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[摘 要]简述生物科学史的内涵，结合教学案例探讨生物科学史在课堂导入、课堂教学、教学拓展、实验操作等环节中的有效运用，以激发学生的学习兴趣，提升学生的生物科学素养。
[关键词]科学史；高中生物；运用
[中图分类号] G633.91 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2018）32-0087-02
生物科学史是对生物学产生和发展历史的科学总结。高中生物教材中涉及的生物学相关概念、理论和科学思想，生物科学家的成就、科学思维和研究方法，生物学发展中产生的各个理论与观点之间的联系，生物学与科学技术、社会之间的关系等均属于生物科学史的范畴。生物科学史蕴含着丰富的科学情感、思维与方法，教学中对生物科学史进行穿插运用，既能激发学生的学习兴趣，又能帮助学生理解生物学知识，把握科学探究的思维与方法，进而提升学生的生物科学素养。在实际教学中，教师可于课堂导入、课堂教学、教学拓展、实验操作等环节中穿插运用生物科学史，以达到激发学生学习兴趣、推动学生进行科学探究、培养学生科学精神、二次开发生物课程的目的。
一、导课中穿插，激发兴趣
课堂导入中穿插生物科学史，一方面能让学生体会到生物学知识产生、演变、发展的神秘性；另一方面能吸引学生的注意力，使学生产生强烈的探究欲，进而快速投入到课堂学习中。
例如，在教学《降低化学反应活化能的酶》一课时，为了让学生深入了解酶的作用和特性，教师在课堂导入环节提出问题：“生活中，哪些生物现象是在酶的参与下产生的？酶在生物的新陈代谢中发挥着哪些作用？”然后插入相关科学史，如巴斯德提出酶母菌的参与完成了酿酒中的发酵，证实了活细胞的参与使糖类变成酒精；李比希通过研究认为酵母细胞中引起发酵的某些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用；毕希纳从酵母细胞中获得酶的提取液，并用这种提取液进行了酒精发酵；萨姆纳在1926年从刀豆种子中提取脲酶的结晶，并证实了脲酶是蛋白质。在完成对酶发现史的介绍后，教师再引导学生学习并掌握酶的作用特性，最后让学生对酶的特性进行归纳和总结：酶具有高效性、专一性；酶的作用条件较温和。
课堂伊始，教师穿插引入与酶相关的科学史，让学生从感性上对酶的产生、作用等有一个基本的认识。同时通过描述各位科学家的各种发现，让学生认识到酶对生命活动的重要性，诱发了学生学习酶的特性和作用的兴趣，调动了学生的学习积极性。
二、教学中穿插，推进探究
生物科学史呈现了生物科学家科学研究的过程，向学生揭示了科学家发现问题、选用合适的研究方法、解决问题、得出结论等过程。这一过程的呈现恰恰是科学家研究生物问题的思维的呈现，能够为学生学习和探究生物规律提供方向。尤其是当学生遇到科学问题时，学生能从科学史中找到前人研究的线索，从而快速厘清解题思路，有效解决问题。
例如，在教学《生物膜的流动镶嵌模型》时，为了让学生在深入理解生物膜与功能相适应的基础上总结出生物膜的构建方法，教师让学生以小组合作的形式开展学习，并给每个小组发放能够拆装的磷脂分子模型。接着让学生观察模型并思考问题：磷脂分子在细胞膜中是怎样排列的？借此教师引入高特和伦德的实验结论：构成细胞膜的脂质分子呈双层排列。最后，教师再穿插引入：罗伯森（1959年）利用电镜观察到生物膜的模型由暗（蛋白质分子）—亮（磷脂分子）—暗（蛋白质分子）三层结构构成。而此时的模型是静态的，显然与膜功能的多样性不统一，进而提出疑问。直到1972年桑格和尼克森提出了生物膜的流动镶嵌模型，才明确了磷脂分子和蛋白质分子在生物膜中的分布。当学生对生物膜的流动镶嵌模型有了基本的了解后，教师可组织学生利用磷脂分子模型演示生物模型构建的过程，让学生在演示操作中理解与掌握知识，重温科学家探索构建模型的过程。这一过程并不是简单的重复性的演示，需要学生结合所学知识不断地探究、解疑。
在课堂教学中，恰如其分地引入科学史，无疑给学生的探究插上理想的翅膀，从而发展学生的想象力和思维能力，提高学生的探究能力。
三、拓展中穿插，渗透德育
生物科学史除了展示科学家的研究方法和科学思维以外，还蕴含了丰富的人文精神和科学思想。在教学中运用生物科学史既能拓宽学生的知识视野，又能潜移默化地实现德育渗透，为学生的生物学习注入源源不断的动力。因此，教师要深入挖掘科学史背后隐藏的人文精神，将其渗透在教学中，让学生在一段段科学史中体悟科学家勇于探究和创新的精神，实现德育的有效渗透。
例如，在《孟德尔的豌豆杂交实验》教学中，为了让学生能够体会到孟德尔敢于质疑创新、勇于实践、严谨求实的科学精神，教师以故事的方式向学生讲述了孟德尔进行长达8年的豌豆杂交实验，最终发现了基因分离定律和自由组合定律的历程。介绍完毕后，教师让学生思考以下问题：（1）孟德尔获得成功的原因是什么？（2）孟德尔为何选用豌豆作为实验材料？让学生领悟到：要想获得成功就必须有坚定的信念、克服一切困难的决心，要像孟德尔一样能够坚持不懈地探索和研究。除此之外，还要有科学的选材方法、由简单到复杂进行研究的逻辑顺序。对于孟德尔用豌豆做实验材料，学生可总结出如下优点：豌豆是自花传粉、闭花授粉，自然状态下是纯合子；繁殖周期短；有一系列易于区分的、稳定的相对性状；后代数目多，等等。借此，教师可让学生回顾摩尔根采用果蝇作为实验材料的优点，并进行系统地总结，从两者的比较中习得实验材料的选择方法。
通过科学史的穿插，教师以问题为导向，让学生思考隐含在科学史背后的科学精神，使其深受感染，并内化为自己的德育品行。同时，在对选材优点的总结与比较中，让学生习得实验探究的方法，提升学生的科学素養。
四、实验中穿插，方法引导
在生物学发展的历史长河中，离不开对生物实验的描述与解释，实验是获取科学结论的重要方法与手段，同时，科学理论也反过来对实验的改进和完善起引领作用。因此，教师可在实验教学中运用相应的科学史对实验操作和探究进行思路上的引领和方法上的引导，帮助学生顺利完成实验探究。
例如，在《物质跨膜运输的实例》教学中，需要学生通过细胞吸水和失水实验探究渗透作用发生的条件。教师在演示实验操作过程和方法的同时，穿插介绍对实验操作有启发作用的科学史，如欧文顿（1895年）用了500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不同。以此启发学生在实验中选用植物细胞和动物细胞对细胞的失水与吸水进行探究。如选用洋葱鳞片叶表皮作为实验材料探究植物细胞的吸水与失水情况：当细胞的浓度大于外界的浓度时，则出现细胞吸水的现象，反之，细胞失水。那么在动物细胞中是否也是如此？选用哺乳动物红细胞作为实验材料探究动物细胞的吸水与失水情况。通过这样的实验，学生顺利掌握了植物细胞与动物细胞渗透作用发生的条件：有半透膜；半透膜两侧存在浓度梯度。
总之，科学史的穿插运用，既能激发学生的学习兴趣，为课堂教学增添活力，又能为学生的学习呈现科学的思维与方法，促进学生科学素养的提升。因此，在教学中，教师可在课堂导入、课堂教学、教学拓展、实验操作等环节中穿插引入生物科学史，实现科学史在生物教学中的有效运用，从而打造优质高效的生物课堂。
（责任编辑 黄春香）
[关键词]科学史；高中生物；运用
[中图分类号] G633.91 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2018）32-0087-02
生物科学史是对生物学产生和发展历史的科学总结。高中生物教材中涉及的生物学相关概念、理论和科学思想，生物科学家的成就、科学思维和研究方法，生物学发展中产生的各个理论与观点之间的联系，生物学与科学技术、社会之间的关系等均属于生物科学史的范畴。生物科学史蕴含着丰富的科学情感、思维与方法，教学中对生物科学史进行穿插运用，既能激发学生的学习兴趣，又能帮助学生理解生物学知识，把握科学探究的思维与方法，进而提升学生的生物科学素养。在实际教学中，教师可于课堂导入、课堂教学、教学拓展、实验操作等环节中穿插运用生物科学史，以达到激发学生学习兴趣、推动学生进行科学探究、培养学生科学精神、二次开发生物课程的目的。
一、导课中穿插，激发兴趣
课堂导入中穿插生物科学史，一方面能让学生体会到生物学知识产生、演变、发展的神秘性；另一方面能吸引学生的注意力，使学生产生强烈的探究欲，进而快速投入到课堂学习中。
例如，在教学《降低化学反应活化能的酶》一课时，为了让学生深入了解酶的作用和特性，教师在课堂导入环节提出问题：“生活中，哪些生物现象是在酶的参与下产生的？酶在生物的新陈代谢中发挥着哪些作用？”然后插入相关科学史，如巴斯德提出酶母菌的参与完成了酿酒中的发酵，证实了活细胞的参与使糖类变成酒精；李比希通过研究认为酵母细胞中引起发酵的某些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用；毕希纳从酵母细胞中获得酶的提取液，并用这种提取液进行了酒精发酵；萨姆纳在1926年从刀豆种子中提取脲酶的结晶，并证实了脲酶是蛋白质。在完成对酶发现史的介绍后，教师再引导学生学习并掌握酶的作用特性，最后让学生对酶的特性进行归纳和总结：酶具有高效性、专一性；酶的作用条件较温和。
课堂伊始，教师穿插引入与酶相关的科学史，让学生从感性上对酶的产生、作用等有一个基本的认识。同时通过描述各位科学家的各种发现，让学生认识到酶对生命活动的重要性，诱发了学生学习酶的特性和作用的兴趣，调动了学生的学习积极性。
二、教学中穿插，推进探究
生物科学史呈现了生物科学家科学研究的过程，向学生揭示了科学家发现问题、选用合适的研究方法、解决问题、得出结论等过程。这一过程的呈现恰恰是科学家研究生物问题的思维的呈现，能够为学生学习和探究生物规律提供方向。尤其是当学生遇到科学问题时，学生能从科学史中找到前人研究的线索，从而快速厘清解题思路，有效解决问题。
例如，在教学《生物膜的流动镶嵌模型》时，为了让学生在深入理解生物膜与功能相适应的基础上总结出生物膜的构建方法，教师让学生以小组合作的形式开展学习，并给每个小组发放能够拆装的磷脂分子模型。接着让学生观察模型并思考问题：磷脂分子在细胞膜中是怎样排列的？借此教师引入高特和伦德的实验结论：构成细胞膜的脂质分子呈双层排列。最后，教师再穿插引入：罗伯森（1959年）利用电镜观察到生物膜的模型由暗（蛋白质分子）—亮（磷脂分子）—暗（蛋白质分子）三层结构构成。而此时的模型是静态的，显然与膜功能的多样性不统一，进而提出疑问。直到1972年桑格和尼克森提出了生物膜的流动镶嵌模型，才明确了磷脂分子和蛋白质分子在生物膜中的分布。当学生对生物膜的流动镶嵌模型有了基本的了解后，教师可组织学生利用磷脂分子模型演示生物模型构建的过程，让学生在演示操作中理解与掌握知识，重温科学家探索构建模型的过程。这一过程并不是简单的重复性的演示，需要学生结合所学知识不断地探究、解疑。
在课堂教学中，恰如其分地引入科学史，无疑给学生的探究插上理想的翅膀，从而发展学生的想象力和思维能力，提高学生的探究能力。
三、拓展中穿插，渗透德育
生物科学史除了展示科学家的研究方法和科学思维以外，还蕴含了丰富的人文精神和科学思想。在教学中运用生物科学史既能拓宽学生的知识视野，又能潜移默化地实现德育渗透，为学生的生物学习注入源源不断的动力。因此，教师要深入挖掘科学史背后隐藏的人文精神，将其渗透在教学中，让学生在一段段科学史中体悟科学家勇于探究和创新的精神，实现德育的有效渗透。
例如，在《孟德尔的豌豆杂交实验》教学中，为了让学生能够体会到孟德尔敢于质疑创新、勇于实践、严谨求实的科学精神，教师以故事的方式向学生讲述了孟德尔进行长达8年的豌豆杂交实验，最终发现了基因分离定律和自由组合定律的历程。介绍完毕后，教师让学生思考以下问题：（1）孟德尔获得成功的原因是什么？（2）孟德尔为何选用豌豆作为实验材料？让学生领悟到：要想获得成功就必须有坚定的信念、克服一切困难的决心，要像孟德尔一样能够坚持不懈地探索和研究。除此之外，还要有科学的选材方法、由简单到复杂进行研究的逻辑顺序。对于孟德尔用豌豆做实验材料，学生可总结出如下优点：豌豆是自花传粉、闭花授粉，自然状态下是纯合子；繁殖周期短；有一系列易于区分的、稳定的相对性状；后代数目多，等等。借此，教师可让学生回顾摩尔根采用果蝇作为实验材料的优点，并进行系统地总结，从两者的比较中习得实验材料的选择方法。
通过科学史的穿插，教师以问题为导向，让学生思考隐含在科学史背后的科学精神，使其深受感染，并内化为自己的德育品行。同时，在对选材优点的总结与比较中，让学生习得实验探究的方法，提升学生的科学素養。
四、实验中穿插，方法引导
在生物学发展的历史长河中，离不开对生物实验的描述与解释，实验是获取科学结论的重要方法与手段，同时，科学理论也反过来对实验的改进和完善起引领作用。因此，教师可在实验教学中运用相应的科学史对实验操作和探究进行思路上的引领和方法上的引导，帮助学生顺利完成实验探究。
例如，在《物质跨膜运输的实例》教学中，需要学生通过细胞吸水和失水实验探究渗透作用发生的条件。教师在演示实验操作过程和方法的同时，穿插介绍对实验操作有启发作用的科学史，如欧文顿（1895年）用了500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不同。以此启发学生在实验中选用植物细胞和动物细胞对细胞的失水与吸水进行探究。如选用洋葱鳞片叶表皮作为实验材料探究植物细胞的吸水与失水情况：当细胞的浓度大于外界的浓度时，则出现细胞吸水的现象，反之，细胞失水。那么在动物细胞中是否也是如此？选用哺乳动物红细胞作为实验材料探究动物细胞的吸水与失水情况。通过这样的实验，学生顺利掌握了植物细胞与动物细胞渗透作用发生的条件：有半透膜；半透膜两侧存在浓度梯度。
总之，科学史的穿插运用，既能激发学生的学习兴趣，为课堂教学增添活力，又能为学生的学习呈现科学的思维与方法，促进学生科学素养的提升。因此，在教学中，教师可在课堂导入、课堂教学、教学拓展、实验操作等环节中穿插引入生物科学史，实现科学史在生物教学中的有效运用，从而打造优质高效的生物课堂。
（责任编辑 黄春香）