探討如何利用高中生物學史培養學生的學科素養

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(新疆新源縣第二中學)

生物科學史是生物科學發生和發展的歷史，也是科學家通過科學實驗探索生命現象本質的史實。高中生物人教版必修教材中有許多關于生物學發展史生命現象探索歷程內容，如生物膜的模型構建，促胰液酶的發現過程、光合作用的探究歷程，肺炎雙球菌體內轉化實驗證明、加熱殺死的S型菌中含有某種“轉化因子”、DNA獨特的雙螺旋結構模型，孟德爾的兩大遺傳定律、促胰液素的發現等，課本中的生物科學史讓學生體驗生物科學家獲得知識的過程，激發學生學習的欲望，體驗科學研究的方法，感悟科學家探索的艱苦歷程，提高學生科學探究能力和創造能力，培養學生生物素養。

一、利用生物學史，培養學生的問題意識

愛因斯坦說過：“我沒有什么特殊的才能，我只不過喜歡尋根問底地追究問題罷了”。提高學生生物科學素養，需要學生敢于提出問題。在生物教學過程中結合生物學史，讓學生不要盲目接受現成的答案或結論，遇事多問為什么，用科學家們敢于質疑并提出問題，最終進行探究獲得成功的事例，鼓勵學生敢于質疑，提出問題，主動擺脫原有思維模式和傳統觀念，充分發揮想象力和創造力。生物學史中，大量的史實材料閃爍著前人智慧的光芒，如把這些史實作為問題情境，可以激發學生熱愛自然、獻身科學的熱情。例如，在“光合作用”的探究實驗教學中，首先，給學生介紹科學史中海爾蒙特、普里斯特利、薩克斯、恩吉爾曼、魯賓和卡門、希爾等科學家的實驗，讓學生理解實驗目的和原理及設計的巧妙。其次，引導學生討論并歸納科學家探究過程，通過提出問題，設計實驗最后得出光合作用的概念和實質。陶行知先生曾說：發明千千萬，起點是一問。強調問題意識，促使學生不斷地發現問題，使學生積極解決問題，直至有新的發現。在此過程中，學生的創造思維能力會得到發展。

二、學習生物學史，教會學生學習科學研究的基本方法

巴甫洛夫有這樣一句名言：“方法掌握著研究的命運，只有科學而嚴謹的實驗方法才能得出可靠的實驗結果。”科學方法是指人們在從事科學研究的活動中所采用的途徑，手段和方式，被稱為產生知識的“知識”，是知識轉化為能力的橋梁。在生物課堂教學中結合具體實例學習科學家進行科學研究的一般方法，并將其內化為自身的實驗能力。例如，孟德爾遺傳規律的發現始終貫穿“提出問題一提出假設一設計實驗一驗證假設一得出結論”這一科學方法，得出遺傳的分離規律和自由組合規律。

三、結合生物學史教育，培養學生團隊合作意識

生物學史團隊合作的典范是沃森、克里克，二者共同發現DNA雙螺旋結構，沃森研究噬菌體遺傳學，受經典遺傳學影啊，錯誤地認為堿基是同配的，但以氫鍵結合又是正確的。克里克擅長數學、物理，熱衷于蛋白質研究，他根據結晶知識，認為堿基同配不符合晶體圖像，二者相互協商，取長補短，終于取得成功，并獲得1962年諾貝爾獎。任何科學研究的成功，都涉及多種科學和技術，鼓勵學生在研究性學習的過程中，應團結協作。合作意識是現代人所必備的基本素質，這種團隊合作精神很難在傳統學習方式中培養出來，而研究性學習培養了小組合作、團隊合作精神。

四、利用生物學史，培養學生的科學精神

科學精神是科學本性要求的各種價值觀念和思想觀念的行為準則，道德和意志品質的總和。生物史料中有許多科學精神的素材，如顯微學家、微生物學的開拓者——列文虎克，幾十年如一日堅持磨制透鏡，從不感到枯燥，據用簡單顯微鏡所看到的微生物而繪制的圖像，今天看來依然是正確的。這就是持之以恒的科學精神，又如，達爾文以博物學家的身份隨英國海軍勘探船"貝格爾號"冒著生命危險做了5年環球考察，在動植物和地質方面進行了大量的觀察和采集，經過綜合探討，形成了生物進化的概念，提出生物進化理論，從而摧毀了各種唯心的神造論和物種不變論，這就是勇于探索的科學精神。

五、利用生物學史，培養學生收集和分析信息的能力

遺傳學的奠基人孟德爾，他的超人之處在于在數據處理上沒有忽視所研究的未表達獨立性狀的個體數目。對不同世代出現的不同性狀的個體數字都進行記載和分析，并且應用統計學方法對實現結果進行分析。這就是科學研究中對數據的分析處理能力。結合素質教育，讓學生在未來社會生活中，逐步學會在眾多信息中提取篩選有用的信息加以利用，來論證和解決問題。

六、利用生物學史，讓學生學習科學家的批判性思維

回顧生物科學史中，學習科學家的批判性思維，生物學的發展歷史是建立在生物學家進行批判性思維的歷史，科學家敢于質疑并最終獲得科學研究的成功事例，鼓勵學生敢于質疑，勇于提出質疑，培養學生建立批判性思維，古希臘學者亞里士多德認為植物生長在土壤中，土壤是植物的食物來源，大多數人憑自己的經驗和直覺對此深信不疑，但是科學研究能只憑經驗和直覺嗎？海爾蒙特做的柳樹實驗，海爾蒙特的實驗，海爾蒙特將一柳樹苗栽入預先經烘干稱重的土盆中，花盆上蓋了鐵板以防止灰塵進入，澆水堅持整整5年。5年后，柳樹長成大樹了。泥土經烘干，重量并沒有減少。于是，他認為柳樹長大所增加的重量，只能來源于水，水能轉變為土，并為樹所吸收。實驗雖然簡單，卻開啟了從觀察得出直觀的感性認知，到觀察時真正的理性認知的時代。科學家首先應該是一個敢于挑戰權威的懷疑者，不能盲目相信權威和直覺，要敢于質疑與批判，讓我們體會到科學發展中，科學家嚴謹的作風和執著堅韌的品質。人教版高中生物學教材中存在著很多探究歷程，每一個探究歷程都凝聚了科學家嚴謹的理性思維，教師要善于把握這些探究歷程，靈活實用，以培養學生嚴謹的理性思維。在探究歷程內容中，教師講課時不要簡單地講述過程，而要與學生一起體驗批判性思維。

七、利用生物學史，讓學生學習科學家的科學探究思維

生物學史上的每一個發現和發明，都蘊含著科學家科學探究思維和靈活多樣的科學方法。結合生物學教學內容向學生介紹科學家探究的過程，讓學生跟科學家一起進行科學研究，一起體驗科學探究的艱苦歷程和快樂。學生學習生物學史料中，體驗獲得知識的過程，增進對科學的情感，還能提高創造力，形成科學的價值觀，生物實驗室，學習生物知識，解決生產和實際生活中問題的重要方法和途徑，生物學史，不僅向我們展示了前人在生物學時發展上，通過無數次的實驗所做出的努力和貢獻，更能潛移默化的讓學生在知識學習和實驗技能的訓練中深刻認識在生物科學的地位，如弗萊明發現青霉素在培養細菌的培養基中，偶然發現青霉素在其周圍的細菌沒有生長，為什么接著弗萊明用培養過青霉素的培養液來培養細菌，結果培養液阻止了細菌的繁殖和生長，在持續的研究中分離出一種物質，并且根據他的特征命名為青霉素。

生物學史料在生物教學中還有許多方面的教育功能，其他教育功能還有諸如激發學生學習興趣，培養學生辯證唯物主義觀點，激發學生的愛國主義熱情等。在生物教學中進行生物學史料的學習，可以提高學生科學素養。