尋脈生物科學史 促進教學有效性

林鑫

【摘 要】新課程改革后，高中生物教材增加了許多生物科學史內(nèi)容，教師通過開展生物科學史的教學，提升課堂教學的有效性，引導學生沿著科學家探索生物世界的道路，理解科學的本質(zhì)和科學研究的方法，提高學生的科學素養(yǎng)，達到教學的三維目標。

【關(guān)鍵詞】生物科學史 ? ? 教學有效性 ? ? 興趣 ? ? ? 探究

生物科學是自然科學中的一門基礎(chǔ)學科，是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的科學。生物科學史即生物科學產(chǎn)生發(fā)展的歷史，既包括科學家對生命現(xiàn)象的研究過程，又包括科學家研究生命現(xiàn)象時所持有的不同觀點和態(tài)度;既包括生物學理論和方法的形成演變，又包括不同學科之間的聯(lián)系、科學與社會的相互影響。

普通高中生物課程標準指出，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，理解科學的本質(zhì)和科學研究的方法，學習科學家獻身科學的精神，有利于提高學生的科學素養(yǎng)，幫助學生理解生物科學、技術(shù)和社會的相互關(guān)系，增強學生對自然和社會的責任感，促進學生形成正確的世界觀和價值觀。

有效教學主要指在一定的教學投入內(nèi)（時間、精力、努力），通過教師的教學，學生獲得具體的進步和發(fā)展，達到最好教學效果的教學，是卓有成效的教學。在45分鐘課堂的有限時間里，如何巧妙合理地講解生物發(fā)展史的內(nèi)容，激發(fā)學生學習的興趣，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，達到教學的三維目標，筆者談談個人的見解。

一、精通生物發(fā)展史，保證有效教學

生物科學發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：描述性生物學階段、 實驗生物學階段、分子生物學階段。由于科技生產(chǎn)力水平的限制，19世紀以前生物科學發(fā)展基本處于描述性生物學階段，尤其以1859年英國生物學家達爾文的《物種起源》為代表，他們都只是從純生物學的角度來闡述生命現(xiàn)象，而不能說明它的根本機理和原因。1900年孟德爾遺傳定律的發(fā)現(xiàn)，使生物學從原來的描述性學科發(fā)展成一門實驗性的學科。1953年沃森和克里克兩人提出了遺傳物質(zhì)脫氧核糖核酸（DNA）的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，從此，把整個生物學研究推進到分子生物學的新階段。

伴隨著新課程理念的提出，新教材做出了相應的變化，其中有一個變化較為顯著，就是課本增添了許多科學史的內(nèi)容。據(jù)統(tǒng)計，高中生物必修教材出現(xiàn)的科學史內(nèi)容共計50個片段左右。

“要給學生一杯水，教師要有一桶水。”教師應具備精深的學科專業(yè)知識、豐富的科學文化知識，對于整個生物發(fā)展史的歷程要熟悉，對于高中生物教科書中的科學史要精通，才能保證課堂的有效教學。

二、開展科學史教學，激發(fā)學習興趣

托爾斯泰說過：“成功的教學所需要的不是強制，而是激發(fā)學生的興趣。”促使學生在愉悅的氣氛中學習，喚起學生強烈的求知欲望是教學成功的關(guān)鍵。生物科學史中有很多關(guān)于科學家本身或者是科學家進行科學研究過程的趣事，將其引入到生物教學中，必然會大大激發(fā)學生的學習興趣。例如，講授《伴性遺傳》，引入了18世紀英國著名的化學家兼物理學家道爾頓的故事。道爾頓在圣誕節(jié)前夕買了一雙“棕灰色”的襪子送給母親，母親覺得櫻桃紅色的襪子顏色過于鮮艷，道爾頓感到非常疑惑，又去問弟弟和周圍的人，除了弟弟與自己的看法相同以外，其他人都說襪子是櫻桃紅色的。道爾頓經(jīng)過認真的分析比較，發(fā)現(xiàn)他和弟弟的色覺與別人不同。道爾頓雖然不是生物學家和醫(yī)學家，卻成了第一個發(fā)現(xiàn)色盲癥的人，也是第一個被發(fā)現(xiàn)的色盲癥患者。為此他還寫了篇論文《論色盲》。后來，人們?yōu)榱思o念他，又把色盲癥稱為道爾頓癥。在教學中，適時引入這樣的故事，能為新知識的探究做背景材料的鋪墊，既能引起學生的興趣，又很好地引出探究問題，還豐富了課堂內(nèi)容。

三、開展科學史教學，掌握生物知識

開展生物科學史教學，有助于學生獲得生物學基本事實、概念、原理、規(guī)律和模型等方面的基礎(chǔ)知識，了解生物科學和技術(shù)的主要發(fā)展方向和成就，了解生物科學發(fā)展史上的重要事件。例如：講授《現(xiàn)代生物進化論理論的由來》，課文引入長頸鹿是如何進化來的生物科學實例，指出歷史上有兩種關(guān)于生物進化的理論曾經(jīng)爭得很厲害，分別是拉馬克提出來的“用進廢退”和達爾文提出來的“自然選擇學說”對長頸鹿進化的解釋。拉馬克認為，生物進化其核心是有一種內(nèi)在的動力驅(qū)使生物向前發(fā)展，而由于“用進廢退”，習性會讓生物的器官出現(xiàn)獨特的形態(tài)。達爾文認為，原始長頸鹿中有的較高有的較矮，當食物缺乏時，較高的個體能吃到較高處的樹葉，是其他動物吃不到的，因此有生存優(yōu)勢，能留下更多的后代。一代又一代選擇的結(jié)果，長頸鹿的脖子就變得越來越長。了解生物科學知識在生活、生產(chǎn)、科學技術(shù)發(fā)展和環(huán)境保護等方面的應用，有助于積極參與生物科學知識的傳播，促進生物科學知識進入個人和社會生活。

四、開展科學史教學，培養(yǎng)探究能力

生物科學作為由眾多生物學事實和理論組成的知識體系，是在人們不斷探究的過程中逐步發(fā)展起來的。探究也是學生認識生命世界、學習生物課程的有效方法之一。普通高中生物課程標準倡導探究性學習，力圖促進學生學習方式的變革，引導學生主動參與探究過程，勤于動手和動腦，逐步培養(yǎng)學生搜集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、批判性思維的能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力等，重在培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。例如：講授《植物生長素的發(fā)現(xiàn)》，書上通過一系列的實驗從一定程度上反映了科學探究的一般方法，對培養(yǎng)學生科學的思維方法和研究方法，培養(yǎng)學生的科學精神、創(chuàng)新意識和實踐能力是一個非常好的素材。19世紀末，達爾文研究了光照對金絲雀虉草胚芽鞘生長的影響。通過大量的實驗、科學的設計方法，得出結(jié)論：金絲雀虉草向光彎曲生長是胚芽鞘尖端可能會產(chǎn)生某種物質(zhì)，這種物質(zhì)在單側(cè)光的照射下，對胚芽鞘下面的部分會產(chǎn)生某種影響。1913—1914年，詹森、拜耳在達爾文實驗的基礎(chǔ)上，分別對實驗做進一步的深化，為溫特的實驗提供了重要的思路。1928年，溫特的實驗進一步證明了胚芽鞘尖端確實產(chǎn)生了某種物質(zhì)，這種物質(zhì)從尖端運輸?shù)较虏浚⑶夷軌虼偈古哐壳氏旅婺承┎糠值纳L。1934年，郭葛等人提取出該物質(zhì)，并確認它的化學本質(zhì)是吲哚乙酸，把這種物質(zhì)命名為生長素。通過科學史的學習，學生掌握了科學的探究方法，并感受到科學知識的獲得積累了眾多科學家的心血和智慧。

五、開展科學史教學，樹立正確的價值觀

科學史可以幫助學生樹立全面而準確的科學形象和科學家形象，領(lǐng)悟科學精神和人文精神，加深對科學的理解。培根說過：“讀史使人明智。”教師通過傳授科學史可以幫助學生樹立正確的辯證觀、人生觀和世界觀，培養(yǎng)學生熱愛家鄉(xiāng)、熱愛祖國的精神，增強振興中華民族的使命感與責任感。例如，講授《DNA分子結(jié)構(gòu)》時，教師向?qū)W生介紹了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)的歷程。1951年，23歲的沃森來到英國劍橋著名的卡文迪什實驗室，在那里遇到了大他12歲的克里克，開始了現(xiàn)代生物學史上最動人心弦的合作。也許沃森和克里克不一定是最聰明的科學家，也不一定最有經(jīng)驗，但是他們靠的是不懈的努力，靠的是知識和能力的互補，終于打開了“潘多拉”盒子，開啟了分子生物學時代。為此，1962年，沃森、克里克、威爾金斯因發(fā)現(xiàn)DNA分子結(jié)構(gòu)一起獲得了諾貝爾醫(yī)學和生理學獎。當他們站在科學最高的榮譽臺上，享受鮮花和掌聲時，是否還記得那位“科學玫瑰”——英國女科學家富蘭克林。沒有富蘭克林在1951年11月拍攝的一張十分漂亮的DNA晶體X射線衍射照片，他們能激發(fā)靈感嗎？但在那個時代，女科學家受到歧視和不平等的待遇，她的成就也沒有得到應有的重視。1958年，37歲的富蘭克林患癌癥去世。最近，英國為了紀念她對發(fā)現(xiàn)DNA結(jié)構(gòu)的貢獻，英國皇家學會設立“富蘭克林獎章”。生物學史中還有著豐富的愛國主義教育的內(nèi)容。教學中可以適時引入我國古代、近代在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、生物學上的偉大成就，例如李時珍的《本草綱目》、袁隆平的雜交水稻、1965年蛋白質(zhì)-結(jié)晶牛胰島素等。通過科學史的學習，學生不僅激發(fā)了愛國熱情，更重要的是養(yǎng)成了求實的科學態(tài)度、寬容的人生態(tài)度，樹立了真善美的價值追求。

生物科學發(fā)展史是生物學發(fā)展的一面鏡子，本身就是一部完美的教材。在新課程改革的引領(lǐng)下，把生物科學發(fā)展史素材全面引入到課堂中，有目的、有計劃、有重點地進行教學，構(gòu)建有效的課堂教學，落實三維目標，力爭使每個學生都能達到、獲得現(xiàn)代化公民必須具備的科學素養(yǎng)。

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