摘 要： 本文就如何在教學(xué)中精心選擇生物科學(xué)史上一些科學(xué)探究實驗素材，發(fā)揮其在課堂探究教學(xué)中的作用做了探索，以便更有效地實現(xiàn)新課程教學(xué)中對學(xué)生科學(xué)思維及探究能力培養(yǎng)的目標(biāo)。
　　關(guān)鍵詞： 科學(xué)史 生物課堂 探究教學(xué)
　　
　　新課程倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，主張學(xué)生通過探究活動主動地學(xué)習(xí)科學(xué)方法，獲取科學(xué)知識。隨著課改的深入，探究性教學(xué)方式已被越來越多地應(yīng)用于課堂教學(xué)，課堂探究的實效性又成為一個新的問題，為探究而探究、探究流于形式的情況不在少數(shù)。科學(xué)史的利用為提高課堂探究的實效性提供了一個很好的載體，如何用好科學(xué)史進行課堂探究教學(xué)？我結(jié)合自己的教學(xué)實踐提出以下幾點思考。
　　1.利用科學(xué)史激起探究的熱情
　　有強烈的興趣才有求知和探索的欲望，在生物課程教學(xué)中，有很多科學(xué)家開展科學(xué)研究的生動事例。這類科學(xué)史能利用學(xué)生的好奇心理，激發(fā)學(xué)生急于探索知識的心情，使學(xué)生由最初的“有趣”上升為樂于探索的“情趣”。
　　例如：在“酶的作用和本質(zhì)”一節(jié)的教學(xué)中，介紹科學(xué)史上斯帕蘭札尼研究鷹的消化作用的實驗，學(xué)生表現(xiàn)出了強烈的興趣，產(chǎn)生了解斯帕蘭札尼發(fā)現(xiàn)的是一種什么樣的物質(zhì)的強烈要求，而巴斯德、畢希納、薩姆納在探索酶本質(zhì)的過程中所做的一系列實驗，無不讓學(xué)生對酶的探究充滿了興致?！爸参锷L素的發(fā)現(xiàn)”一節(jié)內(nèi)容中，貫穿著科學(xué)史上科學(xué)家的實驗探究歷程，達(dá)爾文、詹森、拜爾到溫特的實驗，一環(huán)環(huán)地激發(fā)著學(xué)生的求知熱情。在生物科學(xué)發(fā)展的歷程中，有太多這樣的生物科學(xué)史料，可以引領(lǐng)學(xué)生走進探究生物科學(xué)奧秘的殿堂，等待老師的發(fā)掘利用。
　　2.重蹈科學(xué)史感悟探索的歷程
　　科學(xué)發(fā)現(xiàn)無一不是經(jīng)歷了漫長的磨礪而來，在這過程中巧妙的探索過程、科學(xué)的思維方法，正是學(xué)生探究活動彌足珍貴的范例。如能將科學(xué)家的探索過程通過精心設(shè)計讓學(xué)生在課堂上重新經(jīng)歷，其科學(xué)性和實效性將無可比擬。這個重蹈探究的過程，教師的設(shè)計尤為關(guān)鍵，正如波利亞所言：“在教一個科學(xué)的分支（或一個理論、一個概念）時，我們應(yīng)該讓孩子重蹈人類思想發(fā)展中的那種最關(guān)鍵的步子，當(dāng)然我們不應(yīng)該讓他們重蹈過去的無數(shù)個錯誤，而僅僅是重蹈關(guān)鍵性步子。”下面以“DNA的復(fù)制”一節(jié)中DNA復(fù)制方式為例，探索如何利用科學(xué)史進行探究教學(xué)。
　　環(huán)節(jié)1：利用科學(xué)史創(chuàng)設(shè)問題情境，提出問題，開始探究歷程。
　　教師簡要總結(jié)前人圍繞該課題展開研究的歷史進程，引出在某一歷史階段該領(lǐng)域亟待解決的問題，以及學(xué)術(shù)界就該問題存在的爭議。引領(lǐng)學(xué)生提出有價值的問題，并明確該問題在當(dāng)時的歷史條件下所具有的研究價值。歷史上科學(xué)家們的探索歷程和不同觀點，也給學(xué)生進一步思考提供了有益啟示。
　　背景介紹：1953年沃森和克里克發(fā)表了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，既反映了DNA分子可能具有的無窮多樣性，又能立刻提出DNA分子自我復(fù)制的可能機制。
　　提出問題：DNA是如何進行自我復(fù)制的？
　　環(huán)節(jié)2：模擬科學(xué)家的做法，進行假設(shè)，探索DNA復(fù)制的微觀過程。
　　進行假設(shè)：設(shè)想出DNA復(fù)制的可能的方式，用提供的紙質(zhì)模板和紙質(zhì)原料脫氧核苷酸，同桌合作，嘗試將一個DNA復(fù)制成兩個DNA。（教師巡視指導(dǎo)）
　　在實際操作過程中學(xué)生采用了兩種復(fù)制方式，即半保留復(fù)制和全保留復(fù)制。讓小組代表將討論的結(jié)果向全班展示并由其他小組評價后，教師有選擇介紹科學(xué)家關(guān)于全保留復(fù)制和半保留復(fù)制的兩種推測與假設(shè)。
　　環(huán)節(jié)3：引導(dǎo)學(xué)生借鑒科學(xué)家探究歷程中采用的方法，進行演繹推理，體驗探究過程。
　　科學(xué)家根據(jù)DNA結(jié)構(gòu)提出了遺傳物質(zhì)進行復(fù)制的可能機理。問題是怎樣探究事實究竟是哪一種？教師介紹技術(shù)：同位素標(biāo)記法。
　　小組活動：演繹推理，半保留復(fù)制、全保留復(fù)制，經(jīng)過標(biāo)記的DNA復(fù)制后得到結(jié)果有何不同？小組合作用畫圖的方式進行演繹推理。教師進行指導(dǎo)，鼓勵學(xué)生大膽設(shè)想，在獨立思考的同時開展合作學(xué)習(xí)。完成后在組內(nèi)交流的基礎(chǔ)上還可提交全班討論，進行修正和完善。
　　環(huán)節(jié)4：設(shè)計實驗對照科學(xué)史實驗得出結(jié)論，對比和反思領(lǐng)悟探究方法。
　　演繹推理得到的結(jié)果還不能作為正確的結(jié)論，要有充分的實驗證據(jù)支持才能成為事實，如何設(shè)計實驗來驗證演繹推理結(jié)果是否正確？推理的結(jié)果如何觀察？
　　教師先期介紹CsCl密度梯度離心技術(shù)及離心后在試管中的分布情況。請學(xué)生根據(jù)介紹的知識，以小組為單位進行合作設(shè)計實驗并討論。這個問題有一定難度，應(yīng)留下充足的討論時間。然后讓小組代表發(fā)言，介紹小組討論結(jié)果，其他小組評價完善。
　　教師引出：這是我們用集體智慧得到的方法，歷史上科學(xué)家是如何做的呢？
　　學(xué)生學(xué)習(xí)： 米而森和斯坦?fàn)柕膶嶒?，分析實驗結(jié)果，對照自己的設(shè)計進行比較和反思，應(yīng)用同樣的原理有哪些不同的地方，科學(xué)家的實驗嚴(yán)謹(jǐn)性體現(xiàn)在哪？
　　半保留復(fù)制模型于1953年提出，1957年米而森和斯坦?fàn)柌捎梅€(wěn)定的同位素N作DNA標(biāo)記，N會導(dǎo)致DNA分子密度顯著增加?？梢酝ㄟ^密度梯度離心將不同DNA分子區(qū)分開來。第一步：將大腸桿菌放在含有N的培養(yǎng)基上生長，獲得實驗用的親代細(xì)菌，使親代的DNA雙鏈都標(biāo)記上N（兩條鏈均為重鏈），提取DNA進行CsCl梯度離心，結(jié)果只有一條帶位于離心管底部。第二步：將持續(xù)生長的后代放在含N的培養(yǎng)基中生長，讓其再繁殖一代，取子代的DNA進行CsCl梯度離心，實驗結(jié)果顯示離心管中只出現(xiàn)1條帶。第三步：將第二步所得到的大腸桿菌放入含N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)得到子二代，然后提取DNA進行CsCl梯度離心，實驗的結(jié)果是離心管中有2條帶，比例相等，一條位于上部一條位于中部。得出DNA復(fù)制方式是半保留復(fù)制。
　　對科學(xué)史料進行精心的梳理和再加工，去除細(xì)枝末節(jié)而凸現(xiàn)主干，突出科學(xué)研究的一般方法，可以促進學(xué)生對探究方法和科學(xué)精神的領(lǐng)悟。教師應(yīng)善于用豐富的科學(xué)史料為學(xué)生搭建一個發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的平臺，使學(xué)生得以從科學(xué)家的視角親歷探究過程。利用科學(xué)史進行課堂探究的過程，是充滿了理性情趣的探究過程，在生物科學(xué)史中，蘊藏著生物探究教學(xué)的素材寶藏，需要我們?nèi)コ浞值赝诰?，精心地設(shè)計，有效地利用。
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