蔡文

人教版高中生物學(xué)必修教材中蘊(yùn)含著豐富的生命科學(xué)史材料。生命科學(xué)史系統(tǒng)地闡述了與生命起源、生命發(fā)展歷程等相關(guān)課題的發(fā)現(xiàn)過程。它在描繪生命發(fā)展與演變的歷程中，展示了科學(xué)家巧妙的研究方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神與態(tài)度。生命科學(xué)史的深度學(xué)習(xí)不僅可以幫助學(xué)生增進(jìn)對科學(xué)本質(zhì)的理解，培養(yǎng)科學(xué)思維，還有助于教師實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。因此，本文結(jié)合人教版高中生物學(xué)必修教材和新課標(biāo)，提出基于生命科學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的教學(xué)策略及建議。

一、生命科學(xué)史教學(xué)的意義

生命科學(xué)史是生物學(xué)知識體系的重要組成部分。人教版高中生物學(xué)必修教材中的生命科學(xué)史內(nèi)容，可以讓學(xué)生在了解生命起源和生命本質(zhì)規(guī)律的過程中重走科學(xué)探究之路，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。同時，《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》在課程理念、課程內(nèi)容和實施建議等方面對科學(xué)史中的科學(xué)思維作出了明確要求：學(xué)生要注重對生物科學(xué)史和科學(xué)本質(zhì)的學(xué)習(xí)。因此，教師應(yīng)積極利用生命科學(xué)史開展教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)。

二、人教版高中生物學(xué)必修教材中生命科學(xué)史的內(nèi)容分析

人教版高中生物學(xué)必修教材將生命科學(xué)史資料編排在科學(xué)家訪談、生物科技進(jìn)展、生物科學(xué)史話、問題探討、生物科技進(jìn)展等欄目，生動再現(xiàn)了生命科學(xué)研究的曲折歷程，展示了現(xiàn)代生命科學(xué)的發(fā)展變化，讓學(xué)生感受到科學(xué)方法論精神，是培養(yǎng)科學(xué)思維能力和品質(zhì)的重要教學(xué)資源。通過分析《生物學(xué)（必修1）：分子與細(xì)胞》和《生物學(xué)（必修2）：遺傳與進(jìn)化》兩本教材中的生命科學(xué)史內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)，前者側(cè)重于歸納與概括法，涉及的生命科學(xué)史有細(xì)胞學(xué)說的建立過程、酶本質(zhì)的探索等；后者側(cè)重于演繹與推理法，涉及的生命科學(xué)史有孟德爾的豌豆雜交實驗、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)等。

在課堂教學(xué)中，生命科學(xué)史素材不應(yīng)僅限于教材，還應(yīng)將不斷發(fā)展的科學(xué)實事與教材內(nèi)容有機(jī)結(jié)合。教師可以閱讀相關(guān)科學(xué)文獻(xiàn)和生物學(xué)專業(yè)著作及論文，以擴(kuò)充教學(xué)資源。同時，教師要精心篩選能夠培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的素材用于教學(xué)實踐，以提升學(xué)生的批判性思維、模型與建模思維、演繹與推理思維、歸納與概括思維等。

三、基于生命科學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的教學(xué)策略

1.培養(yǎng)批判性思維

批判性思維要求學(xué)生在處理問題時保持理性和獨立思考，并善于發(fā)現(xiàn)問題和解決問題?！凹?xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能”這一教學(xué)內(nèi)容所蘊(yùn)含的生命科學(xué)史內(nèi)容可以協(xié)助教師培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。教材編排了有關(guān)“對細(xì)胞膜成分的探索”的思考和討論活動，還介紹了細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探究歷程。教師可以圍繞“論證、質(zhì)疑和辯駁”進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生提出假設(shè)、提出反駁、再質(zhì)疑、再反駁，在不斷質(zhì)疑和辯駁的過程中培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。

2.培養(yǎng)模型與建模思維

培養(yǎng)模型與建模思維需要教師在教學(xué)過程中注重引導(dǎo)和啟發(fā)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師可以帶領(lǐng)學(xué)生研究光合作用的歷程，引導(dǎo)學(xué)生通過史料分析來理解光合作用的概念；之后讓學(xué)生在建構(gòu)概念模型的過程中進(jìn)行分析和推理，歸納出光合作用的本質(zhì)變化，理解光反應(yīng)和暗反應(yīng)之間的聯(lián)系，進(jìn)而形成生物學(xué)上的大概念——細(xì)胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)。

3.培養(yǎng)演繹與推理思維

演繹推理思維是一種基于邏輯和推理的思考方式。學(xué)生需要運(yùn)用已知的公理、定理或前提，推導(dǎo)出新的結(jié)論或知識，從而形成演繹推理思維。在教學(xué)“DNA的半保留復(fù)制的實驗證據(jù)”這一知識點時，教師需要引導(dǎo)學(xué)生通過論證、推理和證明，得出DNA半保留復(fù)制的過程和特點。通過實驗，學(xué)生在“假說—演繹”過程中逐步構(gòu)建了“DNA是通過半保留方式進(jìn)行復(fù)制的”這一生物學(xué)概念，學(xué)習(xí)到如何運(yùn)用邏輯推理和證據(jù)來建立假說，并通過實驗來證實或證偽它們。在此過程中，學(xué)生深刻感受到科學(xué)探究的魅力，并培養(yǎng)了自身演繹與推理的科學(xué)思維。

4.培養(yǎng)歸納與概括思維

歸納與概括思維是一種由特殊性知識過渡到一般性知識的思維方式，通常指基于具體事實總結(jié)出一般理論的信息處理過程。人教版高中生物必修教材中涉及了大量的事實，要求學(xué)生進(jìn)行思考和討論，并形成重要的概念。例如在教學(xué)“細(xì)胞核控制著細(xì)胞的遺傳和代謝”這一知識點時，教材提供了一系列資料。教師可以讓學(xué)生通過觀察和學(xué)習(xí)這些資料，理解和掌握生物學(xué)的核心概念和規(guī)律，并基于事實和證據(jù)進(jìn)行概括。

培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的教學(xué)策略還有很多，例如探究式教學(xué)、情境式教學(xué)和合作式教學(xué)等。其中，探究式教學(xué)注重讓學(xué)生親身經(jīng)歷科學(xué)過程，理解科學(xué)的本質(zhì)，讓學(xué)生先根據(jù)事實提出問題，然后再相互交流尋求解決問題的方法；情境式教學(xué)是通過制造或創(chuàng)設(shè)生動具體的場景來激發(fā)學(xué)生思維和情感體驗；等等。教師在教學(xué)中可以根據(jù)實際教學(xué)使用最適合的教學(xué)策略，達(dá)到事半功倍的目的。

教學(xué)實踐表明，在新一輪的課程改革背景下，在高中生物學(xué)中基于生命科學(xué)史開展教學(xué)可以有效培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的嚴(yán)謹(jǐn)性和邏輯性，提升學(xué)生的演繹與推理思維。教師在教學(xué)過程中要善于鼓勵學(xué)生質(zhì)疑，拓展學(xué)生思考的寬度，深化其思維的深度，從而促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成。

【本文系湖南省教育信息技術(shù)研究一般課題“‘互聯(lián)網(wǎng)+條件下高中生命科學(xué)史混合式學(xué)習(xí)模式研究”相關(guān)成果（立項編號：HNETR21073）】