居里夫人與學(xué)生的科學(xué)教育

居里夫人與學(xué)生的科學(xué)教育

菊麗是世界著名的女性科學(xué)家。她也是一名普通的科學(xué)教師，對(duì)科學(xué)教育和科普教育感興趣。《居里夫人的科學(xué)課——居里夫人教孩子們學(xué)物理》(簡(jiǎn)稱《居里夫人的科學(xué)課》,下引該書(shū)只注頁(yè)碼)講述的就是瑪麗·居里如何用自己最平常的語(yǔ)言、最真摯的愛(ài)和最嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度為孩子們?cè)忈尶茖W(xué),帶領(lǐng)他們邁進(jìn)科學(xué)的殿堂。1907-1908年間,居里夫人擔(dān)任一群孩子的基礎(chǔ)物理科教師,對(duì)他們進(jìn)行一種特別的教育嘗試。她的學(xué)生伊莎貝爾·夏瓦娜詳細(xì)記錄了當(dāng)時(shí)物理課上的情景。事隔一個(gè)世紀(jì),居里夫人早已離我們遠(yuǎn)去,伊莎貝爾·夏瓦娜也靜靜地走了,可這本珍貴的筆記卻從地窖中蘇醒,綻放出絢麗的光芒,映射出居里夫人在講臺(tái)上的優(yōu)雅和自如。從孩子們的快樂(lè)中感受著科學(xué)的越界很難想象一位世界大師的課堂如此淺顯易懂。講到閥門,她說(shuō):“這個(gè)罩子用一種膜繃緊后包上,就像一個(gè)果醬罐子?！?P28)如果說(shuō)天平的臂長(zhǎng)與砝碼之間的關(guān)系還有些抽象難懂的話,居里夫人便問(wèn)大家:“你們玩過(guò)蹺蹺板嗎?”(P80)孩子們立即明白了。正是這沒(méi)有任何華麗修飾的語(yǔ)言讓孩子們明白了什么是科學(xué),怎樣才能從事科學(xué)研究。居里夫人的科學(xué)課總是從生活中那些司空見(jiàn)慣的事講起。從空氣、真空、呼吸到水力抽氣泵、氣體打火機(jī)、白熾燈泡;從鼓起的自行車輪胎到先進(jìn)的氣壓計(jì);從讓一顆雞蛋浮起來(lái)到讓裝載著成千上萬(wàn)噸貨物的輪船漂洋過(guò)海,安全到達(dá)彼岸……從平凡到非凡,那么自然地帶孩子們到知識(shí)的海洋里盡情暢游、嬉戲?！鞍ＨR娜和讓將一個(gè)杯子里的銅末進(jìn)行稱重……讓?xiě)?yīng)監(jiān)督艾萊娜……弗朗西斯稱銅屑”(P75),孩子們?cè)诳鞓?lè)中感受著科學(xué)。觀察身邊的小事情,發(fā)現(xiàn)科學(xué)的大道理,這恰好是一位科學(xué)家應(yīng)該具備的最基本的素質(zhì),所以這些“合作班”的學(xué)生一個(gè)個(gè)緊跟居里夫人的步伐走入科學(xué)的殿堂:弗朗西斯·佩蘭22歲進(jìn)入物理學(xué)研究領(lǐng)域,1951年被任命為法國(guó)原子能委員會(huì)的高級(jí)代表;伊雷娜·居里1935年與丈夫約里奧分享了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),1937年成為巴黎理學(xué)院教授;伊莎貝爾·夏瓦娜成為一名著名的化學(xué)工程師……教授孩子們物理,卻沒(méi)有配置齊全的實(shí)驗(yàn)室、沒(méi)有精密的測(cè)量工具,僅僅是“廚房用的”(P75)天平、豬的膀胱,連氣壓表也得自己動(dòng)手制作,可這份簡(jiǎn)陋并沒(méi)有影響居里夫人的教學(xué)效果,相反“這里隱含的智慧就是人們完全可以用最基本的、最簡(jiǎn)陋的古典的儀器去探究最前沿的科學(xué)問(wèn)題”?！皩?duì)于科學(xué)教育來(lái)講,更應(yīng)該讓孩子們了解自然界中各種物理量的因果關(guān)系,通過(guò)普通的、生活中能夠找到的測(cè)量手段發(fā)現(xiàn)它們之間的聯(lián)系,讓孩子們?cè)谧约旱哪芰λ昂椭R(shí)所及的背景下去探究自然,成為自然的主人”。科學(xué)的教育環(huán)境居里夫人為孩子們開(kāi)設(shè)了化學(xué)、數(shù)學(xué)、文學(xué)、歷史、現(xiàn)代語(yǔ)言、自然科學(xué)、模型和繪畫(huà)課,并特別重視實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)孩子們的動(dòng)手操作能力。她為孩子們想得很全面,人文與科學(xué)并道而行,手與腦全面開(kāi)發(fā)。一向嚴(yán)肅的她在課堂上卻表現(xiàn)出少有的幽默,“佩蘭先生很強(qiáng)壯,請(qǐng)用嘴來(lái)吸氣,”當(dāng)她知道再吸空氣有可能致使膀胱爆炸時(shí),又極富幽默地阻止佩蘭繼續(xù)實(shí)驗(yàn),“我們不愿意謀害佩蘭先生吧”(P28)。就連標(biāo)題也是那樣親切“水是如何到達(dá)水龍頭的”、“怎樣使船浮起”、“讓雞蛋浮起來(lái)”……居里夫人注意教學(xué)的每個(gè)細(xì)節(jié),她不斷激發(fā)孩子,培養(yǎng)他們的創(chuàng)造力,“今天我們將看看哪些孩子心靈手巧”(P107)。因?yàn)橐苍鲞^(guò)一段時(shí)間的老師,我發(fā)現(xiàn)適當(dāng)結(jié)合孩子自己的情況舉例能增強(qiáng)孩子的注意力,或者對(duì)天真的他們來(lái)說(shuō),這簡(jiǎn)直是一種榮耀。顯然,居里夫人早在一百多年前就注意到了這一點(diǎn),“住在玫瑰泉的讓·郎日萬(wàn)家的自來(lái)水來(lái)自羅賓遜山坡上的蓄水池。而伊雷娜和阿林住在克雷曼大道,他們家的自來(lái)水則來(lái)自蒙蘇里公園附近的一個(gè)大蓄水池”(P62)。居里夫人理解孩子好動(dòng)、好奇的天性。講天平,她“讓孩子們都來(lái)摸摸實(shí)物”(P75);講水力抽氣泵,她“不時(shí)讓孩子們伸出手試一試當(dāng)手指靠近抽空氣泵的管子時(shí),是否感到手指被吸住”(P26)。她像一個(gè)魔術(shù)師,將一切玩轉(zhuǎn)于指間,給孩子們展示著科學(xué)的變化繽紛、色彩斑斕。上有關(guān)噴泉的課,“居里夫人在水中加入一些熒光粉,熒光粉在水中散發(fā)出草綠色,再倒入一頭是漏斗形一頭是尖形的容器中。尖的一頭稍微傾斜,綠色的水流閃爍著噴出,孩子們睜大眼睛看著,贊嘆不已”(P48),完全融入到科學(xué)帶給他們的奇妙世界中。講物體的密度,居里夫人拿出“兩個(gè)杯子,一個(gè)杯子里有水和油,油浮在水上,因?yàn)橛偷拿芏缺人?。另一個(gè)杯子里是油和酒精,油沉入底部,因?yàn)橛捅染凭拿芏雀?。由于油浮在水上而沉于酒?那么如果我們將水和酒精混合在一起,這樣油就會(huì)既不沉于底也不浮在水面。大家看到,油形成個(gè)球狀,非常好看”。“每個(gè)孩子都做到了使油形成一個(gè)黃色的球懸在液體中。孩子們都十分高興”(P110)。這一個(gè)個(gè)魔術(shù)般的實(shí)驗(yàn)背后融入了居里夫人對(duì)教育的思考、對(duì)孩子的真愛(ài)。居里夫人在教孩子學(xué)科學(xué)的同時(shí)也在教他們學(xué)做事、學(xué)做人。她教孩子們自己做氣壓計(jì)進(jìn)行測(cè)量,她要求學(xué)生主動(dòng)創(chuàng)造條件克服面臨的困難,而不是被動(dòng)等待、索取。她培養(yǎng)孩子們做任何事都要細(xì)心,不要太魯莽。居里夫人在自己的課堂上既詮釋著科學(xué)精神,更譜寫(xiě)著人文關(guān)懷。課堂上的創(chuàng)造—科學(xué)就是科學(xué)科學(xué)就是科學(xué),容不得半點(diǎn)兒馬虎,《居里夫人的科學(xué)課》淋漓盡致地體現(xiàn)了這一點(diǎn)。哪怕是極其細(xì)小的一個(gè)動(dòng)作,居里夫人也會(huì)規(guī)范,“要注意,天平有止動(dòng)件時(shí),應(yīng)先止動(dòng)再放要稱重的東西”(P76),“一個(gè)學(xué)生在做電池時(shí)搞得亂七八糟,瑪麗氣紅了臉,說(shuō):‘別對(duì)我說(shuō)你事后會(huì)清理干凈,在安裝或?qū)嶒?yàn)時(shí)就不應(yīng)把桌子弄臟?！?P16)當(dāng)孩子們回答水銀比水重時(shí),居里夫人的答案非常嚴(yán)謹(jǐn):“基本正確,但不完全對(duì)?！庇诌M(jìn)一步問(wèn)孩子們:“一小滴水銀是否比一瓶水重呢?”在這種循循善誘中居里夫人向孩子們講明白,只有體積相同時(shí),水銀才比水重,所以準(zhǔn)確地說(shuō),應(yīng)該是“水銀的密度比水大”(P22)?？芍v到第五課測(cè)量固體和液體的密度時(shí),讓·郎日萬(wàn)又一次回答“是鉛塊最重”,這次,居里夫人的語(yǔ)氣似乎極其嚴(yán)肅,“不應(yīng)說(shuō)最重,而是密度最大”(P86)。居里夫人一絲不茍的教學(xué),使孩子們正確掌握了密度。她很注重實(shí)驗(yàn)教學(xué),她的每節(jié)課都由一系列實(shí)驗(yàn)構(gòu)成。她“讓孩子們親自動(dòng)手操縱一下水力抽氣泵”(P35);講授水傳遞壓力時(shí),“每個(gè)孩子都重復(fù)這個(gè)實(shí)驗(yàn),非常感興趣地看到左邊的塞子按下去,右邊的塞子就起來(lái)了”(P38);“讓我們來(lái)做實(shí)驗(yàn)”之類的話貫穿著她的整個(gè)教學(xué)過(guò)程,孩子們?cè)趯?shí)踐中探索著科學(xué)真理。她的教學(xué)不是機(jī)械的概念灌輸,而是朋友般的合作探究,在課堂上她僅僅是位引導(dǎo)者,孩子們才是課堂的主人,他們?cè)诶蠋煹膸ьI(lǐng)下一遍遍地嘗試著,品味著成功與失敗?！案ダ饰魉埂⑵ぐ柡桶驳铝乙黄鸱Q這三根棍子”,“三個(gè)立方體,伊雷娜、埃萊娜和瑪格麗特分別稱重”(P86),“保羅和讓先稱一個(gè)空瓶子……然后裝滿水稱……弗朗西斯去稱一個(gè)更小的瓶子”(P87)。除了實(shí)驗(yàn),居里夫人也不忘記在課堂上進(jìn)行適時(shí)歸納,培養(yǎng)孩子們的理性思維?！毒永锓蛉说恼n堂筆記》中演繹法和歸納法貫穿始終。她指導(dǎo)孩子們不僅要進(jìn)行定性研究,更要進(jìn)行科學(xué)的定量研究,“大氣壓的力量很大,可把水提升到10米高,卻不能提到11米高”(P50),“大氣壓可將水銀提升到0.77米”(P52),“用同樣大的力氣,水銀升起的高度只相當(dāng)于水的1/13”(P54),“圓筒受到的浮力恰好是它所排出的水的重量”(P70),“一個(gè)漂浮體應(yīng)排出的水量等于它自身的重量”(P104),一個(gè)個(gè)鮮活的數(shù)字,一組組精確的對(duì)比,讓孩子從對(duì)科學(xué)的獵奇和驚嘆轉(zhuǎn)入嚴(yán)密的科學(xué)思考、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)?？茖W(xué)工作需要潛心鉆研、步步深入,同樣,好的教育也需要循循善誘,讓孩子充分理解科學(xué)原理。居里夫人做到了,她的課程設(shè)計(jì)、課堂設(shè)計(jì)對(duì)此都有體現(xiàn)。就拿生活飲用水怎樣流到每個(gè)人家里這個(gè)問(wèn)題而言,她首先為孩子們講了連通器,孩子們明白了連通器里的水位始終是等高的,所以高處的水自然會(huì)流到家里來(lái)。一個(gè)問(wèn)題解決了,另一個(gè)問(wèn)題又提出來(lái)了,“但是如果取的是比蓄水池低的河流里的水,就要用水泵了”(P62)。水泵是怎么回事?因?yàn)橛嘘P(guān)于真空和大氣壓的教學(xué),對(duì)孩子們來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜的活塞式的水泵及用水泵抽水的全過(guò)程甚至不用講都已明白了。傳統(tǒng)物理教學(xué)中一道道的難題在居里夫人的課堂上輕松地化解。掩卷沉思,《居里夫人的科學(xué)課》帶給我們的不僅僅是她的深入淺出的教育風(fēng)格、孩子們?cè)谡n堂上開(kāi)心的笑容和她對(duì)科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn),更是對(duì)當(dāng)前科學(xué)教育的深刻啟迪。我們的科學(xué)家也不妨抽出點(diǎn)時(shí)間走進(jìn)孩子們的課堂,因?yàn)椤翱茖W(xué)的終極價(jià)值是人文價(jià)值”,在中國(guó)科協(xié)2010年年底為該書(shū)舉行的研討會(huì)上,北京二中高級(jí)教師朱廣簪如此感慨。中國(guó)科協(xié)副主席、中國(guó)工程院院士韋鈺表示,“沒(méi)有什么比我們未來(lái)一代具有科學(xué)素質(zhì)、具有科學(xué)精神更重要的了”。只有科學(xué)家們親自走進(jìn)課堂,孩子們才能零距離真正地感受科學(xué)研究,體會(huì)科學(xué)研究的酸甜苦辣,傳承求真、求實(shí)的科學(xué)精神。愛(ài)因斯坦曾這樣悼念居里夫人:“她的堅(jiān)強(qiáng),她的意志的純潔,她的律己之嚴(yán),她的客觀,她的公正不阿的判斷——所有這一切都難得地集中在一個(gè)人身上。她在任何時(shí)候都意識(shí)到自己是社會(huì)的公仆,她的極端謙虛,永遠(yuǎn)不給自滿留下任何余地。一旦她認(rèn)識(shí)到某一條