科学史在生物教学中的应用

来源:用户上传      作者: 吴 静

　　科学史是科学的高度概括、结晶和升华,是一种非常重要的教育资源。科学史的教育不是简单的史实记诵,而是重在挖掘其内在的价值,使其成为学生学习科学的一种有效途径和手段。《普通高中生物课程标准》也明确指出应注重生物科学史的学习。美国著名的科学史家萨顿说过:“一部科学史,在很大程度上就是一部工具史。这些工具,无论有形或无形,由一系列人物创造出来,以解决他们遇到的某些问题。每种工具和方法都是人类智慧的结晶。”
　　生物科学史的教育功能体现在:有助于学生对科学过程和本质的理解、有助于学生科学方法的培养、有助于学生科学素养的培养、有助于学生体会人文教育。如何将生物科学史引入到课堂教学中,并发挥其教育功能,这就值得教育工作者进行思考。下面以《关于酶本质的探索》为例来说明科学史在课堂教学中的应用。
　　一、使用建议
　　关于酶本质的探索的科学发现出现在本节的资料分析中,其中蕴涵了科学发现的思想与方法。使用得当,可以启发学生的思维,可以训练学生的科学思维能力、创新能力和实验设计能力等多方面的能力。建议在使用时不要照本宣科,要认真思考怎样使用才可以最大收获。使用时以科学发现为线索,以问题为引导,让学生自己去“发现”,将会收到良好的效果。
　　二、课堂过程
　　教师:19世纪以前,人们还不知道酶为何物?19世纪以后随着酿酒业的发展,在酿酒过程中酿出的葡萄酒经常莫名其妙地变酸这一现象困扰了很多人,由此,科学界开始关注酿酒的发酵过程,才逐渐揭开了酶的“面纱”。
　　学生:阅读资料分析,初步了解酶的发现历程。
　　教师:在发现初期,大多数的化学家都相信糖类通过发酵变成酒精和二氧化碳的过程是一个纯化学过程,与生命活动无关。
　　1.分析资料1
　　师问:巴斯德和李比希之所以具有不同的观点,原因是什么?
　　学生:因为巴斯德是微生物学家,他是从生物体或细胞的角度观察和分析问题;而李比希是化学家,是从化学物质的角度思考的;所以两个人的观点是不同的。
　　师问:他们的争论由谁来停止的?
　　学生:毕希纳。
　　2.分析资料2
　　师问:毕希纳是如何解决他们的争论的。
　　学生:毕希纳将酵母菌研磨加水搅拌并进行过滤,得到了酵母菌的提取液。
　　师问:毕希纳这样做的目的是什么?
　　学生:解决了关于糖变成酒精和二氧化碳这一现象的巴斯德和李比希的争论。因为在提取液中含有酵母菌细胞中的化学物质。
　　师问:毕希纳如何设计的实验?
　　学生:将提取液中加入葡萄糖,一段时间后就冒出气泡了,糖液就变成了酒精了。
　　师问:由此现象毕希纳得到什么实验结论?
　　学生:他认为糖液与提取液混合变成酒精与糖液中含有活酵母的结果是一样的。
　　师问:这样的实验过程严谨吗?如果是你,该怎样设计呢?
　　学生:设计一组对照实验。
　　教师总结:毕希纳认为酵母菌细胞中的某些物质能够在酵母菌细胞破裂后继续起催化作用。但因为提取液中还含有其他的物质,到底酶是什么仍然令科学家们困惑。
　　3.分析资料3
　　教师:萨姆纳历时9年才证明了脲酶是蛋白质,并因此荣获了诺贝尔化学奖,你认为他成功的原因是什么?
　　学生:坚持不懈的研究态度。
　　教师:这只是其中一方面,任何一种科学发现都离不开科学的研究方法,萨姆纳也同样如此。
　　学生:通过从刀豆种子中提取纯酶的方法。
　　教师:不错,正是萨姆纳采用正确的科学方法将酶进行提纯,我们才有机会了解酶到底是什么东西。
　　教师:继萨姆纳之后,科学家们又相继获得胃蛋白酶、胰蛋白酶等多种酶的结晶,并证明这些酶都是蛋白质。
　　正所谓“在科学上没有平坦的大道,只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人,才有希望达到光辉的顶点”。希望同学们在今后的学习上也能坚持不懈,到达成功的巅峰。
　　教学反思:根据教学目标和酶本质的发现历程进行教学,在教学中激发了学生学习的热情,培养了学生严谨的逻辑推理能力和资料的分析能力以及良好科学品质的熏陶。由于设计中只限于教师的设问和学生的回答,对学生的发散思维的训练不足。
　　作者单位:
　　北京师范大学天津附属中学

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