畢業(yè)論文科學(xué)史融入高中生物新課程的教學(xué)策略研究

1、<p>　　科學(xué)史融入高中生物新課程的教學(xué)策略研究</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　國際基礎(chǔ)科學(xué)教育改革的一些研究表明，把科學(xué)史的有關(guān)內(nèi)容融入中小學(xué)科學(xué)課程，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的一個非常重要而且可行的途徑。目前在新課程的實施中，教師對科學(xué)史教育的關(guān)注還不夠，主要原因是大部分教師思想上并沒有充分全面地認(rèn)識科學(xué)史的教育價值，實踐

2、中也缺乏對如何將科學(xué)史融入科學(xué)課程的教材教法的研究。基于這種現(xiàn)狀，本文從新課改的精神出發(fā)，從以下幾個角度對這些問題進(jìn)行了探討。</p><p>　　一是闡述新一輪課程改革背景下開展科學(xué)史教育的必要性，介紹國內(nèi)外開展生命科學(xué)史教育及研究的現(xiàn)狀，指出了當(dāng)前存在的諸多問題和不足。二是簡要探討了生物科學(xué)史教育的內(nèi)涵，并對高中生物必修教材中的科學(xué)史內(nèi)容作了分析，討論了科學(xué)史教育在體現(xiàn)課改理念方面的功能。三是本文針對不同科學(xué)

3、史素材的特點(diǎn)，提出用不同的教學(xué)策略將生物科學(xué)史融入課堂教學(xué)中，以便發(fā)揮科學(xué)史的教育功能，貫徹新課改的理念。這些教學(xué)策略是：用科學(xué)史創(chuàng)設(shè)情境，引入課題；用科學(xué)史突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)；用科學(xué)史作為貫穿課堂教學(xué)的主線；用科學(xué)史作為課堂教學(xué)的延伸。四是筆者運(yùn)用這些教學(xué)策略，進(jìn)行科學(xué)史教育的教學(xué)實踐和研究,并嘗試用適當(dāng)?shù)姆椒ǚ治鲈u價教學(xué)實驗的結(jié)果。實驗結(jié)果表明科學(xué)史教育可以讓學(xué)生在加深知識理解的同時,感受科學(xué)精神，領(lǐng)悟到什么是科學(xué)思想、科學(xué)方法和科

4、學(xué)本質(zhì)，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。五是文章對全文研究內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，對目前教學(xué)中存在的問題和困難進(jìn)行反思。</p><p>　　關(guān)鍵詞：科學(xué)素養(yǎng)；生物科學(xué)史；科學(xué)史教育；教學(xué)策略 </p><p>　　Teaching Strategy Research on Incorporating Science History into New High School Biology Courses

5、</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Previous research on the international elementary science education reform suggests that a very important and viable way of cultivating students sc

6、ience literacy is to incorporate key concepts of science history into the science courses of grade school to high school. At the present, while implementing new courses, teachers have not yet paid sufficient attention to

7、 the education of science history. The main reason for this phenomenon is that the majority of teachers did not fully recognize the s</p><p>　　First, the study acknowledges the necessity to engage the educat

8、ion of science history in the new course reform. By examining current research on life science history education, I point out problems and issues that arise from the existing situation. Second, I briefly discuss the esse

9、nce of biological science history education and especially analyze the contents on science history in required courses of high school biology. The purpose is to understand the roles that science history education may<

10、/p><p>　　Key words: scientific literacy. history of biology science. science history education. teaching strategies. </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 問題的提出1&

11、lt;/b></p><p>　　1.1 問題提出的背景1</p><p>　　1.2 科學(xué)史教育的研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3 課題研究的意義5</p><p>　　2 生物科學(xué)史教育的簡介7</p><p>　　2.1 生物史和生物科學(xué)史教育的內(nèi)涵7</p><p>

12、;　　2.2 新課程必修教材（人教版）中的科學(xué)史內(nèi)容分析7</p><p>　　2.2.1 科學(xué)史在教材中的分布7</p><p>　　2.2.2 科學(xué)史在體現(xiàn)高中生物課改理念方面的教育功能11</p><p>　　2.2.3 科學(xué)史融入課堂教學(xué)應(yīng)遵循的原則15</p><p>　　3 生物科學(xué)史融入高中新課程的教學(xué)策略研究17&l

13、t;/p><p>　　3.1 用科學(xué)史創(chuàng)設(shè)情境，引入課題17</p><p>　　3.1.1 適用原則18</p><p>　　3.1.2 實例剖析19</p><p>　　3.2 用科學(xué)史突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)22</p><p>　　3.2.1 適用原則22</p><p>　　3.2.2

14、 實例剖析23</p><p>　　3.3 用科學(xué)史作為貫穿課堂教學(xué)的主線27</p><p>　　3.3.1 適用原則27</p><p>　　3.3.2 實例剖析29</p><p>　　3.4 用科學(xué)史作為課堂教學(xué)的延伸33</p><p>　　3.4.1 適用原則33</p><

15、p>　　3.4.2 實例剖析34</p><p>　　4 生物科學(xué)史融入高中新課程教學(xué)的實驗研究37</p><p>　　4.1 教學(xué)實驗的實施37</p><p>　　4.1.1 實驗班級的確定37</p><p>　　4.1.2 實驗過程與內(nèi)容37</p><p>　　4.1.3 自變量37<

16、;/p><p>　　4.1.4 因變量37</p><p>　　4.2 教學(xué)實驗的結(jié)果38</p><p>　　4.2.1 實施科學(xué)史教育前后相關(guān)考試成績分析38</p><p>　　4.2.2 觀察法分析評價實驗班學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)38</p><p>　　4.2.3 對實驗班學(xué)生的調(diào)查訪談39</p>

17、<p>　　5 結(jié)論和進(jìn)一步的反思41</p><p><b>　　5.1 結(jié)論41</b></p><p>　　5.2 進(jìn)一步的反思41</p><p><b>　　主要參考文獻(xiàn)43</b></p><p><b>　　致 謝45</b></p

18、><p>　　附 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文46</p><p>　　科學(xué)史融入高中生物新課程的教學(xué)策略研究</p><p>　　1 問題的提出 </p><p>　　1.1 問題提出的背景</p><p>　　21世紀(jì)是知識經(jīng)濟(jì)的時代，社會信息化和高科技發(fā)展的步伐日益加快，與此相應(yīng)，教育也進(jìn)入一個嶄新的發(fā)展階段?！痘A(chǔ)

19、教育課程改革綱要(試行)》的頒布，標(biāo)志我國基礎(chǔ)教育進(jìn)入了課程改革時代。《綱要》明確地提出要全面推進(jìn)素質(zhì)教育。一個時期里，對教育應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生哪些素質(zhì)有許多解析，但各種解析均包含科學(xué)文化素質(zhì)這一條。[1] 放眼世界，各國教育界也都十分重視提高全民科學(xué)素養(yǎng)。</p><p>　　如美國科學(xué)促進(jìn)協(xié)會（AAAS）在《面向全體美國人的科學(xué)》一書中提出：“把提高全民的科學(xué)素養(yǎng)作為科學(xué)教育的首要目標(biāo)，科學(xué)素養(yǎng)是針對所有的人，不是

20、針對少數(shù)對科學(xué)感興趣或有學(xué)習(xí)潛能的學(xué)生?！蹦敲?，什么是科學(xué)素養(yǎng)？什么是生物科學(xué)素養(yǎng)呢？</p><p>　　1996年推出的《美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中對“有科學(xué)素養(yǎng)”的定義是：“有科學(xué)素養(yǎng)是指了解和深諳進(jìn)行個人決策、參與公民事務(wù)和文化事務(wù)、從事經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)所需的科學(xué)概念和科學(xué)過程。有科學(xué)素養(yǎng)還包括一些特定門類的能力?！痹谏鲜龆x下，有一段更具體的描述：</p><p>　　(1) 有科學(xué)素養(yǎng)就

21、意味著一個人對日常所見所歷的各種事物能夠提出、能夠發(fā)現(xiàn)、能夠回答因好奇心而引發(fā)出來的一些問題。</p><p>　　(2) 有科學(xué)素養(yǎng)就意味著一個人已有能力描述、解釋，甚至預(yù)言一些自然現(xiàn)象。</p><p>　　(3) 有科學(xué)素養(yǎng)就意味著一個人能讀懂通俗報刊刊載的科學(xué)文章，能參與就有關(guān)結(jié)論是否有充分根據(jù)的問題所作的社交談話。</p><p>　　(4) 有科學(xué)素養(yǎng)就

22、意味著一個人能識別國家和地方?jīng)Q定所賴以為基礎(chǔ)的科學(xué)問題，并且能提出有科學(xué)技術(shù)根據(jù)的見解來。</p><p>　　(5) 有科學(xué)素養(yǎng)的公民應(yīng)能根據(jù)信息源和產(chǎn)生此信息所用的方法來評估科學(xué)信息的可靠程度。</p><p>　　(6) 有科學(xué)素養(yǎng)還意味著有能力提出和評價有論據(jù)的論點(diǎn)，并且能恰如其分地運(yùn)用從這些論點(diǎn)得出的結(jié)論。[2]</p><p>　　生物科學(xué)素養(yǎng)與科學(xué)素養(yǎng)

23、是局部和整體的關(guān)系,是公民科學(xué)素養(yǎng)構(gòu)成中重要的組成部分?！镀胀ǜ咧猩镎n程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》中指出生物科學(xué)素養(yǎng)是指公民參加社會生活、經(jīng)濟(jì)活動、生產(chǎn)實踐和個人決策所需的生物科學(xué)知識、探究能力以及相關(guān)的情感態(tài)度與價值觀。它反映了一個人對生物科學(xué)領(lǐng)域中核心的基礎(chǔ)內(nèi)容的掌握和應(yīng)用水平，以及在已有基礎(chǔ)上不斷提高自身科學(xué)素養(yǎng)的能力。提高每個高中學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)是新課程標(biāo)準(zhǔn)實施中的核心任務(wù)。[3]</p><p>　　生物科學(xué)素

24、養(yǎng)是公民科學(xué)素養(yǎng)構(gòu)成中重要的組成部分。對比已往的生物教學(xué)大綱，《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》中，就明確指出“提高生物科學(xué)素養(yǎng)”是高中生物課程的核心理念。這種變化是多年來素質(zhì)教育推進(jìn)的結(jié)果，也體現(xiàn)了國內(nèi)外科學(xué)教育界的共識。</p><p>　　國際基礎(chǔ)科學(xué)教育改革的一些研究表明，把科學(xué)史的有關(guān)內(nèi)容融入中小學(xué)科學(xué)課程，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的一個非常重要而且可行的途徑?！睹绹鴩铱茖W(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》指出：許多個人對科學(xué)傳統(tǒng)做

25、出了貢獻(xiàn)。學(xué)習(xí)其中的某些典范人物可以進(jìn)一步理解科學(xué)探究，理解作為人類奮斗目標(biāo)的科學(xué)，理解科學(xué)的本質(zhì)及科學(xué)與社會之間的關(guān)系。追隨科學(xué)史的足跡可以發(fā)現(xiàn)，科學(xué)創(chuàng)新人物要打破當(dāng)時被普遍接受的觀念，得出我們今天認(rèn)為理所當(dāng)然的結(jié)論是多么的困難?？茖W(xué)解釋的歷史觀點(diǎn)說明，科學(xué)知識如何隨時間的推移發(fā)生變化，而且?guī)缀跏冀K是建立在先前知識的基礎(chǔ)上。所以，學(xué)習(xí)科學(xué)史不僅是對科學(xué)思想本身的學(xué)習(xí)，也是使學(xué)生了解科學(xué)本質(zhì)、培養(yǎng)科學(xué)精神的一個重要途徑。</p&g

26、t;<p>　　《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》中明確提出:“要注重生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)”。科學(xué)史教育可以在加深知識理解的同時,讓學(xué)生感受科學(xué)精神，領(lǐng)悟到什么是科學(xué)思想、科學(xué)方法和科學(xué)的本質(zhì)，領(lǐng)悟到科學(xué)的人文性,從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。而且科學(xué)史教育對落實《課程標(biāo)準(zhǔn)》在課程目標(biāo)上知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個維度的要求也具有不可替代的作用。</p><p>　　1.2 科學(xué)史教育的研究現(xiàn)狀

27、</p><p>　　(1) 國外科學(xué)史教育研究的萌芽和發(fā)展</p><p>　　科學(xué)史教育的萌芽可以追溯到19世紀(jì)中葉。當(dāng)時的英國科學(xué)促進(jìn)會（BAAS）主席在1851年的一次演講中呼吁：“我們要教給年輕人的，與其說是科學(xué)結(jié)論不如說是科學(xué)方法，更不如說是科學(xué)史?！盵4]</p><p>　　法國生命學(xué)家、教育家保羅·朗之萬在 1904 年首先倡導(dǎo)在中等自然

28、課程中進(jìn)行“史”的教育，他在其著名的論著《思想與行動》一書中指出：“科學(xué)的教育價值，事實上，一方面在于發(fā)現(xiàn)，同時卻也在于能夠達(dá)到這種發(fā)現(xiàn)的努力；是在于對定律的說明，同時卻也在于那些定律的歷史；是在于那些定律的總體給予現(xiàn)實世界的遠(yuǎn)景；在于與事實的密切接觸，同時卻也在于借以獲得以上一切的科學(xué)訓(xùn)練?？茖W(xué)教育的這兩個方面就如等式的兩項一樣，是不可分離的……”[5]然而，由于缺乏系統(tǒng)理論的支撐和實踐的實證及受到種種保守勢力的阻撓，朗之萬的觀點(diǎn)在當(dāng)

29、時不過是一句振奮人心的口號而已，尚未真正進(jìn)入中學(xué)課程的視野。</p><p>　　在第一次世界大戰(zhàn)前夕，美國科學(xué)史學(xué)科的奠基人薩頓率先在哈佛大學(xué)本科生中開設(shè)科學(xué)史課程，在這期間，有多位教授進(jìn)行了卓有成效的科學(xué)史研究與實踐，并發(fā)表了不少有價值的文章，為以后真正使科學(xué)史課程進(jìn)入中學(xué)課程做了必要的思想準(zhǔn)備，并積累了豐富的經(jīng)驗。</p><p>　　1952年美國哈佛大學(xué)的科學(xué)史教授霍爾頓（G.H

30、olton）編寫了一部面向文科學(xué)生的物理學(xué)教材---《物理科學(xué)的概念和理論導(dǎo)論》，這部教材被譽(yù)為科學(xué)教育中的一塊里程碑。該書的獨(dú)到之處之一，就是充分而有效地利用了科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)來向?qū)W生闡釋物理科學(xué)研究的思想方法和本質(zhì)。[6]</p><p>　　1963 年由美國著名的生命學(xué)家、科學(xué)教育家芝加哥大學(xué)教授施瓦布(J.Schwab) 主 持 設(shè) 計 了 著 名 的 中 學(xué) 生 物 課 程—— BSCS (Biolo

31、gical Science Curriculum Study)。該課程在突出探究學(xué)習(xí)的同時，也極為重視科學(xué)史教育。施瓦布曾在 BSCS 的“教師手冊”中寫到：“作為探究的科學(xué)教學(xué)的本質(zhì)是讓學(xué)生理解在科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程中，問題是怎樣提出的，如何得到驗證的，最后又是怎樣得出結(jié)論的，它應(yīng)當(dāng)包括適當(dāng)處理科學(xué)疑問和科學(xué)的不完整性。還應(yīng)提倡科學(xué)史，因為它關(guān)注的是人和事而不是概念本身[7]。專門的科學(xué)史教材和專業(yè)教師的出現(xiàn)，標(biāo)志著科學(xué)史教育開始真正進(jìn)入到人

32、們的視野，同時也標(biāo)志著生物科學(xué)教育的真正到來。</p><p>　　科學(xué)史教育日益發(fā)展的標(biāo)志主要表現(xiàn)在科學(xué)史教育的研究和科學(xué)課程與教學(xué)改革方面。美國科學(xué)促進(jìn)會（AAAS）于1985年開始著手制定全面革新美國中小學(xué)科學(xué)教育的長遠(yuǎn)發(fā)展計劃---“2061 計劃”。美國《2061 計劃》、《國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》等指導(dǎo)全國教育改革的文件和法規(guī)的相繼出臺，更是從理論層面界定了科學(xué)史教育的功用、內(nèi)容以及實施標(biāo)準(zhǔn)，它為今后在中學(xué)

33、理科中的具體教學(xué)實踐指明了方向。如今，在風(fēng)起云涌的世界教育改革浪潮中，科學(xué)史教育正在從科學(xué)教育的邊緣進(jìn)入科學(xué)教育的中心。[8]</p><p>　　(2) 國內(nèi)科學(xué)史教育研究的現(xiàn)狀</p><p>　　1954 年，新中國成立了第一個科學(xué)史研究機(jī)構(gòu)——自然科學(xué)史研究委員會。受種種因素的影響，在一段時期內(nèi)，國內(nèi)科學(xué)史教育與研究的發(fā)展均大大滯后于世界范圍內(nèi)同時期的學(xué)科建設(shè)水平。</p&g

34、t;<p>　　20世紀(jì)80年代左右，一場解放思想、實事求是的春風(fēng)，奏響了科學(xué)史教育與研究的號角，在當(dāng)時，一批西方科學(xué)史作品和著作被譯介到中國，這為以后我國在科學(xué)史方面的教育與研究提供了有力的理論支撐，也為科學(xué)史的學(xué)科建設(shè)走上科學(xué)化道路奠定了堅實的基礎(chǔ)。</p><p>　　在我國實現(xiàn)科學(xué)史學(xué)科建制化方面具有里程碑式意義的歷史事件，是 1999年3月上海交通大學(xué)科學(xué)史系（全稱為“科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)系”

35、）的隆重成立，它的成立標(biāo)志著中國真正意義上的科學(xué)史教育與研究開始步入了一個理性發(fā)展階段。2005 年 7 月 24 日－30 日，被譽(yù)為科學(xué)史界的“奧林匹克”盛事的第 22 屆北京國際科學(xué)史大會的隆重召開，標(biāo)志著我國公眾對科學(xué)史的教育意義與價值有了更深的理解，同時也昭示了科學(xué)史研究與教育在中國的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入加速發(fā)展階段。當(dāng)人們一旦意識到科學(xué)史教育所蘊(yùn)涵的巨大社會價值和教育價值時，也就意味了它離普及和推廣不遠(yuǎn)了。</p>&

36、lt;p>　　科學(xué)史作為一門新興、交叉、綜合性學(xué)科，因為它的年輕，在當(dāng)前中國教育界，科學(xué)史的受重視程度依然不夠，具體表現(xiàn)在：</p><p>　?、?長期的應(yīng)試教育，而且受慣性的強(qiáng)大影響，在教學(xué)實踐中還一直存在這樣的偏差：重理論輕實踐、重概念輕事實、重學(xué)科中心輕學(xué)生中心、重認(rèn)知輕情感等等，其影響根深蒂固，在短期內(nèi)難以根除。</p><p>　?、?對科學(xué)史的教育價值認(rèn)識不足：將科學(xué)史

37、引入生物科學(xué)課程，對廣大生物教師來說，還是一個新鮮事物。由于絕大多數(shù)師范院校在培養(yǎng)合格畢業(yè)生所設(shè)的科學(xué)課程中沒有專門的科學(xué)史課程，勢必影響到生物教師本身的科學(xué)史素質(zhì)的發(fā)展，我國廣大科學(xué)教師對于把科學(xué)史融入理科教學(xué)的教育價值認(rèn)識還不深刻，一般多認(rèn)為科學(xué)史教育主要是提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和愛國主義精神，而忽視了科學(xué)史在促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識科學(xué)的本質(zhì)、理解科學(xué)概念、學(xué)習(xí)科學(xué)方法，以及了解科學(xué)、技術(shù)與社會之間的互動關(guān)系等方面的價值，使得科

38、學(xué)史教育的開展長期處于一種不夠自覺的狀態(tài)。國際科學(xué)教育實踐表明，科學(xué)史教育不是可有可無的，也不是科學(xué)教育的點(diǎn)綴，而是科學(xué)教育不可分割的組成部分。</p><p>　?、?在實踐層面上，對于如何將科學(xué)史融入科學(xué)教學(xué)中去，還沒有找到一套行之有效的教學(xué)模式和方法，也沒有實證性的范例為參考，這也是制約我國當(dāng)前科學(xué)史教育的重要因素?？梢哉f，有關(guān)科學(xué)史教育研究的相對匱乏再加上生物教師對科學(xué)史有關(guān)背景和知識的了解相對甚少，勢必

39、對科學(xué)史教育在科學(xué)教育中的地位和教法把握不透。長期形成的惡性循環(huán)，其必然結(jié)果就是培養(yǎng)的人才難以適應(yīng)時代發(fā)展的需要，往往只有一技之長但卻缺乏科學(xué)研究中所需的那種精神和態(tài)度。</p><p>　?、?科學(xué)史教育長期沒有形成一個大氣候，廣大科學(xué)教師本身沒有受到多少科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)教育。切實提高科學(xué)教師的科學(xué)史素養(yǎng)，將科學(xué)史融入科學(xué)課程教學(xué)，科學(xué)教師的科學(xué)史知識背景及對教材教法的認(rèn)識是關(guān)鍵性問題。當(dāng)前我國中小學(xué)科學(xué)教師普

40、遍存在著缺乏科學(xué)史修養(yǎng)及整合科學(xué)史于理科教學(xué)的能力，這是目前我國開展科學(xué)史教育面臨的最大難題。 [9]。</p><p>　　面對困難，作為中學(xué)生物學(xué)科的教師，有責(zé)任、有義務(wù)在教學(xué)實踐中去探索如何更好地將科學(xué)史融入生物教學(xué)，以便充分發(fā)揮科學(xué)史的教育價值。</p><p>　　1.3 課題研究的意義</p><p>　　綜上所述，信息化時代的要求，國際科學(xué)教育改革、我

41、國生物課程改革大背景的客觀需要以及學(xué)生自身發(fā)展的心理需求等諸多因素，共同決定了加強(qiáng)科學(xué)史教育的必要性和緊迫感。目前關(guān)于科學(xué)史教育的理論研究為數(shù)不少，也有關(guān)于科學(xué)史教育的教學(xué)模式研究。最經(jīng)典的是1997年由英國科學(xué)教育學(xué)者孟克(M . Monk)和奧斯本((J. Osborne)在總結(jié)科學(xué)教育的歷史經(jīng)驗與教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合科學(xué)課程改革的新觀點(diǎn)，借鑒建構(gòu)主義理論提出了把科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會學(xué)(history,philosophy an

42、d sociology of science縮寫為HPS)融入科學(xué)課程與教學(xué)的策略，即HPS教學(xué)模式。[10]</p><p>　　HPS融入模式的教學(xué)程序包括以下6個環(huán)節(jié):</p><p>　　(1) 演示現(xiàn)象。教師上課伊始，就給學(xué)生演示某一自然現(xiàn)象。學(xué)生通過觀察現(xiàn)象，由此產(chǎn)生一個需要解決的問題。例如，為什么植物的莖具有向光性?必須指出的是，一開始向?qū)W生揭示的某一自然現(xiàn)象必須是以往科學(xué)家

43、在歷史上進(jìn)行理論研究的一個現(xiàn)象，這既能引起學(xué)生的好奇心，又能促使學(xué)生利用科學(xué)史資源進(jìn)行進(jìn)一步的探究。學(xué)生將因此切身感受到什么是科學(xué)發(fā)現(xiàn)。</p><p>　　(2) 引出觀念。教師啟發(fā)學(xué)生就這一自然現(xiàn)象提出自己的觀點(diǎn)(解釋)。為了促使學(xué)生提出各種不同的觀點(diǎn)，教師采取的教學(xué)策略很多，如討論、提問、小組學(xué)習(xí)或者“頭腦風(fēng)暴法”(即由發(fā)散性思維產(chǎn)生各種觀點(diǎn)的方法)等。這一階段，教師對學(xué)生的觀點(diǎn)不予評判，鼓勵學(xué)生各抒己見，

44、標(biāo)新立異，并鼓勵他們提出證據(jù)支持自己的觀點(diǎn)。這樣做目的是讓學(xué)生感受到，科學(xué)家的作用不僅在于發(fā)現(xiàn)所謂的“科學(xué)事實”，而且要通過他們創(chuàng)造性的想像建構(gòu)它們。</p><p>　　(3) 學(xué)習(xí)歷史。在這一環(huán)節(jié)，教師的做法是:①介紹早期科學(xué)家關(guān)于這一現(xiàn)象的思想與實例，作為學(xué)生研究的參照系;②舉例說明當(dāng)時其他科學(xué)家的不同觀點(diǎn);③引導(dǎo)學(xué)生討論或探索這些觀念產(chǎn)生的背景、條件，使學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)認(rèn)識的歷史制約性。④教師按時間順序簡述

45、或其他手段總結(jié)歷史上的研究。總之，學(xué)習(xí)歷史不僅可激發(fā)學(xué)生的想象力，同時，科學(xué)史的介紹還可以使學(xué)生以一種移情的方式，設(shè)身處地地體驗以往科學(xué)家的探究與思考。</p><p>　　(4) 設(shè)計實驗。教師將學(xué)生分組，要求學(xué)生從多種觀點(diǎn)或觀念（有學(xué)生提出的，也有歷史上科學(xué)家提出的)中選擇某種觀點(diǎn)，設(shè)計實驗進(jìn)行檢驗。這一環(huán)節(jié)要決定哪種觀點(diǎn)是有效和正確的，能激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力。這一環(huán)節(jié)應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識到:對同一自然現(xiàn)象可能有

46、不同的解釋;可以用實驗檢驗這些觀點(diǎn)(假設(shè))。</p><p>　　(5) 呈示科學(xué)觀念和實驗檢驗。由教師講解當(dāng)代的科學(xué)觀念，即介紹教科書上對這一自然現(xiàn)象的解釋，相當(dāng)于又增加了一種觀念。這一環(huán)節(jié)還需要學(xué)生對自己的觀念和解釋進(jìn)行實驗檢驗，由實驗現(xiàn)象的觀察、資料的收集與整理，最終得出結(jié)論，幫助學(xué)生接受科學(xué)觀念，從而為學(xué)生實現(xiàn)觀念轉(zhuǎn)變提供契機(jī)和可能。</p><p>　　科學(xué)史表明，即使后來被普遍

47、接受的科學(xué)觀念常在最初階段不被人理解和接受。即僅有實驗證據(jù)并不是科學(xué)知識的唯一裁決者。孟克和奧斯本認(rèn)為：一個具有當(dāng)代科學(xué)本質(zhì)觀的理科教師不應(yīng)簡單化地斷言，科學(xué)的觀念就是正確的，而應(yīng)采取工具性的觀點(diǎn)，即現(xiàn)代自然現(xiàn)象的解釋是更為精確的預(yù)測、更清楚的解釋或具有更廣泛的應(yīng)用，如此而已。這種理性懷疑主義的態(tài)度是科學(xué)精神的重要組成部分。</p><p>　　(6) 總結(jié)與評價。通過總結(jié)與評價，幫助學(xué)生更深刻的理解科學(xué)的探究本

48、質(zhì)，歷史上科學(xué)家的探究過程和科學(xué)本質(zhì)觀念。 [11]</p><p>　　HPS教學(xué)模式適用的課題必須是科學(xué)史上某一科學(xué)家曾經(jīng)研究的自然現(xiàn)象，如植物的向光性、食物的消化等等。但是現(xiàn)行生物科學(xué)課程中蘊(yùn)涵著豐富的科學(xué)史內(nèi)容，這些內(nèi)容并非都適合采用HPS教學(xué)模式。所以，我們要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要及相應(yīng)的科學(xué)史素材的特點(diǎn)，以比較自然的形式將科學(xué)史滲透到我們的教學(xué)中，既能發(fā)揮科學(xué)史的教育價值，又不至于生搬硬套，主次不分，浪費(fèi)

49、寶貴的課堂教學(xué)時間。本課題將力圖結(jié)合高中生物必修教材中的實例，闡述不同的科學(xué)史內(nèi)容融入新課程教學(xué)的策略，希望通過研究，使理論和實踐更好地結(jié)合，為在新課程教學(xué)中更好地開展科學(xué)史教育提供保障和科學(xué)依據(jù)。</p><p>　　2 生物科學(xué)史教育的簡介</p><p>　　在《美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中所闡述的科學(xué)教育的八大內(nèi)容之一是科學(xué)史和科學(xué)性質(zhì)。近年來，國際科學(xué)教育界一直倡導(dǎo)把科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)

50、和科學(xué)社會學(xué)（History， philosophy and sociology of science,簡稱HPS）的有關(guān)內(nèi)容融入中小學(xué)科學(xué)課程中, 以期促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解，培養(yǎng)他們的科學(xué)精神和創(chuàng)造力。</p><p>　　2.1 生物史和生物科學(xué)史教育的內(nèi)涵</p><p><b>　　1. 生物史</b></p><p>　　科學(xué)史

51、是研究科學(xué)發(fā)生和發(fā)展的歷史。生物科學(xué)史則是以生物科學(xué)為研究對象的一門學(xué)科。不僅提供生物科學(xué)知識（包括科學(xué)概念、事實、理論、原理等）；提示科學(xué)方法的完善過程和科學(xué)發(fā)展的不斷深化過程；還探討科學(xué)、技術(shù)、社會之間的互相關(guān)系；并以無形的力量影響我們的情感、態(tài)度和價值觀。 [12]</p><p>　　2. 生物科學(xué)史教育</p><p>　　生物科學(xué)史教育作為科學(xué)教育體系中的重要組成部分，是進(jìn)行素

52、質(zhì)教育的一種重要手段和途徑，其目的在于通過引導(dǎo)人們回顧和反思科學(xué)的歷史，收獲科學(xué)概念理論、掌握科學(xué)研究方法等，而且更重要的是要學(xué)生體驗像科學(xué)家那樣觀察問題、提出問題、解決問題的歷程，同時提高各種能力和形成品質(zhì)。科學(xué)史教育決不同于單純的知識教育，它強(qiáng)調(diào)知識、能力、情感三位一體目標(biāo)的達(dá)成，它具有科學(xué)教育和人文教育的雙重功能。[13]</p><p>　　2.2 新課程必修教材（人教版）中的科學(xué)史內(nèi)容分析</p&

53、gt;<p>　　2.2.1 科學(xué)史在教材中的分布</p><p>　　生物科學(xué)史在教學(xué)中的應(yīng)用已經(jīng)引起教育界的普遍關(guān)注，尤其是隨著新課程的進(jìn)一步實施，素質(zhì)教育要求越來越重視學(xué)生各方面的能力，越來越重視讓學(xué)生去體驗科學(xué)研究的過程，而不是科學(xué)研究的結(jié)果和知識的掌握程度。與新的課程標(biāo)準(zhǔn)相對應(yīng)，新教材也增設(shè)了形式多樣的科學(xué)史內(nèi)容。為了更好地指導(dǎo)教學(xué)，筆者查清了現(xiàn)行人教版新教材中科學(xué)史內(nèi)容的分布，并列成表格

54、。</p><p>　　表1 必修1《分子與細(xì)胞》中有關(guān)生物科學(xué)史的內(nèi)容</p><p>　　表2 必修2《遺傳與進(jìn)化》中有關(guān)生物科學(xué)史的內(nèi)容</p><p>　　表3 必修3《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》中有關(guān)生物科學(xué)史的內(nèi)容</p><p>　　統(tǒng)計可以發(fā)現(xiàn)，人教版新教材中科學(xué)史內(nèi)容的分布有以下特點(diǎn)：</p><p>　　(

55、1) 內(nèi)容豐富。課改前的高中生物教材中有10余處顯性的生物科學(xué)發(fā)現(xiàn)史，如酶的發(fā)現(xiàn)、光合作用的發(fā)現(xiàn)、植物生長素的發(fā)現(xiàn)、探索大腦的奧秘、遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)、DNA 分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)、孟德爾的豌豆雜交實驗、色盲癥的發(fā)現(xiàn)、中性學(xué)說、特異性免疫的發(fā)現(xiàn)等。而新教材中有關(guān)科學(xué)史的內(nèi)容有30余處，體現(xiàn)了新課程對科學(xué)史學(xué)習(xí)的重視。</p><p>　　(2) 形式豐富?？茖W(xué)史出現(xiàn)的形式多種多樣，有的是通過與科學(xué)概念、理論相整合的形

56、式直接寫進(jìn)課本正文中；有些重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)的史實記錄，被作為背景材料供學(xué)生進(jìn)行分析；有些以科學(xué)家訪談記錄的形式出現(xiàn)，代替以往教材的緒論；有的則以課外閱讀的形式出現(xiàn)在科學(xué)家的故事、課文旁欄等欄目中，作為課內(nèi)知識的擴(kuò)展；甚至習(xí)題中也增加了對歷史人物和事件的評論和分析（如：2002年紐約州立大學(xué)幾位病毒學(xué)家人工合成脊髓灰質(zhì)炎病毒。實驗證明，人工合成的病毒能引發(fā)小鼠脊髓灰質(zhì)炎，只是毒性比天然病毒小得多。那么人工合成脊髓灰質(zhì)炎病毒，是否就是人工制造了

57、生命？人工合成病毒的研究，應(yīng)該肯定還是應(yīng)該否定？）</p><p>　　教材中的科學(xué)史蘊(yùn)涵著豐富的精神食糧，它們不僅記載了生物科學(xué)過去的成就與艱辛，更為生物科學(xué)未來的發(fā)展提供指導(dǎo)與希望。新課程的實施中，教師應(yīng)充分挖掘科學(xué)史的教育價值來培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。</p><p>　　2.2.2 科學(xué)史在體現(xiàn)高中生物課改理念方面的教育功能</p><p>　　《普通高中生物課

58、程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》中，指出課程的基本理念分別為：提高生物科學(xué)素養(yǎng)、面向全體學(xué)生、倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)、注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系?？茖W(xué)史教育的有效開展對落實新課程的基本理念有一定的價值。</p><p>　　1. 科學(xué)史教育能提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)</p><p>　　(1) 生物史能為學(xué)生提供正確的科學(xué)知識。</p><p>　　與以往的教學(xué)不同，科學(xué)史能再現(xiàn)知識的發(fā)生過程，讓

59、學(xué)生理解科學(xué)知識是在長期的演變和矛盾發(fā)展中形成的，加深學(xué)生對科學(xué)知識的理解，有利于學(xué)生構(gòu)建科學(xué)知識體系。</p><p>　　傳統(tǒng)科學(xué)教育強(qiáng)調(diào)的是把科學(xué)當(dāng)為“辯護(hù)知識”的過程，強(qiáng)調(diào)驗證我們已經(jīng)知道的，至于科學(xué)知識如何產(chǎn)生，則不去注意。但是科學(xué)知識的本質(zhì)包含了兩個層面:第一，視科學(xué)為“辯護(hù)知識”的過程 ( justifying know-ledge):強(qiáng)調(diào)我們知道什么。例如以教師講解或教科書寫明的方式，權(quán)威地認(rèn)為某

60、事是真實的，或以斷言(assertive)的方式要學(xué)生去了解;第二，視科學(xué)為“發(fā)現(xiàn)知識”的過程(discovering knowledge):強(qiáng)調(diào)我們?nèi)绾沃?。例如解釋科學(xué)家如何得知一個科學(xué)理論，或說明某個科學(xué)理論產(chǎn)生的情境。[14]在生物學(xué)科教學(xué)中，傳統(tǒng)教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)把生物經(jīng)典知識的結(jié)論傳授給學(xué)生，學(xué)生學(xué)的知識相對來說是靜止的、孤立的，對知識理解是膚淺的。生物學(xué)中的現(xiàn)有知識都是前人科學(xué)研究的成果。在生物學(xué)教學(xué)中融入學(xué)科史，讓學(xué)生在歷史背

61、景或歷史框架中學(xué)習(xí)生物科學(xué)知識，可以使學(xué)生更準(zhǔn)確地理解科學(xué)概念和理論的發(fā)現(xiàn)、演變過程。</p><p>　　愛因斯坦曾指出:“科學(xué)結(jié)論幾乎以完美的形式出現(xiàn)在讀者面前，讀者體驗不到探索和發(fā)現(xiàn)的喜悅，感覺不到思想形成的生動過程，也很難達(dá)到清楚地理解全部情況”?？茖W(xué)體系是歷史形成的，對于科學(xué)知識體系的了解和掌握，也應(yīng)放在歷史的坐標(biāo)系中。[15]</p><p>　　例如，老教材是按照“結(jié)構(gòu)與功能

62、相適應(yīng)”的生物學(xué)觀點(diǎn)編排遺傳學(xué)內(nèi)容的，即先講遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，再講DNA分子的結(jié)構(gòu)，然后講DNA的功能，最后講遺傳的基本規(guī)律的發(fā)現(xiàn)。這種安排學(xué)生學(xué)起來比較有層次感，但不利于他們了解遺傳學(xué)是怎樣發(fā)展起來和熟悉解決生物學(xué)問題的思路。新教材是完全按照科學(xué)史來組織教材內(nèi)容的。遺傳學(xué)是在解決遺傳的規(guī)律是什么、遺傳物質(zhì)是什么、遺傳物質(zhì)具有什么結(jié)構(gòu)、遺傳物質(zhì)如何復(fù)制和如何控制多肽鏈的生成等一系列問題的過程中發(fā)展起來的，環(huán)環(huán)相扣，知識體系相當(dāng)清楚。學(xué)生循

63、著這樣的線索展開學(xué)習(xí)，了解這一系列問題的解決過程，這一部分的知識體系也就建構(gòu)起來了。有志于投身生物科學(xué)研究的同學(xué)甚至有可能發(fā)現(xiàn)新的問題，為他們將來的發(fā)展打下基礎(chǔ)。</p><p>　　(2) 生物科學(xué)史能對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育，提高學(xué)生的科學(xué)能力。</p><p>　　素質(zhì)教育所培養(yǎng)出來的學(xué)生是否具有創(chuàng)新精神和實踐能力很重要的方面表現(xiàn)在科學(xué)方法的創(chuàng)造和運(yùn)用上。科學(xué)方法的教育是科學(xué)史教育的

64、重要內(nèi)容之一 ?？茖W(xué)能力是科學(xué)素養(yǎng)的核心，把生命科學(xué)史引入生物學(xué)教學(xué),將科學(xué)結(jié)論產(chǎn)生的過程和方法同學(xué)生學(xué)習(xí)過程結(jié)合起來,遠(yuǎn)比單純告訴他結(jié)論更有助于創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。這種教學(xué)方法能讓學(xué)生主動獲取知識,獲得科學(xué)思維方法的熏陶和引導(dǎo),培養(yǎng)和發(fā)展他們的科學(xué)能力。</p><p>　　孟德爾在研究豌豆遺傳時,如果不是采取由簡到繁（從一對相對性狀到多對相對性狀）的研究方法；如果沒有獨(dú)辟蹊徑采用數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法分析實驗結(jié)果；如果不

65、能設(shè)計測交實驗對解釋加以驗證,他可能無法發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律。</p><p>　　光合作用的發(fā)現(xiàn)史中，美國科學(xué)家恩格爾曼（G.Engelmann，1809—1894）所做的實驗以巧妙著稱,他把棱鏡產(chǎn)生的光譜投射到絲狀的水綿體上,并在水綿的懸液中放入好氧性細(xì)菌,好氧性細(xì)菌聚集于藍(lán)紫光和紅橙光處,他用這種方法得到的光合作用的作用光譜與葉綠素的吸收光譜基本一致。在精密技術(shù)條件尚未發(fā)達(dá)的時代,以簡單的、然而卻是極其精巧的實驗,

66、揭示了這一重要的科學(xué)規(guī)律,令學(xué)生嘆服。這也啟發(fā)學(xué)生,科學(xué)的研究方法對理論的形成是功不可沒的,采用科學(xué)的方法進(jìn)行科學(xué)研究是非常重要的。</p><p>　　科學(xué)能力包括科學(xué)認(rèn)知能力、思維能力和實踐能力。中學(xué)階段特別要注意培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實驗?zāi)芰Γ@是科學(xué)能力的基本要素。還要培養(yǎng)學(xué)生的想象力，邏輯思維能力和創(chuàng)造力等。要實現(xiàn)學(xué)生能力培養(yǎng)的目標(biāo)是說來容易，做來難。</p><p>　　在科學(xué)史的展

67、現(xiàn)過程中,科學(xué)家實施科學(xué)活動中的直覺、想象、理性、懷疑、激動以及觀察、實驗、調(diào)查、搜集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)等的能力盡在其中,分析科學(xué)家活動的過程，也就是一個在能力上自我提高的過程。</p><p>　　(3) 生物科學(xué)史能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)品質(zhì)</p><p>　　科學(xué)史中科學(xué)家的親身經(jīng)歷有利于培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度；有利于培養(yǎng)學(xué)生頑強(qiáng)的意志和追求真理的精神；有利于培養(yǎng)學(xué)生勇于質(zhì)疑、敢于求真的科

68、學(xué)精神；有利于培養(yǎng)學(xué)生的合作精神；有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)價值觀等等。</p><p>　　比如，對于“實事求是”這一科學(xué)態(tài)度,科學(xué)學(xué)科中是通過科學(xué)概念、科學(xué)理論本身的嚴(yán)格性來啟發(fā)實事求是的觀念,再轉(zhuǎn)化為態(tài)度。[16]科學(xué)史教育則以科學(xué)家的親身經(jīng)歷具體言說，使學(xué)生能直觀地感受到實事求是的科學(xué)態(tài)度對科學(xué)研究是多么重要。新課程的教學(xué)中，教師要善于挖掘這樣的歷史素材，幫助學(xué)生形成正確、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。</p>

69、<p>　　新課程必修2教材中有很好的一例：1900年，孟德爾的遺傳規(guī)律被重新發(fā)現(xiàn)；之前的1879年，德國生物學(xué)家W·弗萊明（1843－1915）就在細(xì)胞核內(nèi)發(fā)現(xiàn)并命名了染色質(zhì)，10年后，德國解剖學(xué)家瓦爾德耶爾（1836－1921）將染色質(zhì)改稱為“染色體”；隨后，科學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)染色體與細(xì)胞分裂的關(guān)系，意識到染色體可能是遺傳的重要物質(zhì)，為孟德爾的遺傳因子（1909年改稱基因）假說提供了可靠的證據(jù)； 1903年，美國細(xì)

70、胞學(xué)家W·薩頓（1877～1916）提出了基因在染色體上的假說。美國生物學(xué)家摩爾根（1866～1945）起初不相信孟德爾的遺傳理論，對薩頓的假說更持懷疑態(tài)度。摩爾根對依靠類比、假設(shè)、推斷得出的結(jié)論不感興趣，他更相信實驗的結(jié)果，不管實驗的結(jié)果是證實還是否定自己的觀點(diǎn)。</p><p>　　1909年，摩爾根開始通過果蠅實驗研究遺傳現(xiàn)象。第二年，他在一群紅眼果蠅中發(fā)現(xiàn)了一只白眼雄果蠅。當(dāng)他用這只白眼雄果蠅同

71、紅眼雌果蠅交配后，第二代白果蠅竟全都是雄性的。當(dāng)時其他科學(xué)家已經(jīng)證明了性別是由染色體決定的，因此白眼基因一定是與雄性基因同在一條染色體上。這是人類獲得的染色體是基因載體的第一個實驗證據(jù)。摩爾根的進(jìn)一步實驗表明，一條染色體上可以有許多個基因。在事實面前，摩爾根不僅勇敢地承認(rèn)了自己的錯誤，并且發(fā)展了孟德爾的理論，創(chuàng)立了遺傳的染色體學(xué)說。摩爾根的這種求實、公正的科學(xué)態(tài)度可以給學(xué)生留下深刻的印象。</p><p>　　科

72、學(xué)家們高尚的品德和對科學(xué)研究客觀如實地評價確實值得我們敬佩和學(xué)習(xí)。</p><p>　　2. 科學(xué)史能為學(xué)生學(xué)習(xí)探究提供范例。</p><p>　　科學(xué)的核心是探究，新課程倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)。教學(xué)不僅要使學(xué)生獲取一定的知識，還要使學(xué)生習(xí)得獲取知識的方法，提高解決問題的能力。[17]</p><p>　　開展探究性學(xué)習(xí)，學(xué)生首先要有科學(xué)的思維方法?？茖W(xué)思維的方式包括辯證邏

73、輯思維、批判性思維和分散性思維等等。它們不是科學(xué)家特有的，而是每個人應(yīng)該掌握的。一切生物學(xué)知識既是科學(xué)思維的結(jié)晶,也是科學(xué)先驅(qū)們在探索中采用了正確的方法取得的成就。通過科學(xué)史的教育,暴露科學(xué)家的思維過程,可以使學(xué)生了解科學(xué)的思維方式和知識產(chǎn)生的背景,有助于學(xué)生領(lǐng)會科學(xué)研究的基本步驟和科學(xué)的思維方法。</p><p>　　開展探究性學(xué)習(xí)，需要學(xué)生掌握科學(xué)研究的基本步驟:觀察現(xiàn)象、提出問題;觀察、收集資料;分析資料、

74、提出假設(shè);驗證假設(shè)、明確觀點(diǎn);討論、交流科學(xué)成果。這種思維過程也是科學(xué)家研究問題的基本思路。[18]</p><p>　　開展探究性學(xué)習(xí)，還需要學(xué)生掌握一些具體的科學(xué)研究的方法和手段。如觀察法，實驗法，歸納法，演繹法等各學(xué)科研究的一般方法和同位素實蹤法等生物學(xué)研究特有的方法。</p><p>　　如“生長素的發(fā)現(xiàn)”的教學(xué)內(nèi)容，書中介紹了多位科學(xué)家所做的工作,他們分別是英國科學(xué)家達(dá)爾文(18

75、80年)、匈牙利科學(xué)家拜爾（1914年）、荷蘭科學(xué)家溫特(1928 )和郭葛(1934),由于他們巧妙的實驗設(shè)計使得生長素成為第一個被發(fā)現(xiàn)的植物激素。這一教學(xué)內(nèi)容突出了科學(xué)發(fā)現(xiàn)中邏輯推理的思維法,對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，形成初步的科研能力很有好處。</p><p>　　再如，講述“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的科學(xué)發(fā)現(xiàn)史，教材介紹了“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗”和“噬菌體侵染細(xì)菌的實驗”。教材比較具體地介紹了實驗原理和方法及

76、推論過程。其中所包含的三個史實性的實驗為學(xué)生提供了探究的范例，可以激起他們智慧的火花。</p><p>　　通過科學(xué)史的學(xué)習(xí)，還可以讓學(xué)生意識到,科學(xué)家利用科學(xué)探究探索自然界的奧秘并發(fā)展著科學(xué),但科學(xué)探究和發(fā)現(xiàn)并不只是科學(xué)家的事情,科學(xué)家和科學(xué)研究并不神秘,學(xué)生也可以像科學(xué)家那樣通過探索去認(rèn)識自然,體驗科學(xué)認(rèn)識的過程。所以科學(xué)探究不僅是人們獲取科學(xué)知識、認(rèn)識世界的重要途徑,也是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要方式。</p

77、><p>　　3. 科學(xué)史教育能使學(xué)生感受到科學(xué)與生活的聯(lián)系，認(rèn)識到科學(xué)是一把雙刃劍。</p><p>　　人類在不斷認(rèn)識和改造自然的過程中，產(chǎn)生了對科學(xué)技術(shù)的需求，推動科學(xué)不斷向前發(fā)展；科學(xué)技術(shù)在取得自身進(jìn)步的同時，反過來促進(jìn)了社會的發(fā)展和繁榮，并產(chǎn)生新的矛盾和需求，使科學(xué)發(fā)展的腳步永不停頓。生物科學(xué)史可以幫助學(xué)生了解科學(xué)、技術(shù)、社會的關(guān)系，自覺地學(xué)科學(xué)、用科學(xué)。</p>&l

78、t;p>　　例如，人類對機(jī)體免疫功能的認(rèn)識最早是從抗感染免疫功能開始的。中國古代的傳統(tǒng)醫(yī)家很早就發(fā)現(xiàn)養(yǎng)牛者很少感染天花,而后又觀察到人患天花病后的免疫現(xiàn)象,于16世紀(jì)(明代)發(fā)明應(yīng)用天花漿預(yù)防天花的方法,在世界上開創(chuàng)了免疫接種的先例,也是世界上人工免疫法的開端。后來,英國醫(yī)生E.詹納在人痘法基礎(chǔ)上進(jìn)而發(fā)明牛痘法,從而于1980年在全世界消滅了天花?？梢?，人們是為了預(yù)防和消滅天花而發(fā)明和應(yīng)用了疫苗。1889年巴斯德發(fā)明了狂犬病疫苗，

79、可使人抵御可怕的狂犬病。其他科學(xué)家應(yīng)用巴斯德的基本思想先后發(fā)展出抵御許多種嚴(yán)重疾病的疫苗，如預(yù)防斑疹傷寒和脊髓灰質(zhì)炎等疾病的疫苗。到今天，各種不同疫苗的發(fā)明，已經(jīng)使許多傳染病變得不再可怕，促進(jìn)了人類的健康。</p><p>　　科學(xué)史也有利于學(xué)生認(rèn)識科學(xué)應(yīng)用的利弊雙重性?？茖W(xué)是一把雙刃劍，使用得當(dāng)可推動人類社會的發(fā)展，反之則阻礙社會發(fā)展和人類進(jìn)步。生物科學(xué)史中，這方面的例子也不勝枚舉。新課程選修3教材中講授關(guān)于生

80、物武器的內(nèi)容時，選擇以下素材：在1346年最典型的一次"黑色死亡"之役的戰(zhàn)例中，韃靼人圍攻黑海附近那亞地區(qū)的卡法要塞，曾把自己隊伍中死于鼠疫的人的尸體投進(jìn)敵人要塞內(nèi)，使敵人感染了鼠疫而宣布投降，隨后爆發(fā)傳及全歐的鼠疫流行，因鼠疫流行造成2000萬人的死亡，這一數(shù)字約占當(dāng)時歐洲人口的1/3。在第二次世界大戰(zhàn)期間的1940-1944年，日本的細(xì)菌武器曾在我國湖南常德、浙江寧波等地造成鼠疫流行，在我東部沿海一帶造成鼠疫霍亂

81、流行，侵華日軍的哈爾濱食人魔窟"731"細(xì)菌部隊、長春"100"細(xì)菌部隊、廣州波字"8604"細(xì)菌部隊、南京榮字"1644"細(xì)菌部隊都對中國人民犯下了滔天罪行。[19]以史為鑒，可以幫助學(xué)生理解正確應(yīng)用科學(xué)是多么重要。</p><p>　　2.2.3 科學(xué)史融入課堂教學(xué)應(yīng)遵循的原則</p><p>　　科學(xué)史雖

82、然有多方面的教育價值，但生物教材并不是以科學(xué)史為主線編寫的，教材有自己的知識體系，科學(xué)史是穿插其中的。所以，教師在教學(xué)中會遇到適度運(yùn)用科學(xué)史的問題，要根據(jù)教學(xué)的需要和學(xué)生的認(rèn)知水平，適當(dāng)?shù)剡x取和處理生物史料，將其作為教學(xué)內(nèi)容的一個組成部分，融入教學(xué)之中。在將科學(xué)史融入教學(xué)的過程中，主要遵循以下原則：</p><p>　　(1) 根據(jù)學(xué)情和教學(xué)目標(biāo)的要求，選擇科學(xué)史素材</p><p>　　

83、科學(xué)史有助于學(xué)生理解科學(xué)知識,但要符合學(xué)生的認(rèn)知水平和心理需求。過難，過深的科學(xué)史內(nèi)容不宜展現(xiàn)給學(xué)生，避免造成新的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的要求,要對相關(guān)史料進(jìn)行整理,突出其主題和關(guān)鍵事件,所選科學(xué)史內(nèi)容便于講清重點(diǎn),突破難點(diǎn)。如科學(xué)家對光合作用的研究已有360多年的歷史,許多科學(xué)家為此作出了不懈的努力,使光合作用的研究進(jìn)展不斷深入。初中教材已對光合作用的發(fā)現(xiàn)做過介紹，但初中階段的教學(xué)目標(biāo)在于形成光合作用的概念，所以教學(xué)中以柳苗生長之迷為

84、線索,重復(fù)譜利斯特利、英格毫斯、謝尼伯和薩克斯等科學(xué)家的研究過程與方法,通過實驗引導(dǎo)學(xué)生探索光合作作用的原料、產(chǎn)物和條件。高中階段的教學(xué)目標(biāo)在于闡明光合作用的過程與實質(zhì),即光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段的物質(zhì)變化與能量變化,所以，學(xué)習(xí)光合作用發(fā)現(xiàn)史時，側(cè)重點(diǎn)應(yīng)放在對魯賓、卡門、卡爾文等科學(xué)家實驗的分析和歸納上，不僅有助于學(xué)生認(rèn)識光合作用的實質(zhì),也有助于學(xué)生體會科學(xué)家的思維過程與方法。</p><p>　　(2) 尊重科學(xué)

85、發(fā)展史的事實，客觀評價歷史事件和人物</p><p>　　科學(xué)史有助于學(xué)生形成科學(xué)觀念,但要尊重科學(xué)發(fā)展歷史的事實。在教學(xué)過程中既要充分肯定科學(xué)家們的巨大貢獻(xiàn),又要看到科學(xué)家從事科學(xué)研究的時代局限性,從而引導(dǎo)學(xué)生用辯證的觀點(diǎn)對有關(guān)史料進(jìn)行科學(xué)而客觀的評價。如對于達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說,既要引導(dǎo)學(xué)生看到它從豐富的事實出發(fā), 論證生物是不斷進(jìn)化的,并且對生物進(jìn)化的原因提出合理的解釋,使生物學(xué)擺脫了神學(xué)的束縛,走上科學(xué)的

86、軌道。又要使學(xué)生認(rèn)識到由于受當(dāng)時科學(xué)發(fā)展水平的限制,對于遺傳和變異的本質(zhì),達(dá)爾文不能做出科學(xué)的解釋。對史料中涉及的犯過科學(xué)錯誤的學(xué)者,或他們的過失曾經(jīng)成為科學(xué)研究阻力的科學(xué)家更應(yīng)該客觀地進(jìn)行評價。如促胰液素發(fā)現(xiàn)史中的沃泰默、巴甫洛夫,我們不能因為要弘揚(yáng)斯他林和貝利斯勇于創(chuàng)新、堅持真理和敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)的精神,而抵消沃泰默在促胰液素發(fā)現(xiàn)史中所起的重要作用;也不能因為巴甫洛夫曾經(jīng)極力反對斯他林和貝利斯的化學(xué)調(diào)節(jié)觀點(diǎn),而抵消他在神經(jīng)調(diào)節(jié)發(fā)現(xiàn)史中

87、做出的杰出貢獻(xiàn)。教師要引導(dǎo)學(xué)生客觀、公正地評價史實中的人和事、不能片面地看問題。</p><p>　　(3) 科學(xué)史的教育要講求針對性、實效性、藝術(shù)性</p><p>　　每一部科學(xué)史話,既是科學(xué)家艱苦努力、敢于創(chuàng)新、不屈不饒的探究歷程,又是科學(xué)家人格、信念、智慧的寫照;有傳奇靈感的頓悟,也有失之交臂的遺憾;有科學(xué)思想、科學(xué)方法帶來的成功喜悅,也有囿于定論、墨守成規(guī)的挫折與教訓(xùn)……教師要深

88、刻理解史料的豐富內(nèi)涵,了解史料教育功能的側(cè)重面,根據(jù)教學(xué)的實際情況,抓住中心、突出重點(diǎn)、把握時機(jī)與分寸,使生物科學(xué)史的教育教學(xué)功能具有針對性、實效性和藝術(shù)性。切不可為講科學(xué)史而講科學(xué)史,或喧賓奪主、本末倒置。[20]</p><p>　　3 生物科學(xué)史融入高中新課程的教學(xué)策略研究</p><p>　　所謂教學(xué)策略，就是以一定的教學(xué)觀念和教學(xué)理論為指導(dǎo)，為完成特定的教學(xué)目標(biāo)或教學(xué)任務(wù)，充分關(guān)

89、注學(xué)生的學(xué)習(xí)，對影響教學(xué)的各個要素進(jìn)行系統(tǒng)化的總體評析、研究，并最終策劃、形成可以具體操作的整體化實施方案，在此基礎(chǔ)上，通過教學(xué)過程中的監(jiān)控和調(diào)節(jié)，來保證教與學(xué)生動、活潑、主動而高效地進(jìn)行。教學(xué)策略不等于教學(xué)方法，它的外延比教學(xué)方法寬泛，層次比教學(xué)方法高。教學(xué)策略不僅包括對教學(xué)方法的選擇，而且包括對教學(xué)組織形式、教學(xué)媒體的選擇等內(nèi)容，同時在具體的教學(xué)方法及其組合上也存在著策略問題。教學(xué)策略是教學(xué)實施的總體謀劃與控制，不是抽象的教學(xué)原則，

90、它有具體明確的內(nèi)容，具有可操作性。[21]</p><p>　　基于對教材中的科學(xué)史內(nèi)容的整理和分析，及對科學(xué)史在體現(xiàn)課改理念方面的教育價值的深刻理解，我們需要在實踐中尋找合適的教學(xué)策略，合理進(jìn)行教學(xué)設(shè)計和實施才可能充分體現(xiàn)科學(xué)史的教育價值并產(chǎn)生實質(zhì)上的影響。反觀傳統(tǒng)的教學(xué)過程，科學(xué)史常常作為附加內(nèi)容出現(xiàn)在課堂上，教師講，學(xué)生聽，增加點(diǎn)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)一點(diǎn)科學(xué)精神，但這種科學(xué)史與教學(xué)內(nèi)容分離的教學(xué)過程顯然是低效的。

91、采取什么樣的策略將科學(xué)史融入新課程的教學(xué)才是高效的，才能體現(xiàn)科學(xué)史的教育價值呢？</p><p>　　3.1 用科學(xué)史創(chuàng)設(shè)情境，引入課題</p><p>　　德國一位學(xué)者有過一個精辟的比喻：將15克鹽放在你的面前，你無論如何也難以下咽。但將15克鹽放入一碗美味可口的湯中，你早就在享用佳肴時，將15克鹽全部吸收了。情境之于知識，猶如湯之于鹽。鹽需溶入湯中，才能被吸收；知識需要溶入情境之中，才

92、能顯示出活力和美感。</p><p>　　傳統(tǒng)教學(xué)和新課程教學(xué)都注重情境創(chuàng)設(shè)，但新課程從以人為本、回歸生活、注重發(fā)展的教育理念出發(fā)，對情境創(chuàng)設(shè)提出了新要求，情境創(chuàng)設(shè)因此成為了新課程改革在課堂教學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的一個熱門話題。</p><p>　　創(chuàng)設(shè)情境既要為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供認(rèn)知?？奎c(diǎn)，又要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)心向。這是“情境”的兩大功能，也是促進(jìn)學(xué)生有意義學(xué)習(xí)的兩個先決條件。[22]</p>

93、<p>　　俗話說，萬事開頭難，教師要完成一節(jié)課的教學(xué)任務(wù)，開始引入的“話題”、問題和情境起重要作用?！霸掝}”、問題和情境引入得當(dāng)，學(xué)生的積極性就被調(diào)動起來，學(xué)生就會在濃厚的興趣中展開學(xué)習(xí)活動，為取得良好的教學(xué)效果打下基礎(chǔ)。教師引入問題和情境的方法有多種，如設(shè)疑引入法、演示實驗引入法、小品引入法等。用科學(xué)史素材來設(shè)置故事情境，也可以成為教師教學(xué)策略的一種選擇。</p><p>　　3.1.1 適用原

94、則</p><p>　　(1) 用來創(chuàng)設(shè)情境的科學(xué)史要有故事性。</p><p>　　興趣是最好的老師，烏申斯基說：“沒有絲毫興趣的強(qiáng)制性學(xué)習(xí)，將會扼殺學(xué)生探求真理的欲望?！币话銇碚f學(xué)生比較愛聽故事，生物學(xué)史中又蘊(yùn)藏著許多故事, 如孟德爾發(fā)現(xiàn)豌豆的遺傳規(guī)律、達(dá)爾文提出進(jìn)化論、英國科學(xué)家道爾頓(j.Daiton)發(fā)現(xiàn)人類紅綠色盲癥的背后都有一個個感人的故事。</p><p

95、>　　針對學(xué)生的年齡特點(diǎn)和認(rèn)知規(guī)律，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為出發(fā)點(diǎn)，用科學(xué)史中的故事設(shè)置一定的情境，最能引起學(xué)生的注意。有趣的故事情境，再配合富有挑戰(zhàn)性的問題，一下子把學(xué)生的情緒調(diào)動起來，使他們迫不及待地想找到問題的答案，既能激活課堂,幫助學(xué)生激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,又能開拓創(chuàng)新思維,讓學(xué)生在興趣中求知,在快樂中升華，達(dá)到優(yōu)化課堂教學(xué)的目的。</p><p>　　(2) 用來創(chuàng)設(shè)情境的科學(xué)史應(yīng)具有蘊(yùn)理、含情的特點(diǎn)。&l

96、t;/p><p>　　“境”是情境教學(xué)的一個維度，“情”則是另外一個維度。情感是促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的原動力。教師必須用情感激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)心向，正如有的學(xué)者所指出的，從血管里流出來的是血，從山泉里流出來的是水，從一位充滿愛心的教師的教學(xué)里，噴涌出來的則是一股股極大的感染力。它可以使學(xué)生產(chǎn)生同樣的或與之相似的情感，從而不斷激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，喚起學(xué)生的求知欲，誘發(fā)學(xué)生進(jìn)入教材的欲望。</p><p>

97、;　　科學(xué)史故事的情節(jié)和主題，不僅要吸引人，而且要蘊(yùn)含一定的道理。教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和需要，對故事加以精選和提煉，恰到好處地運(yùn)用到課堂教學(xué)中來，創(chuàng)造故事情境，從而激發(fā)學(xué)生的想象和思考的積極性，使他們在輕松愉快的氣氛中學(xué)習(xí)知識，感悟道理。</p><p>　　(3) 用來創(chuàng)設(shè)情境的科學(xué)史故事要能激發(fā)問題，促進(jìn)活動。</p><p>　　愛因斯坦說：“提出一個問題往往比解決一個問題更重要，因

98、為解決問題也許僅是數(shù)學(xué)上的或?qū)嶒炆系募寄芏?，而提出新的問題，新的可能性，從新的角度去看舊問題，卻需要創(chuàng)造性的想象力，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步?！彼?，發(fā)現(xiàn)問題是一種創(chuàng)新，而解決問題只不過是一種執(zhí)行力。</p><p>　　X射線的發(fā)現(xiàn)可以說明發(fā)現(xiàn)問題的重要。美國物理學(xué)家古德斯比德和英國物理學(xué)家克魯克斯在做陰極射線的實驗時，都曾發(fā)現(xiàn)過照相底片有異常的感光現(xiàn)象。古德斯比德在無意中拍攝下了第一張X射線照片，隨后認(rèn)為是

99、一張廢紙后扔進(jìn)了廢紙堆中。這兩位科學(xué)家由于不能從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題，或?qū)ξ锢憩F(xiàn)象“視而不見”，沒有引起足夠重視而與偉大的發(fā)現(xiàn)無緣。德國物理學(xué)家倫琴觀察到放置于陰極射線管附近的涂有亞鉑氰化鋇的硬紙屏上發(fā)出了熒光，這一現(xiàn)象引起他的極大關(guān)注，從而進(jìn)行深入研究后發(fā)現(xiàn)了X射線。</p><p>　　發(fā)現(xiàn)了問題，接下來就是解決問題。也許你可以把自己發(fā)現(xiàn)的問題交給別人去解決，但是并不是所有的問題別人都能幫助你解決，如果你一個問題都

100、解決不了，那么你就無法在這個世界上生存。</p><p>　　用科學(xué)史創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境不僅僅要激發(fā)學(xué)生的興趣，還要使學(xué)生從科學(xué)家的身上學(xué)會發(fā)現(xiàn)和解決問題。所以，在情境導(dǎo)入的過程中，教師所提供的故事要能誘發(fā)學(xué)生思維的積極性，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生更多的聯(lián)想，促使學(xué)生自主地調(diào)動出內(nèi)部的東西參與問題發(fā)現(xiàn)的過程和問題的解決過程，從而深入地理解知識的獲得過程。</p><p>　　(4) 用于創(chuàng)設(shè)情境的科學(xué)史要

101、符合簡潔性、效益性原則。</p><p>　　從課堂的整體結(jié)構(gòu)來看，導(dǎo)入是一堂課的引子，在時間上，不能占用過多，一般以3分鐘左右為宜，最長也不能超過5分鐘。我們只能力爭在課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，以最少的消耗創(chuàng)設(shè)出符合功能要求的情境。這就要求教師在設(shè)計時要考慮到語言簡明、操作簡便，切忌繁瑣復(fù)雜、冗長拖沓。</p><p>　　歷史上，每一個科學(xué)發(fā)現(xiàn)背后都有這樣或那樣的故事，教師只要用心搜集，可

102、以找到很多科學(xué)史素材。但我們發(fā)現(xiàn)，高中生物教材也只是去粗取精，選擇有較高教育價值的科學(xué)史寫進(jìn)課本。所以，對科學(xué)史也不能濫用，尤其是作為課堂導(dǎo)入之用的科學(xué)史，盡量簡潔，有針對性，能激起他們的求知欲，對他們產(chǎn)生潛移默化的影響即可。</p><p>　　3.1.2 實例剖析</p><p>　　教學(xué)實例：通過激素的調(diào)節(jié)（必修3 第2章 第2節(jié)）</p><p>　　【教材

103、分析】生物體內(nèi)各器官、系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的維持，以及對外界刺激作出反應(yīng)，都與生物體本身所具有的調(diào)節(jié)功能密切相關(guān)。體液調(diào)節(jié)（特別是激素調(diào)節(jié)）是人和動物體生命活動調(diào)節(jié)的重要方式之一。本節(jié)教材包括三方面內(nèi)容：激素調(diào)節(jié)的發(fā)現(xiàn)，激素調(diào)節(jié)的實例，激素調(diào)節(jié)的特點(diǎn)。課標(biāo)中關(guān)于本節(jié)內(nèi)容的規(guī)定如下：描述動物激素的調(diào)節(jié)；探討動物激素在生產(chǎn)中的應(yīng)用；描述血糖調(diào)節(jié)；舉例說明體液調(diào)節(jié)在維持穩(wěn)態(tài)中的作用。這些內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)的具體要求是確定本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)的基本依