浅谈历史教学中如何运用科技史渗透德育

中学历史学科是一门综合性很强的学科，在教学中运用科技史渗透德育有着得天独厚之处。2001年启动的基础教育课程改革明确提出，要处理好现代社会科技进步与学生发展的关系，注重学生科学素养、科学精神、科学态度的培养，这都离不开对科技史教育的重视。为此，《普通高中历史课程标准（实验）》中有不少关于科技史教学的内容。爱因斯坦在评价居里夫人的功绩时说得好：“我们不要仅仅满足于回忆她的工作成果对人类已经做出的贡献。第一流人物对于时代和历史进程的意义，在其道德品质方面，也许比单纯的才智成就方面更大。”为此，历史教学运用科技史渗透德育应突出以下十个方面。

一、重视人的作用

自然科学发展的一个基本特点是科学知识的积累和历史继承性。科学绝不是哪一个时代的产物，而是人类社会整个历史时期内不断积累起来的知识和智慧的结晶。正是在这个意义上，经典力学的创始人牛顿这样评价自己：“我之所以比别人看得远些，只是因为站在巨人的肩膀上。”如原子物理学中，人们对原子结构的认识，从汤姆逊发现电子而创立了汤姆逊的原子模型开始，在此基础上卢瑟福依据α粒子散射实验的结果提出了核式结构型，玻尔进一步把量子理论运用到原子系统上，建立了玻尔原子模型，这样使人们对原子结构的认识由错误到正确并不断加以完善。卢瑟福是汤姆逊的学生，玻尔是卢瑟福的学生，三代物理学家对原子结构的研究都有自己独到的见解，如果他们仅是承袭前人的理论而没有创新，便没有原子物理学的飞速发展。在科学发展史中，科学家的作用至关重要，而科学家在追求真理时所表现的奉献精神、在科学研究中的辛苦劳动与科学精神，科学家的成功与失误，科学家的成长与发展道路，科学家的品德力量……所有这些给人的启迪与教育作用甚至超过了科学内容本身。因此，许多著名科学家都十分重视科学发展中人的作用，爱因斯坦说：“联系科学的发展来追踪理论的形成具有特殊的魅力。”诺贝尔奖获得者、反质子的主要发现者之一塞格雷则说：“不过，我相信物理学同样有一个丰富的组成部分，是关于人的。”因此，在运用科技史渗透德育中一定要重视人的作用。

科学家在一定的历史时期对科学的发展做出了不朽的贡献，同时也获得了社会和历史所给予的崇高荣誉与评价，这是理所当然的。牛顿一生完成了光的色散实验，建立了二项式定理，创立了微积分，确立了运动三定律和万有引力定律，被人们称为“有史以来最伟大的天才”“古往今来的崇高人物”。这是历史对他的赞誉。但牛顿也是一个活生生的人，他的成就除自身的天赋和勤奋外，主要是集前人与同代人的思想之大成，最终给予精辟的概括。同时，他性格古怪，曾同许多人发生过论战，晚年曾误入歧径，致力于“上帝是第一推动力”的研究，最终却一事无成。这样，让学生对牛顿的各个侧面都有所了解，更感到亲近些。

二、造福人类的献身精神

纵观整个科技史，我们看到优秀科学家总是把献身科学、造福人类作为自己的崇高目标。诺贝尔曾豪迈地说：“我是世界的公民，应为人类而生。”美国发明家爱迪生则说：“我的人生哲学是工作，我要揭开大自然的奥秘，并以此为人类造福。我们在世的短暂的一生中，我不知道还有什么比这种服务更好的了。”他俩的话是众多优秀科学家的造福人类、献身科学的誓言的代表。

正是这种造福人类的崇高目标，激起了科学家不怕牺牲的献身精神，在自然科学的各个领域，留下了许多感人肺腑的故事。如明代伟大的中医药物学家李时珍尊重科学、力排迷信、博览群籍，积累上千万字的札记，重视实践，经二十多年的调查研究，获得广博的真知，他的《本草纲目》把中医传统的本草学推到了光辉的顶峰，成为“东方医学的巨典”。伽利略为宣传哥白尼的“日心说”而被教会终身监禁；利赫曼为引雷电而捐躯；法拉第鄙视名利，舍弃荣华富贵，几次拒绝接受封爵，终生进行实验探索，最后老死在书桌旁；居里夫妇为提炼镭元素而甘受放射元素射线的损害，他们的女儿和女婿也因长期从事放射性研究而英年早逝；爱因斯坦十年的追光思考；焦耳四十年的热量实验……造福人类的崇高目标，也激起了科学家对人类正义事业的高度责任感。他们力求科学发展符合全人类的根本利益，随时预防消极后果的出现，敢于旗帜鲜明地反对帝国主义战争，敢于反对法西斯主义。众所周知，居里夫人和爱因斯坦都是著名的反法西斯战士。在第一次世界大战中，居里夫人曾亲赴前线抢救伤员。1939年，爱因斯坦在获悉铀核裂变的消息后，为防止希特勒抢先制出原子弹，他与费米、齐拉特等科学家一道写信给美国总统罗斯福，建议美国研究原子弹。正是在这一建议下，美国政府组织了“曼哈顿工程”。

三、报效祖国的爱国主义精神

热爱祖国是一种巨大的精神力量，是几乎所有优秀科学家都具有的一种纯洁的、永恒的感情。微生物学的奠基人、法国科学家巴斯德说得好：“科学固然没有国界，但科学家应该把所有的力量，献给他的祖国。”正是这种爱国之情，使他们为了祖国的繁荣富强奋进拼搏、立志向上，当做出成就后又会以其成就、发明、发现为国争光。居里夫人发现第84号元素后，即命名为钋（Po, Po1oni-um），以纪念她的祖国波兰（Poland）。苏联科学家科罗廖夫是著名的喀秋莎大炮的设计者，他在1957年大胆采用捆绑式火箭，成功地发射了世界上第一颗人造地球卫星，可他当时是一名因肃反扩大化而被错罚的“囚犯”。1961年，当他为苏联设计第一艘载人宇宙飞船时仍被监外“保护”。这种忍辱负重为祖国做出杰出贡献的科学家，难道不值得我们敬仰讴歌吗？第二次世界大战中，诺贝尔物理学奖获得者约里奥·居里在巴黎沦陷的危急时刻，毅然加入法国共产党，不惜牺牲生命加入保卫法兰西的伟大斗争中去。他一方面想尽一切办法不让德国人有效地使用回旋加速器做核裂变研究，另一方面又秘密领导地下抵抗运动，并利用实验室装配武器与炸药供给抗德特工队。他这种强烈的爱国主义精神，是法兰西民族的骄傲。

热爱祖国也是我国科学家的光荣传统。新中国成立前，不少科学家怀着“科学救国”“工业救国”“教育救国”的激情，为“中华崛起”而跨洋过海留学，学成之后又纷纷回国办厂、兴学。侯德榜、詹天佑、茅以升、李四光、竺可桢、吴有训、严济慈、周培源、苏步青、钱三强、钱伟长、卢嘉锡、童第周、高士其等是这些人中的杰出代表。当五星红旗在神州大地升起后，他们中的许多人放弃优厚的生活待遇、完善的科研条件，想尽一切办法冲破重重险阻，回到新生的共和国，成为新中国科技事业的奠基人、开拓者。张文裕、赵忠尧、钱学森、华罗庚、吴仲华等是这些人的杰出代表。在社会主义建设中，他们中有的人甘愿“隐姓埋名一辈子”，如曾为原子弹、氢弹的研制做出重大贡献的王淦昌、彭桓武、郭永怀、邓稼先、于敏、周光召、王承书等，曾经几十年在人世间“消失”。他们中的大多数人根据社会主义建设的需要，自觉调整自己的科研方向，或自觉到最艰苦的地方去创业。如华罗庚搞优选法与统筹法，蔡希陶重橡胶生产与科研，蒋筑英专攻应用光学，彭加木献身新疆塔里木盆地……在改革开放的今天，一大批学有所成的年轻科学家又效法师祖，不为优厚的物质待遇所动，甘愿回到贫穷的祖国，立志为中华民族争光，韦珏、陈章良等是这些人的杰出代表。

“在他心里，国为重，家为轻，科学最重，名利最轻。5年归国路，10年两弹成。开创祖国航天，他是先行人，披荆斩棘，把智慧锻造成阶梯，留给后来的攀登者。他是知识的宝藏，是科学的旗帜，是中华民族知识分子的典范。”这是钱学森当选2007年度“感动中国”人物时的颁奖词，也是钱老一生的真实写照。在事业如日中天之际，他毅然选择回归当时几乎一穷二白的祖国，希望为自己的国家贡献力量。“我姓钱，但我不爱钱”，他不仅不贪利，也不图名，这岂是一般人所能做出来的？后来他回忆说：“我从1935年去美国，1955年回国，在美国待了整整20年。这20年中，前三四年是学习，后十几年是工作，所有这一切都是在做准备，为的是日后回到祖国能为人民做点事。”正是怀着真挚的爱国热情，回国后他不仅仅是“为人民做点事”，而是为新中国做了很多事，在航天领域做出几乎无人能比的贡献。而提及自己的贡献，他总是谦逊地说：“我个人仅仅是沧海一粟，真正伟大的是党、人民和我们的国家。”这是一个真正的人民的科学家，爱国家、为人民，把国家和人民的利益放在高于一切的位置。有了此种胸襟，再加上科学精神，怎能不叫人折服？难怪他在争取回国时，当时的美国海军次长金布尔说：“钱学森无论走到哪里，都抵得上5个师的兵力，决不能让他离开。”总之，我国科学家热爱社会主义祖国，为了祖国的繁荣富强以及毕生对事业执着追求的高尚精神，是学生学习的楷模。

四、敢于冒险、敢于创新的开拓精神

人们在向未知领域探索的过程中，各种习惯势力、已有的学说与传统的观念，常常会严重束缚人们的思想，只有具备敢于冒险、敢于批判、敢于创新的开拓精神，才有可能冲破习惯势力的阻挠、传统观念的束缚完善或修正原有的学说，开辟新领域，创造新天地。

钱三强在回顾自己的科学生涯时，曾向中国物理学界提出：“在科学中没有禁区，没有绝对权威，也没有千古不易的定论和所谓的‘终极真理’。”哥白尼、伽利略、伽罗瓦、拉瓦锡、达尔文、孟德尔、巴甫洛夫、爱因斯坦、李政道、杨振宁等都是敢于突破旧的束缚，从而取得重大突破的著名科学家。汤姆逊在卢瑟福获诺贝尔奖庆祝会上说：“在能够对科学做出的一切贡献之中，观念的突破是最伟大的。”李政道、杨振宁推翻“宇称守恒定律”，就是这种观念突破的重大发现。深受中国传统文化熏陶的两位年轻的中国科学家李政道、杨振宁，也许受了中国古代阴阳太极图的启示，敢于提出在弱相互作用中存在宇称不守恒，以中国女科学家吴健雄为首的实验小组成功地证实了这一发现，李政道、杨振宁因此获得1957年度诺贝尔物理学奖。当电磁方面的新发现和新实验与经典力学理论发生矛盾时，其他老一辈物理学家企图用修补漏洞的方法来维护经典理论框架，爱因斯坦则敏锐地意识到，只有对物理理论的基础进行根本性变革，才能解决这一危机，从而创立了相对论。他这种破除迷信、解放思想，怀疑与创新的勇气和精神，再一次宣布科学无权威！这种不唯上、不唯书，只唯实的信念和求实态度，正是向学生渗透和灌输的优质乳汁，从而启发学生认识没有怀疑、批判、解放精神，没有超常超群的卓识和胆略，就不会有影响科技发展历史进程的原创性、独创性的科研成果。

五、追求真理、坚持真理的务实精神

爱因斯坦说：“对真理和知识的追求并为之奋斗，是人的最高品质之一。”巴斯德有一句名言：“机遇只偏爱有准备的大脑。”澳大利亚科学家W.I.B．贝弗里奇在其所著的《科学研究的艺术》一书中，列举了机遇在新发现中的作用的实例近30个，无一不说明了这点。

在科学史上，许多优秀科学家为坚持和捍卫真理或遭受挫折，或付出沉重代价乃至生命的例子比比皆是。布鲁诺、伽利略因支持和宣传日心说，而惨遭罗马教廷的杀害与监禁；赫胥黎为坚持与捍卫达尔文的生物进化论，与英国天主教势力奋战了25年；孟德尔的遗传规律被宗教界视为异端邪说，直到他死后35年才被承认和传播；法国青年数学家伽罗瓦19岁时为群论所做的奠基性研究受到科学史上少有的冷遇与压制，直至他死后14年才公之于世……

在科学探索的道路上，没有“常胜将军”，失误与错误是经常发生、难以避免的。可贵的是，许多优秀科学家，不仅能在做出科学发明前严格试验，寻找错误，杜绝错误；做出发现后，有了错误也能及时纠正，甚至对于自己长期坚持的思想在新的事实面前，也勇于放弃。这种勇于修正错误的可贵精神与坚持真理的坚定信念是一致的，也是科学家取得成功的一个重要因素。

六、淡泊名利的无私精神

在科学史中，许多成绩卓著的科学家大都具有淡泊名利的无私精神。居里夫人对待财富的态度众所周知：当镭被证明治疗癌症有效后，有人建议居里夫人给提炼的过程申请专利，也有大企业上门要求独家买断提炼镭的技术。如果这样，居里夫人会毫不费力地成为百万富翁，但她都拒绝了。她毫无保留地把此项技术公之于众。她说：“镭是一种慈善的工具，它是属于全世界的”，“我们发现了镭，但不是创造了镭，因此它不属于我们个人，它是全人类的财产”。面对成功后铺天盖地的各种荣誉，居里夫人始终泰然处之。爱因斯坦说：“在所有的著名人物中，玛丽·居里是唯一没有被盛名宠坏的人。”在科学史上这种例子还有很多：伦琴发现X射线、富兰克林发明一种新式火炉、戴维发明矿山安全灯、中国化学家黄鸣龙独创黄鸣龙还原法……他们都放弃了专利。诺贝尔用自己全部财富设立奖金，以奖励全世界对科学与和平事业做出杰出贡献的人，而许多诺贝尔奖获得者则不把奖金据为己有：居里夫人把两次奖金全部用于科学实验和购买公债；伦琴把全部奖金献给维尔茨堡大学，用以促进科学研究；瑞利把奖金的一半赠给卡文迪许实验室……爱因斯坦拒绝每分钟1 000美元的电台演讲，却同意将1905年发表的30页的《论动体的电动力学》论文重抄一遍拍卖，将所得650万美元全部捐献用来支援反法西斯战争。

七、人文教育功能

美国科学史学科的奠基者萨顿说过：“科学史在很大程度上是思想解放的历史，是人类和错误、无理性做斗争的历史”，“科学史是文明史的主线，是知识综合的枢纽，是科学与中学的中间，是教育的基石”。科学史具有联结科学与人文桥梁的作用。随着科学技术的迅猛发展，人们日益认识到，科学技术是一把双刃剑。它既可以造福世界也可以贻害人类，科技究竟给人类带来幸福还是灾难，取决于人类自己，关键在于掌握科学的人如何运用它。科学技术这把钥匙，既可以开启天堂之门，也可以开启地狱之门，究竟开启哪扇门，则有赖于人文精神的指导。科学技术只有在人文精神的指导下，才能向着最有利于人类美好发展的方向前进。科技史恰恰是沟通科学文化与人文文化的理想工具，它立足于过去与未来、自然与社会的交叉点上，对提高学生人文素养、教育他们真正理解科学是不可缺少的。

美国物理学家和物理教育家拉比认为：“只有把科学和人文融为一体，我们才能期望达到与我们时代和我们这一代相称的智慧的顶点。”科技史渗透人文教育功能还体现为团结、合作、民主的精神。所有重大的科学发现，都是经过不同国家一代乃至几代人的艰苦积累，汇聚和利用了许多人的研究成果才得以完成的。开普勒和第谷相辅相成的合作可谓珠联璧合的典型。第谷是一个精于观测而短于理论分析的科学家，他曾以编制一部适合历法修订和航海的星表为目标，在二十多年里辛勤地观测和记录了行星的位置和运行情况，积累了大量精确的资料。开普勒因视力不佳，没有第谷的那样的观测才能，但有高深的数学知识。他被聘为第谷的助手后，开始从确定火星的轨道入手整理第谷的大量资料。他根据所用模型和第谷数据之间8秒的误差，不辞劳苦地继续研究第谷的大量数据，最终寻找到了用数学形式表达的行星运行规律。可见，第谷和开普勒在三定律的发现中的作用都是至关重要的。曾任卡文迪许实验室主任的汤姆逊总是把他所知道的和所能想到的全部告诉助手和学生，甚至把他自己设计的方案无代价地给予学生。他制定了每两周一次的学术讨论会制度，他在任期内共培养了84位物理学教授，27名英国皇家学会会员，诺贝尔奖获得者7人，这种无私奉献的精神是值得我们学习的。

八、理解科学精神

在科技发展的进程中，人类做出了许许多多新的发现和创造，而导致这些发现和创造出现的关键因素是人类敢于探索未知世界的科学精神。没有这种精神，哥白尼就不能在生命受到威胁的时候提出日心说；没有这种精神，爱因斯坦就不会在众多物理学家极力反对的情况下创立相对论。在科技日新月异的今天，科学精神已成为推动生产力发展的重要精神力量。正如江泽民同志所说，科学精神“可以引导人们奋发图强、积极向上，促进人们牢固地形成正确的世界观、人生观和价值观，促进人们实事求是地创造性地进行社会实践活动”。德国哲学家韦伯尔曾讲过：“在每一历史事件背后，必须有一种精神。”那么，在科技史的学习中，就是要进一步树立科学精神，坚定求真、求实、敢于怀疑和敢于创新的科学态度。在教学中，不只单纯地讲授并让学生掌握科学家们的贡献，还应提供科学家们成功的人生经验、追求真理的历程，促进学生科学精神的培育。不管人类科学获得了怎样的发展，科学知识本身永远是有限的，而能真正突破这种有限性的科学精神却是无限的。如何使学生深刻理解和掌握这种科学精神就是我们在进行科技史教学过程中应该思考和实践的。通过科技史在教学中的渗透，让学生养成敢于怀疑、勇于批判的科学态度，形成独立思考和独立判断的能力。

九、认识“科学技术是第一生产力”的准确内涵

随着人对自然界认识的不断发展，科技越来越制约着人们对自然界的征服和改造。邓小平指出：“历史上的生产资料，都是同一定的科学技术相结合的，同时，历史上的劳动力，也都是掌握了一定的科学技术知识的劳动力。”齐世荣先生在《创新是国家兴旺发达的不竭动力》一文中指出：“科学通过技术的媒介应用与生产，科技才真正成为第一生产力。现在从科学原理到发明，到产品投入市场的时间愈来愈短了。1885年到1919年，从发明产品投入市场的平均时间是37年；1924年到1944年平均时间是24年；从1945年到1964年的平均时间是14年。这说明人们越来越认识到科学技术对生产的重要性。在一些发达国家，科学技术在国民经济中的使用已上升到第一位，‘二战’后，1950年到1970年间，科技进步所占比重在发达国家平均为49%。到20世纪80年代，在一些发达国家所占比例已上升到60%～80%，在发展中国家平均为35%。”从这个意义上说，科学技术已成为人们物质生产的前提和条件，决定着自然界的改造，对历史发展起着重大作用，科技史提供了大量丰富的历史佐证。《普通高中历史课程标准（实验）》也提出了要求，例如学习世界近现代史时，要求“以蒸汽机的发明和电气技术的应用等为例，说明科学技术进步对社会发展的作用”；学习中国近现代史时，要求“列举新中国成立以来科技发展的主要成就，认识科技进步在现代化建设中的重大作用”。科技在人类历史发展过程中，尤其是在近代社会的构建过程中，起着极为重要的作用。近代以来，历次科学领域的重大进展以技术革命为中介转化为直接生产力，从而推动了社会经济发展，并最终引发社会革命，推动人类由农业社会进入工业社会，从蒸汽时代进入电力时代、信息时代。科技在给人类社会以巨大进步的同时，也会给人类带来一些人们当初不曾料到的负面效应，如电磁波泛滥且危及飞机的导航；核电站的反应渣及随时可能发生的核泄漏都将影响到生态环境及人类的健康；如生态失衡、自然资源过度消耗等。科技是一把双刃剑，用得好，受其惠；反之，受其害。需要指出的是：科技本身没有对错之分，它对人类的影响取决于人类如何利用它。通过科技史的教学，认识“科学技术是第一生产力”的准确内涵，准确地理解科学概念，而不只是从某个学科中学到一些作为现成结论的知识片断。

十、发挥美育功能

科技史是一幅理论与实验交叉、失败与成功并存、逻辑与非逻辑思维并用的丰富多彩的画卷，是一部跌宕起伏、曲折前进的英雄乐章，科学家的生平事迹、高尚情操、成功与挫折、智慧与幽默、分歧与争论，科学思想与方法的演变，科学发展跳动的脉搏，呈现出“美”的轨迹。反映事物的特征及其规律的知识是丰富多彩的，但自然界是统一的，客观事物之间存在着内在的联系，这种内在联系将各种各样的科学知识又和谐统一起来，进而形成既千变万化又和谐统一的“美”的画卷。例如：牛顿建立万有引力定律，将天体运动与地面物体运动的理论统一起来；能量的转化与守恒定律提示了力、热、电磁、光和化学等各种自然现象之间的统一性；爱因斯坦的质能方程既统一了物质世界的质量和能量，又用非常简单的形式表现了两个未知量之间稳定、均衡的比例关系，显得十分优美。又如物理学家对自然呈现的简单性具有强烈的信念，他们采用“宁可寻求简单”的逻辑与手法来研究物质世界。因此在研究纷繁复杂的真实世界的时候，把研究对象一一分割，抽象出最简单的物理模型，诸如质点、理想弹簧振子、理想气体、光线等，以这些优美的思想模型概括出物质运动的基本规律，变复杂为简单，既简洁又合理，可给人类带来研究物质世界美的享受。

总之，运用科技史渗透德育，教师要对科学的发展史有较深入的了解，要博览群书，要多读一些科学家的传记、演讲或书信集，勤动笔做摘录，做有心人。当我们在课堂上看到学生赞许的眼光、专注的神态、爽朗开心的微笑，当我们有幸置身于科学的殿堂，站在神圣的教坛得天下英才而教，我们又有什么理由不认真地投入与付出呢？

（历史是一门综合性很强的学科，在教学中运用科技史渗透德育有着天然优势。原载《新德育》2013年第7期）