例谈生物科学史在概念教学中的应用

刘金军

(安徽省淮南第二中学，安徽 淮南 232038)

例谈生物科学史在概念教学中的应用

刘金军

(安徽省淮南第二中学，安徽 淮南 232038)

科学概念的形成过程即是科学工作者们参与科学研究的过程。如何运用生物科学史促进学生对生物学概念的理解和构建是生物学教育中的核心问题。在概念教学中，通过讲述科学家生平故事、再现科学研究历程、渗透科学精神三条途径，可以有效促进学生对知识的构建和内化，进而形成坚毅、求真的精神和品质。

概念教学；生物科学史；科学精神

《普通高中生物课程标准(实验)》的“课程目标”中，明确提出了“获得生物学基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识，知道生物科学和技术的主要发展方向和成就，知道生物科学发展史上的重要事件”；并在“教学建议”中通过实例专门强调“科学是一个发展的过程。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”[1]。由此可见，生物科学史在高中生物教学中占有重要地位。但是课程改革发展至今，科学教育中的概念教学仍然注重对科学知识的死记硬背，而忽视了学生对概念的理解和构建。多数学生并没有真正理解重要科学概念的来龙去脉，特别是蕴含于其中的科学方法和科学思想，以及对科学发展历史上的重要事件、人物以及他们在科学研究过程中所表现出来的科学精神知之甚少，致使学生所学知识浅显，知识体系难以建构，综合能力薄弱[2]。可见，如何运用生物科学史促进学生对生物学概念的理解和构建已成为广大生物教师们面临的重要课题之一。

1 引入科学家生平故事，创设问题情境，激发学生求知欲望

生命科学辉煌的发展历程离不开无数生物学家们的勤奋耕耘和睿智研究，每一位科学家在他们各自的成功之路上都演绎了一幕幕诙谐有趣、耐人寻味的生动事迹。教师可以根据教材内容的特点，适当引入科学家们的奇闻逸事和生平故事创设问题情境，让学生置身于相应的历史情境中，感知科学家们的现实生活，体会他们的研究思想和研究方法。这样不仅能够调动学生高昂的情绪，激发学生的学习兴趣，更能在潜移默化中感受到科学家们的可贵精神和品质。

例如：在进行伴性遗传的教学时，可以生动描述道尔顿发现色盲症的故事，通过对色盲症的分析帮助学生理解伴性遗传的遗传特点；而在学习基因在染色体上的教学时，可以富有感情地介绍摩尔根和他的学生饲养果蝇的有趣故事；在介绍达尔文进化论时，可以直观地再现达尔文在环球旅行中发现的加那帕戈斯群岛的地雀……[3]

2 再现科学研究历程，引导学生体验探究，构建生物学概念

概念教学包括两部分：一是将事实性知识置于学生的概念框架中；二是概念被各种丰富的有代表性的事实细节展现出来[4]。生物科学史本身就蕴含有丰富的事实材料，教师可以通过分析相关的生物科学发展史，再现科学家的科学研究历程，进而引导学生以一系列的科学史素材为支撑，开展自主探究活动，探究既可以是基于科学发现的实验式探究，亦可以是基于史实素材的推理式探究[5]。这种教学方式，不但可以让学生知晓概念的来龙去脉，有效促进学生对概念的理解和构建，同时还有利于学生深刻地体验科学研究的过程和方法以及蕴含其中的科学思想。

例如：细胞膜结构和功能的教学，可依托E.Overton所做植物细胞对物质通透性实验、蛋白酶破坏细胞膜实验，由学生根据史实推理细胞膜可能的化学成分；通过E.Gorter和F.Grendel从红细胞膜中提取脂类平铺在水面其面积是红细胞表面积两倍实验、J.D.Robertson在电镜下观察到细胞膜的暗—亮—暗三层结构、磷脂分子亲水性实验等生物学史料，引导学生探究、推理出各种成分在细胞膜中是如何排布的；借助科学家所做的利用荧光染料标记细胞膜蛋白质观察人、鼠细胞膜融合经典实验，学生很容易得出构成细胞膜的蛋白质是可以运动的，进而引导学生分析出细胞膜的结构特点——具有一定的流动性[6]。通过上述史料，引导学生积极参与教学过程，主动进行思考探究，顺利达成知识、能力和兴趣三者合一的教学目标，有效完成概念知识的自主建构。

3 渗透科学精神，促进学生情感、态度与价值观的形成和内化

马克思曾说：“在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点。”生物科学发展史上有很多科学家用自身的实际行动很好地进行了诠释。例如：孟德尔潜心研究了八年豌豆杂交实验，终于取得了成功，揭示了两大遗传规律；萨姆纳用了近十年的时间，尝试了各种方法，历经一次又一次的失败，终于提纯了脲酶，并最终证明脲酶是蛋白质；摩尔根和他的学生饲养了多年的果蝇，才发现了一只变异的红眼果蝇，正是利用它，摩尔根才证明了基因在染色体上的假说……他们都是“不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人”，他们都具有热爱科学、潜心钻研、不畏失败、严谨求实的科学态度和科学精神。教学中，教师通过深情并茂的言辞来渗透伟大科学家们坚毅求真的精神和品质，可以有效引导学生向科学家们学习，树立热爱科学，不畏艰辛的科学态度和科学品质，并内化到自身的学习和生活中，有助于学生养成积极乐观的心态。这正是新课程所提倡的“关注学生情感、态度与价值观”理念的要求[7]。

新理念指导下的课堂教学不再是“教师照本宣科，学生死记硬背”，教师不能仅让学生记住那些生物学事实，而应关注由事实概括提炼而来的生物学概念，引导学生运用简单概念来构建科学系统的概念框架，从而帮助学生解决新情境下的实际问题[8]。在实际教学中，由于学生的经验直觉或其他相关知识的片面理解，甚至由于教师恰当的讲解方式可能使学生在概念学习前或学习过程中形成与科学概念不相符的迷思概念，这就需要教师及时引导学生进行修正，以形成科学概念。所以，要让学生理解概念，教师首先要弄清楚概念的形成过程，而生物科学史就告诉了我们这些概念形成的来龙去脉。因此，作为中学生物教师必先研读生物科学史，提升自身生物科学素养，同时还应注意积累科学家生平事迹，理清科学概念的形成过程，以便在教学中充分发挥科学史的教育功能。

[1] 中华人名共和国教育部．普通高中生物课程标准(实验) [M]．北京：人民教育出版社，2003．

[2] 王永胜．生物学核心概念的发展——高中生物新课程的科学史[M]．北京：人民教育出版社，2007．

[3] 叶天晴．利用科学史促进高中生物核心概念建构的策略研究[D]．长春：东北师范大学，2011．

[4] 张颖之，刘恩山．核心概念在理科教学中的地位和作用[J]．教育学报，2010，6(1)：57-61．

[5] 邢海燕．新课程理念下初中生物学重要概念的教学策略[J]．中学生物学，2013，29(12)：10-11．

[6] 李 飞．抓住契机领悟科学探究的基本步骤——“生物膜的流动镶嵌模型”教学设计[J]．中学生物学，2010，26(1)：30-31．

[7] 谭永平．高中生物科学史教学中的问题及对策[J]．教育科学论坛，2011(12)：15-17．

[8] 伊丽梅．利用生物科学史引导学生构建概念[J]．生物学通报，2014，49(12)：37-39．

On the application of biological history in Concept teaching through examples

LIU Jin-jun1

(No.2SeniorHighSchoolofHuainan,Huainan,Anhui232038,China)

The formation of scientific concepts is a process where the scientists participate in scientific researches. The core issue in teaching biology is how to promote students' understanding of biological concepts by applying biological history. In the process of concept teaching, the ways of telling the life stories of scientists, reproducing scientific history and infiltrating scientific spirit, can effectively help students build and internalize knowledge. Thus, students can form good qualities like perseverance and truth-seeking.

concept teaching; biological history; scientific spirit

2015-03-14

刘金军(1981-)，男，学士，中学一级教师，研究方向：高中生物教学。

G632.4

A

1004-4329(2015)03-122-03

10.14096/j.cnki.cn34-1069/n/1004-4329(2015)03-122-03