淺析在高中生物教學中科學史的合理運用

崔浩前 鄭若絮 何珊珊

摘要：生命科學史一定程度上反映生物學發展的過程，在高中課堂上的使用有著積極的作用，與此同時也要正確合理地運用才能發揮其最大的意義

關鍵詞：高中生物教學 科學史 運用

中圖分類號：G633 文獻標識碼：A 文章編號：1009-5349（2018）06-0202-02

生物學這門科學主要探究的是生物的生命現象以及它們的活動規律。描述性的生物學是古代的特點，近代的實驗性生物學再到現如今的生物學，生物學科前進的腳步一直沒有停止。那么這一過程中許多科研工作者不斷地探索生物世界的奧秘，形成了生命科學史。“描述生命科學的產生和發展歷程，并且以科學史中的重要的史實資料來引導學生學習他們的思維和方法，學習他們進行科學研究的邏輯性，同時珍惜在當時的社會背景下他們的創造性勞動成果”這是《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020）》（以下簡稱《綱要》）對其的要求和定義。生物教材中的生命科學史的合理運用具有重要意義。

一、進行有效的科學方法教育

在科學史中，科學家的實驗原理和探究方法蘊含著科學方法，學生無論是閱讀還是模擬都會潛移默化地得到啟發和思考。細胞學說的發現正是不斷總結前人的觀點，不斷創新的結果。這才使其并稱為19世紀自然學科的三大發現之一。DNA結構的發現是生物學發展歷程中的里程碑，人們從細胞的角度向內推展到分子的層次。DNA結構的發現也不是一蹴而就的，每一次都是對前人推斷的驗證后再繼續推測。而由物理學家提供的DNA衍射圖譜，才發現DNA雙螺旋結構的分子模型。這種學科之間交叉借鑒學習的案例在科學史上是比較常見的。通過這樣的史實使學生產生深刻的體會。

二、感受科學家生平，培養學生科學探究精神

高中生物教材中科學史的內容都具有一定的時間長度，比如孟德爾的豌豆雜交實驗歷經12年才得出只有他自己認同的遺傳規律，在35年之后才被人們所認同，因此他被人們譽為“遺傳學之父”。這是一種真正的科研精神。比如被譽為“雜交水稻之父”的袁隆平教授做了三千多個雜交組合實驗，即使結果失敗了，依然不放棄找尋天然特殊的性狀，這種執著追求的精神足以讓學生認識到科學成果并不是輕易得來的，是要付出無數的辛勞，經過長期的科學實驗才得到的。一段段科學史的講述讓學生在學習生物學知識的同時感受到科學家追求真理的精神。

三、認知正確知識脈絡，有助于理解生物學知識

人類獲取信息內容和加工與其經驗有關，根據已具備的經驗和一定的學習策略來獲取有用的信息并進行加工。學習這一思維過程具有主動性和創造性的特點，在高中生物教材科學史的內容的安排上就是按照學科的知識脈絡，能讓學生高效有序地學習知識，這正是運用了認知心理學的觀點。比如說必修的重點內容——光合作用，教科書用了很長的篇幅記述了光合作用的整個探究歷程，18世紀普里斯特利通過實驗發現植物可以更新空氣，一直到卡爾文循環探明光合作用的暗反應，期間許許多多個實驗形成了一個清晰明了的知識脈絡展現在學生面前。如果沒有生物科學史的話，學生對光合作用的整個過程只是簡單的死記硬背，并不是學習性的理解和記憶。所以在學科教學中，對科學史中的知識脈絡和邏輯關系一定要進行深層次的發掘。

四、培養學生的理性思維

生命科學史中表現豐富的就是理性思維，高中階段我們發現有很多這樣的材料，如薩頓的假說、摩爾根關于基因位于染色體上的證明和噬菌體侵染細菌的實驗等。每一段科學史，在讓同學們感受到科學家追求真理的求知態度以外，也對學生的理性思維和科學探究精神有一定的啟發作用。在科學史講解運用上，注意學生之間的交流討論，親自提出問題，搜集信息，作出假設進一步探究，在得到本學科的知識以外還能培養理性思維的習慣和積極向上的態度。實踐才是檢驗真理的唯一標準，任何一個概念理論的來源都是通過客觀的實驗探究得來的，可能每一次的進步很小，但是通過積累和改進就會慢慢匯集成有影響的觀點。科學史的最初問題也培養了學生認真思考的好習慣，例如70歲的達爾文對植物的向光性產生了好奇心，再比如摩爾根對突然出現的白眼果蠅產生疑問等等，每個客觀存在的事實就是一個閃光點，好奇心驅使著一批又一批研究者進行實踐探究。學生在這一過程中逐漸培養了多方面的理性思維能力。

科學史的意義有很多，都是在正確使用的前提下才會產生，所以對于科學史的使用應該注意以下幾點：

1.準確尋找教育目標

雖然生物科學史的有益之處很多，但是如何處理科學史的內容呢？首先要學會選擇，有些生命科學史可能是教學的輔助資料，不需要浪費時間去講解，而有些比如孟德爾的豌豆雜交實驗，教學目的不僅僅是分離定律和自由組合定律，引導學生對實驗中孟德爾的邏輯和思維的關注才是重點。其次，科學史蘊含著很多科學方法，比如實驗法、觀察法、類比推理和數學模型法等等，我們不可能在一節課的時間上讓學生了解全部方法，應有目的地選取典型的、有代表性的科學方法進行放大和滲透，根據知識內容，對這種科學方法進行分析，了解應該達到何種教育目標層次，而不是一味地為了達到目標去加深難度，加重學生學業負擔，顧此失彼。科學方法教育的目標明確了，老師也能有的放矢，課堂的效率也就提高了。

2.善于質疑提問，防止固化思維

在運用生物科學史的課堂上，學生必然會進行探究，這時候就可以遵循以往的探究的順序教學，但不是固化思維地去探究，可以改變一些順序，重點強調某一部分，也可以弱化某一特點，充分啟發學生的思維，組內合作、小組討論、師生交流等等都是可以采取的措施。與此同時一定要引導學生提出問題，勇于質疑，多問自己一個為什么。在生命科學史中科學家質疑的例子有很多，例如在生物的進化的學習中，博物學家拉馬克提出了質疑，他并不相信“神創論”，提出自己的三個觀點：生物是不斷進化的、獲得性遺傳和用進廢退。包括學生熟知的達爾文也是做了類似的事，出版了《物種起源》，反對唯心主義以及物種不變論。所以在教學中質疑精神一定要存在，教師應積極鼓勵學生去質疑，這樣才能發現問題，接著就要去努力解決問題，這會極大程度地激發學生的學習能力。這些操作的目的都是讓學生真切地去感知科學研究，去進行真正的科學方法教育，避免了思維僵化的講授式課堂。

3.客觀評價科學史

生物科學史中有很多理論都是不斷完善的結果，所以可能一些理論起始并不是完全正確的，比如光合作用中普利斯特利的證明、遺傳學中融合遺傳的觀點等等，教師一定要將其理論的時代背景和技術條件介紹好，指導學生對科學家的結果進行客觀公正的評價，假如真的是錯誤的思想理論，也不要以點概面，理性面對錯誤，正確成熟的理論觀點都是通過不斷糾錯改正逐步形成的。所以客觀公正的評價尤為重要。

總之，生命科學史的運用在高中生物教學中至關重要，如何發揮它的作用是每一名教師應該去思考的。在教學中，選取正確的科學史，深層次挖掘其內在的科學方法，高效地運用，這樣才能培養學生理性思維能力、創新能力等，真正地發揮學校育人的功能。

參考文獻：

[1]馮薇.在高中生物學課堂中貫穿科學史教育[J].科學大眾（科學教育），2017（9）：14.

[2]馬育國.淺析生命科學史在高中生物教學的合理應用[J].科學大眾（科學教育），2017（7）：26.

[3]趙青.巧用科學史培養學生的理性思維[J].中學教學參考，2017（17）：93-94.

[4]吳曉燕.利用生命科學史教學提高高中生的生物科學素養[J].內蒙古師范大學學報（教育科學版），2017，30（5）：162-164.

[5]蔡紅英.應用生物學史開展高中生物科學方法教育的研究[D].沈陽師范大學，2011.

責任編輯：孫瑤