例談生物科學史在初中生物教學中的應用

黃偉貞

生物科學發生、發展的歷史是一部宏偉的生物科學史。科學史主要記載科學家的生平和重要思想方法、科學實驗的過程，得失與成敗的原因及科學故事。學生通過學習生物科學史獲得生物科學知識，并對科學家的研究探索道路產生濃厚的興趣，在此過程中逐漸掌握科學研究的基本方法，深刻體會科學家的獻身精神。因此，積極探索生物科學史在中學生物教學中的應用具有重要的理論價值和現實意義。

一、生物科學史教學案例——以“光合作用的發現”為例

1.幾千年前，古希臘哲學家亞里士多德對當時那個時代的人們的思想有著重要影響，這就導致人們尊崇亞里士多德的觀點，如人們一直認為植物生長發育所需的物質全部來自土壤。請學生判斷這一偉大先賢的論斷是否準確？并嘗試自己設計探究實驗來驗證。

2.在學生設計完實驗后，教師展示海爾蒙特柳樹實驗的設計和過程，讓學生進行比較分析。這樣一來，學生在教師創設的情景中，先質疑再探究，先自主設計再對比分析，在一個又一個認知沖突中感悟科學精神，也為進一步探究做好了“預熱”。

3.海爾蒙特的實驗得出“植物生長發育所需要的營養物質全部來自于水”的論點，是對亞里士多德觀點的繼承和發展。根據《小學科學課標》的要求，小學生要掌握綠色植物能夠吸收二氧化碳并釋放氧氣和淀粉這一基本常識，故七年級學生已經具備了植物能吸收二氧化碳并排出氧氣的相關光合作用常識，再向學生提問“海爾蒙特實驗是否忽略了空氣”。這樣可以很好地培養學生懷疑的態度和思辨的能力。

4.教師介紹當時時代背景下的普利斯特利的科學實驗。本實驗共分為兩個部分：①把一支點燃的蠟燭和一盆綠色植物共同放進一個密閉的玻璃罩中;②把一支點燃的蠟燭放到一個密閉的玻璃罩中。通過實驗對比，讓學生感受實驗過程和實驗結果。

5.“普利斯特利的實驗可以證明植物能夠更新空氣，那能否證明植物可以吸入二氧化碳放出氧氣呢？”教師進一步提問來培養學生嚴密的邏輯思維能力，有利于發展他們的探究意識和探究能力，催生實踐智慧。

6.有關光合作用發現史的教學不應僅停留在歷史的回顧中，光合作用的最新進展教師也可以有目的地選擇一些研究成果介紹給學生。例如，綠色植物的光合作用是一種高效率、無污染和零碳排放的能量獲取方式，科學家希望模仿它來解決能源問題。2008年《科學》雜志發表了美國麻省理工學院化學家丹尼爾·諾塞拉最新研究成果，他希望模仿葉片的光合作用分解水，生產清潔的綠色能源——氫氣。目前，這一科學技術取得了重大的進展。教師向學生介紹光合作用的最新研究成果，將極大地激發學生生物學習的興趣和主觀能動性。

二、結果與分析

筆者在所任教的初中學校進行了為期1年的生物科學史教學實驗，2個實驗班采用科學史與教學內容相融合，2個對照班則采用常規的教學過程。在實驗前后，利用問卷調查法，分別對實驗班和對照班進行生物科學素養和生物學習成績分析，共發放問卷200份，收回有效問卷196份。最后利用SPSS13.0軟件進行差異顯著性分析。

1.對學生生物科學素養的影響。開展生物科學史教學實驗1學年后，對實驗班和對照班學生進行生物科學素養問卷調查，經T檢驗可知，前測實驗班和對照班并沒有顯著差異，后測實驗班的生物科學素養有明顯提高，兩者存在極顯著差異。培養學生科學素養的根本目的就是讓學生將所學到的科學知識運用到社會所需要的領域和對個人有幫助的地方。生物科學史的教學重視學生對知識發展過程的理解，因此更好地培養學生探究和實事求是的科學精神。

2.生物學習成績的影響。本次調查采用的生物學習成績，均為正規測試，前測的生物試卷由學校統一出題，后測的生物試卷由全市統一出題，并且都是在規定時間進行測試，因此考試結果的數據可信度較高，有較好的說服力。前測是兩個班的生物成績沒有差異，經過生物科學史教學實驗1年后，實驗班比對照班的平均分高出5.40分。經T檢驗統計分析，兩個班的生物成績數據存在顯著差異，說明教學效果顯著，有助于提升學生的生物學習成績。

責任編輯? ? 徐國堅