郑雅国(福清市康辉中学福建福清350300)
利用生物科学史培养学生的生物科学素养
充分利用生物科学史开展高中生物学教学,有利于培养学生的问题意识、引导学生学习科学方法、培养学生的科学探究精神、创新意识与团队合作意识。
生物科学史;生物科学素养;科学方法;探究精神;创新意识
2014年3月《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》将培养学生的核心素养摆在深化基础教育课程改革、落实立德树人目标的基础地位,成为我国新一轮基础教育课程改革的灵魂。[1]素养是指人经过学习和实践获得的学识、品德、技能或技巧等。人通过学习,以及与社会、环境的交往过程中逐渐养成素养。在教书育人过程中,教师要准确把握学生发展的核心素养、学科思想与方法,并将其全面落实到学科教育教学中。生物科学史刻画了生物科学形成发展的历程,阐述发展历程的形成背景和规律。高中生物学教学过程中基于生物科学史教育,让学生充分体验生物学家的艰辛探究过程,唤起学生的问题意识、创新意识,体验科学家探索的艰苦历程,感悟、迁移、理解与形成生命科学研究的思维与方法,有利于培养学生的生物科学素养。
在高中生物学教学过程中,结合生物科学史,让学生不要盲目地接受现成的答案或结论,遇到问题应多问为什么?进行理性的“批判”和“反驳”,这就是问题意识。问题意识是科学首创的前提。[2]例如,学习“现代生物进化理论”时,适当补充“物种不变论”和达尔文对“物种不变论”的质疑,使学生明白若没有达尔文对“物种不变论”的强烈质疑,并倡导“生物进化论”,那么“人是从哪里来的”的解释恐怕还得持续争议若干年。又如,“生物膜的流动镶嵌模型”教学中,通过回顾细胞膜的成分和功能,可创设“生物膜应具有怎样的结构及如何验证”的问题情境,待学生提出自己的构想后,教师再呈现相关生物科学史资料,让学生分析和评价,从而得出“流动镶嵌模型”。虽然学生不可能像科学家那样亲历亲为那些经典实验,但学生带着问题进行分析、讨论,应该说是一种思维层面上的探究体验。同时科学家勇于质疑,并最终获得科学研究的成功事例,能够充分地鼓励学生要善于、勇于提出不同见解,多维度地思考问题、解决问题。
科学方法是指人们在从事科学研究的活动中所采用的途径、手段和方式,被称为产生知识的“知识”,是知识转化为能力的桥梁。高中生物学教学时,应结合具体实例引导学生学习生物学家进行科学研究方法。例如学习人教版《生物·必修2·遗传与进化》“孟德尔的豌豆杂交实验(一)”时,教师应指出孟德尔进行豌豆一对相对性状的杂交实验时,认真观察实验现象、及时发现问题、提出假设、应用假说—演绎法创新设计测交实验、正确应用数学统计方法分析实验结果,最终孟德尔发现了分离定律。[3]通过科学方法的教学,促进学生对科学知识的理解和内化,同时帮助学生学习思维方法,促进生物科学素养的提高。
科学研究是艰辛的,没有坚持不懈、百折不挠的科学探究精神,难以取得成绩的。荷兰显微镜学家、微生物学的开拓者列文虎克,几十年如一日,坚持磨制透镜,利用所研制的简单显微镜看到了微生物结构,让人们对细胞有了客观理性的认识,这就是持之以恒的科学精神。再如,博学的达尔文,冒着生命危险,开展为期5年的航海考察,以翔实的考察笔记,并联系家畜驯养、植物栽培的现象,写成《物种起源》,提出“生物进化理论”,勇敢地冲击了当时思想领域的神学观念,这就是敢于探索的科学精神。生物学教师要引导学生学习科学家为了科学进步而坚持不懈、执着追求的探究精神。
科学史上每一项发明创造,都离不开科学家的思