高中生物教學中運用科學史內容提高學生科學素養(yǎng)的研究

張千軍

摘 要：生物科學史是研究生物科學的結論或事實發(fā)生發(fā)展的相關歷史，有助于學生理解生物科學產生和發(fā)展的過程，能夠激發(fā)學生學習生物的興趣，促進學生對相關知識的理解。學生通過生物科學史的學習，還可以學習科學家持之以恒的意志和科學精神，提高科學素養(yǎng)。教師應該充分發(fā)掘教材中的生物科學史，在教學過程中發(fā)揮生物科學史的教育功能，提高學生的科學素養(yǎng)。

關鍵詞：高中生物；科學史；核心素養(yǎng)

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

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

一、運用生物科學史進行科學概念的教學，促進學生建構科學知識

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

運用生物科學史進行科學概念的教學，有助于學生了解每個核心概念的產生和發(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史中選取與教學有關的內容，進行生物核心概念的教學，讓學生充分體驗科學概念的產生、修正和發(fā)展的過程，調動學生學習的積極性，利用生物科學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)設情境 引出概念—演繹歷史 建構概念—梳理歷程 歸納概念—總結評價 深化概念”的教學方法進行科學概念的學習，幫助學生體驗生物科學核心概念的建立過程，建構科學知識。例如，在學習探究“基因在染色體上”時，通過多位科學家的爭論，吸引學生的興趣，在以好奇心驅動下主動去了解科學家之間爭論的焦點，通過事件的發(fā)展，逐步認識基因和染色體的關系。

二、運用生物科學史進行科學方法的引導，促進學生認識科學的本質

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

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

在高中生物課堂中，教師應該善于利用科學史材料，帶領學生沿著科學家進行科學研究的足跡，分析科學發(fā)展的過程，從表觀現(xiàn)象逐步深入去探究科學的真相，重演科學探究的過程，認識科學的本質是不斷變化的，從科學史中的一些典型事件中可以學習到前人的科學探究方法并從中得到啟示，并在此過程中掌握科學探究的方法，一步步地實現(xiàn)學生認知結構的深化和科學素養(yǎng)的提高。

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

三、運用生物科學史進行科學精神的熏陶，培養(yǎng)學生的科學品質

生物科學史中蘊含了科學家在探究過程中，經歷與前人結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，科學史資料中科學家身上的堅持不懈、勇于質疑、善于思考和觀察等精神是對學生進行科學精神熏陶、培養(yǎng)學生科學素質的良好素材。

在運用科學史進行科學精神的教育時，可釆用情境陶冶式教學方法，按照“創(chuàng)設情境 導入新課—回顧歷史 引導探究—小結歸納 情感升華”的程序，既對科學知識和探究的過程進行學習，又能讓學生學習科學家身上具備的科學精神，使學生能夠認同科學家的努力與堅持，從而培養(yǎng)科學素質。

四、運用生物科學史進行拓展教育，促使學生認識科學技術與社會的關系

科學是人類社會在進化過程中所積累的知識，技術是人類改造自然的技能。科學技術帶動社會的發(fā)展，并滲透人們的日常生活和價值觀念，但科學技術是雙刃劍，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，改變人們的思維方式，從而促進科學知識的不斷完善和發(fā)展。生物科學發(fā)展史上許多理論的更新和進步都是隨著科學技術的發(fā)展而發(fā)展的，教學過程中運用科學史資料進行教育，可以促進學生正確認識科學技術與社會的關系，樹立正確科學價值觀。例如，轉基因技術的發(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成一定的危害；克隆技術可以運用于醫(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，生物科學史最顯著的功能無疑是在教育教學領域，可以幫助學生理解科學本質，帶領學生體驗科學探究的方法，提高學生科學素養(yǎng)和人文素養(yǎng)的。教師應該積極發(fā)掘教材中的生物科學史材料，將其應用于生物課堂教學中，在學生學到知識的同時培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，發(fā)揮積極的教育功能。