在高中生物教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)史的應(yīng)用探究

陳歡能

(浙江省三門中學(xué) 317100)

生物學(xué)的學(xué)習(xí)不是單純讓學(xué)生掌握生物概念和知識(shí)點(diǎn),在教學(xué)的過程中教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程,做到論從史出.生物是一門以生命活動(dòng)規(guī)律為研究對(duì)象的科學(xué)，生物科學(xué)史不僅是生物的發(fā)展史，同時(shí)也是生物研究和發(fā)現(xiàn)的歷史，通過生物科學(xué)史的應(yīng)用，可以讓學(xué)生在生物學(xué)家的基礎(chǔ)上進(jìn)行生物知識(shí)的探究，掌握生物的本質(zhì)以及研究方法，感受科學(xué)家孜孜不倦的專研精神，從而達(dá)到提升學(xué)生的生物學(xué)科素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的優(yōu)秀品格的目的.

一、靈活運(yùn)用科學(xué)史，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

布盧姆曾說：“學(xué)習(xí)的最大動(dòng)力，是對(duì)學(xué)習(xí)材料的興趣.”我國(guó)孔子也認(rèn)為：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者.”興趣是學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)和探究的主要?jiǎng)恿?，可以有效的促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生系統(tǒng)而深入的掌握所學(xué)知識(shí).通過生物科學(xué)史為學(xué)生創(chuàng)設(shè)有趣的情境，可以讓學(xué)生置身于情境中，精力集中的進(jìn)行思考，從而讓學(xué)生保持穩(wěn)定的興趣，擁有強(qiáng)烈的探究欲，以發(fā)現(xiàn)生物知識(shí)的意義.

例如，在植物激素的教學(xué)中，教師先給學(xué)生簡(jiǎn)述一下生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)：我們知道，植物都具有一定的向光性，這在生活中極為常見，比如向日葵總是向著太陽(yáng)，這個(gè)現(xiàn)象最早被達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)，達(dá)爾文最初發(fā)現(xiàn)金絲雀虉草幼苗在房間內(nèi)總是向有太陽(yáng)光的方向彎曲，這就引起了達(dá)爾文的好奇，于是將部分幼苗的頂芽用錫箔包住，將部分幼苗的頂芽切去，之后，這些幼苗便不會(huì)向光彎曲，這就是植物的“向光性”.達(dá)爾文在1880年的論文中進(jìn)行了這樣的描寫“當(dāng)金絲雀虉草幼苗暴露于單側(cè)光時(shí)，某些影響由上部傳到下部，因而引起后者發(fā)生彎曲.只是幼苗的頂端能接受光的刺激，當(dāng)把幼苗尖端遮光時(shí)，則不發(fā)生彎曲”.于是達(dá)爾文猜測(cè)可能是植物的頂芽具有讓植物向光的物質(zhì)，那么，這種物質(zhì)是否存在呢，是什么物質(zhì)呢？通過生物科學(xué)史可以有效的激發(fā)學(xué)生的好奇心，提高學(xué)生的興趣，教師讓學(xué)生想一下有關(guān)生活中植物的向光性，在教學(xué)中進(jìn)行生物科學(xué)史的應(yīng)用，可以將科學(xué)與生活聯(lián)系起來(lái)，提高學(xué)生的興趣，讓學(xué)生注意力集中的進(jìn)行問題的探尋，培養(yǎng)學(xué)生的觀察和想象能力，讓學(xué)生體驗(yàn)學(xué)習(xí)和探究的樂趣，從而提升學(xué)生情感與態(tài)度，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效率.

二、巧妙運(yùn)用科學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生探究方法

科學(xué)史教學(xué)有利于短時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生了解各個(gè)科學(xué)家運(yùn)用的不同方法，從而對(duì)比研究，認(rèn)識(shí)到當(dāng)時(shí)的技術(shù)及社會(huì)因素是制約科學(xué)發(fā)展的重要原因.生物的科學(xué)史并不是一帆風(fēng)順的，不同的科學(xué)家對(duì)問題有不同的探究方法，這些方法不僅是科學(xué)的結(jié)晶，同時(shí)也是進(jìn)行生物研究的重要途徑.教師要巧妙的運(yùn)用科學(xué)史，讓學(xué)生將科學(xué)家的研究思路和方法運(yùn)用到生物知識(shí)的探究中去，培養(yǎng)學(xué)生的探究方法，讓學(xué)生的思維更加的靈活.

比如在進(jìn)行遺傳內(nèi)容教學(xué)的時(shí)候，教師可以引入遺傳物質(zhì)的科學(xué)史：最早的時(shí)候，孟德爾通過對(duì)豌豆雜交實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，進(jìn)行了猜想和假設(shè)：生物的性狀由遺傳因子決定，并且生物的遺傳因子成對(duì)存在，互相獨(dú)立；遺傳因子具有“顯隱性”關(guān)系；遺傳因子在配子的過程中分離，而在受精過程中隨機(jī)結(jié)合，從而建立起新的成對(duì)關(guān)系.孟德爾的假設(shè)奠定了遺傳學(xué)的基礎(chǔ)，隨后薩頓進(jìn)一步提出假說：基因在染色體上，同時(shí)二者行為上存在平行關(guān)系.摩爾根通過果蠅實(shí)驗(yàn)，對(duì)果蠅的性別和眼色的遺傳性狀進(jìn)行分析，首次將具體的基因定位在X染色體上.隨著新的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，1944年艾佛里等人通過實(shí)驗(yàn)證明了DNA是主要遺傳物質(zhì)，同時(shí)也是染色體的主要成分之一，奠定了遺傳學(xué)的基礎(chǔ).孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳因子是在沒有任何先進(jìn)儀器的條件下進(jìn)行的，通過豌豆的性狀進(jìn)行假設(shè)，從而運(yùn)用科學(xué)的方法進(jìn)行驗(yàn)證，科學(xué)家簡(jiǎn)單、巧妙的實(shí)驗(yàn)，精準(zhǔn)、完善的假設(shè)讓學(xué)生驚嘆不已，同時(shí)也啟發(fā)了學(xué)生的思維，對(duì)學(xué)生形成科學(xué)的探究方法，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S具有積極的作用.

生物科學(xué)史是前人探究生物學(xué)知識(shí)的過程史，一般要經(jīng)歷提出問題、做出假設(shè)、設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案等過程.通過生物科學(xué)史的應(yīng)用，可以讓學(xué)生感受生物科學(xué)家是如何發(fā)現(xiàn)問題，如何進(jìn)行分析，最后如何去解決問題，讓學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的研究態(tài)度，掌握生物學(xué)的方法和技能，提升學(xué)生的思維能力，養(yǎng)成良好的品格，這樣更有利于學(xué)生生物學(xué)科素養(yǎng)的發(fā)展.

三、正確運(yùn)用科學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神

在生物教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)史的應(yīng)用，不僅是讓學(xué)生了解科學(xué)家的故事和生物的研究發(fā)展歷史，更重要的是對(duì)學(xué)生的一種素質(zhì)培養(yǎng)，通過生物科學(xué)史讓學(xué)生感受科學(xué)家的思想、品格、態(tài)度以及精神，陶冶學(xué)生的情操，完善學(xué)生的人格，培養(yǎng)學(xué)生正確的人生觀、道德觀和價(jià)值觀.科學(xué)研究自身的特點(diǎn)決定了科學(xué)家具有誠(chéng)實(shí)、無(wú)功利、持久不息的探索精神和品質(zhì).正確的運(yùn)用科學(xué)史，可以促進(jìn)學(xué)生各項(xiàng)素養(yǎng)的全面發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神.

1.質(zhì)疑的精神

愛因斯坦曾說：“提出一個(gè)問題比解決一個(gè)問題更重要.” 質(zhì)疑的精神是進(jìn)行科學(xué)探究的前提，也是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的起點(diǎn)，沒有質(zhì)疑就沒有科學(xué)的進(jìn)步.同樣在生物的學(xué)習(xí)中，學(xué)生也要具有質(zhì)疑的精神，這樣才更讓學(xué)生更有探究的動(dòng)力，對(duì)生物學(xué)知識(shí)進(jìn)行深入的研究.比如在進(jìn)行激素調(diào)節(jié)教學(xué)的時(shí)候，教師可以應(yīng)用一下促胰液素的發(fā)現(xiàn)科學(xué)史：沃泰默最早通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將稀鹽酸注入狗的小腸腔能引起胰腺分泌胰液，即使是剔除了該段小腸的神經(jīng)，實(shí)驗(yàn)仍然可以促進(jìn)胰液分泌，而將鹽酸注入到小狗的血液中則沒有上述現(xiàn)象，他認(rèn)為這是一種神經(jīng)反射，當(dāng)時(shí)的學(xué)術(shù)界也都是這樣認(rèn)為的.但是貝利斯和斯塔林在這個(gè)問題上卻不這樣認(rèn)為，經(jīng)過一系列的實(shí)驗(yàn)，終于發(fā)現(xiàn)了人體激素的存在.

質(zhì)疑的精神對(duì)于提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展也具有重要的作用，教師要通過生物科學(xué)史引導(dǎo)學(xué)生在進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程中，多問幾個(gè)為什么，多進(jìn)行合理的假設(shè)，從而培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑的意識(shí)，帶領(lǐng)學(xué)生走人科學(xué)的世界.

2.探究精神

科學(xué)的研究是枯燥的，同時(shí)也需要足夠的細(xì)致，科學(xué)家大都具有探幽入微的專研精神，對(duì)任何不同于以往的細(xì)節(jié)都要進(jìn)行慎重的思考和反復(fù)的實(shí)驗(yàn).亞里士多德曾說：“最初偏離真理毫厘，到頭來(lái)就會(huì)謬之千里.”一個(gè)細(xì)微的差別，可能會(huì)讓科學(xué)家與成功失之交臂，通過科學(xué)史讓學(xué)生掌握細(xì)微的探究精神，更有利于培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心觀察生活、發(fā)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)涵.比如在進(jìn)行細(xì)胞有關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)的時(shí)候，教師可以引入諾貝爾獎(jiǎng)得主克勞德分離細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)的例子：當(dāng)時(shí)許多科學(xué)家認(rèn)為細(xì)胞就是一個(gè)整體，沒有必要進(jìn)行碾碎和分離，對(duì)克勞德進(jìn)行冷嘲熱諷.然而，克勞德卻認(rèn)為細(xì)胞具有許多功能，一定還有很多沒有發(fā)現(xiàn)的微小組織，對(duì)細(xì)胞進(jìn)行分離，更有助于探究細(xì)胞的各項(xiàng)功能，從而進(jìn)行細(xì)致的探究，并且發(fā)明了超速離心機(jī)對(duì)細(xì)胞進(jìn)行分離，發(fā)現(xiàn)了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)胞器，開創(chuàng)了細(xì)胞學(xué)說的先河.

探究的精神是學(xué)生獲取知識(shí)的有效途徑，不僅可以為學(xué)生提供廣泛的學(xué)習(xí)思路，同時(shí)也能提升學(xué)生的探究能力，對(duì)問題能夠進(jìn)行多方面的分析，通過類比、遷移等方法，找出解決問題的途徑，進(jìn)行學(xué)習(xí)方法的優(yōu)化，從而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，促進(jìn)學(xué)生各項(xiàng)素養(yǎng)的發(fā)展.

3.堅(jiān)持不懈的精神

“卓越的人的一大優(yōu)點(diǎn)是：在不利和艱難的遭遇里百折不撓.”生物的學(xué)習(xí)也是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，并非一日而成，這就要學(xué)生擁有熱情、耐心和堅(jiān)持不懈的品質(zhì)，在學(xué)習(xí)的過程中勇于克服困難和挫折，持之以恒的進(jìn)行探究，才能達(dá)到成功的彼岸.教師可以在植物光合作用教學(xué)的時(shí)候，引入光合作用的科學(xué)史，從1648年荷爾蒙特的柳樹增重實(shí)驗(yàn)開始，先后經(jīng)過普利斯特里、豪斯、塞你比爾等科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)和論證，直到1941年魯賓用含有18O的水進(jìn)行標(biāo)記實(shí)驗(yàn)，才弄清楚了光合作用的過程.讓學(xué)生感受300年間科學(xué)家長(zhǎng)期不懈的探究，對(duì)真理進(jìn)行孜孜不倦追求的精神，從而培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)持的精神，讓學(xué)生擁有剛強(qiáng)的毅力，這樣更有利于學(xué)生持之以恒的學(xué)習(xí)和探究，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、孜孜不倦的精神，促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的發(fā)展.

在高中生物教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)史的應(yīng)用，有機(jī)的將學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和生物理論產(chǎn)生的過程與方法結(jié)合起來(lái)，既可以提升學(xué)生對(duì)生物學(xué)的認(rèn)識(shí)水平，也能讓學(xué)生產(chǎn)生知識(shí)的認(rèn)同感，效果要好于直接讓學(xué)生記憶科學(xué)結(jié)論，也比給學(xué)生進(jìn)行知識(shí)灌輸更能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力.科學(xué)史和教學(xué)過程的結(jié)合其實(shí)也是學(xué)生進(jìn)行知識(shí)主動(dòng)探究的過程，是沿著科學(xué)家思維進(jìn)行分析和實(shí)驗(yàn)的過程，引導(dǎo)學(xué)生獲得正確的方法，掌握豐富的知識(shí)，促使學(xué)生的各項(xiàng)素質(zhì)的全面提升.

綜上所述，在高中生物教學(xué)中進(jìn)行生物科學(xué)史的應(yīng)用，不僅是讓學(xué)生掌握生物知識(shí)，也有效的提高了學(xué)生的方法與過程，用科學(xué)的思維去進(jìn)行知識(shí)的探索，用質(zhì)疑的精神去學(xué)習(xí)，并具有提出問題、進(jìn)行假設(shè)，而后解決問題的能力，加強(qiáng)學(xué)生知識(shí)技術(shù)與生活之間的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生情感與價(jià)值態(tài)度，幫助學(xué)生樹立社會(huì)責(zé)任感，促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展.

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