一、為何選擇“科學(xué)家故事探究”：科技實踐的精神底色與育人價值演講人01為何選擇“科學(xué)家故事探究”：科技實踐的精神底色與育人價值02如何開展“科學(xué)家故事探究”：從理論到實踐的操作框架03典型案例：不同維度科學(xué)家故事的探究實踐04總結(jié)與展望：讓科學(xué)家故事成為科技實踐的“精神燈塔”目錄2025高中科技實踐之科學(xué)家故事探究課件作為一名深耕中學(xué)科技教育十余年的一線教師，我始終相信：真正的科學(xué)教育，從來不是冰冷的公式與儀器的堆砌，而是以科學(xué)家的精神火種點(diǎn)燃學(xué)生心中的探索之光。2025年高中科技實踐課程將“科學(xué)家故事探究”納入核心模塊，正是基于這樣的教育理念——通過鮮活的人物敘事，讓學(xué)生在歷史脈絡(luò)中理解科學(xué)本質(zhì)，在精神傳承中錨定成長方向。今天，我將以“研究者+引導(dǎo)者”的雙重身份，與各位同仁共同拆解這一課程模塊的設(shè)計邏輯與實踐路徑。01為何選擇“科學(xué)家故事探究”：科技實踐的精神底色與育人價值1科技實踐的本質(zhì)：從“做科學(xué)”到“理解科學(xué)”的躍升傳統(tǒng)科技實踐常聚焦于“動手操作”，如制作簡易機(jī)器人、完成化學(xué)實驗等。這些活動固然能培養(yǎng)基礎(chǔ)技能，但容易陷入“重技術(shù)輕思想”的誤區(qū)。2025年新課標(biāo)明確提出：“科技實踐應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)知識的產(chǎn)生過程、科學(xué)家的探索邏輯，以及科學(xué)與社會的互動關(guān)系?！笨茖W(xué)家故事正是這一目標(biāo)的最佳載體——它不僅包含具體的科學(xué)發(fā)現(xiàn)（如牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力），更隱含著“為何探索”（如好奇心驅(qū)動）、“如何突破”（如實驗設(shè)計與理論修正）、“如何堅持”（如面對失敗的韌性）等關(guān)鍵命題。我曾帶學(xué)生開展“中國航天史”實踐項目，最初學(xué)生的興趣點(diǎn)集中在“火箭如何發(fā)射”“衛(wèi)星有什么功能”；但當(dāng)我們深入挖掘錢學(xué)森、孫家棟等科學(xué)家的故事后，學(xué)生開始追問：“為什么錢學(xué)森放棄美國優(yōu)渥條件回國？”“‘兩彈一星’時期的科研團(tuán)隊如何在物資匱乏中突破技術(shù)封鎖？”這種從“技術(shù)細(xì)節(jié)”到“精神內(nèi)核”的轉(zhuǎn)變，恰恰是科技實踐從“操作層”向“思維層”“價值層”躍升的體現(xiàn)。2科學(xué)家故事的三重育人價值從教育心理學(xué)視角看，人物敘事符合青少年的認(rèn)知特點(diǎn)——相較于抽象概念，具體的人物經(jīng)歷更易引發(fā)情感共鳴，進(jìn)而內(nèi)化為行動動力。結(jié)合高中階段學(xué)生的發(fā)展需求，科學(xué)家故事的育人價值可概括為三個維度：科學(xué)素養(yǎng)的啟蒙：通過故事還原科學(xué)發(fā)現(xiàn)的“原始現(xiàn)場”，學(xué)生能直觀理解“觀察-假設(shè)-驗證-修正”的科學(xué)方法。例如，達(dá)爾文在《物種起源》成書前歷時23年收集標(biāo)本、記錄觀察，這一過程比單純講解“進(jìn)化論”更能讓學(xué)生體會“科學(xué)結(jié)論的嚴(yán)謹(jǐn)性”。人文精神的培育：科學(xué)家并非“科學(xué)機(jī)器”，他們的選擇往往交織著家國情懷、倫理思考與人文關(guān)懷。如屠呦呦團(tuán)隊從《肘后備急方》“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁”的記載中獲得靈感，既體現(xiàn)了傳統(tǒng)智慧與現(xiàn)代科學(xué)的融合，也傳遞了“跨學(xué)科視野”的重要性。1232科學(xué)家故事的三重育人價值實踐能力的遷移：科學(xué)家面對問題時的“破局思維”（如袁隆平突破“水稻無雜種優(yōu)勢”的定論）、“協(xié)作意識”（如楊振寧與李政道的合作），能為學(xué)生解決實踐課題提供直接參照。我指導(dǎo)的學(xué)生在“校園垃圾分類裝置設(shè)計”項目中，就借鑒了屠呦呦團(tuán)隊“反復(fù)實驗、小步迭代”的方法，最終優(yōu)化了6版設(shè)計方案。02如何開展“科學(xué)家故事探究”：從理論到實踐的操作框架1選題與資源庫建設(shè)：構(gòu)建“有層次、可延伸”的故事網(wǎng)絡(luò)高中階段的探究需兼顧“學(xué)術(shù)深度”與“學(xué)生可及性”，因此選題需遵循“三結(jié)合”原則：縱向結(jié)合時間線：覆蓋古代（如張衡、沈括）、近現(xiàn)代（如華羅庚、林巧稚）、當(dāng)代（如潘建偉、顏寧）科學(xué)家，體現(xiàn)科技精神的傳承性；橫向結(jié)合學(xué)科群：涵蓋數(shù)理化（牛頓、居里夫人）、工程技術(shù)（詹天佑、王大中）、生命科學(xué)（屠呦呦、袁隆平）等領(lǐng)域，打破學(xué)科壁壘；動態(tài)結(jié)合時代熱點(diǎn)：如2023年“嫦娥六號”月背采樣成功，可同步引入歐陽自遠(yuǎn)等探月工程科學(xué)家的故事，增強(qiáng)現(xiàn)實關(guān)聯(lián)度。資源庫建設(shè)是關(guān)鍵支撐。我所在的教研組已構(gòu)建“三級資源體系”：核心資源：科學(xué)家本人的傳記（如《鄧稼先傳》《南仁東傳》）、原始手稿（可通過中國科學(xué)家博物館數(shù)字平臺獲取）、權(quán)威訪談（如《大家》《開講啦》中的科學(xué)家專訪）；1選題與資源庫建設(shè)：構(gòu)建“有層次、可延伸”的故事網(wǎng)絡(luò)輔助資源：科技史著作（如《科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)》）、相關(guān)影視作品（如《功勛》《流浪地球2》中的科學(xué)家原型）、地方科技名人檔案（如江浙地區(qū)可挖掘徐光啟、屠呦呦的地域文化背景）；互動資源：聯(lián)系高校實驗室（如清華大學(xué)“天宮課堂”團(tuán)隊）、科技場館（如中國科技館“科學(xué)家精神展”）建立合作，邀請科學(xué)家或其親屬開展線上/線下講座。2探究方法：從“信息收集”到“深度解碼”的四步路徑科學(xué)家故事探究絕非簡單的“講故事”，而是需要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法解構(gòu)故事、提煉精神、關(guān)聯(lián)實踐。結(jié)合項目式學(xué)習(xí)（PBL）理念，可將探究過程分為四個階段：2探究方法：從“信息收集”到“深度解碼”的四步路徑2.1問題驅(qū)動：從“是什么”到“為什么”的追問初始階段，學(xué)生常停留在“科學(xué)家做了什么”的表層認(rèn)知（如“愛迪生發(fā)明了電燈”）。教師需通過“問題鏈”引導(dǎo)深度思考，例如：他/她為什么選擇這個研究方向？（如居里夫人為何堅持研究放射性物質(zhì)？）研究過程中遇到了哪些關(guān)鍵挑戰(zhàn)？（如屠呦呦團(tuán)隊為何改用乙醚提取青蒿素？）成果對當(dāng)時/現(xiàn)在的社會產(chǎn)生了什么影響？（如袁隆平的雜交水稻如何改變?nèi)蚣Z食格局？）我曾讓學(xué)生用“5W1H”（Who/What/When/Where/Why/How）表格梳理故事，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：當(dāng)學(xué)生填寫“Why”（動機(jī)）和“How”（方法）時，討論時長比單純填寫事實信息多出3倍，這說明問題設(shè)計能有效激活思維。2探究方法：從“信息收集”到“深度解碼”的四步路徑2.2證據(jù)支撐：在“碎片信息”中建立邏輯鏈網(wǎng)絡(luò)時代信息冗余，但可信度參差不齊。學(xué)生需學(xué)會“去偽存真”，例如：交叉驗證：某自媒體稱“愛因斯坦數(shù)學(xué)成績差”，需查閱《愛因斯坦文集》中其12歲自學(xué)微積分的記錄，或普林斯頓大學(xué)檔案館的入學(xué)成績；語境還原：評價某科學(xué)家的觀點(diǎn)（如達(dá)爾文的“適者生存”），需結(jié)合其時代背景（19世紀(jì)生物學(xué)發(fā)展水平、社會思潮）；多源對比：同一事件（如“萊特兄弟發(fā)明飛機(jī)”）在《美國國家航空航天博物館史》與《航空知識》中的描述差異，可引導(dǎo)學(xué)生思考“敘事視角對事實呈現(xiàn)的影響”。2探究方法：從“信息收集”到“深度解碼”的四步路徑2.3精神提煉：從“故事細(xì)節(jié)”到“核心品質(zhì)”的抽象科學(xué)家精神不是空洞的口號，而是滲透在具體行動中的特質(zhì)。例如：好奇心：哥白尼在《天體運(yùn)行論》中記錄“對星空的持續(xù)觀察讓我產(chǎn)生疑問”；批判性思維：伽利略通過“兩個鐵球同時落地”實驗推翻亞里士多德的結(jié)論；協(xié)作精神：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)離不開威爾金斯的X射線衍射照片、富蘭克林的數(shù)據(jù)分析；家國情懷：程開甲放棄英國教職回國，在羅布泊隱姓埋名20年參與核試驗。我要求學(xué)生用“關(guān)鍵詞+案例”的形式整理精神特質(zhì)（如“堅韌：屠呦呦團(tuán)隊經(jīng)歷190次失敗仍堅持實驗”），并制作“科學(xué)家精神卡片”，這種可視化工具能幫助學(xué)生更直觀地理解抽象品質(zhì)。2探究方法：從“信息收集”到“深度解碼”的四步路徑2.4實踐遷移：從“理解他人”到“塑造自我”的聯(lián)結(jié)科技實踐的終極目標(biāo)是“以史為鑒，賦能成長”。學(xué)生需思考：“如果我是這位科學(xué)家，面對類似挑戰(zhàn)會如何應(yīng)對？”“他/她的精神如何應(yīng)用于我的研究課題？”以“中國天眼（FAST）”項目為例，學(xué)生在探究南仁東22年堅持選址、協(xié)調(diào)30余所高校合作的故事后，在“校園天文觀測站設(shè)計”實踐中主動采用了“長期調(diào)研（選址）-跨學(xué)科協(xié)作（物理組設(shè)計望遠(yuǎn)鏡、信息組開發(fā)數(shù)據(jù)系統(tǒng)）-持續(xù)優(yōu)化（根據(jù)觀測反饋調(diào)整參數(shù)）”的策略，最終項目獲省級青少年科技創(chuàng)新大賽二等獎。03典型案例：不同維度科學(xué)家故事的探究實踐典型案例：不同維度科學(xué)家故事的探究實踐為幫助教師更直觀地理解操作路徑，我選取三個典型案例，覆蓋“古代-近現(xiàn)代-當(dāng)代”時間線與“基礎(chǔ)科學(xué)-工程技術(shù)-交叉學(xué)科”領(lǐng)域，呈現(xiàn)具體的探究過程與成果。1古代科學(xué)家：張衡與地動儀——傳統(tǒng)智慧與科學(xué)方法的啟蒙探究目標(biāo)：理解中國古代科學(xué)家“觀察-總結(jié)-驗證”的研究范式，體會科技與文明的關(guān)系。實施步驟：文獻(xiàn)研讀：閱讀《后漢書張衡傳》中“陽嘉元年，復(fù)造候風(fēng)地動儀”的記載，對比《張衡年譜》中其擔(dān)任太史令期間的天文觀測記錄；模型復(fù)原：根據(jù)《中國科學(xué)技術(shù)史》中對地動儀“都柱”“八道”結(jié)構(gòu)的推測，分組用3D打印技術(shù)制作簡易模型（需考慮銅珠下落的重力加速度、龍首口中的機(jī)關(guān)設(shè)計）；跨學(xué)科討論：結(jié)合《九章算術(shù)》中的力學(xué)知識、漢代地震頻發(fā)的地質(zhì)背景，分析地動儀的發(fā)明動機(jī)與技術(shù)局限性；成果展示：學(xué)生制作了“張衡的科學(xué)世界”思維導(dǎo)圖（包含天文、地理、機(jī)械三個分支），并錄制微視頻講解“地動儀如何體現(xiàn)中國古代科技的實用性特征”。1古代科學(xué)家：張衡與地動儀——傳統(tǒng)智慧與科學(xué)方法的啟蒙3.2近現(xiàn)代科學(xué)家：錢學(xué)森與“兩彈一星”——科技報國精神的傳承探究目標(biāo)：理解“科學(xué)家的個人選擇與國家需求”的關(guān)系，體會“自主創(chuàng)新”的重要性。實施步驟：歷史脈絡(luò)梳理：繪制“錢學(xué)森生平時間軸”，標(biāo)注關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)（如1955年回國、1964年第一顆原子彈爆炸、1970年“東方紅一號”發(fā)射）；檔案分析：查閱《錢學(xué)森書信集》中其給聶榮臻元帥的建議信（如“建立中國國防航空工業(yè)的意見書”），分析其科技戰(zhàn)略思維；模擬決策：設(shè)置“1955年錢學(xué)森歸國抉擇”情境，學(xué)生分組扮演錢學(xué)森、美國移民局官員、中國科學(xué)院代表，通過辯論理解“科學(xué)無國界，但科學(xué)家有祖國”的內(nèi)涵；實踐延伸：學(xué)生發(fā)起“科技報國主題征文”，其中一篇《如果我是錢學(xué)森》寫道：“他的選擇讓我明白，個人的科研理想只有融入國家需要，才能綻放最大的價值。”1古代科學(xué)家：張衡與地動儀——傳統(tǒng)智慧與科學(xué)方法的啟蒙3.3當(dāng)代科學(xué)家：南仁東與FAST——大科學(xué)工程中的協(xié)作與堅持探究目標(biāo)：理解“大科學(xué)時代”科學(xué)家的角色轉(zhuǎn)變（從“個人探索”到“團(tuán)隊引領(lǐng)”），體會“長期主義”的科研價值。實施步驟：實地考察：聯(lián)系貴州FAST景區(qū)管理中心，通過VR云游參觀“天眼”現(xiàn)場，記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù)（如口徑500米、反射面由4450塊面板組成）；人物訪談：邀請參與FAST建設(shè)的工程師（通過中國科學(xué)院國家天文臺官網(wǎng)聯(lián)系）分享“選址時如何排除300多個候選洼地”“面板安裝精度要求達(dá)到毫米級”等細(xì)節(jié)；數(shù)據(jù)可視化：用折線圖呈現(xiàn)FAST從1994年立項到2016年落成的22年間，南仁東團(tuán)隊的主要工作（如1000多張衛(wèi)星遙感圖分析、200多次實地考察）；1古代科學(xué)家：張衡與地動儀——傳統(tǒng)智慧與科學(xué)方法的啟蒙項目對標(biāo)：學(xué)生以“校園大型項目管理”為主題，對比FAST的“需求分析-資源整合-風(fēng)險控制”流程與自己組織的“科技節(jié)”活動，撰寫《從FAST看項目管理的關(guān)鍵要素》報告。04總結(jié)與展望：讓科學(xué)家故事成為科技實踐的“精神燈塔”總結(jié)與展望：讓科學(xué)家故事成為科技實踐的“精神燈塔”回顧整個探究框架，我們可以清晰看到：科學(xué)家故事不僅是科技實踐的“素材庫”，更是連接知識、思維與價值的“橋梁”。它讓學(xué)生在“看故事”中“學(xué)方法”，在“悟精神”中“樹理想”，最終實現(xiàn)從“被動接受”到“主動探索”的轉(zhuǎn)變。2025年高中科技實踐的核心使命，是培養(yǎng)“兼具科學(xué)素養(yǎng)與人文情懷、既有創(chuàng)新能力又有責(zé)任擔(dān)當(dāng)”的未來科技人才。而科學(xué)家故事探究，正是這一使命的“實踐密碼”——它用真實的歷史細(xì)節(jié)回答“科學(xué)從何而來”，用鮮活的人物選擇詮釋“科學(xué)向何而去”，用具體的探索過程教會學(xué)生“科學(xué)如