运用生物科学史提升中学生学习力的策略研究

摘 要：培养学生的学习能力作为主要的教学目标需要教师在课堂教学中注重引导，培养学生问题分析能力。在生物课堂教学中不仅包括理论学习，还有部分实验教学，教师要合理利用实验，培养学生的科学思维和学习毅力。同时，生物教师还要改变传统的教学方式，注重突出学生的主体地位，调动学生主观能动性，在培养学生学习能力的同时提升教学效率。文章将阐述运用生物科学史提升中学生学习力的教学策略，仅供参考。

关键词：生物科学史;学习力;提升策略

一、 引言

在高中生物课堂教学中，提高学生的学习能力是亟待解决的问题之一。生物教师要注重转变自身的教学理念，创新教学方式，进而提高课堂教学的效率。文章结合生物科学史从不同角度展开教学，以此提高学生的学习能力。

二、 运用生物科学史提升中学生学习力的意义

（一）激发学生的学习动力

在生物教育中怎样提高高中生物教学的有效性，增强学生的生物学科素养，是生物教师需深入思考与解决的重要问题。将生物学史引入课堂，能够增加学生对生物学的兴趣，与传统课堂教学相比，生物史课堂教学是综合性的，学生不再被动接受知识，而是可以通过对科学发现史的理解和分析自主地得出科学结论，这样不仅能够加深学生对生物知识的印象，并且还能增强学生探索生物学新知识的愿望和兴趣。同时，教师的教学方式不再是传统的灌输训练，而是通过展示生物史的实例，引导学生探索新知识，这样可以最大限度地减少学生的学习疲劳，增强学生学习动力。

（二）提高学生的学习能力

《普通高中生物课程标准》中强调，教师要将提高学生的学习能力作为基本课程理念，利用生物学史来帮助培养学生的科学探究技能。从教育目标和教育价值来看，生物教育与科学探究既有许多相似之处，也有矛盾之处。生物教材中科学家的经典实验具有代表性，将其转化为课堂上可以完成的探究课题，学生将能够沉浸式地发现、分析和解决问题。因此，通过将生物学历史融入课堂课程，学生可以了解生物学研究的常用方法并培养科学探究技能，促使学生提升学习能力。

（三）培养学生的学习毅力

科学结论和发现与科学家坚持科学探究的精神密不可分，生物科学史中的故事都蕴含着不同的道理，例如，达尔文在进行全球调查之前忠于“神创论”，但通过全球调查和对世界各地物种的细致比较和分析后，他打破了先天思维的障碍，以坚强的意志建立了“自然选择学说”。这个生物科学史可以看出达尔文勇于挑战质疑的科学精神，能够潜移默化地影响学生，加深其不畏权威、挑战传统的科学精神。在教育过程中，引导学生感受科学发现过程的艰辛，实现培养学生学习毅力的教育目标。

三、 运用生物科学史提升中学生学习力的理念

（一）以生物学史的发展为线索

中学生物教学必须培养学生的正确的思维方式和思想观念，注重培养独特的学习能力。建立和创新学生的能力，真正做到授之以渔，提高生物学教学效率。将生物史内容融入生物教育有助于学生提高学习成绩，教师优化教学方法。

（二）以培养学生自主学习为目的

在生物教學中引入生物史，能够改变学生的学习状态，这主要是因为生物史的大部分内容丰富而有趣，能够激发学生学习的兴趣，并且还能提升学生的自主学习动力。生物学史可以解释知识的矛盾，通过生物学史学习还能培养学生的分析能力，启发学生多角度思考问题，从而提高学生的学习能力。另外，生物史的学习，能够让学生体验科学家对科学的多元贡献，在科学成就中感受科学精神，培养学生学习的毅力。例如，施莱登和施旺提出了细胞学说、达尔文提出了生物进化论等，在历史上有许多对生物做出杰出贡献的科学家。因此，在生物课堂中，将生物史的内容进行融合，能够体现学生的主体地位，培养学生自主学习的能力。

（三）以开放的学习过程为路径

此外，生物史的教学内容广泛，教师可以根据不同的教学内容，选择相应的教学方式，培养学生提升学习力。例如，引入故事情境，以激发学生的学习兴趣;通过模拟实验，培养学生的探究能力;以开放的教学方式，从不同角度启发学生的思考，有利于培养学生的学习能力。由此可以看出，多样化的教学方式，能够提高课堂教学的效率，全面提升学生的学习能力。

四、 运用生物科学史提升中学生学习力的策略

（一）“引子”——运用生物科学史导入新课，激发探究情感

浓厚的学习兴趣能最大限度地挖掘人的潜力。教学中引用生物科学史内容，可以帮助学生更好地理解基本概念和原理。生物科学史可以作为教育内容的组成部分，融入单元学科的教育中，激发学生学习兴趣，引导学生学习相关学科。例如，在学习《遗传与进化》时，学生需要掌握人类遗传病的类型，能够说出单基因遗产病、多基因遗传病以及染色体遗传病等，并且能够理解不同类型遗传病的监测与预防方式，在课堂教学中，如果教师单纯地依靠教材进行讲解，学生理解有一定的难度，教师可以利用多种素材引导学生理解“假设-演绎”的含义，充分引用生物学史素材启发学生学习兴趣。在1900年时，有三位科学家他们重新发现了孟德尔的工作，遗传学界开始意识到孟德尔遗传理论的重要性，孟德尔提出了假设的遗传因子，由此可以作为学习探究的兴趣点，引导学生进行学习。所以在学习“染色体的基因”部分时，首先向学生展示染色体的遗传观点和行为变化，并用两种方式解释孟德尔分离定律的两张图，让学生推测基因和染色体的关系。然后在讲解遗传学家摩尔根曾明确表示不相信孟德尔的遗传学说，并对萨顿的假说表示怀疑。那么我们如何检查呢？学生自然会思考设计实验。再给学生介绍摩尔根实验学生就很容易接受以及理解知识的形成过程了。

此外，有许多科学史故事都生动有趣引人入胜，例如像道尔顿发现色盲故事。在用红绿色盲解释伴性遗传之前，我们可以先介绍一下英国化学家、物理学家道尔顿的生平，在医学上存在一种很奇怪的病，道尔顿病，这个道尔顿不是别人，就是这个化学家和物理学家。学生会对此非常好奇。什么是“道尔顿病”？为什么以他的名字命名？老师可以给学生介绍一段道尔顿童年给妈妈买礼物的故事（道尔顿和弟弟选择蓝色的袜子来庆祝妈妈的生日，但妈妈发现这些袜子实际上是鲜红色的。）在他发现色觉异常后，彻底分析自己的经历，还对周围的人进行了各种研究。经过多次测试和验证他写了一本书《论色觉》。提醒人们这是人类首次被诊断出患有色盲，而且由于道尔顿是第一个被确诊的患者，他是色盲，因此直到今天这依然被称为“道尔顿病”。引出伴性遗传并总结红绿色盲遗传基本规律，启发学生的学习兴趣。又例如还可以用Banting发现了胰岛素的故事，激起学生学习激素调节的兴趣。

（二）“矛盾”——在生物科学史中设置悬疑，做出多样假设

所有生物史问题都值得学生探索。例如，1953年，米勒带领学生踏上了艰辛的探索之旅，将NH₃、H₂O、HCN放入烧瓶中，在7个昼夜后，溶液中发现了氨基酸。这种氨基酸从何而来？这为理解生活内容的起源创造了悬念;说到昆虫的荷尔蒙调节，可以引入法国昆虫学家法布尔在1904年进行的一个实验。尽管当晚风很大，法布尔还是用纱笼抓住了雌性帝蛾，并将她锁在了一个树木繁茂的小屋里。大雨过后，发现有40多只雄蛾前来交配。这究竟是为什么？教学中可以通过学习解谜的热情高涨，在科学教育史上制造一种“矛盾的局面”来抓住学生的注意力;在学习孟德尔遗传定律时，教师需要讲解孟德尔研究性状遗传方式与内容，对相对性状的遗传实验进行解释，并且能够帮助学生从遗传现象上升到对分离定律的认知，提升学生的归纳总结能力。此时，教师可以先介绍当时学术界流行的遗传学概念，即融合遗传理论。孟德尔敏锐地发现了原始理论与新事实之间的矛盾，提出首先要解决性状如何传递性状的问题。孟德尔做了什么？以这种方式引出主题，鼓励学生从不同角度进行思考。让学生进行小组讨论，在思维碰撞中实现交流，进而产生积极的情感体验，潜在的能力易被激发出来，达到知识能力的优势互补，最终提升学习力。

（三）“支架”——利用生物科学史进行实验，体验探究乐趣

模拟生物学中的许多经典实验，不仅是一个精心设计的探索性实验，也是学习如何做科学研究的例子。例如，在“植物激素调节”部分的学习中，学生主要了解生长素的发现过程，能够根据实验区分植物感性运动与向性运动，说出生长素的合成部分、运输方向等内容，进而提升学生的探索意识。在实际教学中老师并没有直接告诉学生要得出什么结论，而是先展示了自然界中植物的向光性，以研究生长素发现过程为教学主线，利用多媒体重现三位科学家的经典实验。第一个是达尔文的胚芽鞘弯曲实验，第二个是丹麦科学家詹森的明胶和云母片插入实验，第三个是荷兰科学家温特的琼脂块实验。通过将科学家的思维过程进行展开，学生能够在观察中掌握生物知识，了解胚芽鞘的生长和向光弯曲与尖端和单侧光有关。然后教师引导学生假设尖端可以产生特定物质并将其向下移动，但是我们如何证明生长素在胚芽鞘中主要是间歇性向下运输的呢？此时，教师可以启发学生用实验检验，将学生推向问题的起点，分析研究实验设计思路，进而提出设计实验课程。首先将含有生长素的琼脂块放在去除头部和尾部胚芽鞘的形态学上端，然后在底部附加另一块空白琼脂。如果将胚芽鞘倒置并在底端做同样的事情，生长素将不会向下传递;在讲解《光合作用》时，举出历史实验例子：历史案例1：1648年的Helmont Willow实验，结论：柳树的营养生长物质与空气有关，与土壤无关。历史案例2：普里斯特利1771年的“绿色植物-蜡烛-大鼠”实验，结论：植物光合作用可以再生空气。历史案例3：1864年Sachs的“半阴影叶片碘蒸气”实验，结论：光合作用可以产生淀粉并且需要光照。历史案例4：恩格尔曼1880年的“水绵-好氧菌”实验，结论：光合作用可以产生氧气，叶绿体是绿色植物的光合作用场所。历史案例5：1930年代的Rubin和Carmen同位素标记实验，结论：光合作用产生的所有氧气都来自水。《光合作用的发现》一共介绍了五位科学家的经典实验。历史实验有助于学生掌握光合作用的具体反应过程，提高学生的归纳总结和科学探究能力，使其能在解决问题的过程进行思想探究和反思。学生在老师的指导下回顾这些科学家对光合作用问题的研究成果，能够帮助学生一一解决认识水平和面临的困难，有助于学生体验进行生物学研究的兴趣。教学中模拟生物实验不仅能够提高学生各方面的综合能力，还能促使学生发扬实事求是的科学精神，树立端正严谨的科学态度，可以有效激起学生学习生物学的兴趣。

五、 结语

在中学生物课程教学中，着重培养学生的学习能力，有利于促进课堂教学效率的提升。结合生物科学史，能够改变传统的教学方式，让学生成为课堂的主体，进而引导学生自主学习，并且还能激发学生对学科的兴趣，培养学生提高学习能力，养成学科学习毅力，在提升學生学习能力同时促进其学科综合素养的发展。

参考文献：

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[3]贾登娟.浅谈中学化学教学中学生学习兴趣的培养[J].读写算，2020，4（16）：166.

作者简介：帖步霞，江苏省苏州市，江苏省苏州实验中学。

①文章属于江苏省教育科学“十三五”规划2018年度课题（YZ-c/2018/57）《“教是为了不教”理念下的中学生学习力提升策略研究》的阶段性研究成果。