生物科學(xué)史教育

李娟劉 晶李娜

摘要：初步探討利用生物科學(xué)史培養(yǎng)科學(xué)思維的可行途徑，并就該途徑提出了相關(guān)教學(xué)建議，以期為廣大教師提供參考。

關(guān)鍵詞：生物科學(xué)史 科學(xué)思維 生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

1問題的提出——如何讓科學(xué)思維落地

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱《新課標(biāo)》）中明確指出，生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任四個(gè)維度?？茖W(xué)思維作為一種高級(jí)的認(rèn)知加工方式，在學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)與發(fā)展過程中發(fā)揮著重要的作用?？茖W(xué)思維是指尊重事實(shí)和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度，運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識(shí)事物、解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣和能力。高中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的科學(xué)思維內(nèi)涵表明，科學(xué)思維不僅是一種態(tài)度，更是一種能力、一種思維習(xí)慣，凸顯了科學(xué)思維重實(shí)證、追求客觀性的特點(diǎn)，但這一定義對(duì)科學(xué)思維品質(zhì)的考量有所忽視?；谛睦韺W(xué)中對(duì)思維的定義，科學(xué)思維是具有意識(shí)的人腦對(duì)科學(xué)事物的本質(zhì)屬性、事物間的聯(lián)系和相互關(guān)系以及事物的發(fā)展變化規(guī)律的間接、概括的反映，具有內(nèi)隱性、高度抽象性、概括性的特點(diǎn)。綜上所述，科學(xué)思維具有多種特性，如何化抽象為形象，使科學(xué)思維落地，是橫亙?cè)趶V大一線教師面前的一道難題。

2科學(xué)思維落地的一種可行途徑——生物科學(xué)史教育

科學(xué)思維的培養(yǎng)可以借助豐富多樣的材料?？茖W(xué)思維的材料可分為感性材料和理性材料，即外部事物及外部事物屬性的內(nèi)部表征?？茖W(xué)思維的材料既可以通過觀察、實(shí)驗(yàn)等方式獲得，也可以從已有的科學(xué)概念、科學(xué)原理、科學(xué)規(guī)律等材料中獲取?；诳茖W(xué)史教學(xué)策略展開高中生物學(xué)教學(xué)，是一種可行的科學(xué)思維培養(yǎng)途徑。

首先，生物科學(xué)史本身就是一種可靠的科學(xué)思維材料。生物科學(xué)史從辯證唯物主義和歷史唯物主義出發(fā)，對(duì)生物科學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展作出科學(xué)總結(jié)，是生物學(xué)科漫長(zhǎng)發(fā)展歷程中所形成的寶貴財(cái)富，蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)思維方法。生物科學(xué)史將生物學(xué)知識(shí)的來源及其產(chǎn)生過程、科學(xué)方法的改革與創(chuàng)新、科學(xué)家個(gè)人與團(tuán)體的智力活動(dòng)、科學(xué)發(fā)展與社會(huì)發(fā)展和個(gè)人發(fā)展的互動(dòng)關(guān)系等統(tǒng)統(tǒng)記錄在冊(cè)，是豐富的事實(shí)材料。

其次，科學(xué)史上大多數(shù)重大的發(fā)現(xiàn)都是從問題開始。教師利用科學(xué)史開展基于問題的教學(xué)，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。創(chuàng)設(shè)情境、強(qiáng)調(diào)真實(shí)情境又是核心素養(yǎng)落實(shí)的有效途徑之一?？茖W(xué)史由一個(gè)又一個(gè)小故事構(gòu)成，其本身就具有一定的情境性。同時(shí)，科學(xué)史是不斷發(fā)展的歷史，科學(xué)知識(shí)也在探索中不斷更新。也就是說，知識(shí)不是固定的，不是絕對(duì)正確的，科學(xué)知識(shí)具有暫時(shí)性、動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)。利用科學(xué)史開展學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，教師需要引導(dǎo)學(xué)生用質(zhì)疑的態(tài)度和批判的眼光去看待知識(shí)。因此，利用科學(xué)史進(jìn)行教學(xué)，對(duì)學(xué)生批判性思維的養(yǎng)成具有重要意義。

基于生物科學(xué)史的教學(xué)不僅僅有助于學(xué)生理解生物學(xué)學(xué)科的本質(zhì)，把握生物學(xué)的核心內(nèi)容，更有助于學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)、養(yǎng)成科學(xué)思維、提升科學(xué)素養(yǎng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的自主構(gòu)建。科學(xué)史在學(xué)生科學(xué)思維的養(yǎng)成方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，是學(xué)生科學(xué)思維養(yǎng)成的重要驅(qū)動(dòng)力。

3基于生物科學(xué)史教育培養(yǎng)科學(xué)思維的一般路徑

雖然目前生物學(xué)教師普遍認(rèn)同科學(xué)史的教育價(jià)值，但在實(shí)際教學(xué)過程中也存在著忽略生物科學(xué)史教學(xué)，直接依據(jù)教材陳述科學(xué)史實(shí)等現(xiàn)象，忽視了生物科學(xué)史中蘊(yùn)含的科學(xué)思維培養(yǎng)的價(jià)值。基于這些問題，構(gòu)建了如圖1所示利用生物學(xué)史培養(yǎng)科學(xué)思維的一般路徑。

首先，教師逐步呈現(xiàn)生物科學(xué)史資料，創(chuàng)設(shè)情境，使學(xué)生代入科學(xué)家的角色，提供適當(dāng)?shù)哪_手架，引發(fā)學(xué)生思考，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)提出問題。隨后，學(xué)生通過研讀相關(guān)材料、觀看視頻等多種途徑獲得相關(guān)信息，收集客觀事實(shí)、整理證據(jù)材料，并嘗試運(yùn)用分析與綜合、歸納與概括、演繹與推理等科學(xué)思維方法來解決問題、得出結(jié)論。學(xué)生在解決問題的過程中運(yùn)用科學(xué)思維方法來獲得概念、揭示規(guī)律等。

然后，學(xué)生回到現(xiàn)實(shí)，跳出科學(xué)家身份，教師引導(dǎo)學(xué)生用批判的眼光去看待自己得出的結(jié)論、科學(xué)家的結(jié)論，并比較自己的結(jié)論與科學(xué)家的結(jié)論之間的異同，思考科學(xué)家的結(jié)論是否正確等問題。學(xué)生在深入挖掘問題背后的原因時(shí)，會(huì)思考：科學(xué)家應(yīng)用了哪些科學(xué)方法？科學(xué)家的局限是否與其所處的時(shí)代有關(guān)？……在這樣一個(gè)反思的過程中，學(xué)生由被動(dòng)的回答問題轉(zhuǎn)為主動(dòng)提出問題、解決問題，并在這一過程中發(fā)展批判性思維，通過由表及里的深入思考，逐漸養(yǎng)成科學(xué)思維。

基于生物科學(xué)史去培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維重要的不是教師教會(huì)了學(xué)生什么，而是學(xué)生習(xí)得了什么。如果僅僅是對(duì)科學(xué)史進(jìn)行簡(jiǎn)單研讀，得出一個(gè)結(jié)論，那么科學(xué)思維的培養(yǎng)也往往只是浮于表面，不夠深入。教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生多問幾個(gè)為什么，讓學(xué)生在事實(shí)和證據(jù)的基礎(chǔ)上嘗試應(yīng)用科學(xué)思維方法來對(duì)問題做出回答。正如同《普通高中生物學(xué)課標(biāo)解讀（2017版）解讀》一書中所提到的“學(xué)生的科學(xué)思維的發(fā)展聚焦在以下三點(diǎn)：質(zhì)疑是思考的視角、實(shí)證是判斷的尺度、邏輯是論辯的準(zhǔn)繩”，用科學(xué)史培養(yǎng)科學(xué)思維也是如此。

4基于生物科學(xué)史教育的教學(xué)建議

4.1在生物科學(xué)史教學(xué)中充分體現(xiàn)科學(xué)思維方法

教材中所選取的每一個(gè)生物科學(xué)史背后都或多或少蘊(yùn)藏著科學(xué)家們進(jìn)行科學(xué)研究的一般方法。同時(shí)，教材正文中特意安排的“科學(xué)方法”這一欄目對(duì)生物科學(xué)史中應(yīng)用到的科學(xué)方法進(jìn)行概括、總結(jié)。因此，教師可充分利用教材中的欄目，講好生物科學(xué)史故事、講透科學(xué)思維方法。

4.2以問題創(chuàng)設(shè)情境、用對(duì)話啟迪思維

在實(shí)際教學(xué)過程中，教師可以以提出問題的形式，促進(jìn)學(xué)生自主歸納、探究，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)提出問題，使每一位學(xué)生都以一名科學(xué)家的身份去思考、分析和解決問題，從而在這個(gè)過程中掌握和運(yùn)用科學(xué)的探究方法。在循序漸進(jìn)的培養(yǎng)中，教師可以不斷與學(xué)生對(duì)話，讓學(xué)生不斷提出問題、解決問題、反思結(jié)論，幫助學(xué)生不斷完善自己的結(jié)論，加深對(duì)生物科學(xué)史發(fā)展的認(rèn)識(shí)。

4.3理性對(duì)待科學(xué)史，樹立正確的科學(xué)精神

生物科學(xué)史的發(fā)展歷程并不是一帆風(fēng)順的，在對(duì)生物學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行探索的過程中，科學(xué)家用獨(dú)特的思維方式來嘗試對(duì)新領(lǐng)域的問題進(jìn)行解釋。

教師運(yùn)用科學(xué)史進(jìn)行教學(xué)時(shí)，應(yīng)該以事實(shí)為基礎(chǔ)、尊重客觀史實(shí)，不要過于美化科學(xué)家的歷史貢獻(xiàn)和科學(xué)研究的歷程，讓學(xué)生一昧地認(rèn)為科學(xué)史故事都是一帆風(fēng)順的。教師應(yīng)該對(duì)科學(xué)史進(jìn)行理性的評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)學(xué)生敢于質(zhì)疑、敢于探索，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)的發(fā)展呈螺旋上升趨勢(shì)，一個(gè)科學(xué)理論的誕生需要經(jīng)過不斷地修正與完善。教師在應(yīng)用科學(xué)史進(jìn)行教學(xué)時(shí)，應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生用懷疑的眼光去看待科學(xué)理論，并有意地培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神與批判性思維。

5結(jié)語

科學(xué)史詳細(xì)地記錄了科學(xué)發(fā)展的歷程，采用科學(xué)史教學(xué)策略可以有效地促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的養(yǎng)成。生物學(xué)教師應(yīng)高度重視生物科學(xué)史在生物教學(xué)中的重要作用，用好科學(xué)史，讓科學(xué)思維真正落地。此外，培養(yǎng)科學(xué)思維的方法還有很多，需要教師在教學(xué)過程中不斷摸索。