生命科学史在生物教学中的应用

张开亮

【摘要】生命科学史的学习有助于增加课堂的故事性和趣味性，促进知识的理解，提升教师个人魅力。在教学中渗透生命科学史的教育，可充分利用教材中的科学史材料，引导学生学习科学的研究方法;在教学中灵活穿插科学史“小八卦”，给课堂增色，吸引学生注意力;用专门课时为学生介绍重大科学史发展脉络，助攻教学难点。

【关键词】科学史;生物教学;趣味遗传

笔者一直认为，生物是一门有趣的学科。但如何让学生也感受到这份生物之美，也是笔者时常在思考和试图解决的一个难题。

一、生命科学史在生物教学中的重要性

有些学生开始时对生物是很感兴趣的，但学习一段时间后兴趣却大为减弱。笔者认为，原因之一或许是因为课文中的知识太“精华”了。打个比方，《三国演义》许多人都喜欢看，因为书中有人物、有性格、有情节，让人读起来欲罢不能，而反观之，中学教科书中同样对三国历史的描述就显得无趣多了，或许只是一节课文甚至几段话就把那时期的一些主要时局变化总结完了。如此“精华”的知识，用于学习、记忆自然效率较高，但在这“浓缩精华”的过程中趣味性不免也大幅度丢失了。生物学习也是如此。教材中涉及大量生物概念、术语、结构、功能，大量相对零散和机械记忆式的“精华”知识，不断消磨着学生原有的兴趣。要让生物重新有趣起来，需要老师把这些浓缩的“精华”稀释一下，把生物知识还原到它们曾处的历史背景或探索阶段中，让学生真正理解学科重要概念的来龙去脉，真正理解蕴含其中的科学思想和科学方法。这就是在教学中进行生命科学史教育的必要性。

实际上，新课标人教版高中生物教材已做了非常有益的尝试，在课文中穿插了不少科学史探索历程材料，使教材丰满、生动了不少。遗憾的是，在实际教学中，笔者发现许多老师除了给学生讲讲教材中“要考的”科学史（如光合作用、遗传物质探索历程，生长素发现历程等），其余的往往并不重视，或干脆大多留给学生“课后阅读”。一方面是因为老师觉得讲这些不考试的内容“没什么用”，另一方面是因为许多老师对科学史也了解甚少，不知该从何讲起，不知“有什么好讲的”。生命科学史在教学中绝不是无用的，笔者认为，教学中穿插生命科学史至少有三点好处。

1.可显著增加课堂的故事性和趣味性

爱听故事是人的天性，学生亦如此。生物学史的许多事件都富有故事性，传奇色彩浓厚，“情节”一波三折，非常引人入胜。如，克里克从物理学“跳槽”到生物学，开创了分子生物学后又“跳槽”去研究人类意识的传奇牛人经历;又如，达尔文那著名的五年海上旅程，及后来他如何差点将进化论的“发明权”拱手让给华莱士，以及后来那当年的船长如何因“放出了达尔文这个魔鬼”自觉无颜见上帝而选择了自杀，等等。这些故事跌宕起伏，能极大引起学生兴趣，甚至让学生期盼着“下回分解”。在这种故事氛围下，掌握相关知识以理解“情节”变成了学生的一种主动需求，学习主动性大为提高，记忆效果更好。

2.能有效促进对知识的理解

爱因斯坦曾说过：“结论几乎总是以完成的形式出现在学生面前，学生体会不到探索和发现的喜悦，感受不到思想形成的生动过程，也就很难达到清楚地理解全部情况。”迈尔的《生物学思想发展的历史》认为：“学习生命科学史是理解生物概念的最佳途径。”只有了解了这些生物学概念产生的艰难过程，并弄清楚过去曾经发生的失误，才能算是真正理解生物学的概念。

正如达尔文的自然选择学说，若不了解那之前神创论背景下聪明的先贤如何发现了种种不合理之处却又苦于无法提出完善理论时的那种挣扎，若不了解达尔文的《物种起源》如何用简洁明了的理论让曾发现的种种不合理之处都得到了合理而统一的解释，让生物学第一次真正成为了科学，那就无法真正理解达尔文的学说实质及其伟大、划时代意义。

3.能大幅提升教师个人魅力

学生最佩服的，往往是那种见识广博、学问精深、出口成章、深入浅出的老师。学生在课堂上见老师讲解科学史时旁征博引、绘声绘色，自然对老师心生敬佩。正所谓“亲其师信其道”，征服了学生的心，不仅教学容易了许多，教学效率亦能提高不少。

二、在生物教学中渗透生命科学史的教育策略

1.教师应多读科学史相关书籍，为自己充电

不一定要读大部头的科学史专著，可选择相对轻松的科普读物。如方舟子的《寻找生命的逻辑——生物学观念的发展》，篇幅不长，却集中介绍了进化和基因这两个生物学的基本观念是如何形成、发展和深化的，其内容几乎就是为必修二《遗传与进化》量身定制的，帮助极大;又如史钧的《进化！进化？达尔文背后的战争》，文字生动活泼，是了解进化论背后的争议的绝佳读本;又如魏丽芳的《生物教学中的生命科学史及其教育功能》，教材中涉及的科学史几乎都有介绍，是专为生物教师了解生命科学史而编写的，可惜篇幅较短，介绍较为简略，但内容很实用;又如沃森的《双螺旋》，关于DNA结构的发现历程，谁能比发现者本人说得更详细？市面上还有大量生物名人的个人传记，都是很好的阅读材料。

若还想更全面、专业地了解生命科学史的发展，可阅读洛伊斯·N·玛格纳的大部头名著《生命科学史》，或者吴国盛的《科学的历程》，后者不仅包括生物学的发展史，也包括化学、物理学和其它自然科学的发展史，是一本较全面的科学史著作。只有平常花时间多了解科学史，做到胸有成竹，才能打开教学思路，在学生面前举重若轻。

2.充分利用教材中的科学史材料，引导学生了解科学的研究方法

美国天文学家卡尔·萨根认为：“科学方法似乎毫无趣味，很難理解，但是它比科学上的发现要重要得多。”学会学习乃至掌握科学方法远比单纯掌握知识有用，内化的科学方法作为思维和行动方式，可以提高学生的智力水平，并能促进科学方法的应用。

一方面，可通过查阅资料，在书中材料的基础上适当补充细节，使其“情节”更丰满;另一方面，引导学生关注、分析其中科学家运用的科学方法。以DNA的结构发现史为例，德国生化学家米舍尔在1869年就发现了DNA这种物质，其结构却不得而知;直到20世纪40年代末，科学家才发现核酸不但能够水解成碱基片段，还可以对其进行定量分析;50年代时，威尔金斯等人用X射线衍射技术潜心研究了DNA结构，证明DNA是一种螺旋结构;1953年，沃森和克里克根据已有的材料，构建出了DNA的双螺旋结构模型，从而开创了分子生物学时代。这个漫长的过程本身就是一系列科学家提出假设、实验验证、归纳演绎、分析综合等众多方法共同使用的结果。

3.在教学中灵活穿插科学史“小八卦”，吸引学生注意力，为课堂增色

科学史并非总要讲个长长故事，大多时候只需要一些小片段，如，名人的一些“小花絮、八卦”之类的。就像做菜时放的调味料一样，不用太多，只要能吊起胃口就行。例如，《DNA是主要的遗传物质》一节，介绍肺炎双球菌转化实验时，可顺便提到：“格里菲斯与艾弗里实际是同一年出生，就像命中注定一般”“可惜1941年时，炸弹摧毁了格里菲斯及他的实验室，否则他可能和艾弗里一般活到78岁高龄。”

又如，提到人们因0.02%的蛋白质成分而异常苛刻地质疑艾弗里实验结果时，可告诉学生：“著名生物学家、1915年诺贝尔化学奖获得者维尔斯塔特，曾在实验中因采用的酶溶液过于稀释之故，以至用通常的化学检验法显示不出它的蛋白质含量，却仍存在催化活性，于是便做出了酶不是蛋白质的错误结论，宣称已制成了不含蛋白质的酶的制备物。由于这种结论出自权威之口，人们信以为真，以致对酶的研究推迟达十年之久。1944年时，科学界对这种前车之鉴仍记忆犹新。所以当艾弗里等人公布他们的结论后，害怕再受骗的科学界便不敢再盲从，迟迟不予认可。”

又如，学习中心法则时，可告诉学生：“1958年克里克提出中心法则，认为遗传信息只能从核酸传递给核酸，或核酸传递给蛋白质，而不能从蛋白质传递给蛋白质，或从蛋白质传回核酸。沃森后来把中心法则更明确地表示为遗传信息只能从DNA传到RNA，再由RNA传到蛋白质，以致1970年发现了病毒中存在由RNA合成DNA的反转录现象后，人们都说中心法则需要修正，要加上一条‘遗传信息也能从RNA传到DNA’。事实上，根据克里克原来的说法，中心法则并无修正的必要。”

4.挤出少量课时为学生简要介绍重大科学史发展脉络，助攻教学难点

方舟子認为：“进化和遗传是生命最主要的两个特征，进化是一切生命现象的源泉，遗传的机理是一切生命现象的核心。”其中，遗传部分的教学向来是高中生物的一个难点，也是不少学生最怕的内容。笔者尝试在遗传部分教学开始前，专门用一课时对遗传学的发展历史做简要梳理，介绍了亚里士多德的“渐成论”、17世纪的“预成论”、达尔文的“泛生论”、威斯曼的“种质论”等各种逻辑自洽却被证伪了的遗传理论，使学生了解认知到遗传的本质有多难，而孟德尔的遗传理论显得多么鹤立鸡群。学生在浓厚的兴趣支撑下打起十二分精神开始学习孟德尔的遗传理论，于是用心钻研的学生多了，叫苦的学生少了。

另外，在讲解达尔文的自然选择学说后，笔者又专门用一课时对进化思想的发展历史做简要梳理，介绍了朴素神创论、柏拉图的“本质论”、亚里士多德的“目的论”“自然界阶梯”、至今仍流行的“设计论”等各类理论，及这些理论中遇到的各类“无解”问题，并一一简介达尔文的理论如何使得人们在系统分类学、生物地理学、比较解剖学、比较胚胎学、古生物学等领域所发现的种种令人迷惑的现象都有了合理而统一的解释，使学生真正理解生物学家杜布赞斯基的那句名言：“若无进化之光，生物学毫无道理可言”。当然，这种专门补充科学史发展历程的课不能太多，一学期只需挤出一、两课时足矣，否则会影响正常教学任务的完成。

三、结语

歌德曾说：“一门科学的历史，就是这门科学本身。”愿更多老师能重视科学史、用好科学史，培养出更多具有扎实生物学素养的学科人才、社会栋梁！

参考文献：

[1]方舟子.寻找生命的逻辑——生物学观念的发展[M].上海：上海交通大学出版社，2007.

[2]魏丽芳.生物教学中的生命科学史及其教育功能[M].广州：世界图书出版广东有限公司，2016.