科学史在高中生物教学中的应用策略探析

江蕊（广东省佛山市顺德区第一中学 528300）

高中生物新教材加大了对学生科学史的教育，这些丰富的科学史以其蕴含的科学精神、科学思维和科学探究方法成为培养学生生物学科核心素养的重要途径之一。对此，高中生物教师需要积极探索科学史的有效教学方法，避免科学史故事化、简单化处理，引导学生沿着科学家探索遗传物质的道路，理解科学的本质和科学研究的思路和方法，培养科学探究精神，切实落实学生主体性教学，提高学生的探究能力。

一、科学史在生物教学中的价值

陶行知在1918年的南京教育研究会中提出了“以科学之方，新教育之事”的理念，该理念指出，我们需要积极接收国外先进思潮，并继承国内众多优秀教育家的先进思想。对此，高中生物教师应在教学过程中融入国内外科学史，从学生的认知水平出发，通过深度挖掘和灵活整合，引导学生在科学史的学习中进行探究，发展科学思维，形成生命观念和培养社会责任，从而促进生物学科素养的提升。同时，科学史在高中生物教学中的应用，还涉及以下价值：第一，调动学生对于学习的兴趣，向学生讲述与生物科学家相关的历史小故事、传记等，可以有效调动学生兴趣，尽管这属于比较初级地利用科学史进行教学的方法，但最容易实现教学目标。第二，协助学生掌握科学精神和社会历史文化。通过对科学史资料的合理运用，能够引导学生透过历史角度了解生物核心概念的发展以及形成的作用与价值，并在此过程中继承和发扬科学家的精神。

二、高中生物教学中科学史的应用策略

1.创设问题情境

高中生物教师要想调动学生对于生物知识的学习兴趣，应将科学史融入教学过程中。在阅读分析科学史资料的过程中，教师可以采取师生交流以及合作学习等相关方式。同时，还需要创设问题情境，引导学生主动探究和解决问题，并在此过程中融入科学史，进而在培养学生科学探究意识的基础上，提高其学习积极性。

例如，教学《DNA是主要的遗传物质》时，教师可以在课前布置小组任务，即收集班级亲子照和历史上科学家对遗传物质的认识和研究过程相关资料。课堂上设置“找妈妈、找爸爸”游戏，将亲子照打乱，让学生匹配正确的亲子照片，并分析亲子长相相似的原因。学生分别找出对应的亲子照片，分析这种相似是遗传的过程是由遗传物质决定，并分享课前收集的资料，自由表达观点。此过程中，教师可以融入科学史，即瑞士医生米歇尔1868年从白细胞核中首次发现核酸，称为“核素”；到1929年，美国生化学家莱文才发现了核苷酸的基本结构，但同时又提出一种“四核苷酸假说”，认为核酸由等量的四种核苷酸构成，不可能有什么重要功能；1928年，英国细菌学家格里菲斯发现肺炎双球菌的转化现象，证明了遗传物质的存在；1944年，美国细菌学家艾弗里通过肺炎双球菌体外转化实验证明DNA是遗传物质。这样，学生就能够认识到历史上对遗传物质的认识是一个循序渐进、逐渐发展的过程。游戏的设置活跃了课堂氛围，对资料的收集让学生对遗传的物质基础，以及遗传物质的发现过程有了更深的了解。

2.开展探究性教学活动

从古至今各个领域的科学家不断丰富科学史内容，让科学史处在不断进化的状态中。对于科学史而言，凝聚了历代科学家的心血，其中蕴含不断探索与勇于开拓的精神。

例如，同样在《DNA是主要的遗传物质》的教学过程中，教师可以向学生介绍格里菲斯的肺炎双球菌的转化实验材料，即肺炎双球菌的种类S型菌和R型菌，并展示四组实验过程：①将活的、无毒的R型肺炎双球菌注入小白鼠体内，结果小白鼠安然无恙；②将活的、有毒的S型肺炎双球菌，结果小白鼠患病死亡，从小白鼠体内分离出活的S型菌；③将加热杀死的、有毒的S型肺炎双球菌注入小白鼠体内，小白鼠安然无恙；④将大量经加热杀死的、有毒的S型肺炎双球菌和少量无毒、活的R型肺炎双球菌混合后分别注射到小白鼠体内，小白鼠患病死亡，同时从小白鼠体内分离出活的S型菌。然后，要求小组间讨论后预测每组实验结果，比较各组之间的差别从而得出实验结论。同时，鼓励学生大胆质疑：加热杀死的S型细菌是否起死回生了？“转化因子”是什么，怎么才能把它找出来？学生在逐步引导下得出将S菌的组成进行分离，分别加入R菌，能使S菌向R菌转化的物质就是“转化因子”。通过以上方式，学生能够学会通过实验现象预测实验结果并得出实验结论，进而培养其科学探究精神，并规范和提升对探究性实验的解题技巧。

3.积极开展实验活动

在教学中，教师改变以往“学生阅读史料→教师创设问题→分析问题→得出结论”的做法，将科学史实验转化为探究性实验，引导学生经历完整的探究过程，能够使学生在突破学习难点的同时领悟科学实验的一般方法。以“赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验”为例，引导学生适度探究，具体探究方法如下：问题“噬菌体的遗传物质是什么？”→假设“DNA是遗传物质”→用同位素标记噬菌体的DNA→让标记的噬菌体侵染细菌（DNA进入细菌）→噬菌体蛋白质外壳（较轻）在上清液，噬菌体DNA在沉降物（较重）→验证“开展实验，观察检测”。同时，教师还需要提供背景材料，分析噬菌体的结构特点和生活习性，然后设置探究性问题：T2噬菌体侵染细菌时，遗传物质进入大肠杆菌，怎样通过实验证明进入的物质是DNA。这个问题的提出对于学生是有难度的，教师可以及时将探究性问题进行分解，带领学生逐个突破，通过自制物理模型让学生对实验过程进行探索与体验。将全班同学分成两大组，根据教师设置的探究性问题先自主学习，回答问题，然后小组讨论并利用教具模拟实验过程。

另外，教师引导学生对比分析三个经典实验的异同。并继续鼓励学生大胆质疑：噬菌体侵染大肠杆菌的实验，能说明DNA是遗传物质而蛋白质不是吗？DNA是主要的遗传物质吗？通过层层驱动式问题引导学生理解实验原理、学会深度思考，利用形象道具让学生亲自动手模拟噬菌体侵染大肠杆菌的实验，不仅提升科学探究能力，也锻炼动手能力和表达能力，小组合作与讨论还锻炼学生团队协作能力。

三、结语

生物科学史中蕴含了诸多生物学家的心血，将其引用到高中生物教学中，可以丰富教学资源，让学生开阔视野。所以，教师需要认识到科学史的作用，引导学生在科学史中学习到更多的智慧和思想，实现综合性进步与发展的目标。