馮下余 余正文 張 來

(1.貴州師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽550025；2.安順學(xué)院農(nóng)學(xué)院，貴州 安順561000)

生物學(xué)課程是一門科學(xué)課程，很多生物學(xué)概念、理論以及很多生物學(xué)規(guī)律都是通過大量的生物學(xué)實踐總結(jié)歸納出來的[1]。生物科學(xué)史中包含許多科學(xué)家的生物學(xué)實踐探究活動，在這些科學(xué)實踐中，記錄了科學(xué)家們?yōu)榱说贸錾飳W(xué)知識所經(jīng)歷的探究過程。在高中生物教學(xué)中充分利用好生物科學(xué)史，合理利用科學(xué)史的教育價值，有利于師生共同完成教育目標(biāo)[2]?？茖W(xué)精神作為六大核心素養(yǎng)之一，也是生物學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容[3]。生物科學(xué)史在生物學(xué)教材中占據(jù)較大篇幅，同時，新課程標(biāo)準(zhǔn)也明確提出為培養(yǎng)全面發(fā)展的人以及為了學(xué)生的終身發(fā)展，要重視生物科學(xué)史教學(xué)。因此，在中學(xué)生物學(xué)教學(xué)中，挖掘生物科學(xué)史的人文精神并以其為依托，從生物科學(xué)史具體案例中滲透科學(xué)精神具有重要意義。

1 生物科學(xué)史教學(xué)中科學(xué)精神的滲透內(nèi)容

1.1 借助生物科學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生批判質(zhì)疑的科學(xué)精神

批判質(zhì)疑的科學(xué)精神是核心素養(yǎng)之一，利用生物科學(xué)史教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的批判質(zhì)疑精神，讓學(xué)生敢質(zhì)疑、能發(fā)問；面對已有的科學(xué)事實或者科學(xué)證據(jù)能找出問題、分析問題并解決問題[3]。例如，在高中生物科學(xué)史教學(xué)案例中，教師可以利用“基因在染色體上的實驗證據(jù)”這一科學(xué)史在課堂教學(xué)中滲透批判質(zhì)疑的精神?？梢酝ㄟ^講授美國生物學(xué)家摩爾根質(zhì)疑孟德爾的遺傳理論和薩頓的基因在染色體上的觀點，認(rèn)為薩頓的觀點證據(jù)不足并開始尋找證據(jù)，最終在他的潛心研究下證明基因在染色體上。教師可以借助該科學(xué)史教育同學(xué)們對于存在的事實要敢于發(fā)問，并在問題的基礎(chǔ)上尋找證據(jù)，以此培養(yǎng)學(xué)生敢質(zhì)疑、能發(fā)問的批判質(zhì)疑精神。

1.2 借助生物科學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的科學(xué)精神

中華民族的繁榮發(fā)展需要團(tuán)結(jié)精神，人類社會的發(fā)展進(jìn)步也需要團(tuán)結(jié)精神，科學(xué)的發(fā)展進(jìn)步更需要團(tuán)結(jié)精神，團(tuán)結(jié)精神不僅是民族精神，也是科學(xué)精神[4]。在高中生物學(xué)科學(xué)史教學(xué)中，可以借助“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建”這一生物科學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)互助的科學(xué)精神。根據(jù)教材內(nèi)容，研究DNA結(jié)構(gòu)常用X射線晶體衍射法，而作為生物學(xué)家的沃森對此法并不熟悉，但物理學(xué)家出身的克里克對X射線晶體衍射圖譜的分析非常了解，能夠幫助沃森理解晶體學(xué)原理，而沃森則可以幫助克里克熟悉生物學(xué)的內(nèi)容。于是兩人一拍即合，決定合作進(jìn)行DNA結(jié)構(gòu)的研究。最終在沃森和克里克的共同協(xié)作，以及在威爾金斯、富蘭克林、查哥夫等人對沃森和克里克提供的幫助和重要線索下，搭建起DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。1962年，沃森、克里克、威爾金斯三人因這一研究結(jié)成果共同獲得諾貝爾獎。在這一科學(xué)史中教師可以向?qū)W生提問：如果沃森和克里克沒有決定合作研究結(jié)果會怎樣？以此滲透團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們成功路上的墊腳石，同時，通過沃森和克里克團(tuán)結(jié)合作成功構(gòu)建DNA結(jié)構(gòu)模型的典范教育學(xué)生：眾人拾柴火焰高，團(tuán)結(jié)合作可以幫助揭示真相、找出答案，團(tuán)結(jié)協(xié)作是創(chuàng)造成功的關(guān)鍵。

1.3 借助生物科學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實事求是的科學(xué)精神

生物概念的形成需要科學(xué)事實和證據(jù)提供支撐，然而生物科學(xué)史是科學(xué)家們求證生物學(xué)事實以及相關(guān)的生物科學(xué)探究過程，這個過程體現(xiàn)了科學(xué)家們嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真和實事求是的科學(xué)精神，該科學(xué)精神對學(xué)生終身發(fā)展具有重要意義[5]。在生物學(xué)教學(xué)中，可以利用孟德爾對于分離現(xiàn)象的解釋和驗證這一科學(xué)史出發(fā)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)精神。根據(jù)教材內(nèi)容，孟德爾通過觀察和統(tǒng)計分析，對分離現(xiàn)象的原因在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂蠛筇岢觥斑z傳假說”，教師可以根據(jù)書本內(nèi)容繼續(xù)向?qū)W生提問：孟德爾對分離現(xiàn)象的解釋已經(jīng)邏輯分明，條理清晰，那他設(shè)計測交實驗對分離現(xiàn)象的解釋進(jìn)行驗證體現(xiàn)了他怎樣的科學(xué)精神呢？教師先讓學(xué)生思考，然后再總結(jié)教育學(xué)生正是因為孟德爾對待科學(xué)有著嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的精神，所以盡管在已經(jīng)做出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募僬f后，還要通過實驗進(jìn)行驗證，使科學(xué)理論具有真實性、說服力，同時這也是孟德爾能成功得出分離定律的原因，以此教育學(xué)生不管是面對生活、學(xué)習(xí)還是科學(xué)探究，成功都離不開嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)精神。

此外，在中學(xué)生物教學(xué)中教師可以借助“證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)”這一生物科學(xué)史滲透實事求是的實證精神。為證明這一論點，首先是格里菲思通過肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗證明：已經(jīng)加熱致死的S型細(xì)菌中存在“轉(zhuǎn)化因子”使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。這時教師可以向?qū)W生提問：這個實驗是否證明“轉(zhuǎn)化因子”就是DNA？如果不能應(yīng)該怎么設(shè)計實驗？然后在此基礎(chǔ)上向?qū)W生引出艾弗里和他的同事帶著同樣的問題通過體外轉(zhuǎn)化實驗證明DNA才是遺傳物質(zhì)。教師繼續(xù)提問根據(jù)體外轉(zhuǎn)化實驗就認(rèn)為DNA是遺傳物質(zhì)的論點是否真實可靠？是否能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)？最后講解赫爾希和蔡斯用噬菌體侵染細(xì)菌的實驗才真正證實了在噬菌體中，親代和子代之間具有連續(xù)性的物質(zhì)是DNA而不是蛋白質(zhì)。教師可以利用在這一科學(xué)史中科學(xué)家們都提供了不同的實驗證據(jù)并且層層遞進(jìn)，一步一步地接近真相，最終用不同的實驗證明“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”向?qū)W生們滲透凡事都講求證據(jù)、要實事求是、不能盲目下結(jié)論的精神品質(zhì)。

1.4 借助生物科學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生堅持不懈、永不言敗的科學(xué)精神

在當(dāng)前教育內(nèi)容中，對學(xué)生進(jìn)行挫折教育也是主要內(nèi)容之一；生物科學(xué)史中蘊(yùn)含著許多科學(xué)家堅持不懈、永不服輸?shù)目茖W(xué)探究故事，利用這些科學(xué)探究史教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神具有重要的教育意義[6]。在生物學(xué)課堂中，可以借助“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”這一科學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生永不言敗的精神。美國科學(xué)家薩姆納在探究酶本質(zhì)的過程中，他認(rèn)為酶是蛋白質(zhì)，然而為了證明這一觀點，他嘗試了多種方法，歷經(jīng)一次又一次的失敗，歷經(jīng)九年之后才得以證明脲酶是蛋白質(zhì)并因此榮獲諾貝爾獎。因此借助薩姆納因為堅持不懈、永不言敗的科學(xué)精神取得優(yōu)異成績的科學(xué)事件滲透永不言敗的科學(xué)精神。

此外，在人工合成蛋白質(zhì)的探究歷程中英國科學(xué)家桑格為測出牛胰島素全部氨基酸的排列順序經(jīng)歷了十年之久；結(jié)晶牛胰島素的合成也是我國科學(xué)家們在長達(dá)6年零9個月的不懈努力，經(jīng)歷了多次失敗之后才終于在1965年取得成功。因此，教師可以通過講述世界上第一個人工合成蛋白質(zhì)是在科學(xué)家們經(jīng)過不懈堅持和努力才得以誕生的科學(xué)故事向?qū)W生滲透堅持不懈、不懼失敗的科學(xué)精神。

1.5 借助生物科學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生為國奉獻(xiàn)的科學(xué)精神

新時代，愛國教育應(yīng)該是全國人民的必修課，而青少年作為愛國教育的重點對象，更應(yīng)該重視對其的愛國教育[8]。為國奉獻(xiàn)也是愛國教育內(nèi)容之一，利用生物科學(xué)史滲透愛國意識是當(dāng)前生物學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容。例如，教師可以利用生物學(xué)教材“生物科技進(jìn)展”欄目：世界上首例體細(xì)胞克隆猴的誕生這一科學(xué)史向?qū)W生滲透愛國意識。老師在實際教學(xué)中，可以首先向?qū)W生展示世界上第一只克隆羊“多莉”的圖片，并借此講述自1996年首只克隆羊產(chǎn)生后，多個國家開始爭相克隆貓、狗、鼠等多種哺乳動物并且取得成功，使得生物克隆技術(shù)的研究前進(jìn)一大步，在此教學(xué)中，教師可以展示克隆猴“中中”“華華”的圖片，教師繼續(xù)講述為成功完成“克隆猴”工作，我國科學(xué)家借助顯微操作設(shè)備，進(jìn)行大量練習(xí)，成功完成“去核”難工作，這也為我國科學(xué)家后續(xù)能夠克服困難成功用體細(xì)胞得到克隆猴打下基礎(chǔ)。最后教師可以讓學(xué)生思考克隆猴的誕生對我國生物技術(shù)發(fā)展的意義，學(xué)生思考過后老師可以根據(jù)學(xué)生的答案進(jìn)行總結(jié)然后向?qū)W生滲透克隆猴的誕生將克隆技術(shù)推向新高度，也正是科學(xué)家們不怕困難、不懈努力的結(jié)果，也正因為他們的智慧奉獻(xiàn)使得我國的克隆技術(shù)走在了世界的最前列。

此外，中學(xué)生物學(xué)教師也可以借助生物學(xué)家的故事向?qū)W生滲透為國奉獻(xiàn)的精神。例如，著名的生態(tài)學(xué)家馬世駿留學(xué)歸國的第一個生態(tài)科研任務(wù)就是解決在我國長期蔓延盛行的蝗災(zāi)問題。帶著這個問題，馬世駿用自己深厚的生態(tài)學(xué)知識，從多方面入手弄清了蝗災(zāi)形成的原因及過程，最終通過系統(tǒng)整體調(diào)控使得大面積的蝗害在中國的土地上得到有效防治。通過這個生態(tài)治理故事，教師可以向?qū)W生滲透我們要學(xué)會利用自己的科學(xué)知識和智慧，幫助國家解決困難，讓學(xué)生意識到，科學(xué)知識和科學(xué)研究在一定程度上是在為祖國的發(fā)展、進(jìn)步做貢獻(xiàn)。

2 生物科學(xué)史教學(xué)中科學(xué)精神的滲透原則

2.1 強(qiáng)調(diào)學(xué)生主體地位，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性

在生物科學(xué)史教學(xué)中，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師起主導(dǎo)作用，同時只有學(xué)生主動學(xué)習(xí)科學(xué)史知識，主動構(gòu)建知識框架才能更好地掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容[9]。在高中生物科學(xué)史教學(xué)中，為凸顯學(xué)生主體地位，發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，教師可以通過問題思考的形式讓學(xué)生主動發(fā)問、主動思考科學(xué)史所展現(xiàn)的科學(xué)精神。例如在高中生物科學(xué)史實際教學(xué)中，教師可以通過讓學(xué)生自己思考：“細(xì)胞學(xué)說的建立過程”給了世人怎樣的科學(xué)啟示，以及在建立過程中你感受到科學(xué)家們怎樣的科學(xué)精神，作為中學(xué)生應(yīng)該怎樣做？通過這樣的思考作業(yè)使學(xué)生自己去思考問題，在思考的過程中，主動感悟科學(xué)故事中科學(xué)家們所體現(xiàn)的科學(xué)精神。除對問題的自主思考外，教師也可以讓學(xué)生自己先閱讀史料，然后讓學(xué)生直接表達(dá)從中獲得的感悟從而對學(xué)生進(jìn)行情感上的烘托以達(dá)到滲透目的，尤其是對于那些敘述科學(xué)家故事的教學(xué)案例，在課堂上花時間教學(xué)不如先放在課后學(xué)習(xí)再課上學(xué)習(xí)，這樣不僅節(jié)約教學(xué)時間也能使學(xué)生了解相關(guān)生物科學(xué)故事，例如在生態(tài)學(xué)家馬世駿治理蝗災(zāi)的科學(xué)事跡時，可以先讓學(xué)生在課后進(jìn)行閱讀學(xué)習(xí)，然后在課上讓學(xué)生自己表達(dá)看法，最后在課堂結(jié)尾時向?qū)W生們滲透要好好學(xué)習(xí)生物知識，在未來回報祖國。這不僅能幫助提醒學(xué)生生物知識在日常生活中的應(yīng)用，也能幫助滲透愛國意識。

2.2 注重教師教學(xué)主導(dǎo)地位，發(fā)揮教學(xué)高效性

教師的主導(dǎo)作用與學(xué)生的主體作用相輔相成是實現(xiàn)教學(xué)目的的重要途徑，在教學(xué)中，教師的主導(dǎo)作用發(fā)揮得越充分，越能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，而學(xué)生的主體地位發(fā)揮得越充分，就越能體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用，教學(xué)的高效性才更能展現(xiàn)出來[10]。在利用生物科學(xué)史向?qū)W生滲透科學(xué)精神時，老師的主導(dǎo)作用主要體現(xiàn)在:第一，設(shè)置教學(xué)情境，營造課堂氛圍。有趣的教學(xué)情境能幫助激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生更好地受到科學(xué)精神的熏陶。例如，在學(xué)習(xí)世界上首例體細(xì)胞克隆猴的誕生過程時，教師可以通過技術(shù)落后國家與先進(jìn)國家的對比凸顯技術(shù)對國家發(fā)展的重要性來引出克隆猴的誕生對中國生物技術(shù)的發(fā)展具有巨大意義來強(qiáng)化學(xué)生的愛國意識，以及激發(fā)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)以幫助國家強(qiáng)大的學(xué)習(xí)思想，營造學(xué)習(xí)氣氛。第二，在教學(xué)過程中進(jìn)行合理的指導(dǎo)與引導(dǎo)。在學(xué)生思考問題時，對于出錯的地方老師要給予正確的指導(dǎo)和引導(dǎo)，因為在對史料進(jìn)行分析時，由于學(xué)生認(rèn)知的差異難免有學(xué)生對問題的思考有異議或者有困難。例如，在“證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)”時科學(xué)家們做了三個實驗，如果學(xué)生不能正確理解肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗、體外轉(zhuǎn)化實驗、噬菌體侵染細(xì)菌實驗三者的關(guān)系，那么學(xué)生將很難體會實驗證據(jù)在證明生物學(xué)事實中的重要性，則學(xué)生就很難在這一科學(xué)史教學(xué)中領(lǐng)悟到實證精神的重要意義。因此，在滲透教學(xué)中教師在教學(xué)過程中要及時對學(xué)生的問題進(jìn)行指導(dǎo)和引導(dǎo)，以便更好地完成教學(xué)目的。

2.3 根據(jù)史料正確滲透生物科學(xué)史中的科學(xué)精神

生物科學(xué)史的介紹可以在潛移默化中使學(xué)生感悟到科學(xué)家們在生物學(xué)探究歷程中敢質(zhì)疑、敢求證、堅持不懈等科學(xué)精神，但是任何事物都有兩面性，生物科學(xué)史所隱含的科學(xué)啟示也同樣需要正確看待和解讀。首先，科學(xué)家們的科學(xué)探究和發(fā)現(xiàn)并一定就全是對的，但對于其錯誤的理論要理性看待；其次，科學(xué)家們也非無可挑剔的人，也會有缺點，不論是其探究發(fā)現(xiàn)還是科學(xué)家本身的不足，都要正確評價。例如，法國生理學(xué)家沃泰默，通過全部切除狗的一段小腸神經(jīng)，只留下血管部分，在這段小腸中注入稀鹽酸溶液，發(fā)現(xiàn)仍能引起胰液分泌。他固執(zhí)認(rèn)為這是由于小腸上的神經(jīng)難以切除干凈造成的。但經(jīng)貝利斯、斯塔林論證，促使胰液分泌的物質(zhì)為“促胰液素”。在該科學(xué)史滲透教學(xué)中，應(yīng)該告訴學(xué)生:不論是成功的科學(xué)探究還是失敗的科學(xué)探究在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中都具有不同的重要意義。也應(yīng)該教育學(xué)生科學(xué)家們也會犯錯誤，也會有不足，他們是普通人，并不是遙不可及的人，只要我們努力學(xué)習(xí)，善于發(fā)現(xiàn)，在長期的實踐和不懈努力下可能會成為科學(xué)家。最后，滲透生物科學(xué)史中的科學(xué)精神時，不能將科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程歸結(jié)為簡單的發(fā)現(xiàn)過程，科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程不僅在于發(fā)現(xiàn)還有可能需要付出大量的時間、精力和金錢以及在多次反復(fù)的實驗中進(jìn)行求證。因此要客觀敘述科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱難歷程，正確滲透生物科學(xué)史中的科學(xué)精神。

結(jié) 語

生物學(xué)教學(xué)要緊跟國家、社會、時代的發(fā)展要求，不僅要踐行發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，還要幫助學(xué)生適應(yīng)社會發(fā)展和滿足學(xué)生終身發(fā)展的需要。然而不論是適應(yīng)社會發(fā)展還是滿足終身發(fā)展，生物科學(xué)史中所體現(xiàn)的敢質(zhì)疑、能發(fā)問的批判質(zhì)疑精神；與他人團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神；嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實事求是的精神；堅持不懈、永不言敗的精神以及為國奉獻(xiàn)的科學(xué)精神對于學(xué)生未來的發(fā)展都至關(guān)重要。同時，在利用生物科學(xué)史滲透科學(xué)精神教學(xué)過程中，既要注重學(xué)生的主體地位，也要強(qiáng)調(diào)教師是學(xué)生教學(xué)活動中的組織者和引導(dǎo)者；既要根據(jù)科學(xué)史內(nèi)容正確滲透科學(xué)精神，也要采取多樣化的學(xué)習(xí)策略達(dá)成教學(xué)目的。