科学史是人类认识自然和改造自然的历史,生物科学史是生物科学的产生、形成和发展及其演变规律的反映。新的课程标准更加注重科学史学习,《普通高中生物课程标准》在课程目标中明确提出:“获得生物学基础事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识,知道生物科学和技术的主要发展方向和成就,知道生物科学发展史上的重要事件。”在实施建议的教学建议一栏中,第七个专题就是“注重生物科学史的学习”。
生物科学史蕴含着深厚的教育功能,其丰富的教育价值越来越得到人们的重视。在生物课堂教学过程中适时、适当地利用生物学史实,这对提高学生的科学素养是很有意义的。本文从以下几方面分析生物科学史的教育价值。
一、可以激发学生的求知欲和培养学生的创新思维
科学史教学可以激发学生的求知欲望,培养学生的创新思维;科学家巧妙的实验设计,能激起学生的兴趣,引起学生共鸣。在生物学教学中融入科学史,让学生在历史背景中学习生物科学知识,可以使学生更准确地理解科学的发现、演变的过程。教师教学工作的关键环节是把科学家们已经完成的创造性思维再度转化为学生的个性思维,即创新过程,使学生在教师的指导下循着科学家的足迹形成一个“再发现”、“个性发现”的过程。这就要求教师必须高度重视知识发生过程的分析和研究,围绕科学家发现时的思维情境,设计创新情境,从而引导学生进行“再发现”。如将光合作用的科学史教学改变成探究性实验,让学生沿着科学家的足迹,重走科学探究之路,并且引导学生像当年的科学家一样地思考,让学生模拟和再现科学家们的实验,体验、再现知识的形成过程,这将极大地激发学生的兴趣,并能使学生很好地理解光合作用的过程和实质。同时,通过一系列的实验,学生不但会对光合作用的生理过程有比较清楚的认识,而且会知道科学发展道路的艰难,更会领悟科学家独创思维的迷人魅力,使自己的思维达到一个新的发展高度。
二、有利于学生学习科学家的科学态度和科学精神
自然科学是人类长期认识自然的智慧结晶。自然科学的每一个成果,都浸透着追求真理的汗水,都凝聚着历代科学家坚韧不拔、奋力求索的精神。以孟德尔发现两大遗传定律为例,孟德尔在修道院的菜园里默默无闻地做了8年的豌豆杂交实验,其间的艰辛、枯燥、繁杂可想而知,又何况他的研究成果一开始并不受人赏识,埋没了36年之久,直到其他科学家得到了相同的结论,孟德尔的遗传定律才重获天日。应该说孟德尔的成果融入了热爱科学、锲而不舍、敢于独立思考的科学精神,同时也体现了实事求是、严谨地追求科学真理的态度。从孟德尔到摩尔根再到沃森和克里克,一代又一代的科学家在实践着“为科学而科学”,“为真理而真理”,一往无前,永无止境。
三、通过科学史教学,深化对科学本质、科学方法的理解
生物科学史就是生物科学的实验史,它在很大程度上反映了科学家的探究活动与方法,能够作为理解科学探究、掌握科学方法的范例。
教材中有关科学史的介绍、科学家的事迹很多,例如,细胞的发现和细胞学说的建立,光合作用的发现,孟德尔的两大遗传定律的提出,摩尔根的连锁与互换,以及沃森和克里克对DNA双螺旋结构的发现,等等。教师不但要引导学生学习科学家坚韧不拔的科学探究精神,严谨的追求科学真理的态度,而且要引导学生学习科学家在探究的过程中所采用的观察、实验、比较、分析、判断、推理、综合等科学方法。在不同的探究领域,科学家们经常使用的方法也不一样,例如孟德尔在进行遗传学研究中采用了假说演绎法,萨顿采用了类比推理法,研究进化则采用了建立生物模型的方法,等等。科学史教学可使学生从中学到种种科学方法,领会不同方法在不同领域的应用。社会在科技影响下变化越来越快,一个人不可能终身享用在校学习得到的知识,而科学的方法比科学知识适用性更广、更持久,更有利于学生将来的发展。
四、利用科学史教学进行爱国主义教育
科学没有国界,而科学家是有着自己的祖国的,以科学家的爱国事迹、言语可以对学生进行爱国主义教育。
学习“人工诱导育种”时,教师可介绍袁隆平――杂交水稻之父,首次在世界上培育出穗大粒多的杂交水稻。袁隆平放弃国外高薪聘请,怀着提高水稻质量和产量、为国争光的远大理想,留在国内从事水稻研究,他不畏艰难困苦,夜以继日地进行水稻杂交实验,于1975年研制成功杂交水稻种植技术并推广,目前,中国杂交水稻已累计为世界增产粮食1万多亿斤。学习“胚胎发育”时,教师可介绍童第周,我国实验胚胎学开创者之一,解放前夕,童第周拒绝了耶鲁大学的高薪挽留,他说:“我是中国人,我的最大愿望是让中国快些富强起来!现在中国看到了希望,我得赶快回国去!”他克服了种种阻力,在迎接新中国成立的隆隆炮声中,回到了祖国。
生物科学史以生物学发展的历史为题材,真实、丰富地反映了生物科学的研究历程,通过这些内容的学习,学生能更加深刻地理解生物学知识,更加有效地学习科学研究的方法,激发求知欲,培养创新思维。