積極運(yùn)用科學(xué)史的教育方法

劉海燕

一、課程分析

“進(jìn)化”一詞來源于拉丁文evolutio，原意為“展開”，一般是指事物的逐漸變化、發(fā)展，由一種狀態(tài)過渡到另一種狀態(tài)。“現(xiàn)代生物進(jìn)化理論”是人教版普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書必修2第七章的內(nèi)容，本章課程的核心是介紹現(xiàn)代生物進(jìn)化理論。生物進(jìn)化理論不僅是生物學(xué)中具有重要地位的基礎(chǔ)理論，也是對人們的自然觀和世界觀具有重要影響的理論。雖然生物進(jìn)化理論的發(fā)展歷程中一直有不同觀點(diǎn)的交鋒，但是這個(gè)過程卻不是簡單的新理論對舊理論的否定和排斥，而是新理論對舊理論的修正、深入和擴(kuò)展。

二、教材分析

“現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的由來”是《遺傳與進(jìn)化（必修2）》第七章《現(xiàn)代生物進(jìn)化理論》第一節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容涉及拉馬克的用進(jìn)廢退學(xué)說和達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說以及達(dá)爾文之后進(jìn)化理論的發(fā)展。本節(jié)教學(xué)以遺傳學(xué)為基礎(chǔ)，從宏觀上對生物的進(jìn)化作一個(gè)廣度上的學(xué)習(xí)，為建立協(xié)調(diào)統(tǒng)一的唯物辯證觀提供了優(yōu)質(zhì)的素材。

三、設(shè)計(jì)理念

高二年級的學(xué)生在初中階段就已經(jīng)學(xué)習(xí)過生物進(jìn)化的內(nèi)容，知道達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說的要點(diǎn)，但是對拉馬克進(jìn)化論、達(dá)爾文進(jìn)化論的貢獻(xiàn)及其局限性尚不了解；同時(shí)，在經(jīng)歷了初三和高一的“淘沙”之后，原有的知識也許已經(jīng)有些淡忘。讓歷史回歸歷史，在歷史中追溯歷史，是我在生物學(xué)史教學(xué)過程中的堅(jiān)持與主張。

因此，我以大量豐富、活潑的圖片來展現(xiàn)拉馬克和達(dá)爾文的進(jìn)化理論的主要內(nèi)容，愉悅富有張力的圖片讓史實(shí)更鮮活；

在引導(dǎo)、激發(fā)學(xué)生對圖片資料進(jìn)行思考、進(jìn)行演繹說明構(gòu)建解釋模型的過程中，讓學(xué)生自發(fā)地體會(huì)到拉馬克和達(dá)爾文的進(jìn)化理論不同的思維視角；

通過師生追問，通過“有話要說”的活動(dòng)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生體會(huì)進(jìn)化學(xué)說的歷史局限性，在思維的順暢與現(xiàn)實(shí)的局促對比中，使學(xué)生理解科學(xué)不是一個(gè)靜態(tài)的體系，而是一個(gè)不斷發(fā)展的動(dòng)態(tài)過程，在科學(xué)的領(lǐng)域沒有終極真理。

四、教學(xué)目標(biāo)

知識目標(biāo)：舉例說出達(dá)爾文之前，人們是怎樣看待生物進(jìn)化的；概述達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容；理解達(dá)爾文自然選擇學(xué)說幾個(gè)主要內(nèi)容之間的關(guān)系；學(xué)會(huì)運(yùn)用達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說，解釋生物的適應(yīng)性、多樣性和生物進(jìn)化的原因。

能力目標(biāo)：理解自然選擇學(xué)說幾個(gè)主要內(nèi)容之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生分析綜合的思維能力；構(gòu)建達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的解釋模型，運(yùn)用達(dá)爾文的進(jìn)化理論解釋生物界的一些現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、正確認(rèn)識自然的能力；評述達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的貢獻(xiàn)和局限性。

情感、態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)：探討生物進(jìn)化觀點(diǎn)對人們思想觀念的影響；培養(yǎng)學(xué)生以科學(xué)的態(tài)度認(rèn)識生物進(jìn)化問題，樹立辯證唯物主義觀點(diǎn)；培養(yǎng)學(xué)生探索科學(xué)的精神、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

五、教學(xué)實(shí)施的程序

1.與輕松同行：動(dòng)漫視頻導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。

以北美票房冠軍的噱頭與“我擔(dān)心與你們會(huì)有代溝”的自相矛盾激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，播放《瘋狂的原始人》視頻片段。引領(lǐng)學(xué)生回望時(shí)間的那頭，回答一個(gè)古老又無法回避的問題——誰是萬物的創(chuàng)造者？打開學(xué)生的話匣子，總結(jié)出東西方造物論的共性特點(diǎn)：神創(chuàng)且物種不變。

2.與歷史同步：資料史實(shí)呈現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

隨著工業(yè)革命的發(fā)展，資產(chǎn)階級為了掠奪資源，組織了許多探險(xiǎn)隊(duì)。所以，地質(zhì)學(xué)、古生物學(xué)都取得了巨大的進(jìn)步。在18世紀(jì)末，許多人提出了生物進(jìn)化思想。多媒體上呈現(xiàn)拉馬克的肖像及簡介：法國博物學(xué)家，生物學(xué)一詞是他發(fā)明的，最先提出生物進(jìn)化的學(xué)說。

學(xué)生通過自主閱讀，嘗試解決這樣三個(gè)問題：（1）拉馬克進(jìn)化學(xué)說的主要內(nèi)容是什么？（2）食蟻獸的舌頭會(huì)細(xì)長有什么適應(yīng)意義？（3）為什么鼴鼠的眼睛會(huì)退化？

學(xué)生很快就明白了食蟻獸細(xì)長的舌頭、鼴鼠極度退化的眼睛是拉馬克兩個(gè)著名的原則“用進(jìn)廢退”和“獲得性遺傳”的事實(shí)論據(jù)。但是明白未必等于理解，我迅速加入法國學(xué)者波尼爾做過的栽植樹種的實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化了學(xué)生對“獲得性遺傳”的認(rèn)識。認(rèn)識一旦直達(dá)理解，拉馬克解釋模型的構(gòu)建就水到渠成，這恰恰就是理解拉馬克進(jìn)化學(xué)說的最直觀體現(xiàn)。

“我是拉馬克”是我特別設(shè)置的一個(gè)環(huán)節(jié)，通過解釋長頸鹿的進(jìn)化過程學(xué)生總結(jié)出了拉馬克進(jìn)化學(xué)說的兩個(gè)特點(diǎn)：第一，生物都是為了適應(yīng)環(huán)境而生存的；第二，在適應(yīng)的過程中，生物具有很強(qiáng)的自我改進(jìn)的力量。這個(gè)環(huán)節(jié)課堂里爆發(fā)出了拉馬克“得償所愿”式的輕松與愜意。

3.與“貝格爾”號同行：物證史實(shí)更鮮活，學(xué)生堅(jiān)定“與上帝分手”。

只有在歷史中追溯歷史，我們的思緒才能與歷史契合，才能更好地感受科學(xué)史中每一步發(fā)展的不易與充實(shí)。在查閱了大量歷史資料之后，我的導(dǎo)入頗似一個(gè)故事，基于事實(shí)，又妙趣橫生：

在另外一個(gè)國度，有一位出身于基督教高級知識分子家庭、劍橋大學(xué)神學(xué)院畢業(yè)的小伙子，在參加了歷時(shí)5年的航海后，在觀察記錄了大量的信息之后，他沒有靠近上帝，反而產(chǎn)生了一個(gè)大膽的想法，他打算與上帝分手，他就是？（學(xué)生齊答：達(dá)爾文?。欠庵脑E別信就是？（學(xué)生笑答：《物種起源》！）

學(xué)生臉上還留著“與上帝分手”的曖昧。四組精選的參考圖片以及馬爾薩斯人口論再次將學(xué)生的思維激活，課堂生成的追問緊鑼密鼓：斗爭是為了什么？斗爭的結(jié)果是什么？決定斗爭結(jié)果的因素是什么？有利變異和不利變異是針對什么而言的？一組概念在學(xué)生的腦海中越發(fā)清晰：生物在生存斗爭中生存下來后，有利變異通過遺傳進(jìn)行積累。

4.與歷史縱橫：不同進(jìn)化論的對比辨析，培養(yǎng)學(xué)生辯證認(rèn)識生物進(jìn)化。

在“我的選擇”活動(dòng)環(huán)節(jié)，各小組圍繞“拉馬克的進(jìn)化學(xué)說與達(dá)爾文的進(jìn)化學(xué)說，你更愿意接受誰的觀點(diǎn)？原因是什么？”刮起了思維旋風(fēng)，激烈的對比、犀利的闡釋，課堂風(fēng)光旖旎。教師只是傾聽，只是適當(dāng)點(diǎn)撥。

在這個(gè)教學(xué)互動(dòng)部分，我補(bǔ)充了大量史實(shí)材料。

比如有小組發(fā)言認(rèn)為拉馬克的主張偏主觀而達(dá)爾文的進(jìn)化理論更接近事實(shí)。我創(chuàng)設(shè)了“有話要說”的環(huán)節(jié)，提供給學(xué)生一份擴(kuò)展材料：德國科學(xué)家魏斯曼將雌、雄老鼠的尾巴都切斷后，再讓其互相交配來產(chǎn)生子代，而生出來的幼鼠居然都是有尾巴的。他一直這樣重復(fù)進(jìn)行至第21代，其子代仍然是有尾巴的，看來懷疑拉馬克學(xué)說的不乏其人。

關(guān)于進(jìn)化理論的發(fā)展，關(guān)于世人對進(jìn)化理論的評價(jià)，我沒有簡單說教，而是讓歷史回歸歷史，提供了大量的史實(shí)材料。比如《物種起源》第一版雖然是一份只有15.5萬字的“提綱”，但是一天銷售一空。不像愛因斯坦的著作那樣，“地球上大概只有3個(gè)人能看懂”。但是之后，他卻遭到了許多人的攻擊和謾罵，這是為什么？

時(shí)光流轉(zhuǎn)，1882年4月19日，達(dá)爾文逝世卻能厚葬于威斯敏斯特大教堂，安葬在另一位科學(xué)界偉大人物牛頓的墓旁，享受著一個(gè)自然科學(xué)家的最高榮譽(yù)，這又意味著什么？

完美的是故事，缺憾的才是真實(shí)。同時(shí)代另一位研究者孟德爾寫給達(dá)爾文的信件也讓學(xué)生感嘆唏噓。

5.與歷史穿越：歷史情境創(chuàng)設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生探索科學(xué)的精神、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。

在達(dá)爾文200周年誕辰來臨之際，英國民調(diào)公司ComRes在一項(xiàng)針對2060人的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，越來越多的英國人不再認(rèn)同進(jìn)化論。近51%的英國人認(rèn)為達(dá)爾文的進(jìn)化理論并不足以解釋地球生命的復(fù)雜構(gòu)成，生命起源及發(fā)展演變的關(guān)鍵時(shí)期應(yīng)該離不開某位“造物者”的干涉。根據(jù)這個(gè)信息，我借“來自星星”的都敏俊教授設(shè)計(jì)了“我是達(dá)爾文”環(huán)節(jié)，假設(shè)都敏俊教授幫助達(dá)爾文回到了現(xiàn)在，而你就是那個(gè)回到了現(xiàn)在的達(dá)爾文，面對如此境況你打算怎么做？一石激起千層浪，學(xué)生的發(fā)言內(nèi)容正好是科學(xué)精神的最好映射。

當(dāng)然，“最美麗最曼妙的生命形式是由進(jìn)化產(chǎn)生的，而且它們?nèi)栽诓粩噙M(jìn)化之中”。

六、教學(xué)反思

如何才能準(zhǔn)確把握課程標(biāo)準(zhǔn)，怎樣才算自覺創(chuàng)新教學(xué)行為，每一位教師都有自己獨(dú)到的理解與認(rèn)識。上海市浦東教育發(fā)展研究院院長程紅兵說：“通過課堂教學(xué)，我們的目標(biāo)無非是讓學(xué)生由不知道是什么到知道是什么，這是知識的變化；由不會(huì)什么到會(huì)什么，這是能力的變化；由不愛什么到愛什么，這是情感態(tài)度的變化?！?/p>

“三變”就是課堂教學(xué)的效用所在、深刻所在、魅力所在，這一切都需要通過學(xué)生在課堂上的參與、思考達(dá)到。要想讓學(xué)生進(jìn)行有價(jià)值的思考，關(guān)鍵在于教師先要進(jìn)行有價(jià)值的思考。大膽創(chuàng)新，讓思想先行，恰是青年教師應(yīng)該踐行的成長寶典。

人教版《高中生物2 遺傳與進(jìn)化》第七章第一節(jié)“現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的由來”的教學(xué)設(shè)計(jì)我先后改了12次，每一次的改動(dòng)都是對文本的再一次認(rèn)識，再一次解讀；每一次的改動(dòng)都是教學(xué)思路的再一次明晰，再一次涅槃；每一次的改動(dòng)都是生物同行的再一次探討，再一次辨析。

優(yōu)化一：建構(gòu)進(jìn)化學(xué)說的解釋模型，拉近與科學(xué)家的距離

模型是人們按照特定的科學(xué)研究目的，在一定的假設(shè)條件下，再現(xiàn)原型客體某種本質(zhì)特征（如結(jié)構(gòu)特性、功能、關(guān)系、過程等）的物質(zhì)形式或思維形式的類似物。一方面，我們可以從原型出發(fā)，抓住事物的本質(zhì)特征，對事物與現(xiàn)象進(jìn)行抽象、簡化，建構(gòu)一個(gè)能反映原型本質(zhì)聯(lián)系的模型。另一方面，對于高度抽象化的科學(xué)概念和假說，我們必須具體化為某個(gè)特定的模型，才能發(fā)揮理論對實(shí)踐的指導(dǎo)作用。

建立進(jìn)化學(xué)說解釋模型的探究過程，就是一個(gè)學(xué)生積極參與、思辨并歸納的過程。雖然在教材文本上拉馬克的進(jìn)化學(xué)說并不是重點(diǎn)，達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說才是這節(jié)課的中心，才是學(xué)生理解現(xiàn)代生物進(jìn)化理論由來的關(guān)鍵。但是事實(shí)與推論之間的邏輯關(guān)系是通過思維的構(gòu)建來獲取的，通過科學(xué)模型的構(gòu)建來推知進(jìn)化學(xué)說的發(fā)展規(guī)律，借助科學(xué)模型的構(gòu)建來拓展和深化對于進(jìn)化學(xué)說的認(rèn)識，以此能更好地體味拉馬克與達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說的差異，了解達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說的構(gòu)建過程與觀察視點(diǎn)。

要想讓學(xué)生進(jìn)行有價(jià)值的思考，關(guān)鍵在于教師先要進(jìn)行有價(jià)值的思考。為了引導(dǎo)學(xué)生像當(dāng)年的拉馬克、達(dá)爾文一樣地思考，讓學(xué)生模擬和再現(xiàn)科學(xué)家們的實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)、再現(xiàn)解釋模型的構(gòu)建過程，我查閱了大量的文本資料和網(wǎng)絡(luò)材料。因?yàn)閷W(xué)生在初中階段就已經(jīng)學(xué)習(xí)了相關(guān)的進(jìn)化知識，我相信，只有新鮮的“食材”才能更好地喚醒記憶，更棒地激發(fā)思考力，為此，我摒棄了大量陳舊的圖片，與時(shí)俱進(jìn)地選擇了更多新鮮的、有新意也有視覺沖擊力的資料與圖片，在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入情境、啟發(fā)思考、激發(fā)思維的建模路上一路狂奔。在師生共同建立了拉馬克進(jìn)化學(xué)說的解釋模型之后，將建模的方法進(jìn)行了遷移，小組在閱讀討論了參考資料1-5的基礎(chǔ)上，經(jīng)驗(yàn)共享，形成共識，學(xué)生獨(dú)自建立起了達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說的解釋模型。

方法的建立提升的是課堂的容量與效率。在教學(xué)過程中，學(xué)生發(fā)言踴躍，課堂追問不斷出現(xiàn)，而教師只需要“弱弱地”“拎”一下：拉馬克的進(jìn)化學(xué)說強(qiáng)調(diào)生物都是為了適應(yīng)環(huán)境而生存的，在適應(yīng)的過程中，生物具有很強(qiáng)的自我改進(jìn)的力量。達(dá)爾文的進(jìn)化論側(cè)重于生物的演化是長時(shí)間連續(xù)性的緩慢改變，是通過微小的優(yōu)勢變異逐漸改進(jìn)的。

應(yīng)該說，在生物科學(xué)史教學(xué)的過程中，理解模型和進(jìn)行模型建構(gòu)活動(dòng)是學(xué)生理解生物概念、動(dòng)態(tài)了解科學(xué)史實(shí)過程的一把鑰匙。學(xué)生通過探索思考，體會(huì)到模型建構(gòu)的方法，并將模型方法內(nèi)化為認(rèn)知圖式，獲得了學(xué)習(xí)方法，提升了認(rèn)知水平。

優(yōu)化二：厘清科學(xué)史實(shí)的發(fā)展脈絡(luò)，豐富人文的美學(xué)價(jià)值

科學(xué)史是客觀真理發(fā)現(xiàn)的歷史，是人的心智逐步征服自然的歷史。它描述漫長而無止境的為思想自由，為思想免于暴力、專橫、錯(cuò)誤和迷信而斗爭的歷史。比如1857年，巴斯德通過著名的曲頸瓶實(shí)驗(yàn)，徹底否定了“自然發(fā)生說”，之后還發(fā)明了“巴氏消毒法”，他的研究成果促進(jìn)了醫(yī)學(xué)、發(fā)酵工業(yè)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展。巴斯德曾說過：“告訴你使我達(dá)到目標(biāo)的力量，就是我的堅(jiān)韌精神?！钡窃谶M(jìn)行生物科學(xué)史教學(xué)時(shí)，這樣的“高大上”情節(jié)的平鋪直敘的教學(xué)方法容易使科學(xué)史教學(xué)變成簡單的歷史事件羅列，教學(xué)變成了走過場，而且學(xué)生也容易產(chǎn)生科學(xué)是“學(xué)霸式”的、高不可攀的心理。

所以，如果能夠營造當(dāng)年的歷史氛圍，層層設(shè)疑，讓學(xué)生好像置身于科學(xué)家的探究歷程中，則教學(xué)猶如連環(huán)扣，學(xué)生學(xué)起來就會(huì)勁頭十足。

步入達(dá)爾文的進(jìn)化空間，我是這樣導(dǎo)入的：同時(shí)代，在另外一個(gè)國度，有一位出身于基督教高級知識分子家庭、劍橋大學(xué)神學(xué)院畢業(yè)的小伙子，為了驗(yàn)證諾亞方舟中那場著名的洪水——洪水毀滅了當(dāng)時(shí)的世界，只有諾亞，他的家人和在方舟中的動(dòng)物和植物得以存活。幾十億的死尸被埋葬在巖石層中，形成了化石——他在參加了歷時(shí)5年的航海后。此時(shí)，學(xué)生的關(guān)注力就被引導(dǎo)到科學(xué)考察的層面：達(dá)爾文去了哪里、看到了什么、記下了什么、思考到了什么？順?biāo)浦?，“我是達(dá)爾文”的教學(xué)環(huán)節(jié)讓學(xué)生換位觀察、借位思考，在特定的歷史的空間考量這位學(xué)者的行與思。當(dāng)教學(xué)進(jìn)行到“自然選擇學(xué)說”的意義時(shí)，學(xué)生自發(fā)地把“自然選擇學(xué)說”與“日心說”進(jìn)行了聯(lián)想與類比，對于當(dāng)時(shí)的諷刺漫畫，和達(dá)爾文1882年4月19日死后厚葬于威斯敏斯特大教堂，安葬在牛頓的墓旁，享受著一個(gè)自然科學(xué)家的最高榮譽(yù)，學(xué)生也進(jìn)行了闡述，主動(dòng)、積極地從思想與方法的歷史、社會(huì)的歷史這樣的角度去分析。

美育是通向人格完善的必經(jīng)之路。生命科學(xué)中求真、求善、求美的精神與人文精神一脈相通，這樣飽滿、立體、鮮活的歷史感讓我感動(dòng)。

優(yōu)化三：追隨科學(xué)常識，倡導(dǎo)理性的懷疑

現(xiàn)代生物進(jìn)化理論是以生物的生存價(jià)值和生存意義為研究中心的學(xué)說，在生物教學(xué)中滲透人文教育，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)積極的情感態(tài)度，也是生物學(xué)教育的重要目標(biāo)之一。從對神創(chuàng)論的懷疑，到生物進(jìn)化思想的初現(xiàn)；從拉馬克的“獲得性遺傳”到達(dá)爾文的“自然選擇”；從魏斯曼小鼠尾巴的實(shí)驗(yàn)探究到波尼爾做過的栽植樹種的實(shí)驗(yàn)；科學(xué)家巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，很能激起學(xué)生的興趣，引起學(xué)生共鳴。學(xué)生通過學(xué)習(xí)這些科學(xué)史知識，逐漸領(lǐng)會(huì)科學(xué)研究的一般方法，逐步培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析和解決問題的能力以及收集和處理科學(xué)信息的能力。

懷疑與發(fā)展如影隨形。教材關(guān)于人類起源問題上科學(xué)對宗教的挑戰(zhàn)引入，就蘊(yùn)涵著科學(xué)并不盲從宗教的信條，有根據(jù)地對“權(quán)威”觀點(diǎn)進(jìn)行理性的懷疑是發(fā)展的前提。在教學(xué)中，我始終讓事實(shí)說話，有相關(guān)觀點(diǎn)的介紹，就一定要有相關(guān)證據(jù)資料的呈現(xiàn)。

在“我是達(dá)爾文”的教學(xué)環(huán)節(jié)，我提供了這樣一則資料信息：在達(dá)爾文200周年誕辰來臨之際，英國民調(diào)公司ComRes近日在一項(xiàng)針對2060人的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，越來越多的英國人不再認(rèn)同進(jìn)化論。近51%的英國人認(rèn)為達(dá)爾文的進(jìn)化理論并不足以解釋地球生命的復(fù)雜構(gòu)成，生命起源及發(fā)展演變的關(guān)鍵時(shí)期應(yīng)該離不開某位“造物者”的干涉。假設(shè)來自星星的都敏俊教授幫助達(dá)爾文回到了現(xiàn)在，而你就是那個(gè)回到了現(xiàn)在的達(dá)爾文，面對如此境況你打算怎么做？

學(xué)生的果敢與質(zhì)疑，思路的嚴(yán)謹(jǐn)與縝密，表述的層次與多樣，讓課堂已然成為科學(xué)的講堂。

科學(xué)沒有終極，科學(xué)允許人們對某個(gè)結(jié)論的懷疑，科學(xué)從不強(qiáng)迫別人接受，而是以更充分的證據(jù)和更嚴(yán)密的邏輯來說明結(jié)論的可靠性。

（作者單位：南京市天印高級中學(xué)）