基于生命科学史的小专题研习教学实践研究

任剑明 魏娜 马会放

摘要 以科学史的小专题研习为例，探索其在教学实践中的实现方式以及阐释其对于发展学生核心素养的育人价值。

关键词 科学史 小专题 核心素养

中图分类号G633. 91

文献标志码B

《普通高中课程方案（2017年版）》（以下简称《课程方案》）的实施，给了学生更大的择“科”自由，学生选择生物学课程进一步学习，很大程度上是源于学科兴趣，而不再是因为传统理科的捆绑。另一方面，生物学课程在高考科目中的分值和其他选考科目一样，这使得学生愿意投入更多的精力去学习生物学。这是《课程方案》为生物学教学带来的新机遇。

作为自然科学中的一门基础学科，生物学是提高学生的科学文化素养的重要载体之一。然而，随着知识体系的逐步加大，学生学习的实际感受却是这是一门比一些人文科学还“文科”的科目，有太琐碎的知识点需要去“记”，有太多的内容需要去“背”。生物学的学习不能像物理、化学那样来一场酣畅淋漓的计算或推导，学生总是很难感受到生物学科的逻辑。

面对《课程方案》带来的机遇与挑战，生物学教师要拓宽教学路径，探索教学组织形式，创设有效的教学情境，帮助学生守住选科时的那份“初心”，引导学生感受到生物学的学科逻辑，进而发展学生的科学文化素养。《课程方案》实施以来，笔者探索以科学史为背景的小专题的教学组织和方法，以促进学生学习方式变革，增强学生的科学体验感，取得了较好的教学效果。

1 基于科学史的小专题研习教学组织形式的搭建

高中生物学课程的精要是向学生展示生物学的基本内容，反映自然科学的本质。生命科学史阐述了生物学家在解决问题过程中所持有的观点以及解决问题的思路和方法，并且还系统性地阐释了每一个生物概念产生的背景和路径。以科学史为背景的专题研习有利于吸引学生主动地参与学习，有利于引发学生领会科学家的思想，体会科学研究方法，理解生物科学本质和感悟科学精神。该教学组织形式的搭建主要过程如下：

（1）聚焦大概念选择合适的专题。

进行小专题的研习有几个原则要把握：①专题内容上聚焦大概念，跟学生所学的相关;②专题要有一定的系统性，学生研习之后，能对大概念产生背景，路径能有更深刻的认识;③专题的挑战性应该在学生的能力范围内，能促进学生间的合作，引发学科间交流，提升学生的科学素养。例如，围绕高中生物学概念3：“遗传信息控制生物性状，并代代相传”，师生共同确立了“DNA是如何被确定为细胞的遗传物质”的小专题研习。

（2）围绕专题，分析教材，确定研习方案，展开研习。

确立专题后，学生知道了做什么，还需要教师给予必要的帮助，启发他们的思路，帮助学生确定研习方案。这个过程中，教师要注意引导学生，将研习内容与教材关联。例如，在生命科学史上关于遗传物质化学基础的研究，事实上是三方面研究结果共同汇合而成：①遗传类型的统计学分析，解决了基因的传递行为，但未解决基因是什么;②细胞分裂的显微研究，解决了染色体在细胞分裂过程的行为，初步将遗传物质锁定上DNA与蛋白质之间;③细胞组分的生化及功能研究，解决了染色体的化学组成、DNA的分子结构、DNA是肺炎双球菌的转化因子、DNA是噬菌体的遗传物质等问题。就这些研究内容与教材相关内容的关联性分析见表1所示。

分析与教材内容的关联性后，结合三个研习方向，兴趣相近的学生结合成研究小组，各有侧重点，从收集资料，查阅文献开始研习（教师要在资料提供方面提供指导和帮助）。研习过程要注重体会科学家的观点，研究思路和方法，注重梳理每项研究解决的问题，以及受此研究启发带来的新问题。

（3）搭建交流平台，培养学生的学术交流能力。

学生在研习一段时间的基础上，全班定期交流研讨。交流主要环节为：先由每组代表做研习报告，报告主要内容为研习所获、研习困惑及下一段的研习计划和目标;然后，就相关问题进行师生问答，小组讨论或辩论。在此基础上，教师要给予评价，就学生的研习困难提供帮助，启发学生的思路，增强学生的信心。这一平台的搭建的意义在于给学生提供交流的机会，让学生讲科学家的研究故事，分析科学家的观点，讲述科学家的方法。这样有利于增强学生对科学的认识，有利于发散学生的思维。在小结点评阶段，教师的帮助有利于引导学生把握研习的方向，提高研习的质量。

（4）撰写研习报告，设计研习海报，展示研习成果。

当一个专题研习完成以后，撰写报告可以促使学生就研习内容再进行一次深入思考，进而梳理学生研习过程的收获，同时提升学生的表达能力。展示研习成果是为了让学生在更大范围分享自己的研习成果。这一过程有利于增强学生的自信，使学生收获创造性劳动带来的喜悦。特别是在海报下方备注研习小组学生的名单，会让学生有非常强的学科自信感，让学生感受到劳动之后的快乐。

2 基于科学史的小专题研习的教学实践效果

2.1 激发了学生的学习活力，增强了生物学課程的科学体验感

系统性的小专题研习激发了学生的学习活力，生物课程的学习不光在课堂上进行，而且延伸到了课下实践，学生通过查文献、读文献、做报告、回答同学问题、小组交流、撰写研习报各等环节，引发了学生的学科兴趣，发展了学生的阅读、交流、表达等学习能力。在这一过程中，学生还近距离地感知生物学知识的产生过程，感受了生物学研究过程中的科学思维和科学探究，感受到了生物学研究的科学体验，增加了学生对生物学科是自然科学的认同感，体会到了生物学科学习的乐趣。在研习报告中，学生写到：“生物学研究的基本方法之一就是‘观察法。而生物体的组成又非常的复杂，生命科学的特例又非常的多，所以生物学没有那么多的定理和公理，生物学的研究的表达方法主要就是描述，描述某种指标上升了，或者下降了……”这说明学生已经开始在逐步意识到了生物学的学科特点。

2.2 发展了学生的生物学学科核心素养

基于科学史的小专题研习，教师引导学生在研习过程中，进入科学家的角色，感受科学研究时遇到的困难、引发学生真思考，促使学生由过去的解题向解决真问题方向转变。学生在亲历解决问题过程中：①从源头上体验知识的形成过程，学生主动构建了相关的知识网络，增强了学生对相关生物概念把握能力，这样形成的知识更具有系统性的生命力;②通过领悟生物学家的观点和解决问题的思路进而发展了基于生物学事实和证据的归纳与概括、演绎与推理等科学思维方法;③通过感悟生物学家的研究方法，发展了针对特定现象进行观察、思辨、方案设计、实验验证，对研究结果交流与讨论等的科学探究能力。在此基础上，学生通过感悟研究故事，形成积极的科学态度，养成科学思维、批判质疑和勇于探究的科学精神，为学生的未来学习、生活和社会参与时培育了科学素养。

3 结语与反思

新一轮课程改革给生物学教学来了机遇的同时，也使教师面临着挑战。如果生物学教学开展得有学科吸引力，选择生物学的学生就会多一样，这样会促使生物学科的发展进入良性循环，反之亦然。课程的吸引力主要来自两方面：学生学习的真实体验感;学生的高考成绩。这两者相辅相成，并且目标都统一于促进学生的发展。这就要求教师勇于尝试教学方式改革，增强学科的吸引力，繁荣学科的长远发展。基于科学史的小专题研习引领学生在完成一个任务的过程中学习，让生物课的学习从课上学习延伸到了课下实践，学生更近一步地感受到了生物学的科学本质，感受到了生物学的探究乐趣，同时收获了知识，培育了科学精神，发展了核心素养，为未来的终身学习奠定了方法基础。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部，普通高中课程方案（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：4-5.

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