教学引入科学史
让学生经历科学家探索过程
◇刘 燕 （浙江：杭州市萧山区市心小学）
〔摘 要〕 本研究通过将科学史引入教学过程，旨在深化学生对科学发展过程的了解，加深对科学知识的理
解，培养科学思维能力。科学史与科学情境导入、实验探索相结合的独特的教学设计，经过课堂观察和教学
实践，探索了科学史融入小学科学教学的有效方式。结果显示，科学史的引入能够激发学生的学习兴趣，保
护学生的好奇心和求知欲，学习科学家的科学精神，增加学生的人文底蕴，显著提高了学生的学习兴趣和学
习动机，加深学生对科学观念、科学思维的理解。通过对研究结果的分析与总结，强调了教学引入科学史的
重要性以及对培育学生科学核心素养的促进作用。
〔关键词〕 小学科学；科学史；教学设计
〔中图分类号〕 G424
一、研究的背景
〔文献标识码〕 A 〔文章编号〕 1674-6317 （2025） 02 040-043
《全民科学素质行动规划纲要（2021-2035）》
指出，社会文明进步的核心在于全民科学素质的提
升，是科学发展的基础。《义务教育科学课程标准
（2022年版）》指出，引入科技史素材，帮助学生体
会科学本质；可在探究活动中融入科技史的阅读、
模拟实验等；充分利用相关科学史和科学技术新进
展，引导学生了解科学发展史；教材要结合科学探
究和实践活动，合理选择科技发展史中具有深远影
响的重大事件、经典实验、重要理论和思想代表性
人物，以及中国古代和近现代科技成就，让学生理
解科学本质，体会科学思想，学会科学方法，形成科
学态度。着重强调了科学史在中小学科学教育中
的重要作用。
小学科学教育作为基础教育阶段的重要组成
部分，其质量与水平对学生未来发展产生着深远的
影响。然而，当前小学科学教学中存在的一系列问
题。首先，学生对科学发展历程不了解，对科学发
展做出巨大贡献的中外科学家知之甚少；全国科学
教师队伍中科学教师科学素养参差不齐，教师对于
科学史的了解和掌握程度不一，导致教学内容的选
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择和安排不够合理。其次，课堂时间有限，科学史
的讲解可能会占用较多时间，会影响到对科学教材
中科学知识的学习。最后，学生对于科学史的学习
兴趣和接受能力存在差异，如何让每个学生都能够
积极参与科学史的学习，需要教师有针对性地进行
引导和激发。这些问题不仅制约着学生的学习效
果，也制约了基础科学教育的发展。
笔者针对小学科学教学中存在的问题，开展了
教学设计与课堂建构的研究。旨在通过将科学史
融入小学科学教学的方式，激发学生的学习兴趣，
增加学生的人文底蕴，学习科学家精神，保护学生
的好奇心和求知欲，建立学生的学习内驱力，加深
学生对科学观念、科学思维的理解，深化学生对科
学本质的理解，培养学生的科学思维能力和探究实
践能力。
二、科学教学引入科学史的意义
（一）有助于激发学生的探究兴趣
在教学过程中引入科学史的发展，让学生了解
科学的由来和科学家的贡献，能够激发学生对科学
的好奇心和探究兴趣，使学生对科学的学习变得更
加主动，更加积极地参与课堂讨论和实验操作。通
过了解科学史中的科学探索过程和科学家的努力，
学生对于科学的学习目标变得更加明确，学习科学
的积极性和主动性也同步提升。
（二）有助于加深学生对科学思维的理解
科学家的科学探索过程，展示了科学家的观
察、提问、假设、实验、验证、反思等科学思维生成和
探究实践的过程。科学家进行科学探索的具体事
例，能够深化学生对科学知识的理解，加深学生对
科学观念、科学思维的理解，培养学生的科学思维
能力和探究实践能力。
（三）有助于培养学生的科学精神
每一项科学发现都凝聚了科学家严谨求实的
治学精神、敢为人先的创新精神。通过科学家的故
事，学生能够感受每一位科学家的科学精神，塑造
精神榜样。在教学过程中引入科学史教育，能够为
社会培养一批具备科学家潜质、愿意献身科学研究
事业的优秀青少年群体，也能为未来社会输送一大
批具有科学精神的高素质劳动大军，为我国的科技
发展贡献力量。
三、科学教学引入科学史的方法
（一）聚焦科学故事，导入科学新知
教科版科学课本都有一节“科学家这样做”专
栏。在将科学史融入科学教学的具体教学设计及
教学实践上，教师不仅仅要将“科学家这样做”中的
科学故事带进课堂，也要将科学课本上每一课涉及
的科学史故事带进课堂。
教科版科学四年级上册第三单元是“运动和
力”，学生在三年级时已经发现有时物体是静止的，
有时是运动的。《让小车运动起来》是“运动和力”单
元的起始课，让小车运动起来的力是重力，牛顿这
位科学巨匠的引入必定会引发学生强烈的学习兴
趣。因此，将四上的“科学家这样做”专栏放在本单
元教学效果会更好，学生对运动和力的认识会更
深刻。
科学史融入的教学过程及教学策略如下。
环节一：课前作业布置。
围绕“运动和力”“牛顿贡献”等关键词查找资
料。可通过多种途径，如微信公众号、科普视频、图
书、网络文字资料等方式查找。
【设计意图】通过课前查找资料为“运动和力”
单元的学习奠定基础，不同学生之间知识储备、阅
读差异大，提前预习可提高课堂学习效果；引发学
生对科学家、科学历史的好奇心和求知欲，从而对
本单元知识的学习建立起强烈的探究欲。
环节二：科学史引入新知。
问：今天我们学习“运动和力”单元，提起运动
和力，你能想到的科学家是谁？
（预设：牛顿，他发现了万有引力）
问：牛顿是位伟大的科学家，他发现了万有引
力，那牛顿是第一个关注到这个问题的人吗？在他
之前有没有其他人也在研究这个问题呢？
（预设：肯定有）
问：都有哪些人研究过？
（预设：例如伽利略，可能没人会说出亚里士
多德）
引出提前布置好的科学史查阅作业，学生举例
说明，学生补充、教师评价并补充、总结。
运动和力科学发展史如下，学生围绕以下发展
史进行举例陈述：
当时有非常多的人在研究运动和力这个问题，
最早的时候要追溯到古希腊时期，当时有一位著名
的哲学家亚里士多德（公元前384年），亚里士多德
在那个年代是绝对的权威，他认为：重的东西比轻
的东西下落得快。此后的1900多年，人们坚定不
移地拥护这个观点。
【设计意图】导入部分采用启发式教学，调动学
生对先前整理资料作业的知识储备，暴露学生的前
概念，了解各学生的知识水平。
直到1900多年后的17世纪，当时著名的物理
学家伽利略在比萨斜塔上做了个著名的实验，最
后：两个铁球同时落地（后人认为比萨斜塔实验是
后人杜撰，但伽利略肯定在实验室做过类似的实
验）。伽利略的实验结论直接把流行了1900多年
的权威观点给否定了。但是让物体下落的力是什
么力呢？
在伽利略去世的同一年，牛顿出生了。牛顿成
年后在剑桥大学求学时遭遇了欧洲历史上非常严
重的一场瘟疫——黑死病，学校停课，牛顿不得不
回到了母亲的庄园继续他的科学研究。牛顿的好
多科学发现都是在这个庄园中完成的。例如，他关
注到苹果总是往下落到地面上，而不是飞到天上，
牛顿意识到是地球把苹果拉向地面的，那么月球和
地球之间可能也是相同的力。这个问题很多科学
家例如开普勒、罗伯特·胡克、克里斯托夫·雷恩、爱
德蒙·哈雷也在研究，后来牛顿在这些科学家研究
的基础上，发现了万有引力，通过大量的实验和科
学推理，牛顿证明了苹果落地和行星之间的力是同
一种力，提出了万有引力的定律。牛顿的名言“我
是站在巨人的肩上”，说的就是他的科学发现是因
为有了前人的研究基础才得以发现。
【设计意图】通过讲述以上几位科学家的故事，
学生意识到科学真理并不是永远正确的，科学真理
只是暂时正确，科学真理是随着时间发展，在后人
理论完善的基础上慢慢修正的。学生在故事中理
解了科学的本质。例如，万有引力定律就是经历了
以亚里士多德—伽利略—开普勒—牛顿为代表的
众多科学家的发展慢慢完善并建立起来的。
教师出示四年级上册“科学家这样做”中牛顿
的插图。
问：这是“科学家这样做”中的插图，请同学们
仔细观察，图中展示了什么信息？
（预设：行星运动、苹果落地——万有引力；望
远镜——反射式望远镜；白光通过三棱镜——光的
色散）
这些发现，除了行星运动规律是牛顿在前人研
究的基础上花费了20年才发现的，其他的发现都
是在英国发生瘟疫剑桥大学停学期间，牛顿在他母
亲的庄园中完成的。
环节三：实验探索。（略）
实验1.利用垫圈和绳子，想办法让小车动
起来。
实验2.研究小车运动快慢与拉力大小的关系。
【设计意图】在环节二利用科学史导入新知的
基础上，通过丰富的科学史故事，学生已经对“力”
萌生了充足的兴趣和真实的内驱力，学生有能力专
注于后续的两个探索实验。
（二）开展科学实验，经历科学家探索过程
以六上《电和磁》教学为例。在实验探究中融
入不同的科学家研究电和磁的故事，让学生经历科
学家探究电和磁的过程。
《电和磁》是教科版科学六年级上册第四单元
“能量”的第三课。重演科学史上奥斯特发现电磁
现象的过程，经历对新现象进行分析、解释的思维
过程，加深学生对电磁感应现象的初步认识。
科学史融入的教学过程及教学策略如下。
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环节一：课前作业布置。
查找研究过“电和磁关系”的科学家的故事，并
在课堂上讲述。六年级的学生已初步具备自学能
力。查找可通过多种途径：微信公众号、科普视频、
图书、网络文字资料等。
环节二：科学史激趣，引入新知。
师：同学们，你们上网查到了哪些与发现“电磁
感应”有关的科学家？
（学生发言）
师总结：与电磁感应失之交臂的科学家。
瑞士有个科学家叫科拉顿，他为了避免磁铁对
小磁针的影响，特意在两个实验室开展实验，在其
中一个实验室放磁铁和开关，另一个实验室放小磁
针。做实验的时候，他在这个实验室打开/关闭开
关，再跑去另一个实验室观察小磁针的现象（配合
肢体动作活跃课堂效果更好），殊不知实验现象是
在断开或者连通电路的瞬间产生，这个瞬间电场从
有到无或从无到有，瞬间发生了变化，导致这位科
学家错失发现“电磁感应”现象。
【设计意图】用幽默的方式配合肢体动作讲述
两位科学家的故事，利用科学史上的小失误——科
拉顿的故事活跃课堂氛围，通过两位科学家的不同
做法引发学生的好奇心和求知欲。课堂的实际效
果是学生爆笑连连，勾起了学生无限的求知欲。
环节三：实验探索。（让学生经历奥斯特的电磁
感应实验）
师：那么真正发现“电磁感应”现象的是谁呢？
（预设：奥斯特）
现在有请科普剧演员登场！（演员奥斯特和演
员学生登场）
师旁白：奥斯特是如何发现“电磁感应”现象的
呢？我们一起看一下事情的经过。
学生根据以下剧本表演。
据说奥斯特是在给大学生上课的时候演示了
一个实验，以往他做实验的时候是导线和小磁针垂
直放置，但上课给学生做实验的时候他即兴将导线
和小磁针平行放置，当接通电源的时候，奥斯特发
现小磁针微微偏转了一下，这个发现令奥斯特欣喜
不已，据说他当时高兴得在讲台上摔了一跤。
【设计意图】通过科普情景剧重演奥斯特发现
电和磁的过程，将学生代入角色，更容易激发学生
的兴趣点和探究欲，学生对接下来重演奥斯特实验
充满了期待。
师：你们现在想不想经历一下奥斯特发现电磁
感应现象的过程呢？
（预设：特别想！）
（三）重演奥斯特实验，引导学生探索思考
实验1.用通电导线靠近指南针。
学生说明实验材料（电池、导线、指南针）及
步骤。
小组合作实验。
交流研讨。
师：在这个实验中我们能够发现在电路断开和
连通的瞬间小磁针发生了偏转，我们重演了奥斯特
实验！多么奇妙啊！奥斯特曾经也经历了我们现
在经历的事情。可是，同学们，你们在这个过程中
有没有发现什么问题？
【设计意图】在探究实验中指导学生做19世纪
丹麦科学家奥斯特做过的实验——通电导线使指
南针偏转，经历对新现象进行分析、解释的思维
过程。
学生交流研讨。
学生汇总：小磁针偏转现象不明显。
师：我们如何让小磁针偏转现象更加明显呢？
学生讨论并总结使小磁针偏转更明显的方法，
由此过渡到实验2。
【设计意图】通过通电导线靠近指南针的实验，
启发学生从实验现象中发现问题“小磁针偏转现象
不明显”，并提出解决办法——通电导线改为通电
线圈。在经历“重演奥斯特实验”的基础上，从一根
导线到多根导线即线圈，学生的探究性思维也得到
提升，实际操作能力和观察分析能力进一步提升。
实验2.用通电线圈靠近指南针，重演奥斯特
实验。
出示实验材料（电池、长导线、指南针）。
学生说明实验步骤。
小组合作实验。
交流研讨。
反思交流。
【设计意图】在最后反思交流阶段，通过经历科
学家的探究历程，学生体会到科学成果的生成都是
经历一个长期的研究过程，体会奥斯特小小的发现
带给人类科技巨大的改变。
科学实验过程中必定伴随着实验现象。实验
现象分析是激发学生思考、促进学生科学思维发展
的最重要的一环。教师通过启发式提问、引导式讨
论等方式，引导学生主动探索和思考，促进学生科
学思维能力的提升。
四、结语
对科学史融入小学科学的教学设计与课堂建
构的研究，旨在深化学生对科学知识的理解，培养
科学思维能力、探究实践能力。
研究结果显示，科学史的融入能够激发学生的
学习兴趣，增强他们的学习动机，并且加深他们对
科学思维的理解。首先，在教学内容的选择与组织
上，要根据小学生的认知水平和学习需求，在教学
中引入具有里程碑性质的科学事件，如伽利略的自
由落体实验、达尔文的进化论等，通过实例化和故
事化的方式对科学史进行深入浅出的讲解或科普
剧展示，使学生能够在具体案例中了解科学思维的
形成与发展。其次，在教学活动的设计与实施上，
要重视学生的参与和互动。通过小组合作、实验观
察和科学探究等形式，学生在探索中感受科学史对
当代科学的影响，培养科学思维的习惯和探究实践
能力，以促进学生科学核心素养的提升和全面
发展。
在实际教学中，教师要加强对科学史的学习和
研究，合理安排科学史的讲解时间，同时注重激发
学生的学习兴趣和学习动机，以实现科学史在小学
科学教学中的有效应用。教师应重视科学史的教
学，探索有效的融入方式，为学生提供更丰富、更有
意义的科学教育。
参考文献
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