“科学史之魅”校本拓展课程的开发与实践
摘??要：在科学学科中利用科学史进行教学，能帮助学生理解科学的批判性和统一性，理解科学的社会角色和人文意义。但基础课程中科学史的教与学存在一定的脱节，科学史的教学内容如同蜻蜓点水，这不利于学生可持续地习得知识，进而形成整体性的认知。因此，教师应在拓展课程中设计并拓展科学史教学，围绕立德树人这一育人目标，融入科学家的思维过程、实验方法等，为学生铺设支架，帮助其在归纳分析、对比求证中整合思维、完善结论、迁移应用，进而提升其科学素养。
关键词：科学史;校本拓展课程;基础课程;科学实验;光合作用
一、基础课程中科学史的教与学存在一定的脱节
（一）教材引发即止
浙教版义务教育教科书《科学》八年级下册第3章第6节《光合作用》，以光合作用的原理、光合作用的条件和产物、光合作用的原料、光合作用和呼吸作用的相互关系为主线，在“阅读”板块中提供科学史材料“亚里士多德的猜想”和“海尔蒙特柳树实验”，这有利于拓展教师与学生的知识面。但限于篇幅，教材中涉及的科学史材料是不连续的片段。在基础课程中，科学史的教学内容如同蜻蜓点水，因此在拓展课程中设计并拓展科学史教学，利于学生可持续地习得知识，进而形成整体性的认知。
（二）教师点到为止
笔者听了8节教研组内和校际间的《光合作用》课。大多数教师对“植物制造淀粉的实验”进行了深入的探究，得出了光合作用需要光照、产物中含有淀粉这个结论。但由于天气、场地、时间等原因，实验往往以视频的形式呈现，以致学生习得的知识基本上是灌输性的。此外，教师往往为了追求讲授知识的进度，省略了经典的发现史过程，如只对海尔蒙特实验作粗略的讲解等。实际上，教师应注重对科学史拓展课程的开发，挖掘出科学家在研究中运用思维解决问题的过程和方法。
（三）学生浅尝辄止
前期调查统计还表明，学生对科学史的关注度基本上以科学家的趣闻逸事为主。对植物光合作用实验为什么选择天竺葵和金鱼藻作为实验材料，学生没有作过多的思考，也没有从科学本质问题上进行分析。在应试教育大环境下，虽然有课标的要求和教材的呈现，但科学史学习还是只能成为一道看上去很美的摆设。
（四）应用戛然而止
学生在学习“光合作用”时，只是根据教材中所给定的天竺葵实验和金鱼藻光合作用实验，得出了光合作用的表达式。这种灌输式的教学方式，忽略了光合作用发现的整个历史演变过程。所以一旦碰到以科学史为情境且相对灵活的试题，学生往往就会束手无策。
例1??（2019年杭州中考题）在研究植物光合作用的实验中，某研究小组在密封的容器A中充入足量的含有同位素14C的14CO2。随着时间的推移，他们发现该植物的不同器官相继出现了同位素14C（图略），据此回答：一段时间后，研究小组在容器A外的空气中发现了14CO2，请运用所学的知识解释这一现象。
学生常见的答题错误有：分子不停地做无规则运动;含14C的CO2溶于水通过蒸腾作用从气孔出去;含14C的CO2通过光合作用进入植物体内，这些CO2运输到叶子，从气孔逸出。由此可见，学生对光合作用科学史演变过程的认知比较肤浅，很难用比较准确的、科学的语言回答这类问题。
二、“科学史之魅”校本拓展课程的设计与实施案例
吴国盛教授在其《科学的历程》一书中明确指出科学史的作用有以下三点：一是科学史有助于科学教学;二是科学史有助于理解科学的批判性和统一性;三是科学史有助于理解科学的社会角色和人文意义。但是，教材中并没有提及萨克斯做检验淀粉的实验经过，也没有提到英格豪斯实验的对照实验思想，更没有深入探究光合作用的材料、原料、条件及产物是如何得出的，这显然不利于培养学生的科学思维。
教师应重视对科学史的教学，要把科学家的思维过程、实验方法、实验设计及其改进等融入科学史拓展课教学之中，并围绕立德树人这一育人目标，着力优化现有的基础课程结构，在时间轴上横向延伸，在知识面上纵向拓展，加深学生的认知水平与整体观。如此，也有助于拓展学生的视野，提高学生的科学思维能力，培养学生的批判性思维，提升学生的科学素养[1]。以下笔者以“光合作用发现史”的教学为例，阐述“科学史之魅”校本课程的设计与实施。
环节一：铺设支架，整合思维
拓展课程的设计要充分利用学生的已有认知，不能一味地追求课程的深度与广度，而忽视了学生在基础课程中的知识目标。笔者出示相关史料，引导学生展开论辩，从直接经验到过滤干扰信息，从观察总结经验到定量实验得出结论。笔者还在学生的认知过程中铺设思维支架，引导学生从“光合作用发现史”中逐渐认清科学的本质。
史料1：2300多年前，亚里士多德猜想：植物是从土壤中吸收养料长大的，因为在肥沃的土壤中植物长得快些。
史料2：17世纪中期，海尔蒙特做了柳树实验，他把2.3千克的柳枝栽培在装有90.8千克土壤的木桶里，并只用雨水浇灌。5年后，他发现柳树增加了7