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摘 要： 生物科學史的巧妙合理的講解，既能激發(fā)學生學習生物學的積極興趣，又能發(fā)揮學生學習的主動性，增強學生的主體意識，還能培養(yǎng)學生學習生物學的收集和處理生物信息的能力、分析問題和解決問題的能力、掌握學習生物學的科學方法，同時更能培養(yǎng)學生形成不畏艱險、
摘要：生物科學史的巧妙合理的講解，既能激發(fā)學生學習生物學的積極興趣，又能發(fā)揮學生學習的主動性，增強學生的主體意識，還能培養(yǎng)學生學習生物學的收集和處理生物信息的能力、分析問題和解決問題的能力、掌握學習生物學的科學方法，同時更能培養(yǎng)學生形成不畏艱險、持之以恒的科學態(tài)度。
關鍵詞：生物科學史,激發(fā)學習興趣,教學方法
生物科學是建立在實驗基礎上的一門自然科學，現(xiàn)代生物科學的發(fā)展，是生物科學與數(shù)學、物理、化學、等科學之間相互交叉、滲透和相互促進的結果。隨著生物科學的發(fā)展，生物科學向人們展示美好的未來，它將成為21世紀領先的學科之一。我們在學習生物學科時，應在前人研究的基礎上，善于發(fā)現(xiàn)問題，研究問題，解決問題。不僅要重視生物學知識的學習，還要重視學習和體驗生物科學研究的過程，并且從中領會生物科學的研究方法。
《基礎教育課程改革綱要》也明確指出，改變課程實施過于強調接受學習死記硬背、機械訓練的現(xiàn)狀，倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。為了使學生的學習方式發(fā)生根本性轉變，保證學生自主性、探索性的學習落到實處，確立學生的主體地位，促進學生積積極主動地學習，使學生形成學習中不斷提出問題、解決問題的探索過程。
新課程標準對生物學能力的要求是初步學會探究生物科學的一般方法，發(fā)展學生提出問題、做出假設、制定計劃、實施計劃、得出結論、表達和交流的科學探究能力。在科學實踐中發(fā)展合作能力、實踐能力和創(chuàng)新能力，初步具有收集和利用課內外的圖文資料及其他信息的能力。生物學能力在教學中如何培養(yǎng)呢?本人認為生物科學史在教學的巧妙利用有其不可替代的作用。生物科學史的巧妙合理的講解，既能激發(fā)學生學習生物學的積極興趣，又能發(fā)揮學生學習的主動性，增強學生的主體意識，還能培養(yǎng)學生學習生物學的收集和處理生物信息的能力、分析問題和解決問題的能力、掌握學習生物學的科學方法，同時更能培養(yǎng)學生形成不畏艱險、持之以恒的科學態(tài)度。在生物發(fā)現(xiàn)史教學中,采用多媒體現(xiàn)代化教學手段，要求學生在課前預習，并收集有關的信息材料，課堂教學中針對學生收集到的材料，有的問題鼓勵學生課后繼續(xù)查閱，共同討論加以解決，與課堂有關的內容加以肯定，導入教學。
生物學史有的既體現(xiàn)了學生收集和處理信息的能力，激發(fā)學生學習的興趣，增強學生的成就感，又能鍛煉學生研究問題的科學分析方法，培養(yǎng)學生的推理、歸納能力以及學生的邏輯思維和創(chuàng)造力，還能使學生養(yǎng)成不畏艱險、持之以恒的科學精神。如酶的發(fā)現(xiàn)、光合作用的發(fā)現(xiàn)過程等。
總結人們的認識過程：
發(fā)現(xiàn)問題→提取物質→物質本質→得出定義→補充完善(完整理論)
(1773年)(1836年)(1926年)(20世紀30年代)(80年代)
通過學習酶的發(fā)現(xiàn)，激勵學生學習科學家實事求是的科學態(tài)度和勇于探索的科學精神。使學生明確科學家對酶的認識是不斷發(fā)展的。科學具有開放性，引導學生要用開放的觀點、發(fā)展的眼光對待所學的知識,鼓勵學生在學習過程中勤于思考，敢于質疑，勇于探索。
光合作用的發(fā)現(xiàn)：
早在公元前3世紀，古希臘亞里士多德就提出土壤是構成植物組分的觀點。這一觀點統(tǒng)治西方將近2000年。這也是人們對光合作用的最早的認識。
1648年，海爾蒙特的盆栽柳樹實驗證明樹木的重量增加來自雨水而非土壤。世界各地生物課本都會提到這一段記載。他所做的柳樹實驗說明光合作用過程中有水的參與，也是生物研究上劃時代的工作。向傳統(tǒng)的認識提出了新的挑戰(zhàn)，為人們的研究提出了方向。
1771年，普利斯特利通過實驗發(fā)現(xiàn)，植物可以更新空氣。但是，他并不知道更新了空氣中的哪種成分，也沒有發(fā)現(xiàn)光在這個過程所起的關鍵作用。問題的研究進一步深化，問題更加具體化。
1779年，荷蘭科學家英格豪斯(Jan Ingenhousz)重復了上述實驗，并進一步證實光照是這一實驗成功的秘訣，即光照是植物放氧的先決條件。
1782年，日內瓦教師塞尼比爾(J.Senebier)發(fā)現(xiàn)經煮沸過的水中放入綠葉時，即使光照充足也不能收集到氧氣。只有在水中通入CO2后，才能看到氣泡(O2)出現(xiàn)。因此，他認為植物在光照下，為了產生O2就必須有CO2的存在，O2是來自CO2的。指出CO2是光合作用的原料，氧氣是產物，而且CO2也是產物氧氣的來源。
1804年，法國科學家德·索敘爾(de Saussure)通過定量植物所吸收的CO2，釋放的O2及植物體的增加量發(fā)現(xiàn)，綠色植物在陽光照射下，用CO2與H2O在植物體內合成有機物質，并產生與CO2大致相等體積的O2。他提出，CO2和H2O是植物體有機物質的來源。即兩者是光合作用的原料。
1864年，德國科學家薩克斯用天竺葵做材料實驗得出結論：天竺葵的葉子在光下制造了淀粉，同時也說明光合作用需要光，產物為淀粉(糖類)。
1880年，美國科學家恩格爾曼用水綿進行實驗說明：氧是葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所。有力地說明氧氣是光合作用的產物，葉綠體是光合作用的場所。
1937年，英國科學家希爾(Hill)將離體的葉綠體加到具有適當氫受體(A)的水溶液中，光照后放出氧氣，此反應稱為希爾反應。氫受體有2，6—二氯酚靛酚、苯醌、NADP+和NAD+等。說明氧氣是水的光解過程產生的，為人們研究光合作用產物氧氣的來源提出了新的見解。
1939年，美國科學家魯賓(S.Ruben)和卡門(M.Kamen)利用同位素標記法進行探究實驗有力地證明光合作用釋放的氧氣來自水。
根據(jù)科學的發(fā)展進程歸納出光合作用的定義和反應式。
光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存能量的有機物，并且釋放出氧的過程。即：
光能
CO2 + H2O﹡→(CH2O)+O2﹡
葉綠體
通過對幾個光合作用發(fā)現(xiàn)過程中的幾個經典實驗的分析、討論，使學生感受到科學發(fā)展的艱難、科學方法的重要，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度、激發(fā)學生的創(chuàng)新意識。提高學生的科學素質，培養(yǎng)學生設計實驗，分析實驗結果的能力。
有的發(fā)現(xiàn)史既能通過對科學家實驗的分析培養(yǎng)學生探究問題的能力，使學生掌握科學的研究方法，又能使學生根據(jù)所學知識，解釋一些實際問題和現(xiàn)象，增強知識面的應用能力，激發(fā)學生學習生物的興趣，促進學生積積極主動地學習，使學生形成學習中不斷提出問題、解決問題的探索過程。如生長素的發(fā)現(xiàn)過程、DNA是遺傳物質的證明等。
生長素的發(fā)現(xiàn)歸納：
(1)胚芽鞘的感光部位是胚芽鞘尖端。
(2)生長素產生于胚芽鞘的尖端。
(3)胚芽鞘的彎曲部位(生長素的作用部位)是尖端以下部位。
師生共同回顧生長素的發(fā)現(xiàn)過程，得出探究問題的方法過程：
設計實驗→提出假說(推論)→實驗驗證→得出結論
生長素的發(fā)現(xiàn)過程在生命科學史上具有一定的代表性，它前后歷時幾十年，凝聚了眾多科學家的心血和智慧，通過一系列的實驗從一定程度上反映了科學探究的一般方法，對培養(yǎng)學生科學的思維方法和研究方法，培養(yǎng)學生的科學精神、創(chuàng)新意識和實踐能力是一個非常好的素材。新課程標準和近年來高考試題中一個導向性變化，就是對學生實驗設計能力明確提出了要求。學生是通過親身實踐獲取的直接經驗，從中初步學會科學方法，培養(yǎng)培養(yǎng)方法，培養(yǎng)科學精神和科學態(tài)度以及思維的新穎性與獨特性等創(chuàng)新思維的品質。
DNA是遺傳物質的證明：
理論依據(jù)：通過對與生物傳宗接代有關的生理作用有絲分裂、減數(shù)分裂及受精作用和生物的個體發(fā)育等分析可知，染色體具有一定的穩(wěn)定性且能由親代傳遞給子代的特點，說明染色體與生物的遺傳有重要的關系，而染色體的組成是DNA和蛋白質。DNA在染色體上的含量相對穩(wěn)定，而蛋白質的含量不是很穩(wěn)定，因此，與遺傳有關的是DNA而不是蛋白質。
要充分說明DNA是遺傳物質，必須通過實驗才能得出準確的結論。想辦法把DNA和蛋白質分開，單獨地、直接地觀察DNA和蛋白質的作用，這是研究問題的方法和思路。
直接證據(jù)：實驗驗證
1928年，英國科學家格里菲思的肺炎雙球菌的轉化實驗，說明無毒性的R型活細菌知與加熱殺死的S型細菌混合后，轉化為有毒性的S型活細菌，這些轉化的S型細菌的后代也是有毒性的S 型細菌，即這種性狀的轉化是可遺傳的。沒有指出轉化的實質即遺傳物質是什么，但給人們對遺傳物質的研究提出了實驗的方法和思路，加快了科學發(fā)展的步伐。
美國科學家艾弗里和和他的同事經過十幾年的研究，在1944年發(fā)表了他做的轉化實驗結果發(fā)現(xiàn)：只有加入DNA，R型細菌才能轉化為S型細菌，并且DNA純度越高，轉化就越有效。如果用DNA酶處理從S型活細菌中提取的DNA，使DNA分解，就不能使R型細菌發(fā)生轉化。體現(xiàn)實驗的設計思路，但是人們在理解此實驗的過程中有一定的懷疑，問題關鍵是DNA和蛋白質是否完全分開。
1952年，赫爾希和蔡斯用同位素標記法做的噬菌體侵染細菌的實驗表明：在噬菌體中，親代和子代之間具有連續(xù)性的物質是DNA，而不是蛋白質。也就是說，子代噬菌體的性狀是通過親代的DNA遺傳給后代的，因此，DNA才是真正的遺傳物質。實驗材料的結構和同位素示蹤法技術的運用，解決了轉化實驗中的疑惑，使實驗結果更加有說服力。
格里菲思的實驗的不足之處，他并不知道轉化因子是什么物質。艾弗里的不足之處是，說服力不是很強，人們還是以懷疑的眼光看待這個實驗的，有人爭辯說，轉化是DNA中蛋白質不純的結果，蛋白質才是有作用的因素。理解它要有一定的理論基礎。而噬菌體侵染細菌的實驗根本就不存在上述問題，它是最有力的直接證據(jù)。用研究采用的“同位素標記法”來說明。這樣符合科學研究的過程，可以很自然地導出DNA是遺傳物質的結論，使學生容易接受，并且能使學生受到科學方法教育。
研究問題的方法：
理論推斷→實驗驗證→轉化實驗→侵染細菌實驗→得出結論
(理論結論) (實驗思路) (初步證明) (有力證明) (統(tǒng)一認識)
通過探究DNA是遺傳物質的發(fā)現(xiàn)過程，使學生學習科學家嚴謹細致的工作作風和科學態(tài)度以及對真理不懈追求的科學精神，使學生懂得人類對事物的認識是不斷深化和完善的，使學生領會科學家實驗設計的科學思路、遵循的實驗設計原則和采用的一些科學方法，并培養(yǎng)學生科學思維能力和初步研究能力，使學生初步掌握科學研究的方法和過程。
根據(jù)新課程理念，當今生物教學重在培養(yǎng)學生的科學思維、科學方法、科學精神等科學素養(yǎng)，生物科學史是生物教學中培養(yǎng)學生的科學思維、科學方法、科學精神等科學素養(yǎng)的良好素材，因此，“以探究科學發(fā)現(xiàn)過程來學習科學研究方法”是生物教學的重點，在生物教學過程中，通過生物科學史的教學注重實驗過程的探究與科學方法的學習相結合，充分發(fā)揮學生的主體作用，使學生在探究學習中，得到科學研究方法的訓練。