洪夏妮 曾紅

摘 要：在生物教學(xué)中，生物科學(xué)史是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的重要途徑，筆者以人教版高中生物教材為例，淺談教師如何利用生物科學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

關(guān)鍵詞：生物科學(xué)史；科學(xué)思維；邏輯推理；批判性

2017年版《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)要培養(yǎng)學(xué)生的生物核心素養(yǎng)?？茖W(xué)思維作為生物學(xué)核心素養(yǎng)的重要組成部分之一，是指尊重事實(shí)和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度，運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識(shí)事物、解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣和能力。在人教版高中生物教材中，科學(xué)史內(nèi)容的呈現(xiàn)靈活多樣，不拘一格。筆者認(rèn)為，在生物教學(xué)中，教師可以從以下三個(gè)方面利用人教版教材中的生物科學(xué)史來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

一、 利用生物科學(xué)史，學(xué)習(xí)更多的科學(xué)研究方法，提高實(shí)驗(yàn)分析能力

在必修一“光合作用的探究歷程”一節(jié)中，教師通過教授魯賓和卡門通過追蹤同位素標(biāo)記的化合物，證明了光合作用釋放的氧氣來自水這一科學(xué)史，讓學(xué)生了解新的科學(xué)研究方法——同位素標(biāo)記法。

在必修二《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》一節(jié)中，教師向?qū)W生教授格里菲斯和艾佛里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)后，向?qū)W生拋出問題：“同學(xué)們能否像赫爾希和蔡斯一樣，利用T2噬菌體和大腸桿菌設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來研究遺傳物質(zhì)到底是DNA還是蛋白質(zhì)呢？”

根據(jù)課堂反饋，如果學(xué)生一時(shí)找不到設(shè)計(jì)思路，教師可進(jìn)行提示：“同學(xué)們回憶一下我們?cè)?jīng)學(xué)過的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法中，是否有適合研究這個(gè)問題的方法?！?/p>

這時(shí)，學(xué)生很快就能提出實(shí)驗(yàn)思路：利用同位素標(biāo)記法，使T2噬菌體分別被35S或32P標(biāo)記，得到DNA含有32P標(biāo)記或蛋白質(zhì)含有35S標(biāo)記的噬菌體，再用被標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌，攪拌后離心，讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體顆粒，檢測(cè)上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)。

教師接著利用學(xué)生已有的關(guān)于同位素標(biāo)記法的知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生逐步分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

教師利用科學(xué)史讓學(xué)生認(rèn)識(shí)并了解新的科學(xué)研究方法，用科學(xué)的研究方法作指導(dǎo)，不僅能找到正確的實(shí)驗(yàn)方向，還能幫助學(xué)生理解生物科學(xué)史上其他的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)分析能力。

二、 利用生物科學(xué)史，培養(yǎng)邏輯推理能力

以必修二第二章第二節(jié)《基因在染色體上》為例，教師向?qū)W生介紹摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)推論：控制白眼的基因在X染色體上。

教師引導(dǎo)學(xué)生：“作出假設(shè)后，還需要對(duì)假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證，請(qǐng)同學(xué)們嘗試設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行演繹確認(rèn)其是否可行?！睂W(xué)生開始演繹測(cè)交實(shí)驗(yàn)，之后教師展示幾個(gè)學(xué)生的遺傳圖解，分析其對(duì)錯(cuò)，再向?qū)W生闡述：“當(dāng)年摩爾根為了驗(yàn)證他的假設(shè)，進(jìn)行了三個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一是將F1中的紅眼雌蠅與白眼雄蠅進(jìn)行雜交，得到子一代紅眼雌蠅∶紅眼雄蠅∶白眼雌蠅∶白眼雄蠅為1∶1∶1∶1的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)二是將實(shí)驗(yàn)一所得白眼雌蠅和紅眼雄蠅進(jìn)行雜交。得到子一代紅眼雌蠅∶白眼雄蠅為1∶1的結(jié)果；實(shí)驗(yàn)三是將白眼雌蠅和白眼雄蠅進(jìn)行雜交，得到子一代白眼雌蠅∶白眼雄蠅為1∶1的結(jié)果。這些結(jié)果與預(yù)期的完全符合。請(qǐng)同學(xué)們通過推理判斷哪一個(gè)實(shí)驗(yàn)最能說明問題?！?/p>

學(xué)生：“實(shí)驗(yàn)二最能說明問題，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)二能排除常染色體遺傳，確認(rèn)是X染色體遺傳?！?/p>

教師向?qū)W生傳授XY染色體同源區(qū)段的知識(shí)，并向?qū)W生提問：“白眼基因有可能在X和Y染色體的同源區(qū)段嗎？”

學(xué)生經(jīng)過推理判斷得出答案：“不在，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)二可以排除白眼基因在X和Y染色體的同源區(qū)段?！?/p>

通過這樣一步一步引導(dǎo)學(xué)生分析、推理、判斷，幫助學(xué)生提高邏輯推理能力，學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)思維。

三、 利用生物科學(xué)史，學(xué)習(xí)科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)批判性思維精神

批判性思維精神是學(xué)生科學(xué)思維培養(yǎng)過程中不可或缺的重要內(nèi)容。在必修一第五章第一節(jié)中，“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”這一科學(xué)史內(nèi)容，為培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維精神提供了很好的素材。

教師先向?qū)W生介紹19世紀(jì)歐洲釀酒業(yè)的背景，并提道：“糖類是如何變?yōu)榫凭?，科學(xué)家們對(duì)此有不同的看法。其中生命說和化學(xué)說兩種觀點(diǎn)爭(zhēng)執(zhí)不下?！?/p>

接著，教師把學(xué)生分為兩組，讓他們?cè)谡n后進(jìn)行作業(yè)，一組學(xué)生收集有關(guān)生命說的資料，另一組學(xué)生收集有關(guān)化學(xué)說的資料。課堂上，教師讓兩組學(xué)生分別派代表闡述自己學(xué)說的主要觀點(diǎn)，再讓兩組學(xué)生進(jìn)行辯論，證明自己代表的觀點(diǎn)是正確的，重現(xiàn)當(dāng)年兩派學(xué)者堅(jiān)持己見，辯論不休的場(chǎng)景。

通過讓學(xué)生收集有關(guān)發(fā)酵學(xué)說的信息，使他們主動(dòng)地接受新知識(shí)，提高思維的主動(dòng)性，并且在對(duì)信息審查，分析后進(jìn)行深入的思考，開闊思維。在辯論過程中，讓學(xué)生直面質(zhì)疑的聲音，拿出自信和勇氣，堅(jiān)持自己的觀點(diǎn)，體會(huì)堅(jiān)持不懈、永不言棄的批判性精神。

總之，教師在生物教學(xué)過程中充分利用生物科學(xué)史，能讓學(xué)生學(xué)到更多的科學(xué)研究方法，提高實(shí)驗(yàn)分析能力和邏輯推理能力，并通過體會(huì)科學(xué)家在探索真理道路上堅(jiān)持不懈、永不言棄的批判性精神，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

參考文獻(xiàn)：

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[3]方雙雙.應(yīng)用生物科學(xué)史培養(yǎng)高中生批判性思維的實(shí)踐研究[D].金華：浙江師范大學(xué)，2013：23-24.

作者簡(jiǎn)介：

洪夏妮，曾紅，福建省福州市，福建師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院。