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【摘 要】当前，国际科学教育界正在提倡进行科学史、科学哲学和科学教育。其基本意图是：不但要让学生学习科学内容，还要让他们了解科学的本质，以提高学生的科学素养。
【关键词】 生物 科学史 教学
一、生命科学史教育现状
在高中生物学教学中注重科学史的学习，必将对培养学生科学素养产生深远的影响。但在实际教学中,许多教师对科学史教育的认识还不到位，而且在具体的实施过程中，也存在着许多误区和不足。“如对科学史的教育仅简单地理解为对科学史事实的识记，而没有将科学史所包含的理性精神与求真意识渗透其中，没有通过再现科学史让学生逐渐领悟科学的本质、科学的方法以及科学的精神等等”[1]。教学过程中偏重于事实的叙述和介绍，而忽视其中思维观念的发展，不利于全面掌握生命科学的系统知识，而这些方法与精神和科学知识同样是构成学生科学素养不可或缺的重要组成部分。
目前，生命科学史地位和作用已明显上升,特别是在新课标下的实验教材中可以明显的感受到。高考中有关科学史的内容也有所涉及。如2002年全国高考理综卷中的21题考查的正是验证镁是植物生活的必需元素这个问题,2006年广东卷42题也以科学史为题干进行考查。后来经跟踪调查，在教学中接受了科学史学习的学生得分率较高。2001年高考生物卷（广东，河南卷）中的第42题是有关深海热泉生态系统的问题，此题提供的资料信息是新颖的，是近年来科学新发现，是教科书中从来没有提及的事实，学生答题的过程实际上就是对以往所学知识持怀疑态度而接受新信息和接受新思想的过程，若在平时没有相关思想的渗透，则会严重地影响学生对新知识的理解和接受的，为此，高中生物教学中，要加深知识理解，提高学习兴趣，特别应该培养学生的科学思维方法以及科学精神。
二、生物科学史教育在教学中的实践
1、体验以往科学家发现过程，加深知识的理解
教学实践中直接引用那些能体现知识产生、发展重要阶段的生物史料,突出知识的获得过程。如选择一些核心概念的形成史，如光合作用、酶、基因等。选择一些理论形成和演变发展史，如遗传规律、进化论等，通过科学故事作为学习生物基础知识的一个环节，使学生以一种移情的方式设身处地体验以往科学家发现的过程，了解其来龙去脉，加深对生物学知识的理解，从而使学生更准确地掌握基本知识。
例如“光合作用”的发现，就结合课本运用课件以科学发现史为背景把光合作用研究的历史充分展开：
①引入:“一粒种子可以长成参天大树，那么植物是如何进行物质积累的?”学生就会和公元前三世纪的亚里士多德的一样认为:植物的物质积累来源于土壤。
②1648年荷兰内科医生赫尔蒙特将柳树苗种于已知重量的土壤中，用纯净的雨水浇灌5年后，柳树的重量增加了80多千克，而土壤减少了不到100g，于是他认为柳树重量的增加主要来自水。这里我们会发现，亚里士多德的观点缺少科学依据，而柳树实验则体现了科学的研究方法。但新的问题是，柳树只需要水和少量无机盐就能长大吗？通过启发学生，明确植物进行光合作用还要吸收CO2，同时释放02, 因此CO2也是物质积累的来源。那么怎样证明植物能吸收CO2，释放02？然后思考如何实验证明。
③1772年，普里斯特利(J.Priestley)将蜡烛燃着放入密闭容器中，待蜡烛熄灭后放入小鼠，小鼠死亡。而将绿色植物放入这缺氧的容器中，小鼠存活，说明植物能释放02，普里斯特利的实验结论是:植物能使污浊的空气变得清新。后来有人重复其实验，居然有得到相反结果，这是为什么？是条件吗？如何证明？
④1778年英根豪斯(l.Housz)进一步证明，上述情况只有植物的绿色部分在光照下可能发生。
⑤1864年德国科学家萨克斯的实验：绿色叶片黑暗处理→一半照光、一半遮光→酒精脱色→碘液显色（遮光处颜色没有变化，照光处变深蓝色）。实验证明产物是淀粉。
⑥1782年，瑞士的一位牧师塞尼比尔(J. Senebier)发现。植物的碳来自大气中的CO2，于是他推测，CO2吸收后被分解，碳进入植物的有机物中，而氧被释放。
⑦美国的微生物学家范尼尔(Van Niel)在研究紫硫细菌的光合作用时发现，紫硫细菌利用H2S和CO2合成葡萄糖时不生成氧，而是生成硫，他间接证明了光合作用释放的02来自水而非CO2。
⑧1880年,美国科学家恩格尔曼用水绵进行实验：把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境里,然后用极细的光束照射水绵.通过显微镜观察发现,好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中；如果上述临时装片完全暴露在光下,好氧细菌则分布在叶绿体受光部位周围。直接证明：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。思考为何用水绵和好氧细菌？
⑨20世纪30年代，美国科学家鲁宾(S.Ruben)和卡门（M.Kamen）用含0.85%1802的水作原料提供给绿藻进行光合作用，发现释放出的02中1802的比例也为0.85% 而非普通水中的0.20%。这就直接证明了光合作用释放的02来自水而非CO2。
这段科学史前后经历了300年的曲折，实验方法与手段在不断更新，而远不是一个简单的结论。这样让学生体验整个实验过程，充分理解知识和掌握知识。并在获得知识过程中实验能力得到了提高。
2、介绍生物学史，树立正确态度，进行情感教育
生物学史大多具有故事性,如孟德尔的遗传规律、达尔文的进化论、沃森和克里克创立DNA分子的双螺旋结构模型的背后都有一个神奇感人的故事。在介绍科学知识的形成过程中或介绍科学家的发现创造时，都尽量体现人类社会和科学家在探索自然的过程中所表现出来的尊重事实、依据事实、实事求是的求真、求实精神。同时通过第二课堂实施科学史教育，指导学生阅读科学史的书籍。结合具体的事例，如对克里克已去逝的纪念进行网上收集有关DNA分子的双螺旋结构模型发现历史50多年的故事，以及后人的历史评价。让学生看沃生的《双螺旋》，体会科学家的多面性和灵感，更从克里克一生中看到科学家永不停息、勇于创新的科学态度，不断追求新知、不懈探求真理、为真理献身的科学精神等等。从而培养学生爱科学，学科学，立志献身科学事业的科学情感。
3、运用典型史例，培养、训练科学思维和科学方法
教学中应注重科学思维和科学方法的训练，选择生物学在研究活动中典型的科学方法应用案例，以学生的认知过程为主线，通过分析、研究科学家的实验设计思路，从教育教学的角度，进行必要的剪辑加工，把学生推至问题开始的地方，使教学过程真正成为学生主动参与的“再发现”过程。从而学习其中具体的科学方法和科学思维[2]。
例如，在“植物的激素调节”一节课的教学中，教师并不直接告诉学生应得什么结论，而是引领学生遵循“观察实验、发现问题——提出假设——实验验证——得出结论”。这样一个科学发现的过程展开教学过程。首先用课件重现科学家的经典实验：第一个是达尔文的胚芽鞘向光弯曲实验；第二个是丹麦科学家詹森的明胶和云母片插入实验；第三个是荷兰科学家温特的琼脂块实验。通过展开科学家的思维过程，学生观察实验后得出“胚芽鞘的生长和向光弯曲与尖端和单侧光有关”。教师进而引导学生提出假设“尖端可能产生某种物质并可向下运输”。但怎样证明生长素主要是从胚芽鞘尖端向下运输呢?启发学生设计实验进行验证，经分组讨论后用多媒体技术呈现实验过程：把含有生长素的琼脂小块放在一段切头去尾的胚芽鞘的形态学上端，把另一空白的琼脂小块接在下端，过些时间，下端的琼脂中即含有生长素。如果把胚芽鞘颠倒过来，把下端向上作同样处理，生长素就不向下传导。
这样，通过以生长素的研究历程为主线,选取其中的典型实验，引导学生积极思维、分析讨论,从而深刻理解并掌握: (1)胚芽鞘的尖端产生生长素，即生长素的产生与光无关；(2)生长素能促进植物生长且可以向下运输；(3)感受光刺激的部位在胚芽鞘的尖端，向光弯曲的部位在尖端下面部位。通过多媒体技术为学生提供了一种“替代经验”，克服了学生直接经验的不足的弱点，突破了时空的限制，使探求知识的认识过程简化，引领学生掌握知识。
总之，在高中生物学教学中应注重科学史教育，将科学史所包含的理性精神与求真意识渗透其中，通过再现科学史让学生逐渐领悟科学的本质、科学的方法以及科学的精神，这将对培养学生的科学素养产生深远的影响。
参考文献：
[1] 郑春和. 注重生物科学史的学习[J]. 生物学通报，2004，39 (11)：27-30.
[2] 赵法茂.生命科学史视野中的知识发生过程教学研究（D）.硕士学位论文，济南: 山东师范大学, 2003.
（作者联通：400053重庆市电厂中学）
【关键词】 生物 科学史 教学
一、生命科学史教育现状
在高中生物学教学中注重科学史的学习，必将对培养学生科学素养产生深远的影响。但在实际教学中,许多教师对科学史教育的认识还不到位，而且在具体的实施过程中，也存在着许多误区和不足。“如对科学史的教育仅简单地理解为对科学史事实的识记，而没有将科学史所包含的理性精神与求真意识渗透其中，没有通过再现科学史让学生逐渐领悟科学的本质、科学的方法以及科学的精神等等”[1]。教学过程中偏重于事实的叙述和介绍，而忽视其中思维观念的发展，不利于全面掌握生命科学的系统知识，而这些方法与精神和科学知识同样是构成学生科学素养不可或缺的重要组成部分。
目前，生命科学史地位和作用已明显上升,特别是在新课标下的实验教材中可以明显的感受到。高考中有关科学史的内容也有所涉及。如2002年全国高考理综卷中的21题考查的正是验证镁是植物生活的必需元素这个问题,2006年广东卷42题也以科学史为题干进行考查。后来经跟踪调查，在教学中接受了科学史学习的学生得分率较高。2001年高考生物卷（广东，河南卷）中的第42题是有关深海热泉生态系统的问题，此题提供的资料信息是新颖的，是近年来科学新发现，是教科书中从来没有提及的事实，学生答题的过程实际上就是对以往所学知识持怀疑态度而接受新信息和接受新思想的过程，若在平时没有相关思想的渗透，则会严重地影响学生对新知识的理解和接受的，为此，高中生物教学中，要加深知识理解，提高学习兴趣，特别应该培养学生的科学思维方法以及科学精神。
二、生物科学史教育在教学中的实践
1、体验以往科学家发现过程，加深知识的理解
教学实践中直接引用那些能体现知识产生、发展重要阶段的生物史料,突出知识的获得过程。如选择一些核心概念的形成史，如光合作用、酶、基因等。选择一些理论形成和演变发展史，如遗传规律、进化论等，通过科学故事作为学习生物基础知识的一个环节，使学生以一种移情的方式设身处地体验以往科学家发现的过程，了解其来龙去脉，加深对生物学知识的理解，从而使学生更准确地掌握基本知识。
例如“光合作用”的发现，就结合课本运用课件以科学发现史为背景把光合作用研究的历史充分展开：
①引入:“一粒种子可以长成参天大树，那么植物是如何进行物质积累的?”学生就会和公元前三世纪的亚里士多德的一样认为:植物的物质积累来源于土壤。
②1648年荷兰内科医生赫尔蒙特将柳树苗种于已知重量的土壤中，用纯净的雨水浇灌5年后，柳树的重量增加了80多千克，而土壤减少了不到100g，于是他认为柳树重量的增加主要来自水。这里我们会发现，亚里士多德的观点缺少科学依据，而柳树实验则体现了科学的研究方法。但新的问题是，柳树只需要水和少量无机盐就能长大吗？通过启发学生，明确植物进行光合作用还要吸收CO2，同时释放02, 因此CO2也是物质积累的来源。那么怎样证明植物能吸收CO2，释放02？然后思考如何实验证明。
③1772年，普里斯特利(J.Priestley)将蜡烛燃着放入密闭容器中，待蜡烛熄灭后放入小鼠，小鼠死亡。而将绿色植物放入这缺氧的容器中，小鼠存活，说明植物能释放02，普里斯特利的实验结论是:植物能使污浊的空气变得清新。后来有人重复其实验，居然有得到相反结果，这是为什么？是条件吗？如何证明？
④1778年英根豪斯(l.Housz)进一步证明，上述情况只有植物的绿色部分在光照下可能发生。
⑤1864年德国科学家萨克斯的实验：绿色叶片黑暗处理→一半照光、一半遮光→酒精脱色→碘液显色（遮光处颜色没有变化，照光处变深蓝色）。实验证明产物是淀粉。
⑥1782年，瑞士的一位牧师塞尼比尔(J. Senebier)发现。植物的碳来自大气中的CO2，于是他推测，CO2吸收后被分解，碳进入植物的有机物中，而氧被释放。
⑦美国的微生物学家范尼尔(Van Niel)在研究紫硫细菌的光合作用时发现，紫硫细菌利用H2S和CO2合成葡萄糖时不生成氧，而是生成硫，他间接证明了光合作用释放的02来自水而非CO2。
⑧1880年,美国科学家恩格尔曼用水绵进行实验：把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境里,然后用极细的光束照射水绵.通过显微镜观察发现,好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中；如果上述临时装片完全暴露在光下,好氧细菌则分布在叶绿体受光部位周围。直接证明：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。思考为何用水绵和好氧细菌？
⑨20世纪30年代，美国科学家鲁宾(S.Ruben)和卡门（M.Kamen）用含0.85%1802的水作原料提供给绿藻进行光合作用，发现释放出的02中1802的比例也为0.85% 而非普通水中的0.20%。这就直接证明了光合作用释放的02来自水而非CO2。
这段科学史前后经历了300年的曲折，实验方法与手段在不断更新，而远不是一个简单的结论。这样让学生体验整个实验过程，充分理解知识和掌握知识。并在获得知识过程中实验能力得到了提高。
2、介绍生物学史，树立正确态度，进行情感教育
生物学史大多具有故事性,如孟德尔的遗传规律、达尔文的进化论、沃森和克里克创立DNA分子的双螺旋结构模型的背后都有一个神奇感人的故事。在介绍科学知识的形成过程中或介绍科学家的发现创造时，都尽量体现人类社会和科学家在探索自然的过程中所表现出来的尊重事实、依据事实、实事求是的求真、求实精神。同时通过第二课堂实施科学史教育，指导学生阅读科学史的书籍。结合具体的事例，如对克里克已去逝的纪念进行网上收集有关DNA分子的双螺旋结构模型发现历史50多年的故事，以及后人的历史评价。让学生看沃生的《双螺旋》，体会科学家的多面性和灵感，更从克里克一生中看到科学家永不停息、勇于创新的科学态度，不断追求新知、不懈探求真理、为真理献身的科学精神等等。从而培养学生爱科学，学科学，立志献身科学事业的科学情感。
3、运用典型史例，培养、训练科学思维和科学方法
教学中应注重科学思维和科学方法的训练，选择生物学在研究活动中典型的科学方法应用案例，以学生的认知过程为主线，通过分析、研究科学家的实验设计思路，从教育教学的角度，进行必要的剪辑加工，把学生推至问题开始的地方，使教学过程真正成为学生主动参与的“再发现”过程。从而学习其中具体的科学方法和科学思维[2]。
例如，在“植物的激素调节”一节课的教学中，教师并不直接告诉学生应得什么结论，而是引领学生遵循“观察实验、发现问题——提出假设——实验验证——得出结论”。这样一个科学发现的过程展开教学过程。首先用课件重现科学家的经典实验：第一个是达尔文的胚芽鞘向光弯曲实验；第二个是丹麦科学家詹森的明胶和云母片插入实验；第三个是荷兰科学家温特的琼脂块实验。通过展开科学家的思维过程，学生观察实验后得出“胚芽鞘的生长和向光弯曲与尖端和单侧光有关”。教师进而引导学生提出假设“尖端可能产生某种物质并可向下运输”。但怎样证明生长素主要是从胚芽鞘尖端向下运输呢?启发学生设计实验进行验证，经分组讨论后用多媒体技术呈现实验过程：把含有生长素的琼脂小块放在一段切头去尾的胚芽鞘的形态学上端，把另一空白的琼脂小块接在下端，过些时间，下端的琼脂中即含有生长素。如果把胚芽鞘颠倒过来，把下端向上作同样处理，生长素就不向下传导。
这样，通过以生长素的研究历程为主线,选取其中的典型实验，引导学生积极思维、分析讨论,从而深刻理解并掌握: (1)胚芽鞘的尖端产生生长素，即生长素的产生与光无关；(2)生长素能促进植物生长且可以向下运输；(3)感受光刺激的部位在胚芽鞘的尖端，向光弯曲的部位在尖端下面部位。通过多媒体技术为学生提供了一种“替代经验”，克服了学生直接经验的不足的弱点，突破了时空的限制，使探求知识的认识过程简化，引领学生掌握知识。
总之，在高中生物学教学中应注重科学史教育，将科学史所包含的理性精神与求真意识渗透其中，通过再现科学史让学生逐渐领悟科学的本质、科学的方法以及科学的精神，这将对培养学生的科学素养产生深远的影响。
参考文献：
[1] 郑春和. 注重生物科学史的学习[J]. 生物学通报，2004，39 (11)：27-30.
[2] 赵法茂.生命科学史视野中的知识发生过程教学研究（D）.硕士学位论文，济南: 山东师范大学, 2003.
（作者联通：400053重庆市电厂中学）