例談生物科學史在概念教學中的應用

劉金軍

(安徽省淮南第二中學，安徽 淮南 232038)

例談生物科學史在概念教學中的應用

劉金軍

(安徽省淮南第二中學，安徽 淮南 232038)

科學概念的形成過程即是科學工作者們參與科學研究的過程。如何運用生物科學史促進學生對生物學概念的理解和構建是生物學教育中的核心問題。在概念教學中，通過講述科學家生平故事、再現科學研究歷程、滲透科學精神三條途徑，可以有效促進學生對知識的構建和內化，進而形成堅毅、求真的精神和品質。

概念教學；生物科學史；科學精神

《普通高中生物課程標準(實驗)》的“課程目標”中，明確提出了“獲得生物學基本事實、概念、原理、規律和模型等方面的基礎知識，知道生物科學和技術的主要發展方向和成就，知道生物科學發展史上的重要事件”；并在“教學建議”中通過實例專門強調“科學是一個發展的過程。學習生物科學史能使學生沿著科學家探索生物世界的道路，理解科學的本質和科學研究的方法，學習科學家獻身科學的精神。這對提高學生的科學素養是很有意義的”[1]。由此可見，生物科學史在高中生物教學中占有重要地位。但是課程改革發展至今，科學教育中的概念教學仍然注重對科學知識的死記硬背，而忽視了學生對概念的理解和構建。多數學生并沒有真正理解重要科學概念的來龍去脈，特別是蘊含于其中的科學方法和科學思想，以及對科學發展歷史上的重要事件、人物以及他們在科學研究過程中所表現出來的科學精神知之甚少，致使學生所學知識淺顯，知識體系難以建構，綜合能力薄弱[2]?？梢?，如何運用生物科學史促進學生對生物學概念的理解和構建已成為廣大生物教師們面臨的重要課題之一。

1 引入科學家生平故事，創設問題情境，激發學生求知欲望

生命科學輝煌的發展歷程離不開無數生物學家們的勤奮耕耘和睿智研究，每一位科學家在他們各自的成功之路上都演繹了一幕幕詼諧有趣、耐人尋味的生動事跡。教師可以根據教材內容的特點，適當引入科學家們的奇聞逸事和生平故事創設問題情境，讓學生置身于相應的歷史情境中，感知科學家們的現實生活，體會他們的研究思想和研究方法。這樣不僅能夠調動學生高昂的情緒，激發學生的學習興趣，更能在潛移默化中感受到科學家們的可貴精神和品質。

例如：在進行伴性遺傳的教學時，可以生動描述道爾頓發現色盲癥的故事，通過對色盲癥的分析幫助學生理解伴性遺傳的遺傳特點；而在學習基因在染色體上的教學時，可以富有感情地介紹摩爾根和他的學生飼養果蠅的有趣故事；在介紹達爾文進化論時，可以直觀地再現達爾文在環球旅行中發現的加那帕戈斯群島的地雀……[3]

2 再現科學研究歷程，引導學生體驗探究，構建生物學概念

概念教學包括兩部分：一是將事實性知識置于學生的概念框架中；二是概念被各種豐富的有代表性的事實細節展現出來[4]。生物科學史本身就蘊含有豐富的事實材料，教師可以通過分析相關的生物科學發展史，再現科學家的科學研究歷程，進而引導學生以一系列的科學史素材為支撐，開展自主探究活動，探究既可以是基于科學發現的實驗式探究，亦可以是基于史實素材的推理式探究[5]。這種教學方式，不但可以讓學生知曉概念的來龍去脈，有效促進學生對概念的理解和構建，同時還有利于學生深刻地體驗科學研究的過程和方法以及蘊含其中的科學思想。

例如：細胞膜結構和功能的教學，可依托E.Overton所做植物細胞對物質通透性實驗、蛋白酶破壞細胞膜實驗，由學生根據史實推理細胞膜可能的化學成分；通過E.Gorter和F.Grendel從紅細胞膜中提取脂類平鋪在水面其面積是紅細胞表面積兩倍實驗、J.D.Robertson在電鏡下觀察到細胞膜的暗—亮—暗三層結構、磷脂分子親水性實驗等生物學史料，引導學生探究、推理出各種成分在細胞膜中是如何排布的；借助科學家所做的利用熒光染料標記細胞膜蛋白質觀察人、鼠細胞膜融合經典實驗，學生很容易得出構成細胞膜的蛋白質是可以運動的，進而引導學生分析出細胞膜的結構特點——具有一定的流動性[6]。通過上述史料，引導學生積極參與教學過程，主動進行思考探究，順利達成知識、能力和興趣三者合一的教學目標，有效完成概念知識的自主建構。

3 滲透科學精神，促進學生情感、態度與價值觀的形成和內化

馬克思曾說：“在科學上沒有平坦的大道，只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人，才有希望達到光輝的頂點?！鄙锟茖W發展史上有很多科學家用自身的實際行動很好地進行了詮釋。例如：孟德爾潛心研究了八年豌豆雜交實驗，終于取得了成功，揭示了兩大遺傳規律；薩姆納用了近十年的時間，嘗試了各種方法，歷經一次又一次的失敗，終于提純了脲酶，并最終證明脲酶是蛋白質；摩爾根和他的學生飼養了多年的果蠅，才發現了一只變異的紅眼果蠅，正是利用它，摩爾根才證明了基因在染色體上的假說……他們都是“不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人”，他們都具有熱愛科學、潛心鉆研、不畏失敗、嚴謹求實的科學態度和科學精神。教學中，教師通過深情并茂的言辭來滲透偉大科學家們堅毅求真的精神和品質，可以有效引導學生向科學家們學習，樹立熱愛科學，不畏艱辛的科學態度和科學品質，并內化到自身的學習和生活中，有助于學生養成積極樂觀的心態。這正是新課程所提倡的“關注學生情感、態度與價值觀”理念的要求[7]。

新理念指導下的課堂教學不再是“教師照本宣科，學生死記硬背”，教師不能僅讓學生記住那些生物學事實，而應關注由事實概括提煉而來的生物學概念，引導學生運用簡單概念來構建科學系統的概念框架，從而幫助學生解決新情境下的實際問題[8]。在實際教學中，由于學生的經驗直覺或其他相關知識的片面理解，甚至由于教師恰當的講解方式可能使學生在概念學習前或學習過程中形成與科學概念不相符的迷思概念，這就需要教師及時引導學生進行修正，以形成科學概念。所以，要讓學生理解概念，教師首先要弄清楚概念的形成過程，而生物科學史就告訴了我們這些概念形成的來龍去脈。因此，作為中學生物教師必先研讀生物科學史，提升自身生物科學素養，同時還應注意積累科學家生平事跡，理清科學概念的形成過程，以便在教學中充分發揮科學史的教育功能。

[1] 中華人名共和國教育部．普通高中生物課程標準(實驗) [M]．北京：人民教育出版社，2003．

[2] 王永勝．生物學核心概念的發展——高中生物新課程的科學史[M]．北京：人民教育出版社，2007．

[3] 葉天晴．利用科學史促進高中生物核心概念建構的策略研究[D]．長春：東北師范大學，2011．

[4] 張穎之，劉恩山．核心概念在理科教學中的地位和作用[J]．教育學報，2010，6(1)：57-61．

[5] 邢海燕．新課程理念下初中生物學重要概念的教學策略[J]．中學生物學，2013，29(12)：10-11．

[6] 李 飛．抓住契機領悟科學探究的基本步驟——“生物膜的流動鑲嵌模型”教學設計[J]．中學生物學，2010，26(1)：30-31．

[7] 譚永平．高中生物科學史教學中的問題及對策[J]．教育科學論壇，2011(12)：15-17．

[8] 伊麗梅．利用生物科學史引導學生構建概念[J]．生物學通報，2014，49(12)：37-39．

On the application of biological history in Concept teaching through examples

LIU Jin-jun1

(No.2SeniorHighSchoolofHuainan,Huainan,Anhui232038,China)

The formation of scientific concepts is a process where the scientists participate in scientific researches. The core issue in teaching biology is how to promote students' understanding of biological concepts by applying biological history. In the process of concept teaching, the ways of telling the life stories of scientists, reproducing scientific history and infiltrating scientific spirit, can effectively help students build and internalize knowledge. Thus, students can form good qualities like perseverance and truth-seeking.

concept teaching; biological history; scientific spirit

2015-03-14

劉金軍(1981-)，男，學士，中學一級教師，研究方向：高中生物教學。

G632.4

A

1004-4329(2015)03-122-03

10.14096/j.cnki.cn34-1069/n/1004-4329(2015)03-122-03