高中生物教學(xué)中運用科學(xué)史內(nèi)容提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的研究

張千軍

（蘭州市第五十八中學(xué)〈蘭煉一中〉，甘肅 蘭州）

生物科學(xué)史是研究生物科學(xué)的結(jié)論或事實發(fā)生發(fā)展的相關(guān)歷史，能夠具體地展示生物科學(xué)概念、理論的產(chǎn)生、演化及其發(fā)展過程，真實反映科學(xué)家的經(jīng)歷、貢獻以及研究方法上的特點，探討科學(xué)與社會發(fā)展的關(guān)系等。生物科學(xué)史在生物學(xué)教學(xué)方面，有著其獨特的優(yōu)勢，能夠提供重要的科學(xué)概念、原理及方法，能夠展示科學(xué)理論的形成是一部眾多科學(xué)家不斷探究、修正、完善的曲折歷程，隱含了科學(xué)的情感、態(tài)度、價值觀，能夠培養(yǎng)學(xué)生不畏艱辛、勇于探索、敢于質(zhì)疑、樂于合作的科學(xué)精神。

以經(jīng)典的生物科學(xué)史實驗創(chuàng)設(shè)問題情境作為課程導(dǎo)入，應(yīng)用在生物課堂的教學(xué)過程中，能夠有效激發(fā)學(xué)生對知識的探究欲望。學(xué)生通過體驗科學(xué)家的探究過程，能夠了解科學(xué)家發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的思路和方法，并在學(xué)知識、科學(xué)方法、態(tài)度情感和社會價值觀等方面有所感悟，最終達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。生物科學(xué)史能夠有效地將知識學(xué)習(xí)、能力提升和科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)整合起來，體現(xiàn)了生物學(xué)科的特點，滿足素質(zhì)教育的要求。所以，教師應(yīng)該充分發(fā)掘教材中的生物科學(xué)史，在教學(xué)過程中發(fā)揮生物科學(xué)史的教育功能，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

一、運用生物科學(xué)史進行科學(xué)概念的教學(xué)，促進學(xué)生建構(gòu)科學(xué)知識

布魯納認(rèn)為，教師不能把學(xué)生教成一個活動的書櫥，而是要教會學(xué)生學(xué)習(xí)如何思維，如何像歷史學(xué)家研究分析史料那樣，從求知的過程中去構(gòu)建屬于他自己的知識。學(xué)習(xí)的目標(biāo)，不是讓學(xué)生記住教材上的知識，而是要通過老師的引導(dǎo)去建構(gòu)自己的知識體系。所以在課堂上，學(xué)生是主體，教師不能提供現(xiàn)成的知識，而是要創(chuàng)設(shè)情境讓學(xué)生積極地探究問題。

運用生物科學(xué)史進行科學(xué)概念的教學(xué)，有助于學(xué)生了解每個核心概念的產(chǎn)生和發(fā)展。如“酶”的發(fā)現(xiàn)，“生物膜的流動鑲嵌模型”的逐步完善、“光合作用概念的建立”等都體現(xiàn)概念的形成和發(fā)展過程中不同科學(xué)家的思考和探索過程，蘊含著豐富的生活含義。

因此，教師可以從生物科學(xué)史中選取與教學(xué)有關(guān)的內(nèi)容，進行生物核心概念的教學(xué)，讓學(xué)生充分體驗科學(xué)概念的產(chǎn)生、修正和發(fā)展的過程，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，利用生物科學(xué)史對核心概念的形成和發(fā)展過程進行梳理。一般釆用“創(chuàng)設(shè)情境 引出概念—演繹歷史 建構(gòu)概念—梳理歷程 歸納概念—總結(jié)評價深化概念”的教學(xué)方法進行科學(xué)概念的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生體驗生物科學(xué)核心概念的建立過程，建構(gòu)科學(xué)知識。例如，在學(xué)習(xí)探究“基因在染色體上”時，通過多位科學(xué)家的爭論，吸引學(xué)生的興趣，在以好奇心驅(qū)動下主動去了解科學(xué)家之間爭論的焦點，通過事件的發(fā)展，逐步認(rèn)識基因和染色體的關(guān)系。

二、運用生物科學(xué)史進行科學(xué)方法的引導(dǎo)，促進學(xué)生認(rèn)識科學(xué)的本質(zhì)

科學(xué)史也是科學(xué)方法的歷史，重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和科學(xué)結(jié)論的更新，常與科學(xué)家所運用的研究方法和研究思路密切相關(guān)，許多科學(xué)家都是在不斷的探索中逐漸形成自身的思維方式。教師在教學(xué)中展示科學(xué)家的探究過程，暴露出科學(xué)家在認(rèn)識某些問題時的思考和懷疑過程及科學(xué)家的研究思路和研究方法，從而使學(xué)生從中受到科學(xué)方法的啟迪，認(rèn)識科學(xué)的本質(zhì)，這遠(yuǎn)比將科學(xué)知識直接灌輸給學(xué)生重要。

生物科學(xué)史是一部生物學(xué)理論形成、發(fā)展及成熟的發(fā)展史，生物科學(xué)史資料能夠調(diào)動學(xué)生的主動性和能動性，重視科學(xué)方法、思維能力的培養(yǎng)和興趣的激發(fā)。

在高中生物課堂中，教師應(yīng)該善于利用科學(xué)史材料，帶領(lǐng)學(xué)生沿著科學(xué)家進行科學(xué)研究的足跡，分析科學(xué)發(fā)展的過程，從表觀現(xiàn)象逐步深入去探究科學(xué)的真相，重演科學(xué)探究的過程，認(rèn)識科學(xué)的本質(zhì)是不斷變化的，從科學(xué)史中的一些典型事件中可以學(xué)習(xí)到前人的科學(xué)探究方法并從中得到啟示，并在此過程中掌握科學(xué)探究的方法，一步步地實現(xiàn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的深化和科學(xué)素養(yǎng)的提高。

在運用科學(xué)史進行科學(xué)方法的教學(xué)時，教師可以和學(xué)生一起回顧科學(xué)史發(fā)生的歷史，按照科學(xué)探究的一般過程，采用“發(fā)現(xiàn)問題—提出假設(shè)—實驗驗證—得出結(jié)論”的程序，設(shè)計適當(dāng)?shù)膯栴}引導(dǎo)學(xué)生模擬科學(xué)家的探究歷程，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

三、運用生物科學(xué)史進行科學(xué)精神的熏陶，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)品質(zhì)

生物科學(xué)史中蘊含了科學(xué)家在探究過程中，經(jīng)歷與前人結(jié)論不同時的懷疑與思考，在實驗實施過程中遇到挫折時百折不燒的精神，包含了豐富的精神養(yǎng)料。榜樣的作用是無窮的，科學(xué)史資料中科學(xué)家身上的堅持不懈、勇于質(zhì)疑、善于思考和觀察等精神是對學(xué)生進行科學(xué)精神熏陶、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的良好素材。

在運用科學(xué)史進行科學(xué)精神的教育時，可釆用情境陶冶式教學(xué)方法，按照“創(chuàng)設(shè)情境 導(dǎo)入新課—回顧歷史 引導(dǎo)探究—小結(jié)歸納 情感升華”的程序，既對科學(xué)知識和探究的過程進行學(xué)習(xí)，又能讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家身上具備的科學(xué)精神，使學(xué)生能夠認(rèn)同科學(xué)家的努力與堅持，從而培養(yǎng)科學(xué)素質(zhì)。

四、運用生物科學(xué)史進行拓展教育，促使學(xué)生認(rèn)識科學(xué)技術(shù)與社會的關(guān)系

科學(xué)是人類社會在進化過程中所積累的知識，技術(shù)是人類改造自然的技能?？茖W(xué)技術(shù)帶動社會的發(fā)展，并滲透人們的日常生活和價值觀念，但科學(xué)技術(shù)是雙刃劍，對社會既有積極的影響也會有消極的影響。社會的發(fā)展也帶動著科技的進步，改變?nèi)藗兊乃季S方式，從而促進科學(xué)知識的不斷完善和發(fā)展。生物科學(xué)發(fā)展史上許多理論的更新和進步都是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的，教學(xué)過程中運用科學(xué)史資料進行教育，可以促進學(xué)生正確認(rèn)識科學(xué)技術(shù)與社會的關(guān)系，樹立正確科學(xué)價值觀。例如，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展可以使人類獲得一些優(yōu)良的性狀，同時也對生物多樣性構(gòu)成一定的危害；克隆技術(shù)可以運用于醫(yī)療等方面，但在倫理方面亦有諸多爭議。

從以上多個角度來看，生物科學(xué)史最顯著的功能無疑是在教育教學(xué)領(lǐng)域，可以幫助學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)，帶領(lǐng)學(xué)生體驗科學(xué)探究的方法，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)的。教師應(yīng)該積極發(fā)掘教材中的生物科學(xué)史材料，將其應(yīng)用于生物課堂教學(xué)中，在學(xué)生學(xué)到知識的同時培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，發(fā)揮積極的教育功能。