1、对高中生物科学史教育的几点认识发布者:黄宝星 发布日期:2011-07-23 对高中生物科学史教育的几点认识生命科学史是门反映生物科学进程的人文科学，有助于学生在认识上跨越自然科学与人文科学的鸿沟，是高中生物教学中一项宝贵的教学资源。教师不但要注重学生科学知识的学习，更要注重学生科学素养的提高，利用生命科学史对学生进行科学教育和人文教育, 培养学生的学习兴趣和优秀的科学素养。1. 通过生命科学史，培养学生锲而不舍，追求真理的科学精神 我国著名的科学家，“ 杂交水稻之父 ”袁隆平院士首创 “三系杂交水稻”和研究“两系杂交水稻 ”。为了培养高产、优质的杂交稻 ,在发现雄性不育系水稻后 ,科学家做了
2、三千多个杂交组合,结果还是不令人满意,他没有气馁, 与他的助手们走进水稻王国的茫茫绿海，去寻找天然的水稻雄性不育株。1970 年的一天，他们在海南岛一片沼泽地的小池塘边发现了雄性败育的野生稻-“野败”。到 1972 年，第一个雄性不育系和保持系培育成功了，继而育成了恢复系。1973 年实现了“三系”配套，第一个具有较强优势的杂交组合 “南优 2 号”获得成功，并立刻显示了它的增产效应，亩产达到 623 公斤，单产一般比常规稻增产 20%左右,取得了举世瞩目的成就。袁隆平几十年如一日, 栉风沐雨，百折不挠地追求着真理。他赞成这样一个公式：知识+汗水+ 灵感+机遇=成功。如今，科学家继续开展从“三
3、系”到“二系 ”的攻关,并向“一系法” 冲击。 通过具有强烈时代感的科学家故事,让学生感受到科学家执着追求,孜孜不倦的科学精神以及潜心研究的艰辛，同时认识到科学成果并不是上帝的恩赐或是侥幸可得，而是要通过无数的失败和长期坚持不懈的科学实践才能获得的。同学们在对科学史作出理性的评价与分析的同时,也接受着创新精神和爱国主义的教育,达到感性和理性的统一,从而使教学具有生命活力。 2 .通过生命科学史，教育学生如何正确面对挫折与失败，培养正确的科学价值观 遗传学奠基人，被誉为“ 现代遗传学之父 ”的孟德尔是一位具有创新思维的科学家，他用豌豆实验的结果推翻了性状遗传理论和融合理论,发现了遗传的基本规律,
4、创立了遗传学。他通过杂交建立的分析方法,至今还在广泛使用,与细胞学方法、物理化学方法、数学统计方法构成现代遗传学研究的四大方法。 尽管孟德尔的成果有巨大的实用价值,然而遗憾的是,这一伟大理论被埋没了三十多年才为世人所知晓。事情的起因是孟德尔在 1865 年 2 月在布隆自然科学研究大会上宣读论文后,无人提问和讨论,这让他感到心灰意冷,无心继续研究，在1868 年后便不再从事他所钟爱的植物学实验，于是他的植物遗传理论研究就停止了。 如果说袁隆平的事迹是从正面教会学生坚持不懈的重要性的话，孟德尔的例子就是从反面让学生深刻体会到科学之路并不是一帆风顺的，而是充满了艰辛与挫折，要想获得成功，就必须树立
5、正确的科学价值观，勇于面对挫折和失败，培养百折不挠、坚忍不拔的意志和品质。 3 .通过生命科学史，培养学生对生物学浓厚的学习兴趣 在讲遗传与变异一章的时候，首先讲述历史上著名的“皇家病” ：英国的维多利亚女王和她的丈夫都未患血友病，他们有两个儿子和四个女儿。大儿子奥波得因血友病早夭，另一儿子爱德华健在并继承王位；另有两个女儿分别同正常男人结婚并各生下一个女儿，其中一个与沙皇尼古拉二世婚配生下一个患血友病的儿子，另一个嫁到西班牙王室，也生下一个患血友病的儿子，从此俄国的皇室和西班牙的王室都因娶了维多利亚女王的外孙女而造成了血友病的遗传。从女王家族血友病系谱中，人们惊奇地发现：患血友病的男性远远多
6、于女性；男性血友病患者的子女一般都是正常的，但其外孙常常有血友病；而女性血友病患者的儿子一定患血友病。这就是著名的“皇家病” 事件，学生听了这样的典故，便急于想知道其中的原因，这样就充分调动了学生对科学知识的学习兴趣，也大大提高了教学效率。 4 .通过生命科学史，培养学生优秀的科学品质 要想成为一名优秀的科学家，除了良好的科研能力之外，还需要具有实事求是、破旧立新的科学精神以及包容不同理论学说的广阔胸襟。科学要发展,就需要不断地进行探索,不断地提出新的学说和理论,从某种意义上说,正是学术的争论推动了科学的发展。孟德尔的学说之所以被冷落，一部分原因是由于当时的科学界缺乏理解孟德尔定律的思想基础，
7、他把生物学、统计学和数学结合了起来，使得同时代的生物学家很难理解论文的真正含义；另一部分原因是由于有的权威出于偏见或不理解，把孟德尔的研究视为一般的杂交实验，没有仔细推敲便得出他做错了的结论，从而使这一伟大的发现被埋没了 35 年之久。直到1900 年，荷兰的德弗里斯、柯伦斯和奥地利的丘歇马克，在不知道孟德尔工作的情况下，分别做了许多与孟德尔实验相似的观察,并且认识到孟德尔提出的理论的重要意义。虽然这也是他们自己付出了很大努力取得的研究成果，但是他们都把发现的荣誉归于孟德尔，而把自己的工作说成是证实而已。正是这三位科学家对孟德尔工作的发现，为二十世纪生物学发展开辟了新纪元。在教学的过程中，需要
8、让学生明白丰富的科学知识固然重要，但是高尚的科学品质才是立学之本，是成功的必要条件。 5结合生命科学史，进行科学方法的教育 DNA 双螺旋结构的发现堪称现代生物学史上一项划时代的杰出成就，它把人们对生物学的研究视野从细胞水平一下子推向了分子水平，为分子生物学的创立奠定了重要的基础。对 DNA 双螺旋结构的发现做出重大贡献的科学家有四位:弗郎西丝 克里克、詹姆斯沃森、莫里斯威尔金丝、罗萨琳 富兰克琳。然而在这四位科学家中,只有沃森毕业于生物学专业,克里克和威尔金丝毕业于物理专业,富兰克琳毕业于化学专业。在此之前，有许多著名的生物学家研究过这一课题，然而都没有取得突破性的成果，与之相比，沃森和克里
9、克的研究资金最少，设备最差，在研究 DNA 方面所具备的知识也是最欠缺的，那么，为什么这两个人能取得如此巨大的成功呢？学生自然会有此疑问。这几位科学家在大学学的是不同的专业,具有不同的知识背景,然而正是这一特点帮助他们走向了成功，沃森和克里克以威尔金斯和富兰克林提供的 DNA 衍射图谱的有关数据为基础,着手建立 DNA 分子模型工作,但由于计算错误,第一次建立的 DNA 分子模型定为三股链的结构。后来,他们对 DNA 分子中碱基间的吸引力重新进行计算,并受到查哥夫工作的启发,解决了“碱基配对” 的问题 ,经过反复讨论,终于在1953 年初提出了 DNA 双螺旋结构的分子模型。当他们把这个用金属
10、材料制作的模型与拍摄的 X 射线衍射照片比较时,发现两者完全相符。这是科学史上由学科交叉而产生的一次重大的科研成果。这四位科学家运用辩证思维方法,从生物学、生物化学、化学、数学、信息结构、物理学等角度进行综合研究,并创造性地运用模型方法构建 DNA 双螺旋结构模型, 化繁为简,把复杂的科学理论转化为简单易懂的实物模型。他们采用了非正统生物学研究手段并获得巨大的成功这一史实,使学生对科学方法的运用有了深刻的体会:生命科学需要利用其他学科中的思想和研究手段；同样,其他科学也在吸收生物学的灵感,共同促进科学事业的发展。任何一门学科都不是独立的，而是相互渗透,相互影响，共同发展的。生物学是一门博大精深，具有丰富历史的自然科学，与传统的数理化等课程相比，既包含了复杂深邃的科学知识又具有丰厚的人文底蕴。高中课程中涉及的生物学知识虽然不多，但却是学生们接触这门自然科学的第一步，对于树立学生正确的科学态度和价值观具有重要的意义。教师不仅要注重学生们科学知识的学习，更要注重他们科学素养的提高，以史为鉴，增强学生的学习兴趣，培养他们的观察能力、识别能力、探索精神以及坚韧不拔、顽强不息的优秀品质，使我们的学生成为勇于创新、开拓进取的有用之才。
