摘 要:生物科學(xué)史是一種非常寶貴的生物課程資源,學(xué)生學(xué)習(xí)生物科學(xué)史可以沿著科學(xué)家探索生物世界的道路,體會科學(xué)家研究的思維,理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)研究方法,學(xué)習(xí)科學(xué)家獻身于科學(xué)的精神。本文結(jié)合平時的生物教學(xué)實踐從在引言中的應(yīng)用、在新課學(xué)習(xí)過程中的應(yīng)用、在課后作業(yè)、生活實踐中的應(yīng)用等三方面探討了如何在生物教學(xué)中利用生物科學(xué)史提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)及知識遷移能力。
關(guān)鍵詞:生物教學(xué);生物科學(xué)史;應(yīng)用策略;遷移能力
“學(xué)習(xí)生物科學(xué)史能夠使學(xué)生沿著科學(xué)家探索生物世界的道路,理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)研究的方法,學(xué)習(xí)科學(xué)家獻身科學(xué)的精神。這對提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)是很有意義的?!边@是中學(xué)生物課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出的要求。通過閱讀教材后,我們可以發(fā)現(xiàn)生物課程中科學(xué)史貫穿其始終,同時,在內(nèi)容編寫上按照人類認識自然的規(guī)律,由淺到深、由知識到應(yīng)用的方式逐步展開。因此,如果教師們能在課堂教學(xué)中合理利用好科學(xué)史,這可以大大地提高課堂效率。本人結(jié)合自己平時的生物課堂教學(xué)實踐經(jīng)驗,來談?wù)勆锟茖W(xué)史在課堂教學(xué)中的應(yīng)用策略。
一、 激發(fā)興趣,調(diào)動學(xué)習(xí)積極性——在引言中的應(yīng)用
著名的教育學(xué)家葉圣陶指出:“教師不僅要教,而且要導(dǎo)?!边@就要求教師要注重導(dǎo)課,需精心設(shè)計引言。引言很關(guān)鍵,合理有趣的引言可以引起學(xué)生的注意,特別是一些情境、故事易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,進而調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,營造起一個良好的課堂教學(xué)氛圍,最終可以提高課堂的教學(xué)效率和質(zhì)量。而科學(xué)家的事跡及科學(xué)史本身就富有故事性,如一些感動心扉的科學(xué)事跡、趣味橫生的科學(xué)逸事、鬼斧神工的科學(xué)方法、唇槍舌箭的科學(xué)爭論、代代流傳的科學(xué)警句、引人感嘆的科學(xué)進展、令人展望的科學(xué)前景等等都可以充分地激發(fā)學(xué)生的求知欲,為學(xué)習(xí)新課作下鋪墊。如在學(xué)習(xí)《性別決定與伴性遺傳》時,教師可以通過以下的生物科學(xué)史來引入,如“在圣誕節(jié)前夕,18世紀(jì)英國著名化學(xué)家兼物理學(xué)家道爾頓買了一件禮物——一雙‘棕灰色的襪子送給媽媽。媽媽看到這雙襪子后,覺得襪子的顏色太鮮艷,就對道爾頓說:‘你買的這雙櫻桃紅色的襪子,讓我怎么穿呢?道爾頓聽后非常奇怪,媽媽為什么說襪子是櫻桃紅色的?買的襪子是棕灰色的。道爾頓疑惑不解,去問了弟弟和周圍的人,除了弟弟的說法和他相同以外,被問的其他人都認為襪子是櫻桃紅色。道爾頓對這件小事很好奇,經(jīng)過認真分析比較,發(fā)現(xiàn)他與弟弟的色覺和別人都不同,發(fā)現(xiàn)自己和弟弟都是色盲。道爾頓雖然不是生物學(xué)家和醫(yī)學(xué)家,卻成了第一個發(fā)現(xiàn)色盲癥的人,也是第一個被發(fā)現(xiàn)的色盲癥患者。為此他寫了篇論文《論色盲》,成為世界上第一個提出色盲問題的人。后來,人們?yōu)榱思o(jì)念他,又把色盲癥稱為道爾頓癥?!甭犕甑罓栴D的有關(guān)故事,學(xué)生們充滿了好奇,接著教師設(shè)疑“為什么道爾頓和他的弟弟都患色盲?那色盲基因是從哪遺傳來的?遺傳特點是怎樣的?”學(xué)生急于想知道其中的原因,這樣就很順利地利用學(xué)生對科學(xué)家的故事的好奇將學(xué)生引入課堂探究的過程中。生物是一門和實際緊密聯(lián)系的學(xué)科,可以用生物科學(xué)史作引言還有很多很多。
二、 培養(yǎng)探究能力,提升科學(xué)素養(yǎng)——在新課學(xué)習(xí)過程中的應(yīng)用
美國著名科學(xué)家薩頓說過“一部科學(xué)史,在很大程度上就是一部工具史,這些工具,無論有形或無形,由一系列人物創(chuàng)造出來,以解決他們遇到的某些問題。每種工具和方法都是人類智慧的結(jié)晶?!庇纱丝梢?,科學(xué)史中的內(nèi)容反映了科學(xué)家們探究的過程及用到的科學(xué)方法,利用生物科學(xué)史中的材料作為生物課堂教學(xué)中探究性學(xué)習(xí)的資料既能夠作為理解科學(xué)探究、掌握科學(xué)方法的范例,也是培養(yǎng)學(xué)生探究能力的重要手段,更是提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的基礎(chǔ)。但是利用科學(xué)史教學(xué)時如果只是讓學(xué)生對科學(xué)家研究科學(xué)的過程有個了解,學(xué)生是很難真正理解科學(xué)的本質(zhì)。我們要在課堂上重新展示生物學(xué)家的實驗設(shè)計和操作過程,讓學(xué)生模擬生物學(xué)家當(dāng)時的探究情境,追尋著生物學(xué)家的足跡親身體驗實驗探究的過程,這有助于學(xué)生掌握實驗設(shè)計的一般思路和方法,養(yǎng)成正確的科學(xué)態(tài)度,在實踐中逐漸養(yǎng)成科學(xué)探究的能力,從而達到科學(xué)素養(yǎng)教育的目的。
例如在進行孟德爾定律的《第一節(jié) 分離定律》教學(xué)時,可以采用這樣的教學(xué)思路:(一)展示一對相對性狀的雜交實驗過程(二)設(shè)疑:為什么子一代中只出現(xiàn)一種親本性狀:紫色?而F2為什么會出現(xiàn)性狀分離而且性狀分離比是3∶1?(三)引出孟德爾對該實驗現(xiàn)象的解釋:按邊給出假設(shè)邊讓學(xué)生模擬過程。(四)設(shè)疑:孟德爾對該實驗現(xiàn)象的解釋是否合理?我們必須還要通過其他雜交方式加以證明。(五)引出對分離現(xiàn)象解釋的驗證——測交實驗。(六)最后歸納出孟德爾基因分離定律的實質(zhì)。(七)介紹孟德爾基因分離定律在實踐中的應(yīng)用。通過模擬孟德爾關(guān)于一對基因分離定律的探究情境,分析基因分離定律的發(fā)展過程,可以讓學(xué)生歸納總結(jié)出科學(xué)探究的一般程序“實驗——發(fā)現(xiàn)問題——作出假設(shè)——實驗驗證——歸納總結(jié)形成理論——應(yīng)用”。在進行孟德爾定律的《第二節(jié) 自由組合定律》教學(xué)時,學(xué)生也完全可以按這樣的科學(xué)探究過程進行,先嘗試單因子雜交實驗的設(shè)計,然后嘗試兩對相對性狀的雜交過程。在嘗試過程中,學(xué)生不僅可以準(zhǔn)確地掌握科學(xué)知識,還能領(lǐng)悟到科學(xué)精神——科學(xué)家堅持不懈的精神。作為學(xué)生,學(xué)習(xí)也一樣要堅持不懈,即使遇到挫折也要正確面對,因為每一次的科學(xué)發(fā)現(xiàn)都是在經(jīng)歷過無數(shù)次的挫折的見證下才成功的,由此可見,科學(xué)史是學(xué)生們學(xué)習(xí)的活生生教材。
三、 鞏固知識,注重知識遷移——在課后作業(yè)、生活實踐中的應(yīng)用
教師要注重對學(xué)生知識的鞏固和遷移。知識的鞏固是學(xué)生掌握知識過程中的重要環(huán)節(jié),既是積累知識,應(yīng)用知識的前提,也是進一步學(xué)習(xí)新知識的準(zhǔn)備。知識的鞏固,需要通過長時記憶來實現(xiàn)的。那如何能讓學(xué)生有效地并能長時間地掌握知識呢?教材內(nèi)容編寫上按照人類認識自然的規(guī)律,由淺到深、由知識到應(yīng)用的方式逐步展開的,有些是按科學(xué)史的發(fā)展過程來進行的。教師可以讓學(xué)生以生物科學(xué)史的發(fā)展順序為線索主線,構(gòu)建本節(jié)課的知識體序,這樣使知識更加形象化而且思路更加清晰,有利于加深學(xué)生的印象,落實課堂知識。如《植物激素調(diào)節(jié)》第一課時《生長素的發(fā)現(xiàn)過程》這節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí),學(xué)生可以按生長素的發(fā)現(xiàn)過程構(gòu)建概念圖,不僅可以牢牢地掌握知識,學(xué)生還能培養(yǎng)歸納總結(jié)的能力。內(nèi)容如下:
1880年,達爾文父子實驗:感光部位在幼苗尖端,彎曲部位在幼苗尖端下面。
1913年,波森和詹森實驗:有化學(xué)物質(zhì)由尖端產(chǎn)生,并向下傳遞。1926年,溫特實驗:苗尖端中確實存在一種能促進生長的化學(xué)物質(zhì),并命名為生長素。
20世紀(jì)30年代,郭葛實驗:生長素的本質(zhì)是吲哚乙酸
而上述的這些實驗還可誘發(fā)學(xué)生自主探索,拓展學(xué)生思維,如波森和詹森實驗的結(jié)論可誘發(fā)學(xué)生設(shè)疑:生長素只能由苗尖端向下運輸嗎?由溫特實驗可以設(shè)想:在單側(cè)光的照射下,幼苗為什么會向光彎曲?是因為向光側(cè)的生長素被分解了?還是因為生長素有向光側(cè)向背光側(cè)運輸?這樣知識從一個問題或情境遷移到新的問題中,既可以體現(xiàn)從舊知識遷移到新知識的過程,也可以培養(yǎng)學(xué)生從被動接受知識遷移到主動探索知識的能力,而生物科學(xué)史始終是作為遷移的基礎(chǔ)。課后,教師可以設(shè)計一些與科學(xué)發(fā)展過程相關(guān)的習(xí)題,實現(xiàn)能力的遷移,也可以聯(lián)系實際,繼續(xù)探討所學(xué)的知識在現(xiàn)實生活的應(yīng)用、發(fā)展?fàn)顩r,如生長素的生理作用到無籽番茄的培育等實現(xiàn)知識、能力的進一步遷移。
生物科學(xué)史的研究就像生物科學(xué)研究本身一樣充滿了興趣和困難但又顯示其必要性,因此,科學(xué)史是一門充滿生命力的科學(xué),也是一本培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的生動教材。如果能合理有效地利用生物科學(xué)史,不僅僅體現(xiàn)在本文中提及的可以激起學(xué)生的興趣,調(diào)動學(xué)習(xí)積極性和可以有效地培養(yǎng)學(xué)生探究能力,提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)及知識遷移能力,還有著其他重要的作用,如可以讓學(xué)生獲得人文精神熏陶等,因此盡可能地將生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)融入生物教學(xué)中。利用科學(xué)史進行生物教學(xué)有著其特有的優(yōu)勢,但它還有一定的不足:從學(xué)生方面考慮,利用生物科學(xué)史教學(xué)會增加學(xué)生的學(xué)習(xí)負擔(dān);從教師方面來講,也會增加很大的負擔(dān),如教材中提供的關(guān)于教材中某一問題有關(guān)的科學(xué)史的研究遠遠不能滿足課堂的需要,需要教師花大量的時間去查詢。因此教師在處理教材中的生物科學(xué)史內(nèi)容時,是使學(xué)生真正感受到生物科學(xué)史的價值,教師就需要不斷進行理論學(xué)習(xí),教學(xué)中不斷地實踐。
參考文獻:
[1]劉恩山,汪忠,等.生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)解讀[M].南京:江蘇教育出版社,2004(3).
[2]韓建恒.探究式課堂教學(xué)中有效提問的原則[J].新視角,2008(7).
[3]劉盛.高中生物教學(xué)中滲透生物科學(xué)史教育的基本策略[J].吉林教育,2009(7):107.
作者簡介:
戚杏珠,浙江省樂清市,浙江省樂清市大荊中學(xué)。