巧用科學史突破初中生物教學中的難點

【摘 要】 生物科學史是人類探究生命奧秘的整個科學研究過程。人類對生命活動規律的認識是通過一系列的科學實驗逐步形成的，體現了嚴謹的邏輯思維和系統的知識結構，蘊含著豐富的科學研究方法。因此，應用生物科學史開展教學能對生物學難點的突破起到獨特的作用。

【關鍵詞】 科學史 初中生物教學 突破難點

科學史在科學教育中的重要作用已日益彰顯，把科學史的有關內容納入科學課程中以提高科學教育的質量，已成為近年來國際科學教育界高度重視的一個課程理論課題。在此背景下，科學史在生物教學中的教育功能更顯示其獨特性，以它嚴謹的邏輯思維和系統的知識結構， 蘊含的豐富的科學研究方法與學生學習結合起來，使學生在學習知識時體驗生物學家科學探究的過程，更有助于他們創造性思維的培養，因此，應用生物科學史開展教學能對生物學難點的突破起到獨特的作用。

一、應用生物科學史展現生物學知識的生成過程，使難點突破層層推進，水到渠成

生物學的研究史是生物學知識的生成過程，其中一件件的重大發現及經典實驗是人類對生命活動規律真理性認識的無限接近，具有無可辯駁的說服力，使認識不斷提高，從而使難點知識層層突破。初中《生物》“光合作用”就是難點之一， 課本先編排光合作用的發現史，然后是光合作用的過程。但在實際教學中可將光合作用的發現史中的經典實驗貫穿在光合作用過程的教學中。17世紀上半葉，海爾蒙特（H.J.Van helmont）的柳苗實驗首次提出了水參與植物有機物的制造。1771年普利斯特利（Joseph Priestley）的“小鼠、蠟燭、植物”實驗使人相信：植物能更新因燃燒或動物呼吸而變渾濁的空氣，但他沒有認識到光對植物的作用。1779年英格豪斯（Jan Ingenhousz）通過實驗確認植物凈化空氣不是普利斯特利所說的由于植物生長緩慢，而是太陽光照射植物的結果。他還發現植物在光下有很強的釋放氣體的能力與太陽光的強度成正比。植物釋放的究竟是什么氣體呢？1782年謝尼伯（Jean Senebier）通過實驗證明植物在光下釋放氧氣的同時還要吸收二氧化碳。1864 年薩克斯( J. vonSachs)的綠葉遮光實驗說明光合作用的產物之一淀粉。1880年恩吉爾曼(C. Engelmann)的水綿實驗來說明光合作用的場所是葉綠體。由此就得出光合作用的概念。這樣從科學史的角度娓娓道來，使教師授課自然流暢，學生的理解也輕松自如，從而化難為易。

二、應用科學史展現科學研究的具體方法和思維過程，為難點突破做好鋪墊

通過生物科學史可全面了解生物科學的具體實驗方法和思維方法，從而積累知識經驗，拓展思維空間，提升學生突破難點知識的綜合能力。初中生物“條件反射的建立”是難點之一，利用巴甫洛夫的經典實驗“鈴聲——唾液分泌反射”讓學生理解到條件反射的建立過程。該實驗利用對照的方法，在“狗吃食物；狗聽鈴聲；狗先聽鈴聲隨即吃食物（重復多次），重復后再聽鈴聲”四種不同情況下觀察狗的唾液的分泌。討論哪些情況是先天的？哪些是后天形成的？鈴聲和食物多次結合的意義是什么？通過分析最后得出條件反射是條件刺激和非條件刺激多次結合并建立起聯系后才形成的。通過這個實驗讓學生在對比中了解到了條件反射建立的本質。

三、應用生物科學史展現科學研究中的靈感火花，為難點突破創設必要教學情景，激發學習興趣，難點知識往往抽象難懂，學生望而生畏，若教師不做引導，強行灌輸，學生必定難以接受，長此以往會嚴重挫傷學習的積極性

人類在探索生命奧秘的過程中發生過許多有趣的故事，有構思精巧的實驗設計，也有出其不意的靈感火花，這些可創設各種生動具體的教學情景，使學生身臨其境，學習的積極性大大提高。如“神經元的功能”也是初中生物學的難點，課本內容一開始就是“神經元受到刺激后，會產生一種生物電變化，這種變化會沿細胞膜按一定方向傳導”。“神經元的基本功能是接受刺激，產生沖動，傳導沖動”。什么是生物電？生物電怎么產生？怎樣傳導的？這些問題突如其來，使初一學生措手不及。但若從生物科學史入手，循序漸進，鋪路搭橋，學生漸入情景，心領神會。1791 年的一天，意大利神經解剖學家伽伐尼（L. Calvani）將連有坐骨神經的青蛙腓腸肌標本掛在鐵絲上做實驗，當刺激坐骨神經時，肌肉會收縮跳動，表明有信號由神經傳導到肌肉。受到刺激的神經產生了什么信號? 這一信號又以什么形式傳導到與之相連的肌肉？伽伐尼百思不得其解。他又做了一整天的實驗仍毫無進展，正當他收拾儀器準備休息時，突然天色驟變，雷雨大作，伽伐尼吃驚地發現， 蛙腿隨著電閃雷鳴在跳動！“同學們想想，是什么引起肌肉收縮跳動的？”“電!”學生異常興奮地答道。“大家的想法和伽伐尼不謀而合，他銳敏地抓住這一線索，經過一系列的實驗證明，興奮的實質就是生物電。即神經元受到刺激后可產生生物電。當神經纖維的某一部位受到刺激產生生物電時，生物電產生部位就會發生一次很快的電位變化。沖動在神經纖維上的傳導即為生物電在神經纖維上的傳導，即為電流。”通過上述知識鋪墊，使學生對沖動的實質理解透徹，而且層層遞進，使生物電與沖動、生物電與電流這些概念聯系起來。并通過情景激發，充分調動了學生的學習熱情和求知欲，再來學習生物電的形成和傳導就變得輕松了。

【參考文獻】

［1］劉恩山. 生物學—義務教育課程標準實驗教科書. 北京師范大學出版社，2004.