中学生物科学史教学模式探讨，本文主要内容关键词为：教学模式论文,生物科学论文,中学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
《普通高中生物课程标准（实验）》明确提出要“注重生物科学史的学习”，因为生物科学史教育在促进学生建构知识体系、提高探究能力、培养批判精神及创新思维、展示道德伦理和社会责任感方面有其独特的教育功能。但在生物课程教学实践过程中，渗透生物科学史教育却不可避免地出现了一些偏差和困惑。如教学目标单一，忽视科学方法和情感的体验；缺乏历史广阔的视野，评价失之偏颇；简化科学发现过程，掩盖了科学探索的本质；模式化地描述科学家形象，扭曲了历史人物真实面貌等。凡此种种，严重阻碍了生物科学史教学多维教育价值的实现。因此，探索构建高效、合理的教学模式不失为解决生物科学史教育所面临诸多困境的新途径。 那么，如何有效地开展科学史教育？孟克和奥斯本的融科学史、科学哲学和科学社会学相关内容于一体的HPS（History，Philosophy and Sociology of Science）教学模式、马修斯的依量适度模式以及沃德森的IHV（Interactive Historical Vignette）教学模式都是比较著名的科学史教学模式，都是以促进学生对科学本质的理解为核心目标[1]。但是由于不同学科、不同史料和不同教学对象等因素的影响，同一个教学模式在不同教学情境下，可以衍生出多种不同类型的子模式或新的教学模式。借鉴前人的研究成果，结合新课程标准理念和生物学科教学的特点，笔者在教学实践中总结出了以下四种生物科学史教学模式。 一、“历史一归纳”教学模式 （一）“历史—归纳”教学模式流程
1.话题引入 教师现场演示或以多媒体课件形式呈现某一实验现象，在学生细致观察的基础上，教师层层设疑，通过环环相扣的问题激发学生强烈的探究欲望，启发学生各抒己见，提出自己的观点，自然地引出本节课所要解决的问题。 2.重演历史 教师向学生描述历史背景，包括政治、经济、文化和科学技术条件等，例举不同的科学家对该问题的思考、见解、实验及观点，引导学生分析、讨论该问题争论的焦点以及研究的制约因素等。教师列出历史上该问题的研究年表，将几个关键性的实验方案设计呈现给学生，并着重强调这些实验设计的方法、思路以及设计的精妙之处。学生根据每个实验方案及最终的实验结果推断出比较合乎逻辑的实验结论，并将所有的实验结论串联起来，归纳总结，形成对该问题较为完整的认识。 3.观念形成 教师讲解教科书的观点，引导学生交流、讨论，帮助学生从科学认识论的角度理解和评价实验、规律和概念，体验和感悟科学发现史过程中所蕴涵的社会观念、哲学观念和历史观念，最终形成正确的科学观念。 4.拓展应用 教师鼓励学生将新形成的科学观念拓展延伸，应用于实际情境中，通过解释相关的现象或问题以强化所学的概念，探索和发展出合适的问题解决方式。 （二）“历史—归纳”教学模式特点 “历史—归纳”教学模式的主要特点是：一是注重将大量的科学实验置于历史大背景下进行客观地分析，培养学生广阔的历史视野，使学生认识到科学发现在很大程度上受到了当时社会科学技术发展、主流观点和哲学观念的影响。二是整个教学过程是教师引导学生重演历史经典实验、领悟科学探究过程及方法的过程，侧重培养学生分析问题和归纳总结的能力。三是力求将科学发展史学习，哲学观念、科学概念及观点的形成有机地融为一体。四是重视知识的拓展延伸和实践应用，理论联系实际，使学生学有所得、学有所用。 二、“引导—探究”教学模式 （一）“引导—探究”教学模式流程
1.情境质疑 教师将教材中科学史的经典实验进行选择和再加工，借助生动、形象的语言描述、挂图、多媒体和演示实验等方式，精心创设与学生原有认知相冲突的历史情境，引起学生的思维矛盾，使其大胆质疑、提出问题。之后，教师组织学生对问题进行筛选，提炼出符合当前教学内容的、比较有代表性的问题，分别作为各小组探究的切入点。 2.实验探究 教师鼓励学生自由发挥想象力和创造力，提出独特见解与假设，进而促使他们寻找对策、引发探究。学生自主制定实验方案后进行小组交流、讨论，同时教师指导学生对实验设计的科学性、合理性和可行性进行评价，领会探究性实验设计的过程与方法。教师要善于发现和肯定学生实验方案中的闪光点，因势利导，帮助他们不断审视、改进和完善实验方案。当实验方案基本确定后，根据方案是否具有课堂可操作性确定是进行真实实验（演示实验或学生实验）还是模拟实验（演绎推理）。按照方案，学生分组进行实验，观察、记录并分析实验现象，总结实验结果；或者是搜集、整理有关支持假说的资料，通过分析、概括和演绎推理，预测实验结果，推断出比较合乎逻辑的结论。 3.对比与评价 教师将教材中科学家设计的实验作为参照，让学生作比较，反思自己设计的实验方案成功与不足之处，提出改进措施，同时也要积极探讨和敢于评价科学家研究过程、内容、方法和思维的局限性。之后，学生沿着科学家的思维逻辑路线探究生命现象，理解科学的本质和科学探究的过程及方法，并从历史的角度研究问题，体会科学研究是与当时的历史背景密切相关的。 4.系统建构 引导学生对上述分小组探究的实验进行总结、分析，形成对知识的整体理解。学生对照教材对该实验现象进行解释，实现由原来不成熟观念向科学观念的转变，建构起自己的概念体系，系统地归纳总结学习内容（科学发展史）。 （二）“引导—探究”教学模式特点 “引导—探究”教学模式的特点是：一是通过创设提示新旧知识之间联系的历史情境，引发学生的认知冲突，培养学生勇于发现问题、敢于质疑的科学批判精神。二是强调引导学生积极参与科学探究的过程，使其体验科学探究的艰辛与乐趣，锻炼学生锲而不舍的坚强意志。三是重视科学方法的训练，如作出假设、设计实验、控制变量和逻辑推理等，提高学生的科学研究能力。四是理性地评价科学史上错误的观念或理论，客观、全面地分析该观点的进步之处及导致错误的综合因素，帮助学生理解科学的本质，形成严谨的科学态度。五是对探究的结果进行对照和反思，并建构起规范而完整的科学认识。 三、“自学—辨析”教学模式 （一）“自学—辨析”教学模式流程
1.情境铺垫 教师通过呈现一定的与历史相关事件的教学情境，吸引学生的注意力和学习兴趣，为其科学史的学习作好铺垫。 2.自主学习 教师让学生自学教材，学生根据课前已搜集的资料独立设计一份科学发现史与科学本质之间关系的表格，再通过小组讨论完成表格，使学生对整个科学发展史有大致的了解。 3.个性展示 教师展示课前设计的、具有代表性和典型性的问题，如科学家研究的缺陷及超越前人之处、数据解释与实验设计如何相关联、研究者如何说服人们去接受他们的观点、该实验过程的各种要素剖析、历史上对该问题的不同观点和探索途径等，以启发学生在初步理解科学史的基础上提出自己的解释或疑惑。 4.会话辨析 教师征集所有问题的解答并归类整理，然后呈现历史上这些经典实验的设计、现象、结论及观点，进而引发学生就自己及科学家的观点进行更深层次的反思。小组之间就同一问题或同一类问题进行辩论，教师适时疏通点拨，尽可能引导学生在互动交流中寻找解决问题的方案，逐渐将学生引导到正确的思维方向上来，获得正式解答。 5.意义升华 学生对以上解答进行学科知识的归纳和提炼，通过教材阅读、教师的点评或适度讲解等，形成符合学生知识体系的科学概念，促使自己的认识得以提升。 （二）“自学—辨析”教学模式特点 “自学—辨析”教学模式的特点是：一是学生通过教材阅读和获取有效的资料，理解科学发展的过程及特征，充分体现学生学习的自主性。二是整个教学过程是开放的、生成的，学生的个性化学习与一定的协作学习相互结合，因材施教与完成共同的学习目标并存。三是学生能得到教师适度的指导与必要的支持，教师扮演着引导者和组织者的角色，使每个学生都有机会展示和分享各自学习的成果。四是学生相互之间的交流、辩论和协商，培养了学生善于表达的自信、尊重他人的合作品质和勇于质疑的科学精神。五是教师以一定的方式帮助学生意识到其错误或不足，使学生自觉地进行调整，从而形成科学规范的概念。 四、“角色—探究”教学模式 （一）“角色—探究”教学模式流程
1.历史再现 教师播放经过加工的科学史料动画片。在动画片中，对实验过程按照事件发展的顺序作了清晰的叙述，为科学家的行为提供理论基础，并概述当时的历史条件。 2.事件复述 学生以小组为单位对动画片所接收到的信息进行处理，小组的每一成员都要参与事件的叙述，并且根据自己的理解确定该故事中的实验结构，即提出问题（在观察的基础上发现问题）、提出假设（对某些发生事件的某种想法）、设计实验（目的是验证假设的正确与否）、预测（你认为会发生什么）、实施实验并得出结论（确定你的实验说明了什么）。 3.事件分析探究 首先，学生剖析该事件涉及的各种相关要素，从新旧知识的联系、需要获取哪些证据以及潜在的答案等方面进行分析。其次，教师要鼓励学生从该事件所包含的多重属性进行分析和思考。如该实验是否可以进行改进？如何改进更有可行性？该实验是否突破了伦理道德的界限等等。最后，师生共同参与对该事件的策划，尤其是对该事件中所涉及的角色的理解。如如何将该事件的现象及其原因转化为具体的可模拟事件？以何种方式通过角色情境再现该事件？ 4.角色扮演 角色基本上是动画片中的角色，学生可按照自己的观点增加一些虚构的角色，代表不同利益方的立场参与争论。教师将全班学生分成几个小组，自主选择和分配角色。在忠实于历史原始事件的前提下，学生经过独立的思考，理解自己所要扮演的角色特征及在整个事件中的作用，小组讨论交流、相互启发，进一步理解角色、塑造角色，构思情节、设计动作和语言，条件适宜还可以配置一些背景音乐、设计道具等。每个小组选出一个学生为代表模拟表演相应的角色，其他学生认真观看，领悟角色表演所传递的信息。 5.理解事件 教师指导学生根据角色情境再现的历史事件及与不同角色的观点进行讨论，进一步理解科学探究的过程及科学的本质，认识科学事件与道德伦理之间的联系，并分析该事件要素，凸显该事件的核心因素、一般因素和无关因素，侧重于对该事件的因果分析，然后形成判断。 （二）“角色—探究”教学模式特点 “角色—探究”教学模式的特点是：一是以动画片的形式呈现科学史料，形象生动、通俗易懂，有助于学生对科学史实进行了解与记忆。二是注重对该历史事件本身的思考，使学生领会影响试验顺利开展的各种因素，尤其是挖掘出其中所蕴含的科学研究与伦理、道德的关系，引导学生从社会道德层面思考与科学探究相关的一系列问题。三是强调学生在角色扮演中身临其境地感悟和还原历史上科学家的真实面貌，理解科学家既有人性的光辉，也有人性的弱点和失误，从而培养学生敢于质疑权威、求异创新的品质。四是通过事件复述和提出问题，让学生剖析要素，加深对事件的思考，突出科学探究的过程及特点，有利于学生更好地理解假设、预测和实验对科学探究的意义。 上述四种教学模式都是生物科学史教学的模式，均重视充分挖掘生物科学史的价值，力图克服传统生物科学史教育的弊端，体现素质教育的精神[2]。但每一种教学模式都有其适用的范围及条件，在实际应用中还存在着诸多局限性，需要在教学实践中进一步检验和完善，以求得教学效果的最优化（见表1）。
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