借生物科學史品生物科學“美”論文

借生物科學史，品生物科學“美”摘要本文在分析梳理高中生物學教材中生物科學史的基礎(chǔ)上，從三個方面闡述了如何合理引用生物科學史的素材進行高中生物教學，引領(lǐng)學生品史中的三“美”，提升學生的學科核心素養(yǎng)。關(guān)鍵詞生物科學史底色之美思辨之美傳承之美生物科學史是探索生命現(xiàn)象及其本質(zhì)的史記，包括生命現(xiàn)象的探究過程、生物學相關(guān)技術(shù)和方法的發(fā)展歷程以及科學家研究生命現(xiàn)象時所持有的觀點和態(tài)度的更替等，蘊含著豐富的科學思想、科學方法、科學價值觀、科學精神和科學態(tài)度等內(nèi)容，具有很高的教育價值?！镀胀ǜ咧猩飳W課程標準》指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(zhì)和科學研究的方法，學習科學家獻身科學精神。這對提”本文從三個方面闡述了如何在教學中合理融入生物科學史教育，發(fā)揮其重要的育人價值。一、融合中國元素，享受底色之美在2021年暑期進行的人教版高中生物新教材網(wǎng)絡(luò)培訓會中，趙占良和譚永平兩位專家在談到新教材《普通高中教科書·生物學》的特點時，都材的“中國底色”分量更重，即教材中很多章節(jié)和欄目都介紹了大量的中國科學家的故事和中國科學家取得的科學進展。例如，在“科學家”中有與施一公院士談“探究圍觀生命世與袁隆平院士談“畢生追求的禾下乘涼夢”、與許智宏院士談“探索節(jié)的奧秘”等。在“生物科技進展”中介紹了我國科學家設(shè)計并人工合成了釀酒酵母染色體、2018年啟動“中國腦計劃”等；在“生物科技進展”及教材正文介紹了我國科學家于2017年獲得了世界上首批體細胞克隆猴“中中”和“華華”。在“科學、技術(shù)、社會”中介紹了1988年我國大陸地區(qū)首例試管嬰兒出生、1993年中國農(nóng)業(yè)科學院的科學家成功培育出抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。在高”中介紹了我國科學家屠呦呦因發(fā)現(xiàn)青蒿素可以有效降低瘧疾患者的死亡率而獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。在“練習與應用”中介紹了“一生只做一件事情”的顧方舟研制出“糖丸”為我國消滅脊髓灰質(zhì)炎作出了重要貢獻。在“從社會中來”及教材正文介紹了我國悠久的釀酒文化和歷史......在教學實踐中，我們應該結(jié)合教學內(nèi)容靈活地融合和運用這些親切、鮮活、震撼、振奮的有關(guān)中國科學家的生物史素材。例如，在進行《細胞的分化》一節(jié)中“細胞的全能性”的教學時，可以適當引入我國科學家攻堅克難、成功克隆出世界上首例體細胞克隆”和“華華”的實例，引導學生將克隆猴與克隆羊“多莉”進行簡要比較，體會克隆猴的突破性意義，激發(fā)學生對我國科學家取得的非凡成就的欽佩感和自豪《基因突變和基因重組》一節(jié)的教學時，可指導學生課后查閱、分享更多的有關(guān)袁隆平院士的事跡和成就，領(lǐng)悟科學家“禾下乘”的理想追求和“一夢逐一生”的執(zhí)著情懷，并了解袁隆平兒子繼承衣缽，繼續(xù)“袁夢計劃”的事跡。在進行《免疫學的應用》一節(jié)的教學時，可以借助顧方舟研制的”等引入新課，貼學生的生活，激發(fā)學生的興趣，活躍學生的思維。習總書記指出，培養(yǎng)什么人是教育的首要問題。我們的教育必須把培養(yǎng)社會主義合格的建設(shè)者和接班人作為根本任務(wù)。通過在教學過程中恰當?shù)貙W史中的中國元素，潤物無聲地厚植愛國主義情懷，既能增強學生的自豪感和認同感，也能激發(fā)學生心無旁騖求知問學、不懈奮斗奉獻國家的使命感的社會責任感。二、還原真實歷程，品味思辨之美生物科學史中很多探究過程都是科學家不斷思辨、反復修正、不斷求證的曲折過程，這其中飽含科學家嚴謹縝密的科學探究品質(zhì)，堅持不懈的科和不斷創(chuàng)新的科學探究方法。雖然這些探究過程都已經(jīng)是過去完成時，但是如果能恰當?shù)匾I(lǐng)學生以去還原、經(jīng)歷當初的探究過程，身臨其境地感受碰撞和智慧火花，無疑對學生科學思維和科學探究能力的培養(yǎng)大有裨益?！被蛟谌旧笔侨私贪妗镀胀ǜ咧薪炭茣?·遺傳進化》第2章第2節(jié)的內(nèi)容。鑒于實際教學目標和學生認知水平等多諸多因素的限制，教材對摩爾根的果蠅雜交實驗這段經(jīng)典的科學史進行了一定的處理：①沒有對摩爾根的果蠅雜交實驗及相關(guān)假說進行全面介紹，而是選取了其中部分經(jīng)典的內(nèi)容；②沒有深入展開對果蠅雜交實驗現(xiàn)象解釋的驗證以一句“后來他們又通過測交等方法，進一步驗證了這些解釋”簡單帶過。教材的這種簡化處理，容易導致不少學生對摩爾根的“控制白眼的基因在X染色體上，而Y染色體不含有它的等位”這一假說的背后邏輯缺乏深考和理解。他們往往只是簡單機械地接受教材中的假說，甚至認為該假說只是“天才的巧合”；此外部分學生對驗證假說的方案（測交實驗）也存在一定的困惑。實際上，摩爾根最初曾經(jīng)認為控制白眼性狀的基因在雄果蠅體內(nèi)是成對出現(xiàn)的，并設(shè)計、進行了多種實驗，且證明了該假說也是成立的。直到他蠅與紅眼雄果蠅進行雜交得到典型的、關(guān)鍵的實驗結(jié)果，才對最初的假說進行了修正，進而得出了正確的假說（即課本中的假說）。鑒于此，在教學過程中，教師應盡量避免直接交代講述教不妨巧妙地結(jié)合摩爾根真實的探究過程，創(chuàng)設(shè)如下較為開放的學習情生通過分析實驗現(xiàn)象，大膽假說，主動求證：學習果蠅雜交實驗，師生共同分析實驗現(xiàn)象→教師介紹X染色體與Y染色體（同源區(qū)段與非同源區(qū)段）→學生提出解釋實驗現(xiàn)象的假說（控制位于X染色體上、位于X和Y染色體的同源區(qū)段......）→根據(jù)假說嘗試解釋實驗現(xiàn)象（上述兩種假說均能解釋）→設(shè)計驗證假說的實驗方案（學生爾豌豆雜交實驗得到啟發(fā)，進行知識遷移，設(shè)計出“F白眼雄果蠅×紅眼雌果蠅”2的測交方案，但是該方案能同時驗證上述兩種假說）→繼續(xù)探索驗證實驗方案（測交：前述測交子代中的白眼雌果蠅×紅眼雄果蠅）→依據(jù)實際測交實驗結(jié)果，得出結(jié)論“控制白眼的基因位于X和Y染色體的同源”的假說，得出“控制白眼的基因只位于X染色體上”的結(jié)論）。上述教學方案適當?shù)貎?nèi)化了教材以外的教學資源，在一定程度上還原了摩爾根果蠅雜交實驗的科學史，并設(shè)計了較為開放的探究情景，引導學生摩爾根當初的探究過程。在此過程中，學生發(fā)現(xiàn)問題、積極思辨，在自我否定與修正中逐步深入，不僅體會到科學探究的艱辛與曲折、領(lǐng)悟到科學家真，品嘗到成功的自豪與喜悅，而且更加深刻地懂得了尊重事實和證據(jù)的意義，增強了邏輯分析和推理能力。三、挖掘內(nèi)在聯(lián)系，體會傳承之美科學研究是人們對自然界的認知由不知到知之較少，再由知之較少到知之較多的復雜、曲折的過程?？茖W研究的過程從來都不是一蹴而就、一馬很難僅憑個人的一己之力去單打獨斗地完成，它往往都是一代代科學工作者站在前人成功或遺憾的肩膀上，繼續(xù)向上攀登的過程。高中生物學中，細胞學說的建立、對細胞膜成分和結(jié)構(gòu)的探索、關(guān)于酶本質(zhì)的探索、光合作用的探究歷程、DNA是遺傳物質(zhì)的探索、生物進化理論液素的發(fā)現(xiàn)、植物生長素的發(fā)現(xiàn)......這些大量的生物學現(xiàn)象、本質(zhì)、規(guī)律的探索過程，是一系列重要的階段性研究成果的有機傳承和發(fā)展的過程，學工作者數(shù)十年智慧和汗水的結(jié)晶。因此，在圍繞某一主題、涉及若干經(jīng)典“事件”的生物學史教學過程中，教師不僅要指導學生理解單一“”中體現(xiàn)的科學思維和科學方法，也要引生體會若干“事件”之間的內(nèi)在聯(lián)系，使學生能從一定的高度系統(tǒng)、整體地掌握相關(guān)生物學內(nèi)容和研究思想。筆者曾聽過一節(jié)課題為人教版《普通高中課程標準實驗教科書·生物·必修3·穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第3章第1節(jié)“植物生長”的“青藍”匯報展示教師以下列學案為線索，展開生長素發(fā)現(xiàn)過程中相關(guān)經(jīng)典實驗的教學。教學過程中，教師注重對學生思維的啟發(fā)，通過指導學生分析實驗現(xiàn)象、體會實驗思路、設(shè)計對照實驗、歸納推理結(jié)論等學習活動，使學生較好個經(jīng)典實驗的精髓和價值，有效地發(fā)展了學生的科學探究等生物學科核心素養(yǎng)。整體而言這節(jié)課的教學目標達成良好，是一節(jié)較為成功的匯報課。然而稍顯不足的是，在對四個經(jīng)典實驗精彩“各個”的同時，對四者之間的內(nèi)在邏輯應有的挖掘。如果教師能夠適當引導學生體會“某種影響→可能是一種化學物質(zhì)→確實是一種化學物質(zhì)”的整體探索思路以及溫特對詹森和拜爾實驗操作的借鑒，則更有利于學生對生長素發(fā)現(xiàn)的長期、漸進、曲折歷程的理解，也更有利于學生品味科學研究過程中的傳