利用生物学史，培养学生探究性思维

刘喜屏

摘要通过阐述两个教学案例，讨论在生物学教学中，教师如何通过利用教材中的生物学发现史，来培养学生的探究性思维。

关键词生物学史探究性思维生物学教学

中图分类号G633.91

文献标识码B

生物新课程标准提出了4个方面的新理念：“提高生物科学素养、面向全体学生、倡导探究性学习、注重与现实生活的联系”。其中科学探究是核心议题，也是新课程改革的主题。作为一门实验性科学，在生物学教学中一提到探究，人们都觉得是培养学生动手操作、做实验的能力。其实，除培养学生的实验操作探究能力外，培养学生的思维探究也是很重要的。因为思维是人脑对客观事物间接的和概括的认识过程。人的思维活动过程，表现为分析、综合、比较、概括、判断和推理，在学习生物知识和技能的过程中所表现出来的敏锐的观察力、灵活的思路，丰富的想象、巧妙的推理等都离不开思维过程。所以探究性思维的培养应该是实验操作能力培养的基础。

另一方面，近年来生物高考的实验考查多样化：如2007年广东省高考生物试卷中突出的变化是没有了独立的实验设计，而是将对实验、探究能力的考查渗透到各题干、选项和解题思维过程中；在2008年广东省高考试卷中则是以补充有关实验报告、分析实验结果、对实验方案作出恰当评价，并对后续实验进行科学预设。因此，在生物实验教学、备考过程，除要加强学生动手操作能力训练以外，教师也应特别重视指导学生分析实验程序，重视分析、预测实验结果，加强对学生的探究性思维的培养。

那么，在教学过程中怎么样培养学生的探究性思维呢?在教学中学生是思维活动的主体，学生科学思维得到培养的关键是教师合理利用教材，让学生思维积极地参与教学活动中。现行人教版高中生物新教材的亮点之一是对生物学史上有关事例和方法的介绍。因为生物学史是对生物科学的产生与发展做出的科学总结，是生物科学家思维的结晶。生物学史例能将知识传授、能力培养和情意发展三方面教育结合起来，很好地体现生物学科的特点和素质教育的要求。若在教学过程中，教师能以科学发现史中的经典实验为载体，引导学生循着科学家的研究足迹，对经典实验进行思维的探究，不但能让学生在思想上体验科学家的“观察——提出问题——作出假说——实验验证——得出结论”的探究科学思维及方法，在观察和动脑活动中获得科学的知识；学会探究实验的基本方法和原则；更能活跃学生思维，扩大他们的思维空间。下面，以“DNA分子复制的实验证据”和“基因在染色体上”为例讨论如何教学过程中利用教材中的生物学发现史，培养学生探究性思维。

1“DNA分子复制的实验证据”——引导式研究教学

引导式研究教学是由教师根据事实逐步引导，通过学生思考分析甚至是讨论，最终得出结论的过程。

1.1教材分析

“DNA复制方式的发现”虽然是选学内容，但是对学生学会科学的探究、科学的思考有很大的帮助，有助于提高学生分析问题，解决问题能力，所以把它作为探究的重点之一，但在知识层面上不作为重点。

1.3具体教学过程(图1、表1)

本模拟探索实验的设计和运用，旨在激发学生探索和协作的兴趣，培养学生的动手能力和探究性思维能力，了解科学研究一般过程和巧妙性。教师通过设疑导学，指导学生自主探究DNA复制的方式，发现知识、解决问题、相互协作、自主学习的能力；通过点拨导议，启发学生思考、分析科学家的试验，概括、总结出正确结论，从而培养学生分析、推理、概括、总结的基本学习方法；通过展示小组提出的假设，培养学生的参与意识和创新意识，让学生学会在学习中进行交流的基本方法。

2“基因在染色体上”——体验式研究教学

体验式研究教学是模拟科学家的研究经历，结合相关素材，放手让学生通过分析、推理、讨论等活动，最终得出结论的过程。

2.1用类比推理方法得出假说

2.1.1理解类比推理方法

教师举一事例，让学生理解类比推理，如这样的一则小故事：加拿大外交官朗宁曾在竞选省议员时，由于他幼儿时期吃过中国奶妈的奶水一事，受到政敌的攻击，说他身上一定有中国血统。朗宁反驳说：“你们是喝牛奶长大的，你们身上一定有牛的血统了。”

2.1.2应用类比推理推导

教师要引导学生根据学过的内容找出基因和染色体行为上的相似点，推导基因与染色体的关系(表2)。

2.2基因位于染色体上的实验证据

2.2.1介绍摩尔根的实验材料及实验

教师介绍果蝇，并让学生观察人教版新教材必修2第29页图2-9，要求学生思考雌雄果蝇体细胞中染色体组成有何异同。展示人教版新教材必修2第29页图2-8，介绍摩尔根的实验过程及现象。

2.2.2提出问题，引导学生讨论与推测

如果按照萨顿的理论：基因在染色体上，那么，控制白眼的基因是在常染色体上还是在性染色体上呢?如果在性染色体上，那又有哪些可能呢?

学生讨论并提出假设：

假设一：控制白眼的基因是在Y染色体上，而X染色体上没有它的等位基因。

假设二：控制白眼的基因在X、Y染色体上。

假设三：控制白眼的基因在X染色体上，而Y上不含有它的等位基因。

2.2.3引导学生作出假说，回忆假说演绎法，并应用进行探究

假说：控制白眼的基因在___________染色体上

写出果蝇可能的基因型：红眼雌蝇________、白眼雌蝇________、红眼雄蝇________、红眼雄蝇________

对实验现象的解释→根据假说进行演绎推理→实验验证：(测交验证)→得出结论：证明了基因在________上。

在本模拟探索实验的设计是以科学家由“观察——提出问题——作出假说——演绎推理——实验验证——得出结论”的探索为主线，引导学生站在科学家的位置去进行思维探究，分析归纳得出结论。这种引导学生思考、推理得出结论，从而获得科学知识的过程是主动积极、产生式的建构过程，有利于使学生将知识转化为个体内在的认知结构，促进学生对知识的理解和提取。

在这些科学发展史的探究式教学过程中，学生不仅能感悟到科学不是绝对的真理，而是不断发展变化事实，还能获取科学知识及提高实验探究技能如观察、调查、搜集数据、处理数据、实验和实验中怎样设置对照实验、如何恰当选择实验材料、控制变量等实验设计能力的科学探究能力。教材中还有“酶的本质”、“光合作用的探究历程”、“生物膜的流动镶嵌模型”、“细胞学说建立的过程”、“遗传定律的发现史”、“DNA是主要遗传物质”、“生长素的发现过程”等科学发展史，如果教师能挖掘好这些史例所蕴含的探究性思维资源，精心设计教学程序，让学生思维积极参与和体验，课堂教学无疑能体现新课程标准的目标，提高全体学生的生物科学素养。