诺贝尔奖在高中生物教学中的应用研究

张继太，祝雪，张盛周(安徽师范大学生命科学学院，安徽芜湖241000)

诺贝尔奖是以瑞典著名科学家诺贝尔的名字命名的重要奖项，每年授予世界各国在物理、化学、医学或生理学、文学、经济学及人类和平等领域作出重大贡献的人士或团体［1］。诺贝尔生理或医学奖和诺贝尔化学奖与生物科学研究密切相关，相关获奖成就代表着近阶段生物科学领域的发展方向，随着我国高中生物教材的改革，教材选编内容与时俱进，教材中多处涉及诺贝尔奖有关成就。因此，以诺贝尔奖成就为基础进行教学，具有重要的教学研究意义。该文总结了高中生物教材中所涉及的诺贝尔生理或医学奖、诺贝尔化学奖内容，简要举例探讨了诺贝尔奖知识在高中生物教学中的运用、教学意义以及教师应注意的事项，以供广大中学教师参考。

1 高中生物学教材中的诺贝尔奖内容

高中生物教学以《分子与细胞·必修1》、《遗传与进化·必修2》、《稳态与环境·必修3》(普通高中课程标准实验教科书·人教版)三本教材为教学重点。据统计，与生物科学相关的诺贝尔奖主要是对器官、组织、单细胞或多细胞生物的正常功能及生理作用的研究，以及在遗传学领域的研究［2］。可见，获奖重点研究领域与高中生物教学重点联系密切。研究显示，教材必修1中除第一章外，每章均有相对应的获奖领域，教材必修2中除第一章早期遗传学知识外，各章节也均有相对应的获奖领域，教材必修3中前部分人体的稳态与调节也有相应的获奖研究领域，高中生物教材各章节中所涉及的诺贝尔奖内容见表1。

2 诺贝尔奖在高中生物教学中的运用

2.1 诺贝尔奖在课堂教学导入阶段的运用及教学意义 以诺贝尔奖作为高中生物课堂教学的切入点，教师首先通过故事讲述、ppt或视频呈现的方式，讲述获奖人在研究中发生的一些小故事、研究的材料、研究中遇到的困难及解决方案，然后慢慢切入教学内容。以高中生物学教材(人教版)必修2中的第三章的第二节DNA分子的结构为例，艾弗里肺炎双球菌实验已经证明DNA是遗传物质，但对于DNA的结构及信息是如何遗传的还是科学界一个谜题。1952年，奥地利裔美国生物化学家查伽夫测定出DNA含四种碱基，并发现其中腺嘌呤与胸腺嘧啶数量相等，鸟嘌呤与胞嘧啶数量相等，但他并没有进行证明推测。然而，这些信息却打开了年轻无名的生物学家沃森和克里克的思绪，细心的他们立即想到了两两相对应的关系(此处教师可设计问题让学生猜想四种碱基之间的关系)，但对于其真正的结构却还是一个谜。1953年2月，沃森和克里克通过威尔金斯看到了富兰克林拍摄的一张DNA晶体X射线衍射照片(此处教师可简单介绍威尔金斯和富兰克林关系，并PPT播放照片)。这张照片，一下激发了他们的灵感，认为DNA是螺旋结构，最初制作了DNA的三股螺旋模型，但随即否认了三股螺旋，提出并制作了DNA双螺旋结构模型。与此同时，著名的化学家、结构生物学家莱纳斯·卡尔·鲍林提出了DNA三螺旋结构，沃森和克里克否认了他的观点，并在英国《Nature》上发表了DNA双螺旋结构模型，荣获1962年诺贝尔生理或医学奖。通过这种故事性方式切入课堂，学生非常容易产生学习兴趣，并自然轻松地学会了相关专业知识。同时，学生还可以感受到诺贝尔奖获得者细心、认真、敢于挑战权威的科学精神，适合当前新课标改革对生物教学的需要。

2.2 诺贝尔奖在课堂教学过程中的运用及教学意义 在课堂教学过程中，教师事先以诺贝尔奖获得者的相关研究过程设置问题，然后引导学生解决问题，最后教师进行归纳总结，强调学习重点。以高中生物教材中的必修2中第二章的第2节《基因在染色体上》为例，教师可围绕1933年诺贝尔生理或医学奖获得者摩尔根以果蝇为实验材料证明基因在染色体上的研究历程进行教学设计。教师先介绍萨顿假说，让学生根据学过的知识判断萨顿假说是否正确并提出自己的观点，随后教师告诉学生摩尔根也试图用实验解决这个问题，教师可讲解摩尔根“保护”果蝇白眼性状的趣味故事，根据摩尔根果蝇杂交实验结果，让学生注意后代中白眼果蝇的性别，随后告诉学生此时科学家已经在某些昆虫中发现了性染色体。根据上述两条信息，让学生大胆的猜想一下控制白眼的基因与性染色体之间的关系，并尝试让学生设计简单的实验来支持自己的猜想，随后教师将摩尔根果蝇测交试验告诉大家，引导学生分析可以得出的结论，让学生发表自己的观点后进行总结。将获奖成就的研究历程引入课堂，有利于教师设计一系列的情景问题，让学生根据假设及实验数据自行进行问题分析，从以往被动接受知识变为自主获取知识，提高学生的思考问题和分析问题的能力，培养学生的主观能动性，同时，还可以使学生感受到科学家在追求真理时发生的思想碰撞，激发学生的求知欲望，从而加强学生的科学探索精神，符合当前新课标改革对学生的要求。

表1 诺贝尔奖在高中生物必修教材中体现［3］

2.3 诺贝尔奖在课堂教学总结阶段的运用及教学意义 以诺贝尔奖作为课堂教学的总结，教师在完成课堂教学重点后，指出与该课教学内容相关的诺贝尔奖，让学生更为重视该课的教学内容，并据此对课堂中所涉及课外知识进行适当补充。以必修3中第二章的第4节免疫调节为例，教师在讲授完该节课教学重点，学生对于人体系统的免疫调节有了初步的认识之后，教师可将弗朗索瓦丝·巴尔·西诺西和吕克·蒙塔妮等人因发现人类免疫缺陷病毒(HIV)而获得2008诺贝尔生理或医学奖作为课外知识进行补充，让学生了解艾滋病毒及其防治方面的知识;讲解必修2中第五章的第2节基因工程及其应用时，教师可介绍科学家发现限制性内切酶及基因敲除技术而获得1978年及2007年诺贝尔生理或医学奖的故事，让学生可以从所学知识中了解转基因的实质性含义，并于课后了解获奖原因及对于人类科学进步的贡献。此种教学方法的设计，不仅可以加强学生对于该节课内容的理解和记忆，还有利于提高学生课后自主学习的兴趣及自主获取信息的能力，符合新课程标准对高中生物课程改革的发展要求。

3 以诺贝尔奖为教学基础的注意事项

3.1 全面了解学生，全面了解相关诺贝尔奖知识 教师要考虑学生的实际水平，从学生的实际情况出发;注重研究学生的心理特点、思维水平，根据学生可以接受的教学方法进行科学的教学设计;教师要熟悉诺贝尔奖获奖人的研究思路、实验材料、以及研究中发生的科学趣味故事。

3.2 合适选择、突出重点 根据高中生物教材的不同章节，教师要选取合适的诺贝尔奖项，善于挖掘教材章节与获奖人研究领域之间的关系，处理好两者的衔接点;教学设计应不能盲目地追求故事性，设计要紧扣教学内容的重点。

3.3 掌握教学设计的难易程度 由于高中生物教学注重培养学生的生物科学素养，以及对于生命现象的基本认识，教师以诺贝尔奖为基础进行教学时，教学设计要难易适中，不宜太难、太深。

4 结语

新课标下的高中生物学教材中多处涉及诺贝尔知识，科学地将诺贝尔奖知识运用到高中生物教学中，不仅可以丰富教师的教学内容，让教师走出课本，还可以提高学生对高中生物学习的兴趣;增强学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，进而提高学生的基本科学素养，使学生对生命科学领域树立正确的科学观、价值观、世界观，并在诺贝尔精神的鼓励下，敢于承担历史的责任，为我国的科学事业贡献自己的力量。

［1］王然，刘永，侯筱宇.诺贝尔奖史在生物化学教学中的应用价值［J］.西北医学教育，2010，18(5):985－987.

［2］袁勤俭，葛君.诺贝尔生理学或医学奖获奖者的统计分析［J］.信息学·文献学，2004(5):29－33.

［3］翟中和，王喜忠，丁明孝.细胞生物学［M］.3版.北京 :高等教育出版社，2010.