科學史在高中生物教學中的價值
——以細胞學說建立的過程為例

宗婷

（南昌市第二中學，江西 南昌 330200）

近年來，有關(guān)科學史的譯本及著作見諸各種刊物和著作，生物教學中所相關(guān)的生命科學史也不例外。還有很多有的師范院校已將科學史納入課程計劃并開始實施，當然我們作為中學生物教師，也逐漸在認識到科學史在中學生物教學中的作用，并且提出具體做法。然而，生命科學史中蘊涵的價值遠不止這些。教育總是在不斷地改進，課程同樣也在發(fā)生改革。生命科學史中蘊涵的教育價值對于實現(xiàn)新課程目標具有積極的意義，對于教師教育也具有積極的意義。生命科學史是一部思想史，它揭示了人們思考和解決生物學問題的思想歷程。這些思想是受當時的文化背景和科學技術(shù)水平制約的，生物學新知識的產(chǎn)生，都需要首先從思想方法上有所突破。

生命科學史給我們展示了科學家產(chǎn)生想法時所處的時代背景，同時記錄著科學家的思想以及科學家思想的轉(zhuǎn)變，而科學家的思想以及思想轉(zhuǎn)變與他們從事的科學探究是密切相關(guān)的。這對學習者形成正確的思想具有積極的教育意義。

人民教育出版社高中生物必修1 教材中“細胞學說”的建立者主要是兩位德國科學家施萊登和施旺。后人根據(jù)他們分別于1838 年和1839 年發(fā)表的研究結(jié)果，綜合了3 個要點。

如果教材中沒有增加第P10-P11 面“資料分析”就只是介紹了細胞學說建立的過程，或許細胞學說的綜合要點，就看到這樣要點型的概括便很難理解，甚至只是強加記憶。但教材中的資料分析有相關(guān)的問題并且需要學生表達學生自己的見解。從1543 年解剖學家通過大量的尸體解剖研究發(fā)表的《人體構(gòu)造》介紹開始。直到1665，在顯微鏡下的重大發(fā)現(xiàn)英國科學家虎克用顯微鏡發(fā)現(xiàn)了“細胞”。在17 世紀荷蘭著名魔鏡師列文虎克用自制的顯微鏡觀察到不同形態(tài)的細胞、紅細胞和精子等。意大利的馬爾比基用顯微鏡廣泛觀察了動植物的微細結(jié)構(gòu)。但是，它們并沒有用“細胞”來描述其發(fā)現(xiàn)，也沒有進一步考慮生物體結(jié)構(gòu)的一致性。

18 世紀，德國一位研究海洋生物的自然哲學家提出的觀點啟發(fā)了施萊登和施旺。施萊登是德國的植物學家，他通過研究植物的生長發(fā)育，首先提出細胞是構(gòu)成植物體的基本單位。施旺是德國的動物學家，施萊登告知他時，他當時在研究脊椎動物脊索和軟骨的結(jié)構(gòu)，他受到施萊登的啟發(fā)之后，決意要“證明兩大有機界最本質(zhì)的聯(lián)系”，并發(fā)表了研究報告《關(guān)于動植物的結(jié)構(gòu)和一致性的顯微研究》，細胞學說的觀點不斷在修正中前進。1858 年魏爾肖總結(jié)出“細胞通過分裂產(chǎn)生新的細胞”，這個斷言，至今仍未被推翻。

如果沒有這樣詳實的資料分析，沒有相關(guān)的科學史材料，學生會覺得細胞學說知識性的內(nèi)容只是一味地灌輸，但是，書中科學史的給出，讓學生理解為什么細胞學說的第一個觀點概括為“一切動植物都由細胞發(fā)育而來，并由細胞和細胞產(chǎn)物構(gòu)成”。資料分析的背景給出了一段生命科學史：施萊登和施旺分別是當時德國植物學家和動物學家，因此，有上面的細胞學說概括，也就順理成章，沒有那么突兀。

生命科學史揭示了自然科學的本質(zhì)。自然科學從本質(zhì)上表現(xiàn)出以下特征：定量化、觀察、實驗、科學過程、在自我更正中完善和積累。定量化的特點是將生命科學和數(shù)學結(jié)合在一起。盡管生物科學史對培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)有著重要的啟示作用，由于諸多因素的限制，不可能以科學史為主線編寫教材。這就要求教師在教學中針對具體的課題內(nèi)容及教學目標，從學生的認知水平出發(fā)，適當?shù)剡x取或處理相關(guān)的史料，將其作為教學內(nèi)容的一個組成部分，融入單元課題的教學之中，引導學生從有關(guān)科學史的學習中接受教育和啟發(fā)。

《標準》中安排的課文性史料，各自蘊含著多種教育功能，教學中要充分發(fā)揮它們的作用。例如，在《標準》的“分子與細胞”模塊中指出，學習細胞的發(fā)現(xiàn)、細胞學說的建立和發(fā)展等內(nèi)容，有助于學生對科學過程和本質(zhì)的理解。顯然，該模塊建議安排的“分析細胞學說建立的過程”史料包括：細胞的發(fā)現(xiàn)簡史和細胞學說創(chuàng)立的簡史，其中，主要涉及到虎克、列文虎克、施萊登、施旺、微耳和等科學家的貢獻。虎克是第1 位用顯微鏡觀察和描述細胞結(jié)構(gòu)的學者，他不但將觀察到的軟木中每個中空的“小室”稱為細胞，而且描述了植物活細胞中的物質(zhì)。虎克在生物學領(lǐng)域的研究成果帶有傳奇性，也對科學家有一定的啟發(fā)，在細胞概念的教學中以虎克事跡導入教學過程，顯然容易激發(fā)學生的學習興趣。通過這部分史料的學習，有助于學生認識科學理論的形成是科學發(fā)展的必然，又對科學發(fā)展的進程產(chǎn)生重大的影響。微耳和是19 世紀的一位多才多藝的學者，文化界和社會活動的杰出人物，他提出“細胞來自于細胞”的觀點，從而修正和完善了細胞學說。微耳和的事跡有助于學生領(lǐng)悟科學家的博學、嚴謹和為科學而獻身的精神。

科學史有助于學生形成科學觀念，但要尊重科學發(fā)展歷史的事實，應(yīng)引導學生對相關(guān)史料進行科學而客觀的評價。許多生物科學史料，是對學生進行科學方法訓練的好素材。生命科學史的教育同時作為組織學生開展研究性學習的資料，促使學生在爭取探究實驗取得成功的活動中，培養(yǎng)他們持之以恒和堅韌不拔的科學品質(zhì)。

生命科學史在教學中的價值是我們教師群體逐步去慢慢體會的，同時更是課程改革時代的呼喚--“獲得生物學基礎(chǔ)事實、概念、原理、規(guī)律和模型等方面的基礎(chǔ)知識，知道生物科學和技術(shù)的主要發(fā)展方向和成就，知道生物科學發(fā)展史上的重要事件”。