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[关键词] 新课程 科学史 价值
重视生命科学史的教育价值是时代的呼唤。《普通高中生物课程标准(实验)》(简称《标准》)提出“提高学生的科学素养”、 “面向全体学生”、“倡导探究性 ”、“ 注重与现实生活的联系”的基本理念。在课程目标中也明确提出,“获得生物学基础事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识,知道生物科学和技术的主要发展方向和成就,知道生物科学发展史上的重要事件”。在实施建议的教学建议部分中,第七个专题“注重生物科学史的学习”中举实例突出强调了“科学是一个发展的过程”。 并特别说明“对于《标准》中没有列出的其他生物科学史实也应注意引用”。
一.生命科学史的重要价值
1.生命科学史揭示了自然科学的本质
生命科学史揭示了自然科学的本质,同时显示了产生每个知识点的科学过程。例如,20世纪初,萨顿和鲍维里在孟德尔遗传学以及19世纪末在染色体的变化、体细胞与生殖细胞的分裂等方面的成果上,提出了染色体学说,即(孟德尔所说的)遗传因子可能就在染色体上。但是当时拿不出证据证明他们的观点。直到1910年,摩尔根通过一系列实验发现,控制果蝇眼色的基因位于性染色体上,才证明了萨顿、鲍维里的假说。从“基因位于染色体上”这一知识点的形成过程,可以看到科学过程的步骤。生命科学也是在自我更正的过程中积累和进步的。
2.生命科学史是前人探究生物学知识的科学过程史
每一个知识点的产生过程,就是一个探究的过程。生命科学史就是前人探究生物学知识的科学过程史,生命科学史中蕴涵了知识与过程的统一。(过程中包含着思维方式,如好奇心、求知欲、质疑、推理等;过程中包含着研究方法。)创造科学知识的科学家,哪一个不具备广博的知识呢?DNA双螺旋结构模型的建立,汇集了许多不同学科背景科学家的智慧,显示出知识是非常重要的,仅有沃森和克里克的知识也是办不到的。知识和过程是自然科学的两个维度,二者是统一的,不能割裂开来。
3.生命科学史展示了人们的合作过程
生命科学史展示了在探究知识的过程中,有相同研究方向的人们之间和有不同研究方向的人们之间的合作。DNA双螺旋结构的问世充分说明了这一点。
这个事实表明从事不同学科研究的人,掌握的知识和技术是不同的,而且不同学科背景的人带来了不同的思维方式(尤其是玻尔、德尔布吕克和薛定谔的思想为遗传学研究注入了新的活力,他们的思想极大地影响了沃森和克里克),他们的合作为解决问题提供了不同的思路,他们在解决问题中相互启发,相互补充,相互促进,同时共享了研究成果。
4.生命科学史展示了成功的实验与选择合适的实验对象是分不开的
孟德尔选择了豌豆;摩尔根选择了果蝇;细胞学说的创始人施旺选用具有相似于植物细胞壁的动物脊索细胞和软骨细胞;贝尔登和鲍维里在研究细胞分裂时,选择了马蛔虫细胞;悉尼·布雷内、罗伯特·霍维茨和约翰·苏尔斯顿(这三人是2002年诺贝尔生理医学奖获得者)最终选择了线虫来探索“程序性细胞死亡”的奥秘;科学家选择了拟南芥作为植物遗传研究的模式植物。
以上事例说明了选择合适的研究对象对解决问题非常关键。这些事实给予我们的启示是:在高中生物新课程中的探究教学中,也涉及选择探究对象的问题,要解决好探究问题,必须先选择好探究对象。
二.生命科学史在高中生物教学中的应用
1.培养学生的科学态度
科学就是客观地研究事物。如实地认识客观规律,符合逻辑地得出正确结论。所以,实事求是的态度就是科学的态度。在生物科学史的教学中,介绍科学家们客观地观察生物的形态结构、生理特性,踏踏实实地做好生物试验,实事求是地分析观察和实验结果的科学态度,能为学生提供学习的榜样,有效地培养学生的实事求是的科学态度。
2.培养学生的科学精神
科学精神是科学品质的核心。科学精神就是敢于怀疑、敢于求真、敢于创新。科学的每一次进步,都是对过去的一次革命,它总是要突破以往的窠臼,达到一个新的起点。创新是科学进步的内在动力。创新必需有勇敢的精神作基础,要敢于怀疑现有的观点,敢于冒险,敢于克服困难,敢于接受失败的考验,敢于抵制世俗的偏见和环境的压力,坚韧不拔地追求真理。纵观生物科学的历史可以看到,是科学家们的不断创新才有生物科学的不断进步。因此,在生物科学史的教学中,引导学生学习科学家们的创新精神,有助于学生科学精神的形成。
3.培养学生的科学思维
生命教育是一种全人的教育,它包含对生命的关注,同时也包含对生存能力的培养和生命价值的提升。它重视对人的心灵的熏陶,重视对人的完整精神世界的构建,重视对人的健全人格的养成,是一种有着浓重哲学根基、蕴涵人生大智慧的教育。而生命教育的目的就是要让学生要认识到生命的重要,感恩生命的美好,唤醒学生的生命意识,提高学生的生命质量提升学生的精神世界。
二、高中生物学科
教学结合生命教育的优势生物学它是一门研究生命现象、生命活动规律及其与环境关系的科学学科。在生物教学活动中,人既是教学活动的主体又是客体。当人作为教学研究的客体时,我们将其放在了众多生物中,以此来探究其生命活动规律、生物演化关系以及它与地球自然环境的密切联系。而与此同时生命教育本身就是以生命规律为基础,从生命的视角来探寻人与自然、人与人、人与自身之间的关系来审视生命的整体性和人这一生物发展的主体性作用。为了提高受教育者的生命质量和提升其幸福指数,我们可以从人的生命成长发展规律和社会需求等方面来实施教育。同样,生物学科教学融入生命教育即是在学科教学过程中将生命教育的主要内容融入其中,通过生物学科课程的具体教学活动来实施生命教育。因此,结合两者的特点发现生命教育的目标可以在生物教学中实现。
三、高中生物教学中融入生命教育的途径和方式
1.结合教材内容
对学生进行生命教育高中生物课程是一门将科学知识与生命教育融为一体的学科。仔细研究生物教,深入挖掘生命教育素材,就能将教授生物知识与生命教育有机结合起来。在《受精作用和早期胚胎发育》教学中,教师可介绍形成受精卵的艰难历程,男子一次可排出2亿5千万个,可是进入输卵管的不到20个,经过精卵细胞识别、附着于卵膜,最终精卵细胞核融合完成受精的只有一个。让学生体会到生命形成的艰难,能够受精的都是经过精挑细选,是最强壮的那个。引导学生认识到自己是父母的第一,是父母的骄傲。从而增强自信,尊重自己。教师讲述受精卵发育需要经过母亲要经过十月怀胎,期间为新生命提供营养,保证新生命的安全等。至今在体外只能实现受精作用和早期胚胎体外培养,尚无从受精卵到新生儿的全体外培养技术。就是由于母体的环境实在难以模拟,无法替代。所谓试管婴儿也是在试管中发育至囊胚,必须移植入母体子宫。让学生体会母爱的伟大,从而能孝敬父母,珍惜自己的生命,尊重他人的生命。
2.结合实验课
对学生进行生命教育。学生在进入实验室前就要进行实验室安全守则教育,学会在实验室遇到突况时进行自救。进入实验室后,如在《检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质》的实验中,在徒手切片花生子叶时小心刀片划伤,在使用本尼迪特试剂沸水浴加热小心烫伤,在使用双缩脲A液NaOH时,当心溅出腐蚀。在《提取和分离叶绿体色素》实验使用层析液乙醚时,要在试管上加塞子,防止乙醚挥发影响自己和他人。通过这些安全教育,加强学生的安全意识,更加珍惜自己的生命。
3.结合科学史
对学生进行生命教育。近200年来,生物学科有了长足的发展,这与科学家的不断实验,刻苦专研分不开的。通过介绍生物学科发展史中的经典案例,让学生了解生物学科的发展历程的同时,也让学生体会到众多科学工作者为生物科学的发展做出了毕生的贡献。如:美国生物学家沃森和英国物理学家克里克在剑桥大学卡文迪什实验室默契配合,锲而不舍的研究DNA分子结构,最终在威尔金斯、卡加夫等人的研究成果和他人合作的前提下,最终获得了成功,发现了DNA分子的双螺旋结构;在生长素的发现过程中,从达尔文父子对植物向光性研究,到温特发现植物向光弯曲是由于某种化学物质的分布不均,再到郭葛发现生长素的化学本质是吲哚乙酸。经历了几代科学家的不懈努力。科学家们为了自己喜爱的事业奋斗一生,这需要怎样的生命价值观?这些有助于学生养成良好的科学态度和科学精神,进而领悟生命的更高层次。
四、总结
关键词:生命科学史. 教育价值
新课程高中生物教材生命科学史的教育蕴涵的教育价值是非常丰富的,对于实施新课改的目标具有独特的作用。细想起来,生命科学史至少包括以下几方面的作用,下面笔者就谈谈自己的粗浅的认识。
一、生命科学史是一部思想史话,处处闪烁着人类高尚精神的光芒。生命科学史,它揭示了人们思考和解决生命科学的思想历程,它或多或少地打上时代的思想,时代的烙印。例如,罗伯特.胡克是第一位用显微镜观察和描述细胞结构的学者,他不但将观察到的软木每个中空的“小室”称为细胞(cell),而且描述了植物活细胞中的物质。罗伯特.胡克在生物学领域的研究成果具有传奇性,也给予科学家们一定的启发。在细胞概念的教学中以罗伯特.胡克的事迹导入教学过程,很容易激发学生的学习兴趣。列文.胡克是自学成才的典范,他充满活力的一生及其研究成果令人钦佩和赞叹,人们称道他的事迹之余,也在学习科学家的顽强拼搏、不断进取精神。施旺和施莱登是细胞学说的首创者,他们不仅初步阐明细胞的概念,而且开创了细胞学说的新纪元,促进了生命科学的发展进程。通过这些生命科学史的学习,学生一定会惊叹于人类高尚的精神,有助于学生认识科学理论的形成是科学发展的必然,又对科学发展进程产生深远而又有决定性的影响。微耳是19 世纪的一位才艺俱佳的学者,文艺界和社会活动的杰出人物,他创立了细胞病理学并提出"细胞来自于细胞"的观点,从而修正和完善了细胞学说。微耳和他的事迹有助于学生领悟科学家们的博学多才、严瑾求实和为科学而献身的精神。
二、生命科学史是一部探究史、科学过程史。每一个知识点的产生不,无不前人探索的艰辛。例如,对于对于光合作用的发现史就是一个典型的例证。古希腊的哲学家亚里士多德提出,土壤是构成植物体的原材料,1642年,范.海尔蒙特通过柳树称重实验了亚里士多德的观点,他认为:光合作用需要水。迄今为止科学家对光合作用的研究已经有了360多年的历史。初中新教材的教学在于形成光合作用的概念,以揭示柳树生长之谜为线索,通过实验引导学生探索光合作用的原料、产物和条件,实际上是重复了普利特斯利、英格豪斯、谢尼伯和萨克斯等科学家的研究的经典实验。高中阶段的教学在于阐明光合作用的氧化-还原过程,可分为光反应和暗反应两个阶段。因此将瓦伯格、卢宾、卡门、卡尔文、阿尔农、派克等科学家的研究史料整合到教学内容之中,不仅有助于理解光合作用这个知识点的来龙去脉,而且有助于从其中一些典型事件中可以学习到前人的探究方法,并且深受启迪,获益非浅。
三、生命科学史揭示了自然科学的实质。自然科学的实质可以归纳为以下特征:定量化、观察、实验、科学过程、在自我更正中不断完善和发展。
1、定量化是将生命科学同数学有机地结合在一起。孟德尔就是利用数学统计方法对实验数据进行统计,才发现基因分离规律和自由组合规律。只有对不同环境下获得的大范围的样品进行方差的统计分析,才能将遗传引起的变异与环境中变异分开,精确的定量化使生命科学如鱼得水,如日中天。
2、观察、实验是生命科学基础。通过观察来研究事物,特别是通过精确的对照实验来研究问题是自然科学的又一突出特征。19世纪70、80年代萨克斯领导的植物学派对生物学中的实验方法的应用起了特别重要的作用。19世纪80年代,鲁(1850-1924)将实验方法引入胚胎学领域。并扩展到生物学其他领域,最后扩展到进化论中。到了20世纪30 年代,大多数生物学领域,除了生物学中的系统分类学,都采用了实验分析和物理、化学方法而取得新进展。
3、生命科学史显示了知识产生的科学过程。例如,20世纪初,萨顿和鲍维里提出了染色体学说,即遗传因子可能在染色体上。但是,当时无证据证明。直到1910年,摩尔根通过一系列实验方法发现控制果蝇眼色的基因在位于性染色体上,才验证了萨顿和鲍维里的假说。