活用生物科學史，滲透科學方法教育

牛軍銳

生物新課程標準在教學建議中提出“注重生物科學史的學習”，并強調“科學是一個發展的過程.學習生物科學史能使學生沿著科學家探索生物世界的道路，更好地理解科學的本質和科學研究的方法，促進學習科學家獻身科學的精神”.可見，在生物教學中重視生物學史的教學，對于學生形成正確的思想，促使學生深刻地理解科學知識的發生過程，感悟、理解和掌握生命科學研究的思維與方法，提高生物科學素養，以及培養創新精神和實踐能力都具有極其重要的意義. 筆者結合教學實踐，在分析高中生物科學史內容的基礎上陳述了進行生物學史的教學意義和利用生物科學史滲透科學方法教育的具體途徑.

一、高中生物教材中生物科學史領域全面、內容豐富詳實

高中生物新的課程標準的目標是：面向全體學生，培養學生的科學素養，培養學生的探究能力.由這個目標制定出的人民教育出版社的教材中涉及了很多的生物科學史.如，必修一：細胞學說建立過程、細胞核的功能、生物膜結構的探索歷程、關于酶本質的探索歷程、光合作用的探究歷程.必修二：孟德爾的豌豆雜交實驗（遺傳定律發現史）（假說-演譯法）、薩頓的推論及摩爾根關于基因位于染色體上的實驗、肺炎雙球菌的轉化實驗、噬菌體侵染細菌的實驗、DNA雙螺旋結構模型的建構、生物進化學說的發展.必修三：促胰液素的發現、生長素的發現歷程等.

二、高中生物教材中生物科學史的教學價值

高中新教材中展示了大量的生物科學史的內容，對于學生科學素養的培養是一個非常重要而且可行的途徑.其作用主要體現在以下幾個方面：

第一，激發學生對科學的好奇心，幫助學生深刻理解生物學知識.生物學史的內容展示了科學家所處的時代背景，科學家對生命現象的研究過程，各種觀點的碰撞和論爭過程，同時也蘊含了許多生物科學的基本概念、基本原理、基本規律等生物科學知識.教學中合理地進行生物學史的教學，不但可以增加生物教學的趣味性，激發學生學習高中生物的興趣，還有助于學生對生物學知識更好的理解和掌握.

第二，體驗科學探究的歷程，培養學生的科學精神.恩格斯在談到科學家的科學精神時，曾指出：“懷疑——批判”的頭腦是科學家的一個“主要儀器”.在教學中合理地開展生物學史的教學，通過重演和再現知識的發生過程，不僅能使學生了解科學結論的由來，還能使學生體驗科學家思維發生發展的軌跡，體驗科學知識及其理論體系的演變和完善過程，從而使他們學會用發展的、批判的眼光審視現有的科學知識.

第三，有助于訓練學生的思維能力，進行科學方法的教育.生物科學史不僅揭示了生物知識的探究歷程，更重要的是揭示了科學家在這一過程中的思維的火花、求知的態度、探究的方法，通過讓學生體會當時的場景進行探究實驗設計和模擬實驗，對學生滲透科學方法教育.

三、利用生物科學史滲透科學方法教育的基本途徑

科學方法往往寓于具體科學知識的認識過程中，只有把認識過程合理地展現出來，學生才能領會科學方法是如何提出的，從什么角度，用什么方法解決問題，從而掌握科學方法.而在當前中學生物課堂教學過程中，很多教師只是把生物史作為一種知識，附加在生物知識教學內容上，而忽略了生物史的科學探究過程，疏于從思想與方法的歷史角度去對學生進行科學方法的教育.因此，在應用生物學史開展科學方法教育的課堂教學組織過程中，我們應從課堂教學的各個環節入手，把握好“科學史”與“科學方法”這兩條主要線索，組織“探究性學習”，讓學生在“體驗生物科學史”的過程中，實現對“科學方法”的教育.下面結合植物生長素的發現教學過程談談滲透科學方法教育的基本途徑.

1.利用生物科學史創設情境，激發學生科學探究的興趣

“興趣是最好的老師”.上課伊始階段，教師將生物科學史上引發科學家對某一問題研究的生物學現象作為問題情境呈現給學生，一方面能可以激發他們的學習興趣，創設學習情境，更重要的是讓學生切身感受什么是科學發現，怎樣提出問題，并在他們腦海中留下深刻印象.教師可以采用幻燈片、講故事、文字展示或角色扮演等形式，再現生物學現象，然后啟發鼓勵學生提出問題.在學習“植物生長素的發現”時，教師先展示同學們熟悉的日常生活中植物向光性的圖片，再播放達爾文觀察植物向光性的動畫引發學生思考，提出問題“植物向光性的原因是什么？”“單側光和尖端在植物的向光性現象中都起了什么樣的作用呢？”問題情境的創設使學生很自然地邁出了科學探究的第一步.

2.沿著科學史的發展軌跡，體會科學研究的方法——假說、演繹推理法

在生物科學史中，一般都展示科學家在研究過程中出現的問題和解決的方法，生物學史的學習過程就等于學生沿著科學家的發現思路作了一次思維的探究.針對上面所提的問題，教師引導學生對達爾文的幾組實驗進行比較分析提出自己關于向光性原因的假設或猜想，并請他們用自己的方式進行表達.然后教師再引入科學史中達爾文的假說，讓學生結合當時的達爾文所處的歷史背景討論思考為什么達爾文會有這種假設，再思考自己所做的假設是否合理，這樣可以使學生在心理上和情感上更接近科學研究，并能體會達爾文得出結論所采用的具體科學方法——假說法.假說的結論是否正確呢？我們如何來驗證？自然地引出詹森和拜爾的實驗，從不同角度驗證達爾文的假說.然后師生一起分析詹森、拜爾的實驗思路、結論：尖端產生的刺激可以透過瓊脂片傳到下部，彎曲的原因是尖端產生的刺激在下部分布不均勻.提出假說：尖端產生的刺激可能是一種化學物質.該假說是否正確呢？科學家繼續探索的步伐前進到了溫特的實驗：讓接觸過尖端的瓊脂塊放在切掉尖端的胚芽鞘上結果胚芽鞘生長或彎曲生長了，從而驗證了假說的正確性.生長素的發現，是眾多科學家利用多種科學方法共同合作的結晶，通過該過程的學習既讓學生理解了實驗設計原則與方法，又在這一過程中，體驗了科學家的探索精神，在現有手段的基礎上對于事物本質不斷探索的精神，使學生體會科學家在做出猜想和假設時所用的具體科學方法，從而實現滲透具體科學方法教育的目的.

3.模擬科學史中的實驗探究過程，學會科學研究的方法——實驗法

生物學是一門以實驗為基礎的科學，生物學史中科學家的實驗都包含著一定科學方法，在科學史的教學中，通過讓學生模擬生物學史中典型實驗并對設計原理、思路、試驗方法和結論進行分析，讓學生學會科學家的科學研究方法，滲透科學方法教育.在生長素的發現這一生物學史的教學中，除了需要學生學會達爾文的實驗設計方法和做出實驗設計分析外，溫特的實驗也是一個培養學生進行實驗科學研究的典例，因此在溫特探究實驗的教學中，可以結合前面科學家的假說（尖端產生的刺激可能是一種化學物質），先讓學生自己設計，然后相互討論分析所設計實驗的可行性，再和溫特的實驗設計做比較，分析實驗的原理、對照的意義、實驗設計的注意點，然后根據實驗現象得出結論.通過這一實驗設計的訓練、操作和詳盡分析不但加深了學生對這一知識的再認識，也使他們較好地掌握了實驗這一科學研究方法.另外，我們還可以通過讓學生設計驗證植物激素極性運輸的實驗幫助他們對對照實驗這一科學方法進行了較好的鞏固.

總之，新課程理念要求高中生物教學中，不僅使學生學會生物知識，掌握生物技能，還重在培養學生的科學思維、科學方法、科學精神等科學素養.中學生物教材中的生物科學史是生物教學中培養學生的科學思維、科學方法、科學精神等科學素養的良好素材，因此，在教學中需要我們更新教育教學理念， 充分認識科學史的教育價值，不斷擴充自己的生物科學史知識，合理利用生物科學史，以探究科學發現過程來學習科學研究方法，注重實驗過程的探究與科學方法的學習相結合，在充分發揮學生的主體作用的同時，滲透科學方法的教育.endprint