吳舉宏

摘 要 生物課程與教學(xué)中的科學(xué)史不同于歷史中的科學(xué)史，而應(yīng)是教育的科學(xué)史、生物學(xué)的科學(xué)史、兒童的科學(xué)史。在教學(xué)實踐中，不能讓學(xué)生成為科學(xué)史的旁觀者，不能讓歷史的真實折斷想象的羽翼，不能讓科學(xué)史教育變成“布道場”。

關(guān)鍵詞 科學(xué)史教育 生物教學(xué) 自主建構(gòu) 思維能力 實踐能力

2001年起步的我國“第八次基礎(chǔ)教育課程改革”（謝翌等學(xué)者認(rèn)為，這是新中國成立后真正意義上的第五次課程改革[1]），明確主張知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三位一體的課程目標(biāo)體系。鐘啟泉教授認(rèn)為，“知識與技能”意指人類生存所不可或缺的核心知識與基本技能；“過程與方法”意指對話環(huán)境與交往體驗，基本學(xué)習(xí)方式和生活方式；“情感態(tài)度與價值觀”意指學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)態(tài)度、生活態(tài)度、人生態(tài)度以及個人價值與社會價值的統(tǒng)一[2]。余文森教授則認(rèn)為，三維目標(biāo)指向?qū)W會、會學(xué)、樂學(xué)，“知識與技能”的目標(biāo)立足于讓學(xué)生學(xué)會，“過程與方法”的目標(biāo)立足于讓學(xué)生會學(xué)，“情感態(tài)度與價值觀”的目標(biāo)立足于讓學(xué)生樂學(xué)[3]。這種課程目標(biāo)體系的構(gòu)建，為基礎(chǔ)教育明確提出了人才素質(zhì)要素和“全面發(fā)展”目標(biāo)，是“主德”與“主智”東西方兩大文明在中國現(xiàn)代教育的交融匯聚，也是現(xiàn)代先進(jìn)教育思想與當(dāng)今中國教育實際的有機(jī)結(jié)合[4]。循此課程目標(biāo)體系，課程與教學(xué)將探索與開發(fā)的目光投向了古今中外的悠悠往事，生物課程也不例外。

一、 “教學(xué)之科學(xué)史”的學(xué)理分析

課程與教學(xué)中的科學(xué)史研究應(yīng)站在教育學(xué)的立場，因為教育學(xué)中的科學(xué)史不同于歷史學(xué)中的科學(xué)史?！敖虒W(xué)之科學(xué)史”有助于我們認(rèn)清科學(xué)史在生物教學(xué)中的性質(zhì)、作用和地位，從而澄清一些混亂的認(rèn)識，糾正某些錯位的實踐。“教學(xué)之科學(xué)史”首先需要遵守教育性原則，科學(xué)史的內(nèi)容、方法都應(yīng)合乎教育的規(guī)律和育人的目標(biāo)；其次需要遵守學(xué)科性原則，科學(xué)史引入生物教材或教學(xué)應(yīng)有助于達(dá)成生物課程目標(biāo)。

1.在生物學(xué)教學(xué)中進(jìn)行科學(xué)史教育的原因

生物課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出：學(xué)習(xí)科學(xué)史對提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)是非常必要的，能使學(xué)生沿著科學(xué)家探索生物世界的道路，理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)研究的方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)的精神?？茖W(xué)史常以科學(xué)故事的形式出現(xiàn)，非常符合兒童的認(rèn)知心理。兒童喜歡聽故事、講故事，是因為科學(xué)故事具有新奇的情境、曲折的情節(jié)、輝煌的成就、榜樣的感如，因此科學(xué)故事能夠吸引學(xué)生的注意力、激發(fā)學(xué)生的求知欲、培植學(xué)生獻(xiàn)身科學(xué)的精神。科學(xué)史常作為學(xué)習(xí)的情境引領(lǐng)著學(xué)生置身于歷史特定的背景中，與科學(xué)家一起直面問題、艱難求索、品嘗成功的喜悅，在科學(xué)的發(fā)展進(jìn)程中體悟知識的發(fā)生過程，完成對概念、原理、定律、理論的自主建構(gòu)，深化對學(xué)科知識的理解，感悟科學(xué)的思想與方法，提升思維能力和創(chuàng)造能力，養(yǎng)成敢于質(zhì)疑、勇于批判的科學(xué)精神?？傊茖W(xué)史蘊含著豐富多彩的科學(xué)思想和人文精神，是全面提升生物科學(xué)素養(yǎng)的沃土。

2.對“教學(xué)之科學(xué)史”進(jìn)行歸類的方法

有研究者認(rèn)為，引入教材的科學(xué)史主要包括科學(xué)方法，科學(xué)家生平，重要實驗、規(guī)律、概念發(fā)現(xiàn)的過程，學(xué)派、假說之間的爭議，古代科學(xué)技術(shù)與文化[5]。有研究者認(rèn)為，低學(xué)段以微觀素材為主，高學(xué)段以宏觀素材為主，根據(jù)不同學(xué)科與學(xué)段對科學(xué)史進(jìn)行統(tǒng)籌與分工[6]。還有研究者提出對“教學(xué)用科學(xué)史”采用“分級”方法，將其分為科學(xué)史故事、科學(xué)思想史、科學(xué)史觀三個級次[7]。對于上述的分類方法，筆者認(rèn)為它們要么缺乏明確的分類標(biāo)準(zhǔn)，要么割裂了與課程目標(biāo)的有機(jī)聯(lián)系。既然強(qiáng)調(diào)“教學(xué)之科學(xué)史”，那么生物教學(xué)之中的科學(xué)史就是生物課程與教學(xué)的一部分，就應(yīng)該服從于、服務(wù)于學(xué)科課程目標(biāo)與教學(xué)目標(biāo)。將“教學(xué)之科學(xué)史”從課程與教學(xué)之中抽提出來，試圖梳理形成相對獨立的體系，這種做法的風(fēng)險是顯而易見的：可能從目標(biāo)上產(chǎn)生沖突，降低了課程目標(biāo)對于學(xué)科教學(xué)目標(biāo)在課堂中的統(tǒng)領(lǐng)性；可能從內(nèi)容上產(chǎn)生縫隙，使科學(xué)史沒有成為課程與教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)組成部分；可能從系統(tǒng)性上肢解了課程與教學(xué)的體系，貶損了課程標(biāo)準(zhǔn)建構(gòu)的教學(xué)體系的作用和地位。科學(xué)史教育可以實現(xiàn)三維目標(biāo)的有機(jī)融合，因為課程目標(biāo)的三個維度本來就是相互滲透、不可分離的三個方面。將“教學(xué)之科學(xué)史”分為知能類、方法類、情意類和綜合類這四種類型，可以更加彰顯“教學(xué)之科學(xué)史”的本意旨?xì)w，有利于落實課程與教學(xué)目標(biāo)；有助于保持科學(xué)史和課程與學(xué)科教學(xué)的血肉聯(lián)系，使科學(xué)史教育在學(xué)科教育中不可或缺；更加明晰了科學(xué)史的選擇標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用方向，在教學(xué)之前就已經(jīng)明白這段科學(xué)史將在課堂教學(xué)中發(fā)揮什么作用——是側(cè)重于知識的發(fā)生與結(jié)論、是側(cè)重于科學(xué)思想與方法的，還是側(cè)重于科學(xué)態(tài)度與人文精神的。

二、 “教學(xué)之科學(xué)史”的實踐反思

1.不要讓學(xué)生成為科學(xué)史的旁觀者

“教學(xué)之科學(xué)史”主張科學(xué)史教育是課堂教學(xué)的一部分，因此“親身感悟、自主建構(gòu)”是科學(xué)史教育的重要教學(xué)原則。從這個原則出發(fā)，“教學(xué)之科學(xué)史”不僅是教學(xué)的、學(xué)科的，更是兒童的。在生物教學(xué)中不能讓學(xué)生成為“歷史的匆匆過客”，也不能讓學(xué)生成為“歷史的旁觀者”，而應(yīng)該讓學(xué)生沉浸在歷史中成為歷史的“參與者”“對話者”“溝通者”“批判者”。

例如，肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化的系列實驗為揭示遺傳物質(zhì)的本質(zhì)奠定了堅實的基礎(chǔ)。對于這段科學(xué)史，在教學(xué)中我們首先需要將學(xué)生引領(lǐng)到當(dāng)時的歷史背景之中：那時人們已經(jīng)認(rèn)識到蛋白質(zhì)是由多種氨基酸連接而成的生物大分子，各種氨基酸千變?nèi)f化的排列可以形成不同的蛋白質(zhì)，同時由于對DNA分子結(jié)構(gòu)沒有清晰的了解以及DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)還沒有被發(fā)現(xiàn)，于是大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為蛋白質(zhì)是生物體遺傳物質(zhì)。然后在介紹格里菲思的4組實驗的過程中，為了促進(jìn)學(xué)生的親身感悟、自主建構(gòu)，我們需要為學(xué)生留思索的時空，讓學(xué)生進(jìn)行“角色互換”，沉浸在格里菲思的思索之中，面對實驗的現(xiàn)象進(jìn)行分析推理，得出相應(yīng)的推論。在得出“加熱殺死的S型細(xì)菌中含有轉(zhuǎn)化因子”的推論之后，不應(yīng)立即介紹艾弗里等人的實驗，而應(yīng)引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行自主探究。教師提問：“這種轉(zhuǎn)化因子到底是什么呢？如果當(dāng)時你是一位科學(xué)家，你準(zhǔn)備如何進(jìn)行后續(xù)研究？”在學(xué)生設(shè)計實驗之后進(jìn)行交流討論，再與艾弗里等人的實驗進(jìn)行比較分析，這樣可以使學(xué)生更加深刻地理解前人的實驗方法。最后還可追問：“你覺得艾弗里的實驗成功的關(guān)鍵技術(shù)是什么？”“從細(xì)胞膜的特性分析，你對該實驗還有哪些疑惑？”通過追問，學(xué)生可以理解當(dāng)時艾弗里的實驗結(jié)論為何仍備受質(zhì)疑，可以讓學(xué)生深化對學(xué)過知識的理解，豐富“細(xì)胞膜是選擇透過性”的認(rèn)識。

歷史是不能重演的，但是科學(xué)史在教學(xué)中有時卻需要“重演”?？茖W(xué)實驗的特性之一是可重復(fù)性。對于一些教學(xué)重點和教學(xué)難點而言，其中的科學(xué)結(jié)論是無數(shù)科學(xué)家經(jīng)過長期不懈努力而形成的?，F(xiàn)在中學(xué)生已經(jīng)具備認(rèn)知能力，重復(fù)這些前人做過的實驗，可以更好地達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

2. 不要讓歷史的真實折斷想象的羽翼

“教學(xué)之科學(xué)史”不是為了還原歷史真相，不是考古，不能讓歷史的真實性折斷學(xué)生想象的羽翼。“歷史沒有假如”，而科學(xué)史教學(xué)之中常常需要“假如”，因為“假如”可以讓學(xué)生在更加遼闊的時空中展開想象的羽翼，盡情地想象、盡力地推理?！敖虒W(xué)之科學(xué)史”是課堂的一種學(xué)習(xí)支持，那是一種情境的支持、一種心理的支持、一種認(rèn)知的支持?？茖W(xué)史不是復(fù)古，而是啟迪，是認(rèn)知的再認(rèn)知，是認(rèn)知的再出發(fā)。“假如”可以伸展想象的翅膀，“質(zhì)疑”可以增加思維的張力，顯然教學(xué)源于科學(xué)史但需要超越科學(xué)史，這樣科學(xué)才發(fā)展、智慧才生長。例如，“2002年7月12日美國《科學(xué)快報》報道了紐約州立大學(xué)幾位病毒學(xué)家人工合成脊髓灰質(zhì)炎病毒”。面對這個重大事件，我們可以設(shè)計如下問題：假如你是病毒學(xué)家，你準(zhǔn)備利用哪些原料、哪些現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)人工合成病毒？人工合成病毒的研究，應(yīng)該受到鼓勵還是禁止？你作為病毒學(xué)家有何建議？理由是什么？人工成功合成病毒是否標(biāo)志著人工制造了生命？通過上述問題，學(xué)生可以理解科學(xué)的本質(zhì)，更能明白科學(xué)研究的風(fēng)險和必須承擔(dān)的道義。通過不同觀點的交流和交鋒，可以深刻理解知識、發(fā)展能力、提升德性，培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑的膽識和批判的精神。無論是教學(xué)形式、教學(xué)內(nèi)容，還是教學(xué)意義，“教學(xué)之科學(xué)史”都是被再認(rèn)知的事實。

3. 不要讓科學(xué)史教育變成“布道場”

科學(xué)史教育要循著“知識與技能”“過程與方法”“情感態(tài)度與價值觀”三維目標(biāo)進(jìn)行，因為當(dāng)前教學(xué)實踐將科學(xué)史教育的課堂變成了空洞說教的“教堂”，科學(xué)家變成了一尊尊“神像”，以為這樣可以完成“德育滲透”的教育使命。在教學(xué)方式上，科學(xué)史教育蛻變?yōu)椤敖處熤v故事、學(xué)生聽故事”；在教學(xué)內(nèi)容上，科學(xué)史教育充斥著科學(xué)家的道德品質(zhì)和科學(xué)精神；在教學(xué)目標(biāo)上，“情意”窄化了，“智能”失落了。我們應(yīng)該牢記，科學(xué)史之所以成為教學(xué)中的經(jīng)典，是因為科學(xué)史中不僅有高高飄揚的人文旗幟，還有照亮人類前進(jìn)道路的智慧燈塔?！敖虒W(xué)之科學(xué)史”的魅力和價值不是因為它有動人的故事，而是因為它有經(jīng)受歷史考驗和蕩滌的認(rèn)識和方法，其中穿透歷史的深邃目光和感人肺腑的忘我胸懷是人類不斷發(fā)展取之不竭、用之不盡的智慧寶庫和精神財富，這才是科學(xué)史恒久的魅力。在教學(xué)實踐中，我們不僅要讓學(xué)生沐浴在人文思想和崇高精神的光輝中，而且要讓學(xué)生像科學(xué)家一樣探索，大膽猜想、創(chuàng)新設(shè)計、嚴(yán)謹(jǐn)求證、縝密推理。根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平和教學(xué)目標(biāo)，重演或再現(xiàn)科學(xué)的發(fā)現(xiàn)過程，體悟科學(xué)思想與方法，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維與實踐能力，提升分析問題與解決問題的能力。

參考文獻(xiàn)

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【責(zé)任編輯 郭振玲】