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高中生物科学史教学策略

时间:2024-05-04

李春春

摘 要:生物科学史不仅真实记载了生物科学形成发展的历程,而且阐述了历程的形成背景与规律。课堂中利用好科学史,可以培养学生生命观念、理性思维、科学探究精神和社会责任心。但在利用科学史料时,我们应该大胆取舍,适时适当地利用生物科学史。使生物学史的价值在教学过程中真正发挥出来。

关键词:生物学史;教学;策略

新课标教科书中有大量生物学史。生物科学史不仅真实记载了生物科学形成发展的历程,而且阐述了科学历程的形成背景与规律。课堂中利用好科学史,可以培养学生生命观念、理性思维、科学探究精神和社会责任心。但在现实教学中,由于受到课时限制,高考指挥棒的影响,教师在利用科学史料时,必须对科学史实进行筛选、整理、综合,才能使其真正成为学生科学核心素养提高的一种有效途径和手段。下面谈谈笔者对高中生物课程标准必修二遗传部分出现的科学史进行教学实践后的几点体会。

表1是必修二教材出现的与遗传有关的相关史实,这些史实都包含了科学家智慧的结晶。再现历史,能让学生体会科学家们热爱科学,锲而不舍,敢于独立思考,勇于自我否定的精神。对于这些史实的处理,我主要有以下三点感受。

一、充分挖掘史实,使学生对于科学家进行科学研究的科学思想和科学态度感同身受

必修二开篇第一个内容便是孟德尔豌豆杂交实验,而且是唯一一个以科学家名字命名的课题。可见编者的用心就是要让学生牢牢记住并尊重我们遗传学的鼻祖,“推开遗传学大门”的人---孟德尔。如何真正让学生尊重科学家,必先让学生去了解他。所以在开启两个规律的教学之前,很有必要补充对孟德尔其人其事的了解。在课前教师可以布置学生自己去网上查找与孟德尔有关的资料,让学生对孟德尔有初步的了解。进入新课后教师不断鋪垫孟德尔假说演绎的伟大。例如讲到显隐性概念时我们可以补充这样的史实:另一位伟大的生物学家达尔文在同时代也做过类似豌豆杂交实验的金鱼草实验,他收集数据后,发现子二代中正常花的数量比异常花多,这和孟德尔子二代中看到高茎豌豆比矮茎豌豆多是类似的。但是达尔文没能想到显隐性这样的假说,更可惜的是他缺乏孟德尔的统计知识,看不到子二代中两种表现型的比例规律,因此达尔文失去了这个发现遗传学规律的机会。达尔文这位伟大的生物学家,他的理论(自然选择学说)在初中教科书中就出现,所以学生对达尔文的名气应该有前认知,通过科学家与科学家之间的对比,是否更能体现孟德尔的伟大?但是孟德尔并没有达尔文那么幸运,他的论著发表之后并未引起世人的反响,而是沉寂了30年。这让我们在对科学家惋惜的同时对孟德尔更加膜拜了,因为这说明孟德尔提出的遗传学定律有多么的超时代。我想对于孟德尔这些史实的添加不但没有延误教学进度,反而使学生对于科学家进行科学研究的科学思想和科学态度感同身受,真正达到了对学生科学素养的培养。

二、大胆删除一些与学生已有认知结构不相联系的跨学科史实

必修二第三章第二节<>课题中引入美国科学家沃森和英国物理学家克里克汲取了众多物理学家和化学家的研究成果而建构DNA双螺旋结构模型的史实。例如英国著名生物物理学家威尔金斯的一张DNA的X射线衍射图谱对沃森和克里克发现DNA结构的影响,并在课本48页展示了这张DNA衍射图谱。对于高一学生来说,还未学到衍射方面的物理知识,完全看不懂这个图,反而给学生更多的困惑,无法使学生有感而发地领悟。所以在教学中,可以大胆地删除一些高中生不需明白的内容或与学生已有的认知结构不相联系的跨学科的知识。否则效果适得其反。

三、注重科学史之间的联系,有助于建构完整的学科知识结构

遗传学的建立和发展经历了细胞遗传学、群体遗传学、微生物遗传学和分子遗传学等阶段的发展。孟德尔运用数学知识对数据进行统计分析,发现了遗传规律; 20世纪初,萨顿在孟德尔遗传学以及19世纪末在染色体的变化、体细胞与生殖细胞的分裂等方面的成果上,提出了染色体学说,即(孟德尔所说的)遗传因子可能就在染色体上。但是当时拿不出有效的证据证明他们的观点。直到1910年,摩尔根通过一系列果蝇的遗传学实验发现,控制果蝇眼色的基因位于性染色体上,才证明了萨顿的假说。从“基因位于染色体上”这一知识点的形成过程,可以看到科学产生、发展的步骤,如果我们在学习中能够循着这样的思路,那么与此相关的这一部分的知识结构就建构起来了,而且还可能联系到新的问题上去。

总之,对于科学史引入生物课堂教学,以建立认知的逻辑过程、引入科学的研究方法和培养学生的科学素养为目的是必须的。但在利用科学史料时,我们应该大胆取舍,适时适当地利用生物科学史。并且在利用科学史进行课堂教学时,教师要善于与学生互动、交流和交往,创设学生主动参与的学习环境,为学生提供讨论、质疑、探究、合作和交流的机会,这样才能使生物学史的价值在教学过程中真正发挥出来。

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