尋脈生物科學史 促進教學有效性

林鑫

【摘 要】新課程改革后，高中生物教材增加了許多生物科學史內容，教師通過開展生物科學史的教學，提升課堂教學的有效性，引導學生沿著科學家探索生物世界的道路，理解科學的本質和科學研究的方法，提高學生的科學素養，達到教學的三維目標。

【關鍵詞】生物科學史 ? ? 教學有效性 ? ? 興趣 ? ? ? 探究

生物科學是自然科學中的一門基礎學科，是研究生命現象和生命活動規律的科學。生物科學史即生物科學產生發展的歷史，既包括科學家對生命現象的研究過程，又包括科學家研究生命現象時所持有的不同觀點和態度;既包括生物學理論和方法的形成演變，又包括不同學科之間的聯系、科學與社會的相互影響。

普通高中生物課程標準指出，學習生物科學史能使學生沿著科學家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，有利于提高學生的科學素養，幫助學生理解生物科學、技術和社會的相互關系，增強學生對自然和社會的責任感，促進學生形成正確的世界觀和價值觀。

有效教學主要指在一定的教學投入內（時間、精力、努力），通過教師的教學，學生獲得具體的進步和發展，達到最好教學效果的教學，是卓有成效的教學。在45分鐘課堂的有限時間里，如何巧妙合理地講解生物發展史的內容，激發學生學習的興趣，培養學生的科學素養，達到教學的三維目標，筆者談談個人的見解。

一、精通生物發展史，保證有效教學

生物科學發展經歷了三個階段：描述性生物學階段、 實驗生物學階段、分子生物學階段。由于科技生產力水平的限制，19世紀以前生物科學發展基本處于描述性生物學階段，尤其以1859年英國生物學家達爾文的《物種起源》為代表，他們都只是從純生物學的角度來闡述生命現象，而不能說明它的根本機理和原因。1900年孟德爾遺傳定律的發現，使生物學從原來的描述性學科發展成一門實驗性的學科。1953年沃森和克里克兩人提出了遺傳物質脫氧核糖核酸（DNA）的雙螺旋結構模型，從此，把整個生物學研究推進到分子生物學的新階段。

伴隨著新課程理念的提出，新教材做出了相應的變化，其中有一個變化較為顯著，就是課本增添了許多科學史的內容。據統計，高中生物必修教材出現的科學史內容共計50個片段左右。

“要給學生一杯水，教師要有一桶水。”教師應具備精深的學科專業知識、豐富的科學文化知識，對于整個生物發展史的歷程要熟悉，對于高中生物教科書中的科學史要精通，才能保證課堂的有效教學。

二、開展科學史教學，激發學習興趣

托爾斯泰說過：“成功的教學所需要的不是強制，而是激發學生的興趣。”促使學生在愉悅的氣氛中學習，喚起學生強烈的求知欲望是教學成功的關鍵。生物科學史中有很多關于科學家本身或者是科學家進行科學研究過程的趣事，將其引入到生物教學中，必然會大大激發學生的學習興趣。例如，講授《伴性遺傳》，引入了18世紀英國著名的化學家兼物理學家道爾頓的故事。道爾頓在圣誕節前夕買了一雙“棕灰色”的襪子送給母親，母親覺得櫻桃紅色的襪子顏色過于鮮艷，道爾頓感到非常疑惑，又去問弟弟和周圍的人，除了弟弟與自己的看法相同以外，其他人都說襪子是櫻桃紅色的。道爾頓經過認真的分析比較，發現他和弟弟的色覺與別人不同。道爾頓雖然不是生物學家和醫學家，卻成了第一個發現色盲癥的人，也是第一個被發現的色盲癥患者。為此他還寫了篇論文《論色盲》。后來，人們為了紀念他，又把色盲癥稱為道爾頓癥。在教學中，適時引入這樣的故事，能為新知識的探究做背景材料的鋪墊，既能引起學生的興趣，又很好地引出探究問題，還豐富了課堂內容。

三、開展科學史教學，掌握生物知識

開展生物科學史教學，有助于學生獲得生物學基本事實、概念、原理、規律和模型等方面的基礎知識，了解生物科學和技術的主要發展方向和成就，了解生物科學發展史上的重要事件。例如：講授《現代生物進化論理論的由來》，課文引入長頸鹿是如何進化來的生物科學實例，指出歷史上有兩種關于生物進化的理論曾經爭得很厲害，分別是拉馬克提出來的“用進廢退”和達爾文提出來的“自然選擇學說”對長頸鹿進化的解釋。拉馬克認為，生物進化其核心是有一種內在的動力驅使生物向前發展，而由于“用進廢退”，習性會讓生物的器官出現獨特的形態。達爾文認為，原始長頸鹿中有的較高有的較矮，當食物缺乏時，較高的個體能吃到較高處的樹葉，是其他動物吃不到的，因此有生存優勢，能留下更多的后代。一代又一代選擇的結果，長頸鹿的脖子就變得越來越長。了解生物科學知識在生活、生產、科學技術發展和環境保護等方面的應用，有助于積極參與生物科學知識的傳播，促進生物科學知識進入個人和社會生活。

四、開展科學史教學，培養探究能力

生物科學作為由眾多生物學事實和理論組成的知識體系，是在人們不斷探究的過程中逐步發展起來的。探究也是學生認識生命世界、學習生物課程的有效方法之一。普通高中生物課程標準倡導探究性學習，力圖促進學生學習方式的變革，引導學生主動參與探究過程，勤于動手和動腦，逐步培養學生搜集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、批判性思維的能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力等，重在培養創新精神和實踐能力。例如：講授《植物生長素的發現》，書上通過一系列的實驗從一定程度上反映了科學探究的一般方法，對培養學生科學的思維方法和研究方法，培養學生的科學精神、創新意識和實踐能力是一個非常好的素材。19世紀末，達爾文研究了光照對金絲雀虉草胚芽鞘生長的影響。通過大量的實驗、科學的設計方法，得出結論：金絲雀虉草向光彎曲生長是胚芽鞘尖端可能會產生某種物質，這種物質在單側光的照射下，對胚芽鞘下面的部分會產生某種影響。1913—1914年，詹森、拜耳在達爾文實驗的基礎上，分別對實驗做進一步的深化，為溫特的實驗提供了重要的思路。1928年，溫特的實驗進一步證明了胚芽鞘尖端確實產生了某種物質，這種物質從尖端運輸到下部，并且能夠促使胚芽鞘下面某些部分的生長。1934年，郭葛等人提取出該物質，并確認它的化學本質是吲哚乙酸，把這種物質命名為生長素。通過科學史的學習，學生掌握了科學的探究方法，并感受到科學知識的獲得積累了眾多科學家的心血和智慧。

五、開展科學史教學，樹立正確的價值觀

科學史可以幫助學生樹立全面而準確的科學形象和科學家形象，領悟科學精神和人文精神，加深對科學的理解。培根說過：“讀史使人明智。”教師通過傳授科學史可以幫助學生樹立正確的辯證觀、人生觀和世界觀，培養學生熱愛家鄉、熱愛祖國的精神，增強振興中華民族的使命感與責任感。例如，講授《DNA分子結構》時，教師向學生介紹了DNA雙螺旋結構發現的歷程。1951年，23歲的沃森來到英國劍橋著名的卡文迪什實驗室，在那里遇到了大他12歲的克里克，開始了現代生物學史上最動人心弦的合作。也許沃森和克里克不一定是最聰明的科學家，也不一定最有經驗，但是他們靠的是不懈的努力，靠的是知識和能力的互補，終于打開了“潘多拉”盒子，開啟了分子生物學時代。為此，1962年，沃森、克里克、威爾金斯因發現DNA分子結構一起獲得了諾貝爾醫學和生理學獎。當他們站在科學最高的榮譽臺上，享受鮮花和掌聲時，是否還記得那位“科學玫瑰”——英國女科學家富蘭克林。沒有富蘭克林在1951年11月拍攝的一張十分漂亮的DNA晶體X射線衍射照片，他們能激發靈感嗎？但在那個時代，女科學家受到歧視和不平等的待遇，她的成就也沒有得到應有的重視。1958年，37歲的富蘭克林患癌癥去世。最近，英國為了紀念她對發現DNA結構的貢獻，英國皇家學會設立“富蘭克林獎章”。生物學史中還有著豐富的愛國主義教育的內容。教學中可以適時引入我國古代、近代在醫藥、農業、生物學上的偉大成就，例如李時珍的《本草綱目》、袁隆平的雜交水稻、1965年蛋白質-結晶牛胰島素等。通過科學史的學習，學生不僅激發了愛國熱情，更重要的是養成了求實的科學態度、寬容的人生態度，樹立了真善美的價值追求。

生物科學發展史是生物學發展的一面鏡子，本身就是一部完美的教材。在新課程改革的引領下，把生物科學發展史素材全面引入到課堂中，有目的、有計劃、有重點地進行教學，構建有效的課堂教學，落實三維目標，力爭使每個學生都能達到、獲得現代化公民必須具備的科學素養。

【參考文獻】

[1]盧邵巖.淺談生物學史對學生素質的培養[J].沈陽師范學院學報，1999（12）：53-55.

[2]謝群.生命科學史與生物科學探究[J].中學生物學，2007（5）：26-28.

[3]陳勇.對《高中生物課程標準》中“注重生物科學史學習”的思考[J].中學生物學，2007（7）：63-64.

[4]傅海香.通過生物科學史的教學，培養學生的科學方法[J].生物學教學，2006（7）：8-10.

[5]吳兢勤.試論高中生物學教材中生物科學史教育的整合[J].課程教材教法，2004，24（6）：63.