淺談生物學(xué)史與初中生物課堂教學(xué)

李明志

摘 要：生物學(xué)史在生物教材中篇幅不多，卻是對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)教育必不可少的，其中蘊(yùn)含著大量有關(guān)科學(xué)家如何看待和思考事物的經(jīng)過，充滿著科學(xué)精神和科學(xué)研究的方法。如何將這些內(nèi)容有效運(yùn)用到課堂教學(xué)中，來提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，應(yīng)引起教師的足夠重視。

關(guān)鍵詞：生物學(xué)史；教學(xué)；方法

生物學(xué)史是生物科學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的歷史，其中包含大量的科學(xué)家的故事和研究事例。生物學(xué)史在課堂教學(xué)中不僅是簡單描述的過程，而應(yīng)凸顯出其內(nèi)在價(jià)值，使之成為提高學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的途徑和手段。

一、認(rèn)識(shí)生物學(xué)史重要性

達(dá)爾文年輕時(shí)作為博物學(xué)者進(jìn)行了長達(dá)五年的環(huán)球科學(xué)考察，歷盡千辛萬苦，經(jīng)過大量觀察與研究，最終寫出《物種起源》這一劃時(shí)代的著作，其中的進(jìn)化論思想被譽(yù)為19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一；孟德爾曾經(jīng)在大學(xué)進(jìn)修自然科學(xué)和數(shù)學(xué)，回到修道院后種植豌豆并潛心研究了八年，運(yùn)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法分析豌豆雜交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了生物遺傳的規(guī)律；昆蟲學(xué)家法布爾歷經(jīng)幾十年艱苦研究昆蟲的生長和發(fā)育，寫成《昆蟲記》這一集趣味和知識(shí)于一身的書籍。將這些生物學(xué)史例運(yùn)用到課堂教學(xué)之中，不僅能激發(fā)學(xué)生對(duì)生物學(xué)知識(shí)的求知欲，更能促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，并在生物學(xué)家的探索過程中開拓思維提高創(chuàng)造能力。

現(xiàn)行人教版初中生物學(xué)教材中有關(guān)生物學(xué)史的研究事例和故事很多，被提到的生物學(xué)家就有28位之多，這些都是可供使用的生物學(xué)史素材。課堂教學(xué)中教授生物學(xué)史，能使學(xué)生感受科學(xué)發(fā)現(xiàn)的真實(shí)過程，遠(yuǎn)比單純地告訴學(xué)生現(xiàn)成的結(jié)論更有助于學(xué)生思維的培養(yǎng)。教師應(yīng)善于整理和收集包含在教材中的生物學(xué)史素材，發(fā)揮生物學(xué)史在傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力以及情感態(tài)度價(jià)值觀的形成方面的重要作用。

二、課堂教學(xué)中應(yīng)用生物學(xué)史的方法

課堂教學(xué)中根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，適時(shí)適量地引入生物學(xué)史進(jìn)行教學(xué)，能收到比較好的教學(xué)效果。

1.利用生物學(xué)史材料，合理創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境

生物學(xué)家探索研究過程中有很多生動(dòng)有趣的精彩故事，用這些內(nèi)容來創(chuàng)設(shè)新課情境，引入教學(xué)課題，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，誘發(fā)學(xué)生的求知欲。教師也可以借助生物學(xué)史例，在其他環(huán)節(jié)引出要學(xué)習(xí)的新概念，不斷點(diǎn)撥學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的疑問，引發(fā)學(xué)生的積極思考。

例如，在“人類的起源”一課中，先講北京猿人頭蓋骨的發(fā)現(xiàn)，能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在“食物中的營養(yǎng)物質(zhì)”中先講述維生素C與壞血病的材料，更能讓學(xué)生體會(huì)營養(yǎng)物質(zhì)對(duì)人體的重要性。在“基因的顯性和隱形”中講述科學(xué)家道爾頓與色盲的發(fā)現(xiàn)過程，能引起學(xué)生的注意，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣再學(xué)習(xí)知識(shí)更容易讓學(xué)生接受。

2.利用生物學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

在科學(xué)研究中，每一個(gè)發(fā)現(xiàn)幾乎都經(jīng)歷了科學(xué)家嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)，細(xì)致的觀察分析，縝密的推理驗(yàn)證過程。教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生以問題為起點(diǎn)，反思前人認(rèn)識(shí)問題和解決問題的思路與方法，從前人設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程中學(xué)到科學(xué)研究的方法，經(jīng)歷這樣的過程不僅能加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，而且可以促進(jìn)學(xué)生思維能力的提高。

例如，可以這樣引導(dǎo)學(xué)生去分析巴斯德的“鵝頸瓶”實(shí)驗(yàn)：提出問題（肉湯腐敗的原因）→分析問題，作出假設(shè)（肉湯的腐敗是由細(xì)菌造成的）→設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)→實(shí)施實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中對(duì)照實(shí)驗(yàn)中變量的控制是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵。如何實(shí)現(xiàn)一組裝置中有細(xì)菌，另一組裝置中無細(xì)菌，限于當(dāng)時(shí)的條件，是很難解決的問題。巴斯德巧妙利用鵝頸瓶，阻擋了空氣中細(xì)菌進(jìn)入肉湯，使這一問題輕松地解決。學(xué)生經(jīng)歷了這樣的探究過程，能更好地理解對(duì)照實(shí)驗(yàn)，也提高了思維能力。

3.利用生物史建構(gòu)知識(shí)脈絡(luò)層次

科學(xué)家所經(jīng)歷的研究過程體現(xiàn)了科學(xué)發(fā)展由淺入深的過程，學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律也決定了生物教學(xué)也要由淺入深。利用生物學(xué)史進(jìn)行教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生類似科學(xué)家那樣一步步觀察分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)并解決問題。學(xué)生體會(huì)到了科學(xué)家的思考過程，經(jīng)歷了知識(shí)的探索過程，在這個(gè)過程中自然而然地接受知識(shí)，又能歸納出知識(shí)的脈絡(luò)層次。

例如，教材“光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣”中，呈現(xiàn)光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程主要有以下幾個(gè)史例：1642年比利時(shí)的海爾蒙特做了盆栽柳樹稱重實(shí)驗(yàn)，得出柳樹的重量主要不是來自土壤而是來自于水的推論；1771年英國的普利斯特利所做小白鼠、密閉容器實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)植物可以更新由于蠟燭燃燒而變渾濁的空氣，間接證明了植物吸收二氧化碳產(chǎn)生氧氣；1778年荷蘭的英格豪斯進(jìn)一步證明了只有植物的綠色部分在光照下才能吸收二氧化碳釋放氧氣；改編自1864年德國科學(xué)家薩克斯的天竺葵葉片遮光實(shí)驗(yàn)，證明了光合作用產(chǎn)生淀粉，并需要光照為條件；改編自1880年恩格爾曼水綿、好氧性菌實(shí)驗(yàn)的金魚藻光照下釋放氣體實(shí)驗(yàn)，證明了光合作用產(chǎn)生氧氣。

通過這些實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生探究光合作用的原料、產(chǎn)物和條件。再嘗試用光合作用表達(dá)式的書寫來貫穿以上五個(gè)史例，不僅讓學(xué)生學(xué)會(huì)正確的書寫表達(dá)式，還有助于學(xué)生理解概念，對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握得更牢固。

4.利用生物史作為思考題，鞏固所學(xué)知識(shí)

在學(xué)習(xí)了概念與知識(shí)后的教學(xué)評(píng)價(jià)活動(dòng)中，出示一些生物學(xué)史的問題或習(xí)題，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的運(yùn)用能力，讓學(xué)生在訓(xùn)練中將知識(shí)拓展延伸并學(xué)會(huì)遷移應(yīng)用，適時(shí)反思學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。

例如，在“植物的生殖”中學(xué)習(xí)了無性生殖與有性生殖的概念后，可以介紹1996年克隆羊多莉的誕生過程，以及1995年世界上第一例試管嬰兒的誕生，讓學(xué)生辨別是利用的有性生殖還是無性生殖，可讓學(xué)生深刻理解新概念。再如，講“免疫與計(jì)劃免疫”時(shí)，疫苗的本質(zhì)學(xué)生容易混淆，可以簡述詹納與牛痘疫苗的發(fā)明，可讓學(xué)生理解疫苗本質(zhì)從免疫角度看是抗原而非抗體。

生物學(xué)史在課堂教學(xué)中具有重要的作用，但由于教學(xué)時(shí)間與教材篇幅等因素的限制，生物學(xué)史一般不會(huì)成為教材的主體內(nèi)容，多出現(xiàn)在課后的“科學(xué)技術(shù)與社會(huì)”閱讀模塊中。教師在教學(xué)中要依據(jù)具體教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，突出教學(xué)重點(diǎn)，考慮學(xué)生已有知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)，恰當(dāng)選取生物學(xué)史例，應(yīng)用到課堂教學(xué)中，提高教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]張雪群.挖掘生物學(xué)史資源，培養(yǎng)學(xué)生“六個(gè)精神”[J].生物學(xué)教學(xué)，2011，36（3）：80-81.

[2]林嵐.生物學(xué)史進(jìn)入課堂的方式[J].生物學(xué)教學(xué)，2004，29（2）：11-12.

編輯 劉瑞彬