浅谈生物科学史在教学中的作用(一)

浅谈生物科学史在教学中的作用(一)

摘要：生物科学史的巧妙合理的讲解，既能激发学生学习生物学的积极兴趣，又能发挥学生学习的主动性，增强学生的主体意识，还能培养学生学习生物学的收集和处理生物信息的能力、分析问题和解决问题的能力、掌握学习生物学的科学方法，同时更能培养学生形成不畏艰险、持之以恒的科学态度。

关键词：生物科学史；激发学习兴趣；教学方法

生物科学是建立在实验基础上的一门自然科学，现代生物科学的发展，是生物科学与数学、物理、化学、等科学之间相互交叉、渗透和相互促进的结果。随着生物科学的发展，生物科学向人们展示美好的未来，它将成为21世纪领先的学科之一。我们在学习生物学科时，应在前人研究的基础上，善于发现问题，研究问题，解决问题。不仅要重视生物学知识的学习，还要重视学习和体验生物科学研究的过程，并且从中领会生物科学的研究方法。

《基础教育课程改革纲要》也明确指出，改变课程实施过于强调接受学习死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。为了使学生的学习方式发生根本性转变，保证学生自主性、探索性的学习落到实处，确立学生的主体地位，促进学生积积极主动地学习，使学生形成学习中不断提出问题、解决问题的探索过程。

新课程标准对生物学能力的要求是初步学会探究生物科学的一般方法，发展学生提出问题、做出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流的科学探究能力。在科学实践中发展合作能力、实践能力和创新能力，初步具有收集和利用课内外的图文资料及其他信息的能力。生物学能力在教学中如何培养呢？本人认为生物科学史在教学的巧妙利用有其不可替代的作用。生物科学史的巧妙合理的讲解，既能激发学生学习生物学的积极兴趣，又能发挥学生学习的主动性，增强学生的主体意识，还能培养学生学习生物学的收集和处理生物信息的能力、分析问题和解决问题的能力、掌握学习生物学的科学方法，同时更能培养学生形成不畏艰险、持之以恒的科学态度。在生物发现史教学中,采用多媒体现代化教学手段，要求学生在课前预习，并收集有关的信息材料，课堂教学中针对学生收集到的材料，有的问题鼓励学生课后继续查阅，共同讨论加以解决，与课堂有关的内容加以肯定，导入教学。

生物学史有的既体现了学生收集和处理信息的能力，激发学生学习的兴趣，增强学生的成就感，又能锻炼学生研究问题的科学分析方法，培养学生的推理、归纳能力以及学生的逻辑思维和创造力，还能使学生养成不畏艰险、持之以恒的科学精神。如酶的发现、光合作用的发现过程等。

酶的发现：

1773年，意大利科学家斯帕兰扎尼（L.Spallanzani,1729～1799）设计了一个巧妙的实验推断胃液中一定含有消化肉块的物质。但是什么，他不清楚，却为人们的研究提供了方法和思路。1836年，德国科学家施旺（T.Schwann,1810～1882）从胃液中提取出了消化蛋白质的物质，解开胃的消化之谜，使酶的研究工作更进了一步。

1926年，美国科学家萨姆钠（J.B.Sumner,1887～1955）从刀豆种子中提取出脲酶的结晶，并通过化学实验证实脲酶是一种蛋白质，得出结论酶是蛋白质。

20世纪30年代，科学家们相继提取出多种酶的蛋白质结晶，并指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质，形成了酶的初步定义。使人们对酶的认识形成统一的观点，并指出酶的本质是蛋白质。

20世纪80年代，美国科学家切赫（T.R.Cech,1947—）和奥特曼（S.Altman,1939—）发现少数RNA也具有生物催化作用。对酶的认识进行了完善，形成完整的理论，即酶是由活细胞产生的具有生物催化能力的有机物。

总结人们的认识过程：

发现问题→提取物质→物质本质→得出定义→补充完善（完整理论）

（1773年）（1836年）（1926年）（20世纪30年代）（80年代）

通过学习酶的发现，激励学生学习科学家实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神。使学生明确科学家对酶的认识是不断发展的。科学具有开放性，引导学生要用开放的观点、发展的眼光对待所学的知识,鼓励学生在学习过程中勤于思考，敢于质疑，勇于探索。

光合作用的发现：

早在公元前3世纪，古希腊亚里士多德就提出土壤是构成植物组分的观点。这一观点统治西方将近2000年。这也是人们对光合作用的最早的认识。

1648年，海尔蒙特的盆栽柳树实验证明树木的重量增加来自雨水而非土壤。世界各地生物课本都会提到这一段记载。他所做的柳树实验说明光合作用过程中有水的参与，也是生物研究上划时代的工作。向传统的认识提出了新的挑战，为人们的研究提出了方向。

1771年，普利斯特利通过实验发现，植物可以更新空气。但是，他并不知道更新了空气中的哪种成分，也没有发现光在这个过程所起的关键作用。问题的研究进一步深化，问题更加具体化。

1779年，荷兰科学家英格豪斯（JanIngenhousz）重复了上述实验，并进一步证实光照是这一实验成功的秘诀，即光照是植物放氧的先决条件。

1782年，日内瓦教师塞尼比尔（J.Senebier）发现经煮沸过的水中放入绿叶时，即使光照充足也不能收集到氧气。只有在水中通入CO2后，才能看到气泡（O2）出现。因此，他认为植物在光照下，为了产生O2就必须有CO2的存在，O2是来自CO2的。指出CO2是光合作用的原料，氧气是产物，而且CO2也是产物氧气的来源。

1804年，法国科学家德·索叙尔（deSaussure）通过定量植物所吸收的CO2，释放的O2及植物体的增加量发现，绿色植物在阳光照射下，用CO2与H2O在植物体内合成有机物质，并产生与CO2大致相等体积的O2。他提出，CO2和H2O是植物体有机物质的来源。即两者是光合作用的原料。

1864年，德国科学家萨克斯用天竺葵做材料实验得出结论：天竺葵的叶子在光下制造了淀粉，同时也说明光合作用需要光，产物为淀粉（糖类）。

1880年，美国科学家恩格尔曼用水绵进行实验说明：氧是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。有力地说明氧气是光合作用的产物，叶绿体是光合作用的场所。1937年，英国科学家希尔（Hill）将离体的叶绿体加到具有适当氢受体（A）的水溶液中，光照后放出氧气，此反应称为希尔反应。氢受体有2，6—二氯酚靛酚、苯醌、NADP+和NAD+等。说明氧气是水的光解过程产生的，为人们研究光合作用产物氧气的来源提出了新的见解。1939年，美国科学家鲁宾（S．Ruben）和卡门（M．Kamen）利用同位素标记法进行探究实验有力地证明光合作用释放的氧气来自水。

根据科学的发展进程归纳出光合作用的定义和反应式。

光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧的过程。即：

光能

CO2＋H2O＊→（CH2O）＋O2＊

叶绿体

通过对几个光合作用发现过程中的几个经典实验的分析、讨论，使学生感受到科学发展的艰难、科学方法的重要，培养学生严谨的科学态度、激发学生的创新意识。提高学生的科学素质，培养学生设计实验，分析实验结果的能力。

有的发现史既能通过对科学家实验的分析培养学生探究问题的能力，使学生掌握科学的研究方法，又能使学生根据所学知识，解释一些实际问题和现象，增强知识面的应用能力，激发

学生学习生物的兴趣，促进学生积积极主动地学习，使学生形成学习中不断提出问题、解决问题的探索过程。如生长素的发现过程、DNA是遗传物质的证明等。