探讨如何利用高中生物学史培养学生的学科素养

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(新疆新源县第二中学)

生物科学史是生物科学发生和发展的历史，也是科学家通过科学实验探索生命现象本质的史实。高中生物人教版必修教材中有许多关于生物学发展史生命现象探索历程内容，如生物膜的模型构建，促胰液酶的发现过程、光合作用的探究历程，肺炎双球菌体内转化实验证明、加热杀死的S型菌中含有某种“转化因子”、DNA独特的双螺旋结构模型，孟德尔的两大遗传定律、促胰液素的发现等，课本中的生物科学史让学生体验生物科学家获得知识的过程，激发学生学习的欲望，体验科学研究的方法，感悟科学家探索的艰苦历程，提高学生科学探究能力和创造能力，培养学生生物素养。

一、利用生物学史，培养学生的问题意识

爱因斯坦说过：“我没有什么特殊的才能，我只不过喜欢寻根问底地追究问题罢了”。提高学生生物科学素养，需要学生敢于提出问题。在生物教学过程中结合生物学史，让学生不要盲目接受现成的答案或结论，遇事多问为什么，用科学家们敢于质疑并提出问题，最终进行探究获得成功的事例，鼓励学生敢于质疑，提出问题，主动摆脱原有思维模式和传统观念，充分发挥想象力和创造力。生物学史中，大量的史实材料闪烁着前人智慧的光芒，如把这些史实作为问题情境，可以激发学生热爱自然、献身科学的热情。例如，在“光合作用”的探究实验教学中，首先，给学生介绍科学史中海尔蒙特、普里斯特利、萨克斯、恩吉尔曼、鲁宾和卡门、希尔等科学家的实验，让学生理解实验目的和原理及设计的巧妙。其次，引导学生讨论并归纳科学家探究过程，通过提出问题，设计实验最后得出光合作用的概念和实质。陶行知先生曾说：发明千千万，起点是一问。强调问题意识，促使学生不断地发现问题，使学生积极解决问题，直至有新的发现。在此过程中，学生的创造思维能力会得到发展。

二、学习生物学史，教会学生学习科学研究的基本方法

巴甫洛夫有这样一句名言：“方法掌握着研究的命运，只有科学而严谨的实验方法才能得出可靠的实验结果。”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。在生物课堂教学中结合具体实例学习科学家进行科学研究的一般方法，并将其内化为自身的实验能力。例如，孟德尔遗传规律的发现始终贯穿“提出问题一提出假设一设计实验一验证假设一得出结论”这一科学方法，得出遗传的分离规律和自由组合规律。

三、结合生物学史教育，培养学生团队合作意识

生物学史团队合作的典范是沃森、克里克，二者共同发现DNA双螺旋结构，沃森研究噬菌体遗传学，受经典遗传学影啊，错误地认为碱基是同配的，但以氢键结合又是正确的。克里克擅长数学、物理，热衷于蛋白质研究，他根据结晶知识，认为碱基同配不符合晶体图像，二者相互协商，取长补短，终于取得成功，并获得1962年诺贝尔奖。任何科学研究的成功，都涉及多种科学和技术，鼓励学生在研究性学习的过程中，应团结协作。合作意识是现代人所必备的基本素质，这种团队合作精神很难在传统学习方式中培养出来，而研究性学习培养了小组合作、团队合作精神。

四、利用生物学史，培养学生的科学精神

科学精神是科学本性要求的各种价值观念和思想观念的行为准则，道德和意志品质的总和。生物史料中有许多科学精神的素材，如显微学家、微生物学的开拓者——列文虎克，几十年如一日坚持磨制透镜，从不感到枯燥，据用简单显微镜所看到的微生物而绘制的图像，今天看来依然是正确的。这就是持之以恒的科学精神，又如，达尔文以博物学家的身份随英国海军勘探船"贝格尔号"冒着生命危险做了5年环球考察，在动植物和地质方面进行了大量的观察和采集，经过综合探讨，形成了生物进化的概念，提出生物进化理论，从而摧毁了各种唯心的神造论和物种不变论，这就是勇于探索的科学精神。

五、利用生物学史，培养学生收集和分析信息的能力

遗传学的奠基人孟德尔，他的超人之处在于在数据处理上没有忽视所研究的未表达独立性状的个体数目。对不同世代出现的不同性状的个体数字都进行记载和分析，并且应用统计学方法对实现结果进行分析。这就是科学研究中对数据的分析处理能力。结合素质教育，让学生在未来社会生活中，逐步学会在众多信息中提取筛选有用的信息加以利用，来论证和解决问题。

六、利用生物学史，让学生学习科学家的批判性思维

回顾生物科学史中，学习科学家的批判性思维，生物学的发展历史是建立在生物学家进行批判性思维的历史，科学家敢于质疑并最终获得科学研究的成功事例，鼓励学生敢于质疑，勇于提出质疑，培养学生建立批判性思维，古希腊学者亚里士多德认为植物生长在土壤中，土壤是植物的食物来源，大多数人凭自己的经验和直觉对此深信不疑，但是科学研究能只凭经验和直觉吗？海尔蒙特做的柳树实验，海尔蒙特的实验，海尔蒙特将一柳树苗栽入预先经烘干称重的土盆中，花盆上盖了铁板以防止灰尘进入，浇水坚持整整5年。5年后，柳树长成大树了。泥土经烘干，重量并没有减少。于是，他认为柳树长大所增加的重量，只能来源于水，水能转变为土，并为树所吸收。实验虽然简单，却开启了从观察得出直观的感性认知，到观察时真正的理性认知的时代。科学家首先应该是一个敢于挑战权威的怀疑者，不能盲目相信权威和直觉，要敢于质疑与批判，让我们体会到科学发展中，科学家严谨的作风和执着坚韧的品质。人教版高中生物学教材中存在着很多探究历程，每一个探究历程都凝聚了科学家严谨的理性思维，教师要善于把握这些探究历程，灵活实用，以培养学生严谨的理性思维。在探究历程内容中，教师讲课时不要简单地讲述过程，而要与学生一起体验批判性思维。

七、利用生物学史，让学生学习科学家的科学探究思维

生物学史上的每一个发现和发明，都蕴含着科学家科学探究思维和灵活多样的科学方法。结合生物学教学内容向学生介绍科学家探究的过程，让学生跟科学家一起进行科学研究，一起体验科学探究的艰苦历程和快乐。学生学习生物学史料中，体验获得知识的过程，增进对科学的情感，还能提高创造力，形成科学的价值观，生物实验室，学习生物知识，解决生产和实际生活中问题的重要方法和途径，生物学史，不仅向我们展示了前人在生物学时发展上，通过无数次的实验所做出的努力和贡献，更能潜移默化的让学生在知识学习和实验技能的训练中深刻认识在生物科学的地位，如弗莱明发现青霉素在培养细菌的培养基中，偶然发现青霉素在其周围的细菌没有生长，为什么接着弗莱明用培养过青霉素的培养液来培养细菌，结果培养液阻止了细菌的繁殖和生长，在持续的研究中分离出一种物质，并且根据他的特征命名为青霉素。

生物学史料在生物教学中还有许多方面的教育功能，其他教育功能还有诸如激发学生学习兴趣，培养学生辩证唯物主义观点，激发学生的爱国主义热情等。在生物教学中进行生物学史料的学习，可以提高学生科学素养。