以生物科學史為載體培養學生科學素養

在生物學教學中適當加強生物學史教育，對變應試教育為素質教育，培養合格人才是十分重要的。新教材比較注意對生物學史方面內容的選取，不僅有生物學家的生平簡介，而且對他們的工作，特別是一些重要的生物學發現都有適當的介紹。

下面就中學生物教學中，如何滲透科學素質教育，談一談自己的認識。

一、利用科學史的“故事性”，培養學生的學習興趣

常言道：“興趣是最好的老師?！苯處煂δ骋皇挛锶の缎缘慕榻B、重要性的說明能激發學生的好奇心，引起學生對某一事物的興趣。生物學史大多具有故事性，如孟德爾發現豌豆的遺傳規律、達爾文提出進化論、沃森和克里克創立DNA分子的雙螺旋結構模型以及我國科學家人工合成結晶牛胰島素等，這些成就的背后都有一個感人的故事。教學中以故事導入或在枯燥的理論學習中插入相關的故事，不僅能加深對知識的理解，而且能激發學生學習的興趣。

二、利用生物學家的事跡，對學生進行科學精神和價值觀教育

在教材中寫進科學家的姓名和事跡，不僅是對科學家的尊重和褒揚，更是對青年學生的教育。這種教育主要是科學家人格力量、科學態度、工作精神和人生觀、價值觀對學生的啟發與感召。生物學教學不僅是知識的教育，更是文化過程的教育。生物學家的事跡正是文化的重要組成部分。

三、再現知識的發生過程，培養學生的辯證唯物主義觀點

生物學史是從辨證唯物主義和歷史唯物主義出發，對生物科學的產生與發展做出的科學總結，是生物學家思維的結晶。新教材有意選取這些內容，是因為生物學史能夠將知識傳授、能力培養和情感發展三方面教育融合起來，很好地體現了生物學科的特點和素質教育的要求。所以，教師應利用好新教材，在教學中充分發揮生物學史的教育作用。

對于人類的認識，在民間常有一些神秘或荒謬的傳說，使人們似乎覺得人是超脫于自然的。于是就有人迷信神鬼了。對于這些觀念，在教學中很有必要給學生正本清源。例如，拉馬克的進化論提出地球上所有生物都不是神造的，而是由更古老的生物進化來的，這在當時人們信奉神創論的時代，是有進步意義。通過該例子的教學讓學生意識到，我們應該用理智的、自然的、科學的觀點來認識人類。

四、重現科學發展的歷史，培養學生嚴謹勤奮的學習品質

古人云：“鍥而不舍，金石可鏤”。大凡所有的科學家都經歷了多年面壁寒窗的生活，而且他們都有勤奮博學、嚴謹創新、謙遜剛毅的優秀品德，他們是人們學習的楷模，在教學中有必要強化這方面的教育。讓學生看到成功的背后，所飽含的艱難困苦，為培養他們吃苦耐勞、博學進取的品質起到了潛移默化的教育作用。

新教材在必修1第五章“細胞的能量供應和利用”中增設了“關于酶本質的探究”的資料，分別介紹了五位科學家所做的貢獻。意大利科學家斯巴蘭讓尼設計了一個巧妙的實驗，發現胃具有化學性消化的作用；德國科學家施旺在1836年，從胃液中提取出了具有消化作用的某種蛋白質；美國科學家薩姆納在1926年，從刀豆種子中提取出脲酶的結晶，并通過實驗發現脲酶也是一種蛋白質；進入20世紀80年代以后，美國科學家切赫和奧特曼發現少數生物的某些RNA也具有催化作用。從酶的發現史，我們可以看出概念形成的思維過程。值得注意的是，原教材將酶定義為“活細胞產生的具有生物催化作用的一種特殊蛋白質”，新教材則將“蛋白質”改為“有機物”。由此可見，科學家對酶本質的認識也是不斷深入和不斷修正的。

在必修1第五章中教材還增加了“光合作用的探究歷程”，也分別介紹了五位科學家所做的工作。英國科學家普里斯特利在1771年，發現植物的光合作用能更新空氣；德國科學家薩克斯在1864年，通過實驗證明，綠葉在光合作用中有淀粉的合成；德國科學家恩吉爾曼在1880年，用實驗證明了氧是葉綠體釋放的和葉綠體是光合作用的場所；美國科學家魯賓和卡門在20世紀30年代，又進一步證明光合作用釋放的氧來自水而不是二氧化碳。這一介紹至少帶給學生這樣的信息：我們今天對光合作用的認識是經過幾代科學家、歷經300余年的艱苦探索才逐步建立的。

新教材在必修2第三章“基因的本質”講“DNA是主要的遺傳物質”時，增加了“肺炎雙球菌的轉化實驗”。在這一科學史實中，教材介紹了英國科學家格里菲思和美國科學家艾弗里所做的工作，比較具體地介紹了實驗方法和推論過程。這兩個史實性的實驗也都具有非常好的智育價值。

五、展示科學家的探索過程，培養學生科學的研究方法和思維方法

高中生物新課程在教學內容中增加了生物科學技術

發展史上的重大發現和發明的內容，如必修本中的“酶的發現”、“光合作用的發現”、“植物生長素的發現”、肺炎雙球菌的轉化實驗、噬菌體侵染細菌的實驗、證明DNA是遺傳物質的兩個著名實驗等，這些內容的增加有利于學生了解生物科學，發展學生的創造能力 。

如，生物進化教學時，可讓學生講述生物進化史上科學家的動人故事，讓講述者鍛煉自己的能力，培養創新個性。把比較枯燥的理論內容用學生講故事的形式串起來，使學生認識到要有所成就，就要敢于懷疑，敢于創新。

又如，色盲——道爾頓癥的發現是書本上現成的例子，也是學生比較關心的病癥，通過這一史實的介紹，能使學生感到細心觀察和比較分析的重要性。當學生沿著科學史的進程進行學習時，以科學家的身份體驗知識形成的過程，運用科學家的思維方式分析和處理信息，從而習得科學研究方法，學會科學思維和領悟科學精神。

科學史也是科學方法的歷史，科學史一再證明，科學家之所以能取得成功，往往與他們運用了正確的研究方法有關。運用科學史引導學生探究學習，有助于學生理解科學的本質和科學的研究方法。如孟德爾歷經八年的雜交實驗，終于發現了生物遺傳的規律。孟德爾雜交實驗之所以能取得成功，其中很重要的原因是孟德爾運用了創造性的研究方法。 中學生物學知識是前人科學研究的成果，通過科學史中對一些經典實驗和邏輯分析的展現，可以讓學生體驗生物學知識的形成過程，從中學習科學家的思維方法和理解生物學概念、原理的來龍去脈。這樣的教學既傳授了知識，更培養了學生的科學思維 。

又如，1648年比利時醫生凡·海爾蒙特的柳樹實驗和結論：“植物所需要的養料來自于水”。然后讓學生對上面結論進行討論，凡·海爾蒙特的實驗則體現了科學的研究方法。但緊接著提出新的問題：“柳樹真的只需要水和少量無機鹽就能長大嗎？”學生這時會想起初中學過的光合作用吸收二氧化碳，同時釋放氧氣，二氧化碳可能也是養料的來源。對這一想法表示贊賞后，進一步問學生：“你怎樣證明植物能吸收二氧化碳，釋放氧氣？”學生會利用學過的科學常識設計實驗。學生設計的實驗往往與1773年英國科學家普里斯特的設計基本相似，要給予充分的肯定和由衷的贊賞，從而讓學生體驗成功。對于設計中的不足之處，可以引導學生進行討論，修改、完善實驗方案。下一步提出“光合作用除了釋放氧氣，還有什么產物產生呢？”光合作用的產物主要是淀粉這個實驗，學生曾經做過，可用錄像或CAI動畫模擬進行回顧，即1864年德國科學家薩克斯的實驗。“光合作用的場所是在哪兒呢？你如何通過實驗證明？”這時可用CAI動畫演示1880年恩吉爾曼實驗，讓學生體會實驗設計的精妙之處。

生物科學技術發展史上的重大發現和發明，往往集中了眾多科學家多年的心血和智慧，通過一系列實驗，反映了科學探究的一般方法。在教學中，教師要改變過去按教材順序平鋪直敘的講述方法，改用探究式學習方法，通過重演科學史的發現過程，引導學生沿著科學的邏輯思維路線，去主動發現問題；去分析、推測、探究問題，獲得符合邏輯的結論；去理解科學實驗方法、培養探索問題的能力，而不是簡單地記住這段歷史。

六、呈現科學發展史，培養學生創新能力

利用生物學史料進行探究，是提高學生科學素養，培養創新精神的有效方法?？茖W發展的歷史就是人類不斷探索真理的歷史，生命科學史的每一篇章都閃爍著人類智慧的火花?？茖W家嘔心瀝血的探索、研究過程，以及理論思維的建構歷程，都蘊含著極其豐富的教育營養。因此，借助科學史，將科學家在科學活動中的懷疑、想象、創造，以及觀察、處理數據、歸納和論證等思維過程呈現在學生面前，使他們感到學習生物知識是在科學技術的歷史長河中揚帆，這種激動和喜悅之情將持久地縈繞在他們的腦海中。

七、充分發揮科學史的教育價值，培養學生的民族自尊心和自豪感

中華民族有著悠久的歷史、光輝燦爛的文明，例如在講到“組成細胞的分子”時可提到，1965年我國科學家首次人工合成結晶牛胰島素；在講到“免疫和預防接種”時可提到，中國人最早發明用人痘接種預防天花等等。新教材有意選取這些內容，是因為生物學史能夠將知識傳授、能力培養和情感發展三方面教育融合起來，很好地體現了生物學科的特點和素質教育的要求。所以，教師應利用好新教材，在教學中充分發揮生物學史的教育作用。這些事例很自然地激發了學生的民族自信心、自豪感。

八、利用生物學史，培養學生團隊合作精神

回眸生物學發展的歷史，人們不會忘記，1953年4月25日，兩位年輕的科學家沃森和克里克提出了DNA分子的雙螺旋結構模型，標志著現代分子生物學的誕生。半個多世紀過去了，生命科學的發展進入了“快車道”，克隆、轉基因、人類基因組計劃等已家喻戶曉，人們自然會想起沃森和克里克為生命科學的建立做出的豐功偉績，他們在探索DNA結構的過程中，所表現的團隊合作精神是永遠值得我們學習和稱道的。

九、養成勇于實踐的科學精神和實事求是的科學態度

學生通過體驗科學探究的一般過程，了解科學研究的一般方法，養成勇于實踐的科學精神和實事求是的科學態度?？茖W家是人類向前發展的推動者，學生對科學家是敬仰的。當代中學生是有理想、有抱負的，教學中應注意培養學生這方面的情感。

總之，要培養學生良好的科學素養，生物教師還需不斷探索，從不同角度、多渠道進行教學實踐，才能使這一研究繼續深化、拓展。重視學生科學素養的培養，是生物教學改革的重要方向。只要經過我們的不斷挖掘，從各個視角著手，肯定會有更好、更有效的方法。

(責任編輯 易志毅）