初中生物科學史教學之孔見

張云柏

摘 要：生物科學史是一代一代科學家研究的歷史，是科學規律、科學本質的發現史，現行教材提供了大量的科學史資料，教學中要深挖素材，用足教材，大力發展科學素養，使科學史學習的過程變成靈動的交流展示、感受體驗、生命成長過程。

關鍵詞：初中生物;科學史;教學

科學史是生物學教學中一道亮麗的風景線，是一代一代科學家研究的歷史，是科學規律、科學本質的發現史，每一個重大理論的突破，都有一定的現實意義，它是一種寶貴的教學資源。基于此，現行蘇教版教材結合內容特點及學生的實際提供了大量的生物科學史素材。在教學調研中，我們發現許多老師將科學史教學混同于普通知識的教學，教師吃力地教，學生無味地學，目標達成率低。那么，如何有效開展生物科學史的教學呢？我認為要改變學習方法，體驗科學探究;深挖有關素材，展現知識形成過程;培養科學態度，樹立科學精神;訓練科學思維，提升學科核心素養，進而使科學史學習的過程變成靈動的交流展示、感受體驗、生命成長過程。下面本人以現行蘇教版七上教材“植物光合作用的發現”一節的教學為例，談談有關認識和思考。

一、改變學習方法，體驗科學探究

《植物光合作用發現》一節內容，著重以史料的形式重演了光合作用研究、發現的過程，因此，教學中要充分展現科學史的特點，運用探究式學習方法，有效引導學生通過自主學習、深入思考、合作討論、交流展示教材中有關資料，結合科學探究的一般過程，模擬科學家當時研究的歷程，提出問題、作出假設，分析實驗條件、設計實驗方案，觀察實驗現象，得出實驗結果。探究前，要創設問題情境，設置問題串，以問題激發學生的探究欲望;探究中，教師要加強巡視，密切關注學生的學習狀態，并適時進行指導，努力使所有的學生都積極主動參與;學生表達交流時，要能激發不同層次學生的熱情，努力營造濃烈的科學研究氛圍，引導學生積極主動深入地學習。

二、深挖有關素材，展現知識形成過程

《植物光合作用發現》一節的教學除了要達成“舉例說出綠色植物光合作用發現的過程”目標外，還要使學生能夠“說出綠色植物光合作用的過程”。所以本節課的教學不僅要使學生了解光合作用發現的科學史，還要使學生理解掌握光合作用的概念。本科學史，教材也只重點介紹了17世紀范·海爾蒙特和18世紀英國科學家普利斯特萊的有關實驗。一方面這兩個實驗的結論不能體現與光合作用的關聯性，另一方面僅通過這兩個實驗學生難于理解掌握光合作用概念中包含的原料、條件、場所、產物等要素。因此，教師在教學中要構建系統的探究實驗，并要將諸多實驗與光合作用的概念建立聯系。范·海爾蒙特的實驗只能說明“柳樹增重主要來自于澆的水”，教學中可補充美國科學家魯賓和卡門的實驗，才能得出“水是光合作用的原料”的結論，從而使學生建立與光合作用的聯系。普利斯特萊的系列實驗教材中除了大量的文字敘述外只附了部分實驗過程的示意圖，教學中教師可讓學生進行圖文轉換，補足其他的實驗過程圖;本實驗的結論是“密閉的玻璃鐘罩內的植物可以恢復由于蠟燭燃燒或老鼠呼吸而變壞的空氣，植物可以改變空氣的組成”，教師還要進一步啟發學生思考“蠟燭燃燒或老鼠呼吸需要什么氣體，又會釋放什么氣體？”“既然密閉的玻璃鐘罩內的植物可以恢復由于蠟燭燃燒或老鼠呼吸而變壞的空氣，那么植物就會通過某種生理活動吸收什么氣體，又會釋放什么氣體？”“植物的這個生理過程是什么？”，從而引導學生得出“二氧化碳是光合作用的原料，氧氣是光合作用的產物”的結論。還可補充荷蘭科學家英格豪斯對普利斯特萊實驗的延伸實驗，得出“光是光合作用條件”的結論。為了讓學生理解掌握“淀粉是光合作用的產物”，教學中還可將教材《第三節植物光合作用的實質》中德國植物學家薩克斯的實驗安排學生在光合作用發現的科學史中進行討論。有了上述的深度挖掘和完善，光合作用的概念的教學就水到渠成了。

三、培養科學態度，樹立科學精神

《植物光合作用發現》一節提供的生物科學史資料，都是幾百年來具有代表性的尋求植物有機物質來源證據的實驗記錄，這些信息資料或以文字形式、或圖文結合，介紹光合作用的發現歷程，旨在通過呈現眾多科學家的實驗，讓學生在一個比較短的時間里經歷科學家探索的歷程，領悟實驗過程、觀察實驗現象、概括總結實驗結論，構建光合作用的概念。不僅有效引導學生從概念的形成過程去理解掌握概念，而且通過這些生物科學史，還教給了學生科學思維的方法，理解了科學的本質特征，讓學生明確了探究生物學的奧秘，不是一個人一下子解決的，而是通過眾多科學家多年的不懈努力才實現的，從而使學生深刻認識到科學實驗的真實性、復雜性和艱巨性，有效培養了學生實事求是、勇于探索、不畏艱辛的科學態度和科學精神。

四、訓練科學思維，提升學科核心素養

新時代要求教學中引導學生在面對一種科學的觀點或結論時，要理性地運用批判性思維進行思考和追問：這種觀點或結論是否有證據的支持？證據是否可靠和充分？從給出的證據到得出的結論之間邏輯是否嚴謹？對證據是否可能有其他解釋？這就是科學思維中的批判性思維。由于科學家所處的時代背景和科學技術水平的影響，光合作用發現史的諸多經典實驗的實驗方法、實驗結論不夠科學精準。在教學中，可以讓學生運用所掌握的知識進行批判性、審辨性思考，大膽質疑，挑戰權威，發展學生的批判性思維能力，為創新性思維的形成奠基。如17世紀范·海爾蒙特的柳樹生長實驗，當時范·海爾蒙特得出的結論是“柳樹的增重是來源于水而不是土壤”，教師可因勢利導，讓學生從植物生活環境的角度來分析植物生長需要的物質來源還應考慮什么因素，從而判斷范·海爾蒙特結論的可靠性及準確性，對他的結論提出挑戰，既鞏固了非生物因素、對照實驗等知識，又培養了學生“面對具體問題時，能利用生物學概念或原理，科學實驗方法等闡明個人立場”的批判性思維能力，發展學生的核心素養。

綜上所述，新時代對學科教學提出了新要求，廣大教師要積極探索生物科學史教學的新方法、新思路，深入挖掘科學史的教學價值，努力使之成為發展學生科學探究能力，提升學生科學思維水平，培養學生科學態度和科學精神的重要載體。

參考文獻：

[1]七年級上冊生物學教學參考書：2019年版[M]. 南京：江蘇鳳凰教育出版社，2019.

[2]周杭英.初中生物科學史教學的現狀及對策探微[J]. 科教導刊，2020（13）.

（江蘇省鹽城市鹽都區教育局研訓部）