黄玉阳

【摘 要】阐述在课堂上适当运用与教材有关的科学史来诠释知识点的方法和好处，合理运用科学史来辅助教学能激发学生的学习兴趣，提高学生的科学素质，培养学生严谨的科学思维和社会责任感，从而提高课堂的教学质量。

【关键词】科学史 生物教学 学习兴趣 科学素质 责任感

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2016）03B-0147-02

人教版高中生物教材中很多知识点都有一段曲折的科学发现史及其背后相关的社会故事，每个科学发现史的故事都能帮助学生沿着科学家探索生物世界的道路，理解科学的本质和科学研究的方法，认识科学发现对人类的影响，进而学会利用科学的力量造福人类社会。因此合理利用这些资料可以提高生物学课堂的教学质量。笔者在教学过程中，注意收集整理与教材内容知识点相关的生物科学史，阅读相关的专著，不断完善自己的知识体系，做到对教材涉及的科学史全面了解，烂熟于心，信手拈来。在教学中，笔者根据教材教学的需要对科学史的内容进行二次改造，通过增、减、改、换等方法，使得这些资料能在课堂上合适应用。笔者在实践过程中取得比较良好的效果，提高了教学质量，受到学生的欢迎。

一、利用生命科学史导入新课，激发学生学习的兴趣

在《DNA是主要的遗传物质》这节课中，课文首先提出“遗传物质可能有什么特点”这个讨论问题。在此引入科学史，告诉学生首先提出并回答这个问题的人是一位伟大的物理学家——薛定谔。他在1926年提出了波动力学——量子力学的标准形式之一，因此而获得诺贝尔物理学奖。后来他的兴趣转向生命科学，他用物理学家的思维，在1943年写了《生命是什么》这本书。书中他根据自然界生物的现象和生命普遍的规律推理出能作为遗传物质应该具有的特点，这本书为分子生物学的诞生作了概念上的准备。

在课堂上简单介绍薛定谔和他的书《生命是什么》，然后要求学生结合初中学习的生物学知识，根据生物前后代的现象特点，引导学生归纳总结出遗传物质应该具备的特点：（1）遗传物质在前后代应该是稳定的；（2）遗传物质应该能复制；（3）遗传物质应该能在前后代传递；（4）遗传物质应该可以变化。

这样的新课导入，开阔了学生的视野，开拓了学生科学的思维，教会学生理解科学研究中观察自然现象、总结自然规律的重要性，同时激发了学生的学习兴趣。兴趣是学习的内在动力，激发兴趣是教学成功的关键所在。

二、利用科学史让学生了解科学研究的过程和应具备的素质

利用科学史使学生认识科学研究需要严密逻辑思维，需要经过艰苦的探索过程才有所成就。献身于科学探索是艰苦的，同时也是充满内心的喜悦。生长素的发现史充分体现了这个特点。在这一节，笔者拓展讲解了生长素发现史的关键人物达尔文。讲述他对自然常见现象细致的观察，严谨的实验论证和推理，从而使人类发现了生长素。达尔文观察到植物向光生长现象后，利用金丝雀草做了无数个系列实验。在这个过程中，经过无数不眠之夜的思考和推理，最终才得出科学结论。第一系列实验他用单侧光照射在有孔暗盒里的幼苗的不同部位，证明幼苗的感光部位只是幼苗胚芽鞘的尖端；第二系列实验他用切除法证明幼苗生长原因的部位是幼苗胚芽鞘的尖端；第三系列实验他用划等距离线的方法观察单侧光引起幼苗向光弯曲现象，发现幼苗生长的部位是在幼苗胚芽鞘的下方。在当时，这三个结论是互相矛盾的，是无法理解的。达尔文经过分析推断提出合理的预言：幼苗胚芽鞘的尖端可以产生一类物质，这类物质对单侧光有反应，使幼苗向光弯曲生长，并且这一物质是作用于幼苗胚芽鞘尖端的下方。此后经过几代科学家的不断努力，证实了达尔文的预言，找到并提纯到了这种物质，并命名为生长素。这段科学史告诉学生达尔文不仅是我们所熟知的大博物学家、思想家，而且更是一个观察细致、严谨的实验科学家。

这样对科学史进行拓展能使学生轻松地理解有关生长素的产生部位，生理功能，运输方向等相关知识点，同时，使学生了解到对自然现象进行细致观察，严谨推理，充分论证这些科学研究的基本素质，培养学生科学研究的意识。事实证明这样的拓展可以帮助学生比较深刻地理解教材的基本理论，提高教学质量，也更受到学生的欢迎。

三、利用科学史使学生懂得跨学科综合思维的神奇力量

科学史揭开了现代生命科学伟大发现的基本前提：科学家需要有广阔的视野，跨学科的综合思维。这种科学史教育可以培养学生初步的跨学科综合思想，拓宽以后的发展道路。

DNA结构的发现是20世纪最重大的科学发现之一，是分子生物学的新突破。在《DNA分子的结构》一节，笔者讲解为什么沃森和克里克能首先发现DNA的结构的原因。20世纪40年代，人类已经确定DNA应该是生物遗传信息的载体。当时研究DNA结构的实验室主要有两个，一个是伦敦国王学院的威尔金斯和富兰克林的实验室，他们是顶尖的生物学家，拥有第一手的实验资料；另一个是美国加州理工学院鲍林的实验室，他是世界著名的化学家。当时沃森很年轻，名不经传，他的专业是生物遗传学，他到英国的剑桥大学和克里克一起做生物学研究，他们原来的研究课题是烟草花叶病毒。沃森说服了克里克和他合作，转向研究DNA的结构。他们合作几年后提出了DNA的双螺旋结构，为人类打开遗传信息学的这扇大门，创造了科学奇迹。他们成功的关键在于沃森是一个生物学家，知道DNA结构对整个生物学的意义；而克里克是一个数学家和物理学家，他熟练掌握X射线晶体衍射技术技能，可以在衍射图中分析推断物质的结构。加上他们利用了化学家查可夫的发现，在DNA分子中A=T，G=C。他们经过演算、推理，终于推导出DNA的双螺旋结构。因此DNA结构实际是由生物学的思想，化学的分析，物理学的实验技术，通过数学的推导推理出来的。这是多学科综合运用的结果，这种跨学科的思想碰撞产生了伟大的创造力。

现代科学重大的发现往往源于跨学科的综合思维，而现代学科专业化的结构划分和研究机制往往限制了科学家的思维。这种现象也对我们当代教育产生了新的挑战，我们应该进行夸学科综合思维教育，培养出杰出优秀的科技人才。

四、利用科学史促使学生具备崇高的社会责任感

科学史告诉了学生科学家拥有什么样的情怀，什么样的社会责任。这些例子可以培养学生良好的品质，具备崇高的社会责任感。

在《生态环境的保护》这个内容中，可以插入一些相关生态保护的著名的历史事件。在20世纪60年代美国女生物学家雷切尔在研究密执根大学校园鸟类死亡原因的过程中，发现其原因是农药DDT通过食物链的传递造成的。当农药DDT在鸟类食物链各级食物中的浓度越来越高，并累积到一定的量时就能毒死鸟类。重金属或像DDT这样的有机磷农药在食物中的浓度沿着食物链逐级升高的现象叫食物链的生物富集作用。因为人总是在各种食物链的顶端，所以DDT能通过食物链的传递在人的细胞内富集，使其浓度变得很高，使人的身体健康受到破坏。雷切尔也是一位著名的科普作家，根据这个规律，雷切尔以童话的形式写了一本书，书名叫《寂静的春天》，书中警告使用DDT的危险性。该书在1962年出版发行，当时立刻引起全美国轰动，美国人由此知道了“环境污染”这个词。但是雷切尔却遭到化学公司的种种威胁，要求她收回《寂静的春天》这本书。后来，化学公司还联合起来起诉雷切尔。雷切尔出于对人类未来前途的负责，不仅不怕威胁，而且奋起应诉。结果引起美国国会震动，美国国会为此成立一个专门的委员会来调查事情的真伪。最后，雷切尔获胜了，但她并没有就此停下来。她站在为了人类福祉的立场，呼吁人类不是简单地禁止使用农药，而是应该开发使用高效、低毒、低残留的农药，这样既可以保证农业生产，又不对环境造成危害。由于她的努力，美国国会通过立法规定了生产和使用农药的新标准，确保了食品的安全。雷切尔帮助美国人了解环境污染危害的严重性，改变了美国人民的思想意识，改变了美国的生产方式。

这个历史事件反应了一个科学家的良知、社会责任和使命。科学发展的同时，不仅仅有利于人类，而且也可能会对人类自身产生各种危害。科学家的使命是帮助人类正确使用科学技术的力量造福于人类，避免危害人类。

在教学中，提高教学质量是教师所追求的永恒的主题。生物科学史在课堂上的适当运用往往能生动地诠释教材的基本知识点，提高课堂质量，使学生学习到科学家的科研精神，理解和体会科学研究的苦与乐，感悟科学研究的一些共同规律，实现了让科学史发挥育人的功能。

【参考文献】

[1]薛定谔.生命是什么[M].湖南科学技术出版社，2005

[2]沃森.双螺旋[M].科学出版社，2006

[3]沃森.基因的分子生物学（第七版）[M].科学出版社，2015

[4]雷切尔.寂静的春天[M].上海：上海译文出版社/北京：中国青年出版社，2015

（责编 卢建龙）