基于生命科學史的小專題研習教學實踐研究

任劍明 魏娜 馬會放

摘要 以科學史的小專題研習為例，探索其在教學實踐中的實現方式以及闡釋其對于發展學生核心素養的育人價值。

關鍵詞 科學史 小專題 核心素養

中圖分類號G633. 91

文獻標志碼B

《普通高中課程方案（2017年版）》（以下簡稱《課程方案》）的實施，給了學生更大的擇“科”自由，學生選擇生物學課程進一步學習，很大程度上是源于學科興趣，而不再是因為傳統理科的捆綁。另一方面，生物學課程在高考科目中的分值和其他選考科目一樣，這使得學生愿意投入更多的精力去學習生物學。這是《課程方案》為生物學教學帶來的新機遇。

作為自然科學中的一門基礎學科，生物學是提高學生的科學文化素養的重要載體之一。然而，隨著知識體系的逐步加大，學生學習的實際感受卻是這是一門比一些人文科學還“文科”的科目，有太瑣碎的知識點需要去“記”，有太多的內容需要去“背”。生物學的學習不能像物理、化學那樣來一場酣暢淋漓的計算或推導，學生總是很難感受到生物學科的邏輯。

面對《課程方案》帶來的機遇與挑戰，生物學教師要拓寬教學路徑，探索教學組織形式，創設有效的教學情境，幫助學生守住選科時的那份“初心”，引導學生感受到生物學的學科邏輯，進而發展學生的科學文化素養。《課程方案》實施以來，筆者探索以科學史為背景的小專題的教學組織和方法，以促進學生學習方式變革，增強學生的科學體驗感，取得了較好的教學效果。

1 基于科學史的小專題研習教學組織形式的搭建

高中生物學課程的精要是向學生展示生物學的基本內容，反映自然科學的本質。生命科學史闡述了生物學家在解決問題過程中所持有的觀點以及解決問題的思路和方法，并且還系統性地闡釋了每一個生物概念產生的背景和路徑。以科學史為背景的專題研習有利于吸引學生主動地參與學習，有利于引發學生領會科學家的思想，體會科學研究方法，理解生物科學本質和感悟科學精神。該教學組織形式的搭建主要過程如下：

（1）聚焦大概念選擇合適的專題。

進行小專題的研習有幾個原則要把握：①專題內容上聚焦大概念，跟學生所學的相關;②專題要有一定的系統性，學生研習之后，能對大概念產生背景，路徑能有更深刻的認識;③專題的挑戰性應該在學生的能力范圍內，能促進學生間的合作，引發學科間交流，提升學生的科學素養。例如，圍繞高中生物學概念3：“遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳”，師生共同確立了“DNA是如何被確定為細胞的遺傳物質”的小專題研習。

（2）圍繞專題，分析教材，確定研習方案，展開研習。

確立專題后，學生知道了做什么，還需要教師給予必要的幫助，啟發他們的思路，幫助學生確定研習方案。這個過程中，教師要注意引導學生，將研習內容與教材關聯。例如，在生命科學史上關于遺傳物質化學基礎的研究，事實上是三方面研究結果共同匯合而成：①遺傳類型的統計學分析，解決了基因的傳遞行為，但未解決基因是什么;②細胞分裂的顯微研究，解決了染色體在細胞分裂過程的行為，初步將遺傳物質鎖定上DNA與蛋白質之間;③細胞組分的生化及功能研究，解決了染色體的化學組成、DNA的分子結構、DNA是肺炎雙球菌的轉化因子、DNA是噬菌體的遺傳物質等問題。就這些研究內容與教材相關內容的關聯性分析見表1所示。

分析與教材內容的關聯性后，結合三個研習方向，興趣相近的學生結合成研究小組，各有側重點，從收集資料，查閱文獻開始研習（教師要在資料提供方面提供指導和幫助）。研習過程要注重體會科學家的觀點，研究思路和方法，注重梳理每項研究解決的問題，以及受此研究啟發帶來的新問題。

（3）搭建交流平臺，培養學生的學術交流能力。

學生在研習一段時間的基礎上，全班定期交流研討。交流主要環節為：先由每組代表做研習報告，報告主要內容為研習所獲、研習困惑及下一段的研習計劃和目標;然后，就相關問題進行師生問答，小組討論或辯論。在此基礎上，教師要給予評價，就學生的研習困難提供幫助，啟發學生的思路，增強學生的信心。這一平臺的搭建的意義在于給學生提供交流的機會，讓學生講科學家的研究故事，分析科學家的觀點，講述科學家的方法。這樣有利于增強學生對科學的認識，有利于發散學生的思維。在小結點評階段，教師的幫助有利于引導學生把握研習的方向，提高研習的質量。

（4）撰寫研習報告，設計研習海報，展示研習成果。

當一個專題研習完成以后，撰寫報告可以促使學生就研習內容再進行一次深入思考，進而梳理學生研習過程的收獲，同時提升學生的表達能力。展示研習成果是為了讓學生在更大范圍分享自己的研習成果。這一過程有利于增強學生的自信，使學生收獲創造性勞動帶來的喜悅。特別是在海報下方備注研習小組學生的名單，會讓學生有非常強的學科自信感，讓學生感受到勞動之后的快樂。

2 基于科學史的小專題研習的教學實踐效果

2.1 激發了學生的學習活力，增強了生物學課程的科學體驗感

系統性的小專題研習激發了學生的學習活力，生物課程的學習不光在課堂上進行，而且延伸到了課下實踐，學生通過查文獻、讀文獻、做報告、回答同學問題、小組交流、撰寫研習報各等環節，引發了學生的學科興趣，發展了學生的閱讀、交流、表達等學習能力。在這一過程中，學生還近距離地感知生物學知識的產生過程，感受了生物學研究過程中的科學思維和科學探究，感受到了生物學研究的科學體驗，增加了學生對生物學科是自然科學的認同感，體會到了生物學科學習的樂趣。在研習報告中，學生寫到：“生物學研究的基本方法之一就是‘觀察法。而生物體的組成又非常的復雜，生命科學的特例又非常的多，所以生物學沒有那么多的定理和公理，生物學的研究的表達方法主要就是描述，描述某種指標上升了，或者下降了……”這說明學生已經開始在逐步意識到了生物學的學科特點。

2.2 發展了學生的生物學學科核心素養

基于科學史的小專題研習，教師引導學生在研習過程中，進入科學家的角色，感受科學研究時遇到的困難、引發學生真思考，促使學生由過去的解題向解決真問題方向轉變。學生在親歷解決問題過程中：①從源頭上體驗知識的形成過程，學生主動構建了相關的知識網絡，增強了學生對相關生物概念把握能力，這樣形成的知識更具有系統性的生命力;②通過領悟生物學家的觀點和解決問題的思路進而發展了基于生物學事實和證據的歸納與概括、演繹與推理等科學思維方法;③通過感悟生物學家的研究方法，發展了針對特定現象進行觀察、思辨、方案設計、實驗驗證，對研究結果交流與討論等的科學探究能力。在此基礎上，學生通過感悟研究故事，形成積極的科學態度，養成科學思維、批判質疑和勇于探究的科學精神，為學生的未來學習、生活和社會參與時培育了科學素養。

3 結語與反思

新一輪課程改革給生物學教學來了機遇的同時，也使教師面臨著挑戰。如果生物學教學開展得有學科吸引力，選擇生物學的學生就會多一樣，這樣會促使生物學科的發展進入良性循環，反之亦然。課程的吸引力主要來自兩方面：學生學習的真實體驗感;學生的高考成績。這兩者相輔相成，并且目標都統一于促進學生的發展。這就要求教師勇于嘗試教學方式改革，增強學科的吸引力，繁榮學科的長遠發展。基于科學史的小專題研習引領學生在完成一個任務的過程中學習，讓生物課的學習從課上學習延伸到了課下實踐，學生更近一步地感受到了生物學的科學本質，感受到了生物學的探究樂趣，同時收獲了知識，培育了科學精神，發展了核心素養，為未來的終身學習奠定了方法基礎。

參考文獻：

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