利用科学史材料提升学生生命科学素养的教法探索
田翠平
科学史是科学的高度概括、结晶和升华，是一种非常重要的教育资源。科学史的教育不是简单的史实记诵，而是重在挖掘其内在的价值，使其成为学生学习科学的一种有效途径和手段。本文结合教学实践，谈谈如何充分利用科学史培养学生的生命科学素养。
一、教学中科学史的引入与生命科学素养的培养
1. 科学史展示知识发生过程，帮助学生深刻理解生命科学知识。
科学史使学生了解科学理论中的概念和原理是如何被提出的，从而帮助学生深入地理解这些概念和原理。因此，结合科学史可以更好的解决教学中的重点和难点。
2 帮助学生学会科学的思维方法，培养学生思维能力。
生物学知识既是科学思维的结晶，也是科学先驱们在探索中采用了正确的方法取得的成就。如果把科学巨匠独到的科学思想和科学方法渗透到知识传授中，学生则能从前人设计实验的过程中学到科学的研究方法，知其然，更知其所以然。孟德尔在研究碗豆遗传时独辟蹊径采用数学统计方法，并设计测交实验，发现了遗传规律。这里运用了观察、假设、归纳、推理、分析和实验等方法，有助于学生领会科学研究的基本步骤和科学的思维方法。
3帮助学生体会科学的人文内涵，感受科学家的人文精神，这也是生物学教学与人文教育相结合的有效途径。
真正的科学家不仅增长人类的自然知识，而且传播一种在思想上独立思考、有条理地怀疑的科学精神，传播一种在人类生活中相当宝贵的协作、友爱和宽容精神，是最富有人性的。真实的人性的科学家形象只有在科学史中才能得到恢复，因为只学习科学理论，我们可能完全不知道该理论的创造者是一个怎样的人。
4 激发学生对科学的兴趣。
在科学史的展现过程中，科学活动中的直觉、想象、理性、怀疑、激动以及观察、实验、调查、搜集数据、处理数据等的能力尽在其中，也可使学生获得科学思想、科学精神、科学态度、情意品格等的熏陶和培养。所以在相关主题的教学中，如果能利用相关科学史的素材来创设学习环境，让学生感受到是在科学、技术的历史长河中扬帆，这种激动和喜悦之情，将会持久地波动于他们的脑海之中。如在学习“微生物”之前，向学生讲述微生物的发现过程，特别是法国微生物学家巴斯德只用一个简单的曲颈瓶做肉汤实验就否定了“自然发生说”，证明了发酵的生物学性质。在这些实验设计中，闪烁着智慧的光芒，体现了朴素的理性之美，激发了学生对科学的兴趣。
二、科学史在教学中具体教法探索
不同的科学史材料在提升学生素养方面侧重点不同，有些科学史材料有利于引导学生获取新知识，有些科学史材料更适合学生从中学习科学研究的方法，而有些科学史材料则偏重于感悟科学精神与态度。为此需要从繁多的材料中进行选择、归类，去繁取精，采取不同的教法进行处理。
1. 生动有趣的科学史的教法——用来创设情境，激发兴趣
许多科学史生动有趣，引人入胜。如果用它们来创设情境，引入新课题，则能激发学生的求知欲望，吸引学生的注意，为学生铺垫良好的心理基础。如用1921年加拿大多伦多大学弗雷德里克·班廷和查尔斯·贝史发现胰岛素的故事，引出激素调节内容；用巴甫洛夫做的狗实验，引出条件反射。有些科学史本身就充满了疑问，这些疑问就把学生带人那充满曲折的探索之旅中去。
2. 偏重于科学方法的科学史材料的教法——设计合理问题和任务，启迪思维
上海科学技术出版社高中《十大最佳博彩网站排名》（试用本）第二册第六章第一节是通过噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质。教学中通过一系列的思考问题和描述实验等表达任务为驱动引导学生对实验进行分析和比较。这一系列的问题和任务：①他们实验之所以取得成功，一个很大的原因是选择了正确合适的实验材料。回忆噬菌体的结构特点和生活方式，初步了解为什么噬菌体是合适的实验材料。②通过课件展示噬菌体的结构组成和生活方式后提问：噬菌体是整个都进入到细菌体内还是其中某个部分进入了呢？③放射性同位素标记法被用来追踪到底什么物质进入细菌体内从而决定噬菌体后代性状。为什么选择这两种同位素？不用
⑧阅读P40图，请同学简述噬菌体侵染细菌的全过程。
因此，学生通过以上问题链的思考和表达，领悟科学实验的思想方法并提高推理、归纳科学结论的能力，最终结合烟草花叶病毒的学习从而理解DNA是主要的遗传物质，达到突出重点、突破难点。
类似教法的科学史材料还有梅塞尔森和斯塔尔用同位素示踪技术和等密度梯度离心的方法证明DNA半保留复制方式。上海新一轮课改教材把这一科学史安排在“阅读与思考”栏目。这一科学史如果恰当地应用在DNA复制教学中，则能启迪学生思维，提高学生的思维品质。我是这样利用这一科学史的：在讲授完DNA的复制以后，我向学生发出疑问：通过什么样的方法和技术可以证明DNA是通过半保留方式进行复制的?学生展开讨论，部分学生能够说出用同位素示踪技术。在此讨论的基础上再引导学生去阅读梅塞尔森和斯塔尔是如何证明DNA半保留复制方式的。为了进一步启迪学生思维，我向学生提出了一个具有思考空间的问题：第3代大肠杆菌的DNA经离心后在离心管中会形成几条带，分别位于离心管的什么部位?请在图6-12中画出条带的分布情况和DNA复制模拟图，这样的一个带有任务的问题既能引导学生阅读材料过程中深入的思考，提高学生思维品质，又起到检测学生思维品质和相关知识点的反馈作用。
3.补充选择相关科学史材料，引导学生通过分析材料获得新知识
教材由于篇幅和编排的限制，一些结论和知识点的得出是非常直接简练。如果教师再把教材中的知识点重复复述给学生，则是一种效率极低的教学方法。利用相关科学史材料，通过针对性较强的问题引导学生利用所学的知识获取新知识，
例如：教材中关于病毒的化学组成成分只用以下一句话来概括：“病毒是由蛋白质和核酸组成的”。我在教学中把这一结论的相关科学史进行了检索、处理。首先呈现科学家对病毒化学组成的研究过程和结果：“1935年，美国生化学家斯坦利（Stanley）提取到烟草花叶病毒的结晶。根据各种试验结果，证明这种结晶物质是蛋白质，然而，Stanley在他的结晶工作中，并未注意到病毒的含磷组分，1936年Bawden和Pirie等在纯化的烟草花叶病毒中发现了磷和五碳糖成分。”然后提问：病毒含有磷元素和糖类，推断病毒可能含有什么化合物？这样引导学生通过前一章节中所学的化合物组成的相关知识来得出结论，达到温故而知新的效果。
4.将科学史材料处理成学习训练进行知识过程与情感态度的三维一体教育
由于课堂时间的限制，科学史材料过多的引入势必影响教学任务的完成。而将科学史材料处理成学习训练，引导学生在自主阅读过程中巩固知识，训练思维，感受科学家的人文精神。例如以下的学习训练，吸引学生在有趣的阅读过程中，通过有趣的故事理解了维生素的定义，通过适当的问题提高思维表达能力，同时感悟到科学家的创新思想。
维生素的故事
人体是一个复杂的化工厂，每天这个化工厂需要40—50种不可缺少的营养物质作为原料以保证正常的生理功能，例如吃饭、睡觉、运动、谈恋爱甚至眨眼睛。其中二十余种营养物质十分关键，他们是大家族，并且有一个十分洋气的名字 ——维生素。人类在漫长的发现和利用维生素的历史过程中，有许多有趣又感人的故事，令人难以忘怀。
短命的富贵鼠
一百多年前的冬天，欧洲大陆白雪皑皑，到处一片银装素裹，在瑞士巴塞耳大学里，一个叫鲁宁的学生正在做一个有意思的营养实验。他面前有两组老鼠，模样长的一般大小，分别在两只笼子里。他给他们喂相同的食物包括肉、大米、盐和水。不同的是：第一组喂的是带壳的谷子，第二组喂的是精细大米。鲁宁认为，第二组应该比第一组长的好，因为吃的“高级”。但是实验结果却出乎意料，吃粗粮的老鼠健康活泼，可以繁殖后代；而吃精制食物的老鼠却无精打采，四肢无力，几周后陆续死去。鲁宁不相信实验的结果，把这个实验重复了很多次，但结果却一模一样。他产生了疑问：① ？
在以后的日子里，他反复检查了实验的环节，并没有发现致病细菌，没有任何资料可以解释这个奇怪的结果，他陷入了困惑。
一天深夜，鲁宁看着实验室里的老鼠，一个笼子里活泼乱跳，追着游戏，另一个笼子里全身痉挛，眼屎靡靡，喘息艰难，心情烦乱的他不小心把手里的牛奶泼进了老鼠待得笼子里。第二天，他回到实验室，令他惊讶的是，奄奄一息的老鼠全部都活着，而且有的还竖起了耳朵，精神多了。为什么这次他们活了？难道就是因为那瓶碰翻的牛奶？于是他又给它们喂了更多的牛奶？不久这些老鼠和正常的老鼠一样了。经过多次的重复对比实验，他推测②
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随后，不同的科学家开始重复这个瑞士硕士生的实验，有人用猩猩和猴子代替老鼠，发现水果也是动物不可缺少的东西；有人发现米糠中存在一种人类和动物都不可缺少的成分。十年后，荷兰科学家凯哈林通过实验认为，食物的营养价值不仅仅是食物中的糖、脂肪、蛋白质、矿物质和水，还存在另外一种重要的成分，这种成分究竟是什么？人们当时一直无法觅到它们的踪影，直到30年后，人们才真正看到了这种被称为“维他命”的微量物质。
（1）从短命的富贵鼠可以看出精米精面比不上五谷杂粮，其根本原因在于：
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（2）请根据相关内容将文章中横线上的空白部分补充完整 （3）请根据以上内容对维生素下个定义：
三、利用科学史引导学生进行探究过程中“度”的把握
我们教师都意识到科学史材料是引导学生进行探究式教学的极好形式，在教学中都在实践探索着。在华东六省一市的优质课评比活动中，我有幸观摩了3节关于“植物生长素”的公开课。分别来自3个省份的优秀教师都不约而同的采用了科学史材料引导学生探究，三位教师都精心设计了学案，要求学生担当科学家的角色，设计实验，学生在短短的40分钟重温了五位科学家的科学史。从旁观者的角度看，这三节课都是精心设计的极品课。可最后却受到生物教学界老泰斗
最后以
多一点实在，少一点形式；
多一点实效，少一点浮躁；
多一点个性思考，少一点跟风；
不要哗众取宠，浪费学生青春年华；
在实践中把握度和量，不要探究泛滥。
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