王園 齊向英

摘要：培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)是高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的理念。將基礎(chǔ)生物科學(xué)知識(shí)融入到生物科學(xué)教材，利用生物學(xué)科學(xué)史等的教學(xué)方法提升廣大學(xué)生的基礎(chǔ)生物科學(xué)知識(shí)素養(yǎng)。教師首先要充分認(rèn)識(shí)并做到生物科學(xué)史的探究對(duì)高中學(xué)生來(lái)說(shuō)的重要性，本文通過(guò)深入研究分析中國(guó)人民高教2016年版普通高中生物學(xué)科必修課程的基礎(chǔ)生物學(xué)與科學(xué)史相關(guān)內(nèi)容，生物科學(xué)探究素養(yǎng)研究現(xiàn)狀以及得到的一些啟示。

關(guān)鍵詞：生物科學(xué)史 科學(xué)探究素養(yǎng)

20世紀(jì)60年代施瓦布正式提出"探究學(xué)習(xí)"，并對(duì)探究學(xué)習(xí)作了大量研究。他在"科學(xué)即探究"思想的基礎(chǔ)上提出"科學(xué)探究教學(xué)"。施瓦布提出了生物探究教學(xué)模式：呈現(xiàn)調(diào)查的領(lǐng)域和方法、明確問(wèn)題、思考問(wèn)題、提出假設(shè)、思考解決困難的途徑或者重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或用不同的方法組織數(shù)據(jù);得出結(jié)論。"科學(xué)探究教學(xué)"強(qiáng)調(diào)學(xué)生是主動(dòng)、積極的探究者，教師是具有反思能力的指導(dǎo)者，教師要引導(dǎo)學(xué)生探究科學(xué)的多樣性[1]。

一、中學(xué)生物科學(xué)史應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1生物學(xué)與科學(xué)史學(xué)者可以將其作為學(xué)校課堂教學(xué)導(dǎo)入的重要材料，為廣大學(xué)生提供創(chuàng)設(shè)良好的課堂學(xué)習(xí)環(huán)境情景

高中生物這門專業(yè)學(xué)科在其中的所可能蘊(yùn)含的都是具有眾多的的科學(xué)性和邏輯性較強(qiáng)的高中生物科學(xué)專業(yè)術(shù)語(yǔ)，若是單純死板地向部分高中學(xué)生直接深入灌輸具體這些生物專業(yè)術(shù)語(yǔ)背后的所可能蘊(yùn)含的具有相關(guān)高中生物學(xué)科的基本原理，很可能會(huì)導(dǎo)致使部分高中學(xué)生由此進(jìn)而產(chǎn)生"生物學(xué)習(xí)枯燥、乏味"等類似的科學(xué)邏輯推理錯(cuò)誤和對(duì)生物類的學(xué)習(xí)專業(yè)術(shù)語(yǔ)錯(cuò)誤觀念，并對(duì)其所在進(jìn)入高中生物這門課以后學(xué)習(xí)的這種人生性和長(zhǎng)遠(yuǎn)性及其職業(yè)發(fā)展將來(lái)都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生非常不利的消極心理學(xué)和消極影響。

這就必然要求學(xué)校高中生物化學(xué)教師在組織開(kāi)展具體的對(duì)生物化學(xué)專業(yè)術(shù)語(yǔ)等專門知識(shí)點(diǎn)的探究教學(xué)時(shí)，想方設(shè)法充分激發(fā)高中學(xué)生對(duì)這一專業(yè)知識(shí)點(diǎn)的積極學(xué)習(xí)主動(dòng)興趣與探究積極性，使得他們發(fā)自內(nèi)心真正能夠形成一種積極主動(dòng)投入探究的良好學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。所以，將與學(xué)生所學(xué)學(xué)科內(nèi)容密切直接相關(guān)的學(xué)校生物社會(huì)科學(xué)史教材作為課堂教學(xué)導(dǎo)入的重要材料，可在一定很大程度上可以達(dá)到精心為廣大學(xué)生自身創(chuàng)設(shè)良好學(xué)習(xí)生活情境、增強(qiáng)學(xué)校生物學(xué)習(xí)活動(dòng)趣味性的良好教學(xué)效果。很顯然，這一改革措施既希望有利于輕松有效實(shí)現(xiàn)學(xué)校生物科學(xué)課堂的主動(dòng)導(dǎo)入，又希望能以開(kāi)展學(xué)習(xí)生物情景活動(dòng)為導(dǎo)入契機(jī)，最大限度更快地誘發(fā)學(xué)生對(duì)掌握相關(guān)領(lǐng)域生物科學(xué)知識(shí)和濃厚生物學(xué)習(xí)活動(dòng)興趣及高漲生物學(xué)習(xí)興趣積極性的快速迸發(fā)與長(zhǎng)久維持。

例如，在學(xué)習(xí)"牛胰島素"這一基本知識(shí)點(diǎn)時(shí)，教師可以向班級(jí)學(xué)生例舉新中國(guó)成立初期，我國(guó)一名生物物理科學(xué)家關(guān)于一種人工合成乳糖結(jié)晶大白牛乳糖胰島素的生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)成果相關(guān)史料：1982年我國(guó)一名生物科學(xué)技術(shù)工作者將一種人工合成的代謝產(chǎn)物乳糖注入一個(gè)實(shí)驗(yàn)用小白鼠體內(nèi)，以此對(duì)其治療效果與否進(jìn)行科學(xué)測(cè)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果顯示：因?yàn)轶w內(nèi)的一種胰島素突然分泌增多，白鼠突然發(fā)生了一種生理上的強(qiáng)烈驚厥興奮反應(yīng)，這事實(shí)表明，我國(guó)著名生物醫(yī)藥科學(xué)家所最新研制出的一種人工合成酶的產(chǎn)物就是這種具有正常生命周期活力的一種人工合成產(chǎn)物胰島素。學(xué)生在初次看到這一切的史料時(shí)，就很好奇，開(kāi)始進(jìn)行小組討論與老師交流：關(guān)于牛奶的胰島素到底指的是一種什么樣的物質(zhì)？牛奶的胰島素對(duì)多種小白鼠疾病有如此強(qiáng)而顯著的治療效果，對(duì)于其他人體來(lái)說(shuō)是否也可以存在同樣的治療效果呢？?；撬嵋葝u素究竟可以應(yīng)用于哪些類型人體功能疾病的積極預(yù)防治療呢？如此，就通過(guò)上述各種生物教學(xué)史料的綜合運(yùn)用巧妙為全體學(xué)生自身創(chuàng)設(shè)了一個(gè)毫無(wú)疑問(wèn)的良好生物課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)情境，使得全體學(xué)生在該學(xué)習(xí)情景中對(duì)"牛胰島素"這一基本知識(shí)點(diǎn)的理解、學(xué)習(xí)實(shí)踐探究活動(dòng)興趣與學(xué)習(xí)積極性能夠充分的被動(dòng)激發(fā)與自我調(diào)動(dòng)，自覺(jué)且主動(dòng)地將自身的認(rèn)識(shí)思維及學(xué)習(xí)注意力全部時(shí)間精力集中投入到下一次課堂上對(duì)知識(shí)點(diǎn)的詳細(xì)分析講解中，真正取得了一舉多得的良好生物課堂教學(xué)活動(dòng)效果。

1.2生物科學(xué)史可以提高學(xué)生的科學(xué)探究能力

教師在教學(xué)時(shí)，不能停留在過(guò)去的教學(xué)模式中，應(yīng)改變局限于傳授理論知識(shí)的教學(xué)模式，讓學(xué)生從中體驗(yàn)到科學(xué)探究的過(guò)程。生命自然科學(xué)史教材蘊(yùn)含了豐富的理論探究實(shí)踐過(guò)程論和實(shí)例，可為培養(yǎng)廣大學(xué)生的理論探究實(shí)踐能力提供良好的教學(xué)素材。借助生物科學(xué)史進(jìn)行教學(xué)，能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的科學(xué)探究興趣。通過(guò)滲透生物科學(xué)史的教學(xué)方式，能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到隱匿其中的原理與規(guī)律，進(jìn)而深刻領(lǐng)會(huì)生物學(xué)知識(shí)。例如在學(xué)生講授"孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)（一）"時(shí)，教師是否可以科學(xué)史為基礎(chǔ)創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生假設(shè)自己生活在孟德?tīng)柲莻€(gè)時(shí)代，和他一起開(kāi)辟了一塊土地，那么要想知道植物雜交后代的性狀與母本有何關(guān)系，該如何做呢？該選用哪種植物？又該研究植物的哪一對(duì)或哪些性狀？對(duì)植物進(jìn)行培育的時(shí)候需要注意什么？進(jìn)行什么不同的處理？基于以上問(wèn)題讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并做出假設(shè)，對(duì)雜交實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程進(jìn)行演繹與推理，驗(yàn)證自己的假設(shè)是否正確，最后運(yùn)用批判性思維去分析自已實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是否正確、所使用的方法是否科學(xué)等，利用現(xiàn)今我們所擁有的技術(shù)條件，可以優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方法或改進(jìn)探究過(guò)程，以及從今日的科學(xué)發(fā)現(xiàn)來(lái)審視，孟德?tīng)査贸龅慕Y(jié)論是否依然準(zhǔn)確，有無(wú)局限性等等。角色代入會(huì)讓學(xué)生有更深刻的情感體驗(yàn)，對(duì)科學(xué)探究過(guò)程進(jìn)行演繹與推理可幫助學(xué)生活躍思維，形成自己的思維體系，最后的分析與評(píng)價(jià)有利于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)造性思維，提升學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)[2]。

1.3生物科學(xué)史為學(xué)生學(xué)習(xí)探究提供范例

科學(xué)的教育核心價(jià)值是科學(xué)探究，新教學(xué)課程中要倡導(dǎo)探究性課堂學(xué)習(xí)，但探究性課堂學(xué)習(xí)不是全部的課堂教學(xué)活動(dòng)。教學(xué)首先要培養(yǎng)學(xué)生獲取一定的基礎(chǔ)知識(shí)，其次教學(xué)應(yīng)不斷培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)獲取獲得知識(shí)的多種方法，具備獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的知識(shí)能力。充分利用現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與自然生物學(xué)和科學(xué)史料相結(jié)合可以提高學(xué)科課堂教學(xué)工作效率。學(xué)生通過(guò)課堂學(xué)習(xí)了解生物學(xué)科學(xué)史。知曉現(xiàn)代科學(xué)的技術(shù)本質(zhì)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究的基本方法，明白現(xiàn)代科學(xué)家如何發(fā)現(xiàn)實(shí)際問(wèn)題并提出解決實(shí)際問(wèn)題的基本方法。如在學(xué)習(xí)研究植物生長(zhǎng)素的科學(xué)發(fā)現(xiàn)進(jìn)化歷程時(shí)，利用現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為展示場(chǎng)景模擬科學(xué)家如何探索植物生長(zhǎng)素的過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生大膽進(jìn)行猜想，再用代數(shù)排除法一步步進(jìn)行推論一直到學(xué)生得到正確的結(jié)論[3]。

1.4生物科學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生多學(xué)科知識(shí)的綜合應(yīng)用能力

現(xiàn)代科學(xué)工程技術(shù)許多創(chuàng)新成果的取得，都認(rèn)為是多層次學(xué)科技術(shù)交叉綜合運(yùn)用的必然結(jié)果。例如，通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)孟德?tīng)柕闹参锿愣骨v雜交分子實(shí)驗(yàn)，領(lǐng)悟分子假說(shuō)理論演繹等方法的各種科學(xué)理論思路和各種數(shù)學(xué)方法的實(shí)際應(yīng)用：以DNA生物分子基本結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)構(gòu)建過(guò)程為數(shù)學(xué)依托，體會(huì)分子物理學(xué)、生物化學(xué)與數(shù)學(xué)和生物分子結(jié)構(gòu)生物學(xué)等不同學(xué)科的各種交叉運(yùn)用。使學(xué)生明確自己認(rèn)識(shí)并做到了生物學(xué)與其他相關(guān)學(xué)科的知識(shí)交叉相互滲透，利于學(xué)科知識(shí)相互綜合，形成一個(gè)知識(shí)共享網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)這也有利于充分培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)的工作思維模式方法，鍥而不舍的進(jìn)取精神，以及學(xué)生善于借鑒前人的研究成果和與他人團(tuán)結(jié)合作的精神品質(zhì)。

二、啟示

創(chuàng)設(shè)科學(xué)史情境。教師在進(jìn)行科學(xué)史教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生“回到過(guò)去”。所有的科學(xué)探究都有其時(shí)代背景，我們不能以現(xiàn)代的目光去理解過(guò)去的事情?？茖W(xué)史的發(fā)展具有時(shí)代局限性，我們應(yīng)理解當(dāng)時(shí)科學(xué)家所處于怎樣的環(huán)境背景。在科學(xué)史教學(xué)中應(yīng)幫助學(xué)生從史料中獲得普遍性的東西，如科學(xué)研究過(guò)程、理性思維方法等。科學(xué)史教學(xué)是為了幫助同學(xué)們更好的理解科學(xué)和科學(xué)探究，能進(jìn)行科學(xué)探究實(shí)踐。

內(nèi)容選擇上少而精。教師應(yīng)對(duì)科學(xué)史料有選擇性的在課堂中呈現(xiàn)，不同科學(xué)史料教學(xué)應(yīng)有不同的側(cè)重點(diǎn)，并非每個(gè)科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程的歷史都要在課堂中呈現(xiàn)。例如在《植物生長(zhǎng)激素的發(fā)現(xiàn)》一節(jié)的生物科學(xué)史，我們教學(xué)時(shí)應(yīng)側(cè)重于達(dá)爾文、鮑森·詹森和拜爾以及溫特的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)設(shè)置問(wèn)題串層層引導(dǎo)學(xué)生理解生長(zhǎng)素的含義和生長(zhǎng)素發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，并通過(guò)科學(xué)史的學(xué)習(xí)歸納出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般原則。課堂教學(xué)中的問(wèn)題可以延續(xù)，也許就是科學(xué)材料史不僅要少而精，并且還要有內(nèi)在的科學(xué)線索可以貫穿其中，所以要提出的問(wèn)題一定要層層突出深入，以利于還原自然科學(xué)知識(shí)不斷形成的全過(guò)程，促進(jìn)廣大學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的正確掌握和對(duì)自然科學(xué)的深入理解。

在整個(gè)傳統(tǒng)的生物教學(xué)模式當(dāng)中雖然也會(huì)有很多的教學(xué)問(wèn)題，但是因材施教這一類的教學(xué)策略對(duì)于教育者來(lái)說(shuō)無(wú)疑是非常重要的，在整個(gè)傳統(tǒng)生物教學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中，每個(gè)年級(jí)學(xué)生對(duì)于有關(guān)生物的具體學(xué)習(xí)知識(shí)基礎(chǔ)也都是不一樣的，所以教師在傳統(tǒng)教學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中往往還會(huì)遇到很多的教學(xué)問(wèn)題，想要有效解決這一個(gè)個(gè)問(wèn)題的話教師往往可以將他的生物科學(xué)史課程貫穿在整個(gè)傳統(tǒng)教學(xué)的過(guò)程當(dāng)中，讓每個(gè)學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際學(xué)習(xí)情況需要來(lái)自行決定自己想要學(xué)習(xí)的具體課程進(jìn)度。教師在進(jìn)行這些相關(guān)知識(shí)內(nèi)容上的講授之后，學(xué)生就可以在課后針對(duì)自己的實(shí)際問(wèn)題而繼續(xù)進(jìn)行其他知識(shí)方面的學(xué)習(xí)，而對(duì)于學(xué)習(xí)實(shí)踐能力比較差的學(xué)生則可以在課后根據(jù)之前教師在本次課堂上所講的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行再一次的深入理解或者探討，并且進(jìn)行自我學(xué)習(xí)總結(jié)，在課堂上教師講述的相關(guān)內(nèi)容之后進(jìn)行一些理解消化和自我鞏固。這對(duì)于促進(jìn)學(xué)生的自主創(chuàng)新意識(shí)思維能力的不斷培養(yǎng)發(fā)展有著非常積極的指導(dǎo)作用和教育意義。

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作者簡(jiǎn)介：

王園（1995-），女，陜西安康人，研究生在讀，研究方向：學(xué)科教學(xué)（生物）

齊向英（1980-），男，陜西寶雞人，副教授，研究方向：教師培訓(xùn)和教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化。