例谈生物科学史在初中生物教学中的应用

黄伟贞

生物科学发生、发展的历史是一部宏伟的生物科学史。科学史主要记载科学家的生平和重要思想方法、科学实验的过程，得失与成败的原因及科学故事。学生通过学习生物科学史获得生物科学知识，并对科学家的研究探索道路产生浓厚的兴趣，在此过程中逐渐掌握科学研究的基本方法，深刻体会科学家的献身精神。因此，积极探索生物科学史在中学生物教学中的应用具有重要的理论价值和现实意义。

一、生物科学史教学案例——以“光合作用的发现”为例

1.几千年前，古希腊哲学家亚里士多德对当时那个时代的人们的思想有着重要影响，这就导致人们尊崇亚里士多德的观点，如人们一直认为植物生长发育所需的物质全部来自土壤。请学生判断这一伟大先贤的论断是否准确？并尝试自己设计探究实验来验证。

2.在学生设计完实验后，教师展示海尔蒙特柳树实验的设计和过程，让学生进行比较分析。这样一来，学生在教师创设的情景中，先质疑再探究，先自主设计再对比分析，在一个又一个认知冲突中感悟科学精神，也为进一步探究做好了“预热”。

3.海尔蒙特的实验得出“植物生长发育所需要的营养物质全部来自于水”的论点，是对亚里士多德观点的继承和发展。根据《小学科学课标》的要求，小学生要掌握绿色植物能够吸收二氧化碳并释放氧气和淀粉这一基本常识，故七年级学生已经具备了植物能吸收二氧化碳并排出氧气的相关光合作用常识，再向学生提问“海尔蒙特实验是否忽略了空气”。这样可以很好地培养学生怀疑的态度和思辨的能力。

4.教师介绍当时时代背景下的普利斯特利的科学实验。本实验共分为两个部分：①把一支点燃的蜡烛和一盆绿色植物共同放进一个密闭的玻璃罩中;②把一支点燃的蜡烛放到一个密闭的玻璃罩中。通过实验对比，让学生感受实验过程和实验结果。

5.“普利斯特利的实验可以证明植物能够更新空气，那能否证明植物可以吸入二氧化碳放出氧气呢？”教师进一步提问来培养学生严密的逻辑思维能力，有利于发展他们的探究意识和探究能力，催生实践智慧。

6.有关光合作用发现史的教学不应仅停留在历史的回顾中，光合作用的最新进展教师也可以有目的地选择一些研究成果介绍给学生。例如，绿色植物的光合作用是一种高效率、无污染和零碳排放的能量获取方式，科学家希望模仿它来解决能源问题。2008年《科学》杂志发表了美国麻省理工学院化学家丹尼尔·诺塞拉最新研究成果，他希望模仿叶片的光合作用分解水，生产清洁的绿色能源——氢气。目前，这一科学技术取得了重大的进展。教师向学生介绍光合作用的最新研究成果，将极大地激发学生生物学习的兴趣和主观能动性。

二、结果与分析

笔者在所任教的初中学校进行了为期1年的生物科学史教学实验，2个实验班采用科学史与教学内容相融合，2个对照班则采用常规的教学过程。在实验前后，利用问卷调查法，分别对实验班和对照班进行生物科学素养和生物学习成绩分析，共发放问卷200份，收回有效问卷196份。最后利用SPSS13.0软件进行差异显著性分析。

1.对学生生物科学素养的影响。开展生物科学史教学实验1学年后，对实验班和对照班学生进行生物科学素养问卷调查，经T检验可知，前测实验班和对照班并没有显著差异，后测实验班的生物科学素养有明显提高，两者存在极显著差异。培养学生科学素养的根本目的就是让学生将所学到的科学知识运用到社会所需要的领域和对个人有帮助的地方。生物科学史的教学重视学生对知识发展过程的理解，因此更好地培养学生探究和实事求是的科学精神。

2.生物學习成绩的影响。本次调查采用的生物学习成绩，均为正规测试，前测的生物试卷由学校统一出题，后测的生物试卷由全市统一出题，并且都是在规定时间进行测试，因此考试结果的数据可信度较高，有较好的说服力。前测是两个班的生物成绩没有差异，经过生物科学史教学实验1年后，实验班比对照班的平均分高出5.40分。经T检验统计分析，两个班的生物成绩数据存在显著差异，说明教学效果显著，有助于提升学生的生物学习成绩。

责任编辑    徐国坚