新教材下基于科学思维让科学哲学融入高中生物课堂

占美怜

摘   要：科学哲学是近年来国际科学教育领域的一个研究热点，在教学过程中可以利用和围绕科学史和科学哲学进行重要概念的教学，对培养学生的生物学科核心素养有着独特的，不可替代的价值，不仅能激发学生探索生命奥秘的兴趣和热情，更能让学生从中学习和领会科学的思维方法和工作方法，培养学生的科学态度和科学精神。以高中生物“DNA是主要的遗传物质”的课堂教学为例，选择性地呈现科学家经典实验，引入科学史实，让学生感受科学家的思维方式，课堂中融入科学哲学，对比分析高中新教材中有关遗传物质的阐述，提出有效的教学策略，有助于加深生物科学教育和核心素养的提升。

关键词：高中生物课堂;科学史;科学哲学;科学思维

引言

科学史已然渗透在新教材中，并且已经在高中生物课堂中体现，然而如何利用好科学史，并且将科学哲学融入到生物学教学教研工作的话语体系和讲堂中，这是重中之重的问题。在教学中利用科学哲学围绕科学或生物教学中重要概念主题进行教学，阐释科学家如何解决科学问题、获得可以信赖的研究结果，不仅可以丰富科学课堂教学，激发学生的学习兴趣，还可以增进学生对科学概念和科学本质的深层理解。在生物教学课堂中有效的渗透科学史和科学哲学能为素质教育课堂服务，充分培养和提高学生的科学思维和其他生物科学核心素养，实现教学模式和学习方法的改变[ 1 ]。

1  科学哲学在课堂中的价值体现

思维是人与生俱来的，然而日常的思考常常会掺杂扭曲、片面甚至无知的结果。科学思维并不是与生俱来的，需要系统培养。科学思维是获取知识的过程，这就包括所用为了获取更多知识而进行的有目的的思维过程。“DNA是主要的遗传物质”这一节课中，以科学家探索遗传物质的化学本质的科学史为主线，通过了解科学家提出问题、设计实验、分析实验结果、得出结论的过程，从研究过程和结论中理解科学原理。从格里菲斯的肺炎链球菌的体外转化实验，到艾弗里利用“减法原理”证明DNA是遗传物质的肺炎链球菌的体内转化实验，再到赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验，教学内容层层深入、抽丝剥茧，形成一定的哲学原理。教师在教学过程中要注重引导学生学会逻辑推理，掌握基本的哲学原理，理解和掌握自变量的控制中“加法原理”和“减法原理”。赋予一定的思考空间，主动探究，让学生形成生命的物质观，培养学生的科学思维和科学探究能力，引导学生构建科学知识，并使得学生习得的科学研究结果具有持久性和可信赖性。

2  利用生物哲学深化学生的生物学认知

生物界的一切事物和现象之间是相互联系，相互制约的，在生物教学的课堂中结合科学哲学的辩证统一思想，帮助学生深入了解生物学知识，由点到面形成正确的思维规律。在“DNA是主要的遗传物质”这一节课中，教师可以通过对遗传物质应具备的特点来分析，让学生意识到作为遗传物质应该具备：

（1）能够储存大量的遗传信息，并且能在亲子代中稳定遗传;

（2）能够控制生物性状;

（3）结构比较稳定。

教师在课堂中融入科学哲学有助于形成生命的物质观，意识观和实践观，通过对遗传物质的分析，明确生物体结构与功能相适应的规律，整体与局部的关系。让学生根据功能去理解事物与现象之间的关系，引导学生不断的探索，将课堂交给学生，引导学生向多元化人才发展。

3  科学哲学有效融入高中生物课堂

生物学中哲学也是奠定学生生物学整体观念的必要基础。生命现象的探索与生物学一般规律的揭示，对于生物哲学而言也具有重要的研究价值。在“DNA是主要的遗传物质”这一节课中，引导学生解决下列问题：

（1）科学家为何要开展研究遗传物质？

（2）如何开展这项工作的？

（3）为什么科学家们做的这些实验被认为是一种很好的方法？

教师教学过程中旨在引导学生掌握基本的哲学原理，赋予学生主动探究与思考的空间，帮助学生深度思考。科学哲学也对培养学生的逻辑思维能力与辩证逻辑思维能力具有促进作用，让学生形成一切从实际出发，实事求是的去思考，将科学哲学融入高中生物课堂具有较强的实践意义，能够提高生物课堂的高效性[ 2 ]。

4  优化高中生物课堂教学模式，提升教师专业素养

《普通高中生物课程标准》将“生命观念”“科学思维”“科学探究”和“社会责任”作为生物学课程的核心素养和课程宗旨，科学哲学是教师不可忽视的专业基础。查理德·费曼说过：科学哲学对于科学家之重要，有如鸟类学之与鸟类，同样，科学史和科学哲学对于生物教师而言有如水分和土壤之与植物的生长。巴班斯基指出“教学过程最优化是全面考虑教学规律原则，教学方法等从既定的标准发挥最有效的效果”。在“DNA是主要的遗传物质”这一节课中，教师不能按照课本按部就班的给学生灌输理论。作为理科生，我们需要拓展学生的思维，要求学生独立思考，将能力无限释放。如在科学史的展现上利用问题并要求学生像科学家们一样的去思考下面问题：

（1）为什么在20世纪中叶，人们认为遗传物质是蛋白质？

（2）在格里菲斯的实验中，你学习了哪些实验方法？得出怎样的结论？

（3）“转化因子是什么？你要怎样设计实验，证明转化因子是什么物质？”

（4）艾弗里的实验设计遵循了哪些原理？巧妙之处在哪里？

（5）实验结论是什么？

进行问题式引导，探索生物教学新方式，支持学生思考和创新，一堂课中极大限度的将学生的思维打开，让学生对科学探究产生兴趣，化被动学习为主动学习，真正的做到像科学家一样的思考问题，充分培养和提高学生的科学思维和其他生物科学核心素养。一节好的授课应该有恰到好处的科学史和科学哲学的渗透，这对教师个人的專业发展和生物教育具有重要的促进作用。

5  结束语

在高中生物课堂融入科学哲学，有助于学生认识生物学内在规律，形成正确的人生观，世界观和价值观。同时强化学生对科学本质和科学概念的深层理解，让学生能够运用科学的观点、知识、思路和方法，探讨或解决实际生活中的某些问题，提升学生的综合能力。一名优秀的生物学教师，要提高高中生物课堂效率，必须要有一定程度的科学哲学基础，按照新教材，新课程标准的要求，从实际出发，不断升级自身教学观念和教学方式，帮助学生建立自信，改进学习方法，促进学生生物核心素养的形成，使学生成长为多元化发展的人才[ 3 ]。

参考文献：

[1] 黄美兰. 基于核心素养的高中生物学探究型学习内容教学设计研究[D].上海：上海师范大学，2020.

[2] 李炳琴.以学生自主学习能力培养为目标的高中生物教学刍谈[J].文理导航·教育研究与实践，2019（1）：60.

[3] 杨守菊.新课程背景下生物课堂新追求[J].中学生物教学， 2006（4）：9-11.60DE4A6E-6096-4957-A948-16EF7524901D