趙青?お?

[摘要]理性思維是學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)的重要組成部分。高中生物教材中有較多的科學(xué)史，通過這些科學(xué)史可引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)家的理性思維方式、研究問題的方法和科學(xué)探究精神。作為高中生物教師，應(yīng)有效利用這些科學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和邏輯推理能力，從而進一步提高學(xué)生的理性思維。

[關(guān)鍵詞]科學(xué)史；理性思維；核心素養(yǎng)；生物教學(xué)

[中圖分類號]G633.91[文獻標識碼]A[文章編號]16746058（2017）17009302

理性思維是生物學(xué)核心素養(yǎng)的重要組成部分，生物教學(xué)中可通過多種途徑培養(yǎng)學(xué)生的理性思維，其中利用科學(xué)史就是有效途徑之一。生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，高中生物教材中有較多的科學(xué)史，記錄了科學(xué)家通過實驗解決生物學(xué)問題、探尋生命本質(zhì)的歷程。編者旨在通過這些科學(xué)史引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)家的理性思維方式、研究問題的方法及科學(xué)探究精神等，從而提高學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)。那么，在生物課堂教學(xué)中如何利用科學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生的理性思維呢？

一、利用科學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生的分析能力

理性思維是人類思維的高級形式，它包括對事物或問題進行觀察、分析、比較、綜合、抽象、概括等過程。通過這些思維活動，學(xué)生可有效把握事物的本質(zhì)和規(guī)律。作為高中生物教師，應(yīng)有效利用科學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生的分析能力，從而進一步培養(yǎng)學(xué)生的理性思維。

以蘇教版《分子與細胞》中“回眸歷史——解開光合作用之謎”為例，這部分科學(xué)史介紹了多個經(jīng)典實驗，能很好地展現(xiàn)科學(xué)家的研究思路、研究方法等，但有些教師由于課時有限，對

這些經(jīng)典實驗

只作簡單介紹，未能發(fā)揮出它們應(yīng)有的提升能力之效。兼顧到課時有限和培養(yǎng)學(xué)生能力的重要性兩方面因素，筆者對這些經(jīng)典實驗做了如下處理。

對于海爾蒙特、普里斯特萊、揚·英根豪斯的實驗，著重介紹實驗發(fā)生的背景及實驗操作過程，請學(xué)生根據(jù)實驗現(xiàn)象自己分析得出實驗結(jié)論。

對于恩吉爾曼的實驗也采用上述的方法，但在學(xué)生分析出實驗結(jié)論“光合作用的場所是葉綠體”后，追問：

“該實驗只能得出這個結(jié)論嗎？”學(xué)生再分析，得出“光合作用需要光”。再問：“恩吉爾曼在實驗中選用了水綿和好氧細菌這兩種生物材料有何妙處？”再引導(dǎo)學(xué)生分析。這樣不僅訓(xùn)練了學(xué)生的分析能力，而且使學(xué)生理解了實驗材料的選擇對實驗成功實施的重要性。

在談到光合作用產(chǎn)生O2時，筆者沒有直接介紹魯賓和卡門的實驗，而是提出問題：“光合作用的原料有H2O和CO2，O2中的O是來自H2O還是CO2？抑或是二者都有呢？可否設(shè)計一個實驗方案來研究這個問題？”由于在學(xué)習(xí)生物膜系統(tǒng)時學(xué)生已經(jīng)了解了同位素標記法，因此很快就有學(xué)生提出了實驗思路，如：將H2O和CO2分別用

18O作標記，讓兩組植物分別處于H218O+CO2（A組）和H2O+C18O2（B組）的環(huán)境中生長（其他條件相同且適宜），再檢測生成的O2是否含有18O。這時可再問：“預(yù)期實驗會出現(xiàn)哪幾種結(jié)果？可得出什么結(jié)論？”引導(dǎo)學(xué)生分析，最后得出三種預(yù)期結(jié)果：（1）只有A組產(chǎn)生含18O的O2；（2）只有B組產(chǎn)生含18O的O2；（3）A、B兩組都產(chǎn)生了含18O的O2。對應(yīng)得出三種結(jié)論：（1）O2中的O只來自于H2O；（2）O2中的O只來自于CO2；（3）O2中的O既可來自于H2O，也可來自于CO2。在引導(dǎo)學(xué)生分析完畢后，再展示魯賓和卡門的實驗過程、結(jié)果和結(jié)論，此時可借機表揚學(xué)生，讓學(xué)生有成就感。

這樣對經(jīng)典實驗進行處理，可讓學(xué)生透過相關(guān)科學(xué)史體會科學(xué)家的理性思維方式及其所具備的嚴謹、執(zhí)著等優(yōu)秀品質(zhì)，同時也很好地培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力。

二、利用科學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力

理性思維是一種有明確思維方向、建立在證據(jù)和邏輯推理基礎(chǔ)上的思維方式。邏輯推理能力是學(xué)生在解決真實情景中的生物學(xué)問題時需要具備的關(guān)鍵能力之一，科學(xué)史為訓(xùn)練學(xué)生的邏輯推理能力提供了有效的素材。

以蘇教版《遺傳與進化》中“探索遺傳物質(zhì)的過程”為例，筆者發(fā)現(xiàn)很多教師在介紹格里菲思的肺炎雙球菌的實驗過程時，對其四組實驗的分析一帶而過，并快速得出了結(jié)論。實際上，如果引導(dǎo)學(xué)生仔細分析推理這四組實驗，可讓學(xué)生從中領(lǐng)悟科學(xué)家的理性思維過程，并提升學(xué)生的邏輯推理能力。對此，筆者在教學(xué)時介紹了格里菲思的肺炎

雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗（如下圖所示）過程后，引導(dǎo)學(xué)生對格里菲思所做的四組實驗進行如下分析推理：這四組實驗誰和誰是對照組？說明什么問題？格里菲思根據(jù)什么證據(jù)說S型菌中含有能使R型菌轉(zhuǎn)

化成S型菌的轉(zhuǎn)化因子？學(xué)生輕松分析：①和②是一

組對照組，說明導(dǎo)致小鼠死亡的是S型活菌；②和③是一組對照組，說明只有S型活菌才會導(dǎo)致小鼠死亡；③和④對照，說明S型菌中含有能使R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌的轉(zhuǎn)化因子。此時筆者提問：“僅有③和④對照只能說明導(dǎo)致小鼠死亡的不是S型死菌，它無法解釋為什么會從死亡的小鼠體內(nèi)分離出S型活菌且其后代仍是S型活菌，也不能說明S型死菌中存在有促使R型細菌轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化因子。有學(xué)生提出“會不會是S型死菌或者是R型活

菌變成了S型活菌”。借此，教師引導(dǎo)學(xué)生分析推理：應(yīng)該是①②③共同與④進行對照，通過對照說明R型活菌和S型死菌都不會導(dǎo)致小鼠患敗血癥死亡，只有S型活菌才會導(dǎo)致小鼠死亡，可是第④組實驗中只注射了R型活菌和S型死菌，那么小鼠體內(nèi)的S型活菌是怎么變來的？是單獨的

S型死菌轉(zhuǎn)變成的嗎？肯定不是，否則第③組實驗中應(yīng)該會有小鼠出現(xiàn)敗血癥死亡的現(xiàn)象；是單獨的R型活菌轉(zhuǎn)變成的嗎？根據(jù)第①組實驗分析，單獨的R型活菌不可能轉(zhuǎn)變成S型活菌，那么只可能是R型活菌和S型死菌混合后導(dǎo)致S型活菌出現(xiàn)了，但是S型死菌本身不會轉(zhuǎn)變成S型活菌，所以可能是S型死菌中含有了某種物質(zhì)，促使某些R型活菌轉(zhuǎn)化成了S型活菌，從而導(dǎo)致了小鼠的死亡，且這種物質(zhì)可以傳遞給子代，因此分離出來的S型活菌的后代仍是S型活菌。由此得出的實驗結(jié)論從邏輯角度來看才能站得住腳。通過這樣的分析，使學(xué)生逐步提高邏輯推理能力，學(xué)會像科學(xué)家那樣進行理性思維。

以上是筆者巧用科學(xué)史的兩個事例?？梢?，在生物教學(xué)中如果能巧妙地運用科學(xué)史，可以使學(xué)生學(xué)會分析推理，養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣，最終促進學(xué)生理性思維的提高。

（責(zé)任編輯黃春香）