将生物科学史与生物学教学融为一体

尽管生物科学史对培养学生的科学素养有着重要的启示作用，由于诸多因素的限制，不可能以科学史为主线编写教材。这就要求教师在教学中针对具体的课题内容及教学目标，从学生的认知水平出发，适当地选取或处理相关的史料，将其作为教学内容的一个组成部分，融入单元课题的教学之中，引导学生从有关科学史的学习中接受教育和启发。

《标准》中建议安排的学习史料有两类：一类是必修或选修课本中的以课文形式呈现的史料，如“分析细胞学说建立的过程”、“说明光合作用及其对它的认识过程”、“总结人类对遗传物质的探索过程”、“概述植物生长素的发现和作用”、“简述基因工程的诞生”等；另一类是建议学生自行搜集的相关史料，如“搜集洲A分子结构模型建立过程的资料”、“搜集生物进化理论发展的资料”和“搜集有关干细胞研究进展的资料”等。除此之外，有些专题内容还涉及到科学家进行探索的经典实验及资料，如细胞膜的亚显微结构及特性，配子在有性生殖中的作用，孟德尔定律的发现，核酸是遗传物质的实验分析，艾滋病和非典型肺炎（SARS）等传染病的发生及防治，生态系统的能量流动等。

《标准》中建议安排的课文性史料，各自蕴含着多种教育功能，教学中要充分地发挥它们的作用。例如，在《分子与细胞》模块中指出，学习细胞的发现、细胞学说的建立和发展等内容，有助于学生对科学过程和本质的理解。显然，该模块建议安排的“分析细胞学说建立的过程”史料包括：细胞的发现简史和细胞学说创立的简史，其中，主要涉及到罗伯特·虎克（H.Robert）、列文虎克（A.Leeuwenhoek）、施莱登（M.J.Schleiden）、施旺（T.Schwann）、微耳和（R.L.C.Virchow）等科学家的贡献。罗伯特·虎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中每个中空的“小室”称为细胞（cell），而且描述了植物活细胞中的物质。罗伯特·虎克在生物学领域的研究成果带有传奇性，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·虎克事迹导入教学过程，显然容易激发学生的学习兴趣。列文虎克是自学成才的楷模，他充满活力的一生及其研究成果令人钦佩和赞赏，颂扬他的事迹能促使学生学习科学家们的不断进取的精神。施莱登和施旺是细胞学说的首创者，细胞学说不仅初步阐明细胞的概念，而且开创了细胞研究的新时代，促进了生物学的发展。通过这部分史料的学习，有助于学生认识科学理论的形成是科学发展的必然，又对科学发展的进程产生重大的影响。微耳和是19世纪的一位多才多艺的学者，文化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。微耳和的事迹有助于学生领悟科学家们的博学、严谨和为科学而献身的精神。

科学史有助于学生理解科学知识，但要根据单元教学目标的要求，对相关史料进行适当整理，突出其主题和关键事件。例如，古希腊学者亚里士多德提出，土壤是构成植物体的原材料，1642年赫尔孟德（J.Van Helmont）栽培的柳苗试验推翻了亚里士多德的观点。至今科学家们对光合作用的研究已有360多年的历史。初中阶段的教学在于形成光合作用的概念，以揭示柳苗生长之谜为线索，通过实验引导学生探索光合作用的原料、产物和条件，实际上是重复普利斯特利（Joseph Priestley）、英格豪斯（Janlngenhousz）、谢尼伯（JeanSenebier）和萨克斯（Julius Sachs）等科学家的研究过程的方法。高中阶段的教学在于阐明光合作用是一个氧化还原过程，可分为光反应和暗反应两个阶段。因此，将瓦伯格（O.Wanbung）、卢宾（S.Ruben）、卡门（M.Kamen）、卡尔文（M.Calvin）、阿尔农（D.Amon）和派克（Park）等科学家的研究史料整合到相应的教学内容中，不仅有助于学生认识光合作用的实质，而且有助于他们体会科学家的思维过程。(www.xing528.com)

科学史有助于学生形成科学观念，但要尊重科学发展历史的事实，应引导学生对相关史料进行科学而客观地评价。例如，前面概述的人类对遗传奥秘的研究经历了100多年，在每个历史发展阶段中都有起到关键作用的核心人物犯科学错误，甚至他们的过失成为科学研究的阻力，如贝特森、摩尔根、莱文等，但这些不能抵消他们做出的杰出贡献，尤其是贝特森晚年的行为风范令人敬佩。对生物科学发展过程中的重大事件和关键人物进行客观地评价，这就是历史的辩证法。大家知道，在遗传学发展史上，孟德尔被尊称为遗传学奠基人，但早在1759～1790年间，科尔罗伊德（J.G.Koelreuter）曾用138种植物进行了500多种杂交实验，他被后人称为“植物杂交试验之父”，孟德尔借鉴科尔罗伊德的成功经验进行豌豆杂交试验；1854年，诺丹（C.Naudin）进行的植物杂交试验成果已经接近于分离规律的边缘，诺丹在遗传学史上享有孟德尔先驱者的盛誉。同样，沃森和克里克的DNA分子双螺旋结构模型被视为具有划时代意义的里程碑。查格夫、鲍林、威尔金斯和富兰克林等人的研究成果，成为DNA分子双螺旋结构模型应运而生的基石。将重大的科学研究成果既看作是历史发展的必然，又充分肯定关键人物的天才和创造，这就是历史唯物主义。

《标准》指出，探究性学习是重要的学习方式，但不应成为唯一的方式。科学探究包括一系列的活动，如发现问题、提出问题、作出假设、逻辑推断、检验假设、分析结论、交流评价等。许多生物科学史料，是对学生进行科学方法训练的好素材。例如，孟德尔是通过分析一对相对性状的杂交试验结果，发现并提出两个问题：一是F1代为什么全部为显性？二是F2代为什么出现一定比例的性状分离？正是为了解决这些问题，他借鉴物理学的分子和原子论，作出颗粒性遗传因子控制相对性状的假设；进而推测Fl（Dd）代的对等性因子之间有显性关系，形成配子时D与d的分离导致杂种自交后代发生性状分离现象；然后运用测交等方法检验假设的合理性，从而得出分离定律。用科学史对学生进行科学方法训练，要防止将科学探索的过程固定化，应以活泼多样的学习形式发展学生的创造性思维。例如，孟德尔分离定律的发现过程宜以教师简述为主，而自由组合定律则宜以学生讨论为主，特别是孟德尔应用正交和反交两组测交试验结果来检验假设的合理性，对学生的思维训练具有重要作用。此外，学习《标准》中列举的植物生长素的发现史，教师可利用现代化教学手段，引导学生沿着科学家的思维方式探索生长素基本理论的形成过程，不仅促使学生深刻领会生长素理论的论点，而且使学生在亲身体验科学探索的过程中接受科学方法的训练。也有的教师将植物生长素的发现史料，作为组织学生开展研究性学习的资料，促使学生在争取探究实验取得成功的活动中，培养他们持之以恒和坚忍不拔的科学品质。