在高中生物教學中進行科學史的應用探究

陳歡能

(浙江省三門中學 317100)

生物學的學習不是單純讓學生掌握生物概念和知識點,在教學的過程中教師應該引導學生理解科學發現的過程,做到論從史出.生物是一門以生命活動規律為研究對象的科學，生物科學史不僅是生物的發展史，同時也是生物研究和發現的歷史，通過生物科學史的應用，可以讓學生在生物學家的基礎上進行生物知識的探究，掌握生物的本質以及研究方法，感受科學家孜孜不倦的專研精神，從而達到提升學生的生物學科素養，培養學生的優秀品格的目的.

一、靈活運用科學史，激發學生學習興趣

布盧姆曾說：“學習的最大動力，是對學習材料的興趣.”我國孔子也認為：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者.”興趣是學生進行學習和探究的主要動力，可以有效的促進學生的學習積極性，讓學生系統而深入的掌握所學知識.通過生物科學史為學生創設有趣的情境，可以讓學生置身于情境中，精力集中的進行思考，從而讓學生保持穩定的興趣，擁有強烈的探究欲，以發現生物知識的意義.

例如，在植物激素的教學中，教師先給學生簡述一下生長素的發現：我們知道，植物都具有一定的向光性，這在生活中極為常見，比如向日葵總是向著太陽，這個現象最早被達爾文發現，達爾文最初發現金絲雀虉草幼苗在房間內總是向有太陽光的方向彎曲，這就引起了達爾文的好奇，于是將部分幼苗的頂芽用錫箔包住，將部分幼苗的頂芽切去，之后，這些幼苗便不會向光彎曲，這就是植物的“向光性”.達爾文在1880年的論文中進行了這樣的描寫“當金絲雀虉草幼苗暴露于單側光時，某些影響由上部傳到下部，因而引起后者發生彎曲.只是幼苗的頂端能接受光的刺激，當把幼苗尖端遮光時，則不發生彎曲”.于是達爾文猜測可能是植物的頂芽具有讓植物向光的物質，那么，這種物質是否存在呢，是什么物質呢？通過生物科學史可以有效的激發學生的好奇心，提高學生的興趣，教師讓學生想一下有關生活中植物的向光性，在教學中進行生物科學史的應用，可以將科學與生活聯系起來，提高學生的興趣，讓學生注意力集中的進行問題的探尋，培養學生的觀察和想象能力，讓學生體驗學習和探究的樂趣，從而提升學生情感與態度，促進學生的學習效率.

二、巧妙運用科學史，培養學生探究方法

科學史教學有利于短時間內讓學生了解各個科學家運用的不同方法，從而對比研究，認識到當時的技術及社會因素是制約科學發展的重要原因.生物的科學史并不是一帆風順的，不同的科學家對問題有不同的探究方法，這些方法不僅是科學的結晶，同時也是進行生物研究的重要途徑.教師要巧妙的運用科學史，讓學生將科學家的研究思路和方法運用到生物知識的探究中去，培養學生的探究方法，讓學生的思維更加的靈活.

比如在進行遺傳內容教學的時候，教師可以引入遺傳物質的科學史：最早的時候，孟德爾通過對豌豆雜交實驗現象的分析，進行了猜想和假設：生物的性狀由遺傳因子決定，并且生物的遺傳因子成對存在，互相獨立；遺傳因子具有“顯隱性”關系；遺傳因子在配子的過程中分離，而在受精過程中隨機結合，從而建立起新的成對關系.孟德爾的假設奠定了遺傳學的基礎，隨后薩頓進一步提出假說：基因在染色體上，同時二者行為上存在平行關系.摩爾根通過果蠅實驗，對果蠅的性別和眼色的遺傳性狀進行分析，首次將具體的基因定位在X染色體上.隨著新的科學技術的發展和應用，1944年艾佛里等人通過實驗證明了DNA是主要遺傳物質，同時也是染色體的主要成分之一，奠定了遺傳學的基礎.孟德爾發現遺傳因子是在沒有任何先進儀器的條件下進行的，通過豌豆的性狀進行假設，從而運用科學的方法進行驗證，科學家簡單、巧妙的實驗，精準、完善的假設讓學生驚嘆不已，同時也啟發了學生的思維，對學生形成科學的探究方法，嚴謹的邏輯思維具有積極的作用.

生物科學史是前人探究生物學知識的過程史，一般要經歷提出問題、做出假設、設計可行的實驗方案、實施實驗方案等過程.通過生物科學史的應用，可以讓學生感受生物科學家是如何發現問題，如何進行分析，最后如何去解決問題，讓學生養成科學的研究態度，掌握生物學的方法和技能，提升學生的思維能力，養成良好的品格，這樣更有利于學生生物學科素養的發展.

三、正確運用科學史，培養學生科學精神

在生物教學中進行科學史的應用，不僅是讓學生了解科學家的故事和生物的研究發展歷史，更重要的是對學生的一種素質培養，通過生物科學史讓學生感受科學家的思想、品格、態度以及精神，陶冶學生的情操，完善學生的人格，培養學生正確的人生觀、道德觀和價值觀.科學研究自身的特點決定了科學家具有誠實、無功利、持久不息的探索精神和品質.正確的運用科學史，可以促進學生各項素養的全面發展，培養學生的科學精神.

1.質疑的精神

愛因斯坦曾說：“提出一個問題比解決一個問題更重要.” 質疑的精神是進行科學探究的前提，也是科學發現的起點，沒有質疑就沒有科學的進步.同樣在生物的學習中，學生也要具有質疑的精神，這樣才更讓學生更有探究的動力，對生物學知識進行深入的研究.比如在進行激素調節教學的時候，教師可以應用一下促胰液素的發現科學史：沃泰默最早通過實驗發現，將稀鹽酸注入狗的小腸腔能引起胰腺分泌胰液，即使是剔除了該段小腸的神經，實驗仍然可以促進胰液分泌，而將鹽酸注入到小狗的血液中則沒有上述現象，他認為這是一種神經反射，當時的學術界也都是這樣認為的.但是貝利斯和斯塔林在這個問題上卻不這樣認為，經過一系列的實驗，終于發現了人體激素的存在.

質疑的精神對于提升學生的自主學習能力，促進學生的思維發展也具有重要的作用，教師要通過生物科學史引導學生在進行學習的過程中，多問幾個為什么，多進行合理的假設，從而培養學生質疑的意識，帶領學生走人科學的世界.

2.探究精神

科學的研究是枯燥的，同時也需要足夠的細致，科學家大都具有探幽入微的專研精神，對任何不同于以往的細節都要進行慎重的思考和反復的實驗.亞里士多德曾說：“最初偏離真理毫厘，到頭來就會謬之千里.”一個細微的差別，可能會讓科學家與成功失之交臂，通過科學史讓學生掌握細微的探究精神，更有利于培養學生細心觀察生活、發現知識的內涵.比如在進行細胞有關內容學習的時候，教師可以引入諾貝爾獎得主克勞德分離細胞的實驗的例子：當時許多科學家認為細胞就是一個整體，沒有必要進行碾碎和分離，對克勞德進行冷嘲熱諷.然而，克勞德卻認為細胞具有許多功能，一定還有很多沒有發現的微小組織，對細胞進行分離，更有助于探究細胞的各項功能，從而進行細致的探究，并且發明了超速離心機對細胞進行分離，發現了內質網等細胞器，開創了細胞學說的先河.

探究的精神是學生獲取知識的有效途徑，不僅可以為學生提供廣泛的學習思路，同時也能提升學生的探究能力，對問題能夠進行多方面的分析，通過類比、遷移等方法，找出解決問題的途徑，進行學習方法的優化，從而提升學生的學習效率，促進學生各項素養的發展.

3.堅持不懈的精神

“卓越的人的一大優點是：在不利和艱難的遭遇里百折不撓.”生物的學習也是一個長期的過程，并非一日而成，這就要學生擁有熱情、耐心和堅持不懈的品質，在學習的過程中勇于克服困難和挫折，持之以恒的進行探究，才能達到成功的彼岸.教師可以在植物光合作用教學的時候，引入光合作用的科學史，從1648年荷爾蒙特的柳樹增重實驗開始，先后經過普利斯特里、豪斯、塞你比爾等科學家的實驗和論證，直到1941年魯賓用含有18O的水進行標記實驗，才弄清楚了光合作用的過程.讓學生感受300年間科學家長期不懈的探究，對真理進行孜孜不倦追求的精神，從而培養學生堅持的精神，讓學生擁有剛強的毅力，這樣更有利于學生持之以恒的學習和探究，培養學生實事求是、孜孜不倦的精神，促進學生素質的發展.

在高中生物教學中進行科學史的應用，有機的將學生的學習過程和生物理論產生的過程與方法結合起來，既可以提升學生對生物學的認識水平，也能讓學生產生知識的認同感，效果要好于直接讓學生記憶科學結論，也比給學生進行知識灌輸更能培養學生的創造能力.科學史和教學過程的結合其實也是學生進行知識主動探究的過程，是沿著科學家思維進行分析和實驗的過程，引導學生獲得正確的方法，掌握豐富的知識，促使學生的各項素質的全面提升.

綜上所述，在高中生物教學中進行生物科學史的應用，不僅是讓學生掌握生物知識，也有效的提高了學生的方法與過程，用科學的思維去進行知識的探索，用質疑的精神去學習，并具有提出問題、進行假設，而后解決問題的能力，加強學生知識技術與生活之間的聯系，培養學生情感與價值態度，幫助學生樹立社會責任感，促進學生生物學科核心素養的發展.

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