逍遥学能 2014-07-30 15:16
一直倍受关注的高中生物学新教材，经过几轮试验和修订之后，目前已基本定型。正在全国十个省（市）试用的必修教材的试验修订本，的确令人耳目一新。教材有许多值得称道的新变化，这里仅就其中有关科学史内容方面的变化，谈点学习心得。
1.教材增加了科学史方面的内容
新教材比较注意对生物学史方面内容的选取，不仅被提到的生物学家的名字有30个左右，而且对他们的工作特别是一些重要的生物学发现都有适当的说明介绍。下面略举几例加以说明：
例一：新教材在《绪论》中，以较大的篇幅简明扼要地介绍了生物科学发展史中的几个主要阶段及其代表性的成就，这是现行教材所没有的。新教材将这几个主要发展阶段概括为：描述性生物学阶段→实验性生物学阶段→分子生物学阶段，并就生物科学史上的重要事件和当代生物学的新进展作了适当的介绍。新教材的这一变化，使学生在学习本课之前，能大致了解生物科学发展的脉络。
例二：新教材在第三章“生物的新陈代谢”中增设了“酶的发现”的教学要点，分别介绍了五位科学家所做的贡献。意大利科学家斯巴兰让尼（L.Spaiianzani）设计了一个巧妙的实验，发现胃具有化学性消化的作用；德国科学家施旺（T.Schwann）在1836年，从胃液中提取出了具消化作用的某种蛋白质；美国科学家萨姆纳（J．B.Sumner）在1926年，从刀豆种子中提取出脲酶的结晶，并通过实验发现脲酶也是一·种蛋白质；进入20世纪80年代以后，美国科学家切赫（T.R.Cech）和奥特曼（S.Aitman）发现少数生物的某些RNA也具有催化作用。从酶的发现史，我们可以看出概念形成的思维过程。值得注意的是，现行教材将酶定义为“活细胞产生的具有生物催化作用的一种特殊蛋白质”，新教材则将“蛋白质”’改为“有机物”。由此可见，科学家对酶本质的认识也是不断深入和不断修正的。
例三：在第二章中教材还增加了“光合作用的发现”教学要点，也分别介绍了五位科学家所做的工作。英国科学家普里斯特利（J．Prieste1y）在1771年，发现植物的光合作用能更新空气；德国科学家萨克斯（J.von Sachs）在1864年，通过实验证明，绿叶在光合作用中有淀粉的合成；德国科学家恩吉尔曼（C.Engelmann）在1880年，用实验证明，氧是叶绿体释放的和叶绿体是光合作用的场所；美国科学家鲁宾（S．Ruben）和卡门（M.Kamen）在20世纪30年代，又进一步证明光合作用释放的氧来自水而不是二氧化碳。这一介绍至少带给学生这样的信息：我们今天对光合作用的认识是经过几代科学家、历经300余年的艰苦探索才逐步建立的。
例四：新教材在第四章：“生命浩动的调节”中，增加了“生长素的发现”的教学要点。书中介绍了三位科学家所做的工作，这三位科学家分别是学生已熟知的达尔文（C.R.Darwin，1880）。荷兰科学家温特（F.W.Went，1928）和郭葛（F.Kog1，1934），由于他们巧妙的实验设计使得生长素成为第一个被发现的植物激素。这一教学内容突出了科学发现过程中逻辑推理的思维法，对培养学生初步的科研能力很有好处。
例五：新教材在第六章“遗传与变异”讲“DNA是主要的遗传物质”时，增加了”肺炎双球菌的转化实验”（现行教材只介绍了“噬菌体侵染细菌的实验”）。在这一科学史实中，教材介绍了英国科学家格里菲思（F.Griffith，1928）和美国科学家艾弗里（Avery，1944）所做的工作，比较具体地介绍了实验方法和推论过程。这两个史实性的实验也都具有非常好的智育价值。
此外，新教材以必学或选学的形式还分别介绍了比利时学者比耐登（E.vanBeneden，1883）在研究受精作用时的发现。德国科学家福格待（W.Vogt，1929）在研究动物胚胎学时的发现，美国科学家沃森（J．D.Watson，1953）和英国科学家克里克（F.Grick，1953）在研究DNA分子结构时的发现，以及英国科学家道尔顿（j.Daiton）对人类色盲的发现等等。
2 教学中应充分发挥科学史的教育价值
生物学史是从辨证唯物主义和历史唯物主义出发，对生物科学的产生与发展作出的科学总结，是生物学家思维的结晶。新教材有意选取这些内容，是因为生物学史能够将知识传授、能力培养和情意发展三方面教育融合起来，很好地体现了生物学科的特点和素质教育的要求。所以，教师应利用好新教材，在教学中充分发挥生物学史的教育作用。这里略谈三个方面：
策略一：利用生物学家的生平和事迹，对学生进行科学精神和价值观的教育。在教材中写进科学家的姓名和事迹，不仅是对科学家的一种尊重和褒扬，更是对青年学生的一种教育。这种教育主要是科学家人格力量、科学态度、工作精神和人生观、价值观对学生启发与感召。我们说，生物学教学不仅是一种知识的教育，更是一种文化过程的教育。那么生物学家的生平和事迹正是文化过程中的重要组成部分。
策略二：再现知识的发生过程，变结论式教学为过程式教学。中学生物学知识是前人科学研究的成果，通过科学史中对一些经典实验和逻辑分析的再现，可以让学生体验生物学知识的形成过程，从中学习科学家的思维方法和理解生物学概念、原理的来龙去脉。这样的教学既传授了知识，更培养了学生的科学思维
策略三：利用科学史“故事性”，培养学生的学习兴趣。生物学史大多具有故事性，如孟德尔发现豌豆的遗传规律、达尔文提出进化论、沃森和克里克创立DNA分子的双螺旋结构模型以及我国科学家人工合成结晶牛胰岛素的成功，背后都有一个感人的故事。教学中以故事作导入或在枯燥的理论学习中插入个相关的故事，不仅能加深对知识的理解，而且能激发学习兴趣，调节大脑和减少疲劳。