例談生物科學(xué)史在概念教學(xué)中的應(yīng)用

劉金軍

(安徽省淮南第二中學(xué)，安徽 淮南 232038)

例談生物科學(xué)史在概念教學(xué)中的應(yīng)用

劉金軍

(安徽省淮南第二中學(xué)，安徽 淮南 232038)

科學(xué)概念的形成過(guò)程即是科學(xué)工作者們參與科學(xué)研究的過(guò)程。如何運(yùn)用生物科學(xué)史促進(jìn)學(xué)生對(duì)生物學(xué)概念的理解和構(gòu)建是生物學(xué)教育中的核心問(wèn)題。在概念教學(xué)中，通過(guò)講述科學(xué)家生平故事、再現(xiàn)科學(xué)研究歷程、滲透科學(xué)精神三條途徑，可以有效促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的構(gòu)建和內(nèi)化，進(jìn)而形成堅(jiān)毅、求真的精神和品質(zhì)。

概念教學(xué)；生物科學(xué)史；科學(xué)精神

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》的“課程目標(biāo)”中，明確提出了“獲得生物學(xué)基本事實(shí)、概念、原理、規(guī)律和模型等方面的基礎(chǔ)知識(shí)，知道生物科學(xué)和技術(shù)的主要發(fā)展方向和成就，知道生物科學(xué)發(fā)展史上的重要事件”；并在“教學(xué)建議”中通過(guò)實(shí)例專門(mén)強(qiáng)調(diào)“科學(xué)是一個(gè)發(fā)展的過(guò)程。學(xué)習(xí)生物科學(xué)史能使學(xué)生沿著科學(xué)家探索生物世界的道路，理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)研究的方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)的精神。這對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是很有意義的”[1]。由此可見(jiàn)，生物科學(xué)史在高中生物教學(xué)中占有重要地位。但是課程改革發(fā)展至今，科學(xué)教育中的概念教學(xué)仍然注重對(duì)科學(xué)知識(shí)的死記硬背，而忽視了學(xué)生對(duì)概念的理解和構(gòu)建。多數(shù)學(xué)生并沒(méi)有真正理解重要科學(xué)概念的來(lái)龍去脈，特別是蘊(yùn)含于其中的科學(xué)方法和科學(xué)思想，以及對(duì)科學(xué)發(fā)展歷史上的重要事件、人物以及他們?cè)诳茖W(xué)研究過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的科學(xué)精神知之甚少，致使學(xué)生所學(xué)知識(shí)淺顯，知識(shí)體系難以建構(gòu)，綜合能力薄弱[2]?？梢?jiàn)，如何運(yùn)用生物科學(xué)史促進(jìn)學(xué)生對(duì)生物學(xué)概念的理解和構(gòu)建已成為廣大生物教師們面臨的重要課題之一。

1 引入科學(xué)家生平故事，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，激發(fā)學(xué)生求知欲望

生命科學(xué)輝煌的發(fā)展歷程離不開(kāi)無(wú)數(shù)生物學(xué)家們的勤奮耕耘和睿智研究，每一位科學(xué)家在他們各自的成功之路上都演繹了一幕幕詼諧有趣、耐人尋味的生動(dòng)事跡。教師可以根據(jù)教材內(nèi)容的特點(diǎn)，適當(dāng)引入科學(xué)家們的奇聞逸事和生平故事創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，讓學(xué)生置身于相應(yīng)的歷史情境中，感知科學(xué)家們的現(xiàn)實(shí)生活，體會(huì)他們的研究思想和研究方法。這樣不僅能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生高昂的情緒，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更能在潛移默化中感受到科學(xué)家們的可貴精神和品質(zhì)。

例如：在進(jìn)行伴性遺傳的教學(xué)時(shí)，可以生動(dòng)描述道爾頓發(fā)現(xiàn)色盲癥的故事，通過(guò)對(duì)色盲癥的分析幫助學(xué)生理解伴性遺傳的遺傳特點(diǎn)；而在學(xué)習(xí)基因在染色體上的教學(xué)時(shí)，可以富有感情地介紹摩爾根和他的學(xué)生飼養(yǎng)果蠅的有趣故事；在介紹達(dá)爾文進(jìn)化論時(shí)，可以直觀地再現(xiàn)達(dá)爾文在環(huán)球旅行中發(fā)現(xiàn)的加那帕戈斯群島的地雀……[3]

2 再現(xiàn)科學(xué)研究歷程，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)探究，構(gòu)建生物學(xué)概念

概念教學(xué)包括兩部分：一是將事實(shí)性知識(shí)置于學(xué)生的概念框架中；二是概念被各種豐富的有代表性的事實(shí)細(xì)節(jié)展現(xiàn)出來(lái)[4]。生物科學(xué)史本身就蘊(yùn)含有豐富的事實(shí)材料，教師可以通過(guò)分析相關(guān)的生物科學(xué)發(fā)展史，再現(xiàn)科學(xué)家的科學(xué)研究歷程，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生以一系列的科學(xué)史素材為支撐，開(kāi)展自主探究活動(dòng)，探究既可以是基于科學(xué)發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)式探究，亦可以是基于史實(shí)素材的推理式探究[5]。這種教學(xué)方式，不但可以讓學(xué)生知曉概念的來(lái)龍去脈，有效促進(jìn)學(xué)生對(duì)概念的理解和構(gòu)建，同時(shí)還有利于學(xué)生深刻地體驗(yàn)科學(xué)研究的過(guò)程和方法以及蘊(yùn)含其中的科學(xué)思想。

例如：細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的教學(xué)，可依托E.Overton所做植物細(xì)胞對(duì)物質(zhì)通透性實(shí)驗(yàn)、蛋白酶破壞細(xì)胞膜實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生根據(jù)史實(shí)推理細(xì)胞膜可能的化學(xué)成分；通過(guò)E.Gorter和F.Grendel從紅細(xì)胞膜中提取脂類平鋪在水面其面積是紅細(xì)胞表面積兩倍實(shí)驗(yàn)、J.D.Robertson在電鏡下觀察到細(xì)胞膜的暗—亮—暗三層結(jié)構(gòu)、磷脂分子親水性實(shí)驗(yàn)等生物學(xué)史料，引導(dǎo)學(xué)生探究、推理出各種成分在細(xì)胞膜中是如何排布的；借助科學(xué)家所做的利用熒光染料標(biāo)記細(xì)胞膜蛋白質(zhì)觀察人、鼠細(xì)胞膜融合經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很容易得出構(gòu)成細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)是可以運(yùn)動(dòng)的，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生分析出細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——具有一定的流動(dòng)性[6]。通過(guò)上述史料，引導(dǎo)學(xué)生積極參與教學(xué)過(guò)程，主動(dòng)進(jìn)行思考探究，順利達(dá)成知識(shí)、能力和興趣三者合一的教學(xué)目標(biāo)，有效完成概念知識(shí)的自主建構(gòu)。

3 滲透科學(xué)精神，促進(jìn)學(xué)生情感、態(tài)度與價(jià)值觀的形成和內(nèi)化

馬克思曾說(shuō)：“在科學(xué)上沒(méi)有平坦的大道，只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人，才有希望達(dá)到光輝的頂點(diǎn)?！鄙锟茖W(xué)發(fā)展史上有很多科學(xué)家用自身的實(shí)際行動(dòng)很好地進(jìn)行了詮釋。例如：孟德?tīng)枬撔难芯苛税四晖愣闺s交實(shí)驗(yàn)，終于取得了成功，揭示了兩大遺傳規(guī)律；薩姆納用了近十年的時(shí)間，嘗試了各種方法，歷經(jīng)一次又一次的失敗，終于提純了脲酶，并最終證明脲酶是蛋白質(zhì)；摩爾根和他的學(xué)生飼養(yǎng)了多年的果蠅，才發(fā)現(xiàn)了一只變異的紅眼果蠅，正是利用它，摩爾根才證明了基因在染色體上的假說(shuō)……他們都是“不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人”，他們都具有熱愛(ài)科學(xué)、潛心鉆研、不畏失敗、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。教學(xué)中，教師通過(guò)深情并茂的言辭來(lái)滲透?jìng)ゴ罂茖W(xué)家們堅(jiān)毅求真的精神和品質(zhì)，可以有效引導(dǎo)學(xué)生向科學(xué)家們學(xué)習(xí)，樹(shù)立熱愛(ài)科學(xué)，不畏艱辛的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)品質(zhì)，并內(nèi)化到自身的學(xué)習(xí)和生活中，有助于學(xué)生養(yǎng)成積極樂(lè)觀的心態(tài)。這正是新課程所提倡的“關(guān)注學(xué)生情感、態(tài)度與價(jià)值觀”理念的要求[7]。

新理念指導(dǎo)下的課堂教學(xué)不再是“教師照本宣科，學(xué)生死記硬背”，教師不能僅讓學(xué)生記住那些生物學(xué)事實(shí)，而應(yīng)關(guān)注由事實(shí)概括提煉而來(lái)的生物學(xué)概念，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用簡(jiǎn)單概念來(lái)構(gòu)建科學(xué)系統(tǒng)的概念框架，從而幫助學(xué)生解決新情境下的實(shí)際問(wèn)題[8]。在實(shí)際教學(xué)中，由于學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)直覺(jué)或其他相關(guān)知識(shí)的片面理解，甚至由于教師恰當(dāng)?shù)闹v解方式可能使學(xué)生在概念學(xué)習(xí)前或?qū)W習(xí)過(guò)程中形成與科學(xué)概念不相符的迷思概念，這就需要教師及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行修正，以形成科學(xué)概念。所以，要讓學(xué)生理解概念，教師首先要弄清楚概念的形成過(guò)程，而生物科學(xué)史就告訴了我們這些概念形成的來(lái)龍去脈。因此，作為中學(xué)生物教師必先研讀生物科學(xué)史，提升自身生物科學(xué)素養(yǎng)，同時(shí)還應(yīng)注意積累科學(xué)家生平事跡，理清科學(xué)概念的形成過(guò)程，以便在教學(xué)中充分發(fā)揮科學(xué)史的教育功能。

[1] 中華人名共和國(guó)教育部．普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)) [M]．北京：人民教育出版社，2003．

[2] 王永勝．生物學(xué)核心概念的發(fā)展——高中生物新課程的科學(xué)史[M]．北京：人民教育出版社，2007．

[3] 葉天晴．利用科學(xué)史促進(jìn)高中生物核心概念建構(gòu)的策略研究[D]．長(zhǎng)春：東北師范大學(xué)，2011．

[4] 張穎之，劉恩山．核心概念在理科教學(xué)中的地位和作用[J]．教育學(xué)報(bào)，2010，6(1)：57-61．

[5] 邢海燕．新課程理念下初中生物學(xué)重要概念的教學(xué)策略[J]．中學(xué)生物學(xué)，2013，29(12)：10-11．

[6] 李 飛．抓住契機(jī)領(lǐng)悟科學(xué)探究的基本步驟——“生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”教學(xué)設(shè)計(jì)[J]．中學(xué)生物學(xué)，2010，26(1)：30-31．

[7] 譚永平．高中生物科學(xué)史教學(xué)中的問(wèn)題及對(duì)策[J]．教育科學(xué)論壇，2011(12)：15-17．

[8] 伊麗梅．利用生物科學(xué)史引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建概念[J]．生物學(xué)通報(bào)，2014，49(12)：37-39．

On the application of biological history in Concept teaching through examples

LIU Jin-jun1

(No.2SeniorHighSchoolofHuainan,Huainan,Anhui232038,China)

The formation of scientific concepts is a process where the scientists participate in scientific researches. The core issue in teaching biology is how to promote students' understanding of biological concepts by applying biological history. In the process of concept teaching, the ways of telling the life stories of scientists, reproducing scientific history and infiltrating scientific spirit, can effectively help students build and internalize knowledge. Thus, students can form good qualities like perseverance and truth-seeking.

concept teaching; biological history; scientific spirit

2015-03-14

劉金軍(1981-)，男，學(xué)士，中學(xué)一級(jí)教師，研究方向：高中生物教學(xué)。

G632.4

A

1004-4329(2015)03-122-03

10.14096/j.cnki.cn34-1069/n/1004-4329(2015)03-122-03