教學研究通過科學史進行德育的探索
在科學教育中進行科學史教育時〔1〕，德育是其重要組成部分。通過科學史進行德育既是將理工科教學與 德育有機結合的最佳點，也是理工科專業(yè)教師進行德育的最有效途徑。下面，結合教學實踐，談談我們的認識 與作法，冀圖取得拋磚引玉的作用。
1 在科學教育中要重視人的作用
自然科學發(fā)展的一個基本特點是科學知識的積累和歷史繼承性。由于自然現(xiàn)象紛繁復雜，只有在繼承前人 業(yè)已獲得的知識基礎上前進，人們對自然規(guī)律的認識才能從比較膚淺和零散發(fā)展到比較深刻和系統(tǒng)，從比較片 面發(fā)展到比較全面。因此，科學決不是哪一個時代的產物，而是人類社會整個歷史時期內不斷積累起來的知識 和智慧的結晶。正是在這個意義上，經(jīng)典力學的創(chuàng)始人牛頓評價自己：“我之所以比別人看得遠些，只是因為 站在巨人的肩膀上。”〔2〕也正因為科學具有積累的特征，在一個相當長的時間內，在科學教育中忽視人的作 用、忽視科學史是一個普遍現(xiàn)象。但是，如同不可否認杰出人物在歷史中的突出作用。在科學發(fā)展史中，科學 家的作用同樣是很重要的，而科學家在追求真理時所表現(xiàn)的奉獻精神、在科學研究中的甘辛勞動與科學精神， 科學家的成功與失誤、科學家的成長與發(fā)展道路、科學家的品德力量……所有這些給人的啟迪與教育，甚至超 過了科學內容本身。正因為如此，許多著名科學家都十分重視科學發(fā)展中人的作用，愛因斯坦說：“聯(lián)系科學 的發(fā)展來追蹤理論的形成具有特殊的魅力�！薄�3〕諾貝爾獎獲得者、反粒子的主要發(fā)現(xiàn)者之一塞格雷則說：“ 不過，我相信：物理學同樣有一個豐富的組成部分，是關于人的�！薄�4〕因此，在科學教育中，在以科學內容 、科學方法為主的前提下，聯(lián)系科學史進行德育絕不是強加的“政治任務”，而是科學教育中不可割舍的重要 組成。
2 科學道德教育是核心內容
通過科學史進行德育，可以涉及許多方面：辯證唯物主義的世界觀、科學道德、科學精神、科學作風等， 其中科學道德是核心。愛因斯坦在評價居里夫人的功績時說得好：‘我們不要僅僅滿足于回憶她的工作成果對 人類已經(jīng)作出的貢獻。第一流人物對于時代和歷史進程的意義，在其道德品質方面，也許比單純的才智成就方 面更大。”〔5〕多年的教師生涯使我們懂得：“善教者，使人繼其志�！币虼�，在科學道德教育中，我們突出 了如下幾個方面：
(1)造福人類的獻身精神
縱觀整個科學史，我們看到：優(yōu)秀科學家，總是把獻身科學、造福人類做為自己的崇高目的。諾貝爾曾毫 邁地說：“我是世界的公民，應為人類而生�！泵绹l(fā)明家愛迪生則說：“我的人生哲學是工作，我要揭開大 自然的奧秘，并以此為人類造福。我們在世的短暫的一生中，我不知道還有什么比這種服務更好的了�！薄�6〕 他倆的話是眾多優(yōu)秀科學家為造福人類、獻身科學誓言的代表。
正是這種造福人類的崇高目的，激起了科學家不怕犧牲自身一切的獻身精神。在自然科學的各個領域，留 下了許多感人肺腑的故事。居里夫人、諾貝爾為科學獻身的光輝事跡是大家熟知的。美國動物學家卡爾·施密 特(K.Schmidt,1890—1957)為科學獻身的感人事跡卻罕為人知：他在實驗室觀察一條美洲毒蛇時，不幸被蛇咬 傷，由于種種原因，他無法逃脫死神的襲擊，在生命最后彌留之際，他沒有留下其他遺言，卻以驚人的毅力記 下了毒蛇咬傷自身的反應：“體溫很快升到39.5℃”，“胃劇痛”，“燥熱、耳鳴”，“睜開眼睛時，眼皮疼 ……”，“四小時了，我的傷口、鼻、嘴開始出血……”，“我看不見體溫表了，情況非常嚴重……”，日記 最后的幾句話是“血從鼻子和嘴里淌出來，疼痛消失了，軟弱無力，我想開始腦充血了�！边@篇帶血的日記， 是后人鑒別、診斷蛇毒的珍貴資料，也是他為科學獻身的壯麗史詩。
造福人類的崇高目的，也激起了科學家對人類正義事業(yè)的高度責任感。他們力求科學發(fā)展符合全人類的根 本利益，隨時預防消極后果的出現(xiàn)，敢于旗幟鮮明地反對帝國主義戰(zhàn)爭，敢于反對法西斯主義。眾所周知：居 里夫人和愛因斯坦都是著名的反法西斯戰(zhàn)士。在第一次世界大戰(zhàn)中，居里夫人曾親赴前線搶救傷員。1939年， 愛因斯坦在獲悉鈾核裂變的消息后，為防止希特勒搶先制出原子彈，他與費米、齊拉特等科學家一道寫信給美 國總統(tǒng)羅斯福，建議美國研究原子彈。正是在這一建議下，美國政府組織了“曼哈頓工程”。
(2)報效祖國的愛國主義精神
熱愛祖國是一種巨大的精神力量，是幾乎所有優(yōu)秀科學家都具有的一種純潔的、永恒的感情。微生物學的 奠基人——法國科學家巴斯德說得好：“科學固然沒有國界，但科學家應該把所有的力量，獻給他的祖國�！� 〔7〕
正是這種愛國之情，使他們?yōu)榱俗鎳姆睒s富強，奮進拼搏，立志向上，一當做出成就后，又會以其成就 、發(fā)明、發(fā)現(xiàn)為國爭光。大家知道，居里夫人發(fā)現(xiàn)第84號元素后，即命名為釙(Po,Polonium)，以紀念她的祖國 波蘭(Poland)。其實，元素周期表中還有不少元素是以發(fā)現(xiàn)者的祖國命名的，如“鍺”(Ge,Germanium)的命名 即德意志(Germany)，“釕”(Ru,Ruthenium)源自俄羅斯的拉丁名Ruthenia，“鈁”(Fr,Fra-neium)源自Franc e，為以法國為榮的意思。
也正是這種愛國之情，使他們把祖國的利益看得高于一切。為了祖國的尊嚴與榮譽，他們可以忍辱負重， 直至效命疆場。前蘇聯(lián)科學家科羅廖夫，是著名的喀秋莎大炮的設計者。是他，在1957年大膽采用捆綁式火箭 ，成功地發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星，可他當時是一名因肅反擴大化而被錯罰的“囚犯”。1961年當他 為蘇聯(lián)設計第一艘載人宇宙飛船時仍被監(jiān)外“保護”。這種忍辱負重為祖國做出杰出貢獻的科學家，難道不值 得我們敬仰謳歌嗎？第二次世界大戰(zhàn)中，諾貝爾物理獎獲得者約里奧·居里在巴黎被淪陷的危急時刻，毅然加 入法國共產黨，不惜犧牲生命獻給保衛(wèi)法蘭西的偉大斗爭。他一方面想盡一切辦法不讓德國人有效地使用回旋 加速器作核裂變研究，另一方面又秘密領導地下抵抗運動，并利用實驗室裝配武器與炸藥供給抗德特工隊…… ，他這種強烈的愛國主義精神，是法蘭西民族的驕傲。
熱愛祖國是我國科學家的光榮傳統(tǒng)。解放前，不少科學家懷著“科學救國”、“工業(yè)救國”、“教育救國 ”的激情，“以學勾踐臥薪嘗膽、為中華富強而奮發(fā)”的愛國壯志，為“中華崛起”而跨洋過海留學，學成之 后又紛紛回國辦廠、興學。候德榜、詹天佑、茅以升、李四光、竺可禎、吳有訓、嚴濟慈、周培源、蘇步青、 錢三強、錢偉長、盧嘉錫、童第周、高士其……是這些人的杰出代表。周培源為使所學報效祖國，不僅自己開 出了“彈道學”課程，還選送自己的得意門生何澤慧到德國從師于彈道學權威Cranz教授、親送王大珩到“南京 彈道研究所就業(yè)”，促使王大珩畢生把自己所學應用于國防事業(yè)�！�8〕當五星紅旗在神州大地升起后，他們中 許多人拋棄優(yōu)厚的生活待遇、完善的科研條件，想盡一切辦法沖破重重險阻，回到新生的人民共和國。張文裕 、趙忠堯、錢學森、華羅庚、吳仲華……是這些人的杰出代表。在社會主義建設中，他們中有的人甘愿“隱姓 埋名一輩子”〔8〕，如曾為原子彈、氫彈的創(chuàng)制作出重大貢獻的王淦昌、彭桓武、郭永懷、鄧稼先、于敏、周 光召、王承書曾經(jīng)好幾十年在人世間“消失”，為了贊譽以他們?yōu)榇淼闹袊宋淦鲗＜�，人們說：“為了核 武器研究，原子能研究所是滿門忠孝�！薄�9〕對于他們的組織者，曾以發(fā)現(xiàn)鈾的四分裂而著稱于世的核物理學 家錢三強，有人說：他是中國的奧本海默。而他們中的大多數(shù)人，則根據(jù)社會主義建設的需要，自覺調整自己 的科研方向，或自覺到最艱苦的地方去創(chuàng)業(yè)。如：華羅庚搞優(yōu)選法與統(tǒng)籌法，蔡希陶重橡膠生產與科研，蔣筑 英專攻應用光學，彭加木獻身新疆塔里木盆地……在改革開放的今天，一大批學有所成的年輕科學家，又效法 師祖，不為優(yōu)厚的物質待遇所動，甘愿回到貧窮的祖國，立志為中華民族爭光，韋玨、陳章良……是這些人的 杰出代表�？傊�，我國科學家熱愛社會主義祖國，為了祖國的繁榮富強、畢生對事業(yè)執(zhí)著追求的高尚精神，是 學生的榜樣與學習楷模。
(3)敢于冒險、敢于創(chuàng)新的開拓精神
人們在向未知領域探索的過程中，各種習慣勢力、已有的學說與傳統(tǒng)的觀念，常常會嚴重束縛人們的思想 ，只有具備敢于冒險、敢于批判、敢于創(chuàng)新的開拓精神，才有可能沖破習慣勢力的阻撓、傳統(tǒng)觀念的束縛、完 善或修正原有的學說，開辟新領域，創(chuàng)造新天地。
錢三強在回顧自己的科學生涯時，曾向中國物理學界提出：“在科學中沒有禁區(qū)，沒有絕對權威，也沒有 千古不易的定論和所謂的‘終極真理’�！薄�10〕許多杰出科學家，正是基于不迷信，敢于闖禁區(qū)，才取得重 大突破，作出主要貢獻的。哥白尼、伽里略、伽羅瓦、拉瓦錫、達爾文、孟德爾、巴甫洛夫愛因斯坦、海森伯 、楊振寧、李政道等都是敢于突破舊的束縛，從而取得重大突破的著名科學家。J.J.湯姆遜在盧瑟福獲諾貝爾 獎慶祝會上說“在能移對科學做出的一切貢獻之中，觀念的突破是最偉大的�！薄�11〕李政道、楊振寧推翻宇 稱守恒律，就是這種觀念突破的重大發(fā)現(xiàn)。大家知道，一個對稱原理產生一個守恒定律是物理學中的“金科玉 律”，其中左右對稱導致宇稱守恒律。至本世紀50年代，在亞原子領域，種種實驗表明：θ介子與τ介子具有 相同的質量、自旋、電荷與壽命，應為同一種Κ介子。但在衰變中卻顯示它們的宇稱不相同，與其它實驗矛盾 ，這就是著名的θ-τ之謎〔12〕。堅信宇稱守恒的絕大多數(shù)物理學家對此迷惑不解，而深受中國傳統(tǒng)文化熏陶 的兩位年輕的中國科學家楊振寧、李政道，也許受了中國古代陰陽太極圖的啟示，敢于“冒天下之大不韙”， 提出在弱相互作用中宇稱不守恒及實驗驗證的建議，以中國女科學家吳健雄為首的實驗小組成功地證實了這一 發(fā)現(xiàn)，李—楊因此獲1957年度諾貝爾物理學獎。
(4)追求真理、堅持真理的務實精神
愛因斯坦說：“對真理和知識的追求并為之奮斗，是人的最高品質之一�！薄�18〕古今中外的優(yōu)秀科學家 ，在探索自然界奧秘、尋求紛繁復雜的自然現(xiàn)象的本質與規(guī)律時，在追求真理、堅持真理、捍衛(wèi)真理的過程中 ，總是表現(xiàn)出巨大的勇氣、堅強的信念和崇高的氣節(jié)。這是科學家品德力量中又一偉大之處。
一般地說，人們在揭示自然界奧秘、把握客觀事物契機、在追求真理、發(fā)現(xiàn)真理的過程中，既要有敢于冒 險、敢于創(chuàng)新的開拓精神，又要為此長期積累、儲備，要有毅力，要有恒心。巴斯德有一句名言：“機遇只偏 愛有準備的關腦�！卑拇罄麃喛茖W家W.I.B.貝弗里奇在所著《科學研究的藝術》一書中，例舉了機遇在新發(fā)現(xiàn) 中作用的實例近30個，〔14〕無一不說明了這點。
一般地說，新生事物的出現(xiàn)總不是一帆風順的，而科學家在追求真理，發(fā)現(xiàn)真理時，更需愈越重重障礙或 阻隔。他們既要有非凡的勇氣與開拓精神，又要有對新發(fā)現(xiàn)、新發(fā)明的堅定信念，以及敢于堅持真理，為真理 不屈不撓，奮不顧身的堅強斗志。在科學史上，許多優(yōu)秀科學家為堅持和捍衛(wèi)真理或遭受挫折，或付出沉重代 價、以至生命的例子比比皆是。布魯諾、伽里略因支持與宣傳日心說，而慘遭羅馬教廷的殺害與監(jiān)禁；赫胥黎 為堅持與捍衛(wèi)達爾文的生物進化論，與英國天主教勢力奮戰(zhàn)了25年；孟德爾的遺傳規(guī)律被宗教界視為異端邪說 ，直到他死后35年才被承認與傳播；法國青年數(shù)學家伽羅瓦19歲時為群論所做的奠基性研究受到科學史上少有 的冷遇與壓制，直至他死后14年才公之于世……。
在科學探索的道路上，沒有“常勝將軍”，失誤與錯誤是經(jīng)常發(fā)生、難以避免的�？少F的是，許多優(yōu)秀科 學家，不僅能在作出發(fā)現(xiàn)前，嚴格試驗、尋找錯誤，杜絕錯誤；作出發(fā)現(xiàn)后，有了錯誤，也能及時糾正，甚至 對于自己長期堅持的思想，在新的事實面前，也勇于放棄。這種勇于修正錯誤的可貴精神與堅持真理的堅定信 念是一致的，也是科學家取得成功的一個重要因素。
(5)淡泊名利的無私精神
以造福人類作為科學研究目的科學家，必然具有淡泊名利的無私精神。在科學史中，許多成績卓著的科學 家大都具有這一美德。居里夫人對待財富的態(tài)度是大家熟知的：她發(fā)現(xiàn)鐳以后，許多商人企圖以高價購買生產 鐳的專利，居里夫人則回答：“沒有人應該由鐳致富，鐳是一種元素，它是屬于全世界的�！薄�15〕在科學史 上這種例子還很多：倫琴發(fā)現(xiàn)的X射線、富蘭克林發(fā)明的一種新式火爐、戴維發(fā)明的礦山安全燈、我國化學家黃 鳴龍的黃鳴龍還原法……都放棄了專利，諾貝爾用自己全部財富設立獎金，以獎勵全世界對科學與和平事業(yè)作 出杰出貢獻的人，而許多諾貝爾獎獲得者則不把獎金據(jù)為己有：居里夫人把兩次獎金全部用于科學實驗和購買 公債；倫琴把全部獎金獻給維爾茨堡大學，用以促進科學研究；瑞利把獎金的一半贈給卡文迪許實驗室……。 愛因斯坦淡泊名利的美德更值得后人敬仰。他拒絕每分鐘1000美元的電臺演講，卻同意將1905年發(fā)表的30頁的 《論動體的電動力學》論文重抄一遍拍賣，將所得650萬美元全部捐獻支援法西斯戰(zhàn)爭。他曾婉言謝絕就任以色 列總統(tǒng)，死前立下遺囑：不發(fā)訃告、不舉行葬禮，骨灰秘密保存，不建墳墓，不立紀念碑。他于1955年4月18日 1時25分逝世，下午4時即火化。
在通過科學史宣揚科學家品德力量時，客觀地、恰如其分地評介少數(shù)科學家不道德行為等負面現(xiàn)象也是有 益的。例如：斯塔克效應是一個在原子物理、量子力學、量子化學等課程中均出現(xiàn)的課題。在講完斯塔克效應 的微觀機制后，我們說：德國科學家斯塔克因此獲1919年諾貝爾物理獎，但自此以后他走上了背離科學、追逐 名利的道路。英國科學家韋伯在《諾貝爾物理學獲獎者》一書中評價他差不多與所有同事都爭吵過，唯獨勒朗 德一人除外，后者因對猶太人的“教條物理學的痛斥得到了斯塔克的支持……。1947年斯塔克72歲時，因追隨 希特勒被判刑4年�！彼顾撕髞碓诨貞涗浿袣灮诹俗约旱倪^失。從學生震驚、驚異的神態(tài)，我們知道這段話不 是多余的！
3 “有機結合”對教師提出于更高要求
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p; 既然人是科學發(fā)展中的重要因素，在科學教育中也就必須是有機地進行德育教育，而不是生搬硬套、東拼 西湊，也不能喧賓奪主，為講史而講史。只有這樣，才能產生共鳴、才能在學生心靈深處引起振撼，才能使學 生終生受益。為要有機地進行德育教育，就對教師提出了更高的要求。
首先，教材要率先改進。大家知道，教材是教學指導思想、培養(yǎng)目標、課程基本要求的具體體現(xiàn)，是教師 組織教學內容、進行教學的基本依據(jù)，也是學生從該課程獲取教益的主要根源。因此，一本好的教材，不僅要 精煉、準確的表達本課程的科學內容，而且還要從科學發(fā)展的角度，從做人、長智慧、長能力的角度出發(fā)編寫 。近年來，國內外一些行家已在這些方面作了成功的嘗試。如美國著名物理學家E.U.康登著的《原子結構》， 我國物理學家、中科院院士楊福家著的《原子物理學》都是受到大家歡迎的這種教科書。筆者在自己主編的《 結構化學基礎》一書中也作了這樣的努力。
其次，“有機地結合”，要求教師改進教學方法，從探討問題、發(fā)現(xiàn)問題的角度講課。我國著名科學家錢 偉長在給青年學生談治學經(jīng)驗時，十分推崇吳有訓教授的物理課，吳先生就是這樣講課的，他的課在我國老一 輩物理學家的腦海中留下了難忘的印象，事實上，許多有經(jīng)驗的深受學生歡迎的教師也是這樣講課的，在講完 光的二象性后，我們說：靜止質量為零，通常顯示波動性的光具有粒子性，現(xiàn)在能否反過來想：靜止質量不為 零，通常顯示粒子性的實物粒子也具有波動性？你有過這樣的想法嗎？你能提這樣的問題嗎？正當不少物理學 家為光的二象性迷惑不解的時候，一個剛從歷史學研究轉向物理學的法國年輕人德布洛意大膽地提出實物粒子 也有波性的假設，并繼續(xù)作了深入的工作，德布洛意因此獲1929年度諾貝爾物理獎。從學生驚喜和專注的眼神 ，我們知道，這段話在學生心靈深處撞起了火花。
其三，“有機地結合”，要求教師要多投入、多付出。具體地說，要求教師要認真學習科學史，特別是要 對本學科的發(fā)展史有較深入的了解。為此，還要博覽群書，要多讀一些科學家的傳記，講演或書信集，要勤動 筆做摘錄，要做有心人，當然，在高校評職稱重科研、輕教學的現(xiàn)實面前，這樣做是“不合算”的，是做“無 用功”，但當我們在課堂上看到學生們贊許的眼光、專注的神態(tài)、爽朗開心地微笑，當我們想到自己有幸置身 于科學的殿堂。有幸站在大學的神圣教壇得天下英才而教，我們又有什么理由不認真的投入與付出呢？
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