利用科学史促进高中生物核心概念建构的策略研究

包红燕

【摘 要】科学史是有效培养高中生生物科学素养的重要工具。利用科学史可以帮助高中生充分理解科学本质和现象，有助于其构建知识框架。但我国生物科学史的发展应用较晚，部分高中教师没有对其产生足够的认知，与其他学科相比，生物科学史常常被师生忽略。因此，高中教师在生物教学中要进一步挖掘科学史的潜在价值和意义。

【关键词】科学史;高中生物;核心概念建构;策略研究

科学史是联系人文科学与自然科学之间的桥梁，在高中生物教学中应该受到重视。生物科学史包含很多内容，它一方面涉及重要的科学思维及科学手段，另一方面，涉及科学家勇于探索的精神。近年来，科学史的价值被许多专家予以肯定，但在实际教学过程中，生物教师将教材中的科学史仅仅当作知识点教授给学生，学生没有充分重视知识形成过程，科学史在生物教学过程中没有被有效利用。本文主要介绍了利用科学史促进高中生物核心概念建构的策略方法，并对经典教学案例进行分析。

一、科学史在生物教学中的价值

（一）激发学生学习积极性

利用科学史的相关资料可以成功激发学生的学习积极性。高中生物教师在教学过程中要通过讲解生物科学家的历史小故事、有趣轶事、传记等内容激发学生兴趣。虽然这是比较初级的利用科学史进行教学的方法，但其最容易实现教学目标，也是教師在课堂教学中普遍使用的方法。

例如，在讲解“基因在染色体上”这节课时，生物教师一般都会给学生讲述雄性白眼果蝇与摩尔根的故事：摩尔根在1910年发现了第一只雄性白眼果蝇，他始终精心照顾这个罕见的小动物。在他第三个孩子出世时，他前往医院，他妻子第一句话问的竟然是，你的果蝇怎么样了。

（二）促进学生对生物核心概念的了解

利用科学史的相关资料可以帮助学生了解生物核心概念，教师要仔细分析科学家所提倡的方法，拓展学生视野，提高其认知能力，从而促进学生对生物概念的了解。同上一个概念层次相比，生物教师利用科学史时，不仅是讲故事，还需要总结生物学家研究的方法以及核心概念的发展规律。

例如，对于基因自由组合及分离定律而言，在教学过程中，教师不仅需要讲解生物历史故事，还应在此基础上，引导学生模拟孟德尔的实验研究过程，熟悉孟德尔在实验中使用的概率原理、假说-演绎法及数学统计法等。

（三）帮助学生了解科学精神及社会历史文化

高层次地利用科学史资料，可以使学生从历史的角度了解到高中生物核心概念的发展以及形成的作用与价值，并且在这个过程中，发扬和继承生物科学家的精神。

例如，在讲解“酶的本质”时，根据当时生物学家研究探索的过程，学生可以大致掌握酶产生的社会背景，也可以充分意识到每个科学知识的诞生都存在着争论。正因为这些争论，才可以使学生认识到，生物研究过程要具备百折不挠、坚持不懈的精神。

二、科学史的应用方式

（一）利用科学史创设课堂问题情境

根据高中生物核心概念诞生的历史进程，教师在教学过程中可以合理地选择模拟情境，使学生重温历史，深刻了解生物学家研究的过程，知晓他们的思想过程及思考模式。这种教学方法不仅可以充分激发学生的求知欲，还可以培养学生的智慧及创造性思维，可以使学生找到核心概念本质，完善自身体系。生物教师在利用科学史资料进行教学时，要使用有趣、科学的语言，巧妙运用任务、问题及悬念等手段引导学生在相应情境中思考。

充分激发学生兴趣，是利用科学史进行生物概念核心教学的初级层面，同时也是最容易实现的方面。这种方法一般都应用于新课程的导入，进而介绍生物核心概念诞生的背景或意义。

例如，在教学“形状遗传是基因有规律传递的结果”这种生物核心概念时，教师应首先引导学生观察豌豆杂交实验。然后，可以利用孟德尔生前趣事、做的植物杂交实验等资料引入新课。这种方式还适合在教学过程中任何时刻使用，可以激发学生对生物学习的兴趣。

（二）根据科学史资料，发现研究过程

在利用科学史进行生物教学时，教师可以将生物学家的实验研究过程转换为学生的实验模拟探究过程，指引学生沿着前辈的足迹进行科学实验探究，运用自身已经掌握的知识与经验，对科学史资料进行研究分析，营造生物核心概念诞生及发展的环境氛围，巧用层层设疑的方式，使学生将要探究的问题与自身经验充分融合，形成学生自己对生物核心概念的理解。

沿着前辈的足迹去探寻生物真理，可以使学生充满求知欲，积极发现问题、提出假设、进行研究，从而掌握生物核心概念。

三、利用科学史的教学手段

利用科学史资料进行高中生物教学，需要教师从学生实际学习情况出发，在满足教学目标及教学内容的前提下，选取合理的科学史资料，并将其融入教学内容，指引学生深入了解生物核心概念。这意味着高中生物教师不仅要准备一定量的科学史资料，还需要在教学过程中流露出“历史感”。因此，教学手段一般分为以下几个步骤。

第一步：生物教师要对教材上提及的科学史资料及与此相关的科学史资料进行分析、筛查，方便日后在课堂教学中向学生完美呈现。

教材上的科学史资料十分有限，故而教师在进行生物核心概念教学时，部分资料可能无法满足教学需求。此时，教师应当用各种方法收集相关科学史材料。与此同时，并不是所有科学史资料都适用于课堂教学，也并不是所有学生都适用同一种科学史资料。生物教师要根据具体学习目标及学生实际情况对资料进行严格筛查，这就要求生物教师具备大量的科学史材料储备及筛选资料信息的能力。

第二步：教师要指引学生利用科学史资料，自主发现问题、提出假设、进行研究，最终得出合理结论。

在此种学习过程中，生物教师要把学生当作学习的主体，根据生物核心概念诞生和发展的过程，将生物学家的实验研究过程转化为学生的实验研究过程，指导学生像前辈科学家一样去研究实验、积极思考、发现问题并得出结论。

第三步：让学生模拟及分析生物学家的实验，对学生进行多方面的评价。评价主要包括教师点评、学生自评及生生互评等。

在生物课堂上不方便进行的实验，教师可以利用多媒体向学生进行完整呈现，并充分展示生物学家实验设计及实验方法。之后，让学生利用遗传图解等方式模拟并分析生物学家实验研究过程，同时通过教师点评、学生自评及生生互评等评价方式，使学生深刻了解生物核心概念。

第四步：引导学生对生物学家的实验进行分析、总结，从而形成完整的生物核心概念，领会科学方法与精神。

在生物實际教学过程中，针对不同的生物核心概念，教师应当做出不同的教学设计，对科学史资料进行有选择的处理。如果教师可以做到运用探究的方式，让学生模拟生物学家的实验过程，那么就提倡使用这种方法。但如果教师无法做到，在课堂教学中也可以直接引用科学史资料，让学生完全知晓历史发展的事实，对资料进行客观评价，并理解科学发展过程中每个流程的意义，从而深入了解科学方法与科学本质。

四、结语

将科学史与高中生物教学相结合，是新时期教学改革发展的必经之路。生物教师要对科学史有较多了解，充分挖掘生物科学史的价值和意义，把握教学目标与生物科学史的结合点，利用探究式教学手段，从而使科学史有效促进生物核心概念的建构。

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