注重生物科學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

王紅芳

【摘要】生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)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)家獻身科學(xué)的精神。通過適當(dāng)整合，鼓勵學(xué)生大膽質(zhì)疑與猜想，關(guān)注學(xué)生的探究、討論、解疑的過程，能有效地促進學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】生物科學(xué)史 創(chuàng)新思維

【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）31-0167-01

創(chuàng)新思維是創(chuàng)新教育的核心。把科學(xué)家探索生命奧秘的史實引入生物學(xué)教學(xué)，可以啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家的創(chuàng)造思維方式，接受靈活多樣的科學(xué)方法的訓(xùn)練，有助于創(chuàng)新思維的開發(fā)。

新課程標準教材中建議安排的學(xué)習(xí)史料有兩類：一類是教科書文本中以課文形式呈現(xiàn)的史料，如“分析細胞學(xué)說建立的過程”、“總結(jié)人類對遺傳物質(zhì)的探索過程”、“概述植物生長素的發(fā)現(xiàn)和作用”等；另一類是建議學(xué)生自行搜集的相關(guān)史料，如 “搜集生物進化理論發(fā)展的資料”和“搜集有關(guān)干細胞研究進展的資料”等。此外，有些專題內(nèi)容還涉及到科學(xué)家進行探索的經(jīng)典實驗及資料，如細胞膜的亞顯微結(jié)構(gòu)及特性，孟德爾定律的發(fā)現(xiàn)，核酸是遺傳物質(zhì)的實驗分析，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動等。

如何利用這些史料，充分發(fā)揮其作用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維呢？

1.適當(dāng)整合，系統(tǒng)認識，思路創(chuàng)新

生物科學(xué)史是一部生物科學(xué)各個學(xué)科的形成史。通過對教材內(nèi)容的適當(dāng)整合與補充，讓學(xué)生系統(tǒng)認識到生物科學(xué)是在解決什么問題的過程中發(fā)展起來的，明確生物學(xué)各學(xué)科之間的聯(lián)系。進而發(fā)現(xiàn)尚未解決的問題和需要進一步解決的問題，有助于學(xué)生建立知識點之間的聯(lián)系，建構(gòu)完整的知識結(jié)構(gòu)，從而提出新的問題。

以遺傳學(xué)的建立和發(fā)展為例，教材按照科學(xué)家科學(xué)研究與發(fā)現(xiàn)的足跡、生命科學(xué)史的時間順序來編排，在解決遺傳的規(guī)律是什么、遺傳物質(zhì)是什么、遺傳物質(zhì)具有怎樣結(jié)構(gòu)、遺傳物質(zhì)如何復(fù)制、如何控制多肽鏈生成等一系列問題中順次呈現(xiàn)，環(huán)環(huán)相扣，知識體系清晰，為課堂教學(xué)營造了一個重溫、體驗和感悟科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程的氛圍。

“孟德爾的工作”、“孟德爾遺傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)”、“魏斯曼關(guān)于減數(shù)分裂過程的預(yù)測”、“薩頓的假說”、“摩爾根的工作”等內(nèi)容處處體現(xiàn)了科學(xué)家思維的巧妙，創(chuàng)新的魅力。

孟德爾開創(chuàng)性的將數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法應(yīng)用于遺傳學(xué)的研究，一粒粒、一株株地數(shù)豆粒、查植株，從一大堆看似雜亂無序的數(shù)字中，敏銳地看出共同的比例——3：1、1：1、9：3：3：1；他首創(chuàng)測交方法，通過實驗證明假說的成立，終于揭示出相伴人類的分離定律和組合定律。被整整埋沒35年之后的1900年，三位科學(xué)家用不同的材料得出完全相同的結(jié)論，十分意外地從舊紙堆里讓孟德爾定律重見天日。三人之一的科倫斯又在五年后發(fā)現(xiàn)了細胞質(zhì)遺傳，彌補了孟德爾的細胞核遺傳。生物科學(xué)就是這樣不斷在提出問題——解決問題——提出新問題中前進著，完善著。

隨著科學(xué)史的介紹，學(xué)生認識到每一項科學(xué)成果都是在前人基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，要進一步探索生命的奧秘，必須打好知識基礎(chǔ)。

2.質(zhì)疑論爭，批判思維，合作創(chuàng)新

生物科學(xué)史揭示了人們思考和解決生物學(xué)問題的思想歷程。生物學(xué)新知識的產(chǎn)生離不開批判質(zhì)疑、論爭、合作。

如“促胰液素的發(fā)現(xiàn)”，不僅使英國兩位生理學(xué)家貝利斯和斯塔林第一個發(fā)現(xiàn)了激素，而且動搖了機體完全由神經(jīng)調(diào)節(jié)的概念， 產(chǎn)生了“激素調(diào)節(jié)”這個新概念，從而建立了“內(nèi)分泌學(xué)”這個新領(lǐng)域。他們不迷信權(quán)威，大膽地跳出“神經(jīng)反射”這個傳統(tǒng)概念的框框，提出了——“化學(xué)反射”，并通過實驗證實自己的設(shè)想，于是促胰液素被發(fā)現(xiàn)了。巴甫洛夫和沃泰默等由于被傳統(tǒng)的舊概念所束縛，不能從客觀事實出發(fā)下結(jié)論，輕易地失去了發(fā)現(xiàn)一個近在眼前的真理的機會。這種歷史上的正反兩方面的經(jīng)驗教訓(xùn)，給了學(xué)生相當(dāng)大的震撼。善于質(zhì)疑，獨立思考，通過批判性思維的訓(xùn)練為創(chuàng)新思維奠定基礎(chǔ)。

“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的構(gòu)建”充分說明在探究知識的過程中，有相同研究方向和不同研究方向的人們之間的合作，能夠在解決問題中相互啟發(fā)，相互補充，相互促進，同時共享研究成果。從事不同學(xué)科研究的人，掌握的知識和技術(shù)是不同的，而且不同學(xué)科背景的人帶來了不同的思維方法，他們的合作為解決問題提供了不同的思路，開闊了視野。啟發(fā)學(xué)生必須重視每一科的學(xué)習(xí)，只有這樣才能為終身學(xué)習(xí)、生活和工作奠定良好的基礎(chǔ)。

在課堂教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生有計劃地進行組內(nèi)、組間和師生之間的討論，鼓勵學(xué)生敢于提出問題，開放討論，在各抒己見的爭論中鍛煉思維能力，不盲目順從，集思廣益形成自己的觀點，在問題解決中培養(yǎng)創(chuàng)造性思維，同時淡化學(xué)生對老師的依賴，逐步培養(yǎng)學(xué)生勇于探索的勇氣與習(xí)慣。

3.展示科學(xué)研究方法，創(chuàng)設(shè)機會讓學(xué)生通過動手培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力

科學(xué)方法教育的成功導(dǎo)致創(chuàng)造力的提高?？茖W(xué)方法的內(nèi)容廣泛分布在每個必修模塊的教材中，如觀察法和實驗法，假說演繹法，系統(tǒng)分析法，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型等。

細胞學(xué)說的提出，運用了歸納推理；孟德爾對測交實驗的預(yù)測，運用了演繹推理。薩頓的假說，是類比推理的范例。DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型作為物理模型的代表。光合作用發(fā)現(xiàn)歷程中，德國生物學(xué)家恩格爾曼以簡單卻極其精巧的實驗，得到光合作用的作用光譜與葉綠素的吸收光譜基本一致。豌豆、果蠅、噬菌體等實驗對象巧妙選擇告訴我們解決問題的關(guān)鍵之一是選擇合適的研究對象。

在學(xué)習(xí)中通過查閱文獻資料、模擬實驗、實際觀察等進行探究，使學(xué)生從科學(xué)家設(shè)計實驗的過程中學(xué)到科學(xué)的研究方法，知其然，更知其所以然，培養(yǎng)學(xué)生思維的變通性，靈活性。如“生長素的發(fā)現(xiàn)”，可讓學(xué)生自己培養(yǎng)胚芽鞘、配置瓊脂、向光性的實驗操作、詹森和拜爾實驗的重現(xiàn)等，“光合作用的探究歷程”中薩克斯實驗的親歷、魯賓和卡門實驗的模擬設(shè)計等，通過他們親自觸摸、觀察、實驗，使感觀協(xié)同作用，手腦并用，使學(xué)生的求異、發(fā)散、懷疑、否定等創(chuàng)新思維充分地發(fā)揮、運用和展現(xiàn)。

4.增大閱讀量，收集信息為創(chuàng)新“蓄勢”

知識的積淀越沉厚，知識面越廣博，思維才能越活躍，才能發(fā)現(xiàn)越多，才會最大可能的產(chǎn)生創(chuàng)造性思維?！敖M裝細胞”、“國際人類蛋白質(zhì)組計劃”等科學(xué)前沿專欄及“細胞世界探微三例”、“遺傳密碼的破譯”等內(nèi)容為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了博采知識的氛圍。搜集“DNA分子結(jié)構(gòu)模型建立過程的資料”、“生物進化理論發(fā)展的資料”等，可以培養(yǎng)學(xué)生收集處理信息的能力。鼓勵學(xué)生閱讀《科學(xué)家的故事》、觀看《動物世界》等，讓學(xué)生廣泛閱讀，增強學(xué)生對生物的興趣，初步形成創(chuàng)造性思維能力。

重視生命科學(xué)史的教育是時代的呼喚。讓我們舒展聯(lián)想的彩翼，多種措施并舉，過程與結(jié)果并重，創(chuàng)造性的培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

參考文獻：

[1]課程標準與教學(xué)大綱對比分析.東北師范大學(xué)出版社2005.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標準（實驗）[S].北京：人民教育出版社，2003.