浅议借助生物科学史培养学生学科核心素养

张洪发

[摘   要]生物科学史教学是现代教育创新的方向，也符合培养学生学科核心素养的要求。生物科学史教学不但能提升课堂趣味性，而且能帮助学生形成科学思维，对其成长发展与学科核心素养培养有促进作用。教师借助生物科学史来开展生物教学，可提高教学效率和质量，达到培养学生学科核心素养的目的。

[关键词]生物学;科学史;学科核心素养

[中图分类号]    G633.91        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2021）15-0061-02

生物科学史是指生物学的发展历程，包含生物学科相关的探究方法、技术、理论等，同时也蕴含科学家探索和研究生物的思路、态度，这对培养初中生生物学科核心素养具有重要的教育价值。教师通过引导学生重视生物科学史的学习，使学生了解生物概念的形成，既让其获取生物学科的基础知识，又让其掌握科学家探索过程中的解决方法与思路，有利于提高生物学习能力和学习水平。因此，在实际教学中，初中生物教师应充分利用生物科学史的教育价值，使学生能够树立生物观念、形成科学思维、提高探究能力、承担社会责任，最终达到培养学生生物学科核心素养的教学目标。

一、借助生物科学史，树立生命观念

生物观念是人们对生物现象进行观察、解释、实证的抽象意识和思想，其包含物质与能量观、稳态与平衡观、进化与适应观等。生命观念也是学生学习、研究生物学的基础，只有树立正确、科学的生命观念，才能高效掌握生物学概念和规律，进而帮助学生构建系统的知识网络体系，提高自身生物学的学习能力。因此，教师在实际教学时应在教材中有针对性地选择生物科学史，让学生了解生命的来源、形成以及规律，有效树立其生命观念，为其往后学习生物知识奠定坚实的基础。

例如，在教学《植物细胞的结构与功能》这一课时，教师应联系《人和动物细胞的结构与功能》相关知识进行对比和引入，并用多媒体播放科学家施莱登用显微镜观察植物细胞、施旺采用显微镜观察动物细胞的相关视频。这与学生第一次使用显微镜观察生物细胞的经历相似，可使其产生共鸣，让其了解科学家探索生物知识的曲折、艰辛过程，这样学生能更容易理解生物知识生成的过程，树立生命观念。此外，教师以此揭示植物或动物细胞形态、大小的差异和相同性，并引导学生进行观察和对比，让学生发现生物的构成具有一定规律，进而掌握“细胞是构成生物体的基本单位”这一概念。另外，在学习《DNA是主要的遗传物质》相关内容时，教师也可以借助其中涉及的生物科学史——沃森、克里克探索DNA分子的双螺旋结构，采用多媒体技术呈现DNA双螺旋结构的相关图片，并扩展该科学史，使学生充分了解沃森、克里克在研究DNA晶体X射线衍射照片时所提出的观点，以及他们在威尔金斯与富兰克林的研究基础上进行的补充，最终建立的DNA分子双螺旋结构模型，让学生从中了解结构与功能相适应的观点。

二、借助生物科学史，形成科学思维

生物科学史是展现科学家在探究过程中批判、求真、求新、反思的发展史，而科学思维是科学家基于事实与论据，秉持求真务实、严谨的态度，采用科学的方法解决问题、认识事物的思维能力。科学思维包括批判性思维、演绎与推理、归纳与概括以及模型与建模等，其是学生智力发展的目标，也是学生自主学习生物知识的必需素养、方法，对培养其生物学科核心素养具有重要作用。因此，在生物教学中，教师应将科学家摸索与总结的科学方法与思维渗透于教学活动中，通过引导学生了解生物科学史，使其从中学习更多科学研究方法，帮助其形成科学思维。在研究生物学现象与规律的过程中，提出问题、做出假设、实验验证、结果分析等步骤，都渗透着科学思维，故教师引导学生分析生物科学史中的研究历程各环节，可帮助学生形成科学思维。

例如，在教学《人体的神经调节》这一课时，首先，教师应借助生物科学史——巴甫洛夫的经典实验让学生了解条件反射的形成过程，该实验采用对照法设计了四种情况：第一是给小狗食物;第二是只播放铃声，不给食物;第三是播放铃声与给食物;第四是多次播放铃声与给食物后，只播放铃声。以此实验观察在哪种情况下，小狗唾液分泌最多。其次，教师向学生提问：哪种情况下小狗分泌唾液属于后天形成？哪种情况下小狗分泌唾液属于先天形成？多次播放铃声和给食物的作用是什么？让学生分小组探讨、分析，最后发现只有多次结合非条件刺激与条件刺激，并建立起联系后，才能形成条件反射。如此一来，教师通过对生物科学史进行研究和分析，让学生在对比中了解形成条件反射的过程，不仅能锻炼其思辨能力，还能让其形成科学思维。

三、借助生物科学史，提高探究能力

科学探究能力是每个科学家必备的技能，生物科学知识点是科学家在探究过程中产生的，故生物科学知识点可作为提高学生探究能力的主要素材。在教学中，教师应选择合适的科学史素材，创设历史情境，让学生身临其境，感受科学家的探究历程，同时针对生物学现象进行观察、思考、实验设计、结果交流，以促进学生探究能力的提升。此外，教师也可以借助生物科学史开展科学研究实践活动（如家庭实践活动、户外实践活动等），组织学生参与生物学科实践研究，从而提升学生生物学科核心素养。

以教学《光合作用的发现》为例，教材中介绍了普利斯特莱的经典钟罩系列实验、范·海尔蒙特的柳树生长实验以及希尔光合作用光照条件实验，教师可根据这些生物科学史布置课堂学习任务。教师可针对经典钟罩系列实验设计问题：對比实验一和实验二、实验三和实验四，它们有什么异同之处？在普利斯特莱所做过的实验中，哪一个条件是相同的？让学生小组合作设计对照实验，阐述阳光对光合作用的影响。通过上述问题的引导，让学生了解和分析科学家的实验过程，并学习光合作用的研究方法，进而以科学家的实验为范例设计对照实验。这样一来，学生不但对光合作用有了一定理解，而且能在亲身体验中接受科学方法、思维的训练，从而有效提高自身的科学探究能力。再如，在教学《生命的诞生》这一课时，教师以教材对生命起源的“自生论”相关介绍作为生物科学史，并用弗朗西斯科·雷迪的实验否定“腐肉生蛆”这一理论，让学生更深入地认识生物科学的研究方法。另外，教材中还介绍了巴斯德实验否认微生物自生的概念，让学生在学习该科学史时，充分领悟科学家经过多次研究和修正，发明“鹅曲颈瓶”装置，并证明了“细菌不是自然产生的，而是由原来已存在的细菌产生的”这一理论。因此，教师借助生物科学史展现科学家在生物学探究中所使用的方法与思维，有利于学生在认识、理解这些科学探究方法时，逐渐提升科学探究能力。

四、借助生物科学史，承担社会职责

生物学社会职责是指基于对生物学的认知，参与个人与社会事务的谈论，并做出理想判断与解释，提高解决生物学问题的能力。在生物学史上，科学家承担着生物科学社会责任，应用科学思维与方法，并秉持科学世界观与科学精神不断探索生物现象。因此，教师应挖掘生物科学史的人文资源，让学生领悟科学家锲而不舍、勇于改正错误的科学探索精神，使学生在生物研究中学会相互分享、相互合作，树立服务社会、回报社会的义务感和职责感，从而促进学科核心素养的提升。这样一来，当学生步入社会后就会意识到科学技术的规范在社会生活方面的应用意义，确保科学技术造福人类社会。在实际生物科学史教学中，教师应让学生关注社会议题，并参与议题探讨，做出理性的判断与解释，辨别伪科学和封建迷信，同时逐渐增强生态意识，积极保护生活环境与大自然环境，并向身边的家人与朋友宣传健康知识。此外，教师也可结合生活实际或本地资源开展科学实践，引导学生尝试解决现实生活中与生物有关的问题，从而提升其社会职责素养。

以《我们周围的生物学》为例，在讲解这堂课内容之前，教师可让学生讨论生物学与人类生活的关系。有的学生提到地球上部分动植物是人类的食物来源，这时教师可就生活中的食物开展生物科学史教学，引导学生阅读和学习《袁隆平杂交水稻》，并布置驱动任务，让学生阅读后，回答问题：袁隆平是如何研究出杂交水稻的？袁隆平的新型杂交水稻对人类生活具有什么意义？我们应该学习袁隆平在生物科学探索中的什么精神？）在学习生物科学史中，教师通过布置驱动任务，引发讨论，使学生在阅读和学习时对生物学发展与人类社会生活的关联加深了解，让学生意识到生物学对生产、生活、社会的影响，进而产生责任感。另外，教师应将生物科学史作为课外阅读素材，拓宽学生眼界，如学习《疾病与免疫》时，教师可引导学生了解“胰岛素的发现”“胃溃疡的元凶”“巴氏消毒法”“青霉素的发现”等生物科学史，这些内容不仅能填补教学中空缺的生物学知识，还能让学生意识到健康生活、善待生命的重要性，并学会应用生物学知识和方法辨认伪科学，关注社会生物科学议题，做出理性的判断，主动宣传生物学知识，从而承担起社会职责。

总之，生物科学史不但承载着知识理论，而且展现了科学家的探索历程，蕴含丰富的人文资源，并体现科学家善于合作、勇于创新的科学精神。这对培养学生核心素养具有一定的引导作用。因此，教师需在教材中选择合适的生物科学史材料，引领学生学习科学家的探究方法，使其形成科学思维，提高探究能力，同时增强生命观念，并学会承担社会职责，最终实现学科核心素養的提升。

（责任编辑    黄诺依）