初中生物科学史教学之孔见

张云柏

摘 要：生物科学史是一代一代科学家研究的历史，是科学规律、科学本质的发现史，现行教材提供了大量的科学史资料，教学中要深挖素材，用足教材，大力发展科学素养，使科学史学习的过程变成灵动的交流展示、感受体验、生命成长过程。

关键词：初中生物;科学史;教学

科学史是生物学教学中一道亮丽的风景线，是一代一代科学家研究的历史，是科学规律、科学本质的发现史，每一个重大理论的突破，都有一定的现实意义，它是一种宝贵的教学资源。基于此，现行苏教版教材结合内容特点及学生的实际提供了大量的生物科学史素材。在教学调研中，我们发现许多老师将科学史教学混同于普通知识的教学，教师吃力地教，学生无味地学，目标达成率低。那么，如何有效开展生物科学史的教学呢？我认为要改变学习方法，体验科学探究;深挖有关素材，展现知识形成过程;培养科学态度，树立科学精神;训练科学思维，提升学科核心素养，进而使科学史学习的过程变成灵动的交流展示、感受体验、生命成长过程。下面本人以现行苏教版七上教材“植物光合作用的发现”一节的教学为例，谈谈有关认识和思考。

一、改变学习方法，体验科学探究

《植物光合作用发现》一节内容，着重以史料的形式重演了光合作用研究、发现的过程，因此，教学中要充分展现科学史的特点，运用探究式学习方法，有效引导学生通过自主学习、深入思考、合作讨论、交流展示教材中有关资料，结合科学探究的一般过程，模拟科学家当时研究的历程，提出问题、作出假设，分析实验条件、设计实验方案，观察实验现象，得出实验结果。探究前，要创设问题情境，设置问题串，以问题激发学生的探究欲望;探究中，教师要加强巡视，密切关注学生的学习状态，并适时进行指导，努力使所有的学生都积极主动参与;学生表达交流时，要能激发不同层次学生的热情，努力营造浓烈的科学研究氛围，引导学生积极主动深入地学习。

二、深挖有关素材，展现知识形成过程

《植物光合作用发现》一节的教学除了要达成“举例说出绿色植物光合作用发现的过程”目标外，还要使学生能够“说出绿色植物光合作用的过程”。所以本节课的教学不仅要使学生了解光合作用发现的科学史，还要使学生理解掌握光合作用的概念。本科学史，教材也只重点介绍了17世纪范·海尔蒙特和18世纪英国科学家普利斯特莱的有关实验。一方面这两个实验的结论不能体现与光合作用的关联性，另一方面仅通过这两个实验学生难于理解掌握光合作用概念中包含的原料、条件、场所、产物等要素。因此，教师在教学中要构建系统的探究实验，并要将诸多实验与光合作用的概念建立联系。范·海尔蒙特的实验只能说明“柳树增重主要来自于浇的水”，教学中可补充美国科学家鲁宾和卡门的实验，才能得出“水是光合作用的原料”的结论，从而使学生建立与光合作用的联系。普利斯特莱的系列实验教材中除了大量的文字叙述外只附了部分实验过程的示意图，教学中教师可让学生进行图文转换，补足其他的实验过程图;本实验的结论是“密闭的玻璃钟罩内的植物可以恢复由于蜡烛燃烧或老鼠呼吸而变坏的空气，植物可以改变空气的组成”，教师还要进一步启发学生思考“蜡烛燃烧或老鼠呼吸需要什么气体，又会释放什么气体？”“既然密闭的玻璃钟罩内的植物可以恢复由于蜡烛燃烧或老鼠呼吸而变坏的空气，那么植物就会通过某种生理活动吸收什么气体，又会释放什么气体？”“植物的这个生理过程是什么？”，从而引导学生得出“二氧化碳是光合作用的原料，氧气是光合作用的产物”的结论。还可补充荷兰科学家英格豪斯对普利斯特莱实验的延伸实验，得出“光是光合作用条件”的结论。为了让学生理解掌握“淀粉是光合作用的产物”，教学中还可将教材《第三节植物光合作用的实质》中德国植物学家萨克斯的实验安排学生在光合作用发现的科学史中进行讨论。有了上述的深度挖掘和完善，光合作用的概念的教学就水到渠成了。

三、培养科学态度，树立科学精神

《植物光合作用发现》一节提供的生物科学史资料，都是几百年来具有代表性的寻求植物有机物质来源证据的实验记录，这些信息资料或以文字形式、或图文结合，介绍光合作用的发现历程，旨在通过呈现众多科学家的实验，让学生在一个比較短的时间里经历科学家探索的历程，领悟实验过程、观察实验现象、概括总结实验结论，构建光合作用的概念。不仅有效引导学生从概念的形成过程去理解掌握概念，而且通过这些生物科学史，还教给了学生科学思维的方法，理解了科学的本质特征，让学生明确了探究生物学的奥秘，不是一个人一下子解决的，而是通过众多科学家多年的不懈努力才实现的，从而使学生深刻认识到科学实验的真实性、复杂性和艰巨性，有效培养了学生实事求是、勇于探索、不畏艰辛的科学态度和科学精神。

四、训练科学思维，提升学科核心素养

新时代要求教学中引导学生在面对一种科学的观点或结论时，要理性地运用批判性思维进行思考和追问：这种观点或结论是否有证据的支持？证据是否可靠和充分？从给出的证据到得出的结论之间逻辑是否严谨？对证据是否可能有其他解释？这就是科学思维中的批判性思维。由于科学家所处的时代背景和科学技术水平的影响，光合作用发现史的诸多经典实验的实验方法、实验结论不够科学精准。在教学中，可以让学生运用所掌握的知识进行批判性、审辨性思考，大胆质疑，挑战权威，发展学生的批判性思维能力，为创新性思维的形成奠基。如17世纪范·海尔蒙特的柳树生长实验，当时范·海尔蒙特得出的结论是“柳树的增重是来源于水而不是土壤”，教师可因势利导，让学生从植物生活环境的角度来分析植物生长需要的物质来源还应考虑什么因素，从而判断范·海尔蒙特结论的可靠性及准确性，对他的结论提出挑战，既巩固了非生物因素、对照实验等知识，又培养了学生“面对具体问题时，能利用生物学概念或原理，科学实验方法等阐明个人立场”的批判性思维能力，发展学生的核心素养。

综上所述，新时代对学科教学提出了新要求，广大教师要积极探索生物科学史教学的新方法、新思路，深入挖掘科学史的教学价值，努力使之成为发展学生科学探究能力，提升学生科学思维水平，培养学生科学态度和科学精神的重要载体。

参考文献：

[1]七年级上册生物学教学参考书：2019年版[M]. 南京：江苏凤凰教育出版社，2019.

[2]周杭英.初中生物科学史教学的现状及对策探微[J]. 科教导刊，2020（13）.

（江苏省盐城市盐都区教育局研训部）