthehistoryofscienceandtechnologycanfullytrainstudents'thinkingability,andpromotetheuseofbookknowledgetosolveproblemsencounteredinreallife,andimprovethestudents'interestinlearning.Throughpracticalexamples,thepaperanalyzestheeffectofcaseteachingmethodintheteachingofthehistoryofscienceandtechnology,sampleselectionandtheprincipleofcollection,theimplementationprocessoftheexampleteachingandsomethingproblemsneedingtopayattention,allofwhichhelptoimprovetheteachingeffectoftheteachingofthehistoryofscienceandtechnologycourses.
关 键 词：范例教学；科学技术史；高等教育
Keywords：caseteachingmethod；historyofscienceandtechnology；highereducation
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）14-0256-02
0引言
科学技术史是高校培养当代大学生文化素质教育的重要课程.大学生通过对本门课程的学习,了解科学技术发展的脉络和历史演变,掌握科学家的科学研究方法,树立辩证唯物主义的科学世界观,培养科学的理性精神和科学态度.科学史能打破文理隔阂,沟通“科学文化”和“人文文化”；能培养学生的历史使命感和批判精神；正因为如此,科技史教育在推进素质教育、培养创造性人才方面,有着其他课程不可替代的特殊的功能.[1]74
1范例教学法在科学史教学中的作用
传统的科学史教学方法,大都是采用“满堂灌,填鸭式”的教学方式,使学生处在被动的教学地位.科学技术史的内容包罗万象,内容涵盖面广,如果采用以教师为主体的教学模式,学生只是被动的接受知识,主体地位得不到发挥,学生的创新精神难以发展,学生往往忽视科技史在实际中的应用,最终导致厌学和怕学.
学习方法是学好一本课程的关键.好的学习方法可以达到事半功倍的效果.范例式教学法是理论与实际相结合的互动式教学方式.它是通过模拟真实的事例,在特定的情景中进行体验,分析和解决.从而培养学生独立思考能力和解决具体问题能力的一种教学方式.[1]78范例式教学以典型范例为教学内容,学生通过学习典型的范例从而掌握一般,进而借助于一般原理和方法形成积极有效的学习.科技史由许多史料组成,许多史料就是典型的范例.范例教学法和科技史结合,教师在授课过程中把典型性、代表性的历史事例作为引导学生发现规律的突破点,利用这些突破点将科技史的知识串成一个整体,学生通过将学习过程中前后问题、模糊的知识有机联系,最终形成一个相对完整的知识体系,从而实现教学目的.在科技史的教学中应用范例教学法,有助于提高学生的积极性、主动性、探究性和创新性.
2科学史教学中典型范例的选取和搜集
范例式教学中的范例是教学的关键点,教师应根据科技史教学的内容和教学对象,精心搜集筛选范例,这是范例教学法应用的关键.一般来说范例的选取和搜集应遵循以下原则：
2.1范例要生动、有趣、具有代表性选择生动有趣的案例能调动大学生积极主动性,让学生积极地参与到课堂中.积极思考,唤起学生原有知识结构,激发学生的学习,积极分析思考问题,理解新知识.
2.2范例的选取要难度适中、贴切范例的选择要符合大学生认知特点,难度适中,给学生一定的思考的空间,让学生能够有效参与到课堂中.
2.3范例要具有较大的迁移效应范例的选择要能够让学生从特殊个案推演到一般,在讨论和分析范例时往往会引起学生的联想,类比,这就是知识迁移的过程.可以帮助大学生形成良好的认知结构,易于同化和顺应新的知识,建构一种有意义的教学过程.
2.4范例要和科技史专业相联系范例的选择和本学科相联系,一方面有利于本课程教学的开展,另一方面也更能够提高学生的积极性,使学生能更好地掌握所学的内容.例如在讲述古希腊的阿基米德对物理学的贡献时,浮力定律的发现是一个重点,可以采用范例教学法.教师首先讲述浮力定律发现的过程,提出问题：“中国曾经利用过浮力定律,你们是否知道?”通过这个问题引导学生展开联想,引出“曹冲称象”的故事.通过这个故事引导学生思考：第一,中国传统思维和西方科学思维的异同.第二,通过范例,教会学生两种思维“替代法”和“综合法”.阿基米德鉴定的真假使用了替代法；曹冲称象就是使用综合法的典型例子.教师通过引导,带领学生分析,培养学生的发散式思维模式,带领学生分析,帮助学生解决问题.阿基米德鉴定的真假和曹冲称象这两个大学生耳濡目染的故事.把它们放在一起作为典型范例,这两个范例本身就比较生动有趣,能够激起大学生的兴趣.两个范例具有较大的知识迁移,其实就是中国传统思维方式和西方传统思维方式的典型代表.在进而引导学生掌握正确的科学方法.
3范例教学的实施过程
范例教学过程中范例是教学的中心,教师应在课前首先选择,分析好范例.根据教学目标和任务,选择符合学生的认知特点的典型范例.再根据范例的基本特征进行教学分析,为范例的分析讨论和范例教学的实施作指导.在教学过程中,教师要适时、适度地提问引出范例,激发学生的学习动机,通过学生思考,相互讨论,各抒己见,鼓励学生提出不同的意见,教师在整个过程中发挥主导作用,调动学生积极发言,充分发挥学生自主思维能力.当学生的思维走向误区时,教师要正确加以引导,但是不要给学生过多的提示,给学生独立思考的时间,这样学生能更好地从范例学习中掌握知识和规律.通过学生之间相互讨论和教师与学生之间的相互讨论,进一步启发学生深入思考和分析问题,对范例做出总结,理解科学技术发展的普遍规律.
对范例进行充分讨论后,教师要对讨论及时作出总结、评论,指出优点和不足之处,对讨论中有代表性的观点,给予及时的表杨.教师还要引导学生学会理解其他学生的不同观点,懂得欣赏别人,注重对大学生人文精神的培养.帮助学生进行知识迁移,理解所学内容的重难点,达到教学目标.
4范例教学过程中应注意的问题
4.1正确发挥学生的主体作用范例教学法是以学生为主体的教学模式,由于教育对象是大学生,教师往往会把学生的主体地位绝对化,忽略了教师的主导作用.在整体教学过程中,教师要具有一定的掌控、调剂教学进度和课 堂气氛的能力,通过适时、适度的提问,充分调动学生积极参与到教学中,使案例教学法在课堂上能得到充分发挥.
4.2注意全面培养学生的科学素养科技史的教学目的不仅仅局限于知识的积累,更为重要的是要让大学生掌握和运用科技发展的规律.科技史一方面讲述历史事件和历史事实,更为重要的是科技史后面还隐藏着在这些科学事件背后起支配和影响作用的方法论,科技史本身也是一门科学方法发展的历史.例如,欧几里得建立使用公理方法和严密的逻辑推演构成了逻辑演绎体系；亚里士多德全面系统地研究和总结了形式逻辑；伽利略建立了研究物理的数学方法,牛顿在经典力学研究中建立了微积分方法,现代物理学中形成和完善了对称方法等.教师在使用范例进行教学时,要让学生学会掌握、运用和更新科学方法,并能将这些科学方法学以致用.
在科学史的教学中还要培养学生尊重科学,勇于探索,不断创新的能力.科技史的讲授如果完全使用传统的公理化、逻辑化的讲授方式,就会忽视学生的探索和创新精神.合理使用范例教学,能加深学生对科学原理实质的理解,给学生以科学创造的启示.例如：在有关原子核物理学的内容时,涉及的内容凌乱复杂,可以以原子结构的探索发现过程作为范例,引导学生将电子的发现、汤姆孙模型、α散射实验、卢瑟福有核模型、玻尔量子化原子模型、薛定锷方程的建立等知识点连成一条线.最后提示学生：“直到今天,人们仍没有停止对于高激发态、高电离态的原子结构以及粒子与原子碰撞时的行为的探索,仍然存在有待解决的问题.”进一步激发学生对未知科学的探索,尽量避免如爱因斯坦说的“几乎总是以完成的形式出现在读者面前.读者体验不到探索和发现的喜悦,感觉不到思想形成的生动过程,也很难达到清楚地理解全面的情况”.
4.3教学中要注重培养学生的创造素养爱因斯坦在《论教育》中说：发展独立思考和独立判断的一般能力,应当始终放在首位,而不应当把获得专业知识放在首位.适时使用范例教学法对培养学生的创新性起到事半功倍的作用.
5案例
以下是“基本粒子物理学的进展”范例教学案例.
5.1课程导入,引入“个”案在章节的学习内容中,学生最难于理解并掌握的内容就是本章节的重难点.教师在课前要设计一个与范例相关联的个案,帮助学生理解并掌握学习的重难点,更为重要的是,对于大学生来说,通过对范例案的学习,让学生懂得敢于根据客观事实冲破传统观念,是科学发现的关键.对此在教学中,以“杨振宁和李政道对弱作用下宇称不守恒的发现”为例,首先简要介绍宇称不守恒的规律发现的简要过程.之后,教师向学生提问：从宇称不守恒的故事中,你学到了哪些有价值的学习的方法?这个故事对你有何启示?通过这些问题,激发学生思考.引出范例,通过教师从具体的个案范例中引导学生理解和掌握范例,也就是整个教学的重点.
5.2引导学生进行“类”的探索通过对“宇称不守恒”定律这个案例的研究讨论,学生理解了杨振宁和李政道二位科学家的科学发现冲破了传统观念.在这个认识的基础上,教师进一步引导学生在科学史中找出类似的科学发现的案例,这就是从“个”案阶段向“类”的阶段过渡.在科学史中类似的事例很多,哥白尼冲破“地心说”,爱因斯坦冲破牛顿的绝对时空观,创立了相对论等.
5.3理解普遍规律通过前两个阶段的基础上,学生成功地找出隐蔽在“类”后的内容,即冲破传统的思想束缚是科学发现的关键所在.把从个案到类的认识提高到对规律性的认识,从而理解科学发现的普遍特征和一般规律.
5.4学与致用经过前三个阶段的升华,学习重点转向对学生精神世界的开拓、把书本知识转化为学生自己的知识和经验的过程,教师让学生回答第一阶段提出的问题.引导学生认识和理解并掌握资料检索法和协作法.并学会运用这两种方法解决实际生活中遇到的问题.
最后是评价阶段.可以采用学生自评,小组对学生评价,最后老师评价.通过综合评价来确定学生的综合成绩.
总之,范例教学运用于科技史的教学,能使学生的思维能力受到全面训练,促进他们运用书本知识解决实际生活中遇到的问题,提高学生的学习兴趣.