基于生命科學(xué)史的小專題研習(xí)教學(xué)實(shí)踐研究

任劍明 魏娜 馬會放

摘要 以科學(xué)史的小專題研習(xí)為例，探索其在教學(xué)實(shí)踐中的實(shí)現(xiàn)方式以及闡釋其對于發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的育人價值。

關(guān)鍵詞 科學(xué)史 小專題 核心素養(yǎng)

中圖分類號G633. 91

文獻(xiàn)標(biāo)志碼B

《普通高中課程方案（2017年版）》（以下簡稱《課程方案》）的實(shí)施，給了學(xué)生更大的擇“科”自由，學(xué)生選擇生物學(xué)課程進(jìn)一步學(xué)習(xí)，很大程度上是源于學(xué)科興趣，而不再是因?yàn)閭鹘y(tǒng)理科的捆綁。另一方面，生物學(xué)課程在高考科目中的分值和其他選考科目一樣，這使得學(xué)生愿意投入更多的精力去學(xué)習(xí)生物學(xué)。這是《課程方案》為生物學(xué)教學(xué)帶來的新機(jī)遇。

作為自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)學(xué)科，生物學(xué)是提高學(xué)生的科學(xué)文化素養(yǎng)的重要載體之一。然而，隨著知識體系的逐步加大，學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際感受卻是這是一門比一些人文科學(xué)還“文科”的科目，有太瑣碎的知識點(diǎn)需要去“記”，有太多的內(nèi)容需要去“背”。生物學(xué)的學(xué)習(xí)不能像物理、化學(xué)那樣來一場酣暢淋漓的計算或推導(dǎo)，學(xué)生總是很難感受到生物學(xué)科的邏輯。

面對《課程方案》帶來的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，生物學(xué)教師要拓寬教學(xué)路徑，探索教學(xué)組織形式，創(chuàng)設(shè)有效的教學(xué)情境，幫助學(xué)生守住選科時的那份“初心”，引導(dǎo)學(xué)生感受到生物學(xué)的學(xué)科邏輯，進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的科學(xué)文化素養(yǎng)?！墩n程方案》實(shí)施以來，筆者探索以科學(xué)史為背景的小專題的教學(xué)組織和方法，以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式變革，增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)體驗(yàn)感，取得了較好的教學(xué)效果。

1 基于科學(xué)史的小專題研習(xí)教學(xué)組織形式的搭建

高中生物學(xué)課程的精要是向?qū)W生展示生物學(xué)的基本內(nèi)容，反映自然科學(xué)的本質(zhì)。生命科學(xué)史闡述了生物學(xué)家在解決問題過程中所持有的觀點(diǎn)以及解決問題的思路和方法，并且還系統(tǒng)性地闡釋了每一個生物概念產(chǎn)生的背景和路徑。以科學(xué)史為背景的專題研習(xí)有利于吸引學(xué)生主動地參與學(xué)習(xí)，有利于引發(fā)學(xué)生領(lǐng)會科學(xué)家的思想，體會科學(xué)研究方法，理解生物科學(xué)本質(zhì)和感悟科學(xué)精神。該教學(xué)組織形式的搭建主要過程如下：

（1）聚焦大概念選擇合適的專題。

進(jìn)行小專題的研習(xí)有幾個原則要把握：①專題內(nèi)容上聚焦大概念，跟學(xué)生所學(xué)的相關(guān);②專題要有一定的系統(tǒng)性，學(xué)生研習(xí)之后，能對大概念產(chǎn)生背景，路徑能有更深刻的認(rèn)識;③專題的挑戰(zhàn)性應(yīng)該在學(xué)生的能力范圍內(nèi)，能促進(jìn)學(xué)生間的合作，引發(fā)學(xué)科間交流，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。例如，圍繞高中生物學(xué)概念3：“遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳”，師生共同確立了“DNA是如何被確定為細(xì)胞的遺傳物質(zhì)”的小專題研習(xí)。

（2）圍繞專題，分析教材，確定研習(xí)方案，展開研習(xí)。

確立專題后，學(xué)生知道了做什么，還需要教師給予必要的幫助，啟發(fā)他們的思路，幫助學(xué)生確定研習(xí)方案。這個過程中，教師要注意引導(dǎo)學(xué)生，將研習(xí)內(nèi)容與教材關(guān)聯(lián)。例如，在生命科學(xué)史上關(guān)于遺傳物質(zhì)化學(xué)基礎(chǔ)的研究，事實(shí)上是三方面研究結(jié)果共同匯合而成：①遺傳類型的統(tǒng)計學(xué)分析，解決了基因的傳遞行為，但未解決基因是什么;②細(xì)胞分裂的顯微研究，解決了染色體在細(xì)胞分裂過程的行為，初步將遺傳物質(zhì)鎖定上DNA與蛋白質(zhì)之間;③細(xì)胞組分的生化及功能研究，解決了染色體的化學(xué)組成、DNA的分子結(jié)構(gòu)、DNA是肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化因子、DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)等問題。就這些研究內(nèi)容與教材相關(guān)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性分析見表1所示。

分析與教材內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性后，結(jié)合三個研習(xí)方向，興趣相近的學(xué)生結(jié)合成研究小組，各有側(cè)重點(diǎn)，從收集資料，查閱文獻(xiàn)開始研習(xí)（教師要在資料提供方面提供指導(dǎo)和幫助）。研習(xí)過程要注重體會科學(xué)家的觀點(diǎn)，研究思路和方法，注重梳理每項(xiàng)研究解決的問題，以及受此研究啟發(fā)帶來的新問題。

（3）搭建交流平臺，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)術(shù)交流能力。

學(xué)生在研習(xí)一段時間的基礎(chǔ)上，全班定期交流研討。交流主要環(huán)節(jié)為：先由每組代表做研習(xí)報告，報告主要內(nèi)容為研習(xí)所獲、研習(xí)困惑及下一段的研習(xí)計劃和目標(biāo);然后，就相關(guān)問題進(jìn)行師生問答，小組討論或辯論。在此基礎(chǔ)上，教師要給予評價，就學(xué)生的研習(xí)困難提供幫助，啟發(fā)學(xué)生的思路，增強(qiáng)學(xué)生的信心。這一平臺的搭建的意義在于給學(xué)生提供交流的機(jī)會，讓學(xué)生講科學(xué)家的研究故事，分析科學(xué)家的觀點(diǎn)，講述科學(xué)家的方法。這樣有利于增強(qiáng)學(xué)生對科學(xué)的認(rèn)識，有利于發(fā)散學(xué)生的思維。在小結(jié)點(diǎn)評階段，教師的幫助有利于引導(dǎo)學(xué)生把握研習(xí)的方向，提高研習(xí)的質(zhì)量。

（4）撰寫研習(xí)報告，設(shè)計研習(xí)海報，展示研習(xí)成果。

當(dāng)一個專題研習(xí)完成以后，撰寫報告可以促使學(xué)生就研習(xí)內(nèi)容再進(jìn)行一次深入思考，進(jìn)而梳理學(xué)生研習(xí)過程的收獲，同時提升學(xué)生的表達(dá)能力。展示研習(xí)成果是為了讓學(xué)生在更大范圍分享自己的研習(xí)成果。這一過程有利于增強(qiáng)學(xué)生的自信，使學(xué)生收獲創(chuàng)造性勞動帶來的喜悅。特別是在海報下方備注研習(xí)小組學(xué)生的名單，會讓學(xué)生有非常強(qiáng)的學(xué)科自信感，讓學(xué)生感受到勞動之后的快樂。

2 基于科學(xué)史的小專題研習(xí)的教學(xué)實(shí)踐效果

2.1 激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)活力，增強(qiáng)了生物學(xué)課程的科學(xué)體驗(yàn)感

系統(tǒng)性的小專題研習(xí)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)活力，生物課程的學(xué)習(xí)不光在課堂上進(jìn)行，而且延伸到了課下實(shí)踐，學(xué)生通過查文獻(xiàn)、讀文獻(xiàn)、做報告、回答同學(xué)問題、小組交流、撰寫研習(xí)報各等環(huán)節(jié)，引發(fā)了學(xué)生的學(xué)科興趣，發(fā)展了學(xué)生的閱讀、交流、表達(dá)等學(xué)習(xí)能力。在這一過程中，學(xué)生還近距離地感知生物學(xué)知識的產(chǎn)生過程，感受了生物學(xué)研究過程中的科學(xué)思維和科學(xué)探究，感受到了生物學(xué)研究的科學(xué)體驗(yàn)，增加了學(xué)生對生物學(xué)科是自然科學(xué)的認(rèn)同感，體會到了生物學(xué)科學(xué)習(xí)的樂趣。在研習(xí)報告中，學(xué)生寫到：“生物學(xué)研究的基本方法之一就是‘觀察法。而生物體的組成又非常的復(fù)雜，生命科學(xué)的特例又非常的多，所以生物學(xué)沒有那么多的定理和公理，生物學(xué)的研究的表達(dá)方法主要就是描述，描述某種指標(biāo)上升了，或者下降了……”這說明學(xué)生已經(jīng)開始在逐步意識到了生物學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)。

2.2 發(fā)展了學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

基于科學(xué)史的小專題研習(xí)，教師引導(dǎo)學(xué)生在研習(xí)過程中，進(jìn)入科學(xué)家的角色，感受科學(xué)研究時遇到的困難、引發(fā)學(xué)生真思考，促使學(xué)生由過去的解題向解決真問題方向轉(zhuǎn)變。學(xué)生在親歷解決問題過程中：①從源頭上體驗(yàn)知識的形成過程，學(xué)生主動構(gòu)建了相關(guān)的知識網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)了學(xué)生對相關(guān)生物概念把握能力，這樣形成的知識更具有系統(tǒng)性的生命力;②通過領(lǐng)悟生物學(xué)家的觀點(diǎn)和解決問題的思路進(jìn)而發(fā)展了基于生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)的歸納與概括、演繹與推理等科學(xué)思維方法;③通過感悟生物學(xué)家的研究方法，發(fā)展了針對特定現(xiàn)象進(jìn)行觀察、思辨、方案設(shè)計、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對研究結(jié)果交流與討論等的科學(xué)探究能力。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生通過感悟研究故事，形成積極的科學(xué)態(tài)度，養(yǎng)成科學(xué)思維、批判質(zhì)疑和勇于探究的科學(xué)精神，為學(xué)生的未來學(xué)習(xí)、生活和社會參與時培育了科學(xué)素養(yǎng)。

3 結(jié)語與反思

新一輪課程改革給生物學(xué)教學(xué)來了機(jī)遇的同時，也使教師面臨著挑戰(zhàn)。如果生物學(xué)教學(xué)開展得有學(xué)科吸引力，選擇生物學(xué)的學(xué)生就會多一樣，這樣會促使生物學(xué)科的發(fā)展進(jìn)入良性循環(huán)，反之亦然。課程的吸引力主要來自兩方面：學(xué)生學(xué)習(xí)的真實(shí)體驗(yàn)感;學(xué)生的高考成績。這兩者相輔相成，并且目標(biāo)都統(tǒng)一于促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。這就要求教師勇于嘗試教學(xué)方式改革，增強(qiáng)學(xué)科的吸引力，繁榮學(xué)科的長遠(yuǎn)發(fā)展。基于科學(xué)史的小專題研習(xí)引領(lǐng)學(xué)生在完成一個任務(wù)的過程中學(xué)習(xí)，讓生物課的學(xué)習(xí)從課上學(xué)習(xí)延伸到了課下實(shí)踐，學(xué)生更近一步地感受到了生物學(xué)的科學(xué)本質(zhì)，感受到了生物學(xué)的探究樂趣，同時收獲了知識，培育了科學(xué)精神，發(fā)展了核心素養(yǎng)，為未來的終身學(xué)習(xí)奠定了方法基礎(chǔ)。

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