关于在生物学探究教学中渗透生命科学史的思考

关于在生物学探究教学中渗透生命科学史的思考

［摘要］文章通过在小教大专“生命本质”一节中渗透生命科学史的教学设计示例及教学分析，指出在生物学探究教学中渗透生命科学史对学生科学素养的培养、科学探究方法的掌握，以及创造性解决问题的能力培养等方面有较好的促进作用。

［关键词］生物学探究教学生命科学史教学分析

21世纪的生命科学研究更具综合性、全面性、现实性，无论从发展生命科学还是培养科学探究素质，了解、借鉴科学史中前人的科学探究方法，学习他们的探究精神，对探究教学中激发探究兴趣、培养科学探究品质和方法的作用是不言而喻的。本文试图通过渗透生命科学史的探究教学设计示例，说明渗透科学史的探究教学对学生科学探究素质的培养和科学探究方法的掌握以及创造性地解决问题的能力培养等方面来培养科学探究能力的促进作用。

一、科学探究、探究教学与生命科学史

（一）科学探究与探究教学

探究旨在获取知识和认识世界，科学探究源于发现及解决问题①。生物课程中的科学探究指学生主动积极地获取知识，领悟科学方法而进行的各种活动；也指学生构建知识、形成科学观念、领悟科学研究方法的各种活动，其程序和步骤为：提出问题—猜想和假设—验证②。科学探究能力和对科学探究的理解是在探究学习中形成的。“探究学习”（inquiry learning）最初由美国学者兰本达提出，在20世纪80年代传入我国，美国科学教育课程从内容到教学设计及组织、评价等方面均把重点放在理解科学概念及方法、培养探究能力上。随着包含教育教学理念、教学方式方法的新课改向纵深发展，我国有诸如“探究教学”“探究式教学”“探究法”“探究性学习”“探究式学习”等提法。徐学福等从思想层面把探究学习看做一种学习观或指导思想，从具体层面把探究学习看做一种操作模式和方法，认为探究学习是在教师指导下为获得科学素养，以类似科学探究的方式开展学习活动③。美国的施瓦布在1965年首次提出“诱发探究教学模式”，将教学划分为四阶段：使学生接触问题情境、帮助学生认识问题，引导学生思考作出假设、诱发学生设计实验，收集和组织资料，形成结论。笔者认为，探究教学是科学教育应然的一种有效教学模式。

（二）生命科学史与探究教学

探究教学是教师指导学习主体对学习内容进行深入探讨、反复的动脑动手的研究以期获得某种结果的思维或操作过程。教师的作用是创设情景，在探究过程中诱导学生观察思考发现问题，引导他们搜集整理资料，学习探究的方法和程序，协助其进行分析论证和表达交流。生命科学史记载前人探究生命科学的背景、过程、方法、结论的文字、图片、图表等资料，记录了生命科学从低级到高级的思维发展过程和科学从原始到现代的研究方法及科学家由模糊到清晰的思考及实验设计和操作方法。在一些比较抽象复杂的问题的教学中，以科学史为线索，让学生重温科学发现的探究过程，学习借鉴科学家的探究方法，感悟科学探究的艰辛，培养科学探究品质，鼓励他们树立投身科学研究、创造社会文明的信心和斗志，这是科学教育新课程标准总目标三方面——科学探究、情感态度和价值观及科学知识的综合要求④。

二、运用生命科学史进行探究教学的示例（见文末表）

三、教学分析

探究生命的本质，研究历程很长，涉及的相关问题较复杂，思维角度及学科联系跨度大，既属于哲学范畴的思考，又是自然科学领域的探究。循着科学史这条线，为教师的教学指导提供了教学线索和生动的事例，为学生的学习创设了探究情景渗透生命科学史的探究教学，对学生掌握探究程序和方法、培养科学素养有不可替代的作用。

（一）领悟生命科学史，掌握探究的程序和方法

科学史实记载的科学概念、理论的发现发明过程，包括：科学问题产生的背景，错综复杂的疑团、争议的焦点，围绕问题而搜集的实验数据、事实及分析，为了发表科学结论而进行论证、表达交流的科学探究程序及研究方法（包括思维方法和工作方法），如实验分析法、数据统计法、归纳、推理、比较法以及求异、类比等方法。科学方法由科学家们经过长期的观察思考实验，由实践验证提炼而成。运用生命科学史的探究教学可以做到：（1）了解、掌握科学探究程序。《生命的本质》一节运用科学史的探究教学，先通过归纳各种遗传现象，然后提出遗传因子假说，孟德尔分析验证了假说，并阐述了“遗传因子决定性状”的结论。（2）学习科学方法。萨顿和鲍维里从染色体活动与遗传因子控制性状的遗传现象的相

似联想到遗传因子可能在染色体上，约翰、摩尔根都采用了联想；“信息学派”的德尔布鲁克、赫尔希及后来的沃森、“结构学派”的克里克的合作交流等。

（二）善用生命科学史，培养生物科学素养

生物科学素养是指参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策中所需要的生物科学概念和科学探究能力，包括理解科学技术社会的相互关系，理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观⑤。面对社会发展，公民所需的科学素养又表现为对待事物的科学态度、理解和掌握科学方法、形成运用科学技术的能力、合理的科学知识基础。如何培养学生的科学素养，历来是世界各国科学教育的目标和原则。美国把所有的学生都应具有的良好素养（科学）作为国家科学教育标准的一个既定目标。在其科学教育原则及内容中都有科学史的教学，而在我国的科学教育中却是一个空白。只有了解科学发展的历史，才能更好地理解科学，包括科学探究的方法和程序、科学的精神和品质以及科学的精髓和深刻含义，更好地应用及创新科学。

1.树立科学探究精神。美国科学社会学之父默顿认为：科学的精神气质是作为科学家科学活动的社会规范。探究的过程是一个怀疑否定从而发现、分析解决问题的过程。科学的发展是一个“怀疑—问题—发现”的过程，怀疑是科学探索的起点。怀疑、质疑、释疑正是一个连续的探究过程。好奇心和怀疑精神正是科研的出发点，又是科研课题的发生器。求实是科学研究的基础，科学需要理性分析，更需要实证。科学发现就是这样的一个逻辑过程：普遍怀疑—理性直观—演绎展开—事实验证⑥。

2.培养合作、继承、创新的科学研究能力。纵观科学发展史，科技发展是一个合作、继承、创新的过程。例如，关于DNA的研究就是多个学派不同时期、不同研究小组、不同学科的科研成果的综合。因为科学的发展性，科学的知识、方法就有继承和发展的特点；应用科学原理和规律解释自然现象时，要应用到相关学科的其他知识，这就需要同一学科的不同研究人员、不同学科的研究人员的合作；创新是科学的灵魂，有创新才有发展，科学研究才有生机和活力。所以，结合生命科学史的探究教学，能培养学生合作、继承、创新的科学研究能力。

3.养成敏感、博学、多思的科学思维习惯。科学发现是偶然中的必然，是科学家敏感缜密发散的思维品质及渊博学识的综合，每个人只要用心去发现，保持对事物强烈的好奇心及求知欲，都可以理解科学，掌握科学，在生产和生活中善于应用科学，提高解决实际问题的能力并且创新和发展科学。结合科学史的探究教学，让学生了解领悟到每一个科学发现都是博学的科学家长期的知识积累和深刻而敏感的思维品质的反映，从而明确培养敏感、博学、多思的科学思维品质的重要性。

四、教学反思