《生命科學(xué)導(dǎo)論》課程中滲透生命科學(xué)史教育的探討

魏麗芳

（太原學(xué)院，山西 太原 030012）

《生命科學(xué)導(dǎo)論》是在高校非生物類專業(yè)開設(shè)的一門公共課，本課程概括了生命科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論，并且適時(shí)介紹了當(dāng)前生命科學(xué)的熱點(diǎn)。本文結(jié)合我校教學(xué)實(shí)際，就如何在《生命科學(xué)導(dǎo)論》課程中滲透生命科學(xué)史的教育做了探討。

1 《生命科學(xué)導(dǎo)論》課程簡介

《生命科學(xué)導(dǎo)論》是一門旨在對(duì)大學(xué)生進(jìn)行科技知識(shí)教育的素質(zhì)教育課程，被列為高校非生物類專業(yè)的一門公共必修課，本門課程講述了生命科學(xué)的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)，介紹了該學(xué)科的發(fā)展前沿及熱點(diǎn)問題，包含了生物的基本特征、生命存在的必要條件、生命的物質(zhì)基礎(chǔ)、生命的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、植物的光合作用、動(dòng)物的營養(yǎng)、生命的延續(xù)、生命起源和生物進(jìn)化、生態(tài)與環(huán)境以及生物技術(shù)的研究內(nèi)容及其對(duì)人類生活的影響。通過本門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在掌握知識(shí)的同時(shí)，能夠體會(huì)其背后閃爍著的科學(xué)精神、科學(xué)思想和科學(xué)方法，使他們?cè)谶@個(gè)科學(xué)的時(shí)代能夠理性地對(duì)待科學(xué)，對(duì)待社會(huì)，對(duì)待生活，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 滲透生命科學(xué)史教育的意義

生命科學(xué)史是反映生物學(xué)的起源及其發(fā)展的歷史，生命科學(xué)史表明了人們思考和解決生物學(xué)問題的思想歷程，揭示了每一個(gè)生物知識(shí)點(diǎn)的產(chǎn)生過程就是一個(gè)探究的過程，并且展示了在探究知識(shí)的過程中科學(xué)家之間的合作以及科學(xué)家所持觀點(diǎn)之間的碰撞和論爭，呈現(xiàn)了科學(xué)家的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神和科學(xué)世界觀。

通過在教學(xué)中滲透生命科學(xué)史的教育，引導(dǎo)學(xué)生回顧和反思生命科學(xué)的發(fā)展歷史，學(xué)習(xí)前人成功的經(jīng)驗(yàn)，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神等品質(zhì)。學(xué)生通過了解生物學(xué)家的生平故事，能夠了解其性格特征，引發(fā)學(xué)生對(duì)人生更為深刻的思考，學(xué)習(xí)科學(xué)家貴為堅(jiān)持的品質(zhì)，同時(shí)培養(yǎng)自己堅(jiān)持不懈的精神。學(xué)生通過閱讀生物學(xué)的原始資料，能夠明白知識(shí)產(chǎn)生的背景和曲折的過程，有助于掌握課本上抽象的概念，從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解。

3 滲透生命科學(xué)史教育的主要方法

3.1 應(yīng)用科學(xué)史創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

生命科學(xué)史中有很多故事都曲折離奇，用它們導(dǎo)入課題，無疑會(huì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如在講血液循環(huán)的時(shí)候，用哈維如何發(fā)現(xiàn)了血液循環(huán)的故事作為導(dǎo)入，哈維為了科學(xué)而獻(xiàn)身的精神，無疑會(huì)引起學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望。用道爾頓發(fā)現(xiàn)了色盲的故事可以導(dǎo)入伴性遺傳，道爾頓雖然不是生物學(xué)家，但其是發(fā)現(xiàn)色盲的第一人，這種無心插柳柳成蔭的事例恰恰會(huì)激起學(xué)生的求知欲望。在講生物分類時(shí)候，可以將林奈的生平故事簡短介紹，作為課題的導(dǎo)入。在講激素調(diào)節(jié)時(shí)，我們常常拿班廷發(fā)現(xiàn)胰島素的事例作為導(dǎo)入，班廷雖然發(fā)現(xiàn)了胰島素，但是天妒英才，班廷不幸意外去世，這些事例深深激發(fā)了學(xué)生探究學(xué)習(xí)激素調(diào)節(jié)的欲望。好的開始是成功的一半，學(xué)生帶著濃厚的興趣開始學(xué)習(xí)，將會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。

3.2 應(yīng)用科學(xué)史來講解新概念，呈現(xiàn)新知識(shí)

生命科學(xué)史是研究生命的產(chǎn)生、發(fā)展的歷史，其中的每一個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)都揭示了概念的生成過程。學(xué)生在學(xué)習(xí)新概念的時(shí)候，常常會(huì)覺得抽象并且難以理解。如果以隱藏在其后的科學(xué)史為背景進(jìn)行講解，將會(huì)再現(xiàn)當(dāng)時(shí)的情景，使學(xué)生的認(rèn)識(shí)不斷提高，難點(diǎn)就會(huì)很容易被突破。筆者在講解光合作用的時(shí)候，為學(xué)生插入了科學(xué)史資料。從18 世紀(jì)中期，人們一直以為只有土壤中的水分才是植物建造自身的原料，而沒有考慮到植物能否從空氣中得到什么。1771年，英國科學(xué)家普利斯特里通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，植物可以更新因?yàn)橄灎T燃燒或者小白鼠呼吸而變得污濁的空氣，但是他并沒有發(fā)現(xiàn)光在植物更新空氣中的作用，而是將空氣的更新歸因于植物的生長。1779年，荷蘭的科學(xué)家英格豪斯做了50 多次植物更新空氣的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，普利斯特里的實(shí)驗(yàn)只有在陽光照射下才能夠成功；植物體也只有綠葉才能夠更新污濁的空氣。直到1785年，由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確綠葉在光照下放出的是氧氣，吸收的是二氧化碳。1864年，德國植物學(xué)家薩克斯做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：他把葉綠先在暗處放置幾個(gè)小時(shí)，目的是消耗綠葉葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)。然后他讓葉片的一半曝光，另一半遮光。過一段時(shí)間后，他用碘蒸氣處理這葉片，發(fā)現(xiàn)曝光的一半呈深藍(lán)色，遮光的一半則沒有顏色變化。這一實(shí)驗(yàn)成功地證明了光合作用的產(chǎn)物除了氧氣外還有淀粉。為學(xué)生插入了科學(xué)史資料，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到了光合作用的原理原來是科學(xué)家們經(jīng)歷了漫長的探索和研究，才得出現(xiàn)在的結(jié)果。學(xué)生順著研究光合作用的歷史，層層突破，水到渠成。最后可以得出光合作用的原料和產(chǎn)物以及場所和條件都是什么，進(jìn)而得出光合作用的反應(yīng)式。

3.3 應(yīng)用科學(xué)史使學(xué)生形成科學(xué)的研究方法

生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)方法的選擇將會(huì)決定實(shí)驗(yàn)結(jié)果的成敗，而科學(xué)就是在不斷地實(shí)驗(yàn)后才得到真理的。教師帶領(lǐng)學(xué)生徜徉在生物學(xué)的歷史長河中，學(xué)生將會(huì)收獲到?jīng)]有一種科學(xué)方法能夠放之四海而皆準(zhǔn)，只有獨(dú)辟蹊徑，發(fā)揮創(chuàng)造力，選擇合適的科學(xué)研究方法才是取得成功的必要條件。孟德爾通過研究得出了分離定律和自由組合定律，在孟德爾之前已經(jīng)有一些學(xué)者做過動(dòng)植物的雜交實(shí)驗(yàn)，但是都未能總結(jié)出遺傳的規(guī)律。為什么獨(dú)有孟德爾能夠獲得成功呢? 這是因?yàn)槭紫让系聽柧倪x擇實(shí)驗(yàn)材料。豌豆是嚴(yán)格的自花授粉及閉花授粉植物，保證了實(shí)驗(yàn)的起點(diǎn)為純種；另外，豌豆的各個(gè)品種之間具有一些穩(wěn)定的、容易區(qū)分的性狀。其次研究內(nèi)容由簡到繁，實(shí)驗(yàn)中，孟德爾選擇了從一對(duì)相對(duì)性狀開始，如研究莖的高矮時(shí)，不考慮子葉顏色、種子形狀等，在弄清一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳的基礎(chǔ)上，再研究兩對(duì)及兩對(duì)以上相對(duì)性狀的遺傳問題。這種由單因素到多因素的研究方法，大大降低了科學(xué)研究的難度。用數(shù)學(xué)中的統(tǒng)計(jì)分析法去研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果的性狀比例，使孟德爾從看似無序的數(shù)據(jù)背后發(fā)現(xiàn)了規(guī)律。最后還巧妙的設(shè)計(jì)了測交實(shí)驗(yàn)，圓滿驗(yàn)證了自己提出的假說。通過生命科學(xué)史的滲透，可以培養(yǎng)學(xué)生良好的生物學(xué)思維方法，發(fā)展學(xué)生的探究能力。

3.4 應(yīng)用科學(xué)史使學(xué)生得到情感態(tài)度價(jià)值觀的教育

在生命科學(xué)發(fā)展的歷史上，科學(xué)家們不斷堅(jiān)持，百折不撓，積極進(jìn)取的精神非常值得我們學(xué)習(xí)，這同時(shí)是科學(xué)能夠成功的必要因素。哈維發(fā)現(xiàn)了血液循環(huán)，并且出版了《心血運(yùn)動(dòng)論》。在當(dāng)時(shí)，來自教會(huì)和科學(xué)界保守勢力的反對(duì)聲和批評(píng)聲，像暴風(fēng)雨般的猛烈。在嘲諷和謾罵聲中，哈維為了真理，仍舊頑強(qiáng)地堅(jiān)持著他的學(xué)說。弗萊明發(fā)現(xiàn)了青霉素，為人類帶來了福音，但是這個(gè)創(chuàng)舉來自于弗萊明堅(jiān)持不懈的精神，是偶然中的必然。沃森和克里克發(fā)現(xiàn)了DNA的雙螺旋模型，并且獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。物理學(xué)家出身的克里克對(duì)衍射圖譜的分析十分熟悉，能夠幫助沃森理解晶體學(xué)的原理，而沃森可以幫助克里克理解生物學(xué)的內(nèi)容，二人相互學(xué)習(xí)，取長補(bǔ)短，這正是他們具有高度合作精神的體現(xiàn)。達(dá)爾文的經(jīng)典著作《物種起源》，是他經(jīng)過了艱苦的五年環(huán)球旅程，通過二十年的積累才著成了曠世之作。法布爾窮其一生對(duì)昆蟲進(jìn)行細(xì)致入微的觀察才寫出了《昆蟲記》。通過科學(xué)家們生平故事的介紹，能夠觸及學(xué)生的心靈，引導(dǎo)他們形成正確的價(jià)值觀。

通過在《生命科學(xué)導(dǎo)論》中有效地滲透科學(xué)史的教育，改變了以往教學(xué)中重結(jié)論輕過程的教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生形成科學(xué)的思維方式，提高了學(xué)生的探究能力。同時(shí)通過科學(xué)史的滲透，將人文教育和科學(xué)教育相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生形成良好的情感態(tài)度價(jià)值觀。