应用生物科学史进行问题探究教学

李娜

1 利用生物科学史进行问题探究教学的指导思想

《普通高中生物课程标准》明确提出“培养学生的科学素养”、“倡导探究性学习”的基本理念。《普通高中生物课程标准》在基本建议中指出要重视科学史的学习。一部科学史就是一部探究史，科学史的内容在很大程度上反映了科学家的探究活动与方法，是理解科学探究、掌握科学方法的良好范例。

在教学中我们应充分利用生物科学史组织探究性学习，引导学生沿着科学家探索生物世界的道路，亲历思考和探究的过程，领悟科学方法、获取科学知识、培养科学精神，提高生物学素养。

利用科学史进行问题探究教学，正是基于发挥科学史在组织探究教学中的独特价值，抓住生物科学史和探究教学的结合点从而建立起来的一种教学模式.

2 运用本教学模式的案例介绍

现以“植物的激素调节”一节中生长素的发现为例，谈一下利用科学史进行问题探究教学的实践方法。

在生长素发现的教学中共结合科学史引导学生提出六个问题，每个问题的解决都是通过引导学生设计实验、讨论交流、获得探究体验后再由教师介绍经典实验，学生通过对比和反思，领悟探究方法获得知识。

2.1 介绍达尔文在1880年研究胚芽鞘生长时发现胚芽鞘向光生长的现象，引导学生提出问题一：引起胚芽鞘向光生长的外因是什么

请学生们小组合作从提出假设，设计实验，预期结果三方面讨论实验设计方案。

展示小组方案后与达尔文的实验进行比对并分析实验现象得出结论：胚芽鞘向光性的外因是单侧光。

2.2 从上述实验现象本身提出问题二：胚芽鞘向光生长与其什么部位有关

请学生们小组合作从提出假设，设计实验，预期结果三方面讨论实验设计方案。

展示小组方案后与达尔文的实验进行比对并分析实验现象得出结论：胚芽鞘的尖端与向光性有关。

2.3 进一步引导学生提出问题三：胚芽鞘生长部位（弯曲部位）是哪

请学生们小组合作从提出假设，设计实验，预期结果三方面讨论实验设计方案。

展示小组方案后预期实验结果并分析实验现象得出结论：胚芽鞘尖端下部明显伸长。

2.4 从向光弯曲现象中引导学生提出问题四：胚芽鞘感光部位在尖端还是尖端下部

请学生们小组合作从提出假设，设计实验，预期结果三方面讨论实验设计方案。

展示小组方案后与达尔文的实验进行比对并分析实验现象得出结论：胚芽鞘感受光的部位是胚芽鞘的尖端。

总结上述实验体会达尔文所得结论：单侧光照射，使胚芽鞘的尖端产生某种刺激，当这种刺激传递到下部伸长区时，会造成背光面比向光面生长快，因而出现向光弯曲。

2.5 从达尔文结论中提出问题五：如何证明尖端是通过产生的某种物质影响下部生长

补充介绍詹森和拜尔的实验后，请学生们小组合作从提出假设，设计实验，预期结果三方面讨论实验设计方案。

展示小组方案后与温特的实验进行比对并分析实验现象得出结论：胚芽鞘顶端确实可以产生某种向下运输的并能引起胚芽鞘生长的物质。

2.6 讲问题进行到底，提出问题六： 这种物质究竟是什么

展示科学成果：1934年，荷兰科学家郭葛等人首先从一些植物中分离出了这种物质，经过鉴定，知道它叫吲哚乙酸（ IAA ）。

最后，教师组织同学们对经典实验及方法进行小结，加深同学们对科学方法的领悟。

3 归纳利用科学史进行问题探究教学的教学模式

3.1 利用科学史创设问题情境，引导学生提出有价值的问题

把科学史背景介绍作为探究教学的一个环节，可以使学生设身处地感受科学家面临的问题情境，激发学生探究的愿望。

3.2 引导学生设计实验、讨论交流、获得探究体验

教师指导学生分组进行实验方案的设计。鼓励学生大胆设想、严密推理，在独立思考、自主学习的同时开展合作学习。在设计的过程中教师注意引领学生“站到巨人的肩膀上”探究，确保学生进行的探究不是漫无目的、毫无章法的，而是充分汲取了科学史积淀的前人的智慧，基本上能够沿着有价值的思路进行的探究。

3.3 介绍经典实验，学生通过对比和反思，领悟探究方法

教师应抓住学生关注科学家的实验方案、急于将自己的实验设计方案同经典实验做一个比较的心理，及时“隆重推出”经典实验介绍。带领学生分析经典实验的思路、原理和步骤，重在领悟其中蕴含的科学精神和方法。

4 利用该模式进行教学要注意的问题

4.1 教师要提高自身的科学史素养

除了在生长素的发现内容之外，还有很多的课题都可以充分利用该模式进行教学如：细胞膜结构和功能，光合作用发现及过程，DNA是主要的遗传物质，基因的分离定律等。要想更熟练地利用该模式进行教学就要求教师平时应注意多阅读科学史书籍，准确把握科学史的发展脉络。

教学过程中教师要善于用丰富的科学史料为学生搭建一个发现问题、提出问题、解决问题的平台，使学生得以从科学家的视角亲历探究。还要注意对科学史料进行精心的梳理和再加工，以凸现主干，突出科学研究的一般方法，从而促进学生对探究方法和科学精神的领悟。

4.2 教学过程中要注意利用科学史渗透情感态度价值观的教育

课程目标的知识、情感态度与价值观、能力三个维度是一个有机的整体，在以科学史进行教学时，应以知识为基础，培养能力，渗透情感态度与价值观，提高学生生物科学素养。

4.3 要对学生的回答进行及时评价

由于学生知识面和经验优先，对问题的总结往往不全面，或理解不到位，教师要注意对学生的语言予以提炼以使它更准确。还要注意对学生的学习过程要进行持续性的评价──不仅评价学生对知识的掌握情况，更为重要的是，要对他们在学习过程中的表现、所取得的成绩以及所反映出来的情感、态度、学习策略等方面的情况进行综合评价。

《普通高中生物课程标准》明确提出“培养学生的科学素养”、“倡导探究性学习”的基本理念。本教学模式正是在科学史的理论教学中组织探究性学习，侧重培养学生的实验设计能力、分析推理能力等技能，从而有效提高探究能力。并在生物教学的各环节中渗透对学生探究能力的培养，有助于全方位落实课程标准对探究学习的倡导，提高培养学生探究能力的效果。