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，課程同樣也在發生改革。生命科學史中蘊涵的教育價值對于實現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水平制約的，生物學新知識的產生，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變，而科學家的思想以及思想轉變與他們從事的科學探究是密切相關的。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。后人根據他們分別于1838 年和1839 年發表的研究結果，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表的《人體構造》介紹開始。直到1665，在顯微鏡下的重大發現英國科學家虎克用顯微鏡發現了“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構。但是，它們并沒有用“細胞”來描述其發現，也沒有進一步考慮生物體結構的一致性。

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育，首先提出細胞是構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構，他受到施萊登的啟發之后，決意要“證明兩大有機界最本質的聯系”，并發表了研究報告《關于動植物的結構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 年魏爾肖總結出“細胞通過分裂產生新的細胞”，這個斷言，至今仍未被推翻。

如果沒有這樣詳實的資料分析，沒有相關的科學史材料，學生會覺得細胞學說知識性的內容只是一味地灌輸，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育而來，并由細胞和細胞產物構成”。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。自然科學從本質上表現出以下特征：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學結合在一起。盡管生物科學史對培養學生的科學素養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容及教學目標，從學生的認知水平出發，適當地選取或處理相關的史料，將其作為教學內容的一個組成部分，融入單元課題的教學之中，引導學生從有關科學史的學習中接受教育和啟發。

《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，學習細胞的發現、細胞學說的建立和發展等內容，有助于學生對科學過程和本質的理解。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：細胞的發現簡史和細胞學說創立的簡史，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構的學者，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。虎克在生物學領域的研究成果帶有傳奇性，也對科學家有一定的啟發，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展的必然，又對科學發展的進程產生重大的影響。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，但要尊重科學發展歷史的事實，應引導學生對相關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，培養他們持之以恒和堅韌不拔的科學品質。

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--“獲得生物學基礎事實、概念、原理、規律和模型等方面的基礎知識，知道生物科學和技術的主要發展方向和成就，知道生物科學發展史上的重要事件”。