寻脉生物科学史 促进教学有效性

林鑫

【摘 要】新课程改革后，高中生物教材增加了许多生物科学史内容，教师通过开展生物科学史的教学，提升课堂教学的有效性，引导学生沿着科学家探索生物世界的道路，理解科学的本质和科学研究的方法，提高学生的科学素养，达到教学的三维目标。

【关键词】生物科学史     教学有效性     兴趣       探究

生物科学是自然科学中的一门基础学科，是研究生命现象和生命活动规律的科学。生物科学史即生物科学产生发展的历史，既包括科学家对生命现象的研究过程，又包括科学家研究生命现象时所持有的不同观点和态度;既包括生物学理论和方法的形成演变，又包括不同学科之间的联系、科学与社会的相互影响。

普通高中生物课程标准指出，学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路，理解科学的本质和科学研究的方法，学习科学家献身科学的精神，有利于提高学生的科学素养，帮助学生理解生物科学、技术和社会的相互关系，增强学生对自然和社会的责任感，促进学生形成正确的世界观和价值观。

有效教学主要指在一定的教学投入内（时间、精力、努力），通过教师的教学，学生获得具体的进步和发展，达到最好教学效果的教学，是卓有成效的教学。在45分钟课堂的有限时间里，如何巧妙合理地讲解生物发展史的内容，激发学生学习的兴趣，培养学生的科学素养，达到教学的三维目标，笔者谈谈个人的见解。

一、精通生物发展史，保证有效教学

生物科学发展经历了三个阶段：描述性生物学阶段、 实验生物学阶段、分子生物学阶段。由于科技生产力水平的限制，19世纪以前生物科学发展基本处于描述性生物学阶段，尤其以1859年英国生物学家达尔文的《物种起源》为代表，他们都只是从纯生物学的角度来阐述生命现象，而不能说明它的根本机理和原因。1900年孟德尔遗传定律的发现，使生物学从原来的描述性学科发展成一门实验性的学科。1953年沃森和克里克两人提出了遗传物质脱氧核糖核酸（DNA）的双螺旋结构模型，从此，把整个生物学研究推进到分子生物学的新阶段。

伴随着新课程理念的提出，新教材做出了相应的变化，其中有一个变化较为显著，就是课本增添了许多科学史的内容。据统计，高中生物必修教材出现的科学史内容共计50个片段左右。

“要给学生一杯水，教师要有一桶水。”教师应具备精深的学科专业知识、丰富的科学文化知识，对于整个生物发展史的历程要熟悉，对于高中生物教科书中的科学史要精通，才能保证课堂的有效教学。

二、开展科学史教学，激发学习兴趣

托尔斯泰说过：“成功的教学所需要的不是强制，而是激发学生的兴趣。”促使学生在愉悦的气氛中学习，唤起学生强烈的求知欲望是教学成功的关键。生物科学史中有很多关于科学家本身或者是科学家进行科学研究过程的趣事，将其引入到生物教学中，必然会大大激发学生的学习兴趣。例如，讲授《伴性遗传》，引入了18世纪英国著名的化学家兼物理学家道尔顿的故事。道尔顿在圣诞节前夕买了一双“棕灰色”的袜子送给母亲，母亲觉得樱桃红色的袜子颜色过于鲜艳，道尔顿感到非常疑惑，又去问弟弟和周围的人，除了弟弟与自己的看法相同以外，其他人都说袜子是樱桃红色的。道尔顿经过认真的分析比较，发现他和弟弟的色觉与别人不同。道尔顿虽然不是生物学家和医学家，却成了第一个发现色盲症的人，也是第一个被发现的色盲症患者。为此他还写了篇论文《论色盲》。后来，人们为了纪念他，又把色盲症称为道尔顿症。在教学中，适时引入这样的故事，能为新知识的探究做背景材料的铺垫，既能引起学生的兴趣，又很好地引出探究问题，还丰富了课堂内容。

三、开展科学史教学，掌握生物知识

开展生物科学史教学，有助于学生获得生物学基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识，了解生物科学和技术的主要发展方向和成就，了解生物科学发展史上的重要事件。例如：讲授《现代生物进化论理论的由来》，课文引入长颈鹿是如何进化来的生物科学实例，指出历史上有两种关于生物进化的理论曾经争得很厉害，分别是拉马克提出来的“用进废退”和达尔文提出来的“自然选择学说”对长颈鹿进化的解释。拉马克认为，生物进化其核心是有一种内在的动力驱使生物向前发展，而由于“用进废退”，习性会让生物的器官出现独特的形态。达尔文认为，原始长颈鹿中有的较高有的较矮，当食物缺乏时，较高的个体能吃到较高处的树叶，是其他动物吃不到的，因此有生存优势，能留下更多的后代。一代又一代选择的结果，长颈鹿的脖子就变得越来越长。了解生物科学知识在生活、生产、科学技术发展和环境保护等方面的应用，有助于积极参与生物科学知识的传播，促进生物科学知识进入个人和社会生活。

四、开展科学史教学，培养探究能力

生物科学作为由众多生物学事实和理论组成的知识体系，是在人们不断探究的过程中逐步发展起来的。探究也是学生认识生命世界、学习生物课程的有效方法之一。普通高中生物课程标准倡导探究性学习，力图促进学生学习方式的变革，引导学生主动参与探究过程，勤于动手和动脑，逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等，重在培养创新精神和实践能力。例如：讲授《植物生长素的发现》，书上通过一系列的实验从一定程度上反映了科学探究的一般方法，对培养学生科学的思维方法和研究方法，培养学生的科学精神、创新意识和实践能力是一个非常好的素材。19世纪末，达尔文研究了光照对金丝雀虉草胚芽鞘生长的影响。通过大量的实验、科学的设计方法，得出结论：金丝雀虉草向光弯曲生长是胚芽鞘尖端可能会产生某种物质，这种物质在单侧光的照射下，对胚芽鞘下面的部分会产生某种影响。1913—1914年，詹森、拜耳在达尔文实验的基础上，分别对实验做进一步的深化，为温特的实验提供了重要的思路。1928年，温特的实验进一步证明了胚芽鞘尖端确实产生了某种物质，这种物质从尖端运输到下部，并且能够促使胚芽鞘下面某些部分的生长。1934年，郭葛等人提取出该物质，并确认它的化学本质是吲哚乙酸，把这种物质命名为生长素。通过科学史的学习，学生掌握了科学的探究方法，并感受到科学知识的获得积累了众多科学家的心血和智慧。

五、开展科学史教学，树立正确的价值观

科学史可以帮助学生树立全面而准确的科学形象和科学家形象，领悟科学精神和人文精神，加深对科学的理解。培根说过：“读史使人明智。”教师通过传授科学史可以帮助学生树立正确的辩证观、人生观和世界观，培养学生热爱家乡、热爱祖国的精神，增强振兴中华民族的使命感与责任感。例如，讲授《DNA分子结构》时，教师向学生介绍了DNA双螺旋结构发现的历程。1951年，23岁的沃森来到英国剑桥著名的卡文迪什实验室，在那里遇到了大他12岁的克里克，开始了现代生物学史上最动人心弦的合作。也许沃森和克里克不一定是最聪明的科学家，也不一定最有经验，但是他们靠的是不懈的努力，靠的是知识和能力的互补，终于打开了“潘多拉”盒子，开启了分子生物学时代。为此，1962年，沃森、克里克、威尔金斯因发现DNA分子结构一起获得了诺贝尔医学和生理学奖。当他们站在科学最高的荣誉台上，享受鲜花和掌声时，是否还记得那位“科学玫瑰”——英国女科学家富兰克林。没有富兰克林在1951年11月拍摄的一张十分漂亮的DNA晶体X射线衍射照片，他们能激发灵感吗？但在那个时代，女科学家受到歧视和不平等的待遇，她的成就也没有得到应有的重视。1958年，37岁的富兰克林患癌症去世。最近，英国为了纪念她对发现DNA结构的贡献，英国皇家学会设立“富兰克林奖章”。生物学史中还有着丰富的爱国主义教育的内容。教学中可以适时引入我国古代、近代在医药、农业、生物学上的伟大成就，例如李时珍的《本草纲目》、袁隆平的杂交水稻、1965年蛋白质-结晶牛胰岛素等。通过科学史的学习，学生不仅激发了爱国热情，更重要的是养成了求实的科学态度、宽容的人生态度，树立了真善美的价值追求。

生物科学发展史是生物学发展的一面镜子，本身就是一部完美的教材。在新课程改革的引领下，把生物科学发展史素材全面引入到课堂中，有目的、有计划、有重点地进行教学，构建有效的课堂教学，落实三维目标，力争使每个学生都能达到、获得现代化公民必须具备的科学素养。

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