高中生物教学中运用科学史内容提高学生科学素养的研究

张千军

（兰州市第五十八中学〈兰炼一中〉，甘肃 兰州）

生物科学史是研究生物科学的结论或事实发生发展的相关历史，能够具体地展示生物科学概念、理论的产生、演化及其发展过程，真实反映科学家的经历、贡献以及研究方法上的特点，探讨科学与社会发展的关系等。生物科学史在生物学教学方面，有着其独特的优势，能够提供重要的科学概念、原理及方法，能够展示科学理论的形成是一部众多科学家不断探究、修正、完善的曲折历程，隐含了科学的情感、态度、价值观，能够培养学生不畏艰辛、勇于探索、敢于质疑、乐于合作的科学精神。

以经典的生物科学史实验创设问题情境作为课程导入，应用在生物课堂的教学过程中，能够有效激发学生对知识的探究欲望。学生通过体验科学家的探究过程，能够了解科学家发现问题、分析问题、解决问题的思路和方法，并在学知识、科学方法、态度情感和社会价值观等方面有所感悟，最终达到教学目标。生物科学史能够有效地将知识学习、能力提升和科学素养的培养整合起来，体现了生物学科的特点，满足素质教育的要求。所以，教师应该充分发掘教材中的生物科学史，在教学过程中发挥生物科学史的教育功能，提高学生的科学素养。

一、运用生物科学史进行科学概念的教学，促进学生建构科学知识

布鲁纳认为，教师不能把学生教成一个活动的书橱，而是要教会学生学习如何思维，如何像历史学家研究分析史料那样，从求知的过程中去构建属于他自己的知识。学习的目标，不是让学生记住教材上的知识，而是要通过老师的引导去建构自己的知识体系。所以在课堂上，学生是主体，教师不能提供现成的知识，而是要创设情境让学生积极地探究问题。

运用生物科学史进行科学概念的教学，有助于学生了解每个核心概念的产生和发展。如“酶”的发现，“生物膜的流动镶嵌模型”的逐步完善、“光合作用概念的建立”等都体现概念的形成和发展过程中不同科学家的思考和探索过程，蕴含着丰富的生活含义。

因此，教师可以从生物科学史中选取与教学有关的内容，进行生物核心概念的教学，让学生充分体验科学概念的产生、修正和发展的过程，调动学生学习的积极性，利用生物科学史对核心概念的形成和发展过程进行梳理。一般釆用“创设情境 引出概念—演绎历史 建构概念—梳理历程 归纳概念—总结评价深化概念”的教学方法进行科学概念的学习，帮助学生体验生物科学核心概念的建立过程，建构科学知识。例如，在学习探究“基因在染色体上”时，通过多位科学家的争论，吸引学生的兴趣，在以好奇心驱动下主动去了解科学家之间争论的焦点，通过事件的发展，逐步认识基因和染色体的关系。

二、运用生物科学史进行科学方法的引导，促进学生认识科学的本质

科学史也是科学方法的历史，重大的科学发现和科学结论的更新，常与科学家所运用的研究方法和研究思路密切相关，许多科学家都是在不断的探索中逐渐形成自身的思维方式。教师在教学中展示科学家的探究过程，暴露出科学家在认识某些问题时的思考和怀疑过程及科学家的研究思路和研究方法，从而使学生从中受到科学方法的启迪，认识科学的本质，这远比将科学知识直接灌输给学生重要。

生物科学史是一部生物学理论形成、发展及成熟的发展史，生物科学史资料能够调动学生的主动性和能动性，重视科学方法、思维能力的培养和兴趣的激发。

在高中生物课堂中，教师应该善于利用科学史材料，带领学生沿着科学家进行科学研究的足迹，分析科学发展的过程，从表观现象逐步深入去探究科学的真相，重演科学探究的过程，认识科学的本质是不断变化的，从科学史中的一些典型事件中可以学习到前人的科学探究方法并从中得到启示，并在此过程中掌握科学探究的方法，一步步地实现学生认知结构的深化和科学素养的提高。

在运用科学史进行科学方法的教学时，教师可以和学生一起回顾科学史发生的历史，按照科学探究的一般过程，采用“发现问题—提出假设—实验验证—得出结论”的程序，设计适当的问题引导学生模拟科学家的探究历程，从而培养学生的科学探究能力。

三、运用生物科学史进行科学精神的熏陶，培养学生的科学品质

生物科学史中蕴含了科学家在探究过程中，经历与前人结论不同时的怀疑与思考，在实验实施过程中遇到挫折时百折不烧的精神，包含了丰富的精神养料。榜样的作用是无穷的，科学史资料中科学家身上的坚持不懈、勇于质疑、善于思考和观察等精神是对学生进行科学精神熏陶、培养学生科学素质的良好素材。

在运用科学史进行科学精神的教育时，可釆用情境陶冶式教学方法，按照“创设情境 导入新课—回顾历史 引导探究—小结归纳 情感升华”的程序，既对科学知识和探究的过程进行学习，又能让学生学习科学家身上具备的科学精神，使学生能够认同科学家的努力与坚持，从而培养科学素质。

四、运用生物科学史进行拓展教育，促使学生认识科学技术与社会的关系

科学是人类社会在进化过程中所积累的知识，技术是人类改造自然的技能。科学技术带动社会的发展，并渗透人们的日常生活和价值观念，但科学技术是双刃剑，对社会既有积极的影响也会有消极的影响。社会的发展也带动着科技的进步，改变人们的思维方式，从而促进科学知识的不断完善和发展。生物科学发展史上许多理论的更新和进步都是随着科学技术的发展而发展的，教学过程中运用科学史资料进行教育，可以促进学生正确认识科学技术与社会的关系，树立正确科学价值观。例如，转基因技术的发展可以使人类获得一些优良的性状，同时也对生物多样性构成一定的危害；克隆技术可以运用于医疗等方面，但在伦理方面亦有诸多争议。

从以上多个角度来看，生物科学史最显著的功能无疑是在教育教学领域，可以帮助学生理解科学本质，带领学生体验科学探究的方法，提高学生科学素养和人文素养的。教师应该积极发掘教材中的生物科学史材料，将其应用于生物课堂教学中，在学生学到知识的同时培养学生的科学素养，发挥积极的教育功能。