周守標(biāo) 余韻

摘要： 科學(xué)史本身蘊涵著豐富的課程資源?，F(xiàn)行生物教材中有關(guān)科學(xué)史的內(nèi)容，大多以實驗介紹的形式呈現(xiàn)，在實際教學(xué)中，可以把科學(xué)家們的經(jīng)典實驗設(shè)計成探究性的課題，讓這些知識成為學(xué)生再發(fā)現(xiàn)和再創(chuàng)造的過程。學(xué)生沿著科學(xué)家的探索思路，領(lǐng)悟科學(xué)家的思維過程，了解科學(xué)家是怎樣發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中不僅了解歷史，更重要的是領(lǐng)會科學(xué)研究的一般方法，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。

關(guān)鍵詞： 光合作用科學(xué)史探究性學(xué)習(xí)提出問題分析問題設(shè)計實驗

生物科學(xué)是由眾多生物學(xué)事實和理論組成的知識體系，是在人們不斷探究的過程中逐步發(fā)展起來的，所以科學(xué)史本身蘊涵著豐富的課程資源。將生物科學(xué)史融入生物課程，學(xué)生通過學(xué)習(xí)，能沿著科學(xué)家探索生物世界的道路，理解科學(xué)的本質(zhì)及其研究方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)的精神，而且對培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)有重要意義。

《生物課程標(biāo)準(zhǔn)》倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)。在探究性學(xué)習(xí)中，實驗探究是一個重要手段，生物教材中有關(guān)光合作用的科學(xué)史內(nèi)容，是以實驗介紹的形式呈現(xiàn)的。在實際教學(xué)中，可以把科學(xué)家們的經(jīng)典實驗設(shè)計成探究性的課題，學(xué)生沿著科學(xué)家的探索思路，領(lǐng)悟科學(xué)家的思維過程，領(lǐng)會科學(xué)研究的一般方法，培養(yǎng)探究能力。

現(xiàn)結(jié)合光合作用的科學(xué)史和探究性學(xué)習(xí)的基本過程，我將想法總結(jié)如下。

一、提出問題

科學(xué)的任何發(fā)展和進(jìn)步，為我們解決問題的同時，都會引發(fā)新的問題。在教學(xué)設(shè)計中，教師可以適時引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，并提出問題。如比利時科學(xué)家海爾蒙特柳樹稱重的實驗證實了植物的生長不是僅依賴土壤，那么，影響植物生長的還有什么？英國科學(xué)家普利斯特利證明植物可以更新空氣，為什么有人重復(fù)實驗時，卻得到了相反的結(jié)論？在科學(xué)證實植物的光合作用需要光以后，我們不禁要問：光能哪里去了？在清楚了光合作用的原料有水和二氧化碳，產(chǎn)物中有氧氣后，我們是否想弄清楚產(chǎn)物氧氣中的氧到底來自二氧化碳還是水？等等。我們可以在科學(xué)發(fā)展中發(fā)現(xiàn)很多問題。在問題的驅(qū)動下，才有探究的動力。

二、作出假設(shè)

提出問題以后，同學(xué)們基本上都能根據(jù)自己對光合作用的了解作出正確的回答。這時要提醒學(xué)生，在科學(xué)發(fā)展史上，發(fā)現(xiàn)這些問題的當(dāng)時，人們并不知道正確的答案，他們可能會誤入歧途，也可能會有正確的回答，但即使他們回答正確，在當(dāng)時能判斷正確與否嗎？充其量只是推測、假說而已，它的正確性還需要實驗來驗證，設(shè)計實驗證實答案很重要。

三、設(shè)計實驗

在設(shè)計實驗環(huán)節(jié)，教師要引導(dǎo)學(xué)生從多方面完善實驗的設(shè)計方案。首先，實驗?zāi)康囊欢ㄒ鞔_，然后要清楚實驗自變量和因變量的關(guān)系，能找到在當(dāng)時條件下可行的觀察或測量變量的方法，能列出實驗的重要步驟，選擇合適的材料用具等。

1.材料用具的選擇

實驗的成功與否，能否恰當(dāng)?shù)剡x擇實驗材料用具很關(guān)鍵。如恩格爾曼的實驗，在眾多可進(jìn)行光合作用的植物中，他為什么偏偏選擇了水綿這種低等植物？為什么又選用了好氧細(xì)菌？它有什么作用？在教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生分析原因的同時，體會實驗材料用具恰當(dāng)選擇的重要性。

2.方法步驟的設(shè)計

實驗的方法步驟需要精心設(shè)計，可行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灧桨赣欣诘贸稣_結(jié)論，促進(jìn)科學(xué)的不斷發(fā)展。實驗設(shè)計的過程能反映出學(xué)生分析能力和解決問題能力，同時在討論制訂方案及學(xué)習(xí)分析科學(xué)家們實驗設(shè)計方案的過程中，學(xué)生的探究能力會得到進(jìn)一步提高。

如在恩格爾曼證明光合作用的場所是葉綠體的實驗中，學(xué)生可以討論恩格爾曼為什么把臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境中？為什么選擇極細(xì)的光束照射水綿？如何設(shè)置對照實驗？在薩克斯證明光合作用的產(chǎn)物中有淀粉的實驗中，為什么要把綠葉先在暗處放置幾小時？這個實驗有沒有遵循實驗的對照原則？實驗組和對照組分別進(jìn)行了怎樣的處理？在探究光合作用釋放的氧氣是來自二氧化碳還是水的探究課題中，如何區(qū)分二氧化碳中的氧和水中的氧？如何設(shè)置對照實驗？如何收集植物釋放的氧氣并檢驗？等等。

學(xué)生在學(xué)習(xí)和討論中領(lǐng)悟科學(xué)家們的思維過程，再發(fā)現(xiàn)再創(chuàng)作，領(lǐng)會科學(xué)研究的一般方法，培養(yǎng)探究能力。

四、進(jìn)行實驗

當(dāng)然，科學(xué)史中涉及的實驗，大多無法重復(fù)，但這并不意味著全部無法重復(fù)。比如普利斯特利的實驗，薩克斯的實驗就具有可操作性，雖然實驗的結(jié)果已知，但說實驗和做實驗是兩回事。在實驗具體實施過程中，不僅能鍛煉學(xué)生的實驗操作技能，而且將促進(jìn)良好的科學(xué)品質(zhì)的形成，認(rèn)真操作，仔細(xì)觀察，實事求是地記錄實驗結(jié)果等。所以教師應(yīng)當(dāng)積極鼓勵和幫助學(xué)生進(jìn)行實驗。這些實驗可以交給生物興趣小組同學(xué)在課外完成。

上面列舉了生物科學(xué)史對學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)可能產(chǎn)生的影響。不僅光合作用的發(fā)現(xiàn)史如此，教材中有關(guān)科學(xué)史的素材還有很多。當(dāng)然，科學(xué)史的教育價值遠(yuǎn)不止這些?？茖W(xué)史本身是豐富的教育教學(xué)資源，在教學(xué)中，教師要善于帶領(lǐng)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)、去挖掘，正確、恰當(dāng)?shù)靥幚砜茖W(xué)史，使靜態(tài)教條式的歷史活起來。學(xué)生從科學(xué)史中不僅了解歷史，更重要的是領(lǐng)會科學(xué)研究的一般方法，培養(yǎng)探究能力。

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