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一、生物科学史教育的重要意义
生物科学史教育对于实现《课标》理念具有重要意义,这是由生物科学史的内涵所决定的。生物科学史既包括科学家对生命现象的研究过程,又包括科学家研究生命现象时所持有的不同观点和态度;既包括生物学理论和方法的形成演变,又包括不同学科之间的联系、科学与社会的相互影响。本文拟从以下三方面论述科学史教育的重大意义。
1.分析现行高中教材发现,理科教材均偏重于讲述成熟的理论和实验,注重体规知识点,而忽略知识的形成过程。教材呈现的是静态的、成熟的、无疑义的知识,缺乏历史性和探索性。事实上,科学并非是一些既成的事实、定律和理论,而是由理论之间、实验之间、理论和实验之间的一致与矛盾共同推动发展的同。科学史教育体现的正是这样一个过程。
理解科学是一个过程,能从根本上改变“惟课本是从”的被动局面。理解科学的动态产生过程,有利于培养学生敢于质疑的科学态度,激活学生的创造力,学生能通过过程式的学习,逐步形成科学的世界观。科学过程呈现知识的来源,使学生构建自身的知识体系成为可能。在阐释生物学知识来源时,一些曾经或者正在困惑人类的生物学问题,能充分激发学生的好奇心与求知欲,使学生对科学产生兴趣。
2.为学习探究提供范例
新课程理念倡导探究性学习,主张学生通过探究活动主动地学习科学方法,获取科学知识。分析某些义务教育课程标准生物教材中的探究活动发现,虽然深究活动注重学生的自主性,但探究模式本身却是直截了当地灌给学生的。教材中缺乏关于探究本身的认识与反思。对于探究活动,教材只作操作上的规划,而没有加强理论的引导。这样的编排可能导致为探究而探究的局面。而遵循教材中的固定模式反复演练,可能将灵活的探究变成“提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达与交流”的新入股。
新编高中生物学教材,如能将科学家的探索过程作为学习探究的范例,则可能弥补这一不足。美国著名的科学史家萨顿说过:“一部科学史,在很大程度上就是一部工具史,这些工具,无论有形或无形,由一系列人物创造出来,以解决他们遇到的某些问题。每种工具和方法都是人类智慧的结晶。”门可见,科学史的内容在很大程度上反映了科学家的探究活动与方法,能够作为理解科学探究、掌握科学方法的范例。揣摩科学前辈探究的过程,实质上是学习科学方法,领悟探究本质的过程。对科学方法的学习,对探究本质的理解,为教学中探究活动的开展提供了科学理论的指导和依据。反过来,探究活动为实践科学方法提供切实的锻炼机会,巩固科学方法的学习。两者互相促进,体现了理论与实践相结合的模式。
3.融合科学教育与人文教育
科学史,作为—门反映白然科学进程的人文科学,有助于人们在认识上跨越自然科学与人文科学的鸿沟。
首先,科学史超越了科学的这一局限,充分展现了科学、技术、社会二者间的互动关系。对于科学的局限性,德国哲学家康德认为:科学只能解决事实判断,即“是什么”的问题;而不能作出价值判断,即“应该怎样”的问题。学习科学史,以史为鉴,能够增强学生的社会责任感,培养正确的情感态度与价值观。当他们参与社会时,能够有意识地规范科学技术在社会生活方面的应用,使科学技术切实地造福于人类。
其次,科学史反映的是作为个体的人的主动参与过程,赋予了科学人性化。学生从中感受到的将是活生生的人对真理的热爱与澳而不舍的追求。学生能从具体的事例中领悟到科学精神的真谛,而科学精神正是人文科学中不可分割的一部分。
第三,科学史有助于认识科学方法的局限性。科学史表明,科学实证方法只是人类认识世界的一种方法。现代科学研究已经超出经验实证和逻辑推理的范畴,向人文方法寻找灵感。虽然科学方法与人文方法存在着相当的差别,但两者却是相辅相成、互为补充的。
二、高中生物学教材整合科学史内容的原则
上述分析表明,科学史教育的意义不在于简单地介绍历史知识,而在于培养学生的科学素养与人文素养。但是,教材的容量终归有限,而科学史的内容纷繁复杂,如何在教材有限的空间内挖掘出科学史丰富的内涵呢?
1.一滴水中见太阳
教材编写者应通过有限的篇幅和精选的事例,通过学生的参与,折射出科学的全景。仍以发现DNA是遗传物质的科学史实为例。教材中可采用资料分析的方式,呈现这一发现的科学背景及大致历程。然后再引导学生从科学哲学、科学方法、科学精神、科学态度及实验技术等角度思考问题。重要的不是使所有的学生都能做出标准答案,而是使学生能够从一个科学史实出发,通过不同角度的分析,从科学前辈那里汲取营养,用以提高自身的科学素养与人文素养。
2.自成体系
统观中学生物教材,科学史教育应形成一个由初中到高中逐步深入的体系。例如,初中教材可能更偏重于让学生了解史实,诸如科学家的故事,旨在激发学习兴趣;而高中教材,则应引导学生对科学史作出理性的评价与分析。
着重考察高中生物学课程结构,科学史的整合需要充分考虑到新编高中生物学教材的模块特点。例如,遗传学发展的历史体现出严格的逻辑推理顺序,而这一逻辑又恰好与学生的认知逻辑相吻合。因此,遗传学发展的历史可以作为贯穿遗传与进化模块的主线。又如,分子与细胞这一模块,科学史的整合则更直采取穿插编织的方式。而具体如何穿插,现行中学生物学教材已提供了一些方法。其中,历史事件的插入、科学史专题、专栏“科学家的故事”等,可供参考。在此基础之上,新编教材还应重视互联网资源的利用。可以在教材中提供科学史的网址,并做好网站资源的配套建设。
3.去粗取精
对科学史的内容去粗取精,要做到: (1)符合学生的认识水平和接受能力;(2)选取的内容应该具有较高的教育价值,能给学生以多方面的启迪,避免为写史而写史;(3)削技强干,使教材中的科学史线条单一、脉络清晰。
人教版义务教育课程标准实验教科书《生物学》八年级厂册有这样的一例,可供借鉴。教材将现代转基因鼠的资料分析安排在经典的孟德尔豌豆杂交实验之前,其用意是首先直观地证明“基因控制性状”,而后再引导学生理解相对抽象的“基因的显性与隐性”。这样的编排充分体现了去粗取精的原则:(1)从转基因鼠入手,既抓住了学生学习的兴奋点,又符合从易到难的认知规律;(2)转基因鼠的史实展示了生物科学技术发展的前沿动态,具有强烈的时代感,而经典的孟德尔豌豆杂交实验则能使学生从科学方法、科学精神以及科学态度等多方面获得启迪;(3)从孟德尔发现遗传因子到转基因鼠的出现,经历了一百多年,其间还有许多相关的重大事件,而教材只选取了这两个事例来说明“基因控制性状”、“基因的显性和隐性”,充分体现了削校强干的指导思想。
4.尊重历史的客观性
尊重历史的客观性,需要重视科学发现的背景,要把科学放在导致它们产生的那个背景中来学习。科学固然注重创新,但继承是根基。牛顿曾经说过,他之所以比别人看得远,是因为站在巨人的肩上。
尊重历史的客观性,教材就不能满足于仅仅介绍正面的成功事例。在科学的征途中,激动人心的时刻相比漫长的发展史毕竟是短暂的一瞬。失败的研究在科学发展史上自有其意义。这与“成则王、败则寇”的价值观念大相径庭。还科学发展以本来面目,克服世风浮躁对教育的负面影响,将有助于学生脚踏实地的学习。
以上主要论述了科学史教育的重大意义以及高中生物学教材中整合生物科学史的原则。虽然教材中科学史的整合不易,但我们更应看到不易之后所具有的深远意义。“问渠哪得清如许,为有源头活水来。”让我们挖掘科学史蕴藏的宝藏,追寻科学教育的源头活水。 |