職業(yè)教育論文-生命科學(xué)史的教育價(jià)值.doc

職業(yè)教育論文-生命科學(xué)史的教育價(jià)值摘要：生命科學(xué)史揭示了人們思考和解決生物學(xué)問題的思想歷程，展示了生命科學(xué)各個(gè)學(xué)科形成的歷史以及各個(gè)學(xué)科之間的聯(lián)系，揭示了自然科學(xué)的本質(zhì)，揭示了每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的產(chǎn)生過程就是一個(gè)探究的過程，展示了在探究知識(shí)的過程中科學(xué)家之間的合作以及科學(xué)家所持觀點(diǎn)之間的碰撞和論爭，展示了成功的實(shí)驗(yàn)與選擇合適的實(shí)驗(yàn)對象之間密切相關(guān)，呈現(xiàn)了科學(xué)家的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神和科學(xué)世界觀。生命科學(xué)史對于培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)乃至科學(xué)素養(yǎng)具有積極的意義，在探究性學(xué)習(xí)中將發(fā)揮重要的作用。關(guān)鍵詞：生命科學(xué)史；教育價(jià)值；生物學(xué)素養(yǎng)；探究性學(xué)習(xí)Abstract:Thelifesciencehistorydisclosestheprocessofthinkingandsolvingbiologyproblems.Itrepresentsthehistoryofdisciplineformationoflifescienceandtheirrelations,anddisclosestheessenceofnaturalscience.Thelifesciencehistoryalsoprovesthattheprocessofknowledgegenerationistheprocessofinquiry,andthereexistcontradictionsanddebatesbetweenscientistsduringthecourseofinquiring,andtherearecloseconnectionbetweenasuccessfulexperimentandafitfulchoiceofexperimentalobject.Finally,thelifesciencehistoryrepresentsthescientificattitude,scientificspiritandscientificworldoutlook,whichhavegreatsignificanceincultivatingstudentsbiologicalqualityandscientificqualityandplayanimportantroleininquiry-basedlearning.Keywords:lifesciencehistory；educationalvalue；biologicalquality；inquiry-basedlearning最近幾年來，有關(guān)生命科學(xué)史的譯本以及著作開始出現(xiàn)。有的師范院校已將生命科學(xué)史納入課程計(jì)劃并開始實(shí)施，一些中學(xué)生物教師也開始認(rèn)識(shí)到生命科學(xué)史在中學(xué)生物教學(xué)中的作用（展示知識(shí)發(fā)生過程，展現(xiàn)科學(xué)精神,展示科學(xué)研究方法），并且提出具體做法（創(chuàng)設(shè)情境，引入課題；介紹方法，啟迪思維；突破教學(xué)難點(diǎn)）。1然而，生命科學(xué)史中蘊(yùn)涵的教育價(jià)值遠(yuǎn)不止這些。新一輪基礎(chǔ)教育課程確立了“知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀”三位一體的課程目標(biāo)，生命科學(xué)史中蘊(yùn)涵的教育價(jià)值對于實(shí)現(xiàn)這樣的課程目標(biāo)具有積極的意義，對于教師教育也具有積極的意義，本文的目的就在于進(jìn)一步挖掘生命科學(xué)史的教育價(jià)值。一、生命科學(xué)史揭示了人們思考和解決生物學(xué)問題的思想歷程生命科學(xué)史是一部思想史，它揭示了人們思考和解決生物學(xué)問題的思想歷程。這些思想是受當(dāng)時(shí)的文化背景和科學(xué)技術(shù)水平制約的，生物學(xué)新知識(shí)的產(chǎn)生，都需要首先從思想方法上有所突破?！拔锓N是演變的”思想的確立就是對“物種是不變的”思想的突破。2(475549)，3(236267)人類對生命個(gè)體發(fā)育的探究歷程也體現(xiàn)了思想方法上的突破。2(253297)，3(125152)，4(3756，134148)這些事實(shí)反映了思想氛圍影響著人們對事物的認(rèn)識(shí)，如果當(dāng)時(shí)的思想氛圍是不科學(xué)的，就會(huì)導(dǎo)致人們對事物的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。反過來，人們通過對事物的科學(xué)探究，獲得對事物的正確認(rèn)識(shí)，又會(huì)改變?nèi)说乃枷?，進(jìn)而改變思想氛圍，使人們對事物的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生一次飛躍。生命科學(xué)史展示了科學(xué)家所處的時(shí)代背景，記錄著科學(xué)家的思想以及思想轉(zhuǎn)變，而科學(xué)家的思想以及思想轉(zhuǎn)變與他們從事的科學(xué)探究是密切相關(guān)的。這對學(xué)習(xí)者形成正確的思想具有積極的教育意義。二、生命科學(xué)史展示了生命科學(xué)各個(gè)學(xué)科形成的歷史生命科學(xué)史展示了生命科學(xué)各個(gè)學(xué)科形成的歷史，它能夠從整體上告訴我們各個(gè)學(xué)科是在解決什么問題的過程中發(fā)展起來的，還能告訴我們各個(gè)學(xué)科之間的聯(lián)系。這有助于研究者發(fā)現(xiàn)尚未解決的問題和需要進(jìn)一步解決的問題，有助于學(xué)習(xí)者建立知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，建構(gòu)完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)。遺傳學(xué)的建立和發(fā)展經(jīng)歷了細(xì)胞遺傳學(xué)、群體遺傳學(xué)、微生物遺傳學(xué)和分子遺傳學(xué)等階段的發(fā)展。2(565655)，3(280335)，4(149168，213259)如果孟德爾不運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，就不能發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律；如果沒有細(xì)胞學(xué)的發(fā)展，薩頓和鮑維里就不能認(rèn)識(shí)到遺傳因子與染色體之間的聯(lián)系；如果塔特姆不精通微生物知識(shí)，基因與酶之間的關(guān)系就不能建立起來?？傊?，如果不依靠各方面的知識(shí)，就不可能打開解決問題的思路。遺傳學(xué)是在解決遺傳的規(guī)律是什么、遺傳物質(zhì)是什么、遺傳物質(zhì)具有什么結(jié)構(gòu)、遺傳物質(zhì)如何復(fù)制和如何控制多肽鏈的生成等一系列問題的過程中發(fā)展起來的，環(huán)環(huán)相扣，知識(shí)體系相當(dāng)清楚。如果我們在學(xué)習(xí)中能夠循著這樣的線索展開，了解這一系列問題的解決過程，那么這一部分的知識(shí)結(jié)構(gòu)就建構(gòu)起來了，而且還可能聯(lián)系到新的問題上去。三、生命科學(xué)史揭示了自然科學(xué)的本質(zhì)生命科學(xué)史揭示了自然科學(xué)的本質(zhì)。自然科學(xué)從本質(zhì)上表現(xiàn)出以下特征：定量化、觀察、實(shí)驗(yàn)、科學(xué)過程、在自我更正中完善和積累。5定量化的特點(diǎn)是將生命科學(xué)和數(shù)學(xué)結(jié)合在一起。孟德爾就是運(yùn)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，才發(fā)現(xiàn)分離和自由組合規(guī)律的；如果沒有群體遺傳學(xué)家對群體進(jìn)行研究，建立數(shù)學(xué)模型，那么自然選擇學(xué)說的機(jī)制也許就不會(huì)被揭示。只有對不同環(huán)境下獲得的大范圍的樣品進(jìn)行遺傳方差的統(tǒng)計(jì)分析，才能將遺傳引起的變異與環(huán)境引起的變異區(qū)分開。4(160)精確的定量化使生命科學(xué)成為人們公認(rèn)的真正意義上的科學(xué)。觀察與實(shí)驗(yàn)是生命科學(xué)的基石。通過實(shí)驗(yàn)來研究事物，特別是通過精確的對照實(shí)驗(yàn)來研究問題是自然科學(xué)的又一突出特征。在自然科學(xué)領(lǐng)域，實(shí)驗(yàn)是向自然界提出真正的、必須解決的問題，并且尋找答案的方法。實(shí)驗(yàn)方法首先在生理學(xué)領(lǐng)域得到運(yùn)用。19世紀(jì)70、80年代，薩克斯（18321897）領(lǐng)導(dǎo)的植物學(xué)派，對于生物學(xué)中實(shí)驗(yàn)方法的運(yùn)用起了特別重要的作用。4(94)19世紀(jì)80年代，魯（18501924）將實(shí)驗(yàn)方法引入原先注重描述性工作的胚胎學(xué)領(lǐng)域。2(291),3(149-153),4(41)通過胚胎學(xué)，實(shí)驗(yàn)方法又?jǐn)U展到細(xì)胞學(xué)和遺傳學(xué)，最后又?jǐn)U展到進(jìn)化論的研究中。到了20世紀(jì)30年代，大多數(shù)生物學(xué)領(lǐng)域，除了古生物學(xué)和系統(tǒng)分類學(xué)，都采用了實(shí)驗(yàn)分析和物理、化學(xué)方法而取得新進(jìn)展。生命科學(xué)史顯示了產(chǎn)生每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的科學(xué)過程。例如，20世紀(jì)初，薩頓和鮑維里在孟德爾遺傳學(xué)以及19世紀(jì)末在染色體的變化、體細(xì)胞與生殖細(xì)胞的分裂等方面的成果上，提出了染色體學(xué)說，即（孟德爾所說的）遺傳因子可能就在染色體上。但是當(dāng)時(shí)拿不出證據(jù)證明他們的觀點(diǎn)。直到1910年，摩爾根通過一系列實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，控制果蠅眼色的基因位于性染色體上，才證明了薩頓、鮑維里的假說。從“基因位于染色體上”這一知識(shí)點(diǎn)的形成過程，可以看到科學(xué)過程的步驟。生命科學(xué)也是在自我更正的過程中積累和進(jìn)步的。達(dá)爾文建立了以自然選擇為核心的進(jìn)化論，可人們在承認(rèn)生物進(jìn)化論的同時(shí)，卻不愿意接受達(dá)爾文對進(jìn)化原因進(jìn)行臆想的方法，不滿意達(dá)爾文對進(jìn)化機(jī)制的解釋。德弗里斯將實(shí)驗(yàn)方法引入對進(jìn)化論的研究中，提出了“突變學(xué)說”，以此來解釋達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說。在20世紀(jì)的頭十年，得到生物學(xué)界的廣泛接受。然而，1910年，果蠅遺傳學(xué)的發(fā)展表明，果蠅群體中不斷發(fā)生著突變，卻沒有產(chǎn)生物種的變化。19121915年細(xì)胞學(xué)的精確研究，沉重地打擊了德弗里斯的學(xué)說，他所認(rèn)為的大規(guī)模突變產(chǎn)生的性狀實(shí)際上是已有性狀的復(fù)雜重組。4(26-32)細(xì)胞遺傳學(xué)，尤其是群體遺傳學(xué)的建立，才闡明了自然選擇的機(jī)制。40年代，在達(dá)爾文進(jìn)化論的基礎(chǔ)上，提出了綜合進(jìn)化論。在綜合進(jìn)化論盛行了多年之后，1968年，木村資生提出了“分子進(jìn)化的中性學(xué)說”。1972年，埃爾德雷奇和S.J.古爾德提出了間斷平衡論，引起了科學(xué)界的重視和研究。進(jìn)化理論還在發(fā)展之中。從進(jìn)化論的發(fā)展可以看出，生命科學(xué)知識(shí)是在科學(xué)家對前人的結(jié)論不斷質(zhì)疑、不斷證實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行自我更正的過程中積累起來的。了解生命科學(xué)史，對培養(yǎng)研究者和學(xué)習(xí)者的批判性思維是有積極意義的，同時(shí)也能加深學(xué)習(xí)者正確認(rèn)識(shí)絕對真理和相對真理的關(guān)系，從事實(shí)中提高哲學(xué)素養(yǎng)。四、生命科學(xué)史是前人探究生物學(xué)知識(shí)的科學(xué)過程史每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的產(chǎn)生過程，就是一個(gè)探究的過程。生命科學(xué)史就是前人探究生物學(xué)知識(shí)的科學(xué)過程史。這一點(diǎn)已有論述（王薦，2002），這里不再贅述?？傊茖W(xué)史中蘊(yùn)涵了知識(shí)與過程的統(tǒng)一。（過程中包含著思維方式，如好奇心、求知欲、質(zhì)疑、推理等；過程中包含著研究方法。）創(chuàng)造科學(xué)知識(shí)的科學(xué)家，哪一個(gè)不具備廣博的知識(shí)呢？DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立，匯集了許多不同學(xué)科背景科學(xué)家的智慧，顯示出知識(shí)是非常重要的，僅有沃森和克里克的知識(shí)也是辦不到的。知識(shí)和過程是自然科學(xué)的兩個(gè)維度，二者是統(tǒng)一的，不能割裂開來。沒有知識(shí)基礎(chǔ)怎么創(chuàng)新呢？值得注意的是，新課程改革以來，已經(jīng)指出了重結(jié)論輕過程的弊端，并且提出“新課程把過程方法本身作為課程目標(biāo)的重要組成部分，從而從課程目標(biāo)的高度突出了過程方法的地位”。6(116-118)然而如果把“突出了過程方法的地位”理解為重過程而輕結(jié)論，也是極端錯(cuò)誤的，因?yàn)檫^程與結(jié)論不是對立的。在生物教學(xué)中二者必須兼顧并且統(tǒng)一起來。學(xué)習(xí)生命科學(xué)史是能夠把結(jié)論和過程方法兼顧統(tǒng)一起來的有效途徑之一，這樣做不僅有助于了解每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的來龍去脈，而且從其中的一些典型事件中可以學(xué)習(xí)到前人的科學(xué)探究方法。五、生命科學(xué)史展示了人們的合作過程生命科學(xué)史展示了在探究知識(shí)的過程中，有相同研究方向的人們之間和有不同研究方向的人們之間的合作。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的問世充分說明了這一點(diǎn)。這個(gè)事實(shí)表明從事不同學(xué)科研究的人，掌握的知識(shí)和技術(shù)是不同的，而且不同學(xué)科背景的人帶來了不同的思維方式（尤其是玻爾、德爾布呂克和薛定諤的思想為遺傳學(xué)研究注入了新的活力，他們的思想極大地影響了沃森和克里克），他們的合作為解決問題提供了不同的思路，他們在解決問題中相互啟發(fā)，相互補(bǔ)充，相互促進(jìn)，同時(shí)共享了研究成果。不同的教師也存在知識(shí)體系和經(jīng)驗(yàn)的不同。尤其在知識(shí)爆炸的時(shí)代，知識(shí)更新的速度很快，老中青各層次的教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)差別會(huì)更大，而教師之間的合作可以彌補(bǔ)這種差別。因此，在生物學(xué)教學(xué)過程中，生物學(xué)教師要與同行合作，也要與其他學(xué)科的教師合作。這也啟發(fā)學(xué)生必須重視每一科的學(xué)習(xí)，只有這樣才能為終身學(xué)習(xí)、生活和工作奠定良好的基礎(chǔ)。六、生命科學(xué)史展示了各種觀點(diǎn)的碰撞和論爭過程生命科學(xué)史展示了在探究知識(shí)的過程中科學(xué)家所持觀點(diǎn)之間的碰撞和論爭，在碰撞與論爭中，知識(shí)得到不斷的澄清。達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說發(fā)表不久，有人提出了“自然選擇作用于哪一種變異”的問題，成為當(dāng)時(shí)爭論的焦點(diǎn)。達(dá)爾文認(rèn)為選擇主要作用于連續(xù)的變異類型上。早期的生物統(tǒng)計(jì)學(xué)家高爾頓（18221911）、皮爾遜（18571936），與達(dá)爾文的判斷一致。到了19世紀(jì)末，貝特森用事實(shí)證明了環(huán)境雖呈現(xiàn)連續(xù)的變化，而生物的變異卻是不連續(xù)的，這種不連續(xù)性受遺傳的控制，而不受環(huán)境控制。1904年，在英國科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)的會(huì)議上，貝特森與韋爾登進(jìn)行了最后的爭論，貝特森取得了勝利。3(302-304),4(66-67)針對由什么物質(zhì)引起發(fā)酵的問題，李比希和巴斯德展開了爭論。巴斯德提出釀酒中發(fā)酵是由于酵母細(xì)胞的存在，沒有活細(xì)胞的存在，糖類是不可能變成酒清的；2(338)李比希堅(jiān)持認(rèn)為引起發(fā)酵的是酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)，這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并且裂解之后才能發(fā)揮作用。1897年畢希納用實(shí)驗(yàn)證明了李比希認(rèn)為引起發(fā)酵的是酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)的觀點(diǎn)是對的，4(182-183)即使是偉大的巴斯德也有發(fā)生錯(cuò)誤的時(shí)候。這些事實(shí)給予我們啟示：在教學(xué)，尤其在生物學(xué)探究教學(xué)中，生生之間、師生之間和教師之間發(fā)生爭論是正常的交流。新課程教學(xué)提倡這種交流，允許發(fā)表各自的觀點(diǎn)，即便有錯(cuò)誤也是正常的，關(guān)鍵是拿出證據(jù)去證實(shí)。七、生命科學(xué)史展示了成功的實(shí)驗(yàn)與選擇合適的實(shí)驗(yàn)對象是分不開的孟德爾選擇了豌豆；摩爾根選擇了果蠅；細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)始人施旺選用具有相似于植物細(xì)胞壁的動(dòng)物脊索細(xì)胞和軟骨細(xì)胞；3(160)貝爾登和鮑維里在研究細(xì)胞分裂時(shí)，選擇了馬蛔蟲細(xì)胞；3(168-170)沃爾弗（17331794）采用植物組織做研究材料研究生物的生長發(fā)育，由植物向動(dòng)物推廣；2(278-283)比德爾和塔特姆最終選擇了紅色面包霉做生化遺傳學(xué)研究的材料；4(231)德爾布呂克、盧利亞和赫爾希組成著名的“噬菌體小組”，最終選擇了病毒作為研究對象；4(234-236)瓦爾堡選擇了正在進(jìn)行細(xì)胞分裂的海膽卵進(jìn)行呼吸速度的研究；4(148)悉尼布雷內(nèi)、羅伯特霍維茨和約翰蘇爾斯頓（這三人是2002年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者）最終選擇了線蟲來探索“程序性細(xì)胞死亡”的奧秘；科學(xué)家選擇了擬南芥作為植物遺傳研究的模式植物。由以上事例說明了選擇合適的研究對象對解決問題非常關(guān)鍵。這些事實(shí)給予我們的啟示是：1.基礎(chǔ)教育階段生物新課程中的探究教學(xué)，也涉及選擇探究對象的問題，要解決好探究問題，必須先選擇好探究對象；2.培養(yǎng)師資的師范院校開設(shè)的生物實(shí)驗(yàn)課，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都是計(jì)劃好的，實(shí)驗(yàn)對象也是預(yù)先規(guī)定好的，只要照著做就可以，這是標(biāo)準(zhǔn)式的“食譜式”的實(shí)驗(yàn)，做實(shí)驗(yàn)僅僅是為了驗(yàn)證已被肯定了的現(xiàn)象或者是學(xué)習(xí)一種標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)程序。在這種模式下，學(xué)生對“實(shí)驗(yàn)”會(huì)有興趣呢？培養(yǎng)的師資能夠適應(yīng)新課程的教學(xué)嗎？關(guān)注科學(xué)家篩選研究對象的做法，對于師資培養(yǎng)和進(jìn)行生物學(xué)探究教學(xué)應(yīng)該是有幫助的。八、生命科學(xué)史呈現(xiàn)著科學(xué)家的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神和科學(xué)世界觀科學(xué)態(tài)度就是實(shí)事求是；科學(xué)精神就是敢于懷疑、敢于求真、敢于創(chuàng)新；科學(xué)世界觀就是要認(rèn)識(shí)到世界是可知的，同時(shí)還要關(guān)注科技發(fā)展對社會(huì)的影響，養(yǎng)成負(fù)責(zé)任的態(tài)度。巴斯德（18221895）和伯格（1926，DNA序列專家，1980年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主）7(21-23)的事跡充分體現(xiàn)了科學(xué)家的科學(xué)素養(yǎng)。20世紀(jì)的許多重大事件，證明了科技對社會(huì)具有兩面性的作用越來越明顯，生命科學(xué)的研究成果，可以造福人類，也可以制造生物武器給人類帶來災(zāi)難。實(shí)際上，在日常生活中也是一樣，我們每做一件事，不光要想到給自己帶來的好處，還要想到會(huì)給他人和社會(huì)帶來什么不便，甚至災(zāi)難。只有依靠科學(xué)的世界觀，才能對事物作出判斷并采取適當(dāng)?shù)膫€(gè)人行為。生命科學(xué)史中記載著科學(xué)家的生平事跡，從中挖掘科學(xué)家的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神和科學(xué)世界觀，把它們滲透到生物學(xué)教學(xué)中，對于培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)乃至科學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)都具有積極的教育意義。重視生命科學(xué)史的教育價(jià)值是時(shí)代的呼喚。2001年頒布的全日制義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）提出“提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)”的理念。普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）（簡稱標(biāo)準(zhǔn)）在課程目標(biāo)中也明確提出，“獲得生物學(xué)基礎(chǔ)事實(shí)、概念、原理、規(guī)律和模型等方面的基礎(chǔ)知識(shí)，知道生物科學(xué)和技術(shù)的主要發(fā)展方向和成就，