淺析生物科學史在生物教學中的應用策略

摘 要：生物科學史是一種非常寶貴的生物課程資源，學生學習生物科學史可以沿著科學家探索生物世界的道路，體會科學家研究的思維，理解科學的本質(zhì)和科學研究方法，學習科學家獻身于科學的精神。本文結(jié)合平時的生物教學實踐從在引言中的應用、在新課學習過程中的應用、在課后作業(yè)、生活實踐中的應用等三方面探討了如何在生物教學中利用生物科學史提升學生的科學素養(yǎng)及知識遷移能力。

關鍵詞：生物教學；生物科學史；應用策略；遷移能力

“學習生物科學史能夠使學生沿著科學家探索生物世界的道路，理解科學的本質(zhì)和科學研究的方法，學習科學家獻身科學的精神。這對提高學生的學科素養(yǎng)是很有意義的?！边@是中學生物課程標準明確提出的要求。通過閱讀教材后，我們可以發(fā)現(xiàn)生物課程中科學史貫穿其始終，同時，在內(nèi)容編寫上按照人類認識自然的規(guī)律，由淺到深、由知識到應用的方式逐步展開。因此，如果教師們能在課堂教學中合理利用好科學史，這可以大大地提高課堂效率。本人結(jié)合自己平時的生物課堂教學實踐經(jīng)驗，來談談生物科學史在課堂教學中的應用策略。

一、 激發(fā)興趣，調(diào)動學習積極性——在引言中的應用

著名的教育學家葉圣陶指出：“教師不僅要教，而且要導?！边@就要求教師要注重導課，需精心設計引言。引言很關鍵，合理有趣的引言可以引起學生的注意，特別是一些情境、故事易激發(fā)學生學習的興趣，進而調(diào)動學生學習的積極性，營造起一個良好的課堂教學氛圍，最終可以提高課堂的教學效率和質(zhì)量。而科學家的事跡及科學史本身就富有故事性，如一些感動心扉的科學事跡、趣味橫生的科學逸事、鬼斧神工的科學方法、唇槍舌箭的科學爭論、代代流傳的科學警句、引人感嘆的科學進展、令人展望的科學前景等等都可以充分地激發(fā)學生的求知欲，為學習新課作下鋪墊。如在學習《性別決定與伴性遺傳》時，教師可以通過以下的生物科學史來引入，如“在圣誕節(jié)前夕，18世紀英國著名化學家兼物理學家道爾頓買了一件禮物——一雙‘棕灰色的襪子送給媽媽。媽媽看到這雙襪子后，覺得襪子的顏色太鮮艷，就對道爾頓說：‘你買的這雙櫻桃紅色的襪子，讓我怎么穿呢？道爾頓聽后非常奇怪，媽媽為什么說襪子是櫻桃紅色的？買的襪子是棕灰色的。道爾頓疑惑不解，去問了弟弟和周圍的人，除了弟弟的說法和他相同以外，被問的其他人都認為襪子是櫻桃紅色。道爾頓對這件小事很好奇，經(jīng)過認真分析比較，發(fā)現(xiàn)他與弟弟的色覺和別人都不同，發(fā)現(xiàn)自己和弟弟都是色盲。道爾頓雖然不是生物學家和醫(yī)學家，卻成了第一個發(fā)現(xiàn)色盲癥的人，也是第一個被發(fā)現(xiàn)的色盲癥患者。為此他寫了篇論文《論色盲》，成為世界上第一個提出色盲問題的人。后來，人們?yōu)榱思o念他，又把色盲癥稱為道爾頓癥。”聽完道爾頓的有關故事，學生們充滿了好奇，接著教師設疑“為什么道爾頓和他的弟弟都患色盲？那色盲基因是從哪遺傳來的？遺傳特點是怎樣的？”學生急于想知道其中的原因，這樣就很順利地利用學生對科學家的故事的好奇將學生引入課堂探究的過程中。生物是一門和實際緊密聯(lián)系的學科，可以用生物科學史作引言還有很多很多。

二、 培養(yǎng)探究能力，提升科學素養(yǎng)——在新課學習過程中的應用

美國著名科學家薩頓說過“一部科學史，在很大程度上就是一部工具史，這些工具，無論有形或無形，由一系列人物創(chuàng)造出來，以解決他們遇到的某些問題。每種工具和方法都是人類智慧的結(jié)晶。”由此可見，科學史中的內(nèi)容反映了科學家們探究的過程及用到的科學方法，利用生物科學史中的材料作為生物課堂教學中探究性學習的資料既能夠作為理解科學探究、掌握科學方法的范例，也是培養(yǎng)學生探究能力的重要手段，更是提升學生科學素養(yǎng)的基礎。但是利用科學史教學時如果只是讓學生對科學家研究科學的過程有個了解，學生是很難真正理解科學的本質(zhì)。我們要在課堂上重新展示生物學家的實驗設計和操作過程，讓學生模擬生物學家當時的探究情境，追尋著生物學家的足跡親身體驗實驗探究的過程，這有助于學生掌握實驗設計的一般思路和方法，養(yǎng)成正確的科學態(tài)度，在實踐中逐漸養(yǎng)成科學探究的能力，從而達到科學素養(yǎng)教育的目的。

例如在進行孟德爾定律的《第一節(jié) 分離定律》教學時，可以采用這樣的教學思路：（一）展示一對相對性狀的雜交實驗過程（二）設疑：為什么子一代中只出現(xiàn)一種親本性狀：紫色？而F2為什么會出現(xiàn)性狀分離而且性狀分離比是3∶1？（三）引出孟德爾對該實驗現(xiàn)象的解釋：按邊給出假設邊讓學生模擬過程。（四）設疑：孟德爾對該實驗現(xiàn)象的解釋是否合理？我們必須還要通過其他雜交方式加以證明。（五）引出對分離現(xiàn)象解釋的驗證——測交實驗。（六）最后歸納出孟德爾基因分離定律的實質(zhì)。（七）介紹孟德爾基因分離定律在實踐中的應用。通過模擬孟德爾關于一對基因分離定律的探究情境，分析基因分離定律的發(fā)展過程，可以讓學生歸納總結(jié)出科學探究的一般程序“實驗——發(fā)現(xiàn)問題——作出假設——實驗驗證——歸納總結(jié)形成理論——應用”。在進行孟德爾定律的《第二節(jié) 自由組合定律》教學時，學生也完全可以按這樣的科學探究過程進行，先嘗試單因子雜交實驗的設計，然后嘗試兩對相對性狀的雜交過程。在嘗試過程中，學生不僅可以準確地掌握科學知識，還能領悟到科學精神——科學家堅持不懈的精神。作為學生，學習也一樣要堅持不懈，即使遇到挫折也要正確面對，因為每一次的科學發(fā)現(xiàn)都是在經(jīng)歷過無數(shù)次的挫折的見證下才成功的，由此可見，科學史是學生們學習的活生生教材。

三、 鞏固知識，注重知識遷移——在課后作業(yè)、生活實踐中的應用

教師要注重對學生知識的鞏固和遷移。知識的鞏固是學生掌握知識過程中的重要環(huán)節(jié)，既是積累知識，應用知識的前提，也是進一步學習新知識的準備。知識的鞏固，需要通過長時記憶來實現(xiàn)的。那如何能讓學生有效地并能長時間地掌握知識呢？教材內(nèi)容編寫上按照人類認識自然的規(guī)律，由淺到深、由知識到應用的方式逐步展開的，有些是按科學史的發(fā)展過程來進行的。教師可以讓學生以生物科學史的發(fā)展順序為線索主線，構(gòu)建本節(jié)課的知識體序，這樣使知識更加形象化而且思路更加清晰，有利于加深學生的印象，落實課堂知識。如《植物激素調(diào)節(jié)》第一課時《生長素的發(fā)現(xiàn)過程》這節(jié)內(nèi)容的學習，學生可以按生長素的發(fā)現(xiàn)過程構(gòu)建概念圖，不僅可以牢牢地掌握知識，學生還能培養(yǎng)歸納總結(jié)的能力。內(nèi)容如下：

1880年，達爾文父子實驗：感光部位在幼苗尖端，彎曲部位在幼苗尖端下面。

1913年，波森和詹森實驗：有化學物質(zhì)由尖端產(chǎn)生，并向下傳遞。1926年，溫特實驗：苗尖端中確實存在一種能促進生長的化學物質(zhì)，并命名為生長素。

20世紀30年代，郭葛實驗：生長素的本質(zhì)是吲哚乙酸

而上述的這些實驗還可誘發(fā)學生自主探索，拓展學生思維，如波森和詹森實驗的結(jié)論可誘發(fā)學生設疑：生長素只能由苗尖端向下運輸嗎？由溫特實驗可以設想：在單側(cè)光的照射下，幼苗為什么會向光彎曲？是因為向光側(cè)的生長素被分解了？還是因為生長素有向光側(cè)向背光側(cè)運輸？這樣知識從一個問題或情境遷移到新的問題中，既可以體現(xiàn)從舊知識遷移到新知識的過程，也可以培養(yǎng)學生從被動接受知識遷移到主動探索知識的能力，而生物科學史始終是作為遷移的基礎。課后，教師可以設計一些與科學發(fā)展過程相關的習題，實現(xiàn)能力的遷移，也可以聯(lián)系實際，繼續(xù)探討所學的知識在現(xiàn)實生活的應用、發(fā)展狀況，如生長素的生理作用到無籽番茄的培育等實現(xiàn)知識、能力的進一步遷移。

生物科學史的研究就像生物科學研究本身一樣充滿了興趣和困難但又顯示其必要性，因此，科學史是一門充滿生命力的科學，也是一本培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的生動教材。如果能合理有效地利用生物科學史，不僅僅體現(xiàn)在本文中提及的可以激起學生的興趣，調(diào)動學習積極性和可以有效地培養(yǎng)學生探究能力，提升學生的科學素養(yǎng)及知識遷移能力，還有著其他重要的作用，如可以讓學生獲得人文精神熏陶等，因此盡可能地將生物科學史的學習融入生物教學中。利用科學史進行生物教學有著其特有的優(yōu)勢，但它還有一定的不足：從學生方面考慮，利用生物科學史教學會增加學生的學習負擔；從教師方面來講，也會增加很大的負擔，如教材中提供的關于教材中某一問題有關的科學史的研究遠遠不能滿足課堂的需要，需要教師花大量的時間去查詢。因此教師在處理教材中的生物科學史內(nèi)容時，是使學生真正感受到生物科學史的價值，教師就需要不斷進行理論學習，教學中不斷地實踐。

參考文獻：

[1]劉恩山，汪忠，等.生物課程標準（實驗）解讀[M].南京：江蘇教育出版社，2004（3）.

[2]韓建恒.探究式課堂教學中有效提問的原則[J].新視角，2008（7）.

[3]劉盛.高中生物教學中滲透生物科學史教育的基本策略[J].吉林教育，2009（7）：107.

作者簡介：

戚杏珠，浙江省樂清市，浙江省樂清市大荊中學。