牛軍銳

生物新課程標(biāo)準(zhǔn)在教學(xué)建議中提出“注重生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)”，并強調(diào)“科學(xué)是一個發(fā)展的過程.學(xué)習(xí)生物科學(xué)史能使學(xué)生沿著科學(xué)家探索生物世界的道路，更好地理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)研究的方法，促進學(xué)習(xí)科學(xué)家獻身科學(xué)的精神”.可見，在生物教學(xué)中重視生物學(xué)史的教學(xué)，對于學(xué)生形成正確的思想，促使學(xué)生深刻地理解科學(xué)知識的發(fā)生過程，感悟、理解和掌握生命科學(xué)研究的思維與方法，提高生物科學(xué)素養(yǎng)，以及培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力都具有極其重要的意義. 筆者結(jié)合教學(xué)實踐，在分析高中生物科學(xué)史內(nèi)容的基礎(chǔ)上陳述了進行生物學(xué)史的教學(xué)意義和利用生物科學(xué)史滲透科學(xué)方法教育的具體途徑.

一、高中生物教材中生物科學(xué)史領(lǐng)域全面、內(nèi)容豐富詳實

高中生物新的課程標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是：面向全體學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力.由這個目標(biāo)制定出的人民教育出版社的教材中涉及了很多的生物科學(xué)史.如，必修一：細(xì)胞學(xué)說建立過程、細(xì)胞核的功能、生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程、關(guān)于酶本質(zhì)的探索歷程、光合作用的探究歷程.必修二：孟德爾的豌豆雜交實驗（遺傳定律發(fā)現(xiàn)史）（假說-演譯法）、薩頓的推論及摩爾根關(guān)于基因位于染色體上的實驗、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)、生物進化學(xué)說的發(fā)展.必修三：促胰液素的發(fā)現(xiàn)、生長素的發(fā)現(xiàn)歷程等.

二、高中生物教材中生物科學(xué)史的教學(xué)價值

高中新教材中展示了大量的生物科學(xué)史的內(nèi)容，對于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)是一個非常重要而且可行的途徑.其作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的好奇心，幫助學(xué)生深刻理解生物學(xué)知識.生物學(xué)史的內(nèi)容展示了科學(xué)家所處的時代背景，科學(xué)家對生命現(xiàn)象的研究過程，各種觀點的碰撞和論爭過程，同時也蘊含了許多生物科學(xué)的基本概念、基本原理、基本規(guī)律等生物科學(xué)知識.教學(xué)中合理地進行生物學(xué)史的教學(xué)，不但可以增加生物教學(xué)的趣味性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)高中生物的興趣，還有助于學(xué)生對生物學(xué)知識更好的理解和掌握.

第二，體驗科學(xué)探究的歷程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神.恩格斯在談到科學(xué)家的科學(xué)精神時，曾指出：“懷疑——批判”的頭腦是科學(xué)家的一個“主要儀器”.在教學(xué)中合理地開展生物學(xué)史的教學(xué)，通過重演和再現(xiàn)知識的發(fā)生過程，不僅能使學(xué)生了解科學(xué)結(jié)論的由來，還能使學(xué)生體驗科學(xué)家思維發(fā)生發(fā)展的軌跡，體驗科學(xué)知識及其理論體系的演變和完善過程，從而使他們學(xué)會用發(fā)展的、批判的眼光審視現(xiàn)有的科學(xué)知識.

第三，有助于訓(xùn)練學(xué)生的思維能力，進行科學(xué)方法的教育.生物科學(xué)史不僅揭示了生物知識的探究歷程，更重要的是揭示了科學(xué)家在這一過程中的思維的火花、求知的態(tài)度、探究的方法，通過讓學(xué)生體會當(dāng)時的場景進行探究實驗設(shè)計和模擬實驗，對學(xué)生滲透科學(xué)方法教育.

三、利用生物科學(xué)史滲透科學(xué)方法教育的基本途徑

科學(xué)方法往往寓于具體科學(xué)知識的認(rèn)識過程中，只有把認(rèn)識過程合理地展現(xiàn)出來，學(xué)生才能領(lǐng)會科學(xué)方法是如何提出的，從什么角度，用什么方法解決問題，從而掌握科學(xué)方法.而在當(dāng)前中學(xué)生物課堂教學(xué)過程中，很多教師只是把生物史作為一種知識，附加在生物知識教學(xué)內(nèi)容上，而忽略了生物史的科學(xué)探究過程，疏于從思想與方法的歷史角度去對學(xué)生進行科學(xué)方法的教育.因此，在應(yīng)用生物學(xué)史開展科學(xué)方法教育的課堂教學(xué)組織過程中，我們應(yīng)從課堂教學(xué)的各個環(huán)節(jié)入手，把握好“科學(xué)史”與“科學(xué)方法”這兩條主要線索，組織“探究性學(xué)習(xí)”，讓學(xué)生在“體驗生物科學(xué)史”的過程中，實現(xiàn)對“科學(xué)方法”的教育.下面結(jié)合植物生長素的發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程談?wù)劃B透科學(xué)方法教育的基本途徑.

1.利用生物科學(xué)史創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的興趣

“興趣是最好的老師”.上課伊始階段，教師將生物科學(xué)史上引發(fā)科學(xué)家對某一問題研究的生物學(xué)現(xiàn)象作為問題情境呈現(xiàn)給學(xué)生，一方面能可以激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，更重要的是讓學(xué)生切身感受什么是科學(xué)發(fā)現(xiàn)，怎樣提出問題，并在他們腦海中留下深刻印象.教師可以采用幻燈片、講故事、文字展示或角色扮演等形式，再現(xiàn)生物學(xué)現(xiàn)象，然后啟發(fā)鼓勵學(xué)生提出問題.在學(xué)習(xí)“植物生長素的發(fā)現(xiàn)”時，教師先展示同學(xué)們熟悉的日常生活中植物向光性的圖片，再播放達(dá)爾文觀察植物向光性的動畫引發(fā)學(xué)生思考，提出問題“植物向光性的原因是什么？”“單側(cè)光和尖端在植物的向光性現(xiàn)象中都起了什么樣的作用呢？”問題情境的創(chuàng)設(shè)使學(xué)生很自然地邁出了科學(xué)探究的第一步.

2.沿著科學(xué)史的發(fā)展軌跡，體會科學(xué)研究的方法——假說、演繹推理法

在生物科學(xué)史中，一般都展示科學(xué)家在研究過程中出現(xiàn)的問題和解決的方法，生物學(xué)史的學(xué)習(xí)過程就等于學(xué)生沿著科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)思路作了一次思維的探究.針對上面所提的問題，教師引導(dǎo)學(xué)生對達(dá)爾文的幾組實驗進行比較分析提出自己關(guān)于向光性原因的假設(shè)或猜想，并請他們用自己的方式進行表達(dá).然后教師再引入科學(xué)史中達(dá)爾文的假說，讓學(xué)生結(jié)合當(dāng)時的達(dá)爾文所處的歷史背景討論思考為什么達(dá)爾文會有這種假設(shè)，再思考自己所做的假設(shè)是否合理，這樣可以使學(xué)生在心理上和情感上更接近科學(xué)研究，并能體會達(dá)爾文得出結(jié)論所采用的具體科學(xué)方法——假說法.假說的結(jié)論是否正確呢？我們?nèi)绾蝸眚炞C？自然地引出詹森和拜爾的實驗，從不同角度驗證達(dá)爾文的假說.然后師生一起分析詹森、拜爾的實驗思路、結(jié)論：尖端產(chǎn)生的刺激可以透過瓊脂片傳到下部，彎曲的原因是尖端產(chǎn)生的刺激在下部分布不均勻.提出假說：尖端產(chǎn)生的刺激可能是一種化學(xué)物質(zhì).該假說是否正確呢？科學(xué)家繼續(xù)探索的步伐前進到了溫特的實驗：讓接觸過尖端的瓊脂塊放在切掉尖端的胚芽鞘上結(jié)果胚芽鞘生長或彎曲生長了，從而驗證了假說的正確性.生長素的發(fā)現(xiàn)，是眾多科學(xué)家利用多種科學(xué)方法共同合作的結(jié)晶，通過該過程的學(xué)習(xí)既讓學(xué)生理解了實驗設(shè)計原則與方法，又在這一過程中，體驗了科學(xué)家的探索精神，在現(xiàn)有手段的基礎(chǔ)上對于事物本質(zhì)不斷探索的精神，使學(xué)生體會科學(xué)家在做出猜想和假設(shè)時所用的具體科學(xué)方法，從而實現(xiàn)滲透具體科學(xué)方法教育的目的.

3.模擬科學(xué)史中的實驗探究過程，學(xué)會科學(xué)研究的方法——實驗法

生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，生物學(xué)史中科學(xué)家的實驗都包含著一定科學(xué)方法，在科學(xué)史的教學(xué)中，通過讓學(xué)生模擬生物學(xué)史中典型實驗并對設(shè)計原理、思路、試驗方法和結(jié)論進行分析，讓學(xué)生學(xué)會科學(xué)家的科學(xué)研究方法，滲透科學(xué)方法教育.在生長素的發(fā)現(xiàn)這一生物學(xué)史的教學(xué)中，除了需要學(xué)生學(xué)會達(dá)爾文的實驗設(shè)計方法和做出實驗設(shè)計分析外，溫特的實驗也是一個培養(yǎng)學(xué)生進行實驗科學(xué)研究的典例，因此在溫特探究實驗的教學(xué)中，可以結(jié)合前面科學(xué)家的假說（尖端產(chǎn)生的刺激可能是一種化學(xué)物質(zhì)），先讓學(xué)生自己設(shè)計，然后相互討論分析所設(shè)計實驗的可行性，再和溫特的實驗設(shè)計做比較，分析實驗的原理、對照的意義、實驗設(shè)計的注意點，然后根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結(jié)論.通過這一實驗設(shè)計的訓(xùn)練、操作和詳盡分析不但加深了學(xué)生對這一知識的再認(rèn)識，也使他們較好地掌握了實驗這一科學(xué)研究方法.另外，我們還可以通過讓學(xué)生設(shè)計驗證植物激素極性運輸?shù)膶嶒瀻椭麄儗φ諏嶒炦@一科學(xué)方法進行了較好的鞏固.

總之，新課程理念要求高中生物教學(xué)中，不僅使學(xué)生學(xué)會生物知識，掌握生物技能，還重在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)方法、科學(xué)精神等科學(xué)素養(yǎng).中學(xué)生物教材中的生物科學(xué)史是生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)方法、科學(xué)精神等科學(xué)素養(yǎng)的良好素材，因此，在教學(xué)中需要我們更新教育教學(xué)理念， 充分認(rèn)識科學(xué)史的教育價值，不斷擴充自己的生物科學(xué)史知識，合理利用生物科學(xué)史，以探究科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程來學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，注重實驗過程的探究與科學(xué)方法的學(xué)習(xí)相結(jié)合，在充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用的同時，滲透科學(xué)方法的教育.endprint