生物科學史教育

李娟劉 晶李娜

摘要：初步探討利用生物科學史培養科學思維的可行途徑，并就該途徑提出了相關教學建議，以期為廣大教師提供參考。

關鍵詞：生物科學史 科學思維 生物學學科核心素養

中圖分類號：G633.91 文獻標志碼：B

1問題的提出——如何讓科學思維落地

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》（以下簡稱《新課標》）中明確指出，生物學學科核心素養包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任四個維度。科學思維作為一種高級的認知加工方式，在學生核心素養的培養與發展過程中發揮著重要的作用。科學思維是指尊重事實和證據，崇尚嚴謹和務實的求知態度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力。高中生物學學科核心素養中的科學思維內涵表明，科學思維不僅是一種態度，更是一種能力、一種思維習慣，凸顯了科學思維重實證、追求客觀性的特點，但這一定義對科學思維品質的考量有所忽視。基于心理學中對思維的定義，科學思維是具有意識的人腦對科學事物的本質屬性、事物間的聯系和相互關系以及事物的發展變化規律的間接、概括的反映，具有內隱性、高度抽象性、概括性的特點。綜上所述，科學思維具有多種特性，如何化抽象為形象，使科學思維落地，是橫亙在廣大一線教師面前的一道難題。

2科學思維落地的一種可行途徑——生物科學史教育

科學思維的培養可以借助豐富多樣的材料。科學思維的材料可分為感性材料和理性材料，即外部事物及外部事物屬性的內部表征。科學思維的材料既可以通過觀察、實驗等方式獲得，也可以從已有的科學概念、科學原理、科學規律等材料中獲取。基于科學史教學策略展開高中生物學教學，是一種可行的科學思維培養途徑。

首先，生物科學史本身就是一種可靠的科學思維材料。生物科學史從辯證唯物主義和歷史唯物主義出發，對生物科學的產生與發展作出科學總結，是生物學科漫長發展歷程中所形成的寶貴財富，蘊含著豐富的科學思維方法。生物科學史將生物學知識的來源及其產生過程、科學方法的改革與創新、科學家個人與團體的智力活動、科學發展與社會發展和個人發展的互動關系等統統記錄在冊，是豐富的事實材料。

其次，科學史上大多數重大的發現都是從問題開始。教師利用科學史開展基于問題的教學，可以充分調動學生學習積極性。創設情境、強調真實情境又是核心素養落實的有效途徑之一。科學史由一個又一個小故事構成，其本身就具有一定的情境性。同時，科學史是不斷發展的歷史，科學知識也在探索中不斷更新。也就是說，知識不是固定的，不是絕對正確的，科學知識具有暫時性、動態性的特點。利用科學史開展學習活動時，教師需要引導學生用質疑的態度和批判的眼光去看待知識。因此，利用科學史進行教學，對學生批判性思維的養成具有重要意義。

基于生物科學史的教學不僅僅有助于學生理解生物學學科的本質，把握生物學的核心內容，更有助于學生理解科學本質、養成科學思維、提升科學素養，進而實現知識的自主構建。科學史在學生科學思維的養成方面發揮著關鍵作用，是學生科學思維養成的重要驅動力。

3基于生物科學史教育培養科學思維的一般路徑

雖然目前生物學教師普遍認同科學史的教育價值，但在實際教學過程中也存在著忽略生物科學史教學，直接依據教材陳述科學史實等現象，忽視了生物科學史中蘊含的科學思維培養的價值。基于這些問題，構建了如圖1所示利用生物學史培養科學思維的一般路徑。

首先，教師逐步呈現生物科學史資料，創設情境，使學生代入科學家的角色，提供適當的腳手架，引發學生思考，進而促進學生主動提出問題。隨后，學生通過研讀相關材料、觀看視頻等多種途徑獲得相關信息，收集客觀事實、整理證據材料，并嘗試運用分析與綜合、歸納與概括、演繹與推理等科學思維方法來解決問題、得出結論。學生在解決問題的過程中運用科學思維方法來獲得概念、揭示規律等。

然后，學生回到現實，跳出科學家身份，教師引導學生用批判的眼光去看待自己得出的結論、科學家的結論，并比較自己的結論與科學家的結論之間的異同，思考科學家的結論是否正確等問題。學生在深入挖掘問題背后的原因時，會思考：科學家應用了哪些科學方法？科學家的局限是否與其所處的時代有關？……在這樣一個反思的過程中，學生由被動的回答問題轉為主動提出問題、解決問題，并在這一過程中發展批判性思維，通過由表及里的深入思考，逐漸養成科學思維。

基于生物科學史去培養學生的科學思維重要的不是教師教會了學生什么，而是學生習得了什么。如果僅僅是對科學史進行簡單研讀，得出一個結論，那么科學思維的培養也往往只是浮于表面，不夠深入。教師應該引導學生多問幾個為什么，讓學生在事實和證據的基礎上嘗試應用科學思維方法來對問題做出回答。正如同《普通高中生物學課標解讀（2017版）解讀》一書中所提到的“學生的科學思維的發展聚焦在以下三點：質疑是思考的視角、實證是判斷的尺度、邏輯是論辯的準繩”，用科學史培養科學思維也是如此。

4基于生物科學史教育的教學建議

4.1在生物科學史教學中充分體現科學思維方法

教材中所選取的每一個生物科學史背后都或多或少蘊藏著科學家們進行科學研究的一般方法。同時，教材正文中特意安排的“科學方法”這一欄目對生物科學史中應用到的科學方法進行概括、總結。因此，教師可充分利用教材中的欄目，講好生物科學史故事、講透科學思維方法。

4.2以問題創設情境、用對話啟迪思維

在實際教學過程中，教師可以以提出問題的形式，促進學生自主歸納、探究，鼓勵學生主動提出問題，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。在循序漸進的培養中，教師可以不斷與學生對話，讓學生不斷提出問題、解決問題、反思結論，幫助學生不斷完善自己的結論，加深對生物科學史發展的認識。

4.3理性對待科學史，樹立正確的科學精神

生物科學史的發展歷程并不是一帆風順的，在對生物學現象進行探索的過程中，科學家用獨特的思維方式來嘗試對新領域的問題進行解釋。

教師運用科學史進行教學時，應該以事實為基礎、尊重客觀史實，不要過于美化科學家的歷史貢獻和科學研究的歷程，讓學生一昧地認為科學史故事都是一帆風順的。教師應該對科學史進行理性的評價，鼓勵學生敢于質疑、敢于探索，從而培養學生的科學精神，讓學生認識到科學的發展呈螺旋上升趨勢，一個科學理論的誕生需要經過不斷地修正與完善。教師在應用科學史進行教學時，應注重引導學生用懷疑的眼光去看待科學理論，并有意地培養學生的質疑精神與批判性思維。

5結語

科學史詳細地記錄了科學發展的歷程，采用科學史教學策略可以有效地促進學生科學思維的養成。生物學教師應高度重視生物科學史在生物教學中的重要作用，用好科學史，讓科學思維真正落地。此外，培養科學思維的方法還有很多，需要教師在教學過程中不斷摸索。