科学史对于培养学生的科学素养,提升他们对科学学习的兴趣具有重要意义。在教学六年级“生物多样性”单元时,我纵向梳理了12册教科书中的相关科学史脉络,横向补充了相关的科学史素材,融合史料开展教学,试图激发学生的学习兴趣,促进他们理解科学本质。
一、纵向梳理相关科学史脉络
“生物多样性”单元指向的核心概念有生命系统的构成层次、生物体的稳态与调节、生物与环境的相互关系和生命的延续与进化。纵向梳理12册教科书中有关生命科学领域的内容后可以发现,一至六年级的学习内容由浅入深,由表及里,由现象到本质,沿着科学发展的历程螺旋上升。具体地,一二年级通过观察周围的植物、动物以及我们自己来了解生物“活着”的概念;三四年级通过蚕、凤仙花来认识动、植物的生命过程;五六年级则通过构建生物与生物、生物与非生物之间的联系来建构生物多样性的概念。
通过深度挖掘一至六年级的相关科学史,我发现教材中出现的科学史并不是按照科学发展的路径来编排的,人物介绍也不够典型,但相关教学内容在时间上是沿着科学发展的历史编排的。所以,教师要挖掘每个时期具有代表性的科学家以及特定背景下的科学故事或历史事件,以科学史中的特定时间、代表人物以及研究背景来引导学生像科学家一样循着科学史的脉络学习。
二、横向补充相关科学史素材
要想将科学史融入单元教学,教师应根据单元每一课的教学内容和教学目标,按照时间顺序梳理各个时代具有代表性的科学故事、科学人物和科学史实,深度挖掘相关科学史素材。这些素材应包含科学家探索的过程、解决问题的方法和技术手段、科学家的观点和态度、当时的社会背景以及对社会的影响等。素材不仅要体现科学发展的历程,也要为学生的科学探究起到示范作用。教师可查阅普通高中教科书《生物学——遗传与进化》《生物学——生物与环境》《生物学核心概念的发展》《生命科学史》《科学的历程》等,可借助网络搜索生命科学领域的科学史与相关科学家的简介,还可通过优酷、爱奇艺等视频网站搜索《生物进化》《走进黑猩猩的人》等电影,丰富相关科学史素材。
三、融合科学史的教学策略
1.串联史料,梳理脉络,帮助学生构建知识逻辑
“生物多样性”单元是小学科学生命科学领域的最后一个单元。五年级时,学生已经建构了“生态系统”的概念,他们要在此基础上学习本单元,进一步建立对生物多样性的认识。
本单元前两课指向生物种类的多样性,第7课指向生物的多样性与人类的关系。教师要充分利用五年级“生物与环境”单元中的食物链、食物网、群落、生态系统等概念,梳理本单元中生物种群、生物多样性等概念之间的关系,串联“1927年埃尔顿提出食物链”“达尔文生物进化理论”“拉马克‘用进废退’进化学说”等科学史。在设计单元教学时,教师要引导学生联系所学知识,梳理知识脉络,建立逻辑关系(如图1),用通俗易懂的方式厘清概念之间的关系。
2.融合史料,创设情境,促进学生理解科学本质
教师要经常思考一个问题:对于一个单元或者单元中的几节课,要围绕哪些科学史展开,才能更有效地引导学生了解科学的发展,帮助他们深刻理解知识,培养其思维能力和理解科学本质的能力?
本单元第3~5课是《形形色色的植物》《多种多样的动物》和《相貌各异的我们》,在教学内容上均指向种群内生物的多样性,所以这三课的情境设计可以形成历史串联(见表1)。
3.拓展史料,多维补充,推进学生形成科学素养
科学史融入教学的意义不在于教师简单机械地介绍历史,而在于培养学生的科学观念、科学思维、探究实践、态度责任。
在本单元第2课《制作校园分布图》中,探索活动介绍了二歧分类法,教师可以顺势介绍“林奈双名法”作为科学探究方法的补充。课堂上,教师播放《秒懂百科:双名法》视频资料,时间不长又轻松易懂。
第6课是《古代生物多样性》,教师可以向学生介绍历史上科学家有关生物进化的辩论。远古生物的身体形成化石是非常偶然的事情,在探索生物进化历程的过程中,居维叶和拉马克出现了不同的意见。拉马克的支持者圣西来尔和居维叶进行了一场公开辩论,后因证据不足而失败。后来,达尔文提出了生物进化的理论,他的证据充足,得到了认可。
史料的补充和拓展详细阐明了生物进化理论的发展过程,对学生掌握科学知识、发展科学思维、激发科学兴趣大有裨益。需要注意的是,融合史料的方式有很多,教师除了在课中渗透,还可以让学生课前收集或课后总结,培养他们收集信息、处理信息、总结思考的能力。
小结
将科学史融入教学有助于学生科学素养的形成,所以教师要积极运用科学史,最大化地发挥其教育效能。需要注意的是,科学课时、教材的容量有限,而科学史的内容纷繁复杂,教师要掌握适度原则,不能因片面强调科学史在科学学习中的唯一性,而忽视其他教学要求。
(作者单位:浙江省杭州市小营小学)