生命科學發(fā)展史在生物教學中的作用

王飛　羅充

摘 要： 生物科學蘊含豐富的科學思想、科學方法、科學世界觀等內(nèi)容，因而有極高的教育價值。同時生物科學研究的是生命本身，對于學生了解自我、樹立正確的價值觀及世界觀有重要的現(xiàn)實意義，能夠使學生形成創(chuàng)新能力，是提高科學素養(yǎng)切實有效的途徑之一

關鍵詞： 生命科學發(fā)展史 科學素養(yǎng) 教學意義

當前，新課程改革要求學生全面發(fā)展，提高綜合能力和素養(yǎng)。在現(xiàn)代科學領域中，生物科學的發(fā)展速度舉世矚目，并極大地影響人們的思想觀念及思維方式，推動社會的進步。在此前提下生物課程已經(jīng)成為高中階段重要的科學課程，而在生物課程中生命科學發(fā)展史占據(jù)基礎性的重要地位。

1.研究背景

新課程倡導自主、合作和探索的研究形式，這符合高中生物新課標基本理念，認為生物課程的學習是一種合作探究的學習。第39屆國際教育大會明確指出：科學啟蒙教育，應是基礎教育改革中十分重要的內(nèi)容，要致力于發(fā)展兒童對科學的基本態(tài)度，并培養(yǎng)他們接受科學概念和運用的能力[1]。高中生物教學是讓學生自主經(jīng)歷和體驗生物科學探索的過程，是對生物科學發(fā)展史的一種歷史再現(xiàn)，對于培養(yǎng)學生對生物學的愛好和生物科學素養(yǎng)有非常重要的意義。生物課程資源中重要的組成部分是生物科學發(fā)展史，這些史事是教學活動中不可缺少的優(yōu)秀素材，應該成為高中生物新教材中生物科學發(fā)展史的教學內(nèi)容。與此同時，生物科學發(fā)展史的教學過程是學生培養(yǎng)自身探究能力的過程，是高中生物教學培養(yǎng)探究創(chuàng)新學習方法的基礎。所以廣大的生物教師要充分認識到，生物科學發(fā)展史在教師教學過程中占據(jù)重要地位。

2.調(diào)查及分析

2.1調(diào)查情況介紹。

筆者對貴州省貴陽市的幾所中學的生物教師對科學發(fā)展史在教學中的使用情況進行訪談，訪談題目如下：（1）請談談您對生物教材中科學史的了解情況。（2）您認為在課堂教學中向?qū)W生介紹科學史是否有必要。（3）生物科學史相關內(nèi)容用于教學起到的作用有哪些？（4）在教學中您使用生物科學史的頻率高嗎？（5）您在課堂教學中是怎樣滲透生物科學史知識的？

2.2對訪談結(jié)果進行全面統(tǒng)計分析。

通過對訪談結(jié)果的分析得知，大部分教師都能系統(tǒng)地了解科學史，但是大多只關注考點以內(nèi)的史事，不重視科學發(fā)展史的引入及其與科學知識的融合教學，一般情況下只是采用一帶而過的方式，不能充分發(fā)揮科學發(fā)展史的價值。運用探究式教學手段引入生物學史的老師少之又少，即便教師認為科學發(fā)展史教育能夠幫助學生提高培養(yǎng)生物科學素養(yǎng)，但是隨著新課改的進行，生物一周只有兩課時，時間的銳減使得很多相對不是應試考試直接考的知識被刪減，從而有充足的時間精講重要知識。而科學發(fā)展史由于其作用的隱蔽性及對應試考試的不明顯性理所當然地在被刪除的環(huán)節(jié)，老師們雖然認為不妥，但為了顧全大局只能讓同學們在課余時間自己了解相關的知識。

3.生物科學發(fā)展史的教學意義

“生物發(fā)展科學史”是一門生物學與歷史學相結(jié)合的邊緣學科，生物科學史研究生物科學發(fā)生和發(fā)展的歷史。西方教育學者瑪格納指出：“生物科學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)象時所持有的觀點和態(tài)度；既包括生物家的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。”[2]

《普通高中生物課程標準（試驗）解讀》對生物科學發(fā)展史的定義是這樣的：生物科學產(chǎn)生和發(fā)展的歷史脈絡作為輪廓，選取科學發(fā)展歷程中起著重大轉(zhuǎn)折作用的課題研究和事件作為主線，通過翔實的資料和歷史闡述科學家們的創(chuàng)造性勞動以論述科學家進行科學探索時采用的創(chuàng)造性方法和思想，同時在研究科學家的時候不能把人與其所處的時代分割開來，一定要對科學家所處的時代背景和社會背景進行討論。生物科學發(fā)展史中蘊含豐富的教育素材，很多還是生物課程的教學資源組成部分，是教師在進行教學活動時優(yōu)秀素材來源的寶庫，總的歸納起來主要有以下幾個方面的重要價值。

3.1探究發(fā)現(xiàn)，有利于生物科學素養(yǎng)的提高。

2003年教育部頒布的《普通高中生物課程標準》，首次將“生物科學素養(yǎng)”這一概念引入高中生物課程。《普通高中生物課程標準》明確了“提高生物科學素養(yǎng)”的新課程理念，強調(diào)了對每個高中生生物科學素養(yǎng)的提高是高中生物教學的核心任務。提高學生的生物科學素養(yǎng)是中學生物教學的重要目標，生物科學素養(yǎng)的提高有助于學生全面發(fā)展和終身發(fā)展，有助于學生形成科學的、健康的生活方式。美國的“2061計劃”核心著作之一《面向全體美國人的科學》將“科學素養(yǎng)”定義為：“應理解科學核心概念和原理；熟悉自然界，認識自然界的多樣性和統(tǒng)一性；能夠按個人和社會目的運用科學知識和科學的思維方法。”[3]因此，在基礎教育中對學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)應當加以注重，科學素養(yǎng)的基礎是科學知識，生命科學發(fā)展史就是前輩們不斷探索生命活動真相的科學過程史。

每個知識點的產(chǎn)生都是不斷探究發(fā)現(xiàn)的過程，在生物教學中就是通過生物史再現(xiàn)生物學家的探究發(fā)現(xiàn)過程。學生在觀察生物學家探究發(fā)現(xiàn)的過程中就能潛移默化地形成一定的科學能力，在了解生物學家的愛國熱情和科學精神中形成自身有關的情感、態(tài)度與價值觀，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。同時這些生物科學發(fā)展史也是科學知識形成過程的記錄，包含科學家們各種各樣富于創(chuàng)造力的思維方式，是培養(yǎng)學生正確價值觀和科學態(tài)度的良好素材。

3.2巧妙設計實驗，有利于拓寬學生的思路。

生物科學屬于自然科學的一個門類，生物科學的一切知識和理論都是在試驗檢驗的基礎上確定的，但是鑒于很多學校的設備現(xiàn)狀，很多學校并沒有設置生物實驗課程。生物學的研究成果都是前人在成百上千次的試驗過程中獲得的，而生物學發(fā)展史就是觀察現(xiàn)象、提出問題、設計試驗、分析數(shù)據(jù)、獲得結(jié)論的過程和歷史。教師重視引導學生對科學發(fā)展史的學習，可讓學生在了解、學習前人實驗方法的同時，模仿設計簡易實驗，并在實驗過程中思索驗證相關已有結(jié)論。通過這一系列的思索、探究過程，學生可以很好地開拓自己的思路。例如在新人教必修二遺傳與進化中DNA雙螺旋模型結(jié)構的整個探索歷程：最初沃森、克里克通過維爾金斯看到富蘭克琳在1951年11月拍攝的一張十分漂亮的DNA晶體X射線衍射照片推算出DNA一定是螺旋結(jié)構，并分析出其螺旋參數(shù)，但隨后沃森和克里克嘗試很多種不同的雙螺旋和三螺旋模型，均未搭建出合理的DNA模型，最后在查哥夫的數(shù)據(jù)幫助下最終才得出DNA的正確模型。通過DNA發(fā)現(xiàn)過程的教學，學生根據(jù)新人教版課本必修二的50頁的模型建構制作流程自己動手制作DNA的模型，實驗方法和實驗工具的靈活運用能夠給學生帶來深刻啟迪，激勵學生大膽思維并放寬思路，綜合各個領域的知識為自己所用，本質(zhì)上提升學生的自主學習能力。

3.3導入新課，有利于提高學習興趣。

興趣是學生學習的內(nèi)在動力。科學發(fā)展史一般情況下都具有很強的故事性和趣味性，能充分激發(fā)學生的好奇心和求知欲，為課堂學習提前做好心理鋪墊。例如在學習伴性遺傳時，可以先介紹英國著名化學家兼物理學家道爾頓發(fā)現(xiàn)色盲癥的故事，作為背景材料，引起學生一探究竟的好奇心。在學生學習“性別決定和伴性遺傳”的相關知識時，可插入史料“達爾文悲痛”：達爾文與他的表妹愛瑪因為相愛而結(jié)婚，但是他們誰也沒有料到，他們的6個孩子中3人中途夭亡，其余3人終身不育。這件事情讓達爾文百思不得其解，因為他與愛瑪都是健康人，生理上沒有什么缺陷，精神也非常正常，為什么生下的孩子卻都是如此呢？在聽完這段令人傷感的史料后，要求學生運用伴性遺傳的理論知識，對“達爾文悲痛”事件進行分析。利用史料對知識進行應用性的歸納，不僅活躍了課堂氣氛，更重要的是在學生學以致用過程中，使學生深刻體會到了遺傳學知識在現(xiàn)實生活中的應用價值，在解決問題的過程中體驗到了成功的喜悅和學習的樂趣。

把生物科學發(fā)展史加入高中生物教學課堂和教材中，并且在教學中把生物科學發(fā)展史和生物科學知識有機整合起來，有助于學生發(fā)現(xiàn)和掌握生物學產(chǎn)生發(fā)展和進步的客觀規(guī)律，以生物科學發(fā)展史的觀念理解生物課程，還能夠幫助學生更客觀地理解和掌握生物學發(fā)產(chǎn)生和發(fā)展的客觀規(guī)律，有利于幫助學生培養(yǎng)完整的生物科學研究方法，例如觀察法、實驗法、數(shù)學方法和邏輯方法等，啟迪學生思維。

3.4重溫經(jīng)典，有利于對學生進行科學精神和價值觀的教育。

學習生命科學發(fā)展史能夠激發(fā)學生興趣和求知欲，同時能夠使學生了解生物學家為了探索生命真相作出的努力和長期探索的決心，這些內(nèi)容能夠從側(cè)面激發(fā)學生刻苦學習的努力奮發(fā)態(tài)度和科學獻身精神。比如必修二中提到的現(xiàn)代遺傳奠基人孟德爾的植物雜交試驗課程時，可以重點講解孟德爾做植物雜交實驗的整個過程。他在無數(shù)次實驗失敗后并未放棄，而是運用統(tǒng)計學方法對實驗數(shù)據(jù)進行完整記錄和統(tǒng)計計算，通過8年時間才提出基因的分離定律和自由組合定律。教師在教學過程中若能很好地利用這一史實的話，學生就可以從孟德爾的整個實驗過程中初步了解現(xiàn)代科學研究中常用的“假說-演繹法”，更重要的是使學生認識到科學研究成果的來之不易，科學發(fā)現(xiàn)絕不是牛頓被蘋果砸中后就能夠產(chǎn)生的，背后有常人難以想象的艱辛勞動。

4.本課題的研究意義及展望

新教材中的生物科學發(fā)展史教學不是枯燥的知識，若靈活運用生物科學史教學，則既可以創(chuàng)設問題情境，激發(fā)學生興趣，又可以在新課教學中幫助學生了解動態(tài)知識，并給學生以啟迪和教育，教學針對性強，占用時間短，是不會影響整個教學的設計而喧賓奪主[4]。同時生物科學發(fā)展史有其深刻內(nèi)涵和作用，貫徹新課標的教學理念，明確學生能力培養(yǎng)的發(fā)展方向，也指出教師在教學方法上應做的探索改革和努力方向。生物教師不能因為時間緊張就草草了事，忽略對生物科學發(fā)展史深刻的內(nèi)部規(guī)律，違背新課改的本意。

生物教師要通過實踐挖掘生物科學發(fā)展史教育價值，探索生物科學發(fā)展史整合進中學生物教學中的有效策略。在教學過程中切實將課本列出的生物史事實應用到位，如果有必要甚至可以在講解習題時向?qū)W生列舉一些與課文知識相關但課本中未提及的史實，最大限度地開發(fā)學生的潛在能力。

參考文獻：

[1]初芳.國際科技教育進展[M].北京：科學出版社.

[2]田瀅.淺談科學發(fā)展史在生物教學中的作用[J].中學教學參考，2011（20）.

[3]謝群.生命科學史與生物科學探究[J].中學生物學，2007（5）：26-28.

[4]陳繼慧.高中生物運用科學史培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的探索[D].東北師范大學，2006.

通訊作者：羅充