积极运用科学史的教育方法

刘海燕

一、课程分析

“进化”一词来源于拉丁文evolutio，原意为“展开”，一般是指事物的逐渐变化、发展，由一种状态过渡到另一种状态。“现代生物进化理论”是人教版普通高中生物课程标准实验教科书必修2第七章的内容，本章课程的核心是介绍现代生物进化理论。生物进化理论不仅是生物学中具有重要地位的基础理论，也是对人们的自然观和世界观具有重要影响的理论。虽然生物进化理论的发展历程中一直有不同观点的交锋，但是这个过程却不是简单的新理论对旧理论的否定和排斥，而是新理论对旧理论的修正、深入和扩展。

二、教材分析

“现代生物进化理论的由来”是《遗传与进化（必修2）》第七章《现代生物进化理论》第一节的内容。本节内容涉及拉马克的用进废退学说和达尔文的自然选择学说以及达尔文之后进化理论的发展。本节教学以遗传学为基础，从宏观上对生物的进化作一个广度上的学习，为建立协调统一的唯物辩证观提供了优质的素材。

三、设计理念

高二年级的学生在初中阶段就已经学习过生物进化的内容，知道达尔文的自然选择学说的要点，但是对拉马克进化论、达尔文进化论的贡献及其局限性尚不了解；同时，在经历了初三和高一的“淘沙”之后，原有的知识也许已经有些淡忘。让历史回归历史，在历史中追溯历史，是我在生物学史教学过程中的坚持与主张。

因此，我以大量丰富、活泼的图片来展现拉马克和达尔文的进化理论的主要内容，愉悦富有张力的图片让史实更鲜活；

在引导、激发学生对图片资料进行思考、进行演绎说明构建解释模型的过程中，让学生自发地体会到拉马克和达尔文的进化理论不同的思维视角；

通过师生追问，通过“有话要说”的活动设计，让学生体会进化学说的历史局限性，在思维的顺畅与现实的局促对比中，使学生理解科学不是一个静态的体系，而是一个不断发展的动态过程，在科学的领域没有终极真理。

四、教学目标

知识目标：举例说出达尔文之前，人们是怎样看待生物进化的；概述达尔文的自然选择学说的主要内容；理解达尔文自然选择学说几个主要内容之间的关系；学会运用达尔文的自然选择学说，解释生物的适应性、多样性和生物进化的原因。

能力目标：理解自然选择学说几个主要内容之间的关系，培养学生分析综合的思维能力；构建达尔文自然选择学说的解释模型，运用达尔文的进化理论解释生物界的一些现象，培养学生理论联系实际、正确认识自然的能力；评述达尔文自然选择学说的贡献和局限性。

情感、态度价值观目标：探讨生物进化观点对人们思想观念的影响；培养学生以科学的态度认识生物进化问题，树立辩证唯物主义观点；培养学生探索科学的精神、实事求是的科学态度。

五、教学实施的程序

1.与轻松同行：动漫视频导入，激发学生学习热情。

以北美票房冠军的噱头与“我担心与你们会有代沟”的自相矛盾激发起学生的学习热情，播放《疯狂的原始人》视频片段。引领学生回望时间的那头，回答一个古老又无法回避的问题——谁是万物的创造者？打开学生的话匣子，总结出东西方造物论的共性特点：神创且物种不变。

2.与历史同步：资料史实呈现，引导学生自主学习。

随着工业革命的发展，资产阶级为了掠夺资源，组织了许多探险队。所以，地质学、古生物学都取得了巨大的进步。在18世纪末，许多人提出了生物进化思想。多媒体上呈现拉马克的肖像及简介：法国博物学家，生物学一词是他发明的，最先提出生物进化的学说。

学生通过自主阅读，尝试解决这样三个问题：（1）拉马克进化学说的主要内容是什么？（2）食蚁兽的舌头会细长有什么适应意义？（3）为什么鼹鼠的眼睛会退化？

学生很快就明白了食蚁兽细长的舌头、鼹鼠极度退化的眼睛是拉马克两个著名的原则“用进废退”和“获得性遗传”的事实论据。但是明白未必等于理解，我迅速加入法国学者波尼尔做过的栽植树种的实验强化了学生对“获得性遗传”的认识。认识一旦直达理解，拉马克解释模型的构建就水到渠成，这恰恰就是理解拉马克进化学说的最直观体现。

“我是拉马克”是我特别设置的一个环节，通过解释长颈鹿的进化过程学生总结出了拉马克进化学说的两个特点：第一，生物都是为了适应环境而生存的；第二，在适应的过程中，生物具有很强的自我改进的力量。这个环节课堂里爆发出了拉马克“得偿所愿”式的轻松与惬意。

3.与“贝格尔”号同行：物证史实更鲜活，学生坚定“与上帝分手”。

只有在历史中追溯历史，我们的思绪才能与历史契合，才能更好地感受科学史中每一步发展的不易与充实。在查阅了大量历史资料之后，我的导入颇似一个故事，基于事实，又妙趣横生：

在另外一个国度，有一位出身于基督教高级知识分子家庭、剑桥大学神学院毕业的小伙子，在参加了历时5年的航海后，在观察记录了大量的信息之后，他没有靠近上帝，反而产生了一个大胆的想法，他打算与上帝分手，他就是？（学生齐答：达尔文！），那封著名的诀别信就是？（学生笑答：《物种起源》！）

学生脸上还留着“与上帝分手”的暧昧。四组精选的参考图片以及马尔萨斯人口论再次将学生的思维激活，课堂生成的追问紧锣密鼓：斗争是为了什么？斗争的结果是什么？决定斗争结果的因素是什么？有利变异和不利变异是针对什么而言的？一组概念在学生的脑海中越发清晰：生物在生存斗争中生存下来后，有利变异通过遗传进行积累。

4.与历史纵横：不同进化论的对比辨析，培养学生辩证认识生物进化。

在“我的选择”活动环节，各小组围绕“拉马克的进化学说与达尔文的进化学说，你更愿意接受谁的观点？原因是什么？”刮起了思维旋风，激烈的对比、犀利的阐释，课堂风光旖旎。教师只是倾听，只是适当点拨。

在这个教学互动部分，我补充了大量史实材料。

比如有小组发言认为拉马克的主张偏主观而达尔文的进化理论更接近事实。我创设了“有话要说”的环节，提供给学生一份扩展材料：德国科学家魏斯曼将雌、雄老鼠的尾巴都切断后，再让其互相交配来产生子代，而生出来的幼鼠居然都是有尾巴的。他一直这样重复进行至第21代，其子代仍然是有尾巴的，看来怀疑拉马克学说的不乏其人。

关于进化理论的发展，关于世人对进化理论的评价，我没有简单说教，而是让历史回归历史，提供了大量的史实材料。比如《物种起源》第一版虽然是一份只有15.5万字的“提纲”，但是一天销售一空。不像爱因斯坦的著作那样，“地球上大概只有3个人能看懂”。但是之后，他却遭到了许多人的攻击和谩骂，这是为什么？

时光流转，1882年4月19日，达尔文逝世却能厚葬于威斯敏斯特大教堂，安葬在另一位科学界伟大人物牛顿的墓旁，享受着一个自然科学家的最高荣誉，这又意味着什么？

完美的是故事，缺憾的才是真实。同时代另一位研究者孟德尔写给达尔文的信件也让学生感叹唏嘘。

5.与历史穿越：历史情境创设，培养学生探索科学的精神、严谨求实的科学态度。

在达尔文200周年诞辰来临之际，英国民调公司ComRes在一项针对2060人的调查中发现，越来越多的英国人不再认同进化论。近51%的英国人认为达尔文的进化理论并不足以解释地球生命的复杂构成，生命起源及发展演变的关键时期应该离不开某位“造物者”的干涉。根据这个信息，我借“来自星星”的都敏俊教授设计了“我是达尔文”环节，假设都敏俊教授帮助达尔文回到了现在，而你就是那个回到了现在的达尔文，面对如此境况你打算怎么做？一石激起千层浪，学生的发言内容正好是科学精神的最好映射。

当然，“最美丽最曼妙的生命形式是由进化产生的，而且它们仍在不断进化之中”。

六、教学反思

如何才能准确把握课程标准，怎样才算自觉创新教学行为，每一位教师都有自己独到的理解与认识。上海市浦东教育发展研究院院长程红兵说：“通过课堂教学，我们的目标无非是让学生由不知道是什么到知道是什么，这是知识的变化；由不会什么到会什么，这是能力的变化；由不爱什么到爱什么，这是情感态度的变化。”

“三变”就是课堂教学的效用所在、深刻所在、魅力所在，这一切都需要通过学生在课堂上的参与、思考达到。要想让学生进行有价值的思考，关键在于教师先要进行有价值的思考。大胆创新，让思想先行，恰是青年教师应该践行的成长宝典。

人教版《高中生物2 遗传与进化》第七章第一节“现代生物进化理论的由来”的教学设计我先后改了12次，每一次的改动都是对文本的再一次认识，再一次解读；每一次的改动都是教学思路的再一次明晰，再一次涅槃；每一次的改动都是生物同行的再一次探讨，再一次辨析。

优化一：建构进化学说的解释模型，拉近与科学家的距离

模型是人们按照特定的科学研究目的，在一定的假设条件下，再现原型客体某种本质特征（如结构特性、功能、关系、过程等）的物质形式或思维形式的类似物。一方面，我们可以从原型出发，抓住事物的本质特征，对事物与现象进行抽象、简化，建构一个能反映原型本质联系的模型。另一方面，对于高度抽象化的科学概念和假说，我们必须具体化为某个特定的模型，才能发挥理论对实践的指导作用。

建立进化学说解释模型的探究过程，就是一个学生积极参与、思辨并归纳的过程。虽然在教材文本上拉马克的进化学说并不是重点，达尔文的自然选择学说才是这节课的中心，才是学生理解现代生物进化理论由来的关键。但是事实与推论之间的逻辑关系是通过思维的构建来获取的，通过科学模型的构建来推知进化学说的发展规律，借助科学模型的构建来拓展和深化对于进化学说的认识，以此能更好地体味拉马克与达尔文进化学说的差异，了解达尔文进化学说的构建过程与观察视点。

要想让学生进行有价值的思考，关键在于教师先要进行有价值的思考。为了引导学生像当年的拉马克、达尔文一样地思考，让学生模拟和再现科学家们的实验，体验、再现解释模型的构建过程，我查阅了大量的文本资料和网络材料。因为学生在初中阶段就已经学习了相关的进化知识，我相信，只有新鲜的“食材”才能更好地唤醒记忆，更棒地激发思考力，为此，我摒弃了大量陈旧的图片，与时俱进地选择了更多新鲜的、有新意也有视觉冲击力的资料与图片，在引导学生进入情境、启发思考、激发思维的建模路上一路狂奔。在师生共同建立了拉马克进化学说的解释模型之后，将建模的方法进行了迁移，小组在阅读讨论了参考资料1-5的基础上，经验共享，形成共识，学生独自建立起了达尔文进化学说的解释模型。

方法的建立提升的是课堂的容量与效率。在教学过程中，学生发言踊跃，课堂追问不断出现，而教师只需要“弱弱地”“拎”一下：拉马克的进化学说强调生物都是为了适应环境而生存的，在适应的过程中，生物具有很强的自我改进的力量。达尔文的进化论侧重于生物的演化是长时间连续性的缓慢改变，是通过微小的优势变异逐渐改进的。

应该说，在生物科学史教学的过程中，理解模型和进行模型建构活动是学生理解生物概念、动态了解科学史实过程的一把钥匙。学生通过探索思考，体会到模型建构的方法，并将模型方法内化为认知图式，获得了学习方法，提升了认知水平。

优化二：厘清科学史实的发展脉络，丰富人文的美学价值

科学史是客观真理发现的历史，是人的心智逐步征服自然的历史。它描述漫长而无止境的为思想自由，为思想免于暴力、专横、错误和迷信而斗争的历史。比如1857年，巴斯德通过著名的曲颈瓶实验，彻底否定了“自然发生说”，之后还发明了“巴氏消毒法”，他的研究成果促进了医学、发酵工业和农业的发展。巴斯德曾说过：“告诉你使我达到目标的力量，就是我的坚韧精神。”但是在进行生物科学史教学时，这样的“高大上”情节的平铺直叙的教学方法容易使科学史教学变成简单的历史事件罗列，教学变成了走过场，而且学生也容易产生科学是“学霸式”的、高不可攀的心理。

所以，如果能够营造当年的历史氛围，层层设疑，让学生好像置身于科学家的探究历程中，则教学犹如连环扣，学生学起来就会劲头十足。

步入达尔文的进化空间，我是这样导入的：同时代，在另外一个国度，有一位出身于基督教高级知识分子家庭、剑桥大学神学院毕业的小伙子，为了验证诺亚方舟中那场著名的洪水——洪水毁灭了当时的世界，只有诺亚，他的家人和在方舟中的动物和植物得以存活。几十亿的死尸被埋葬在岩石层中，形成了化石——他在参加了历时5年的航海后。此时，学生的关注力就被引导到科学考察的层面：达尔文去了哪里、看到了什么、记下了什么、思考到了什么？顺水推舟，“我是达尔文”的教学环节让学生换位观察、借位思考，在特定的历史的空间考量这位学者的行与思。当教学进行到“自然选择学说”的意义时，学生自发地把“自然选择学说”与“日心说”进行了联想与类比，对于当时的讽刺漫画，和达尔文1882年4月19日死后厚葬于威斯敏斯特大教堂，安葬在牛顿的墓旁，享受着一个自然科学家的最高荣誉，学生也进行了阐述，主动、积极地从思想与方法的历史、社会的历史这样的角度去分析。

美育是通向人格完善的必经之路。生命科学中求真、求善、求美的精神与人文精神一脉相通，这样饱满、立体、鲜活的历史感让我感动。

优化三：追随科学常识，倡导理性的怀疑

现代生物进化理论是以生物的生存价值和生存意义为研究中心的学说，在生物教学中渗透人文教育，培养学生对科学积极的情感态度，也是生物学教育的重要目标之一。从对神创论的怀疑，到生物进化思想的初现；从拉马克的“获得性遗传”到达尔文的“自然选择”；从魏斯曼小鼠尾巴的实验探究到波尼尔做过的栽植树种的实验；科学家巧妙的实验设计，很能激起学生的兴趣，引起学生共鸣。学生通过学习这些科学史知识，逐渐领会科学研究的一般方法，逐步培养发现问题、分析和解决问题的能力以及收集和处理科学信息的能力。

怀疑与发展如影随形。教材关于人类起源问题上科学对宗教的挑战引入，就蕴涵着科学并不盲从宗教的信条，有根据地对“权威”观点进行理性的怀疑是发展的前提。在教学中，我始终让事实说话，有相关观点的介绍，就一定要有相关证据资料的呈现。

在“我是达尔文”的教学环节，我提供了这样一则资料信息：在达尔文200周年诞辰来临之际，英国民调公司ComRes近日在一项针对2060人的调查中发现，越来越多的英国人不再认同进化论。近51%的英国人认为达尔文的进化理论并不足以解释地球生命的复杂构成，生命起源及发展演变的关键时期应该离不开某位“造物者”的干涉。假设来自星星的都敏俊教授帮助达尔文回到了现在，而你就是那个回到了现在的达尔文，面对如此境况你打算怎么做？

学生的果敢与质疑，思路的严谨与缜密，表述的层次与多样，让课堂已然成为科学的讲堂。

科学没有终极，科学允许人们对某个结论的怀疑，科学从不强迫别人接受，而是以更充分的证据和更严密的逻辑来说明结论的可靠性。

（作者单位：南京市天印高级中学）