淺議借助生物科學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)

張洪發(fā)

[摘? ?要]生物科學(xué)史教學(xué)是現(xiàn)代教育創(chuàng)新的方向，也符合培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的要求。生物科學(xué)史教學(xué)不但能提升課堂趣味性，而且能幫助學(xué)生形成科學(xué)思維，對(duì)其成長(zhǎng)發(fā)展與學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)有促進(jìn)作用。教師借助生物科學(xué)史來開展生物教學(xué)，可提高教學(xué)效率和質(zhì)量，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的目的。

[關(guān)鍵詞]生物學(xué);科學(xué)史;學(xué)科核心素養(yǎng)

[中圖分類號(hào)]? ? G633.91? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ? A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ? 1674-6058（2021）15-0061-02

生物科學(xué)史是指生物學(xué)的發(fā)展歷程，包含生物學(xué)科相關(guān)的探究方法、技術(shù)、理論等，同時(shí)也蘊(yùn)含科學(xué)家探索和研究生物的思路、態(tài)度，這對(duì)培養(yǎng)初中生生物學(xué)科核心素養(yǎng)具有重要的教育價(jià)值。教師通過引導(dǎo)學(xué)生重視生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解生物概念的形成，既讓其獲取生物學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)，又讓其掌握科學(xué)家探索過程中的解決方法與思路，有利于提高生物學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)水平。因此，在實(shí)際教學(xué)中，初中生物教師應(yīng)充分利用生物科學(xué)史的教育價(jià)值，使學(xué)生能夠樹立生物觀念、形成科學(xué)思維、提高探究能力、承擔(dān)社會(huì)責(zé)任，最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。

一、借助生物科學(xué)史，樹立生命觀念

生物觀念是人們對(duì)生物現(xiàn)象進(jìn)行觀察、解釋、實(shí)證的抽象意識(shí)和思想，其包含物質(zhì)與能量觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀等。生命觀念也是學(xué)生學(xué)習(xí)、研究生物學(xué)的基礎(chǔ)，只有樹立正確、科學(xué)的生命觀念，才能高效掌握生物學(xué)概念和規(guī)律，進(jìn)而幫助學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系，提高自身生物學(xué)的學(xué)習(xí)能力。因此，教師在實(shí)際教學(xué)時(shí)應(yīng)在教材中有針對(duì)性地選擇生物科學(xué)史，讓學(xué)生了解生命的來源、形成以及規(guī)律，有效樹立其生命觀念，為其往后學(xué)習(xí)生物知識(shí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

例如，在教學(xué)《植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能》這一課時(shí)，教師應(yīng)聯(lián)系《人和動(dòng)物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能》相關(guān)知識(shí)進(jìn)行對(duì)比和引入，并用多媒體播放科學(xué)家施萊登用顯微鏡觀察植物細(xì)胞、施旺采用顯微鏡觀察動(dòng)物細(xì)胞的相關(guān)視頻。這與學(xué)生第一次使用顯微鏡觀察生物細(xì)胞的經(jīng)歷相似，可使其產(chǎn)生共鳴，讓其了解科學(xué)家探索生物知識(shí)的曲折、艱辛過程，這樣學(xué)生能更容易理解生物知識(shí)生成的過程，樹立生命觀念。此外，教師以此揭示植物或動(dòng)物細(xì)胞形態(tài)、大小的差異和相同性，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察和對(duì)比，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)生物的構(gòu)成具有一定規(guī)律，進(jìn)而掌握“細(xì)胞是構(gòu)成生物體的基本單位”這一概念。另外，在學(xué)習(xí)《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》相關(guān)內(nèi)容時(shí)，教師也可以借助其中涉及的生物科學(xué)史——沃森、克里克探索DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)，采用多媒體技術(shù)呈現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的相關(guān)圖片，并擴(kuò)展該科學(xué)史，使學(xué)生充分了解沃森、克里克在研究DNA晶體X射線衍射照片時(shí)所提出的觀點(diǎn)，以及他們?cè)谕柦鹚古c富蘭克林的研究基礎(chǔ)上進(jìn)行的補(bǔ)充，最終建立的DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，讓學(xué)生從中了解結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。

二、借助生物科學(xué)史，形成科學(xué)思維

生物科學(xué)史是展現(xiàn)科學(xué)家在探究過程中批判、求真、求新、反思的發(fā)展史，而科學(xué)思維是科學(xué)家基于事實(shí)與論據(jù)，秉持求真務(wù)實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，采用科學(xué)的方法解決問題、認(rèn)識(shí)事物的思維能力。科學(xué)思維包括批判性思維、演繹與推理、歸納與概括以及模型與建模等，其是學(xué)生智力發(fā)展的目標(biāo)，也是學(xué)生自主學(xué)習(xí)生物知識(shí)的必需素養(yǎng)、方法，對(duì)培養(yǎng)其生物學(xué)科核心素養(yǎng)具有重要作用。因此，在生物教學(xué)中，教師應(yīng)將科學(xué)家摸索與總結(jié)的科學(xué)方法與思維滲透于教學(xué)活動(dòng)中，通過引導(dǎo)學(xué)生了解生物科學(xué)史，使其從中學(xué)習(xí)更多科學(xué)研究方法，幫助其形成科學(xué)思維。在研究生物學(xué)現(xiàn)象與規(guī)律的過程中，提出問題、做出假設(shè)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、結(jié)果分析等步驟，都滲透著科學(xué)思維，故教師引導(dǎo)學(xué)生分析生物科學(xué)史中的研究歷程各環(huán)節(jié)，可幫助學(xué)生形成科學(xué)思維。

例如，在教學(xué)《人體的神經(jīng)調(diào)節(jié)》這一課時(shí)，首先，教師應(yīng)借助生物科學(xué)史——巴甫洛夫的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生了解條件反射的形成過程，該實(shí)驗(yàn)采用對(duì)照法設(shè)計(jì)了四種情況：第一是給小狗食物;第二是只播放鈴聲，不給食物;第三是播放鈴聲與給食物;第四是多次播放鈴聲與給食物后，只播放鈴聲。以此實(shí)驗(yàn)觀察在哪種情況下，小狗唾液分泌最多。其次，教師向?qū)W生提問：哪種情況下小狗分泌唾液屬于后天形成？哪種情況下小狗分泌唾液屬于先天形成？多次播放鈴聲和給食物的作用是什么？讓學(xué)生分小組探討、分析，最后發(fā)現(xiàn)只有多次結(jié)合非條件刺激與條件刺激，并建立起聯(lián)系后，才能形成條件反射。如此一來，教師通過對(duì)生物科學(xué)史進(jìn)行研究和分析，讓學(xué)生在對(duì)比中了解形成條件反射的過程，不僅能鍛煉其思辨能力，還能讓其形成科學(xué)思維。

三、借助生物科學(xué)史，提高探究能力

科學(xué)探究能力是每個(gè)科學(xué)家必備的技能，生物科學(xué)知識(shí)點(diǎn)是科學(xué)家在探究過程中產(chǎn)生的，故生物科學(xué)知識(shí)點(diǎn)可作為提高學(xué)生探究能力的主要素材。在教學(xué)中，教師應(yīng)選擇合適的科學(xué)史素材，創(chuàng)設(shè)歷史情境，讓學(xué)生身臨其境，感受科學(xué)家的探究歷程，同時(shí)針對(duì)生物學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行觀察、思考、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、結(jié)果交流，以促進(jìn)學(xué)生探究能力的提升。此外，教師也可以借助生物科學(xué)史開展科學(xué)研究實(shí)踐活動(dòng)（如家庭實(shí)踐活動(dòng)、戶外實(shí)踐活動(dòng)等），組織學(xué)生參與生物學(xué)科實(shí)踐研究，從而提升學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

以教學(xué)《光合作用的發(fā)現(xiàn)》為例，教材中介紹了普利斯特萊的經(jīng)典鐘罩系列實(shí)驗(yàn)、范·海爾蒙特的柳樹生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)以及希爾光合作用光照條件實(shí)驗(yàn)，教師可根據(jù)這些生物科學(xué)史布置課堂學(xué)習(xí)任務(wù)。教師可針對(duì)經(jīng)典鐘罩系列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問題：對(duì)比實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)三和實(shí)驗(yàn)四，它們有什么異同之處？在普利斯特萊所做過的實(shí)驗(yàn)中，哪一個(gè)條件是相同的？讓學(xué)生小組合作設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，闡述陽(yáng)光對(duì)光合作用的影響。通過上述問題的引導(dǎo)，讓學(xué)生了解和分析科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)過程，并學(xué)習(xí)光合作用的研究方法，進(jìn)而以科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)為范例設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。這樣一來，學(xué)生不但對(duì)光合作用有了一定理解，而且能在親身體驗(yàn)中接受科學(xué)方法、思維的訓(xùn)練，從而有效提高自身的科學(xué)探究能力。再如，在教學(xué)《生命的誕生》這一課時(shí)，教師以教材對(duì)生命起源的“自生論”相關(guān)介紹作為生物科學(xué)史，并用弗朗西斯科·雷迪的實(shí)驗(yàn)否定“腐肉生蛆”這一理論，讓學(xué)生更深入地認(rèn)識(shí)生物科學(xué)的研究方法。另外，教材中還介紹了巴斯德實(shí)驗(yàn)否認(rèn)微生物自生的概念，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)該科學(xué)史時(shí)，充分領(lǐng)悟科學(xué)家經(jīng)過多次研究和修正，發(fā)明“鵝曲頸瓶”裝置，并證明了“細(xì)菌不是自然產(chǎn)生的，而是由原來已存在的細(xì)菌產(chǎn)生的”這一理論。因此，教師借助生物科學(xué)史展現(xiàn)科學(xué)家在生物學(xué)探究中所使用的方法與思維，有利于學(xué)生在認(rèn)識(shí)、理解這些科學(xué)探究方法時(shí)，逐漸提升科學(xué)探究能力。

四、借助生物科學(xué)史，承擔(dān)社會(huì)職責(zé)

生物學(xué)社會(huì)職責(zé)是指基于對(duì)生物學(xué)的認(rèn)知，參與個(gè)人與社會(huì)事務(wù)的談?wù)摚⒆龀隼硐肱袛嗯c解釋，提高解決生物學(xué)問題的能力。在生物學(xué)史上，科學(xué)家承擔(dān)著生物科學(xué)社會(huì)責(zé)任，應(yīng)用科學(xué)思維與方法，并秉持科學(xué)世界觀與科學(xué)精神不斷探索生物現(xiàn)象。因此，教師應(yīng)挖掘生物科學(xué)史的人文資源，讓學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)家鍥而不舍、勇于改正錯(cuò)誤的科學(xué)探索精神，使學(xué)生在生物研究中學(xué)會(huì)相互分享、相互合作，樹立服務(wù)社會(huì)、回報(bào)社會(huì)的義務(wù)感和職責(zé)感，從而促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。這樣一來，當(dāng)學(xué)生步入社會(huì)后就會(huì)意識(shí)到科學(xué)技術(shù)的規(guī)范在社會(huì)生活方面的應(yīng)用意義，確保科學(xué)技術(shù)造福人類社會(huì)。在實(shí)際生物科學(xué)史教學(xué)中，教師應(yīng)讓學(xué)生關(guān)注社會(huì)議題，并參與議題探討，做出理性的判斷與解釋，辨別偽科學(xué)和封建迷信，同時(shí)逐漸增強(qiáng)生態(tài)意識(shí)，積極保護(hù)生活環(huán)境與大自然環(huán)境，并向身邊的家人與朋友宣傳健康知識(shí)。此外，教師也可結(jié)合生活實(shí)際或本地資源開展科學(xué)實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生嘗試解決現(xiàn)實(shí)生活中與生物有關(guān)的問題，從而提升其社會(huì)職責(zé)素養(yǎng)。

以《我們周圍的生物學(xué)》為例，在講解這堂課內(nèi)容之前，教師可讓學(xué)生討論生物學(xué)與人類生活的關(guān)系。有的學(xué)生提到地球上部分動(dòng)植物是人類的食物來源，這時(shí)教師可就生活中的食物開展生物科學(xué)史教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生閱讀和學(xué)習(xí)《袁隆平雜交水稻》，并布置驅(qū)動(dòng)任務(wù)，讓學(xué)生閱讀后，回答問題：袁隆平是如何研究出雜交水稻的？袁隆平的新型雜交水稻對(duì)人類生活具有什么意義？我們應(yīng)該學(xué)習(xí)袁隆平在生物科學(xué)探索中的什么精神？）在學(xué)習(xí)生物科學(xué)史中，教師通過布置驅(qū)動(dòng)任務(wù)，引發(fā)討論，使學(xué)生在閱讀和學(xué)習(xí)時(shí)對(duì)生物學(xué)發(fā)展與人類社會(huì)生活的關(guān)聯(lián)加深了解，讓學(xué)生意識(shí)到生物學(xué)對(duì)生產(chǎn)、生活、社會(huì)的影響，進(jìn)而產(chǎn)生責(zé)任感。另外，教師應(yīng)將生物科學(xué)史作為課外閱讀素材，拓寬學(xué)生眼界，如學(xué)習(xí)《疾病與免疫》時(shí)，教師可引導(dǎo)學(xué)生了解“胰島素的發(fā)現(xiàn)”“胃潰瘍的元兇”“巴氏消毒法”“青霉素的發(fā)現(xiàn)”等生物科學(xué)史，這些內(nèi)容不僅能填補(bǔ)教學(xué)中空缺的生物學(xué)知識(shí)，還能讓學(xué)生意識(shí)到健康生活、善待生命的重要性，并學(xué)會(huì)應(yīng)用生物學(xué)知識(shí)和方法辨認(rèn)偽科學(xué)，關(guān)注社會(huì)生物科學(xué)議題，做出理性的判斷，主動(dòng)宣傳生物學(xué)知識(shí)，從而承擔(dān)起社會(huì)職責(zé)。

總之，生物科學(xué)史不但承載著知識(shí)理論，而且展現(xiàn)了科學(xué)家的探索歷程，蘊(yùn)含豐富的人文資源，并體現(xiàn)科學(xué)家善于合作、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神。這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)具有一定的引導(dǎo)作用。因此，教師需在教材中選擇合適的生物科學(xué)史材料，引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家的探究方法，使其形成科學(xué)思維，提高探究能力，同時(shí)增強(qiáng)生命觀念，并學(xué)會(huì)承擔(dān)社會(huì)職責(zé)，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。

（責(zé)任編輯? ? 黃諾依）