生物科學史在高中生物教學應用過程中所體現的生物核心素養

宋迪 陳忠 李桂萍

摘要：生物科學史是生物科學發生和發展歷史，因其蘊含豐富的科學思想、態度、方法、價值觀等內容，所以具有很高的教育價值。《普通高中生物課程標準（實驗）》教學建議中指出“注重生物科學史的學習”，并提到“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”^[1]。同時在新的課程標準中，也明確提出了要提高每一位中學生的生物核心素養。通過生物科學史的學習對提高學生的科學素養是很有意義的。

關鍵詞：生物科學史;核心素養;生命觀念;科學思維

生物科學史是指以生物科學的產生和發展過程為輪廓，并且以科學發展進程中所發生的有重大意義的事件作為主線，并且用詳實地資料論述他們艱辛的實驗過程及勞動成果，用他們在進行實驗探索過程中所用到的科學思維和科學方法來啟迪學生，同時也對生物學所發展的邏輯規律以及所反映的社會歷史等重大問題進行討論研究。^[2]生物核心素養包括生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任四個方面。

一、利用科學史樹立正確的世界觀—以講解“生物的進化”為例，培養學生的生命觀念

世界觀是指人們所形成的對世界的認識和看法。教師可以在生物教學中通過向學生滲透生物科學史來幫助學生建立正確的辯證唯物主義世界觀。比如在學習高中生物教材必修二第六章第一節“生物有共同祖先的證據”一節中，教師可以通過發放資料或者用多媒體來講述拉馬克的用進廢退與獲得性遺傳。并且說明拉馬克是歷史上第一個提出比較完整的進化學說的法國博物學家。但是拉馬克的進化論提出之后并沒有引起社會的重視。后來在達爾文五年的航海旅行中他仔細觀察世界各地的動植物和化石，經過思考，提出了自然選擇學說。達爾文的自然選擇學說是進化的核心，用來解釋生物的進化。這個學說主要包括：遺傳、變異、繁殖過剩、生存斗爭、適者生存。他的《物種起源》的各種翻譯本在全世界廣為流傳，并且深刻影響了整個生物學界。馬克思和恩格斯將達爾文的這一科學理論定義為科學史上的一次革命，并且為辯證唯物主義提供了自然史的基礎。^[3]隨后作為資料補充講解“新達爾文主義”以及“木村資生進化理論”來幫助學生樹立正確的世界觀，培養學生的生命觀念。

二、利用科學史鍛煉學生的科學思維—以講解“DNA是主要的遺傳物質”為例

縱觀歷史，生物科學的發展歷程都離不開科學家們科學思維和科學方法的運用，同時科學思維也成了人們在探索真理過程中所運用的重要手段。教師向學生傳授生物學知識的目標之一就是讓學生通過生物科學史的學習，領會科學家們的創造性科學思維以及隨機應變的科學方法，最終成為自己終身學習的基本技能和方法。

比如在學習高中生物教材必修二第三章第一節“DNA是主要的遺傳物質”一節中，教師可以通過講解三個著名的經典實驗（格里菲斯的肺炎雙球菌體內轉化實驗、艾弗里的肺炎雙球菌體內轉化實驗、赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌的實驗），來向學生傳授科學家的科學思維。

首先，教師可以在課前先發放有關三個經典實驗的科學史資料，讓學生們通過自主學習對這三個經典實驗做一個大致了解。其次，在上課過程中教師讓學生用自己的話描述實驗并談談自己從中的收獲;最后，教師再引導學生學習科學家的科學思維與方法：格里菲斯通過四組實驗證明了“轉化因子”的存在，要使得結論更加準確與完善，按照科學思維，下一步就應該研究轉化因子是什么？雖然艾弗里的實驗與赫爾希、蔡斯的實驗過程千差外別，但是實驗的設計思路卻是驚人的相似：兩個實驗都是將DNA和蛋白質分開，單獨觀察兩者的遺傳效應。正是因為科學家們運用這種科學的思維與方法，最終得出了正確的結論。

三、利用科學史培養學生的科學探究能力—以講解“植物生長素的發現過程”為例

利用生物科學史可以創設問題情境，從而激發學生學習的求知欲和好奇心，為探究性學習打開興趣之門。比如在學習高中生物必修三第三章第一節“植物生長素的發現”一節中，利用問題探討面，向學生提出一系列問題，學生可能會有多種假設，這時教師可以提醒學生任何科學結論的得出都必須經過實驗驗證。那么，科學家們是如何針對這一系列問題進行科學探究的呢？

首先是達爾文根據實驗提出：胚芽鞘尖端受單側光刺激后，向下傳遞某種‘影響使胚芽鞘出現向光性彎曲生長。在達爾文這一結論得出的背景下，還隱含了很多問題情境，教師進一步提供科學史資料并進行層層設疑引出鮑森·詹森的實驗：胚芽鞘尖端產生的影響可以通過瓊脂片傳遞給下部。是否只有單側光照射可以引起植物的彎曲呢？究竟是什么物質引起植物的彎曲生長呢？生長素究竟是什么呢？引出科學家從人尿中分離出具有生長素效應的化學物質—吲哚乙酸。教師進一步引出溫特的實驗。在整個探究實驗過程中，讓學生學習科學家這種有計劃的科學探究進程，以利用科學史培養學生的科學探究能力^[4]。

四、通過科學史的講解關注有關生物學的議題一以講解“伴性遺傳”為例，培養學生的社會責任感

教師在講授必修二第二章第三節“伴性遺傳”時，可以從血友病的發展史講起，創設與生活實際相聯系的情境，引導學生在生活中關注有關生物學的議題，來激發學生的學習興趣，從而培養學生的社會責任感^[5]。

結語

在科學史的教學過程中，不單單體現出核心素養中“生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任”的一個維度，而是多個維度貫穿其中，從而促使學生的全面發展。

參考文獻

[1]潘秀菊.高中生物教學中生物科學史教育的研究與實踐[D].福建師范大學，2009.

[2]陳國娟.生物科學史教學策略再高中生物學概念教學中應用的案例研究[D].廣西師范大學，2019.

[3]馬小明.例談生物科學史在提升學生學科核心素養中的應用[J].生物學教學，2019，44（07）：8-9.

[4]趙潤麗.生物科學史在高中生物教學中的應用研究[D].內蒙古師范大學，2016.

[5]蔡文娟.重視科學史觀在高中生物教學中的應用[J].學周刊，2015（12）：88.