生物學教學中傳承科學家精神與創新教育：歷史與現實的對話

【摘要】科學家精神內涵豐富，對當今中學生物學教學具有重大意義。通過追溯科學家精神，結合當今科學家精神融入中學生物學教學中的必要性、培養現狀，提出了科學家精神融入中學生物學教學的策略，以期傳承與創新科學家精神，促進科技創新人才培養。

【關鍵詞】中學生物學教學；科學家精神；傳承與創新

2023年7月，中國科協和教育部聯合印發了《“科學家（精神）進校園行動”實施方案》，要求廣大中小學校大力弘揚科學精神和科學家精神，將價值引領融入立德樹人全過程，用新時代科學家精神鑄魂育人。在新課程改革背景下，《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》明確了立德樹人的根本任務，提出了生物學科的核心素養，與科學家精神有相通之處。生物學史上許多科學家身上的優秀品質對于當下的人才培養仍具有啟示意義。因此，回顧歷史，傳承與創新科學家精神，將科學家精神融入生物學教學正當其時。

一、傳承：追溯歷史——生物學史上科學家精神的回顧與啟迪

1.與時俱進的科學家精神

科學家精神是科學家在科學研究、知識生產過程中，受科學本質、科學文化以及科學價值觀等的影響和熏陶，形成的科學精神和人文精神的總和。科學家精神在不同文化、不同時期蘊含著不同的意義。在古希臘，科學精神的基本內涵是理性；在近代隨著實驗科學的發展，科學增添了求真、務實的屬性；到了現代人們出于對于人文精神的呼喚，創新、合作、奉獻等要素被視為科學精神的重要內涵。新時代，中共中央辦公廳、國務院辦公廳于2019年出臺了《關于進一步弘揚科學家精神加強作風和學風建設的意見》（以下簡稱《意見》），提出要大力弘揚以愛國、創新、求實、奉獻、協同、育人為核心內涵的科學家精神。

2.老科學家精神的傳承

（1）查爾斯·達爾文的科學精神與貢獻：查爾斯·達爾文，19世紀英國著名生物學家，開創了生物進化論的先河，他的工作對生物學乃至整個科學界產生了深遠的影響。以下是對達爾文精神的幾點概述：

①批判性思維：在中世紀，受神學束縛，特創論的觀點深入人心，相信物種不變。達爾文參加貝格爾艦的航行，通過觀察搜集了大量標本，許多事實使他相信物種是可變的，而不是上帝創造的，使他從神學的束縛中解放出來。

②實證研究：達爾文除了航行搜集的大量證據，還閱讀了《人口論》，進一步觀察分析了鴿子、雞、家兔等物種，論證了形形色色的家鴿起源于巖鴿，這些實證研究為達爾文提出自然選擇學說提供了堅實的基礎。

③創新精神：1859年，《物種起源》問世。達爾文的自然選擇理論為生物學領域提供了一個全新的視角，他的理論不僅解釋了物種的起源和演化，還對生態學、遺傳學等領域產生了重要影響。

④謙虛態度：達爾文對自己的成就評價很謙虛，他把科學比作大海，而他自己還只是站在海灘上，僅僅拾到一些貝殼、碎片而已。

（2）談家楨是愛國情懷與科學精神的典范：談家楨是中國現代遺傳學的奠基人之一，發現瓢蟲色斑遺傳的“鑲嵌顯性”現象。他的生平體現了深厚的愛國情懷、求實的科研態度、無私的奉獻精神和育人的教育理念。以下是對談家楨精神的幾點概述：

①愛國情懷：談家楨在美國獲得博士學位后，杜布贊斯基等人希望他能夠留在美國，繼續從事果蠅遺傳學的研究，但是談家楨立志報效祖國，毅然返回祖國。

②求實態度：回國后，談家楨任浙江大學教授，但抗戰形勢迫使浙江大學不得不西遷。在西遷的艱難歲月里，條件極其惡劣。他白天帶領學生進行野外采集，晚上就在昏暗的燈下對著顯微鏡觀察，也就在這個時候，他完成了他人生中最有價值的研究成果—瓢蟲色斑遺傳的“鑲嵌顯性”現象。

③奉獻精神與育人理念：談家楨先后任教于浙江大學、復旦大學，出書、創辦院系，作了無數次遺傳學座談會發言，培育了眾多遺傳學博士、碩士，構建起中國實力最強的遺傳學學術譜系，更在有限的人生中為中國遺傳學走向世界而奮斗。

3.老科學家精神對生物學教學的啟示

（1）培養質疑和批判性思維：正如達爾文所表現的，質疑現有觀念和批判性思維是推動科學發展的關鍵。在生物學教學中，教師應鼓勵學生善于提出問題、勇于質疑，敢于付諸行動，以培養他們的批判性思維、獨立思考能力和實踐能力。

（2）注重實證研究和觀察：達爾文基于觀察、分析提出了自然選擇；談家楨通過觀察和實驗收集數據，為瓢蟲遺傳現象的發現提供了堅實的基礎。在生物學教學中，教師應引導學生注重實地考察、實驗操作等活動，并在過程中不畏艱難、實事求是，以此培養他們的觀察力和科學探究能力。

（3）強調科學精神和道德責任：科學家在追求科學真理的過程中，應遵循科學精神和道德原則。達爾文對科學成果的謙虛，談家楨毅然回國的情懷無一不是科學家秉持內心道德原則，個人優秀品格的體現。在生物學教學中，教師應強調誠實、嚴謹、客觀等科學精神，同時培養學生的道德責任感，使他們日后成為有社會責任感的科學家。

二、發展：回歸現實——新時代的科學家精神與生物學教學

1.新時代背景下的科學家精神

2019年出臺的《意見》中“科學家精神”的六大內涵首次被予以界定，即胸懷祖國、服務人民的愛國精神，勇攀高峰、敢為人先的創新精神，追求真理、嚴謹治學的求實精神，淡泊名利、潛心研究的奉獻精神，集智攻關、團結協作的協同精神，甘為人梯、獎掖后學的育人精神。新時代，只有促進愛國、創新、求實、奉獻、協同、育人，六個方面的融合與協調，才能培育出符合時代發展的科學家，促進科技創新，達成科技強國目標。

2.中學生物學教學中滲透科學家精神的必要性

科學家精神蘊含著強大的思政育人功能，與生物學核心素養培養目標高度契合。更重要的是，高中生物學是落實科學家精神的實踐陣地。與其他課程相比，生物學實驗是學生為數不多能真正動手操作、體驗科學探究過程的載體。在此過程中，學生可以感受到科研的嚴謹、科學、求實、協同等精神，潛移默化中錘煉品格。另外，高中生物學教材注重生物科學史，通過經歷類似科學家的探索歷程，傳授生物學知識并讓學生體會到科學家的精神。兩者在內容和目標上都具有一致性，是切合的課程資源，可互為補充。

3.中學生物學教學中科學家精神的培養現狀

（1）缺乏對科學家精神的系統認識。科學家精神包含愛國、創新、求實、奉獻、協同、育人等六個方面，但是在實際教學中，教師將科學家精神與科學精神等同，更多關注科學家的艱辛奮斗歷程，創新的思維及科學方法，局限于科學精神的某一方面，較少與學生講述科學家背后的故事。

（2）培養方式單一，深度學習較少。受限于實際，教師往往采取講授的方式，通過生物科學史滲透科學家精神，缺乏實踐，效果停留在淺層學習。稍顯單一的培養方式導致學生被動接受較多、主動思考較少，模仿練習較多、主動實踐較少，精神培養的效果趨于淺表化。

（3）囿于教材，缺少課外素材。科學家精神的滲透依賴于科學家的故事。教材中科學家的訪談、科學史是教師青睞的教學資源，但也常常束縛了教師的資源開發。

三、創新：面向未來——科學家精神融入生物學教學的策略

1.挖掘教材資源，培養科學意識

高中生物學教材通過“科學家的訪談”欄目，為學生提供了一個獨特的視角，認識科學家所研究的領域，這些訪談對于高中生在認識自然、理解世界、形成人生觀、探索科學、追逐夢想以及磨煉個人品質等方面，都具有極大的啟發意義和深遠的領悟價值。此外，教材中對生物科學史的介紹也是一個不可忽視的教育載體。學生通過學習生物科學史，不僅可以掌握必要的生物學知識，而且能夠深入了解科學研究的歷史進程，認識到科學研究的思維模式和方法論，從而深刻體會到科學家們的精神風貌。在教學實踐中，教師應當深入挖掘教材的育人價值，將科學精神的培養融入到知識傳授的過程中。通過這種潛移默化的方式，教師能夠在學生心中悄然塑造出堅實的科學品格，為他們的全面發展奠定堅實的基礎。

2.拓展課外素材，注重中西結合

生物學科較物理、化學起步較晚，中國的生物學發展也相對落后于西方。因此，生物學史上的著名科學家多起源于歐美，例如，為學生所熟知的科學家達爾文、孟德爾。高中生物學教材中也多描繪外國科學家的科研成果。鑒于此，教師在教學中要多引入中國科學家的研究成果和故事，樹立文化自信，讓學生了解不同文化背景下的科學發展，培養學生的國際視野。同時，通過比較中西科學家的研究方法和思維方式，引導學生思考如何在生物學領域取得創新成果。

3.強化實驗教學，重視觀察實證

實驗是生物學科發展的主場，學生通過動手實驗，親身體驗科學家的探索過程，能更好地了解生物學科本質，掌握生物學概念。教師應設計富有挑戰性的實驗或積極開展項目式學習，激發學生的好奇心和探究欲望。在實驗過程中，教師要引導學生大膽質疑，勇于實踐，注重觀察、記錄和分析數據，培養學生的批判性思維、證據意識和求實精神；鼓勵學生提出自己的假設和解決方案，培養他們的創新能力和團隊協作精神。實驗是學生扮演“小科學家”的重要平臺，也是最有效滲透科學家精神，培養學生能力的關鍵環節，教師必須予以重視。

習近平總書記多次強調科學家精神的重要性，對此必須發揮好基礎教育的基點作用。面向未來，我們將在2030年躋身創新型國家行列，到2050年建成世界科技創新強國。朝著這一目標，生物學教育面臨著新的挑戰和機遇，與科學家精神融合勢在必行。我們期待在未來的實踐中，科學家精神能更好地融入生物學教學，為培養更多具備創新精神和實踐能力的人才，為國家的科技創新和社會發展做出更大的貢獻。

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[基金項目：本文系海南師范大學教育教學改革研究資助項目（項目編號為hsjg2023-14）、海南省高等學校教育教學改革研究項目（項目編號為Hnjg2019-34）的研究成果]