生命科学史有效教学的思考与对策|医患关系思考与对策
时间：2020-03-05 07:41:16 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
《高中生物课程标准》中对科学史的定位是：“学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路，理解科学的本质和科学研究的方法，学习科学家献身科学的精神。这对提高学生的科学素养是很有意义的。……对于《标准》中没有列出的其他生物科学史实也应注意引用。”从国内外的文献来看，科学史在课程中的地位还有待提高和完善，需要教师在施教过程中充分挖掘，艺术再现，合理利用，有效教学。
但目前在科学史教学中存在忽视科学史、见事不见人、虚化科学史、曲解科学史等问题，针对存在的问题，提出以下有效教学策略。
1 系统整理、全面备课
教师在初备课时，应系统整理全册书中的科学史实，可以说每个生物学知识的背后都有-一段曲折的生命科学发展史和科学家的奋斗史。由于教学时间的限制，教师不可能面面俱到，但作为自己的本体知识，应对整个科学史有系统了解。教师可通过阅读生物科学史专著，补充完善自己的知识结构，做到对教材涉及的科学史烂熟于心，信手拈来。在此基础上，根据课程标准，对教材进行二次改造，通过增、删、改、换等方法，对教材涉及的科学史进行艺术加工，使之更好地发挥效应。例如光合作用的教学，笔者从1648，荷兰内科医生赫尔蒙特的实验人手，介绍他只用雨水浇灌柳树，5年后柳树增重不少，土壤仅减轻2英两。他据此认为柳树重量的增加，主要来自水。1772年普里斯特利利用小鼠、绿色植物、蜡烛和密闭容器证明了植物能释放氧气。1778年英格豪斯进一步证明，上述情况只有植物的绿色部分在光照下才有可能。1782年瑞士的一位牧师塞尼比尔发现植物的碳来自大气中CO2，于是他武断地推测CO2吸收后被分解，碳进入植物的有机物中，而氧被释放。美国微生物学家范尼尔通过研究紫硫细菌的光合作用，发现紫硫细菌利用H2S和CO2不生成氧，而是硫，他间接推导出光合作用释放的氧来自于水而非CO2。1941年，美国科学家鲁宾、卡门用含0.85％18O2的水作原料，发现释放出的氧气中18O2比例也为0.85％而非普遍水中的0.20％，这就直接证明了光合作用释放的氧气来自于水，而非CO2。这段科学史有助于学生了解光合作用知识的来龙去脉，经历人类探索光合作用的漫长过程。结果证明补充这些知识非但不增加学生负担，反而使学生兴趣陡增，理解深刻，相关知识点掌握非常牢固。
2 有血有肉、突出人文
生物学科作为自然科学，在其发展过程中充满了理性的思辨，但科学家们的生活又充满了人文的气息，使得科学发展史也充满了文化的气息。例如达尔文在创立自然选择学说过程中，就富有戏剧性，不说他如何从一个虔诚的教徒成为神创论的反对者，单说他在发表《物种起源》过程中的遭遇就颇为曲折。当年达尔文正要发表自然选择学说论文时，收到了青年学者华莱士从马来群岛寄给他的一篇论文，华莱±在文中的观点与达尔文的一模一样，达尔文说：我还没有见过世上竟有这么惊人巧合的事情。在这种情况下，达尔文曾经表示宁愿放弃自己的成果，单独发表华莱I的文章。只是在朋友建议下，他才把华莱士的论文和他自己的论文于1858年7月同时在英国林耐学会上宣读，此后，在朋友催促下，经过一年多努力最终完成了举世闻名的《物种起源》一书，并于1859年正式出版。在此事件中，达尔文的高风亮节体现了这位伟大科学家的人格风范，是生动的人文道德教育素材。而在达尔文一生中，由于他和表妹近亲结婚，子女都不怎么健康，受到了自然规律的惩罚。这同样是生物教学生活化的良好素材。而达尔文自然选择学说中“物竞天择，适者生存”的观点通过严复、梁启超等人的介绍作为唤起我国同胞救国图强的警钟，对当时积贫积弱的中国起到了唤醒民众的作用，这使得枯燥的进化论闪烁着人文的色彩，难怪恩格斯将它誉为十九世纪自然科学三大发现之一。
3 尊重事实、体验历程
科学哲学家波普尔认为科学就是在猜想和反驳中不断修正自己，无限逼近真理的。由于受到科学发展的局限，早年科学家的学说一般都是推测，教师应尊重事实，带领学生徜徉在历史长河中，体验科学家的艰辛探索之旅。例如生长素的发现就是一部不断吹散迷雾，拔正方向，不断逼近真相的故事。达尔文通过研究金丝雀草的向光性确认胚芽鞘尖端产生了某种刺激而使幼苗出现向光性弯曲。随后，詹森、拜尔、温特等众多科学家前赴后继在同一领域进行了深入的研究，最终发现了第一种植物激素(生长素)。经过这样的学习，学生才会领悟到：人类的许多科学发现，就是像这样经过一代又一代人的探索才一步一步地接近事实的真相。每一位科学家所取得的进展可能只是一小步，众多的一小步终将汇合成科学前进的一大步。而实际上，继生长素被发现后，科学家又发现植物向光生长还与生长抑制物质有关，所以有关植物的向光性的原因还在不断探究之中。又例如巴甫洛夫曾因研究狗的消化生理而获诺贝尔奖，同样以研究条件反射而闻名于世，但他对小肠中盐酸能导致胰液分泌却错误地、先入为主地认为是神经反射，结果痛失发现促胰液素的机会。教师向学生介绍促胰液素的发现过程，能促使学生思考：哪些因素使斯他林和贝利斯抓住了成功的机会?为什么机遇垂青于他们?为什么他们能做出开创性的工作?
4 突出本质、彰显方法
近年来，有关科学本质的话题不断吸引着学者的注意。通过对科学史的学习，无疑是加深对科学本质理解的最好途径。曾有学者归纳出科学本质的14个特点，其中提到：科学知识在很大程度上依赖于观察、实验证据、理性的论据和怀疑，但又不完全依赖于这些东西；通向科学没有唯一的道路，因而没有一种普适的一步一步的科学方法；科学是一种解释自然现象的尝试，科学家要有创造性，科学是社会和文化传统的一部分等。对照这些科学本质的标准，教师应充分挖掘教材中素材所包涵的科学本质，引导学生理解科学的本质，提升对科学的理解。以孟德尔的遗传规律为例，十九世纪时，遗传物质能相互融合的观点占据主流，孟德尔独辟蹊径，选择了自花传粉、闭花受粉的豌豆作为研究材料，创造性地将数学引入生物学，使生物学从传统的科学一下子进入了现代科学的领域，并从中发现了遗传规律，理解孟德尔运用数学研究豌豆杂交背后的思想比呈现真实的史实更为重要。他生活的年代，数学与生物学风马牛不相干，而要使生物学步入现代科学的大门，非得要数学的加入，而数学的加入的确一下子就使孟德尔看出了其中的遗传规律，并悟出了数字背后的遗传规律。测交实验的设计成功，更使得他的实验假说得到了论证，彰显了方法的可贵。蔡斯和赫尔希的噬菌体侵染细菌实验更是遗传学的经典之作，在此实验中，放射性元素的选择、噬菌体标记的方法、细菌标记的方法都可以通过问题串的形式，使学生学习到科学家的科研艺术，体验理性之美，感悟科研方法的可贵。
5 重视技术、注重实效
“听过看过不如自己做过。”在探讨科学史教学有效性问题时，教师应积极创造条件让学生亲身体验，“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。像生长素的发现，教师可安排学生设计实验，学生做过后才体会到小小的胚芽鞘上要放置琼脂块是多么困难。学生通过显微镜操作，亲身感受了显微镜的神奇放大功效，他们由衷的发出感叹：没有显微镜就没有细胞的发现，更谈不上细胞学说的创立。在科学史教学中由于条件限制，很多实验学生是无法亲身体验的，但这丝毫不削弱教师对技术的介绍。技术教育应成为科学史教育的重要内容。不难想象，离开了x射线衍射技术，人们如何确立DNA结构；没有同位素示踪技术，帕拉德及其同事如何发现分泌蛋白形成过程；没有钱嘉韵从美国黄石公园温泉中分离得到耐高温的DNA聚合酶，穆里斯如何发明PCR技术。因此对于新技术在生物学中首次应用的科学家，教师更应给予关注，像克劳德首次用离心的方法探索细胞内组分的结构与功能，恩吉尔曼首次将三棱镜应用于光合作用研究等，都说明科学研究离不开探索精神、理性思维和技术手段的结合。
教学的有效性是教师面临的永恒的主题，生命科学史教学的有效性随着科学史内容的丰富和地位的提升会日益突显，教师应从科学史本身承担的课程价值去思考这个问题。在教学时，需要教师利用自己的实践智慧对课内外科学史材料进行深度加工，给学生提供深入思考和体验的机会，才会让学生切实感受到科学史的魅力和方法的可贵，从而使科学史真正发挥育人功能。
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