浅谈在《DNA的结构》课堂教学中科学史教育的作用

为了贯彻新一轮课程改革的理念，人教版新课程的教科书中增添了大量的科学史内容，这些内容在篇幅上甚至超出了生物学核心概念所占的比例。这引发了一个问题：科学史的内容是否比基本概念和原理更为重要？为何教材要安排如此之多的科学史内容？下面，我将结合人教版《遗传与进化》模块中第三章第二节《DNA的结构》的科学史部分教学，分享我的感悟。

一、通过科学史学习，深化对知识的理解

正确理解科学史与生物学概念原理的关系是至关重要的。科学史展现了生物学概念的形成过程，它并非与基本概念和原理对立或割裂，而是与之相辅相成。引导学生分析科学史的目的之一，在于促进学生主动建构知识，帮助他们更好地理解基本概念和原理。

例如，在教授DNA分子结构这一核心概念时，新教材增加了关于沃森和克里克构建DNA结构模型的科学史内容。教材以讲故事的形式，描述了两位科学家进行研究的背景与过程，并以黑体字强调了每个研究阶段的结论。这样的叙述方式再现了知识的来源，使学生能够感受到每一个科学结论得出的合理性。再如，1951年，沃森和克里克通过分析威尔金斯与富兰克林的DNA衍射图谱，推断出DNA具有规则的螺旋结构；但由于图片质量不佳，他们无法确定DNA的具体结构。在多种假设被推翻后，1953年，沃森在访问英国皇家学院实验室时，偶然看到了弗兰克林拍摄的高度清晰的DNAX射线衍射照片，从而获得了关键信息，最终与克里克构建出了双链螺旋模型。在这个过程中，查哥夫的碱基分析结果为两位科学家提供了重要启示，他们确定了碱基互补配对原则为A-T、C-G。通过这一科学史的学习，学生不仅理解了DNA的结构特点，也完成了本节课的知识目标。

然而，在科学史的教学中，应及时归纳和梳理基本概念和原理，避免它们被科学史的细节所淹没。同时，应避免将科学史本身作为知识记忆的对象。毕竟，这不是生物科学史课程，不能“为史而史”。

二、巧妙运用科学史教学，培养学生的核心素养

1. 学习科学史能让学生亲身体会科学探究的过程，掌握科学探究方法，培养严密的科学思维品质。例如，在教授《DNA的结构》时，教师可以设置一系列问题，引导学生深入思考。在沃森和克里克研究DNA分子结构之前，该领域的研究处于何种状态？在已有的研究中，DNA由四种脱氧核苷酸组成的长链结构，并且含有四种不同的碱基，威尔金斯和富兰克林已经拍摄出DNA衍射图谱等。在此基础上，沃森和克里克需要解决的问题有哪些？他们是如何通过模型建构法解决这些问题的？这种方法有何优点？通过这些问题，学生可以体会到科学探究的过程，以及提出问题、建模和验证假设的能力。

2. 学习科学史能引导学生学习科学精神，如沃森和克里克的精诚合作精神，他们的思维流畅性、变通性和创新性，以及他们坚定的科学意志和精神。这些品质对学生情感教育具有重要意义。

总之，科学史是科学探究的过程，教师在生物教学中应充分利用科学史素材，挖掘其教育功能，帮助学生在深刻理解知识的同时，培养科学探究能力，形成正确的人生观和价值观，提升生物学核心素养，为终身发展打下坚实基础。