生物科學史專題復習四例

袁 剛

(陜西省榆林中學)

《普通高中生物學課程標準(2017版2020年修訂)》明確提出要求學生注重生物科學史和科學本質的學習。近3年的全國卷高考理綜試題(生物部分)中,命題者常以生物科學史料為背景,擷取科學探究過程中的實驗設計、圖表數據、結論分析等命制試題,這類試題在科學思維、科學探究、生命觀念等方面均與教材內容密切相關,但又高于教材,具有靈活性和綜合性,可以很好地考查學生在新情境下知識的遷移和應用能力。因此,高三復習備考中科學史的深度復習就顯得尤為重要。

1.研究科學史高考題目,明確復習方向

全國卷近3年高考生物試題與科學史有關試題如表1:

2.分類匯總科學史素材,找準復習重點

筆者對高中生物學必修1、必修2、選擇性必修1教材中生物科學史的有關內容,以內容為主線進行分析發現,必修1模塊中科學史內容側重于通過對比分析、概念歸納構建生物學科重要概念,形成結構與功能觀;必修2模塊中科學史內容思維縝密,伴隨遺傳學的發展,促使學生形成科學思維,理解生命延續的本質;選擇性必修1模塊中科學史內容以對照實驗為中心,設計變量,促使學生掌握實驗探究思路和方法,提升實踐能力。

3.合理利用科學史情境,提升復習實效

3.1以時間軸記錄科學史,厘清史料脈絡

高中生物學教材中大量科學史都是以探究時間為主線組織編排,受限于教材篇幅,有的科學史料未能很好補充,為了展現科學探究內容的完整性和邏輯性,需要師生一起挖掘和探索。如圖1所示,師生一起梳理填充科學史料,構建“DNA是主要遺傳物質”這一概念得出結論的過程中,可以用生命觀念看待生物多樣性和統一性、復雜性和獨特性,掌握生命活動規律,理解生命現象本質,同時也實現了學科核心概念完善的過程并認同科技在生物科學發展中的作用。可以采用此類復習方法的科學史:光合作用過程探究史、DNA雙螺旋結構發現過程等。

圖1 “DNA是主要遺傳物質”探究過程時間軸

3.2以實驗探究分析科學史,突破實驗瓶頸

每一段生物科學史料都是諸多科學家艱辛探索的產物,即使有的觀點結論現在看來有明顯缺陷,但其中蘊含的材料選擇、環節設計、誤差排除、因果辨析等思想都是一筆寶貴財富。高三實驗復習過程中,最困難的是對實驗進行準確分析,而實驗設計中自變量、因變量、無關變量和對照設置是準確分析實驗的突破點。例如光合作用探究歷程中,教材中呈現的每位科學家實驗,在復習過程中可以設定如下表2,通過表格中各項目比對,可以熟悉實驗設計各變量的設置特點和規范表述方式。可以采用此類復習方法的科學史:植物生長素發現過程、促胰液素發現過程等。

表2

3.3以思維步驟拆分科學史,強化重要環節

高中生物有2種普遍使用的科學方法——假說—演繹法和歸納法。其中假說—演繹法貫穿必修2中的多個科學史探究過程。復習這一重要科學方法時,可以以假說—演繹法的各個環節為主干,對遺傳物質探索的多個科學史進行拆分(表3),強化對假說—演繹法各個環節的理解。

表3

3.4了解科學史對社會發展意義重大,提升社會責任

生物學知識與農業生產、飲食健康、環境變化、氣候改善等密切相關。在科學史的專題復習過程中,可以聯系真實情境、進行多角度分析討論,提升社會責任。如以“人類抗擊新冠疫情探究過程”為例,可以進行多種復習活動,如下表4:

表4 人類抗擊新冠疫情探究過程

4.結束語