尋脈生物科學(xué)史 促進(jìn)教學(xué)有效性

林鑫

【摘 要】新課程改革后，高中生物教材增加了許多生物科學(xué)史內(nèi)容，教師通過開展生物科學(xué)史的教學(xué)，提升課堂教學(xué)的有效性，引導(dǎo)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，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，達(dá)到教學(xué)的三維目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】生物科學(xué)史 ? ? 教學(xué)有效性 ? ? 興趣 ? ? ? 探究

生物科學(xué)是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)學(xué)科，是研究生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。生物科學(xué)史即生物科學(xué)產(chǎn)生發(fā)展的歷史，既包括科學(xué)家對生命現(xiàn)象的研究過程，又包括科學(xué)家研究生命現(xiàn)象時(shí)所持有的不同觀點(diǎn)和態(tài)度;既包括生物學(xué)理論和方法的形成演變，又包括不同學(xué)科之間的聯(lián)系、科學(xué)與社會(huì)的相互影響。

普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)指出，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，有利于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，幫助學(xué)生理解生物科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的相互關(guān)系，增強(qiáng)學(xué)生對自然和社會(huì)的責(zé)任感，促進(jìn)學(xué)生形成正確的世界觀和價(jià)值觀。

有效教學(xué)主要指在一定的教學(xué)投入內(nèi)（時(shí)間、精力、努力），通過教師的教學(xué)，學(xué)生獲得具體的進(jìn)步和發(fā)展，達(dá)到最好教學(xué)效果的教學(xué)，是卓有成效的教學(xué)。在45分鐘課堂的有限時(shí)間里，如何巧妙合理地講解生物發(fā)展史的內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，達(dá)到教學(xué)的三維目標(biāo)，筆者談?wù)剛€(gè)人的見解。

一、精通生物發(fā)展史，保證有效教學(xué)

生物科學(xué)發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：描述性生物學(xué)階段、 實(shí)驗(yàn)生物學(xué)階段、分子生物學(xué)階段。由于科技生產(chǎn)力水平的限制，19世紀(jì)以前生物科學(xué)發(fā)展基本處于描述性生物學(xué)階段，尤其以1859年英國生物學(xué)家達(dá)爾文的《物種起源》為代表，他們都只是從純生物學(xué)的角度來闡述生命現(xiàn)象，而不能說明它的根本機(jī)理和原因。1900年孟德爾遺傳定律的發(fā)現(xiàn)，使生物學(xué)從原來的描述性學(xué)科發(fā)展成一門實(shí)驗(yàn)性的學(xué)科。1953年沃森和克里克兩人提出了遺傳物質(zhì)脫氧核糖核酸（DNA）的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，從此，把整個(gè)生物學(xué)研究推進(jìn)到分子生物學(xué)的新階段。

伴隨著新課程理念的提出，新教材做出了相應(yīng)的變化，其中有一個(gè)變化較為顯著，就是課本增添了許多科學(xué)史的內(nèi)容。據(jù)統(tǒng)計(jì)，高中生物必修教材出現(xiàn)的科學(xué)史內(nèi)容共計(jì)50個(gè)片段左右。

“要給學(xué)生一杯水，教師要有一桶水?！苯處煈?yīng)具備精深的學(xué)科專業(yè)知識、豐富的科學(xué)文化知識，對于整個(gè)生物發(fā)展史的歷程要熟悉，對于高中生物教科書中的科學(xué)史要精通，才能保證課堂的有效教學(xué)。

二、開展科學(xué)史教學(xué)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

托爾斯泰說過：“成功的教學(xué)所需要的不是強(qiáng)制，而是激發(fā)學(xué)生的興趣?！贝偈箤W(xué)生在愉悅的氣氛中學(xué)習(xí)，喚起學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望是教學(xué)成功的關(guān)鍵。生物科學(xué)史中有很多關(guān)于科學(xué)家本身或者是科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究過程的趣事，將其引入到生物教學(xué)中，必然會(huì)大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，講授《伴性遺傳》，引入了18世紀(jì)英國著名的化學(xué)家兼物理學(xué)家道爾頓的故事。道爾頓在圣誕節(jié)前夕買了一雙“棕灰色”的襪子送給母親，母親覺得櫻桃紅色的襪子顏色過于鮮艷，道爾頓感到非常疑惑，又去問弟弟和周圍的人，除了弟弟與自己的看法相同以外，其他人都說襪子是櫻桃紅色的。道爾頓經(jīng)過認(rèn)真的分析比較，發(fā)現(xiàn)他和弟弟的色覺與別人不同。道爾頓雖然不是生物學(xué)家和醫(yī)學(xué)家，卻成了第一個(gè)發(fā)現(xiàn)色盲癥的人，也是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的色盲癥患者。為此他還寫了篇論文《論色盲》。后來，人們?yōu)榱思o(jì)念他，又把色盲癥稱為道爾頓癥。在教學(xué)中，適時(shí)引入這樣的故事，能為新知識的探究做背景材料的鋪墊，既能引起學(xué)生的興趣，又很好地引出探究問題，還豐富了課堂內(nèi)容。

三、開展科學(xué)史教學(xué)，掌握生物知識

開展生物科學(xué)史教學(xué)，有助于學(xué)生獲得生物學(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，了解生物科學(xué)和技術(shù)的主要發(fā)展方向和成就，了解生物科學(xué)發(fā)展史上的重要事件。例如：講授《現(xiàn)代生物進(jìn)化論理論的由來》，課文引入長頸鹿是如何進(jìn)化來的生物科學(xué)實(shí)例，指出歷史上有兩種關(guān)于生物進(jìn)化的理論曾經(jīng)爭得很厲害，分別是拉馬克提出來的“用進(jìn)廢退”和達(dá)爾文提出來的“自然選擇學(xué)說”對長頸鹿進(jìn)化的解釋。拉馬克認(rèn)為，生物進(jìn)化其核心是有一種內(nèi)在的動(dòng)力驅(qū)使生物向前發(fā)展，而由于“用進(jìn)廢退”，習(xí)性會(huì)讓生物的器官出現(xiàn)獨(dú)特的形態(tài)。達(dá)爾文認(rèn)為，原始長頸鹿中有的較高有的較矮，當(dāng)食物缺乏時(shí)，較高的個(gè)體能吃到較高處的樹葉，是其他動(dòng)物吃不到的，因此有生存優(yōu)勢，能留下更多的后代。一代又一代選擇的結(jié)果，長頸鹿的脖子就變得越來越長。了解生物科學(xué)知識在生活、生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)等方面的應(yīng)用，有助于積極參與生物科學(xué)知識的傳播，促進(jìn)生物科學(xué)知識進(jìn)入個(gè)人和社會(huì)生活。

四、開展科學(xué)史教學(xué)，培養(yǎng)探究能力

生物科學(xué)作為由眾多生物學(xué)事實(shí)和理論組成的知識體系，是在人們不斷探究的過程中逐步發(fā)展起來的。探究也是學(xué)生認(rèn)識生命世界、學(xué)習(xí)生物課程的有效方法之一。普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，力圖促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與探究過程，勤于動(dòng)手和動(dòng)腦，逐步培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理科學(xué)信息的能力、獲取新知識的能力、批判性思維的能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力等，重在培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。例如：講授《植物生長素的發(fā)現(xiàn)》，書上通過一系列的實(shí)驗(yàn)從一定程度上反映了科學(xué)探究的一般方法，對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法和研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力是一個(gè)非常好的素材。19世紀(jì)末，達(dá)爾文研究了光照對金絲雀虉草胚芽鞘生長的影響。通過大量的實(shí)驗(yàn)、科學(xué)的設(shè)計(jì)方法，得出結(jié)論：金絲雀虉草向光彎曲生長是胚芽鞘尖端可能會(huì)產(chǎn)生某種物質(zhì)，這種物質(zhì)在單側(cè)光的照射下，對胚芽鞘下面的部分會(huì)產(chǎn)生某種影響。1913—1914年，詹森、拜耳在達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分別對實(shí)驗(yàn)做進(jìn)一步的深化，為溫特的實(shí)驗(yàn)提供了重要的思路。1928年，溫特的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明了胚芽鞘尖端確實(shí)產(chǎn)生了某種物質(zhì)，這種物質(zhì)從尖端運(yùn)輸?shù)较虏?，并且能夠促使胚芽鞘下面某些部分的生長。1934年，郭葛等人提取出該物質(zhì)，并確認(rèn)它的化學(xué)本質(zhì)是吲哚乙酸，把這種物質(zhì)命名為生長素。通過科學(xué)史的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了科學(xué)的探究方法，并感受到科學(xué)知識的獲得積累了眾多科學(xué)家的心血和智慧。

五、開展科學(xué)史教學(xué)，樹立正確的價(jià)值觀

科學(xué)史可以幫助學(xué)生樹立全面而準(zhǔn)確的科學(xué)形象和科學(xué)家形象，領(lǐng)悟科學(xué)精神和人文精神，加深對科學(xué)的理解。培根說過：“讀史使人明智?！苯處熗ㄟ^傳授科學(xué)史可以幫助學(xué)生樹立正確的辯證觀、人生觀和世界觀，培養(yǎng)學(xué)生熱愛家鄉(xiāng)、熱愛祖國的精神，增強(qiáng)振興中華民族的使命感與責(zé)任感。例如，講授《DNA分子結(jié)構(gòu)》時(shí)，教師向?qū)W生介紹了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)的歷程。1951年，23歲的沃森來到英國劍橋著名的卡文迪什實(shí)驗(yàn)室，在那里遇到了大他12歲的克里克，開始了現(xiàn)代生物學(xué)史上最動(dòng)人心弦的合作。也許沃森和克里克不一定是最聰明的科學(xué)家，也不一定最有經(jīng)驗(yàn)，但是他們靠的是不懈的努力，靠的是知識和能力的互補(bǔ)，終于打開了“潘多拉”盒子，開啟了分子生物學(xué)時(shí)代。為此，1962年，沃森、克里克、威爾金斯因發(fā)現(xiàn)DNA分子結(jié)構(gòu)一起獲得了諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。當(dāng)他們站在科學(xué)最高的榮譽(yù)臺上，享受鮮花和掌聲時(shí)，是否還記得那位“科學(xué)玫瑰”——英國女科學(xué)家富蘭克林。沒有富蘭克林在1951年11月拍攝的一張十分漂亮的DNA晶體X射線衍射照片，他們能激發(fā)靈感嗎？但在那個(gè)時(shí)代，女科學(xué)家受到歧視和不平等的待遇，她的成就也沒有得到應(yīng)有的重視。1958年，37歲的富蘭克林患癌癥去世。最近，英國為了紀(jì)念她對發(fā)現(xiàn)DNA結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)，英國皇家學(xué)會(huì)設(shè)立“富蘭克林獎(jiǎng)?wù)隆?。生物學(xué)史中還有著豐富的愛國主義教育的內(nèi)容。教學(xué)中可以適時(shí)引入我國古代、近代在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、生物學(xué)上的偉大成就，例如李時(shí)珍的《本草綱目》、袁隆平的雜交水稻、1965年蛋白質(zhì)-結(jié)晶牛胰島素等。通過科學(xué)史的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅激發(fā)了愛國熱情，更重要的是養(yǎng)成了求實(shí)的科學(xué)態(tài)度、寬容的人生態(tài)度，樹立了真善美的價(jià)值追求。

生物科學(xué)發(fā)展史是生物學(xué)發(fā)展的一面鏡子，本身就是一部完美的教材。在新課程改革的引領(lǐng)下，把生物科學(xué)發(fā)展史素材全面引入到課堂中，有目的、有計(jì)劃、有重點(diǎn)地進(jìn)行教學(xué)，構(gòu)建有效的課堂教學(xué)，落實(shí)三維目標(biāo)，力爭使每個(gè)學(xué)生都能達(dá)到、獲得現(xiàn)代化公民必須具備的科學(xué)素養(yǎng)。

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