生物科學史是提高學生科學素養的引擎

　　高中新課程教科書涉及許多生物科學史的內容，科學史的引入能夠加深學生理解和探究的深度和廣度，是提高學生科學素養的高效引擎。新課程標準明確指出：“科學是一個發展的過程。學習生物科學史能使學生沿著科學探索生物世界的道路理解科學的本質和科學研究的方法，學習科學家獻身科學的精神，這對提高學生的科學素養很有意義。”因此在日常教學中，教師應該充分利用科學史中蘊涵的知識、技能、情感等多方面的教育素材提高每個學生的生物科學素養，促進新課程理念的貫徹。
　　一、利用科學史，使學生確立探究意識
　　高中生物課程中的科學史，主要以生物科學產生和發展的過程為輪廓，以科學發展歷程中帶有重大轉折作用的課題及事件為主線，用翔實的資料論述科學家們的創造性勞動，生動地描述他們進行科學探索的思維過程和方法，同時也對生物學發展的邏輯和社會歷史背景等重大問題作出評論。我認為，學比教更重要，學會比教會更重要，會學比學會更重要；學比不學要好，勤學比被學、逼學要好，樂學比勤學更要好。引導學生充分合理地利用生物學史與所授知識之間的相互聯系，有效激發學習興趣，不僅能夠培養學生的探究能力、科學精神，而且能夠加深學生對所學知識的理解與運用，高效地促進學生深入學習。傳統生物課堂常采用講授法，將知識直接告訴學生，學生靠死記硬背記憶，缺乏思維活動，長此以往學生會養成被動接受的習慣，缺乏主動探究意識。而利用生物科學史豐富的資源，培養學生的探究意識，改變教師的教學方法，才能提高學生的學習興趣，增強學生的知識運用能力。例如，在蘇教版必修1第3章第2節“細胞膜的結構與功能”的教學中，我給學生出示三則材料：
　　實驗一：1885年，奧弗頓在研究各種未受精卵細胞的透性時，發現脂溶性物質容易透過細胞膜，不溶于脂質的物質透過細胞膜十分困難。
　　實驗二：Danielli和Harvey分別于1931年和1935年發現細胞膜的表面張力顯著低于油—水界面的表面張力，已知脂滴表面如吸附有蛋白質成分時，表面張力則降低。
　　實驗三：1925年兩位荷蘭科學家用丙酮從人的紅細胞膜中提取脂質，在空氣—水界面上鋪展成單層分子，測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍。
　　由實驗一、二學生推測出細胞膜含有脂質物質和蛋白質；由實驗三學生推測出細胞膜由雙層脂質分子組成。可見，在課程實施過程中，有效利用科學史，拋棄直接將知識直接呈現給學生的做法，不僅能培養學生的探究意識，而且能達到促使學生“自覺學習、自主探究”的學習效果，使學生切實感受到求知探討有收獲的樂趣和幸福。
　　二、利用科學史，使學生學會探究方法
　　生物科學史上的經典實驗往往體現了不同的生物學研究方法。利用對經典實驗的學習，不僅能夠使學生掌握科學的探究方法，而且能夠促進學生靈活應用，提高思維層次。
　　例如，孟德爾遺傳實驗是運用了典型的假說演繹法。在觀察一對（或兩對）相對性狀雜交試驗的基礎上提出問題，通過推理和想象提出解釋問題的假說，根據假說進行演繹推理，再通過設計測交試驗檢驗演繹推理的結論。試驗結果與預期結論相符，證明假說是正確的，于是得到基因的分離定律和自由組合定律。在對這一經典的實例教學中引導學生總結、感悟“假說—演繹法”與科學發現之間的關系，從而掌握這種現代科學研究的核心方法，并能靈活應用解決一系列關于此方法的試驗設計問題。
　　在生物科學史的經典實驗中，還有其他研究方法，比如：類比推理法、同位素示蹤法、數學統計法、模型構建法、實物模擬法、系統分析法、實驗論證法等。充分利用生物科學史的資源，才能讓學生體驗每一種方法，感受到科學研究的多樣性、豐富性。
　　三、利用科學史，使學生增強探究能力
　　探究能力是生物科學學習過程中重點培養的核心能力之一，也是高考生物學科要突出考查的學科核心能力之一。生物科學的發展歷程本身就是一部關于探究過程和研究方法的科學發展史，生物學科的能力培養尤其是科學思維、問題探究、實驗體驗等能力的發展，離不開對科學發展過程與科學研究方法的掌握。
　　例如，在蘇教版高中生物教材（必修2）《遺傳與進化》第四章第二節“DNA復制”的教學中，第一部分“對DNA分子復制方式的推測”的內容是科學家應用科學方法揭示出的科學事實。為了讓學生領悟科學研究的過程和方法，我引導學生模仿科學家運用科學探究的方法進行探究性學習，即教師先引導學生閱讀美國的米西爾森和斯塔爾的實驗，理解實驗同位素示蹤、離心方法，然后提出問題：“DNA復制方式可能是全保留、半保留、彌散復制三種，究竟是哪一種？如果是全保留，畫出DNA復制一次的結果并說出離心結果；如果是半保留或彌散復制呢？”在此基礎上讓學生繼續探究DNA復制兩次的情況（甚至是更多次）。第二部分“DNA復制過程”，讓學生利用課余準備的DNA平面結構模型以小組為單位演示復制過程，總結復制時的場所、條件、特點。
　　可見，循著科學家的思維軌跡逐步探究并建構知識，不僅能夠提高學生的深入思維能力，而且能夠提高學生的科學探究能力。
　　當然，在新課程實施的過程中引入生物科學史，還能充分展現科學家在追求科學真理的過程中所表現出來的強烈的求知欲和好奇心，尊重事實和嚴謹求實的科學作風，堅持不懈、鍥而不舍的科學態度，不畏強權、堅持真理的獻身精神，以及善于聽取不同意見、與人合作交流的精神，等等，這些都會激勵學生們努力學習。這些精神也是科學素養的重要組成部分。教師廣泛收集，因勢利導，不僅能在潛移默化中給學生以深刻啟迪，而且能夠樹立學生關注社會發展、關注人類進步的歷史責任感。
　　總而言之，在生物高考中，生物科學史雖然不作為知識點來考核，但是生物科學史業已成為提高學生生物科學素養的一種有效手段，而且是引導學生認識生物學歷史事實的內在價值的一種科學途徑。將生物科學史作為提高學生科學素養的高效引擎，不僅有助于加深學生對相關生物學知識的理解，而且有助于學生形成生物科學探究的科學的方法與態度，逐步樹立正確的科學發展觀，切實把新課標的理念貫徹于課堂教學中。