高中生物學中科學史的教育及其應用

席存瑞

摘要：生物科學史教育的學習，不僅讓學生知道“科學”是一個知識的逐漸形成過程，而且為學生的學習探究提供了范例，讓學生逐漸形成科學的探究思維。

關鍵詞：生物科學史教育 探究性學習 課程資源

現行高中生物學新課標以“倡導探究性學習”作為課程理念和生物學課程改革的突破點。那么如何開展行之有效的“探究性學習”呢？本文就生物科學史教育在“探究性學習”中的優勢做一闡述。

1.進行生物科學史教育的重要意義

探究性學習的目的不僅是為了讓學生通過類似于科學家探究活動而獲取科學知識，更重要的是在這個過程中讓學生學習科學的方法和技能及科學的思維模式，形成科學的觀點，樹立科學的精神，即重在培養學生的科學素養。開展生物科學史教育確實有助于提高學生的學習興趣、有利于學生對知識的理解，而且在一定程度上提高學生的科學探究能力、信息搜索能力等。總之，通過開展生物科學史教育有利于學生理解科學的本質，有助于學生科學素養的提高，有助于學生的全面發展。

在現有的教學時間及條件下，用科學探究的方式設計全部教學內容是不現實的，而我們現行的高中教材中的科學史教育基本上滲透于每一節的內容，它是對科學發現及研究過程的再現，可讓學生較直觀地在潛移默化中掌握科學的探究過程，即觀察現象—提出問題—做出假設—查找證據—總結規律—構建理。如孟德爾的兩大遺傳定律的發現、酶的發現、生長素的發現、光合作用的發現，以及DNA是遺傳物質的證據，基因在染色體上等都是探究性學習的最好范例。

生物史教育以其豐富的內容為培養和提高學生的科學素養提供了生動有趣、充滿哲理的素材，它在激發學生的學習興趣、加強對生物學的理解、掌握生物學思想、開發生物學思維、培養科學意識和品質、擴大學生的視野等方面都有著十分重要的意義。因此，生物史課程資源的運用應該成為生物教學中落實科學素養教育的重要方法。生物科學史教育的學習，不僅讓學生知道“科學”是一個知識的逐漸形成過程，而且為學生的探究式學習提供了范例，讓學生擁有了科學的探究思維品質。

2.生物科學史教育使學生形成“探究性學習”中的優勢

要讓學生擁有探究性學習的思維過程，就必須讓學生首先擁有探究性思維的意識和理念。而生物科學史的學習過程，正好再現了這一系列思維過程，讓學生可初步“依葫蘆畫瓢”式的形式創新探究的思維模式。如遇到一個事實現象：（1）如何通過觀察發現問題端倪，提出什么樣的問題；（2）如何通過推論、分析，找出解決問題的方向，做出假設；（3）如何通過制訂實驗計劃來收集素材，并實施計劃，得出實驗結論；（4）如何對其實驗結論的正確性進行驗證和評價交流。

學生只有在這種思維品質的指導下，才能談得上“探究性學習”。生物科學史教學再現了知識的發生過程，變結論式教學為過程式教學。通過科學史中對一些經典實驗和邏輯分析的再現，可以讓學生體驗生物學知識的形式過程，從中學習科學家的思維方法和理解生物學概念、原理的來龍去脈。這樣的教學既傳授了知識，又培養了學生的“探究性”科學思維。生物科學史中有眾多科學家對生命世界探索的精彩片段。良好的生物科學史的教學，應該是從中選擇了恰當的材料，運用了恰當的手段，達到了最佳教學效果，讓學生似乎身臨其境，從而獲得眾多啟示的教學。例如：新教材對《基因在染色體上》一節的教學設計就體現了薩頓和摩爾根兩位科學家分別應用“類比推理”和“演繹推理”的科學思維，最終把抽象的“基因”具象地定位到了染色體上，從而把原來教材“基因的載體是染色體”結論式教學變為探究性教學，教師可充分利用好該節內容，培養學生的探究性學習思維。

3.如何進行生物科學史教學

在現行的高中生物教冊中涉及的生物科學史內容大約有50多項，分別出現在正文、小體字和課外讀中。正文中科學史內容教材設計嚴密而周到，讓學生初步擁有了探究性思維傾向。而小體字和課外讀中的史實可以作為課外驗證性實驗，教師在說明該科學史實的實驗原理及實驗結果的前提下，然后讓學生各自“模擬”出實驗的具體思維過程，再現知識的發生過程，變結論式教學為過程式教學。還可利用生物學家的生平和事跡，對學生進行科學精神和價值觀的教育。如“多利”羊的克隆是“無性生殖”一節的課外讀材料。教師可列出下列提示性問題：（1）什么是克隆？……學生自己查找。（2）克隆多利羊的原理是什么？……細胞的全能性。（3）克隆為什么屬于無性生殖？……沒有生殖細胞的兩兩結合。（4）三只母羊與多利的誕生各有什么作用？……指提供去核的卵細胞的羊、提供體細胞核的羊和提供子宮的羊。（5）多利羊與那只羊的遺傳性幾乎相同？為什么？（6）克隆多利羊有什么意義？然后讓學生查找相關的問題關鍵詞，并設計出克隆羊的生產過程，這樣可讓學生在積極興趣的指引下，以“課外讀”題材為藍圖，模擬出“多利羊”的產生實驗過程，從而有利于學生探究性思維的形成。當然小體字和課外讀中的材料也可以作為拓展實驗由教師設計編寫成實驗課題讓學生來完成。

綜上所述，生物史課程資源的運用應該成為生物教學中落實科學素養教育的重要方法。以生物發展史資料為材料，根據核心概念產生和發展的過程，沿著科學家研究的足跡重新走一遍，將科學家的實驗研究轉變為學生的探究過程，引導學生由一系列問題的逐步解決，去體會概念的建構過程，進而使學生弄清楚概念的來龍去脈，同時嘗試根據自己的理解和思考重新建構核心概念，最終達到對核心概念的深入理解，對正文中的可結合知識點做到精講，讓學生深刻地領會科學實驗的層層思維推理過程，為學生形成探究思維打下基礎。生物史教育以其豐富的內容為培養和提高學生的科學素養提供了生動有趣、充滿哲理的素材，它在激發學生的學習興趣、加強對生物學的理解、掌握生物學思想、開發生物學思維、培養科學意識和品質、擴大學生的視野等方面都有著十分重要的意義。