“板块运动”教学中的科学精神教育

上海市新中高级中学　赵英杰

《上海市中学地理课程标准》指出，地理学科要培养学生公民必备的科学素养和人文素养。科学精神是科学素养的重要组成部分，包括执著、锲而不舍的探索精神，锐意创新的改革精神，克服主观臆断的求实精神，勇于维护真理的求真精神，敢于质疑传统、权威的怀疑精神与批评精神等多个方面。

目前，教学实践中对学生科学精神的培养还存在一些问题，比如教师在教学过程中过于注重学科知识的传授，缺乏育人的理念；对某些科学理论照本宣科，没有对理论的来龙去脉作必要的介绍，这样不利于培养学生锲而不舍的探索精神、敢于质疑的怀疑精神与批评精神等。那么，如何在地理教学中培养学生的科学精神呢？本人以高中地理教材中的“板块运动”专题为例，就如何在地理教学中培养学生的科学精神进行了思考，也进行了一些实践。

网上关于“板块运动”的教案大致分为两类：第一类是按教材顺序，直接进入板块构造学说理论，然后将大陆漂移学说、海底扩张学说有机融入；第二类是按照从大陆漂移学说到板块构造学说的“三级跳”进行讲解。典型案例的教学流程如下：

从顺序上看，按教材顺序的第一类教案直接进入正题“板块构造学说”，突出重点、突出考点，尤其是在上课伊始学生处于最佳学习状态时，切中要害。第二类教案的顺序则按照人类的认识过程从“大陆漂移”到“海底扩张”再到“板块构造”。本人认为，第二类教案可让学生对科学研究的继承与发展有一个深刻的认识，更加有利于学生创新精神的培养。基于此，本人进行了如下教学设计。

教学片段一：

我先运用“喜马拉雅山上发现鱼类化石”“南极大陆有煤矿”“2004年印度洋大地震导致印度洋可能移动了30米”等材料，引发学生思考质疑。因为大多数学生有一些大地构造学说的常识，他们可能直接就进入到“大陆漂移”和“板块构造”学说的内容里。但是这时候要让学生想象一下，在没有今天的大地构造学说前，人类面对这些现象会有什么思考。学生的思路打开了，有学生说：“地表是永远不变的还是不断变化的？”这个问题的结论是“地球经历过沧海桑田的复杂变化”。我进一步启发学生，人类还会问什么问题？有学生说：“地表是怎么变化的？”我及时鼓励说：“当时的科学家就问过这样的问题，并为此做了不懈的努力。”

创设情境，引发质疑，看似在走弯路，实际上是在培养学生的科学研究精神。我甚至走了更“弯”的路，说在“大陆漂移学说”前还有一些大地构造学说，如有一种理论认为，地球在其数十亿年历程中曾先后捕获四颗卫星，即四个月亮。其中有三个坠落到地球赤道附近并形成了三大洋。学生感到好笑，我说，如果你们认为这个理论是无稽之谈，能不能也按照这种理论的思路编一个学说？我提问了一位刚才发笑的学生，问他行不行，并说给他一定的时间，他说行。接着，我说“卫星撞击学说”也有一定的依据，比如海底岩石与陆地岩石差距很大，按照此观点，海底岩石是卫星撞击形成的。我又提问刚才这位学生，问他能不能编出一个有一定依据的学说，他犹豫了。我又不失时机地对学生说，古代人面对一些无法解释的问题时，往往会用鬼神之说来解释，这是不科学的。这个“弯路”走到这里又对学生进行了辩证唯物主义教育。

教学片段二：

教学中，我引入了魏格纳为科学献身的故事：1912年，魏格纳正式提出了“大陆漂移学说”。“大陆漂移学说”一提出，就在地质学界引起轩然大波。反对者认为该学说是荒谬的。因为在这以前，人们一直认为七大洲、四大洋的位置是固定不变的。魏格纳在反对声中继续为他的理论搜集证据，为此他又两次去格陵兰考察，发现格陵兰岛相对于欧洲大陆依然有漂移运动。1930年11月2日，魏格纳在第4次考察格陵兰时遭到暴风雪的袭击，倒在茫茫雪原上。直到次年4月，搜索队才找到他的遗体。

说到这里，教室里出奇地安静，学生们被魏格纳的科学精神感动了。

教学片段三：

教学中，我过渡性地提出了这样一个问题：由于受当时科学发展水平的限制，魏格纳没有能够科学解释大陆漂移的力量来源，后人怎么办？答案只有一个：继续研究。后来的“海底扩张学说”为大陆漂移的运动机制提供了理论解释。再后来，有人在“大陆漂移学说”和“海底扩张学说”研究成果的基础上，提出了“板块构造学说”。“板块构造学说”科学地解释了火山、地震以及世界主要地形区的成因，得到了大多数科学家的认同，成为最盛行的全球构造理论。这时候我的课堂教学进入重点内容——“板块构造学说”。在下课前我再次问了一个问题：什么理论是全球构造的终极理论？我给了四个选项：

A.大陆漂移学说　B.海底扩张学说　C.板块构造学说　D.没有终极理论

这个问题意在让学生了解科学研究没有止境。接着我让学生讨论一个问题：想象以后全球构造理论将会有什么变化？学生你一言我一语，最终总结出了两点：一是“板块构造学说”将会不断完善；二是“板块构造学说”可能会被新的构造理论所替代。

基于上述教学案例，本人梳理了在地理教学中渗透科学精神的几点策略与建议：

第一，创设情境，引发质疑，培养怀疑精神与批评精神

敢于质疑，是科学精神的重要组成方面。“学贵有疑，大疑则大进，小疑则小进。”从一定程度上说，培养学生的质疑意识，让学生大胆质疑比培养学生的解疑能力更为重要。

然而，本人在教学中发现，学生的质疑意识普遍不足，主要表现为：不敢或不愿质疑；较少或者没有质疑意识。为了改变这一现状，本人认为应该从激发和培养学生的质疑动机入手，精心设置质疑情境，让他们产生强烈的质疑意识，进而主动质疑。教学片段一中，本人便运用“一系列地理现象和地理问题”来创设情境，不断引发学生思考和质疑。

第二，讲述科学家的故事，培养顽强执著、锲而不舍的科学探索精神

科学研究不仅是一种智慧的劳作，也是一种精神的探险，单靠聪明的大脑是不够的，还需要坚韧、不怕失败、不怕困难、敢于向困难挑战的精神。科技发展历来与顽强执著、锲而不舍的探索精神同行。古往今来，任何一项科学发现和发明都不是凭空出现的，都经历过实践、认识、再实践、再认识的完整过程；都经历过不断探索真理、追求真理、坚持真理的艰难过程。科学家们正是凭着锲而不舍、不畏艰难险阻的精神，以非凡的勇气和毅力，孜孜不倦地探索着科学的奥秘，在科学的各个领域作出了杰出的贡献。魏格纳为科学献身的故事是培养学生科学精神的极好素材。

第三，“站在巨人的肩膀上”，领会科学的继承和发展

牛顿曾经说过：“如果说我比别人看得更远些，那是因为我站在了巨人的肩膀上。”科学的金字塔正是这样一代一代垒起来的。从“大陆漂移学说”到“海底扩张学说”再到“板块构造学说”，无不体现了科学的继承和发展。这节课也让学生了解了科学研究的一种基本方法，要善于“站在巨人的肩膀上”，通过不懈的努力、研究和创新，推动科学的进一步发展。

第四，教师增强教书育人的理念，是培养学生科学精神的前提

“教书”和“育人”是统一的关系。教师一定要树立教书育人的理念，把培育和发扬科学精神视为教育工作者崇高的历史使命，时刻把培养学生的科学精神作为教学重点内容之一，注重培养学生尊重科学、重视继承和发展的理性精神，实事求是、尊重规律的严谨态度，奋发向上、开拓创新的进取意识。

第五，把人类科学研究的过程作为课堂教学主线，培养学生的科学精神

人类发展和认识科学的过程中表现出的科学精神是最好的教学内容，如从“大陆漂移学说”到“板块构造学说”的“三级跳”、从“地心说”到“日心说”再到“天体系统”等。科学研究过程中的一些挫折更能激发学生坚忍不拔、不怕失败、敢于向困难挑战的精神。