探討如何利用高中生物學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)

謝玲玲

【摘要】通過生物科學(xué)史，讓學(xué)生體驗生物科學(xué)家的探究過程，喚起學(xué)習(xí)的創(chuàng)新欲望，體驗獲得知識的過程，感悟科學(xué)家探索的艱苦歷程，提高學(xué)生科學(xué)探究能力和創(chuàng)造能力，培養(yǎng)學(xué)生生物素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】高中生物學(xué)史 學(xué)科素養(yǎng) 科學(xué)探究

生物科學(xué)史是生物科學(xué)發(fā)生和發(fā)展的歷史，也是科學(xué)家通過科學(xué)實驗探索生命現(xiàn)象本質(zhì)的史實。高中生物人教版必修教材中有許多關(guān)于生物學(xué)發(fā)展史生命現(xiàn)象探索歷程內(nèi)容，如生物膜的模型構(gòu)建，促胰液酶的發(fā)現(xiàn)過程、光合作用的探究歷程，肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗證明、加熱殺死的S型菌中含有某種“轉(zhuǎn)化因子”、DNA獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，孟德爾的兩大遺傳定律、促胰液素的發(fā)現(xiàn)等，課本中的生物科學(xué)史讓學(xué)生體驗生物科學(xué)家獲得知識的過程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望，體驗科學(xué)研究的方法，感悟科學(xué)家探索的艱苦歷程，提高學(xué)生科學(xué)探究能力和創(chuàng)造能力，培養(yǎng)學(xué)生生物素養(yǎng)。

一、利用生物學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識

愛因斯坦說過：“我沒有什么特殊的才能，我只不過喜歡尋根問底地追究問題罷了”。提高學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)，需要學(xué)生敢于提出問題。在生物教學(xué)過程中結(jié)合生物學(xué)史，讓學(xué)生不要盲目接受現(xiàn)成的答案或結(jié)論，遇事多問為什么，用科學(xué)家們敢于質(zhì)疑并提出問題，最終進行探究獲得成功的事例，鼓勵學(xué)生敢于質(zhì)疑，提出問題，主動擺脫原有思維模式和傳統(tǒng)觀念，充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力。生物學(xué)史中，大量的史實材料閃爍著前人智慧的光芒，如把這些史實作為問題情境，可以激發(fā)學(xué)生熱愛自然、獻身科學(xué)的熱情。例如，在“光合作用”的探究實驗教學(xué)中，首先，給學(xué)生介紹科學(xué)史中海爾蒙特、普里斯特利、薩克斯、恩吉爾曼、魯賓和卡門、希爾等科學(xué)家的實驗，讓學(xué)生理解實驗?zāi)康暮驮砑霸O(shè)計的巧妙。其次，引導(dǎo)學(xué)生討論并歸納科學(xué)家探究過程，通過提出問題，設(shè)計實驗最后得出光合作用的概念和實質(zhì)。陶行知先生曾說：發(fā)明千千萬，起點是一問。強調(diào)問題意識，促使學(xué)生不斷地發(fā)現(xiàn)問題，使學(xué)生積極解決問題，直至有新的發(fā)現(xiàn)。在此過程中，學(xué)生的創(chuàng)造思維能力會得到發(fā)展。

二、學(xué)習(xí)生物學(xué)史，教會學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)研究的基本方法

巴甫洛夫有這樣一句名言：“方法掌握著研究的命運，只有科學(xué)而嚴謹?shù)膶嶒灧椒ú拍艿贸隹煽康膶嶒灲Y(jié)果?！笨茖W(xué)方法是指人們在從事科學(xué)研究的活動中所采用的途徑，手段和方式，被稱為產(chǎn)生知識的“知識”，是知識轉(zhuǎn)化為能力的橋梁。在生物課堂教學(xué)中結(jié)合具體實例學(xué)習(xí)科學(xué)家進行科學(xué)研究的一般方法，并將其內(nèi)化為自身的實驗?zāi)芰?。例如，孟德爾遺傳規(guī)律的發(fā)現(xiàn)始終貫穿“提出問題一提出假設(shè)一設(shè)計實驗一驗證假設(shè)一得出結(jié)論”這一科學(xué)方法，得出遺傳的分離規(guī)律和自由組合規(guī)律。

三、結(jié)合生物學(xué)史教育，培養(yǎng)學(xué)生團隊合作意識

生物學(xué)史團隊合作的典范是沃森、克里克，二者共同發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，沃森研究噬菌體遺傳學(xué)，受經(jīng)典遺傳學(xué)影啊，錯誤地認為堿基是同配的，但以氫鍵結(jié)合又是正確的?？死锟松瞄L數(shù)學(xué)、物理，熱衷于蛋白質(zhì)研究，他根據(jù)結(jié)晶知識，認為堿基同配不符合晶體圖像，二者相互協(xié)商，取長補短，終于取得成功，并獲得1962年諾貝爾獎。任何科學(xué)研究的成功，都涉及多種科學(xué)和技術(shù)，鼓勵學(xué)生在研究性學(xué)習(xí)的過程中，應(yīng)團結(jié)協(xié)作。合作意識是現(xiàn)代人所必備的基本素質(zhì)，這種團隊合作精神很難在傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式中培養(yǎng)出來，而研究性學(xué)習(xí)培養(yǎng)了小組合作、團隊合作精神。

四、利用生物學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神

科學(xué)精神是科學(xué)本性要求的各種價值觀念和思想觀念的行為準則，道德和意志品質(zhì)的總和。生物史料中有許多科學(xué)精神的素材，如顯微學(xué)家、微生物學(xué)的開拓者——列文虎克，幾十年如一日堅持磨制透鏡，從不感到枯燥，據(jù)用簡單顯微鏡所看到的微生物而繪制的圖像，今天看來依然是正確的。這就是持之以恒的科學(xué)精神，又如，達爾文以博物學(xué)家的身份隨英國海軍勘探船"貝格爾號"冒著生命危險做了5年環(huán)球考察，在動植物和地質(zhì)方面進行了大量的觀察和采集，經(jīng)過綜合探討，形成了生物進化的概念，提出生物進化理論，從而摧毀了各種唯心的神造論和物種不變論，這就是勇于探索的科學(xué)精神。

五、利用生物學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生收集和分析信息的能力

遺傳學(xué)的奠基人孟德爾，他的超人之處在于在數(shù)據(jù)處理上沒有忽視所研究的未表達獨立性狀的個體數(shù)目。對不同世代出現(xiàn)的不同性狀的個體數(shù)字都進行記載和分析，并且應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)方法對實現(xiàn)結(jié)果進行分析。這就是科學(xué)研究中對數(shù)據(jù)的分析處理能力。結(jié)合素質(zhì)教育，讓學(xué)生在未來社會生活中，逐步學(xué)會在眾多信息中提取篩選有用的信息加以利用，來論證和解決問題。

六、利用生物學(xué)史，讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家的批判性思維

回顧生物科學(xué)史中，學(xué)習(xí)科學(xué)家的批判性思維，生物學(xué)的發(fā)展歷史是建立在生物學(xué)家進行批判性思維的歷史，科學(xué)家敢于質(zhì)疑并最終獲得科學(xué)研究的成功事例，鼓勵學(xué)生敢于質(zhì)疑，勇于提出質(zhì)疑，培養(yǎng)學(xué)生建立批判性思維，古希臘學(xué)者亞里士多德認為植物生長在土壤中，土壤是植物的食物來源，大多數(shù)人憑自己的經(jīng)驗和直覺對此深信不疑，但是科學(xué)研究能只憑經(jīng)驗和直覺嗎？海爾蒙特做的柳樹實驗，海爾蒙特的實驗，海爾蒙特將一柳樹苗栽入預(yù)先經(jīng)烘干稱重的土盆中，花盆上蓋了鐵板以防止灰塵進入，澆水堅持整整5年。5年后，柳樹長成大樹了。泥土經(jīng)烘干，重量并沒有減少。于是，他認為柳樹長大所增加的重量，只能來源于水，水能轉(zhuǎn)變?yōu)橥?，并為樹所吸收。實驗雖然簡單，卻開啟了從觀察得出直觀的感性認知，到觀察時真正的理性認知的時代?？茖W(xué)家首先應(yīng)該是一個敢于挑戰(zhàn)權(quán)威的懷疑者，不能盲目相信權(quán)威和直覺，要敢于質(zhì)疑與批判，讓我們體會到科學(xué)發(fā)展中，科學(xué)家嚴謹?shù)淖黠L(fēng)和執(zhí)著堅韌的品質(zhì)。人教版高中生物學(xué)教材中存在著很多探究歷程，每一個探究歷程都凝聚了科學(xué)家嚴謹?shù)睦硇运季S，教師要善于把握這些探究歷程，靈活實用，以培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)睦硇运季S。在探究歷程內(nèi)容中，教師講課時不要簡單地講述過程，而要與學(xué)生一起體驗批判性思維。

七、利用生物學(xué)史，讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家的科學(xué)探究思維

生物學(xué)史上的每一個發(fā)現(xiàn)和發(fā)明，都蘊含著科學(xué)家科學(xué)探究思維和靈活多樣的科學(xué)方法。結(jié)合生物學(xué)教學(xué)內(nèi)容向?qū)W生介紹科學(xué)家探究的過程，讓學(xué)生跟科學(xué)家一起進行科學(xué)研究，一起體驗科學(xué)探究的艱苦歷程和快樂。學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)史料中，體驗獲得知識的過程，增進對科學(xué)的情感，還能提高創(chuàng)造力，形成科學(xué)的價值觀，生物實驗室，學(xué)習(xí)生物知識，解決生產(chǎn)和實際生活中問題的重要方法和途徑，生物學(xué)史，不僅向我們展示了前人在生物學(xué)時發(fā)展上，通過無數(shù)次的實驗所做出的努力和貢獻，更能潛移默化的讓學(xué)生在知識學(xué)習(xí)和實驗技能的訓(xùn)練中深刻認識在生物科學(xué)的地位，如弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉素在培養(yǎng)細菌的培養(yǎng)基中，偶然發(fā)現(xiàn)青霉素在其周圍的細菌沒有生長，為什么接著弗萊明用培養(yǎng)過青霉素的培養(yǎng)液來培養(yǎng)細菌，結(jié)果培養(yǎng)液阻止了細菌的繁殖和生長，在持續(xù)的研究中分離出一種物質(zhì)，并且根據(jù)他的特征命名為青霉素。

生物學(xué)史料在生物教學(xué)中還有許多方面的教育功能，其他教育功能還有諸如激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生辯證唯物主義觀點，激發(fā)學(xué)生的愛國主義熱情等。在生物教學(xué)中進行生物學(xué)史料的學(xué)習(xí)，可以提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]雷麗.運用生物科學(xué)史開展高中生物探究性學(xué)習(xí)的初步研究[D].武漢華中師范大學(xué).

[2]林金昌.基于微課的生物科學(xué)史“翻轉(zhuǎn)課堂”實踐.福建教育，2016，（03）：14.