試析多角度的生物科學史教學主線設計

鄭云桓　丁奕然

摘 要 圍繞以科學史為課堂教學主線的設計思路，從多角度設計出相應的教學主線，用案例探究其對生物課堂教學的意義。

關鍵詞 科學史 教學主線 思維 方法 精神

中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B

近年來，隨著我國教育改革事業的不斷發展和深入，將科學史納入到中小學科學課程教學中，以期促進學生對科學本質的理解，幫助學生形成正確的科學本質觀，從而培養學生的科學精神和創新能力，已成為一個重大的教育研究課題。從教學意義上來看，科學史教學可以培養學生的探究思維、轉變學習方式和勇于質疑的精神等多方面的優勢，但是這對教師自身的科學史素養必然提出了巨大要求。此外“僅利用科學史提高學習興趣，強化科學知識的傳授”是當今生物科學史教育中常出現的弊病。所以科學史教學方法的改進成為了當今教育教學研究的不足之處。

與此同時，課堂主線教學因其在實際教學過程中的優良效果，也成為了正在興起的熱點研究方向。教師若以科學史教育作為課堂教學的主線，要根據學生的特點和教學目標的要求，將科學史進行合理而精密的加工，形成一條流暢且高效的課堂教學主線。正如黃鳳珍對教學主線的一點闡釋中所說的：生命科學史是生物學家思維與智慧的結晶，教學過程中教師可以根據教學需求，對科學史進行增、減或重組，設計一條歷史線。

1 掌握和運用科學方法

每一個生物科學史上的重大發現，背后都或多或少蘊藏著科學家科學探究的一般方法。教師若將這種科學方法巧妙地提煉出來，穿針引線地附著在科學史的課堂教學主線上，將會是學生領悟科學思維的有力幫手。在實際教學過程中，教師可以以提出問題的形式，讓學生自主歸納、探究，以調動學生學習的積極性，使學生使每一位學生都以一名科學家的身份去思考、分析和解決問題，從而在這個過程中掌握和運用科學的探究方法。

例如在學習“能量之源——光與光合作用”這堂課時，結合“光合作用的發現”的科學史教學主線，以科學史的發展過程為縱向教學主線，去了解：科學探究從植物建造自身的原料來源到植物與空氣的關系，到植物更新污濁空氣的條件再到光能去哪兒，最后到O2的來源探究（圖1）。這一步步環環相扣，可以使學生理解科學發現并不是一蹴而就，而是經過了長時間的積累與努力的過程。同時教師以科學探究的一般方法為橫向教學主線，使學生能夠直觀地感受到提出問題、作出假設、實驗驗證和得出結論的一般科學探究方法，在詳細理解科學家實驗探究的設計思路的過程中，又能培養分析、推理、歸納等科學思維能力。

2 培養科學思維

生物科學史的發展歷程并不是一帆風順的，在解決歷史問題的過程中會遇到許多困難。在處理具體問題時，需要的不僅是一般的嚴謹、穩妥的科學探究方法，更要的是精妙、合理的科學思維。例如學習孟德爾遺傳定律時所用到“假說演繹”的思維，達爾文建立自然選擇學說時科學與推論的思維等。每一次科學思維的轉變是科學家們智慧的結晶，也是一個個生物學難題的突破口。教師以此為主線進行課堂教學設計，能方便學生培養起創新的科學思維。

如在學習“基因在染色體上“這一堂課時，很多學生對于薩頓的假說中，運用到的類比推理法往往難以理解。教師可以設置一條教學主線，通過對比基因和染色體在穩定性、體細胞中、配子中以及形成配子時，各方面行為的相似之處，即基因和染色體行為存在著明顯的平行關系，來幫助學生更加清晰地認識科學思維的轉變是怎樣在科學上實際運用的。由此，薩頓推斷出基因是由染色體攜帶，并從親代傳遞給下一代的，從而在此基礎上才能夠方便科學家們研究出基因到的本質（圖2）。

3 樹立正確的科學精神

過于單點的科學史較少，易給學生造成科學的探究是簡易、輕松的過程。過于美化單個科學家的歷史貢獻，易讓學生造成誤解，忽視團隊合作的重要性。不客觀地評價歷史，忽視對科學史上錯誤理論的理性和反思評價，則不利于學生培養敢于質疑、探索創新精神的培養。其實一個個的假說發展為學說，加上理論的一次次更正，展示了生命科學形成的歷史。這既是生命產生和進化的歷史，也是生命科學產生和發展的過程輪廓。科學史的理論結果不是一蹴而就的，也不是毫無爭議的，一個正確、合理并能夠廣泛被人們所接受的科學理論，必然是要通過不斷地修正和完善才得出的。

只有用懷疑的眼光去看待科學理論，以一顆敢于質疑、善于探索的心去發現，這樣生物科學才能不斷地向前發展。教師應該給予學生這樣的科學精神培養。那如何將這種科學精神在實際教學中有效地傳遞給學生呢？例如，在講授“DNA是遺傳物質”這一堂課中，教師將發現“DNA是遺傳物質”的歷史進程作為一條修正完善的科學史課堂教學主線（圖3），讓學生既可以客觀、辯證地看待科學史，又能領悟科學結論不斷修正完善的過程，培養起學生質疑、創新的科學精神。

課堂教學主線的設計能夠使師生的聯系更加緊密，而科學史便是其中的一座橋梁。經過研究實踐這樣的教學設計切實可行，方便了學生去掌握知識、提高生物科學素養。而教師作為教學的引導者更應該通過多角度去設計這座橋梁，培養學生的生物科學素質，使學生能夠真正地熱愛生命科學，投身于生命科學研究的事業中去。

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