摘 要： 初中生物課程教學(xué)不僅是教會(huì)學(xué)生基本的生物學(xué)知識(shí)，更重要的是激發(fā)學(xué)生對(duì)生命科學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生基本的科學(xué)探究能力。充分利用科學(xué)史素材，開展生命科學(xué)史教育，則是達(dá)到上述目標(biāo)的有效手段。作者結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐，對(duì)初中生物課程中，結(jié)合生命科學(xué)史進(jìn)行課堂教學(xué)的典型范例進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)如何在初中生物課程中滲透生命科學(xué)史教學(xué)進(jìn)行了初步探討。

關(guān)鍵詞： 初中生物課堂教學(xué) 生命科學(xué)史 科學(xué)探究能力 科學(xué)興趣

初中生物課程教學(xué)不僅是教會(huì)學(xué)生基本的生物學(xué)知識(shí)，更重要的是激發(fā)學(xué)生對(duì)生命科學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生基本的科學(xué)探究能力。初中生物課程標(biāo)準(zhǔn)將“初步具有生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的基本技能、一定的科學(xué)探究和實(shí)踐能力、養(yǎng)成科學(xué)的思維習(xí)慣”列為課程目標(biāo)之一。相比于機(jī)械的知識(shí)灌輸，充分利用科學(xué)史素材開展生命科學(xué)史教育，是達(dá)到上述目標(biāo)的有效手段。因此，在初中生物教材的不少章節(jié)中，都有生命科學(xué)史素材的滲透。筆者結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐，對(duì)初中生物課程中，結(jié)合生命科學(xué)史進(jìn)行課堂教學(xué)的典型范例進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)如何在初中生物課程中滲透生命科學(xué)史教學(xué)進(jìn)行探討。

蘇科版初中生物教材七年級(jí)上冊(cè)第四章第一節(jié)《植物的光合作用》是開展生命科學(xué)史教育的典型例子。教材在安排這一節(jié)內(nèi)容時(shí)，并沒(méi)有直接給出光合作用的概念和反應(yīng)式，而是通過(guò)回顧科學(xué)家們認(rèn)識(shí)光合作用的幾個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，按照科學(xué)史的發(fā)展順序，呈現(xiàn)出人類認(rèn)識(shí)光合作用原理的光輝歷程。教師在設(shè)計(jì)本節(jié)課的教學(xué)過(guò)程時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分運(yùn)用多媒體資源，直觀再現(xiàn)當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)情景，在回顧這些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，逐漸總結(jié)出人們對(duì)光合作用的基本認(rèn)識(shí)。這樣，不但有利于學(xué)生掌握光合作用的基本原理，而且使學(xué)生體驗(yàn)了科學(xué)家對(duì)光合作用的探究歷程。

筆者對(duì)《植物的光合作用》一節(jié)相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：首先通過(guò)提問(wèn)“綠色植物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中不需要吃飯，那么是如何獲得營(yíng)養(yǎng)的呢”引出光合作用這一主題。綠色植物通過(guò)光合作用獲得營(yíng)養(yǎng)，那么，這些營(yíng)養(yǎng)究竟來(lái)源于何處呢？引出海爾蒙特的柳樹生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)。在海爾蒙特的柳樹實(shí)驗(yàn)中，柳樹重量增加了74kg，但土壤只減少了60g，表明柳樹生長(zhǎng)過(guò)程中獲得的營(yíng)養(yǎng)絕大部分并非來(lái)自土壤。由于在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中唯一澆灌的是水，因此海爾蒙特實(shí)驗(yàn)表明，水是光合作用的重要原料。教師隨后指出，由于當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展的局限性，海爾蒙特實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有關(guān)注空氣中的成分在光合作用過(guò)程中的作用，由此引出普利斯特里的實(shí)驗(yàn)。普利斯特里的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在罩著小鼠的密封鐘罩內(nèi)放置一盆綠色植物，可以延緩小鼠的死亡時(shí)間，表明綠色植物可以更新由于動(dòng)物呼吸而變得污濁的空氣。但是，科學(xué)的發(fā)展通常不會(huì)一帆風(fēng)順，普利斯特里的實(shí)驗(yàn)并非每次都能成功，直到幾年后英格豪斯做了數(shù)百次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)綠色植物只有在光照下才能更新空氣，這才消除了人們心中的疑惑，同時(shí)使我們認(rèn)識(shí)到光合作用的發(fā)生條件——需要光照。隨著化學(xué)的發(fā)展，數(shù)年后，科學(xué)家們認(rèn)識(shí)到，綠色植物在光照下能夠更新空氣，是因?yàn)樗鼈兡軌蛭斩趸疾⑨尫叛鯕?。隨著對(duì)光合作用認(rèn)識(shí)的不斷深入，我們不禁要問(wèn)：“除了更新空氣外，光合作用究竟產(chǎn)生了什么，為什么植物不需要吃飯就可以生長(zhǎng)發(fā)育？”回答這個(gè)問(wèn)題，需要引出薩克斯的實(shí)驗(yàn)。薩克斯檢測(cè)了葉片的曝光處和遮光處經(jīng)過(guò)碘液處理后的顏色變化，發(fā)現(xiàn)曝光處葉片遇碘變藍(lán)而遮光處不變色，表明綠色植物在光照下產(chǎn)生了淀粉，而淀粉可以為綠色植物的生長(zhǎng)發(fā)育提供營(yíng)養(yǎng)。薩克斯的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步深化了人們對(duì)光合作用的認(rèn)識(shí)，但是，我們還關(guān)心一個(gè)問(wèn)題：光合作用發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)的什么場(chǎng)所？這將引出恩吉爾曼的水綿細(xì)胞葉綠體實(shí)驗(yàn)。這是一個(gè)設(shè)計(jì)得十分巧妙的實(shí)驗(yàn)，首先，該實(shí)驗(yàn)選擇了極好的實(shí)驗(yàn)材料，由于水綿細(xì)胞內(nèi)只有一個(gè)帶狀的巨大葉綠體，這將非常有利于實(shí)驗(yàn)觀察；其次，該實(shí)驗(yàn)通過(guò)觀察好氧細(xì)菌的分布得知植物細(xì)胞內(nèi)氧氣的釋放情況，將原本看不見(jiàn)摸不著的東西變得清晰可視。因此，通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們清楚地認(rèn)識(shí)到，植物細(xì)胞內(nèi)的葉綠體才是真正發(fā)生光合作用的場(chǎng)所。筆者認(rèn)為，在光合作用的教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)回顧上述科學(xué)發(fā)展史，逐漸揭示出人們對(duì)光合作用過(guò)程的認(rèn)識(shí)，并最終總結(jié)出光合作用的反應(yīng)原理、反應(yīng)條件和發(fā)生場(chǎng)所，不但有利于學(xué)生更好地掌握相關(guān)知識(shí)，而且能使學(xué)生體驗(yàn)人們認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的過(guò)程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，并且對(duì)發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)思維方法大有好處。

除了光合作用的發(fā)現(xiàn)歷史外，人們對(duì)遺傳規(guī)律的認(rèn)識(shí)過(guò)程也是初中生物課程中開展生命科學(xué)史教學(xué)的經(jīng)典范例。遺傳現(xiàn)象在生物界普遍存在，學(xué)生對(duì)此并不陌生，但是，遺傳的基本規(guī)律卻是一個(gè)比較抽象的理論，初中階段的學(xué)生掌握起來(lái)可能有一定的難度。因此，教材在述及這部分內(nèi)容時(shí)，對(duì)著名的孟德爾豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的一般過(guò)程和若干細(xì)節(jié)做了簡(jiǎn)要介紹，以便有助于學(xué)生對(duì)遺傳規(guī)律的理解。筆者認(rèn)為，本節(jié)課的教學(xué)，應(yīng)該充分運(yùn)用科學(xué)史材料，通過(guò)多媒體課件，直觀還原孟德爾當(dāng)時(shí)的探究情境，引導(dǎo)學(xué)生跟隨孟德爾的實(shí)驗(yàn)思路，通過(guò)觀察和思考，最終得出相應(yīng)結(jié)論，從而在思想上深刻理解并高度認(rèn)同遺傳學(xué)的基本規(guī)律。

由于本節(jié)課內(nèi)容較多，無(wú)法在一課時(shí)內(nèi)完成，筆者僅對(duì)與豌豆實(shí)驗(yàn)相關(guān)的內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)作了小結(jié)：首先通過(guò)PPT圖片簡(jiǎn)單介紹孟德爾生平，使學(xué)生對(duì)這位“遺傳學(xué)之父”有初步認(rèn)識(shí)，同時(shí)激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步了解孟德爾其人其事的興趣。而后，通過(guò)圖片展示孟德爾進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究遺傳規(guī)律的情景，圖片內(nèi)容不但包括孟德爾的豌豆實(shí)驗(yàn)，還包括他用其他植物材料進(jìn)行探究的情形。這樣可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)到，孟德爾通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究遺傳規(guī)律的過(guò)程遠(yuǎn)非課本上介紹的那么簡(jiǎn)單，而是在經(jīng)歷了一次次失敗后最終獲得了成功，這也說(shuō)明了選材對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重要性。接著，教師可通過(guò)精心設(shè)計(jì)的多媒體課件直觀展現(xiàn)孟德爾的豌豆實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合圖片內(nèi)容完成對(duì)相關(guān)概念的教學(xué)。例如，圖片上展示豌豆的某些形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特征，如種皮的顏色、莖的高矮、種子的飽滿程度等，并引出“性狀”這一概念，性狀即生物體的某種形態(tài)結(jié)構(gòu)特征或生理特征。而后，學(xué)生觀察圖片，又發(fā)現(xiàn)對(duì)于同一性狀，例如種皮的顏色，不同的植株會(huì)有不同的表現(xiàn)，有的是黃的，有的是綠的，于是又引出第二個(gè)概念：相對(duì)性狀，即生物體同一個(gè)性狀的不同表現(xiàn)形式。完成這些概念的教學(xué)后，即可通過(guò)圖片還原孟德爾的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。孟德爾發(fā)現(xiàn)，純種高莖豌豆的后代都是高莖的，純種矮莖豌豆的后代都是矮莖的，而純種高莖與純種矮莖的雜交后代，只見(jiàn)高莖不見(jiàn)矮莖。這是什么原因呢？帶著這個(gè)疑問(wèn)，請(qǐng)同學(xué)們繼續(xù)觀察孟德爾的實(shí)驗(yàn)。孟德爾將純種高莖和純種矮莖豌豆的后代，也就是高莖的子一代豌豆進(jìn)行自交，發(fā)現(xiàn)得到的子二代豌豆，高莖和矮莖都出現(xiàn)了。同學(xué)們仔細(xì)觀察圖片上子二代豌豆的情況后，發(fā)現(xiàn)在子二代中，高莖和矮莖的比例大致是3∶1，這是偶然嗎？帶著這個(gè)疑問(wèn)，可以請(qǐng)同學(xué)們通過(guò)圖片進(jìn)一步了解孟德爾在豌豆的其他性狀的遺傳中觀察到的現(xiàn)象，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不論哪種性狀的遺傳，都表現(xiàn)出相似的規(guī)律，說(shuō)明子二代出現(xiàn)3∶1的比例不是偶然的，那么，這個(gè)規(guī)律是什么呢？帶著這個(gè)疑問(wèn)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考：豌豆的高莖和矮莖性狀是否都是由某種因子控制的，而當(dāng)純種高莖豌豆和純種矮莖豌豆雜交形成子一代豌豆時(shí)，控制矮莖性狀的某種因子被隱藏了起來(lái)，而這種因子控制的性狀在子二代中又重新表現(xiàn)了出來(lái)。從而理解孟德爾給出的解釋。當(dāng)然，要真正理解遺傳規(guī)律的本質(zhì)，還需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)基因、顯性基因與隱性基因、基因在親代和子代間的傳遞過(guò)程等后續(xù)知識(shí)。但對(duì)豌豆雜交實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和過(guò)程的認(rèn)識(shí)，可幫助學(xué)生理解后續(xù)的相關(guān)知識(shí)，同時(shí)讓學(xué)生在學(xué)習(xí)了后續(xù)知識(shí)后，重新檢驗(yàn)遺傳規(guī)律的準(zhǔn)確性。

除了上述兩個(gè)典型范例外，初中生物課程中涉及生命科學(xué)史的地方還有很多，例如在介紹生物進(jìn)化理論時(shí)，可涉及達(dá)爾文的實(shí)地考察資料，通過(guò)分析客觀事實(shí)，幫助理解進(jìn)化理論；在介紹微生物時(shí)，涉及青霉素的發(fā)現(xiàn)歷史，在介紹免疫學(xué)內(nèi)容時(shí)，涉及接種牛痘預(yù)防天花的故事，等等。教師在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)這些生命科學(xué)發(fā)展中的“小故事”給予充分重視。通過(guò)在課堂教學(xué)中滲透生命科學(xué)史，學(xué)生不僅在頭腦中記住了生物學(xué)知識(shí)，而且初步構(gòu)建了一個(gè)不斷發(fā)展的科學(xué)體系，同時(shí)對(duì)激發(fā)學(xué)生的科學(xué)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力也有十分重要的作用。