應用生物科學史進行問題探究教學

李娜

1 利用生物科學史進行問題探究教學的指導思想

《普通高中生物課程標準》明確提出“培養學生的科學素養”、“倡導探究性學習”的基本理念。《普通高中生物課程標準》在基本建議中指出要重視科學史的學習。一部科學史就是一部探究史，科學史的內容在很大程度上反映了科學家的探究活動與方法，是理解科學探究、掌握科學方法的良好范例。

在教學中我們應充分利用生物科學史組織探究性學習，引導學生沿著科學家探索生物世界的道路，親歷思考和探究的過程，領悟科學方法、獲取科學知識、培養科學精神，提高生物學素養。

利用科學史進行問題探究教學，正是基于發揮科學史在組織探究教學中的獨特價值，抓住生物科學史和探究教學的結合點從而建立起來的一種教學模式.

2 運用本教學模式的案例介紹

現以“植物的激素調節”一節中生長素的發現為例，談一下利用科學史進行問題探究教學的實踐方法。

在生長素發現的教學中共結合科學史引導學生提出六個問題，每個問題的解決都是通過引導學生設計實驗、討論交流、獲得探究體驗后再由教師介紹經典實驗，學生通過對比和反思，領悟探究方法獲得知識。

2.1 介紹達爾文在1880年研究胚芽鞘生長時發現胚芽鞘向光生長的現象，引導學生提出問題一：引起胚芽鞘向光生長的外因是什么

請學生們小組合作從提出假設，設計實驗，預期結果三方面討論實驗設計方案。

展示小組方案后與達爾文的實驗進行比對并分析實驗現象得出結論：胚芽鞘向光性的外因是單側光。

2.2 從上述實驗現象本身提出問題二：胚芽鞘向光生長與其什么部位有關

請學生們小組合作從提出假設，設計實驗，預期結果三方面討論實驗設計方案。

展示小組方案后與達爾文的實驗進行比對并分析實驗現象得出結論：胚芽鞘的尖端與向光性有關。

2.3 進一步引導學生提出問題三：胚芽鞘生長部位（彎曲部位）是哪

請學生們小組合作從提出假設，設計實驗，預期結果三方面討論實驗設計方案。

展示小組方案后預期實驗結果并分析實驗現象得出結論：胚芽鞘尖端下部明顯伸長。

2.4 從向光彎曲現象中引導學生提出問題四：胚芽鞘感光部位在尖端還是尖端下部

請學生們小組合作從提出假設，設計實驗，預期結果三方面討論實驗設計方案。

展示小組方案后與達爾文的實驗進行比對并分析實驗現象得出結論：胚芽鞘感受光的部位是胚芽鞘的尖端。

總結上述實驗體會達爾文所得結論：單側光照射，使胚芽鞘的尖端產生某種刺激，當這種刺激傳遞到下部伸長區時，會造成背光面比向光面生長快，因而出現向光彎曲。

2.5 從達爾文結論中提出問題五：如何證明尖端是通過產生的某種物質影響下部生長

補充介紹詹森和拜爾的實驗后，請學生們小組合作從提出假設，設計實驗，預期結果三方面討論實驗設計方案。

展示小組方案后與溫特的實驗進行比對并分析實驗現象得出結論：胚芽鞘頂端確實可以產生某種向下運輸的并能引起胚芽鞘生長的物質。

2.6 講問題進行到底，提出問題六： 這種物質究竟是什么

展示科學成果：1934年，荷蘭科學家郭葛等人首先從一些植物中分離出了這種物質，經過鑒定，知道它叫吲哚乙酸（ IAA ）。

最后，教師組織同學們對經典實驗及方法進行小結，加深同學們對科學方法的領悟。

3 歸納利用科學史進行問題探究教學的教學模式

3.1 利用科學史創設問題情境，引導學生提出有價值的問題

把科學史背景介紹作為探究教學的一個環節，可以使學生設身處地感受科學家面臨的問題情境，激發學生探究的愿望。

3.2 引導學生設計實驗、討論交流、獲得探究體驗

教師指導學生分組進行實驗方案的設計。鼓勵學生大膽設想、嚴密推理，在獨立思考、自主學習的同時開展合作學習。在設計的過程中教師注意引領學生“站到巨人的肩膀上”探究，確保學生進行的探究不是漫無目的、毫無章法的，而是充分汲取了科學史積淀的前人的智慧，基本上能夠沿著有價值的思路進行的探究。

3.3 介紹經典實驗，學生通過對比和反思，領悟探究方法

教師應抓住學生關注科學家的實驗方案、急于將自己的實驗設計方案同經典實驗做一個比較的心理，及時“隆重推出”經典實驗介紹。帶領學生分析經典實驗的思路、原理和步驟，重在領悟其中蘊含的科學精神和方法。

4 利用該模式進行教學要注意的問題

4.1 教師要提高自身的科學史素養

除了在生長素的發現內容之外，還有很多的課題都可以充分利用該模式進行教學如：細胞膜結構和功能，光合作用發現及過程，DNA是主要的遺傳物質，基因的分離定律等。要想更熟練地利用該模式進行教學就要求教師平時應注意多閱讀科學史書籍，準確把握科學史的發展脈絡。

教學過程中教師要善于用豐富的科學史料為學生搭建一個發現問題、提出問題、解決問題的平臺，使學生得以從科學家的視角親歷探究。還要注意對科學史料進行精心的梳理和再加工，以凸現主干，突出科學研究的一般方法，從而促進學生對探究方法和科學精神的領悟。

4.2 教學過程中要注意利用科學史滲透情感態度價值觀的教育

課程目標的知識、情感態度與價值觀、能力三個維度是一個有機的整體，在以科學史進行教學時，應以知識為基礎，培養能力，滲透情感態度與價值觀，提高學生生物科學素養。

4.3 要對學生的回答進行及時評價

由于學生知識面和經驗優先，對問題的總結往往不全面，或理解不到位，教師要注意對學生的語言予以提煉以使它更準確。還要注意對學生的學習過程要進行持續性的評價──不僅評價學生對知識的掌握情況，更為重要的是，要對他們在學習過程中的表現、所取得的成績以及所反映出來的情感、態度、學習策略等方面的情況進行綜合評價。

《普通高中生物課程標準》明確提出“培養學生的科學素養”、“倡導探究性學習”的基本理念。本教學模式正是在科學史的理論教學中組織探究性學習，側重培養學生的實驗設計能力、分析推理能力等技能，從而有效提高探究能力。并在生物教學的各環節中滲透對學生探究能力的培養，有助于全方位落實課程標準對探究學習的倡導，提高培養學生探究能力的效果。