生物科學(xué)探究史在生物教學(xué)中不容忽視

1、生物科學(xué)探究史在生物教學(xué)中不容忽視順德均安中學(xué)楊梅高中生物新的課程標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是：面向全體學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培 養(yǎng)學(xué)生的探究能力。生物科學(xué)探究史是以生物科學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展過(guò)程為輪廓，以科 學(xué)發(fā)展歷程屮起重大轉(zhuǎn)折作用的課題或事件為線索，論述了科學(xué)家們的創(chuàng)造性勞 動(dòng)，描述了他們的思維過(guò)程和方法，并對(duì)生物學(xué)發(fā)展的邏輯和社會(huì)歷史背景等重 大問(wèn)題作出了評(píng)價(jià)。如何恰當(dāng)?shù)乩门Ｎ锟茖W(xué)史，將對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)和對(duì) 學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)及思維能力，創(chuàng)造能力的培養(yǎng)和發(fā)展，起著重要的作用。在教學(xué)過(guò) 程中，我們應(yīng)充分展現(xiàn)科學(xué)史內(nèi)在的價(jià)值。一、生物科學(xué)探究史的教學(xué)價(jià)值1. 有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)(1) 有助于掌握科學(xué)知識(shí)

2、科學(xué)知識(shí)是科學(xué)素養(yǎng)的基礎(chǔ)，中國(guó)科協(xié)制定的中國(guó)科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃中, 將科學(xué)技術(shù)發(fā)展史列入科學(xué)知識(shí)的范圍。掌握一些重大的科學(xué)探究史是公民必備 的科學(xué)素養(yǎng)。由于生物教材屮呈現(xiàn)的知識(shí)大多是一些結(jié)論性的知識(shí)和成熟的理 論，是高度濃縮的知識(shí)，往往忽略了知識(shí)的形成過(guò)程，因此學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)會(huì)感到 枯燥、機(jī)械，但是如果把一些知識(shí)融入到科學(xué)探究史去展開(kāi)來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)，一方面 可以使知識(shí)與事件，人物有機(jī)聯(lián)系起來(lái)，使枯燥的知識(shí)變得有血有肉而生動(dòng)起來(lái); 另一方面可以讓學(xué)生了解知識(shí)的來(lái)龍去脈、知識(shí)的發(fā)生過(guò)程，加深對(duì)生物知識(shí)的 理解，從而更好地掌握生物知識(shí)。(2) 有利于學(xué)生領(lǐng)會(huì)生物科學(xué)研究的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力把教材中

3、科學(xué)家的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成學(xué)牛課堂上能夠完成的探究型的課題，讓 學(xué)生沿著科學(xué)家的探索思路，領(lǐng)悟科學(xué)家的思維過(guò)程，讓這些知識(shí)成為學(xué)生再發(fā) 現(xiàn)和再創(chuàng)造的過(guò)程，讓學(xué)生了解科學(xué)家是怎樣發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題， 領(lǐng)會(huì)科學(xué)研究的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。例如：在講到溫特實(shí)驗(yàn)前，我首先提問(wèn)：達(dá)爾文所做的實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論可靠 嗎？學(xué)?；卮穑翰豢煽浚皇峭茰y(cè)。這種推測(cè)應(yīng)如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證呢？有的學(xué) 生提出可以用儀器來(lái)測(cè)，有的學(xué)生提出可以用化學(xué)顯色反應(yīng)的方法，這時(shí)我提醒 學(xué)生：在當(dāng)時(shí)的條件下，這些方法可操作嗎？如果尖端產(chǎn)生了某種物質(zhì)，是否有什么材料可以收集它呢？這時(shí)我引入了溫特實(shí)驗(yàn)。在溫特實(shí)驗(yàn)中，瓊脂的作用是

4、 什么？如何知道瓊脂是否吸附了尖端產(chǎn)生的物質(zhì)？在達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，學(xué)生 經(jīng)過(guò)討論，認(rèn)為應(yīng)該設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)：分別把接觸過(guò)尖端的瓊脂小塊和未接觸 過(guò)尖端的瓊脂小塊放在切去尖端的胚芽鞘上，并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論。教師 把溫特實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的探究性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生領(lǐng)會(huì)了生物科學(xué)研究的一般方法，即: 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 _> 提出問(wèn)題 作出假設(shè) 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；并且培養(yǎng)了學(xué) 生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。（3）有利于對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)精神和價(jià)值觀的教育任何科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)都是科學(xué)家在“勇于存疑，敢于探索，實(shí)事求是”的 科學(xué)精神指導(dǎo)下取得的?？茖W(xué)史的介紹可以潛移默化地使學(xué)生受到感染，有效地 培養(yǎng)學(xué)生不媚權(quán)威，

5、勇于挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的科學(xué)精神。一項(xiàng)科學(xué)發(fā)明，科學(xué)發(fā)現(xiàn)有時(shí)需 要幾十年乃至幾代人的艱辛努力，例如：通過(guò)光合作用的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，學(xué)生了解到, 科學(xué)家們用了 2 0 0多年的吋間，才對(duì)光合作用的生理過(guò)程有了比較清塑的認(rèn) 識(shí)，從而使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱難，科學(xué)研究方法的重要。（4）有助于理解科學(xué)、技術(shù)與人類社會(huì)的關(guān)系sts教育是適應(yīng)時(shí)代挑戰(zhàn)，指導(dǎo)科學(xué)教育改革的新模式。人類社會(huì)發(fā)展過(guò)程 中，隨著人類對(duì)科學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)的認(rèn)識(shí)在不斷加深，生物科學(xué)技術(shù)在生產(chǎn)生活中 的適用越來(lái)越廣，對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)牛的影響是巨大的，達(dá)爾文的進(jìn)化論向神創(chuàng)論發(fā) 岀了挑戰(zhàn)，使人的認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)向了唯物的無(wú)神論者。隨著仿生學(xué)的形成和發(fā)展，雷達(dá)、 飛機(jī)等使人

6、能“上天下?！薄Ｔ∑降碾s交水稻，給人類社會(huì)帶來(lái)了福音！今天 的克隆人問(wèn)題，人類基因組研究等生物科學(xué)技術(shù)問(wèn)題強(qiáng)烈影響著人類的未來(lái)。在 學(xué)習(xí)生物學(xué)的形態(tài)結(jié)構(gòu)和遺傳學(xué)的過(guò)程中，融入與之相關(guān)的生物史簡(jiǎn)介，無(wú)疑對(duì) 人的理解“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”有了具體的認(rèn)識(shí)。2、有利于人文精神的培養(yǎng)（1）、有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和思維能力在生物課堂屮，以科學(xué)史的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)作為探究的問(wèn)題情境，這樣通過(guò)鼓勵(lì)學(xué) 生用各種方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，激發(fā)了學(xué)生的好奇心，好勝心和質(zhì)疑心，使學(xué)生由 被動(dòng)接受為主動(dòng)索取知識(shí)，有利于培養(yǎng)學(xué)牛的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)造性思維能力。例如：在溫特實(shí)驗(yàn)中，把附有生長(zhǎng)素的瓊脂塊放在切去尖端的胚芽鞘上，胚 芽鞘能

7、生長(zhǎng)，說(shuō)明胚芽鞘的生長(zhǎng)部位在胚芽鞘的尖端下部。這時(shí)，有的學(xué)生提岀 疑問(wèn)：這樣并沒(méi)有排除尖端不生長(zhǎng)。這時(shí)我順勢(shì)提出問(wèn)題：有沒(méi)有直觀的方法可 以看出胚芽鞘的生長(zhǎng)部位在尖端下部，而不是在尖端？學(xué)生通過(guò)分析，討論，提 出建議：在胚芽鞘上均勻涂上顏色或畫(huà)豎線等。實(shí)驗(yàn)方法確定后，我鼓勵(lì)他們對(duì) 可能的結(jié)果進(jìn)行推測(cè)。通過(guò)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，深入探究，學(xué)生初步學(xué)會(huì)探究的一 般過(guò)程，并在探究過(guò)程中體驗(yàn)到成功的喜悅，激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣，拓展了學(xué) 生的思維空間，培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新精神和思維能力。(2) 有助于學(xué)生形成正確的世界觀為了培養(yǎng)學(xué)生的“生命的物質(zhì)性”和無(wú)神論的觀點(diǎn)，僅僅學(xué)習(xí)生命的物質(zhì)組 成述遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。例如：在學(xué)習(xí)

8、生命起源和進(jìn)化過(guò)程中，要讓學(xué)生了解達(dá)爾文時(shí)期 的社會(huì)背景，神創(chuàng)論與無(wú)神論者的交鋒，了解達(dá)爾文隨“貝爾格萊德號(hào)”航行中 進(jìn)行了大量的考察的事實(shí)，從屮體會(huì)達(dá)爾文是怎樣由一個(gè)神創(chuàng)論者向無(wú)神論者轉(zhuǎn) 變的思想過(guò)程，從而真正樹(shù)立起唯物主義的思想，正確看待生命的物質(zhì)性及物質(zhì) 運(yùn)動(dòng)的演變過(guò)程。從而正確看待人的牛老病死，正確看待人體，并身體力行，積 極參與獻(xiàn)血以及器官捐獻(xiàn)等活動(dòng)。(3) 有助于培養(yǎng)學(xué)生的生態(tài)文明道德社會(huì)發(fā)展的根本是人的發(fā)展，衡量社會(huì)的發(fā)展已由單純的gtp轉(zhuǎn)為可持續(xù) 發(fā)展的科學(xué)發(fā)展觀，綠色gtp理念正在被人們所接受。在綠色gtp中蘊(yùn)涵著生 態(tài)理論和環(huán)境道德觀念。在必修3穩(wěn)態(tài)與環(huán)境中關(guān)于環(huán)境這一部分

9、的教學(xué) 內(nèi)容中，可以簡(jiǎn)介英國(guó)生態(tài)學(xué)坦思得對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的提出，了解生態(tài)學(xué)家對(duì)環(huán)境 科學(xué)的探究過(guò)程，了解歷史上環(huán)境破壞造成的重大危害的歷史事件等感性材料 使學(xué)生深刻理解“人與自然和諧發(fā)展”的意義。引導(dǎo)學(xué)生形成種間平等觀念， 更好尊重和熱愛(ài)地球上的所有生命，適度使用生物資源，明確人對(duì)自然負(fù)有道 德責(zé)任，并以高度的歷史責(zé)任感對(duì)待環(huán)境問(wèn)題。(4) 有助于培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)在生物科學(xué)探究史中，許多重大創(chuàng)新成果都是依賴與多學(xué)科，多人的合作。 如果沒(méi)有羅伯特虎克發(fā)明顯微鏡，人類就無(wú)法發(fā)現(xiàn)細(xì)胞，如果沒(méi)有沃森與克里克 的合作，人類對(duì)dna的認(rèn)識(shí)可能要摸索更長(zhǎng)的吋間。21世紀(jì)的領(lǐng)先學(xué)科是生物 科學(xué)和信息科學(xué)。牛物技術(shù)

10、的發(fā)展為人類創(chuàng)造了巨大的財(cái)富。其中發(fā)展最快的基 因工程，帶動(dòng)了酶工程、發(fā)酵工程，此外生物芯技術(shù)、生物材料技術(shù)、生物凈化 技術(shù)等，他們不僅與生物學(xué)科相關(guān)，更與數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、電子等學(xué)科密切相關(guān), 單人的獨(dú)立研究已經(jīng)不適合今天生物科學(xué)的發(fā)展要求，因此在選修1技術(shù)與實(shí) 踐、選修2生物科學(xué)與社會(huì)中，融入的生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)，使學(xué)生深刻理解 “合作”是當(dāng)今全球發(fā)展的必然趨勢(shì)。二、生物科學(xué)探究史在教學(xué)中的融合教學(xué)屮引入這些科學(xué)史內(nèi)容，使學(xué)生從屮學(xué)習(xí)科學(xué)家是如何工作、怎樣思考、 怎樣處理問(wèn)題，這對(duì)學(xué)生科學(xué)思維、科學(xué)方法的培養(yǎng)是大有裨益的。教師在教學(xué) 中要針對(duì)具體教學(xué)內(nèi)容，以學(xué)?，F(xiàn)有的認(rèn)知水平為出發(fā)點(diǎn)恰如其分地選

11、擇生物學(xué) 史料，述要充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，引導(dǎo)學(xué)生積極參與到對(duì)科學(xué)史的分析中，主 動(dòng)地獲取知識(shí)受到教育。這就要求教師要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，積累豐富的科學(xué)史資料，這樣 才能得心應(yīng)手地將科學(xué)史融入生物教學(xué)z屮。1、用生物科學(xué)探究史突出教學(xué)重點(diǎn)，突破教學(xué)難點(diǎn)。教學(xué)中有許多重點(diǎn)、難點(diǎn)，如果引入生命科學(xué)史，讓學(xué)生重溫科學(xué)家當(dāng)年研 究的歷程，學(xué)生不僅能體騎前人的經(jīng)歷、思想，學(xué)會(huì)科學(xué)的思維方法，而且在主 動(dòng)探求中掌握了知識(shí)的重點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)也隨著科學(xué)家的介紹、闡述被一一化解。 比如，生物膜的結(jié)構(gòu)以及流動(dòng)鑲嵌學(xué)說(shuō)，可以介紹1925年戈特（gorier）和 grendel首次報(bào)道他們對(duì)質(zhì)膜所進(jìn)行的研究。他們使用幾種哺乳動(dòng)

12、物的細(xì)胞，用 丙酮提取出脂類物質(zhì)，將其鋪展于空氣一水界面上，成一單層，然后比較脂類分 子聚攏后的面積與原紅細(xì)胞的表面積，發(fā)現(xiàn)前者是后者的兩倍。這時(shí)引導(dǎo)學(xué)生討 論可得出什么結(jié)論。當(dāng)學(xué)生提出：有足夠的脂類分子可以在細(xì)胞表而形成脂類雙 層結(jié)構(gòu)，這一結(jié)論與科學(xué)家不謀而合時(shí)，學(xué)生都沉浸在對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的欣恵z屮， 他們仿佛親身參加了這場(chǎng)研究，生物膜的雙層結(jié)構(gòu)牢牢植根于他們的腦海中。2、用生物科學(xué)探究史創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景高中生物新課程改革強(qiáng)調(diào)：教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，引導(dǎo)的方式是多種多 樣的，其中創(chuàng)設(shè)適應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)情景，就是其中之一。生物科學(xué)探究史展示 的是有時(shí)間、有人物、有情節(jié)的史實(shí)，是創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景的很好素材。例如必修 1分子與細(xì)胞的“光合作用”有關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)，教師可用關(guān)于光合作用的問(wèn)題研 究獲6項(xiàng)諾貝爾獎(jiǎng)的史實(shí)向?qū)W生展示，引發(fā)學(xué)牛的好奇心，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極 性，從而將學(xué)生引入光合作用的認(rèn)識(shí)過(guò)程，并隨著科學(xué)家探究的足跡，去探究光 合作用的本質(zhì)