高中生物科学史教学中学生探究能力的培养

李菊芳

摘 要：在高中生物教学过程中，生物科学史教学的重要性十分突出，但在实际教学过程中也存在一定的难度，无法帮助学生正确挖掘出生物科学史的价值，最终将影响到学生生物核心素养的培育。新课程改革背景下，高中生物科学史教学的重要性进一步凸显，且与学生的探究能力、质疑能力有了更为紧密的联系，如何在生物科学史教学过程中培养学生的探究能力是必须认真考虑的问题。基于这一问题，本文从多个方面来分析论述高中生物科学史教学过程中有效培养学生探究能力的策略措施，期望能够为从事高中生物教学的朋友们提供些许建设性意见。

关键词：高中生物;科学史;探究能力

《普通高中生物课程标准》明确指出，生物科学史教学可以有效帮助学生理解生物科学的本质，并在学习过程中掌握生物科学研究和探究的方法，树立起正确的生物科学探究精神。正是基于生物科学史这一重要性，高中生物教师在课堂教学过程中可以高度重视生物科学史的教学活动，并在长时间的课堂教学中积累了较多的成功经验[1]。但在取得较好教学经验的同时，当前阶段高中生物科学史教学过程中也存在着一些较为尖锐的问题，比如教学目标单一化、科学史教学的案例未能充分使用，再比如未能将科学史教学与学生的生物核心素养培育有机结合起来，生物科学史的教育教学价值有待挖掘。这些问题的存在较大程度上影响了高中生物课堂教学的成效，也制约着学生探究能力的培养与发展。针对此，教师必须进一步立足于新课程改革向高中生物科学史教学所提出的要求，不断创新教学理念与模式，解决好科学史教学过程中所存在的诸多问题，最大限度发挥出生物科学史的教育价值。本文从多个方面来谈一谈高中生物科学史教学中学生探究能力的培养策略，现作如下论述。

一、对高中生物科学史的认识与理解

所说的生物科学史是指生物科学的发展历史，是一个发现和认识生物学知识的过程。生物科学不仅包括动物学、生态学、植物学、进化学、微生物学这些传统学科，而且还包括一些新兴学科，比如细胞生物学、遗传学、生物化学、分子生物学。之所以要学习生物科学史，首先便是为了掌握生物学中那些“王侯将相”的历史，比如达尔文、孟德尔、摩尔根、欧文顿、富兰克林，在此基础上培养更多的生物科学家。另外，生物科学史包括生物学、医学、农业发展的辉煌历史，当学生认真学习这些知识点后，在生活中和工作中遇到医学和农业方面的争议时，可以分辨是非，提出自己的个人见解[2]。除此之外，在生物科学史的学习过程中，学生可以逐渐积累生物科学研究的方法，树立起生物科学探究的精神。因此可以说，在高中生物教学过程中，教师必须高度重视生物科学史的教学。

二、高中生物科学史的重点内容——以人教版教材为例

以高中生物新人教版教材为例来说，必修一、必修二和选择性必修一中所涉及的生物科学史内容较多，教师需要认真对待。在必修一中，重要的生物科学史主要包括以下内容：一是列文虎克使用自制显微镜发现了活细胞;二是欧文顿使用500多种化学物质来开展膜通透性实验，继而提出膜是由脂质所构成;三是萨姆纳提出并证明酶是蛋白质;四是切赫和奥特曼在长时间的研究中发现，有少数的RNA具备生物催化功能;五是桑格和尼克森提出了生物膜流动镶嵌模型;六是恩格尔曼证明光合作用可以释放氧气，而叶绿体正是植物进行光合作用的重要场所。

再以选择性必修一所涉及的生物科学史内容为例来说，贝尔纳在研究中发现内环境的恒定依赖于神经系统的调节，美国生理学家坎农提出稳态概念;促胰液素的发现中涉及囿于定论的沃泰默，另辟蹊径的斯他林和贝利斯，巴甫洛夫的感慨等;生长素的发现过程中涉及达尔文、鲍森·詹森、拜尔、温特等科学家的探究科学史。

三、高中生物科学史教学中培养学生探究能力所存在的问题及解决对策

（一）生物科学史教学目标单一的解决对策

在高中生物科学史教学过程中，有较多的教师存在着生物科学史教学目标单一的问题，未能有效挖掘出生物科学史教学的价值。比如：在新人教版必修二《遗传因子的发现》这一节教学中，有很多的教师只是选择向学生介绍孟德尔的豌豆杂交实验，单纯讲解了分离规律和自由组合规律，但并没有引导学生去分析和探究豌豆杂交实验的内在逻辑和实验的关键点，所以导致学生无法精准理解孟德尔豌豆杂交实验的思想方法。再以新人教版必修一《走进细胞》这一章节教学为例来说，有很多的教师只是向学生简单介绍和讲解细胞学说的三个要点，帮助学生认识了细胞的多样性与统一性，但并未向他们提出深层次的探究问题，也就无法发现和探究细胞学说的建立过程，对生物学科的本质理解不足。由此可以说，虽然教师在高中生物教学中融入了生物科学史的知识，但多是将教学目标定位于知识点的层面上，未引导学生参与到生物科学史的探究中，不能获得方法与情感的体验。这样的课堂教学无法满足学生的发展，尤其是无法有效培养学生的科学精神、科学素养和探究能力。除此之外，一些教师在生物科学史素材的应用上存在着误区，疏于从思想与方法的角度去挖掘生物科学史的教育价值。

针对生物科学史教学目标单一的问题，教师要立足于学生探究能力的培养，在生物科学史教学中注重学生探究能力的培养，努力优化教学目标。具体来说，教师在生物科学史的教学过程中，要引导学生去探究生物科学史的事实与形成过程，但是又不局限于这些教学任务，而是鼓励学生对这些事实与知识做进一步的分析和解释，不断去探究，最终找到生物科学史中的思维品质与思想观念[3]。相信在这样的课堂教学过程中，学生既可以接触到生物科学史的事实，也可以紧紧围绕着这些事实去分析探究，从而对生物科学史的知识点有更为深刻的理解。如：在《遺传因子的发现》这一节教学中，教师可以先引导学生去学习孟德尔的科学发现，对知识点有一个较好的理解，在此基础上可以向学生提出探究问题，包括“孟德尔所使用的实验材料有哪些？有什么样的作用？”“孟德尔是如何使用数学统计方法的？”“孟德尔提出了什么样的‘天才假设？”“你对孟德尔所提出的实验结论有什么样的理解？”除此之外，教师还可以向学生讲一讲孟德尔潜心探索过程中的一些小故事，让学生由此在内心树立起探究意识和扎实实践的意识，能感悟假说演绎法在科学研究中的应用和重要性。在《走进细胞》这一章节教学中，教师要应用好教材，尤其是把握好教材所提供资料的小标题，带领学生去探究小标题中所呈现出的知识点，并探究资料分析中的相关问题。在最后的教学中，教师要注重引导学生，让学生理解在细胞学说的建立过程中一些相关因素之间的关系，包括科学实验、科学技术、理论思维之间的关系，以求让学生可以明确生物科学史中所蕴含的科学本质[4]。可以说，当生物科学史的教学目标足够全面和明确，且教师可以引导学生去深层探究，相信对培养学生的探究精神与能力会有十分大的裨益。

（二）教学活动脱离实际的解决对策

在高中生物科学史教学过程中，一些教师只是从思想上充分认识到了生物科学史教学的重要性，但在教学策略和模式方面缺少研究，比如单纯为了培养学生的探究精神与能力，会选择在课堂上让学生参与到一些较高难度的知识学习活动中，导致教学活动脱离实际。以新人教版必修二《DNA的复制》这一节教学为例来说，在学生学习“DNA半保留复制的证据”这一内容后，有的教师会组织学生去借助实验来进一步探究。一些教师会向学生布置这样的学习任务，即“老师现在给你们一些实验材料，要求你们去探究和验证自己所提出的假设，相关的实验材料有15N的DNA的大肠杆菌若干、14N的DNA的大肠杆菌若干”。当教师向学生提出这一学习任务后，势必会有较多的学生不知所措，原因便在于这一探究型的实验内容较为复杂，学生无法顺利完成。所以教师设置这样的学习任务是不恰当的，也是不科学的。生物科学史中有些内容无法通过学生亲历实验探究过程，但是可以通过对相关科学史料的整理重组，让学生通过假说演绎法的设计思路去感知科学探究的一般思路和方法，如让学生演绎推理如果是半保留复制，则预期的第一代和第二代结果分别是什么？如果是全保留复制，则预期的第一代和第二代结果分别是什么？再展示科学家的实验结果，从而得出DNA半保留复制的结论。通过这样的演绎推理过程的探究，同样有助于培养学生的科学思维和科学探究素养。

针对生物科学史教学活动脱离实际的问题，教师要高度重视，协调处理好学生探究能力培养与教学活动设置之间的关系。在生物科学史的教学中，教师要注重生物科学史素材的应用，一方面要理解到位，向学生讲解重要的知识点，另一方面不能越位，不能向学生设置一些较高难度的学习任务和探究问题。具体来说，某一个具体化的生物科学史的历史事件，既有可能是课程教学的内容要素，也有可能是教学素材，不需要作为重点内容来对待[5]。所以在实际教学时，教师要精准去把握，结合实际情况去优化教学目标和手段。比如：当生物科学史的历史事件是课程教学的内容要素时，教师便需要带领学生去认真学习，让学生可以概述其中的历史事件，并在此过程中去分析探究，对知识点形成更为深刻的理解，领悟科学方法和科学精神[6]。再比如：当生物科学史的历史事件是教学素材时，教师便没有太大的必要带领学生去做深层次的分析探究，而是可以将其作为“脚手架”，帮助学生对结论性知识点有更深刻的理解。在新人教版的教材中，作为课程内容要素的科学史如植物生长素的发现过程，人类对遗传物质的探索过程等。而单纯作为教学素材的科学史是较多的，如有稳态概念的提出与发展、促胰液素的发现过程等。

（三）材料使用不当的解决对策

在高中生物科学史教学过程中培养学生的探究能力时，教材中的科学史材料是尤为重要的，直接关乎学生探究能力的培养成效。从当前高中生物科学史教学来看，教师会将教材中所提供的生物科学史材料与课外拓展资料结合起来，继而在课堂上以PPT的方式展示给学生，指导学生去研究和探讨。但这样的教学方式存在着一些问题，比如会导致学生在课堂上忙于材料的阅读，受到诸多信息的“轰炸”，却没有足够的时间去思考和探究，这自然影响了学生探究能力的培养。更为不利的一点是，会导致师生均陷入教学的琐碎泥潭中，生物科学史的教学显得费时和费力。

针对材料使用不当这一问题，教师要认真对待，科学史资料丰富多彩，教师如果不加选择，一味罗列史实，会削弱其教学价值，所以可以对科学史实进行重组改进加工，使蕴含的科学本质更为明显，科学探究过程与特点更为突出。具体来说，教师在课堂上向学生展示的科学史材料，均应该是精挑细选的，并且是学生易于理解的、有主线贯穿[7]。相信在课堂上使用这一类的科学史材料，学生可以在有限的时间内阅读材料和探究，对材料有更深的理解。由此可以说，在课堂上使用科学史材料时，教师必须要去进行精加工，适当地补充史料，但必须是在教材的基础上所进行的扩展。在借助生物科学史材料来培养学生的探究能力时，教师要向学生提出一些环环相扣、层层深入的问题，精准去还原生物科学史知识的形成过程，让探究问题可以引领学生去深层次学习[8]。在此过程中，学生的探究能力与科学精神均可以得到有效的培养。除此之外，在培养学生的探究能力时，教师还需要注意一点，即学生的批判思维培育。在引导学生去学习生物科学史材料和知识时，教师不能让学生一味去学习，而是更应该激活他们的探究思维和批判思维，敢于去质疑相关的生物科学史材料，但同时又可以去进行针对性的探究，借助更多的内容来佐证自己的观点。

结束语

探究能力的培养是高中生物课堂教学的重要任务，也是高中生物核心素养的重要组成，教师要高度重视。在生物科学史教学过程中培养学生的探究能力时，教师要不断优化教学理念与模式，打造开放型和探究型的教学课堂，吸引学生全身心参与到探究学习中来，在此过程中理解生物科学史的知识，并树立起科学探究意识。同时教师平时应多阅读科学史相关资料，准确把握科学史发展的脉络，深入领略生物科学史中蕴含的人文精神和科学方法等，以便自如地对教材所涉及的科学史内容加以运用和拓展。只有教师心中的科学史变得生动丰富，才能把学生带入神奇的科学史世界，这是教师成功利用科学史开展探究教学的前提。

参考文献

[1]廖璘.高中生物大概念教学中学科能力的培養研究[J].基础教育研究，2021（18）：56-57.

[2]许志斌.高中生物实验课中翻转课堂教学模式的实践研究[J].知识文库，2021（19）：175-177.

[3]黄鹏.关于核心素养下高中生物高效课堂的构建策略研究[J].考试周刊，2021（79）：127-129.

[4]杨明海.试论高中生物教学中学生创新能力的培养[J].新课程，2021（41）：178.

[5]查玉婷.核心素养视域下高中生物学生活化教学探究[J].才智，2021（30）：100-102.

[6]张雯.合作与探究：高中生物教学高效课堂的构建途径[J].基础教育论坛，2021（31）：20，22.

[7]姜燕.开展探究性学习，培养归纳推理能力[J].江西教育，2021（33）：38-39.

[8]薛建芳.构建高中生物探究式教学模型[J].山西教育（教学），2021（11）：59-60.