生物科學(xué)史在高中生物教學(xué)應(yīng)用過程中所體現(xiàn)的生物核心素養(yǎng)

宋迪 陳忠 李桂萍

摘要：生物科學(xué)史是生物科學(xué)發(fā)生和發(fā)展歷史，因其蘊(yùn)含豐富的科學(xué)思想、態(tài)度、方法、價(jià)值觀等內(nèi)容，所以具有很高的教育價(jià)值?！镀胀ǜ咧猩镎n程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》教學(xué)建議中指出“注重生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)”，并提到“學(xué)習(xí)生物科學(xué)史能使學(xué)生沿著科學(xué)家探索生物世界的道路，理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)研究的方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)的精神”^[1]。同時(shí)在新的課程標(biāo)準(zhǔn)中，也明確提出了要提高每一位中學(xué)生的生物核心素養(yǎng)。通過生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是很有意義的。

關(guān)鍵詞：生物科學(xué)史;核心素養(yǎng);生命觀念;科學(xué)思維

生物科學(xué)史是指以生物科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展過程為輪廓，并且以科學(xué)發(fā)展進(jìn)程中所發(fā)生的有重大意義的事件作為主線，并且用詳實(shí)地資料論述他們艱辛的實(shí)驗(yàn)過程及勞動(dòng)成果，用他們?cè)谶M(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索過程中所用到的科學(xué)思維和科學(xué)方法來啟迪學(xué)生，同時(shí)也對(duì)生物學(xué)所發(fā)展的邏輯規(guī)律以及所反映的社會(huì)歷史等重大問題進(jìn)行討論研究。^[2]生物核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任四個(gè)方面。

一、利用科學(xué)史樹立正確的世界觀—以講解“生物的進(jìn)化”為例，培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念

世界觀是指人們所形成的對(duì)世界的認(rèn)識(shí)和看法。教師可以在生物教學(xué)中通過向?qū)W生滲透生物科學(xué)史來幫助學(xué)生建立正確的辯證唯物主義世界觀。比如在學(xué)習(xí)高中生物教材必修二第六章第一節(jié)“生物有共同祖先的證據(jù)”一節(jié)中，教師可以通過發(fā)放資料或者用多媒體來講述拉馬克的用進(jìn)廢退與獲得性遺傳。并且說明拉馬克是歷史上第一個(gè)提出比較完整的進(jìn)化學(xué)說的法國博物學(xué)家。但是拉馬克的進(jìn)化論提出之后并沒有引起社會(huì)的重視。后來在達(dá)爾文五年的航海旅行中他仔細(xì)觀察世界各地的動(dòng)植物和化石，經(jīng)過思考，提出了自然選擇學(xué)說。達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說是進(jìn)化的核心，用來解釋生物的進(jìn)化。這個(gè)學(xué)說主要包括：遺傳、變異、繁殖過剩、生存斗爭、適者生存。他的《物種起源》的各種翻譯本在全世界廣為流傳，并且深刻影響了整個(gè)生物學(xué)界。馬克思和恩格斯將達(dá)爾文的這一科學(xué)理論定義為科學(xué)史上的一次革命，并且為辯證唯物主義提供了自然史的基礎(chǔ)。^[3]隨后作為資料補(bǔ)充講解“新達(dá)爾文主義”以及“木村資生進(jìn)化理論”來幫助學(xué)生樹立正確的世界觀，培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念。

二、利用科學(xué)史鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維—以講解“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”為例

縱觀歷史，生物科學(xué)的發(fā)展歷程都離不開科學(xué)家們科學(xué)思維和科學(xué)方法的運(yùn)用，同時(shí)科學(xué)思維也成了人們?cè)谔剿髡胬磉^程中所運(yùn)用的重要手段。教師向?qū)W生傳授生物學(xué)知識(shí)的目標(biāo)之一就是讓學(xué)生通過生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)，領(lǐng)會(huì)科學(xué)家們的創(chuàng)造性科學(xué)思維以及隨機(jī)應(yīng)變的科學(xué)方法，最終成為自己終身學(xué)習(xí)的基本技能和方法。

比如在學(xué)習(xí)高中生物教材必修二第三章第一節(jié)“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”一節(jié)中，教師可以通過講解三個(gè)著名的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)（格里菲斯的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)、艾弗里的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)、赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)），來向?qū)W生傳授科學(xué)家的科學(xué)思維。

首先，教師可以在課前先發(fā)放有關(guān)三個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的科學(xué)史資料，讓學(xué)生們通過自主學(xué)習(xí)對(duì)這三個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)做一個(gè)大致了解。其次，在上課過程中教師讓學(xué)生用自己的話描述實(shí)驗(yàn)并談?wù)勛约簭闹械氖斋@;最后，教師再引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家的科學(xué)思維與方法：格里菲斯通過四組實(shí)驗(yàn)證明了“轉(zhuǎn)化因子”的存在，要使得結(jié)論更加準(zhǔn)確與完善，按照科學(xué)思維，下一步就應(yīng)該研究轉(zhuǎn)化因子是什么？雖然艾弗里的實(shí)驗(yàn)與赫爾希、蔡斯的實(shí)驗(yàn)過程千差外別，但是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路卻是驚人的相似：兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都是將DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)觀察兩者的遺傳效應(yīng)。正是因?yàn)榭茖W(xué)家們運(yùn)用這種科學(xué)的思維與方法，最終得出了正確的結(jié)論。

三、利用科學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力—以講解“植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程”為例

利用生物科學(xué)史可以創(chuàng)設(shè)問題情境，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的求知欲和好奇心，為探究性學(xué)習(xí)打開興趣之門。比如在學(xué)習(xí)高中生物必修三第三章第一節(jié)“植物生長素的發(fā)現(xiàn)”一節(jié)中，利用問題探討面，向?qū)W生提出一系列問題，學(xué)生可能會(huì)有多種假設(shè)，這時(shí)教師可以提醒學(xué)生任何科學(xué)結(jié)論的得出都必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。那么，科學(xué)家們是如何針對(duì)這一系列問題進(jìn)行科學(xué)探究的呢？

首先是達(dá)爾文根據(jù)實(shí)驗(yàn)提出：胚芽鞘尖端受單側(cè)光刺激后，向下傳遞某種‘影響使胚芽鞘出現(xiàn)向光性彎曲生長。在達(dá)爾文這一結(jié)論得出的背景下，還隱含了很多問題情境，教師進(jìn)一步提供科學(xué)史資料并進(jìn)行層層設(shè)疑引出鮑森·詹森的實(shí)驗(yàn)：胚芽鞘尖端產(chǎn)生的影響可以通過瓊脂片傳遞給下部。是否只有單側(cè)光照射可以引起植物的彎曲呢？究竟是什么物質(zhì)引起植物的彎曲生長呢？生長素究竟是什么呢？引出科學(xué)家從人尿中分離出具有生長素效應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)—吲哚乙酸。教師進(jìn)一步引出溫特的實(shí)驗(yàn)。在整個(gè)探究實(shí)驗(yàn)過程中，讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家這種有計(jì)劃的科學(xué)探究進(jìn)程，以利用科學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力^[4]。

四、通過科學(xué)史的講解關(guān)注有關(guān)生物學(xué)的議題一以講解“伴性遺傳”為例，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感

教師在講授必修二第二章第三節(jié)“伴性遺傳”時(shí)，可以從血友病的發(fā)展史講起，創(chuàng)設(shè)與生活實(shí)際相聯(lián)系的情境，引導(dǎo)學(xué)生在生活中關(guān)注有關(guān)生物學(xué)的議題，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感^[5]。

結(jié)語

在科學(xué)史的教學(xué)過程中，不單單體現(xiàn)出核心素養(yǎng)中“生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任”的一個(gè)維度，而是多個(gè)維度貫穿其中，從而促使學(xué)生的全面發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]潘秀菊.高中生物教學(xué)中生物科學(xué)史教育的研究與實(shí)踐[D].福建師范大學(xué)，2009.

[2]陳國娟.生物科學(xué)史教學(xué)策略再高中生物學(xué)概念教學(xué)中應(yīng)用的案例研究[D].廣西師范大學(xué)，2019.

[3]馬小明.例談生物科學(xué)史在提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)中的應(yīng)用[J].生物學(xué)教學(xué)，2019，44（07）：8-9.

[4]趙潤麗.生物科學(xué)史在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].內(nèi)蒙古師范大學(xué)，2016.

[5]蔡文娟.重視科學(xué)史觀在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用[J].學(xué)周刊，2015（12）：88.