生物科学史在高中生物教学应用过程中所体现的生物核心素养

宋迪 陈忠 李桂萍

摘要：生物科学史是生物科学发生和发展历史，因其蕴含丰富的科学思想、态度、方法、价值观等内容，所以具有很高的教育价值。《普通高中生物课程标准（实验）》教学建议中指出“注重生物科学史的学习”，并提到“学习生物科学史能使学生沿着科學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”^[1]。同时在新的课程标准中，也明确提出了要提高每一位中学生的生物核心素养。通过生物科学史的学习对提高学生的科学素养是很有意义的。

关键词：生物科学史;核心素养;生命观念;科学思维

生物科学史是指以生物科学的产生和发展过程为轮廓，并且以科学发展进程中所发生的有重大意义的事件作为主线，并且用详实地资料论述他们艰辛的实验过程及劳动成果，用他们在进行实验探索过程中所用到的科学思维和科学方法来启迪学生，同时也对生物学所发展的逻辑规律以及所反映的社会历史等重大问题进行讨论研究。^[2]生物核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究、社会责任四个方面。

一、利用科学史树立正确的世界观—以讲解“生物的进化”为例，培养学生的生命观念

世界观是指人们所形成的对世界的认识和看法。教师可以在生物教学中通过向学生渗透生物科学史来帮助学生建立正确的辩证唯物主义世界观。比如在学习高中生物教材必修二第六章第一节“生物有共同祖先的证据”一节中，教师可以通过发放资料或者用多媒体来讲述拉马克的用进废退与获得性遗传。并且说明拉马克是历史上第一个提出比较完整的进化学说的法国博物学家。但是拉马克的进化论提出之后并没有引起社会的重视。后来在达尔文五年的航海旅行中他仔细观察世界各地的动植物和化石，经过思考，提出了自然选择学说。达尔文的自然选择学说是进化的核心，用来解释生物的进化。这个学说主要包括：遗传、变异、繁殖过剩、生存斗争、适者生存。他的《物种起源》的各种翻译本在全世界广为流传，并且深刻影响了整个生物学界。马克思和恩格斯将达尔文的这一科学理论定义为科学史上的一次革命，并且为辩证唯物主义提供了自然史的基础。^[3]随后作为资料补充讲解“新达尔文主义”以及“木村资生进化理论”来帮助学生树立正确的世界观，培养学生的生命观念。

二、利用科学史锻炼学生的科学思维—以讲解“DNA是主要的遗传物质”为例

纵观历史，生物科学的发展历程都离不开科学家们科学思维和科学方法的运用，同时科学思维也成了人们在探索真理过程中所运用的重要手段。教师向学生传授生物学知识的目标之一就是让学生通过生物科学史的学习，领会科学家们的创造性科学思维以及随机应变的科学方法，最终成为自己终身学习的基本技能和方法。

比如在学习高中生物教材必修二第三章第一节“DNA是主要的遗传物质”一节中，教师可以通过讲解三个著名的经典实验（格里菲斯的肺炎双球菌体内转化实验、艾弗里的肺炎双球菌体内转化实验、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验），来向学生传授科学家的科学思维。

首先，教师可以在课前先发放有关三个经典实验的科学史资料，让学生们通过自主学习对这三个经典实验做一个大致了解。其次，在上课过程中教师让学生用自己的话描述实验并谈谈自己从中的收获;最后，教师再引导学生学习科学家的科学思维与方法：格里菲斯通过四组实验证明了“转化因子”的存在，要使得结论更加准确与完善，按照科学思维，下一步就应该研究转化因子是什么？虽然艾弗里的实验与赫尔希、蔡斯的实验过程千差外别，但是实验的设计思路却是惊人的相似：两个实验都是将DNA和蛋白质分开，单独观察两者的遗传效应。正是因为科学家们运用这种科学的思维与方法，最终得出了正确的结论。

三、利用科学史培养学生的科学探究能力—以讲解“植物生长素的发现过程”为例

利用生物科学史可以创设问题情境，从而激发学生学习的求知欲和好奇心，为探究性学习打开兴趣之门。比如在学习高中生物必修三第三章第一节“植物生长素的发现”一节中，利用问题探讨面，向学生提出一系列问题，学生可能会有多种假设，这时教师可以提醒学生任何科学结论的得出都必须经过实验验证。那么，科学家们是如何针对这一系列问题进行科学探究的呢？

首先是达尔文根据实验提出：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，向下传递某种‘影响使胚芽鞘出现向光性弯曲生长。在达尔文这一结论得出的背景下，还隐含了很多问题情境，教师进一步提供科学史资料并进行层层设疑引出鲍森·詹森的实验：胚芽鞘尖端产生的影响可以通过琼脂片传递给下部。是否只有单侧光照射可以引起植物的弯曲呢？究竟是什么物质引起植物的弯曲生长呢？生长素究竟是什么呢？引出科学家从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质—吲哚乙酸。教师进一步引出温特的实验。在整个探究实验过程中，让学生学习科学家这种有计划的科学探究进程，以利用科学史培养学生的科学探究能力^[4]。

四、通过科学史的讲解关注有关生物学的议题一以讲解“伴性遗传”为例，培养学生的社会责任感

教师在讲授必修二第二章第三节“伴性遗传”时，可以从血友病的发展史讲起，创设与生活实际相联系的情境，引导学生在生活中关注有关生物学的议题，来激发学生的学习兴趣，从而培养学生的社会责任感^[5]。

结语

在科学史的教学过程中，不单单体现出核心素养中“生命观念、科学思维、科学探究、社会责任”的一个维度，而是多个维度贯穿其中，从而促使学生的全面发展。

参考文献

[1]潘秀菊.高中生物教学中生物科学史教育的研究与实践[D].福建师范大学，2009.

[2]陈国娟.生物科学史教学策略再高中生物学概念教学中应用的案例研究[D].广西师范大学，2019.

[3]马小明.例谈生物科学史在提升学生学科核心素养中的应用[J].生物学教学，2019，44（07）：8-9.

[4]赵润丽.生物科学史在高中生物教学中的应用研究[D].内蒙古师范大学，2016.

[5]蔡文娟.重视科学史观在高中生物教学中的应用[J].学周刊，2015（12）：88.