摘" 要：根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)對初中生物學(xué)教學(xué)工作的要求，生物教學(xué)需要將發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)作為教學(xué)主要任務(wù)，充分挖掘生物學(xué)科的育人價值?？茖W(xué)史知識是生物學(xué)知識的重要組成部分，教師將科學(xué)史的探究過程應(yīng)用在生物教學(xué)中，可以從思想、知識、技能等方面實現(xiàn)對學(xué)生生物核心素養(yǎng)的強化。文章重點分析了核心素養(yǎng)視域下初中生物科學(xué)史知識的教學(xué)策略，希望可以為生物教學(xué)提供一些參考。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);初中生物;科學(xué)史

生物學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的科學(xué)。通過科學(xué)史的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以體會科學(xué)家在探究生物學(xué)知識過程中的科研精神。在實際教學(xué)中，生物教師可以從初中生物核心素養(yǎng)的四個維度出發(fā)，探索科學(xué)史教學(xué)的有效策略。

一、初中生物核心素養(yǎng)及科學(xué)史概述

（一）初中生物核心素養(yǎng)的內(nèi)涵

生物核心素養(yǎng)是指學(xué)生在學(xué)習(xí)生物的過程中，形成的關(guān)鍵能力和必備品格，對學(xué)生的個人發(fā)展具有重要意義，主要包括四個維度，分別為生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會責(zé)任。其中生命觀念是指學(xué)生需要理解觀察到的生命現(xiàn)象以及相互的關(guān)系、特性等，以及具備正確理解生物學(xué)現(xiàn)象的意識，可以從生物學(xué)角度探究生命的過程;科學(xué)思維是指在科學(xué)事實的基礎(chǔ)上，使用科學(xué)的思維方式認(rèn)識事物的本質(zhì)，解決實際問題;科學(xué)探究是指發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實世界中的生物學(xué)問題，并使用觀察、提問和實驗等一系列探究方法對生物現(xiàn)象進(jìn)行討論和交流，在探究中掌握生物學(xué)學(xué)習(xí)的思路和方法;社會責(zé)任是指學(xué)生在生物學(xué)認(rèn)識的基礎(chǔ)上，參與社會事務(wù)的討論，并做出理性的解釋和判斷。

（二）生物科學(xué)史的內(nèi)涵

生物科學(xué)史是指人類思考、解決生物學(xué)問題的思想過程?？茖W(xué)史中，既包含生物學(xué)的各種重要概念、研究方法以及生物規(guī)律等的演變過程，也包括科學(xué)家在探究生物學(xué)過程中持有的觀點和態(tài)度。生物科學(xué)史具有較高的教育價值。教師根據(jù)科學(xué)史開展教學(xué)，不僅可以使學(xué)生獲取更多的生物學(xué)知識，豐富知識體系，還可以使學(xué)生通過探究的學(xué)習(xí)方式體驗科學(xué)家研究過程中的思維模式、解決實際問題的思路等，以及科學(xué)家身上的科學(xué)精神，符合發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的基本要求。

二、初中生物科學(xué)史教學(xué)現(xiàn)狀

結(jié)合初中生物科學(xué)史教學(xué)的實際情況，教學(xué)過程存在以下問題：第一，學(xué)生對生物學(xué)史知識的興趣不高。初中階段的學(xué)生學(xué)業(yè)壓力較重，在課上學(xué)習(xí)時，更關(guān)注重點知識內(nèi)容，對科學(xué)史的關(guān)注度不足，主要原因是教師在日常教學(xué)中，未能針對科學(xué)史的學(xué)習(xí)進(jìn)行有效引導(dǎo)，很少將科學(xué)史內(nèi)容作為教學(xué)素材，導(dǎo)致學(xué)生對科學(xué)史的學(xué)習(xí)積極性較差，并不具備挖掘科學(xué)史中生物知識的能力。第二，教師對教材中的科學(xué)史知識應(yīng)用不到位，未能將其與教學(xué)設(shè)計緊密聯(lián)系。部分教師只是將科學(xué)史作為科普材料，要求學(xué)生了解閱讀，未能充分發(fā)揮科學(xué)史的教育價值。第三，學(xué)生剛接觸生物學(xué)知識時，并不具備科學(xué)研究的意識以及探究能力，教師也是以知識內(nèi)容的講解為主，并沒有開展針對性的探究能力培養(yǎng)教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生對生物學(xué)的認(rèn)知局限在基礎(chǔ)的知識和題目中，并不具備較強的知識應(yīng)用能力，這在一定程度上限制了學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

三、核心素養(yǎng)視域下初中生物學(xué)科學(xué)史知識教學(xué)策略

通過對目前初中生物科學(xué)史知識教學(xué)問題的研究，教師需要深入分析生物核心素養(yǎng)以及教材中科學(xué)史的內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生的實際情況開展教學(xué)工作。

（一）了解科學(xué)發(fā)展過程，樹立科學(xué)生命觀念

生命觀念是生物核心素養(yǎng)的第一要素，生命觀念素養(yǎng)的發(fā)展需要學(xué)生不斷提升對生物概念、原理、規(guī)律正確認(rèn)識的能力，能夠正確理解和解釋生命的現(xiàn)象。對此教師可以利用科學(xué)史的相關(guān)知識內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生了解生物學(xué)的基礎(chǔ)知識內(nèi)容，從而形成正確的生命觀念。

比如，在“大腦的奧秘”主題課程中，教師需要將人體大腦中的細(xì)胞作為案例進(jìn)行展示，包括大腦中的腫瘤細(xì)胞、兒童大腦皮質(zhì)中的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、一個溺亡的人小腦中的浦肯野細(xì)胞等。此時，教師可以使用教材中“科學(xué)家的故事：施萊登、施旺的細(xì)胞學(xué)說”講解一些細(xì)胞學(xué)說的發(fā)展過程，引導(dǎo)學(xué)生跟著兩位科學(xué)家的研究過程挖掘生物知識，并結(jié)合細(xì)胞在大腦中的作用，深刻體會“細(xì)胞是構(gòu)成生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位”，以此強化學(xué)生對生物學(xué)觀點的理解。細(xì)胞的觀察過程需要使用顯微鏡，對此教師也可以利用教材“科學(xué)·技術(shù)·社會”板塊中的“人類探索微觀世界不可缺少的工具——顯微鏡”作為科學(xué)史教學(xué)內(nèi)容，目的是讓學(xué)生感受與生物學(xué)相關(guān)的科技的發(fā)展。

再如，教師可以將達(dá)爾文進(jìn)化論的科學(xué)史內(nèi)容作為教學(xué)重點，讓學(xué)生建立科學(xué)進(jìn)化與適應(yīng)的生命觀念。達(dá)爾文在長期的生活中發(fā)現(xiàn)，各種生物之間存在差異性和相似性，于是他開始思考差異性是如何形成的。在研究過程中，達(dá)爾文收集了大量的植物、動物標(biāo)本，觀察各種生物的生存環(huán)境和行為習(xí)性，逐漸形成了進(jìn)化論的學(xué)說。學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)史的過程中，深刻體會到科學(xué)家在生物學(xué)探究過程中的艱辛，并對生命的發(fā)展過程有了更多的思考，這對學(xué)生生命觀念的形成具有重要意義。

（二）利用科學(xué)研究情境，發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維

科學(xué)史知識的教學(xué)并不是教師簡單地向?qū)W生科普知識，而是需要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生物學(xué)家研究生物現(xiàn)象的過程，學(xué)生可以緊跟科學(xué)家的思維模式，采取比較、分類、歸納演繹、分析和建模等方法探究生物現(xiàn)象，從而實現(xiàn)自身科學(xué)思維的發(fā)展。比如，現(xiàn)代神經(jīng)學(xué)之父卡哈爾改進(jìn)了高爾基的鉻銀染色法，并糾正了當(dāng)時流行的“神經(jīng)組織是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)”的說法，證明長的神經(jīng)纖維只在末梢才與另外的神經(jīng)細(xì)胞接觸。卡哈爾的生物學(xué)研究是從科學(xué)思維的角度出發(fā)，對已知的結(jié)論進(jìn)行驗證和完善，一切的研究都基于科學(xué)事實。

教師在教學(xué)過程中，也可以開展小組合作討論，要求學(xué)生以小組為單位整理和分析科學(xué)史，了解科學(xué)家探究的過程，并通過設(shè)置相應(yīng)題目的方式，為學(xué)生提供思路。比如關(guān)于“基因的顯性和隱性”，教材是將孟德爾的豌豆雜交實驗作為教學(xué)案例，如果教師的教學(xué)只停留在讓學(xué)生閱讀科學(xué)史材料上，直接記憶結(jié)論，這無法讓學(xué)生從科學(xué)思維的角度分析生物學(xué)知識，對學(xué)生能力的培養(yǎng)也會受到限制。為此，教師可以將學(xué)生分成多個小組，要求學(xué)生在閱讀材料以及實驗過程的基礎(chǔ)上思考孟德爾的實驗過程。

教師可以設(shè)計問題一：“為什么以豌豆作為實驗的植物？”該問題答案簡單，卻可以讓學(xué)生從實驗設(shè)計的角度思考實驗過程的可行性。問題二：“親本為純種矮莖豌豆，子代是高莖還是矮莖？”該類問題設(shè)置的目的是讓學(xué)生深入分析實驗的過程，了解實驗的原理，通過問題引導(dǎo)，保證學(xué)生的探究學(xué)習(xí)具有較強的層次性，學(xué)生能夠根據(jù)孟德爾的科學(xué)思維探究生物學(xué)知識。問題三：“父母皆為雙眼皮，孩子是單眼皮，怎樣解釋這種現(xiàn)象？”針對該問題，教師應(yīng)要求學(xué)生從科學(xué)家的角度進(jìn)行回答。學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，需要在教學(xué)過程中進(jìn)行，學(xué)生對生物學(xué)的學(xué)習(xí)不能死記硬背，而應(yīng)通過歸納、概括、演繹和推理等方式提煉出知識內(nèi)容。教師可以通過實際案例引導(dǎo)學(xué)生使用科學(xué)的方法探究科學(xué)知識的應(yīng)用。

（三）優(yōu)化科學(xué)探究過程，提高學(xué)生實踐能力

一些生物實驗無法在課堂上實現(xiàn)，對此教師可以利用科學(xué)史開展生物教學(xué)，利用科學(xué)家的實驗探究過程重點培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究實踐能力。

比如，在“植物光合作用”教學(xué)中，教學(xué)重點是光合作用的實質(zhì)。該部分涉及的科學(xué)史主要是海爾蒙特和普利斯特利的實驗，教師可以利用多媒體教學(xué)設(shè)備或虛擬實驗?zāi)M器展示實驗的過程，并借助科學(xué)史的知識引導(dǎo)學(xué)生探索光合作用的實質(zhì)。在教學(xué)過程中，教師首先可以讓學(xué)生思考亞里士多德的觀點“土壤是植物的食物來源”，讓學(xué)生結(jié)合自己的生活經(jīng)驗思考該觀點是否正確，此時再引出海爾蒙特的實驗，讓學(xué)生思考“海爾蒙特提出質(zhì)疑的原因是什么，從實驗中學(xué)到了什么，實驗過程有沒有可以改進(jìn)的地方”。教師基于科學(xué)史設(shè)計教學(xué)任務(wù)，可以引導(dǎo)學(xué)生深入分析科學(xué)史的資料內(nèi)容。海爾蒙特的質(zhì)疑說明不要盲目相信權(quán)威，需要利用實驗進(jìn)行驗證，接下來，教師可以使用多媒體和虛擬實驗展示普利斯特利的實驗，得出“植物在陽光下可以釋放出氧氣”的結(jié)論。教師可以演示實驗，讓學(xué)生確定植物產(chǎn)生的氣體就是氧氣，然后組織學(xué)生分析普利斯特利的實驗結(jié)論，探究“污濁氣體”是否是二氧化碳。在此過程中，教師可以滲透假設(shè)實驗的方式，假設(shè)就是二氧化碳，再進(jìn)行猜想的證明。具體而言，教師可以在教材中科學(xué)史的基礎(chǔ)上，適當(dāng)補充德·索熱爾第一次對光合作用定量測定的實驗，提出光合作用的產(chǎn)物不僅包括二氧化碳還有水。此時，教師可以設(shè)計探究性問題：“光合作用的原料是水和二氧化碳，產(chǎn)物中的有機物是存在能量的，但原料中并沒有能量，由此可以證明什么？”學(xué)生可以通過推理得出光合作用的過程是產(chǎn)生能量的，最終得到光合作用的公式。

該教學(xué)設(shè)計以科學(xué)史為主要教學(xué)線索，通過教學(xué)活動培養(yǎng)了學(xué)生的探究能力。在探究過程中，學(xué)生以基本的生物學(xué)概念作為基礎(chǔ)，真正地參與科學(xué)實踐，并通過科學(xué)家的實驗故事將本節(jié)課的知識內(nèi)容串聯(lián)起來，促使學(xué)生分析問題，并得出正確結(jié)論。

（四）挖掘科學(xué)家的精神品質(zhì)，強化學(xué)生責(zé)任意識

科學(xué)史在生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用意義，不僅體現(xiàn)在對知識內(nèi)容的補充和豐富上，還體現(xiàn)在通過科學(xué)家的精神品質(zhì)展現(xiàn)生物學(xué)探究發(fā)展的過程上。責(zé)任意識是初中生通過學(xué)習(xí)生物可以形成的一種品質(zhì)，學(xué)生的發(fā)展直接關(guān)系社會發(fā)展，學(xué)生應(yīng)參與社會事務(wù)的討論，承擔(dān)一部分社會責(zé)任，具有一定的擔(dān)當(dāng)，這也是教育工作開展的目的之一。科學(xué)史知識中多數(shù)的生物學(xué)研究成果，都是通過科學(xué)家的堅持不懈得到的，對人類社會發(fā)展具有較強的推動作用。對此，首先，教師需要深入挖掘科學(xué)史中的內(nèi)容，在教學(xué)中突出科學(xué)家的精神品質(zhì)，重點講解科學(xué)家在實驗探究過程中體現(xiàn)出的勇于探索、探究真理的科學(xué)精神，使學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)生活中也可以形成科學(xué)意識，主動探索的科學(xué)精神。如班廷發(fā)現(xiàn)胰島素、弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉素等，都可以作為科學(xué)家科學(xué)精神的教學(xué)素材。其次，教師需要重點挖掘科學(xué)家身上的社會責(zé)任感，如袁隆平先生的雜交水稻。教師在教學(xué)中，可以單獨用一節(jié)課帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)雜交水稻的發(fā)明過程，引導(dǎo)學(xué)生深刻體會袁隆平先生的科學(xué)態(tài)度和社會擔(dān)當(dāng)精神。最后，教師在使用科學(xué)史知識時，還需要體現(xiàn)出科學(xué)家勇于質(zhì)疑、挑戰(zhàn)權(quán)威的精神?？茖W(xué)探究是發(fā)展的過程，結(jié)論和規(guī)律都屬于發(fā)展?fàn)顟B(tài)，一味遵循權(quán)威內(nèi)容，只會限制學(xué)生的思維。為此，教師可以挖掘科學(xué)家身上的質(zhì)疑精神，如現(xiàn)代神經(jīng)學(xué)之父卡哈爾質(zhì)疑主流學(xué)說、海爾蒙特質(zhì)疑名家觀點等。此外，教師在使用現(xiàn)代科學(xué)史的相關(guān)知識時，也可以與現(xiàn)代化的生物研究發(fā)現(xiàn)相結(jié)合。如在教學(xué)“人體神經(jīng)調(diào)節(jié)”的相關(guān)內(nèi)容時，教師可以將目前模擬神經(jīng)調(diào)節(jié)的科技加入教學(xué)中。2020年，浙江大學(xué)研究團(tuán)隊對一名癱瘓患者實施了國內(nèi)首例“腦機接口”手術(shù)，術(shù)后患者能夠通過操控機械手臂完成各種動作，患者觸碰到物品，能夠產(chǎn)生“觸覺”并完成抓握動作，這一過程與人體神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式相似。該研究是在前人研究的基礎(chǔ)上利用現(xiàn)代化技術(shù)的研究實例，能夠體現(xiàn)出生物學(xué)發(fā)展對社會進(jìn)步的重要意義，從而強化了學(xué)生在學(xué)習(xí)生物學(xué)知識時的社會責(zé)任意識。

總而言之，初中階段的生物教學(xué)需要注重科學(xué)史的教育價值，利用科學(xué)史知識發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。教師需要明確現(xiàn)階段科學(xué)史教學(xué)中存在的不足，引導(dǎo)學(xué)生了解生物學(xué)知識的發(fā)展過程，形成生命觀念，利用科學(xué)實驗情境強化學(xué)生的科學(xué)思維，應(yīng)用科學(xué)史實驗過程培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，同時挖掘科學(xué)家身上的精神品質(zhì)，強化學(xué)生的責(zé)任意識。

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（責(zé)任編輯：孫曉林）