高中生物學(xué)中科學(xué)史的教育及其應(yīng)用

席存瑞

摘要：生物科學(xué)史教育的學(xué)習(xí)，不僅讓學(xué)生知道“科學(xué)”是一個(gè)知識(shí)的逐漸形成過程，而且為學(xué)生的學(xué)習(xí)探究提供了范例，讓學(xué)生逐漸形成科學(xué)的探究思維。

關(guān)鍵詞：生物科學(xué)史教育 探究性學(xué)習(xí) 課程資源

現(xiàn)行高中生物學(xué)新課標(biāo)以“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”作為課程理念和生物學(xué)課程改革的突破點(diǎn)。那么如何開展行之有效的“探究性學(xué)習(xí)”呢？本文就生物科學(xué)史教育在“探究性學(xué)習(xí)”中的優(yōu)勢做一闡述。

1.進(jìn)行生物科學(xué)史教育的重要意義

探究性學(xué)習(xí)的目的不僅是為了讓學(xué)生通過類似于科學(xué)家探究活動(dòng)而獲取科學(xué)知識(shí)，更重要的是在這個(gè)過程中讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的方法和技能及科學(xué)的思維模式，形成科學(xué)的觀點(diǎn)，樹立科學(xué)的精神，即重在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。開展生物科學(xué)史教育確實(shí)有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、有利于學(xué)生對知識(shí)的理解，而且在一定程度上提高學(xué)生的科學(xué)探究能力、信息搜索能力等?？傊ㄟ^開展生物科學(xué)史教育有利于學(xué)生理解科學(xué)的本質(zhì)，有助于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高，有助于學(xué)生的全面發(fā)展。

在現(xiàn)有的教學(xué)時(shí)間及條件下，用科學(xué)探究的方式設(shè)計(jì)全部教學(xué)內(nèi)容是不現(xiàn)實(shí)的，而我們現(xiàn)行的高中教材中的科學(xué)史教育基本上滲透于每一節(jié)的內(nèi)容，它是對科學(xué)發(fā)現(xiàn)及研究過程的再現(xiàn)，可讓學(xué)生較直觀地在潛移默化中掌握科學(xué)的探究過程，即觀察現(xiàn)象—提出問題—做出假設(shè)—查找證據(jù)—總結(jié)規(guī)律—構(gòu)建理。如孟德爾的兩大遺傳定律的發(fā)現(xiàn)、酶的發(fā)現(xiàn)、生長素的發(fā)現(xiàn)、光合作用的發(fā)現(xiàn)，以及DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)，基因在染色體上等都是探究性學(xué)習(xí)的最好范例。

生物史教育以其豐富的內(nèi)容為培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)提供了生動(dòng)有趣、充滿哲理的素材，它在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、加強(qiáng)對生物學(xué)的理解、掌握生物學(xué)思想、開發(fā)生物學(xué)思維、培養(yǎng)科學(xué)意識(shí)和品質(zhì)、擴(kuò)大學(xué)生的視野等方面都有著十分重要的意義。因此，生物史課程資源的運(yùn)用應(yīng)該成為生物教學(xué)中落實(shí)科學(xué)素養(yǎng)教育的重要方法。生物科學(xué)史教育的學(xué)習(xí)，不僅讓學(xué)生知道“科學(xué)”是一個(gè)知識(shí)的逐漸形成過程，而且為學(xué)生的探究式學(xué)習(xí)提供了范例，讓學(xué)生擁有了科學(xué)的探究思維品質(zhì)。

2.生物科學(xué)史教育使學(xué)生形成“探究性學(xué)習(xí)”中的優(yōu)勢

要讓學(xué)生擁有探究性學(xué)習(xí)的思維過程，就必須讓學(xué)生首先擁有探究性思維的意識(shí)和理念。而生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)過程，正好再現(xiàn)了這一系列思維過程，讓學(xué)生可初步“依葫蘆畫瓢”式的形式創(chuàng)新探究的思維模式。如遇到一個(gè)事實(shí)現(xiàn)象：（1）如何通過觀察發(fā)現(xiàn)問題端倪，提出什么樣的問題；（2）如何通過推論、分析，找出解決問題的方向，做出假設(shè)；（3）如何通過制訂實(shí)驗(yàn)計(jì)劃來收集素材，并實(shí)施計(jì)劃，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；（4）如何對其實(shí)驗(yàn)結(jié)論的正確性進(jìn)行驗(yàn)證和評價(jià)交流。

學(xué)生只有在這種思維品質(zhì)的指導(dǎo)下，才能談得上“探究性學(xué)習(xí)”。生物科學(xué)史教學(xué)再現(xiàn)了知識(shí)的發(fā)生過程，變結(jié)論式教學(xué)為過程式教學(xué)。通過科學(xué)史中對一些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)和邏輯分析的再現(xiàn)，可以讓學(xué)生體驗(yàn)生物學(xué)知識(shí)的形式過程，從中學(xué)習(xí)科學(xué)家的思維方法和理解生物學(xué)概念、原理的來龍去脈。這樣的教學(xué)既傳授了知識(shí)，又培養(yǎng)了學(xué)生的“探究性”科學(xué)思維。生物科學(xué)史中有眾多科學(xué)家對生命世界探索的精彩片段。良好的生物科學(xué)史的教學(xué)，應(yīng)該是從中選擇了恰當(dāng)?shù)牟牧?，運(yùn)用了恰當(dāng)?shù)氖侄?，達(dá)到了最佳教學(xué)效果，讓學(xué)生似乎身臨其境，從而獲得眾多啟示的教學(xué)。例如：新教材對《基因在染色體上》一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)就體現(xiàn)了薩頓和摩爾根兩位科學(xué)家分別應(yīng)用“類比推理”和“演繹推理”的科學(xué)思維，最終把抽象的“基因”具象地定位到了染色體上，從而把原來教材“基因的載體是染色體”結(jié)論式教學(xué)變?yōu)樘骄啃越虒W(xué)，教師可充分利用好該節(jié)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)思維。

3.如何進(jìn)行生物科學(xué)史教學(xué)

在現(xiàn)行的高中生物教冊中涉及的生物科學(xué)史內(nèi)容大約有50多項(xiàng)，分別出現(xiàn)在正文、小體字和課外讀中。正文中科學(xué)史內(nèi)容教材設(shè)計(jì)嚴(yán)密而周到，讓學(xué)生初步擁有了探究性思維傾向。而小體字和課外讀中的史實(shí)可以作為課外驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，教師在說明該科學(xué)史實(shí)的實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下，然后讓學(xué)生各自“模擬”出實(shí)驗(yàn)的具體思維過程，再現(xiàn)知識(shí)的發(fā)生過程，變結(jié)論式教學(xué)為過程式教學(xué)。還可利用生物學(xué)家的生平和事跡，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)精神和價(jià)值觀的教育。如“多利”羊的克隆是“無性生殖”一節(jié)的課外讀材料。教師可列出下列提示性問題：（1）什么是克??？……學(xué)生自己查找。（2）克隆多利羊的原理是什么？……細(xì)胞的全能性。（3）克隆為什么屬于無性生殖？……沒有生殖細(xì)胞的兩兩結(jié)合。（4）三只母羊與多利的誕生各有什么作用？……指提供去核的卵細(xì)胞的羊、提供體細(xì)胞核的羊和提供子宮的羊。（5）多利羊與那只羊的遺傳性幾乎相同？為什么？（6）克隆多利羊有什么意義？然后讓學(xué)生查找相關(guān)的問題關(guān)鍵詞，并設(shè)計(jì)出克隆羊的生產(chǎn)過程，這樣可讓學(xué)生在積極興趣的指引下，以“課外讀”題材為藍(lán)圖，模擬出“多利羊”的產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)過程，從而有利于學(xué)生探究性思維的形成。當(dāng)然小體字和課外讀中的材料也可以作為拓展實(shí)驗(yàn)由教師設(shè)計(jì)編寫成實(shí)驗(yàn)課題讓學(xué)生來完成。

綜上所述，生物史課程資源的運(yùn)用應(yīng)該成為生物教學(xué)中落實(shí)科學(xué)素養(yǎng)教育的重要方法。以生物發(fā)展史資料為材料，根據(jù)核心概念產(chǎn)生和發(fā)展的過程，沿著科學(xué)家研究的足跡重新走一遍，將科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)研究轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的探究過程，引導(dǎo)學(xué)生由一系列問題的逐步解決，去體會(huì)概念的建構(gòu)過程，進(jìn)而使學(xué)生弄清楚概念的來龍去脈，同時(shí)嘗試根據(jù)自己的理解和思考重新建構(gòu)核心概念，最終達(dá)到對核心概念的深入理解，對正文中的可結(jié)合知識(shí)點(diǎn)做到精講，讓學(xué)生深刻地領(lǐng)會(huì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的層層思維推理過程，為學(xué)生形成探究思維打下基礎(chǔ)。生物史教育以其豐富的內(nèi)容為培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)提供了生動(dòng)有趣、充滿哲理的素材，它在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、加強(qiáng)對生物學(xué)的理解、掌握生物學(xué)思想、開發(fā)生物學(xué)思維、培養(yǎng)科學(xué)意識(shí)和品質(zhì)、擴(kuò)大學(xué)生的視野等方面都有著十分重要的意義。