学习生物科学史，提高学科核心素养

贾红丽

摘要：通过深度学习“光合作用的探索历程”，还原人们科学认知的过程，进行经典实验的再现，把握科学的本质和科学研究的思路、方法，并将其融入学生原有的认知结构中，提高学生的生物学学科核心素养。

关键词：生物科学史;学科核心素养;光合作用;建构概念

一、教学设计指导思想

在生物教学实践中有许多抽象的生物学概念，如果利用生物科学史创设教学情境，引导学生在情境中主动接受并自主构建新的概念，这对新概念的理解和知识的复习有促进作用。从实施素质教育角度来看，将生物科学史融入生物课堂中是学生在历史背景中理解生物学概念;从新课程改革角度来看，科学史教育是老师与学生共同谱写素质教育的新篇章。

二、教材解读

本章节内容以光合作用探究历程为主线索，选取重要科学史，引导学生体验探索历程和科学知识生成的过程，掌握科学探究的基本思路和方法。

三、教学目标

1.通过光合作用探究历程的学习，以科学发展史为主线构建光合作用的概念体系。

2.通过光合作用科学探究历程的情境再现引导学生掌握的科学探究方法。

四、教学设计

（一）设置情境，导入新课

小学自然课上，同学们都做过一项实验，就是观察一粒种子的萌发生长过程中需要从外界获取物质呢？这些物质从哪里来呢？学生根据生活经验得出，需要阳光、水分、肥料、氧气、二氧化碳等。

万物生长靠太阳，这个看似简单的问题，科学家对于这一问题的探讨经历了300多年的时间，现在还对光合作用做更深层次的研究。

（二）光合作用的探究历程

1.普利斯特利实验

结合初中知识，重温普利斯特利的实验，观察得出实验结论。教师引导学生指出普利斯特利实验设计方案的不足之处，引导学生简单的设计实验。   学生设计实验：

提出问题：该实验提出植物更新空气成分吗？

作出假设：普利斯特利作出植物可以更新空气成分。

设计实验：普利斯特利为证明他的假设设计了实验。

进行实验：用动画展示实验过程。

观察实验现象：1.不久小鼠死亡，蜡烛也熄灭。

2.小鼠活着，蜡烛也不熄灭。

分析结果：分析普利斯特利实验结果得出，植物能产生生物所需要的气体。

实验结论：植物可以更新空气组成成分 。

教师设问：该实验实验有没有改进之处？

1779年，英格豪斯通过实验证明，植物体只有在阳光和绿叶下才能更新污浊额空气。

3.萨克斯实验

（1）提出问题，设计实验方案，分小组进行实验，引导学生主动思考，

（2）让学生利用已知的化学知识，提出检验淀粉的方法，以进一步激发学生参与的兴趣。

（3）通过“为什么要将植物在实验之前在黑暗的环境中放置24小时？”引出试验设计的科学性原则，并加以解释。

（4）同时通过为什么叶一半遮光一半曝光的试验设计引出对照原则，并加以解释。

（5）实验验结束前先由学生预测实验结果，再得出可靠结论，以增强学生的信心。

实验分析：

（1）黑暗处理的目的：叶片中原有的淀粉被消耗掉，避免干扰。

（2）本实验采用自身对照原则

过渡：通过刚才的实验我们知道了光作用的产物之一是淀粉，但还有其他的产物存在，科学家们是如何证明的呢？（引出恩格尔曼的实验）

五、教学反思

科学史教育价值被许多教育研究者和一线教师重视和研究，需要从理论到实践继续深入研究，建立一套完善的教学模式。这样，对生物教学会有很大的促进作用。高中生物教师能对生物科学史有较深入的认识，并能充分挖掘科学史所蕴藏的重要教育价值，抓住科学史与教学目标的结合点，通过探究性学习开展生物学教学，发挥更大的教学效果。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部制定.普通高中生物课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]吳成军.生物学学科核心素养的教学与评价[M].上海：华东师范大学出版社，2020

[3]艾婉婷.深度学习生物科学史提高学科核心素养-以“植物生长素的发现”为例.[J].中学生物教学，2020（11）.