駱曉茹

摘 要：科學(xué)史在科學(xué)教育過程中的作用日益突出，在教學(xué)過程中適當(dāng)利用科學(xué)史的教育價(jià)值，可以完善學(xué)生對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)等。

關(guān)鍵詞：科學(xué)史;課堂;科學(xué)探究

一、科學(xué)史可以完善學(xué)生對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)

邁爾在《生物學(xué)思想發(fā)展的歷史》中提到：“學(xué)習(xí)一門學(xué)科的歷史是理解其概念的最佳途徑。只有仔細(xì)研究這些概念產(chǎn)生的艱難歷程——即研究清楚早期的、必須逐個(gè)加以否定的一切錯(cuò)誤假定，也就是說弄清楚過去的一切失誤——才有可能希望真正徹底而又正確的理解這些概念?！彼栽谡n堂教學(xué)中引入科學(xué)史可以幫助學(xué)生更全面、更系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)，完善對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)。

例如，浙教版《科學(xué)》八年級(jí)下第三章第1節(jié)——植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)，可以以生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)史為背景資料：

19世紀(jì)末，達(dá)爾文：?jiǎn)蝹?cè)光照射對(duì)胚芽尖產(chǎn)生了某種刺激，當(dāng)這種刺激傳遞到尖端下部的伸長(zhǎng)區(qū)時(shí)，造成背光側(cè)比向光側(cè)生長(zhǎng)快，表現(xiàn)為向光彎曲。

1910年，詹森：把尖端切掉后放上瓊脂塊，再在瓊脂快上放上尖端，給予單側(cè)光，發(fā)生彎曲 結(jié)論：培養(yǎng)尖端產(chǎn)生的“刺激”可以透過瓊脂傳遞給下部。

1914年，拜爾：切去胚芽的尖端并將尖端不對(duì)稱的重新放回切口處，在黑暗中讓其生長(zhǎng)一段時(shí)間，發(fā)現(xiàn)彎曲生長(zhǎng) 結(jié)論：胚芽的彎曲生長(zhǎng)，是因?yàn)榧舛水a(chǎn)生的刺激在其下部分布不均勻造成的。

1928年，溫特：把切下尖端當(dāng)在瓊脂上，把處理過的瓊脂放在切去尖端的胚芽的一側(cè)，彎曲生長(zhǎng)。對(duì)照組的去掉尖端，放上未處理的瓊脂，不生長(zhǎng)也不彎曲。 結(jié)論：造成胚芽彎曲的“刺激”確實(shí)是一種化學(xué)物質(zhì)。溫特認(rèn)為這可能是一種和運(yùn)動(dòng)激素類似的物質(zhì)，因?yàn)橛写龠M(jìn)生長(zhǎng)的作用，所以把這種物質(zhì)命名為生長(zhǎng)素。

通過科學(xué)史的引入，在吸引學(xué)生的注意力的同時(shí)，也增加了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。讓學(xué)生知道認(rèn)識(shí)科學(xué)是一個(gè)不斷發(fā)展的過程，還有許多未知的事物等待我們?nèi)パ芯俊⑷ヌ剿?。正如《面向全體美國(guó)人的科學(xué)》一書中所指出：“世界是可以認(rèn)識(shí)的，科學(xué)觀是可變的科學(xué)知識(shí)是持久的，科學(xué)不可能解決所有問題?！?/p>

二、科學(xué)史可以為學(xué)生設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)提供模板

學(xué)生的探究過程與科學(xué)家的探究過程在某些方面是相似的。所以我們?cè)谶M(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以根據(jù)當(dāng)時(shí)科學(xué)家得到某一知識(shí)點(diǎn)或理論的所進(jìn)行的科學(xué)探究的過程來設(shè)計(jì)一些適合學(xué)生在課堂內(nèi)進(jìn)行探究的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)然對(duì)于某些課堂上操作困難的實(shí)驗(yàn)，我們可以對(duì)科學(xué)家的科學(xué)探究過程進(jìn)行合理的修改，甚至適當(dāng)降低一些難度難度等等。

例如，浙教版《科學(xué)》九年級(jí)下第三章第二節(jié)——來自微生物的威脅，可以參照英國(guó)微生物學(xué)家弗萊明的發(fā)現(xiàn)青霉素的實(shí)驗(yàn)，

1928年夏弗萊明外出度假時(shí)，把實(shí)驗(yàn)室里在培養(yǎng)皿中正生長(zhǎng)著細(xì)菌這件事給忘了。3周后當(dāng)他回實(shí)驗(yàn)室時(shí)，注意到 一個(gè)與空氣意外接觸過的金黃色葡萄球菌培養(yǎng)皿中長(zhǎng)出了一團(tuán)青綠色霉菌。在用顯微鏡觀察這只培養(yǎng)皿時(shí)弗萊明發(fā)現(xiàn)，霉菌周圍的葡萄球菌菌落已被溶解。這意味著霉菌的某種分泌物能抑制葡萄球菌。此后的鑒定表明，上述霉菌為點(diǎn)青霉菌，因此弗萊明將其分泌的抑菌物質(zhì)稱為青霉素。

根據(jù)弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉素的過程讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究青霉素的作用：

把幾滴細(xì)菌培養(yǎng)液滴在培養(yǎng)皿中含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的瓊脂上，涂抹均勻。

把一些小圓紙片浸在不同濃度的青霉素中，另外兩片浸在蒸餾水中作為對(duì)照。把培養(yǎng)皿放在恒溫箱中24小時(shí)。

觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論。

在了解了弗萊明的探究過程以后，學(xué)生在拿到這個(gè)探究任務(wù)的時(shí)候，積極性就會(huì)大大的提高，在自己設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)的時(shí)候目的就更加明確，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握也更加清晰。

三、科學(xué)史可以為課堂教學(xué)創(chuàng)造連續(xù)的問題情境

教學(xué)案例 ?浙教版《科學(xué)》八年級(jí)下 第二章 第六節(jié) 光合作用

教學(xué)過程 ?教師：呼吸作用會(huì)消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳，那么氧氣會(huì)被消耗殆盡，二氧化碳會(huì)持續(xù)增加嗎？

學(xué)生：不會(huì)，因?yàn)橹参飼?huì)進(jìn)行光合作用。

教師：兩千多年前，古希臘哲學(xué)家亞里土多德認(rèn)為植物是從土壤中吸收養(yǎng)料長(zhǎng)大的。1648年，海爾蒙特設(shè)計(jì)了一個(gè)柳樹苗實(shí)驗(yàn)，從這里我們可以發(fā)現(xiàn)什么？

學(xué)生：植物生長(zhǎng)需要水和土壤中的一些物質(zhì)。

教師：1771年，英國(guó)化學(xué)家普里斯特利設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)（把薄荷枝條和燃著的蠟燭放在一只密閉的鐘罩里，蠟燭不容易熄滅;把小鼠和植物放在同一鐘罩里，小鼠也不易窒息死亡。）1779年，荷蘭的英格豪通過500次的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了普里斯特利的實(shí)驗(yàn)，并提出光的作用。現(xiàn)在，我們一起來感受一下光合作用。

探究實(shí)驗(yàn)①：光和作用能產(chǎn)生氧氣實(shí)驗(yàn)

教師：1782年，瑞士的森尼別通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了植物吸收固定空氣放出凈化空氣，凈化空氣就是我們剛才實(shí)驗(yàn)證實(shí)得到的氧氣，那么固定的空氣是什么呢？

探究實(shí)驗(yàn)②：光合作用需要二氧化碳的實(shí)驗(yàn)

教師：到了1864年，又有一個(gè)科學(xué)家薩克斯思考，光合作用還會(huì)不會(huì)產(chǎn)生其他的物質(zhì)。我們跟隨他的思路一起來探究一下。

探究實(shí)驗(yàn)③：植物制造淀粉的實(shí)驗(yàn)

教師：1880年，恩格爾曼發(fā)現(xiàn)光合作用是在葉片的葉綠體中進(jìn)行的，所以說，葉綠體是生產(chǎn)氧氣和淀粉的廠房。

教師：我們跟著一個(gè)個(gè)科學(xué)家一路走來……

通過對(duì)光合作用發(fā)現(xiàn)史的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生自主的對(duì)光合作用的原料、條件、產(chǎn)物分別進(jìn)行探究，掌握光合作用的原理。在教學(xué)過程中，跟隨著一個(gè)個(gè)科學(xué)家探究的腳步，使學(xué)生對(duì)光合作用的物質(zhì)代謝和能量代謝有一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)。

應(yīng)用科學(xué)史這個(gè)資源寶庫(kù)，使枯燥的理論過程變成了趣味的歷史故事，學(xué)生在積極探究實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，對(duì)科學(xué)家們的探究歷程也非常感興趣，積極參與探討，環(huán)環(huán)相扣的問題情境自然的引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入探究情境，每一個(gè)環(huán)節(jié)緊密相扣，形成一個(gè)系統(tǒng)的知識(shí)鏈。與此同時(shí)，科學(xué)史背后所隱含的科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀也滲透在每一個(gè)教學(xué)細(xì)節(jié)中。

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