運(yùn)用生物科學(xué)史提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

1、運(yùn)用生物科學(xué)史提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)摘要：教師在課堂教學(xué)過程中適時(shí)的引入科學(xué)史，恰當(dāng)?shù)匕盐丈疃群碗y度，不僅可以充分展現(xiàn)學(xué)科的產(chǎn)生、發(fā)展的背景、過程及價(jià)值，也使的生命科學(xué)史的教育教學(xué)功能更具有針對性、實(shí)效性和藝術(shù)性，而且可以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新能力，建成學(xué)生情感態(tài)度價(jià)值觀，從而順利達(dá)成高中生命科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中所提及的多個(gè)教學(xué)目標(biāo)。關(guān)鍵詞：生命科學(xué)史 現(xiàn)狀 內(nèi)容 教學(xué)意義 運(yùn)用方法生命科學(xué)是自然科學(xué)的一個(gè)重要分支，它的發(fā)展具有悠久的歷史。高中生物課程不僅需要向?qū)W生教授基礎(chǔ)、前沿和實(shí)用的生命科學(xué)知識，同時(shí)也要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法、科學(xué)手段和解決問題的能力等科學(xué)素養(yǎng)，更要重視

2、學(xué)生正確的人生觀、價(jià)值觀的培養(yǎng)。生命科學(xué)史不僅記載著知識的形成過程，而且蘊(yùn)含著科學(xué)家尊重事實(shí)、服從真理和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，以及勇于創(chuàng)新、善于合作和無私奉獻(xiàn)的精神，它以其獨(dú)特的視角成為科學(xué)教育中寶貴的教學(xué)資源。在生命科學(xué)的教學(xué)中，科學(xué)史教育將科學(xué)結(jié)論產(chǎn)生的過程與方法與學(xué)生學(xué)習(xí)過程相結(jié)合，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識時(shí)感受到一種歷史的厚重感。挖掘生物科學(xué)史的教育功能，積極探求有效的途徑和方法，使其真正走進(jìn)課堂，發(fā)揮人文教育和科技教育的雙重作用，是中學(xué)生物教學(xué)中需要探究的問題。本論文主要從生物科學(xué)史教學(xué)的現(xiàn)狀、內(nèi)容、教學(xué)意義、和教學(xué)中的運(yùn)用方法這些角度進(jìn)行討論。如何在實(shí)際教學(xué)過程中合理的運(yùn)用生物科學(xué)史，有效的

3、提高學(xué)生的生命科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的探究和創(chuàng)新能力。一、生物科學(xué)史教育的現(xiàn)狀目前，科學(xué)史教育正引起世界范圍內(nèi)教育學(xué)界越來越多的關(guān)注。20世紀(jì)六、七十年代，在美國自然科學(xué)基金會(huì)資助下，由哈佛大學(xué)科學(xué)史教授霍爾等人參加的哈佛物理教學(xué)改革計(jì)劃，率先將科學(xué)史引人科學(xué)教育領(lǐng)域。1989年，美國科學(xué)促進(jìn)會(huì)(AAAS)發(fā)表了題為普及科學(xué)美國2061計(jì)劃的總報(bào)告，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)是科學(xué)教育的基本任務(wù)，建議在科學(xué)教育中加人科學(xué)史內(nèi)容。1994年美國國家研究委員會(huì)通過了美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)，同樣把科學(xué)史作為科學(xué)課程的重要內(nèi)容，對于從幼兒園到高中的不同年級的兒童在科學(xué)史教育方面都提出了不同的具體要求。但令人

4、遺憾的是，自始至終對如何進(jìn)行科學(xué)史教育沒有提出明確的方法或策略。在我國，最近幾年來，有關(guān)生命科學(xué)史的譯本以及著作開始出現(xiàn)。有的師范院校已將生命科學(xué)史納入課程計(jì)劃并開始實(shí)施，一些中學(xué)生物教師也開始認(rèn)識到生命科學(xué)史在中學(xué)生物教學(xué)中的作用，并且提出具體做法。新的課程標(biāo)準(zhǔn)把科學(xué)史作為提升學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容。在理論上，人們對科學(xué)史教育還沒有太多的研究，在實(shí)踐中也還沒有找到將科學(xué)史融入科學(xué)教育的行之有效的教學(xué)方法，部分教師在實(shí)際教學(xué)中摸索出了一些具體的做法，如創(chuàng)設(shè)情境引入課題介紹方法啟迪思維。然而，生命科學(xué)史中蘊(yùn)涵的教育價(jià)值遠(yuǎn)不止這些。二、生物科學(xué)史的內(nèi)容1. 揭示了研究者解決生物學(xué)問題的思想歷程人們

5、的思想會(huì)受到每個(gè)時(shí)代的文化背景和科學(xué)技術(shù)水平的制約，而生物學(xué)新知識的產(chǎn)生，就往往先是從思想方法上有所突破。“物種是演變的”思想的確立就是對“物種是不變的”思想的突破。1人類對生物個(gè)體發(fā)育的探究歷程也體現(xiàn)了思想方法上的突破。2這些事實(shí)反映了思想氛圍影響著人們對事物的認(rèn)識，如果當(dāng)時(shí)的思想氛圍是不科學(xué)的，就會(huì)導(dǎo)致人們對事物的錯(cuò)誤認(rèn)識。相反的，人們通過對新事物的研究，獲得了對該事物的正確認(rèn)識，又會(huì)改變?nèi)说乃枷?，進(jìn)而改變思想氛圍，使人們對事物的認(rèn)識產(chǎn)生一次質(zhì)的飛躍。而生命科學(xué)史展示的就是科學(xué)家所處的時(shí)代背景，記錄著科學(xué)家的思想及其思想轉(zhuǎn)變的過程，這種轉(zhuǎn)變的發(fā)生是與科學(xué)家們所從事的科學(xué)探究密切相關(guān)。這對于

6、年輕的學(xué)習(xí)者形成正確的思想具有積極的教育意義。2. 展示了生物科學(xué)形成的歷史它能夠從整體上告訴我們生命科學(xué)中各個(gè)分支學(xué)科是在解決什么樣的問題的過程中發(fā)展起來的，也就能告訴我們各個(gè)分支學(xué)科之間的聯(lián)系。這有助于學(xué)習(xí)者建立知識點(diǎn)之間的聯(lián)系，建構(gòu)完整的學(xué)科知識結(jié)構(gòu)。遺傳學(xué)的建立和發(fā)展經(jīng)歷了細(xì)胞遺傳學(xué)、群體遺傳學(xué)、微生物遺傳學(xué)和分子遺傳學(xué)等階段的發(fā)展。234孟德爾運(yùn)用數(shù)學(xué)知識對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律；薩頓和鮑維里運(yùn)用細(xì)胞學(xué)的理論，認(rèn)識到遺傳因子與染色體之間的聯(lián)系；塔特姆精通微生物知識，建立起基因與酶之間的關(guān)系。由此可見，如果不依賴多方面的知識，就不可能打開解決問題的思路。如果我們在學(xué)習(xí)中能夠循著

7、這樣的思路，那么與此相關(guān)的這一部分的知識結(jié)構(gòu)就建構(gòu)起來了，而且還可能聯(lián)系到新的問題上去。3.揭示了自然科學(xué)產(chǎn)生的過程生命科學(xué)史揭示了自然科學(xué)發(fā)展變化的過程。孟德爾運(yùn)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，最終發(fā)現(xiàn)了遺傳的分離和自由組合規(guī)律；如果沒有群體遺傳學(xué)家對群體進(jìn)行研究，建立數(shù)學(xué)模型，那么自然選擇學(xué)說的機(jī)制也許仍不能被揭示。只有對不同環(huán)境下獲得的大范圍的樣品進(jìn)行遺傳方差的統(tǒng)計(jì)分析，才能將遺傳引起的變異與環(huán)境引起的變異區(qū)分開。20世紀(jì)初，薩頓和鮑維里在孟德爾遺傳學(xué)以及19世紀(jì)末在染色體的變化、體細(xì)胞與生殖細(xì)胞的分裂等方面的成果上，提出了染色體學(xué)說，即（孟德爾所說的）遺傳因子可能就在染色體上。但

8、是當(dāng)時(shí)拿不出有效的證據(jù)證明他們的觀點(diǎn)。5直到1910年，摩爾根通過一系列果蠅的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，控制果蠅眼色的基因位于性染色體上，才證明了薩頓、鮑維里的假說。從“基因位于染色體上”這一知識點(diǎn)的形成過程，可以看到科學(xué)產(chǎn)生、發(fā)展的步驟。4. 展示了學(xué)科的發(fā)展需要合作、碰撞和論爭 在探究新知識的過程中，需要有相同研究方向的人們之間和有不同研究方向的人們之間的合作。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的問世充分說明了這一點(diǎn)。這個(gè)事實(shí)表明從事不同學(xué)科研究的人，掌握的知識和技術(shù)是不同的，而且不同學(xué)科背景的人帶來了不同的思維方式。同時(shí)在探究知識的過程中科學(xué)家們往往會(huì)持有不同的觀點(diǎn)，在這些不同觀點(diǎn)的碰撞與論爭中，知識得到了不斷的澄

9、清。5達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說發(fā)表不久，有人提出了“自然選擇作用于哪一種變異”的問題，成為當(dāng)時(shí)爭論的焦點(diǎn)。達(dá)爾文認(rèn)為選擇主要作用于連續(xù)的變異類型上。早期的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)家高爾頓、皮爾遜，與達(dá)爾文的判斷一致。到了19世紀(jì)末，貝特森用事實(shí)證明了環(huán)境雖呈現(xiàn)連續(xù)的變化，而生物的變異卻是不連續(xù)的，這種不連續(xù)性受遺傳的控制，而不受環(huán)境控制。1904年，在英國科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)的會(huì)議上，貝特森與韋爾登進(jìn)行了最后的爭論，貝特森取得了勝利。又如在針對什么物質(zhì)引起發(fā)酵的問題上，李比希和巴斯德之間也展開了爭論。巴斯德提出釀酒中發(fā)酵是由于酵母細(xì)胞的存在，沒有活細(xì)胞的存在，糖類是不可能變成酒清的；李比希堅(jiān)持認(rèn)為引起發(fā)酵的是酵母細(xì)胞中

10、的某些物質(zhì)，這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并且裂解之后才能發(fā)揮作用。1897年畢希納用實(shí)驗(yàn)證明了李比希認(rèn)為引起發(fā)酵的是酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)的觀點(diǎn)是對的。5. 呈現(xiàn)了對待科學(xué)的正確態(tài)度、科學(xué)的精神及科學(xué)的世界觀對待科學(xué)的正確態(tài)度是實(shí)事求是；科學(xué)的精神就是要敢于質(zhì)疑、敢于創(chuàng)新；科學(xué)的世界觀就是要認(rèn)識到我們的客觀世界是可知的，同時(shí)也應(yīng)關(guān)注到科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對社會(huì)的影響，養(yǎng)成負(fù)責(zé)任的態(tài)度。20世紀(jì)的許多重大事件，證明了科學(xué)技術(shù)對社會(huì)發(fā)展具有兩面性的作用越來越顯著，生命科學(xué)的研究成果，可以造福人類，同時(shí)也可以制造出生物武器給人類帶來災(zāi)難。只有依靠科學(xué)的世界觀，才能對事物作出正確判斷并采取適當(dāng)、合理的個(gè)人行為。

11、生命科學(xué)史中記載著科學(xué)家的生平事跡，從中挖掘出科學(xué)家科學(xué)的態(tài)度、科學(xué)精神和科學(xué)世界觀，把它們滲透到生物學(xué)教學(xué)中，對于培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)乃至科學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)都具有積極的教育意義。三、生物科學(xué)史教育的教學(xué)意義生命科學(xué)史中蘊(yùn)涵的教育價(jià)值對于實(shí)現(xiàn)“知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀”三位一體這樣的課程目標(biāo)具有積極的意義，對于教師教育也具有積極的意義。1.有利于學(xué)生科學(xué)知識的學(xué)習(xí)現(xiàn)代教學(xué)過程中，我們都希望通過設(shè)計(jì)一定的啟發(fā)性、生動(dòng)性問題情境，激發(fā)學(xué)生探究問題的好奇心與求知欲?？茖W(xué)史無疑是一個(gè)豐富的資料寶庫。生命科學(xué)的現(xiàn)有知識都是前人科學(xué)研究的成果。生物科學(xué)的發(fā)展歷史，每一段都閃耀著科學(xué)家智慧的

12、火花，凝集著科學(xué)家堅(jiān)韌不拔的探索，蘊(yùn)含著直覺、想象、懷疑、激動(dòng)、創(chuàng)造力以及觀察、收集數(shù)據(jù)、歸類和證明結(jié)論等思維品質(zhì)和科學(xué)方法，用這些知識教育學(xué)生要比單純的了解科學(xué)結(jié)論和技術(shù)成果更有趣，更有意義。在教學(xué)中融入科學(xué)史，讓學(xué)生在歷史背景或框架中學(xué)習(xí)生命科學(xué)知識，可以使學(xué)生更準(zhǔn)確的理解科學(xué)概念和理論的發(fā)現(xiàn)、演變過程。比如，要讓學(xué)生較為深刻的理解“基因”的含義，而非只知道教材中一個(gè)現(xiàn)成的結(jié)論，教師就需要對基因的科學(xué)史實(shí)進(jìn)行重新的組織和加工，歸納“基因”概念的形成和發(fā)展的歷史過程概念的發(fā)展史，即從孟德爾的“遺傳因子”到約翰遜給“基因”命名，到摩爾根將基因和染色體聯(lián)系起來，到生物化學(xué)家對基因化學(xué)本質(zhì)的確定等

13、，從而讓學(xué)生對這一概念有一個(gè)清晰的認(rèn)識。通過展示知識的發(fā)生和發(fā)展過程，有助于學(xué)生深刻理解，牢固掌握相關(guān)的知識點(diǎn)。在這個(gè)過程中不但學(xué)習(xí)了科學(xué)知識，而且更重要的是鍛煉了科學(xué)創(chuàng)造力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、分析問題能力、推理能力、知識遷移能力。2.有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究方法，培養(yǎng)科學(xué)的思維方式新課程改革中提出讓學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，主張讓學(xué)生通過探究活動(dòng)，主動(dòng)地學(xué)習(xí)科學(xué)方法，獲取科學(xué)知識?？茖W(xué)史的內(nèi)容在很大程度上反映了科學(xué)家的探究活動(dòng)的過程與方法，能夠作為理解科學(xué)探究、掌握科學(xué)方法的范例。揣摩前輩探究的過程，實(shí)質(zhì)上是學(xué)習(xí)科學(xué)方法，領(lǐng)悟探究本質(zhì)的過程。教師把科學(xué)巨匠獨(dú)到的科學(xué)思想和科學(xué)方法滲透到知識傳授中，使學(xué)生從

14、前人設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程中學(xué)到科學(xué)的研究方法，知其然，更知其所以然，從而形成科學(xué)探究方法。比如薩克斯、魯賓和卡門等的實(shí)驗(yàn)中精心設(shè)置的對照，孟德爾之所以能發(fā)現(xiàn)兩大遺傳規(guī)律，不但與他精心選材有關(guān)，還在于他有科學(xué)的觀察和分析方法，并開拓性地將統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法引入遺傳學(xué)研究中。又例如，在學(xué)習(xí)植物生長素的探索史時(shí)，教師可利用三位科學(xué)家的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，即達(dá)爾文的胚芽鞘向光彎曲實(shí)驗(yàn)、波森和詹森的明膠和云母片插入實(shí)驗(yàn)、溫特的瓊脂塊實(shí)驗(yàn)等，引導(dǎo)學(xué)生了解科學(xué)家運(yùn)用觀察、假設(shè)、歸納、推理、分析、實(shí)驗(yàn)等方法對現(xiàn)象進(jìn)行思考，提出假設(shè)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證的生命科學(xué)探究活動(dòng)的基本方法。把學(xué)生推至問題開始的地方，使教學(xué)過程真正成為學(xué)生主動(dòng)

15、參與的“再發(fā)現(xiàn)”過程、“再研究”過程，從而幫助學(xué)生學(xué)習(xí)其中具體的科學(xué)方法。事實(shí)也證明，科學(xué)方法與科學(xué)知識相比，具有更大的穩(wěn)定性、更普遍的適用性和更廣泛的遷移性，對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)具有更重要的作用。正如法國生物學(xué)家貝爾納所指出的：“良好的方法能使我們更好地發(fā)揮運(yùn)用天賦的才能，而拙劣的方法則可能阻礙才能的發(fā)揮。3.有助于讓學(xué)生認(rèn)識到知識的相對性科學(xué)史作為一門反映自然科學(xué)發(fā)展進(jìn)程的人文科學(xué)，有助于人們在認(rèn)識上跨越自然科學(xué)與人文科學(xué)的鴻溝。生物科學(xué)史中大量的例證，要求人們用正確的道德觀來對待科學(xué)。學(xué)習(xí)科學(xué)史，以史為鑒，能夠增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，培養(yǎng)正確的情感態(tài)度與價(jià)值觀。科學(xué)史中的新舊理論更替的事例

16、可以使學(xué)生認(rèn)識到知識的相對性，激勵(lì)學(xué)生的批判意識。同時(shí)，生命科學(xué)史也是眾多科學(xué)家不計(jì)個(gè)人名利，互相鼓勵(lì)、精誠合作，為科學(xué)事業(yè)貢獻(xiàn)畢生精力的奮斗史。如：“克隆”技術(shù)，它可以克隆動(dòng)物和人體的組織、器官，用于救死扶傷，但也可以克隆出很多戰(zhàn)爭狂人、擾亂天下。生物教學(xué)中開展科學(xué)史教育有助于學(xué)生全面理解科學(xué)在社會(huì)發(fā)展中的作用，堅(jiān)定地捍衛(wèi)人的情感、欲望和生命的尊嚴(yán)，促進(jìn)人和社會(huì)在物質(zhì)和精神方面的均衡發(fā)展，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)人的自身解放。在遺傳學(xué)發(fā)展史上，摩爾根由不相信孟德爾學(xué)說到改弦易轍，發(fā)現(xiàn)了連鎖互換定律，豐富并發(fā)展了孟德爾定律，表現(xiàn)出求實(shí)、公正的科學(xué)態(tài)度；年輕的科學(xué)家沃森和克里克如果迷信當(dāng)時(shí)著名化學(xué)家波林

17、的三鏈螺旋模型，而沒有提出DNA雙螺旋模型的話，那么這個(gè)開啟遺傳學(xué)新紀(jì)元的發(fā)現(xiàn)就會(huì)半路夭折。通過這些遺傳學(xué)史的介紹，可以讓學(xué)生感受到科學(xué)家在追求真理過程中所表現(xiàn)出的強(qiáng)烈的求知欲和好奇心，尊重事實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)作風(fēng)，堅(jiān)持不懈、鍥而不舍的科學(xué)態(tài)度，不畏強(qiáng)權(quán)、堅(jiān)持真理的獻(xiàn)身精神，這種科學(xué)精神可以潛移默化地感染學(xué)生，給他們以啟迪。四、生物科學(xué)史教育的教學(xué)運(yùn)用方法傳統(tǒng)的科學(xué)史教育，往往是把科學(xué)史作為一種知識附加在科學(xué)教學(xué)內(nèi)容上，實(shí)踐證明，這樣的科學(xué)史教學(xué)模式是低效的。只有將學(xué)生的觀念與科學(xué)史中科學(xué)家的觀念相互交融，進(jìn)行跨越時(shí)空的對話，才能真正使科學(xué)史進(jìn)入課堂，走進(jìn)學(xué)生的心靈。1. 創(chuàng)設(shè)情景，將科學(xué)史融

18、入課堂教學(xué)設(shè)計(jì)在教學(xué)中，介紹或引導(dǎo)學(xué)生分析科學(xué)史，可以促進(jìn)學(xué)生對知識的主動(dòng)建構(gòu)，有利于學(xué)生更好的掌握基本概念和原理。因此，在教學(xué)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)多個(gè)教學(xué)方案，具體闡明怎樣選擇，怎樣呈現(xiàn)科學(xué)史。也可以在教學(xué)中針對具體的課題內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo)，從學(xué)生的認(rèn)知水平出發(fā)，適當(dāng)?shù)倪x取或處理相關(guān)的史料，將其作為教學(xué)內(nèi)容的一個(gè)組成部分，融入單元課題的教學(xué)之中，引導(dǎo)學(xué)生從有關(guān)科學(xué)史的學(xué)習(xí)中接受教育和啟發(fā)。在遺傳與進(jìn)化模塊中有很多素材可以讓學(xué)生領(lǐng)悟“假說演繹法”的內(nèi)涵，但是如果單獨(dú)介紹這種方法，學(xué)生會(huì)感到困惑，因而教學(xué)中應(yīng)充分利用教材中的素材設(shè)計(jì)教學(xué)過程。1900年，三位科學(xué)家分別重新發(fā)現(xiàn)了孟德爾的工作，遺傳學(xué)界開始認(rèn)識到

19、孟德爾遺傳理論德重要意義：如果孟德爾假設(shè)的遺傳因子確實(shí)存在，那么它到底在哪兒呢？所以在學(xué)習(xí)“基因在染色體上”這一節(jié)時(shí)，首先向?qū)W生展示從基因角度和染色體的行為變化兩方面解釋孟德爾分離定律兩幅圖解，請學(xué)生對基因和染色體之間的關(guān)系進(jìn)行推測，然后根據(jù)推測提出自己的假說，領(lǐng)悟科學(xué)家的思維方式。但是后來美國遺傳學(xué)家摩爾根曾經(jīng)明確表示不相信孟德爾遺傳理論，也懷疑薩頓的假說，那么怎樣驗(yàn)證呢？學(xué)生自然就想到做實(shí)驗(yàn)，對于怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)學(xué)生肯定會(huì)感到困難，這時(shí)再介紹摩爾根的實(shí)驗(yàn)學(xué)生易于接受，而且體會(huì)了知識的形成過程，加強(qiáng)了科學(xué)方法的訓(xùn)練。另外，許多科學(xué)史生動(dòng)有趣，引人入勝，如果用它們來創(chuàng)設(shè)情境，引入課題是非常恰當(dāng)?shù)摹?/p>

20、如道爾頓發(fā)現(xiàn)色盲的故事。在利用紅綠色盲講解伴性遺傳之前，可以先介紹英國化學(xué)家、物理學(xué)家道爾頓的生平，并談及其作為原子理論的創(chuàng)建人科學(xué)界至今仍然把他的名字作為原子量的單位。而后可以說明在醫(yī)學(xué)上卻有一個(gè)非常奇怪的病癥道爾頓癥，其中的道爾頓不是別人，正是這位化學(xué)家和物理學(xué)家。學(xué)生由此一定會(huì)非常好奇：“道爾頓病”究竟是一種什么??？為什么會(huì)用他的名字來命名呢？教師這時(shí)可以適時(shí)引入一段道爾頓小時(shí)候給媽媽買禮物的故事（道爾頓和弟弟為了給母親慶祝生日而挑選了自認(rèn)為藍(lán)色的長筒襪作為禮物，而母親則發(fā)現(xiàn)這雙襪子實(shí)際上為鮮艷的紅色），談到其發(fā)現(xiàn)自身色覺異常后不僅仔細(xì)分析了自己的體驗(yàn)，而且還對周圍人進(jìn)行各種調(diào)查研究，又

21、經(jīng)過多方考察驗(yàn)證，寫出了一本科學(xué)著作-論色覺，來告訴同學(xué)們這是人類第一次發(fā)現(xiàn)色盲病，而道爾頓正是被發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)患者，因此色盲直到今天仍然被稱為“道爾頓”癥這一故事，引出伴性遺傳的內(nèi)容，總結(jié)出紅綠色盲遺傳的基本規(guī)律，歸納出伴X隱性遺傳病的遺傳特點(diǎn)，一定能夠激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。此外，類似的還可以利用班廷發(fā)現(xiàn)胰島素的故事，引出激素調(diào)節(jié)等。2. 模擬實(shí)驗(yàn)，啟迪學(xué)生的思維生物學(xué)中很多經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的再模擬不僅可以成為精心設(shè)計(jì)的探究實(shí)驗(yàn),也是學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法的很好范例。例如，噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)是證明DNA是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，對這個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程分析，在很大程度上有助于培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力，從而培養(yǎng)思維的嚴(yán)密性。

22、如何用實(shí)驗(yàn)證明在蛋白質(zhì)和核酸中誰是真正的遺傳物質(zhì)呢？教師可以介紹來自四個(gè)國家的科學(xué)家在美國建立了研究小組，然后利用噬菌體和大腸桿菌來研究這個(gè)問題。首先應(yīng)介紹該實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路是：設(shè)法將DNA和蛋白質(zhì)分開，然后單獨(dú)地、直接地觀察他們的作用。因?yàn)槭删w的構(gòu)成成分比較簡單，所以選擇其作為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行分析研究就非常方便?？茖W(xué)家們分別用兩種放射性同位素32P和35S對兩組噬菌體進(jìn)行了巧妙的標(biāo)記：一組用放射性同位素32P 標(biāo)記噬菌體內(nèi)部的DNA，另一組用放射性同位素35S 標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼。由于放射性物質(zhì)會(huì)不斷放出射線，可以檢測出來，這樣通過觀察放射性物質(zhì)的行蹤，就可以判斷放射性物質(zhì)的噬菌體侵染

23、細(xì)菌過程中的行蹤，從而判斷DNA和蛋白質(zhì)在生物遺傳過程中的作用了。然后教師可以通過PPT展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果是噬菌體的DNA進(jìn)入了細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)部，蛋白質(zhì)并沒有進(jìn)入其中。但是在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)部卻產(chǎn)生出了新的既有DNA，又有蛋白質(zhì)的噬菌體。隨后可以提問學(xué)生：這種現(xiàn)象告訴我們什么呢？顯然，新噬菌體的DNA進(jìn)入了細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)復(fù)制的，噬菌體的蛋白質(zhì)是在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)合成的。學(xué)生由此也會(huì)產(chǎn)生新的問題：只有噬菌體的DNA進(jìn)入了細(xì)菌內(nèi)部，而噬菌體的蛋白質(zhì)并沒有進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)部，這個(gè)現(xiàn)象又如何來解釋呢？此時(shí)，教師可以啟發(fā)，引導(dǎo)這一事實(shí)說明：進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的噬菌體DNA，不僅攜帶了DNA自我復(fù)制的遺傳信息，而且也攜帶了指導(dǎo)蛋白

24、質(zhì)合成的遺傳信息，具有能夠自我復(fù)制和能夠控制蛋白質(zhì)合成的特點(diǎn)。由此可見，DNA是遺傳物質(zhì)。又如，在“植物的激素調(diào)節(jié)”一節(jié)的教學(xué)中，教師并不直接告訴學(xué)生應(yīng)該得到什么結(jié)論，而是先展示自然界中植物的向光性現(xiàn)象，再以生長素研究歷程為主線，用FLASH重現(xiàn)三位科學(xué)家的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)：第一個(gè)是達(dá)爾文的胚芽鞘向光彎曲實(shí)驗(yàn)，第二個(gè)是丹麥科學(xué)家詹森的明膠和云母片插入實(shí)驗(yàn)，第三個(gè)是荷蘭科學(xué)家溫特的瓊脂塊實(shí)驗(yàn)。通過展開科學(xué)家們的思維過程，學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)后得知：胚芽鞘的生長和向光彎曲與尖端和單側(cè)光有關(guān)的結(jié)論。教師進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生提出假設(shè)：尖端可能產(chǎn)生某種物質(zhì)并向下運(yùn)輸。但怎樣證明生長素主要是胚芽鞘間斷向下運(yùn)輸呢？教師啟發(fā)學(xué)生用實(shí)

25、驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，把學(xué)生推至問題開始的地方，分析、研究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，從而提出設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過程：把含生長素瓊脂小塊放在一段切頭去尾的胚芽鞘的形態(tài)學(xué)上端，把另一空白的瓊脂小塊接在下端；過一些時(shí)間，下端的瓊脂中即含有生長素。如果把胚芽鞘顛倒過來，把下端向上做同樣處理，生長素就不會(huì)向下傳導(dǎo)。又如，以“光合作用”為例，“光合作用的發(fā)現(xiàn)”一共介紹了五位科學(xué)家的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，重溫歷史上這些科學(xué)家工作時(shí)對光合作用這問題的研究水準(zhǔn)，所具備的認(rèn)識水平以及所到面臨的困難，并逐個(gè)解決。對問題的解決過程其實(shí)就是一種思想上的探究、思辨的過程。通過對歷史的模擬，學(xué)生可以自然而然地掌握光合作用。這樣，教學(xué)中的許多重點(diǎn)

26、得到了突出，難點(diǎn)得到了突破。3. 通過角色扮演，加深理解角色扮演是科學(xué)探究中常見的探究方式，但學(xué)生一般都是扮演某種生物或者是生命結(jié)構(gòu)。對歷史上的生物學(xué)家進(jìn)行扮演，一方面給學(xué)生提供契機(jī)，搜集相關(guān)歷史學(xué)家的資料，在搜集資料的同時(shí)，使歷史上的生物學(xué)家從書本上的文字和圖片轉(zhuǎn)變成了現(xiàn)實(shí)中真實(shí)鮮活的形象，走進(jìn)學(xué)生的生活。中心法則是高中生命科學(xué)的重要內(nèi)容，如果單刀直入地介紹中心法則，學(xué)生僅僅死記硬背而難以理解并掌握。教師可以在介紹克里克提出的“中心法則”內(nèi)容后，安排一則“資料分析”（包含有反轉(zhuǎn)錄病毒的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象等），讓學(xué)生扮演克里克，依據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，分析最初的中心法則的不足，并做出適當(dāng)?shù)男薷?。這樣不僅有助

27、于學(xué)生了解中心法則及其發(fā)展的來龍去脈，更有利于學(xué)生理解勇于存疑、敢于探索、實(shí)事求是的科學(xué)精神。另一方面，學(xué)生通過扮演的角色，參與不同科學(xué)家之間的交流，使學(xué)生充分體驗(yàn)科學(xué)研究的過程，理解思維的發(fā)展。在學(xué)習(xí)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)時(shí)，可以讓學(xué)生在大致了解沃森和克里克的生平和性格之后分別扮演，跨越不同背景，不同思維方式，在碰撞與爭論中探究，相互啟發(fā)，相互促進(jìn)，默契配合，提出了DNA雙螺旋的結(jié)構(gòu)模型，從而體驗(yàn)到互補(bǔ)合作的意義。同樣，可以在學(xué)習(xí)了同位素標(biāo)記法和肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)后，讓學(xué)生扮演美國人赫希爾和蔡斯，創(chuàng)設(shè)另一個(gè)實(shí)驗(yàn)情景，利用同位素標(biāo)記的方法再一次來證明DNA是遺傳物質(zhì)。4. 閱讀拓展，提升科學(xué)素養(yǎng)引導(dǎo)學(xué)生課外閱讀生命科學(xué)史方面的科普書籍及一些生物學(xué)家的傳記也是進(jìn)行科學(xué)史教育的另一個(gè)重要途徑。例如，閱讀“雜交水稻之父袁隆平的成功”的事例，讓學(xué)生在了解我國首創(chuàng)的“三系雜交水稻”和“兩系雜交水稻”的同時(shí)，知道袁教授為了培養(yǎng)高