高中生物学教学中开展生物科学史教学的研究与实践

高中生物学教学中开展生物科学史教学的研究与实践

尚科卷

长子县第三中学校 （山西 长治） 046600

摘要：在新课程教学改革的背景下，生物学科研究史的引用可以帮助学生更全面地认知生物知识．在生物教学的过程中，引入生物学史的教学方式给学生拓展生物学认知道路，引导学生认知生物科学的本质，更新研究方法以及研究思路，有助于提升高中生的生物核心素养．本文分析了高中生物课堂教学的过程中如何运用生物学史的教学方式优化课堂教学质量，全方位地培育学生的综合素养．

关键词：高中生物；教学；生物科学史；研究与实践

引言

科学是一个漫长的发展过程，想要正确深入了解任何一门科学，必须要了解这门科学的起源和发展。因此，在生物教学过程中需要渗透生物科学史的教育，不仅可以使学生追随科学家探索生物世界的道理，充分理解科学的本质，从而掌握相应的生物学原理和科学探究的方法。还能够使学生在学习过程中体会到科学家献身科学的精神，从而调动学生的学习热情，激发学生的学习兴趣，不断培养学生勇于探索的坚毅品格。

一、生物科学史的内涵

科学史教育作为“HPS教育”（科学史、科学哲学、科学社会学的简称）的主要组成部分，自1895年马赫指出其重要性之后，重视科学史教育的理念在课堂教学中的地位日益突出。玛格纳曾谈到“生物科学史是对生命现象、生命演化发展规律以及科研人员生命观点、科研态度的研究”。我国在《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》中明确提出“学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路，理解科学的本质和研究的方法，学习科学家献身科学的精神”。新教材的编排体现了对生物科学史的重视，将科学史渗透到课程内容的方方面面。

二、在高中生物学教学中开展生物科学史教学的意义

学生的学习方式对学习效果有直接影响。传统教学模式中教师一味地将知识灌输给学生，学生只能被动地接受，这种教学方式不利于学生综合能力的提升，只有让学生处于主动地位，促使其主动学习才能促进学生全面发展。这就要求教师要改变传统的教学方式，使学生由被动学习转变为主动获取，从而实现内化。生物科学史能够将科学家探索生命活动的过程完整地呈现给学生，能够给学生营造浓郁的学习氛围，激发学生的学习兴趣、调动其积极性，让学生主动参与教学过程，完成学习方式的转变。比如，在学习“生物学膜结构”这一章节时，教师可以将蛋白质分子和磷脂分子的模具带到课堂上让学生进行观察探究，然后让学生结合自己的理解构建生物学模型，通过实验让学生不断完善自己的模型，之后让学生组成小组进行讨论，构建能够被大多数人接受的生物学模型。再比如，在学习“光合作用的发现史”时，教师可以让学生参考科学家的实验，自己总结光合作用的方程式。此过程可以培养学生的主动思考能力，便于他们对知识的理解和掌握，他们的学习方式较之前也会有很大的转变。

三、高中生物科学史教育的现状分析

随着新课程的不断改革，很多高中都开展了生物科学史教学，但生物科学史教学在生物学教学中的占比非常小，无法满足当前生物学教学的需求。生物科学史教学是对教材的补充，其内容主要囊括生物科学的发展历程和科学家的背景故事两部分。比如，在高中生物学教材中，有关“光合作用的发现”，书中只是简单阐述了科学家勇于拼搏、不轻易言弃的经典故事，这只能让学生了解生物科学的发展历程和成果的具体实验方法，但通过此无法让学生了解科学家的观念，而且有时候过度强调科学家的天赋和钻研精神，很可能会适得其反。这些问题使高中生物科学史教学缺乏全面性，因此学生对生物科学史教学无法产生正确全面的认知。很多高中生认为生物科学史教学就是了解科学家的发展历程，如孟德尔的故事，学生只知道孟德尔发现了遗传定律，但并不了解科学家得出结论的具体实验方法。另外，部分高中生物学教师的专业素养不高，并不完全了解生物科学史，对于生物科学史的认知还停留在教材中，这是当前亟待解决的问题之一。

四、生物学史在高中生物教学中的应用措施

（一）提升教师对于生物学史的研究和运用的能力

对于生物学史的课堂运用，生物教师要做好教学内容的研究．生物学史涵盖的内容多，涉及到的研究领域也比较多，教师要对课堂讲解的生物学史内容进行精心挑选，根据学生的接受能力进行生物学史的讲解，便于学生的理解，转化学生对于生物学史的认知以及理解．在进行生物概念讲解的时候，教师要斟酌什么类型的生物概念运用生物学史的讲解方法，教师合适的选择生物学史的知识来帮助学生建立正确的生物认知概念，辅助学生整理生物知识，建立完整的生物概念．教师在设计生物学讲解概念的时候，综合分析学生的记忆规律，在课堂的适当时机运用生物学研究史，设计以生动的形式展示生物学史的内容，加深学生的印象，避免学生在学习和理解生物概念的时候只会采取死记硬背的方式，进而辅助学生建立体系化的生物知识结构，形成生物学的科学素养．

（二）通过信息技术开展生物科学史教学

随着我国信息技术的不断进步和发展，教师可以通过多媒体这种生动形象的表现形式，使生物科学史内容得到有效的呈现。在这一过程中，教师可以以图文的形式来进行生物科学史内容的介绍，同时，也可以以视频的形式向学生播放生物科学史相关的内容。这种更加直观的展现形式，符合学生的认知需求和学习规律，使学生能够从中获得更加优良的学习体验和学习效果。在这一过程中，学生根据教材内的文字内容，进行图像信息的观察，不断开放学生的学习思维，强化学生学习和探究的动力。

（三）通过生物科学史的学习提升学生解决问题的能力

在陌生情境中解决问题的能力作为一种兼具创造性和操作性两大特征的高阶思维方式，是高中生必须具备的核心能力。美国“21世纪技能”关于“解决问题的能力”定义为一种能用传统或创新方式解决各种未知新问题，能够清晰提出问题，并从多种不同想法中形成自己认为最可行的方案或观点的能力。学习与创新技能的精髓体现在“能够解决问题”，通过生命科学史的学习，在学生与科学家的思维不断碰撞的过程中发展学生解决问题的能力。例如，我们可以通过如下生物科学史的教学完成线粒体的教学任务。线粒体是真核细胞中普遍存在的参与有氧呼吸的半自主性细胞器，具有内、外两层膜结构。线粒体基质中含有其自己的基因组（mtDNA）和参与细胞呼吸所必需的酶，所以线粒体是细胞的“动力车间”。线粒体从前可能是自由生活的细菌，大约在20亿年前进入细胞内并逐渐适应共生生活。研究发现线粒体还保留了基因组的一个碎片，作为曾经存在的印记。线粒体与宿主细胞之间的共生关系织就了生命所有的经纬，从能量、繁殖到细胞自噬、衰老和凋亡，线粒体的进化犹如给生命装上了马达，一旦发动就开始提供动力。

结束语

总而言之，在高中生物课堂教学中积极合理地利用生物科学史，可以让学生更好地理解教学材料中的内容，使学生养成发现问题、分析问题、解决问题的能力。同时，教师还可以借助生物科学史帮助学生树立正确的科学观念，激发学生勇于探索、大胆创新的科学态度，确保学生在学习过程中体会探索知识的乐趣，成为真正的课堂主人，促进学生养成良好的生物学科核心素养，进而成为全面发展的人。

参考文献

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