摘 要：生物科学史描绘了生命科学起源以及其具体发展过程，揭示基本的生命概念与生物原理，承载诸多生物科学家在探索与验证过程中的理性思维与感性情感，以生物科学史为载体，可以让学生在对学习生命科学史的过程中了解相应科学知识，提高自身思维能力与探究能力。因此，在高中时期的生物课教学中实效落实生物科学史教学，生物教师就需要重视生物科学史的实际价值，以及学生基础生命观念合理培养，将生物科学史作为重要的教学资源，创新教与学的生物科学史的教学路径，引导学生全面发展。
关键词：生命观念;生物学;生物科学史;模型方法
一、 引言
目前，在高中生物课程中已经展示了大量的生物科学史相关教学内容，其中与基本生命观念相关的教学内容更是详细展示了生物学家对生物学问题的思考与解决，呈现着多样的思维碰撞，并最终凝聚为严谨的生物价值观与生物态度、生物思维。因此，重视高中生物科学史教学价值，在新课程背景下让生物科学史贯穿整个高中生物教学过程，可以有效提升生物教学质量，并使学生的生物核心素养明显提升。
二、 高中生物科学史教学原则
（一）科学性原则
“科学”一词在大多数情况下都表示事物发展的客观规律，不会以人的个人意志为转移。因此，所谓高中生物科学史教学的“科学性”原则，就是说生物教师在为学生讲授生物知识时，无论是基本的生物概念、生物原理，还是与生物科学史相关的客观定义以及实验论证，都需要明确描述、精准表达，在前后者关系呈现上保持严谨的一致性。只有这样，生物作为自然学科，教授并探究的生物内容即使具有一定程度的抽象性，生物教师设计生物教学活动，对于概念、实验、实践等的落实也能科学严谨，有依有据，客观存在。如此一来，生物教师在教学中细化生物知识，也会遵循学生实际的认知态势，以契合学生身心发展水平的教学方式导入生物材料。
（二）生命性原则
“生物学”是研究生命现象与生物活动规律的自然科学。而“生命性”原则是以与生物学教学相符的学科教学的基本原则。因而，高中生物学科的教学需要在生物核心素养视域下，紧扣“生命性”原则，让生物教师在生物学科教学中，对所有出现的生物知识都需要紧紧围绕生命观念展开，以此引导学生在知识学习的点滴细节中真实理解生命意义。只有这样，学生对生物知识的学习才能有效渗透生物科学史内容。而生物科学史本身对生物原理、定义、实验设计等的研究也能更好地反哺学生学习，让学生深层感受生物的生命性特征，在现实生活中建立生命间关系，积极走出生物教材局限，将自己的所学用于所需，自然拓展生活应用。
（三）探究性原则
生物教学的“探究性”原则顾名思义就是指生物教师在生物课教学中，对每节课教学的详细生物知识进行探究性的教学安排，在教学的过程中设疑激趣，使学生能够带着好奇心主动参与生物课堂活动。一旦学生在现实生活中遇到相关的生物问题，学生也能够针对思考，解决问题。而生物科学史的基本内容就是通过过程展示，让学生了解并深入学习生物科学家的生物探究历程。基于此，生物教师在日常的生物教学中贯彻生物科学史，就是遵从“探究性”原则，让学生使用科学的方法收获知识，并从知识的获取中对生物学家已经使用过的研究方法、研究步骤等进行自我视角探究，不依赖生物教师的单一讲解，在亲身体验中培养探究才能。
（四）发展性原则
生物科学史最重要且最突出的特点之一就是“发展性”。毕竟，任何一个生物概念、生物原理都是在探究、实验的过程中发展起来的。在之后的研究中，对于一些研究观点或方向继续深入挖掘，从而使相关的生物概念、生物定义不断得到新的更新、发展。因此在高中时期的生物课教学中，生物教师展开深入的生物科学史教学，就需要不辞辛苦地由简入繁、由小到大，以此带动班级学生在学习的过程中实现“量变”到“质变”，对于探究的内容主动探索，循序渐进。久而久之，学生就自然形成知识理论探究的“由浅到深、由简单到复杂”。
三、 高中生物教学中生物科学史教学的现状
（一）生物教师对生物科学史教学素材的整合存在困难
生物科学史的科学素材来源具有多样性与复杂性，因而基于生物科学史的含量过大这一特点，大多數生物教师在生物教学课件设计上，都会将教学的中心放在教材知识教授，而对于生物科学史的引入与解读较少。而这也就无疑说明了高中生物教师面对信息量巨大的生物科学史，缺乏充足的时间与精力将其条理分明地梳理、整合。但是，现如今的社会发展以及生物学人才培养需求却越来越重视生物科学史的教学融合。为此，在这样的教育发展背景下，生物教师应该有效平衡好自身日常教学工作与课下生物科学史材料整合的时间问题、精力问题，切实提高自身综合素质，为人才教育付出心力。
（二）学生对生物科学史的学习兴趣不高
综观高中生在高中时期的所有需学学科可以发现，无论是在平时的实践活动体现还是在知识内容呈现，大部分高中生对生物科学史都相对不感兴趣，认为其只是枯燥的理论知识，也不会主动去搜索或查阅相关的科学史资料。究其原因，最主要原因是学生现在仍然受到应试教育模式的局限，过分受到考试制度约束，因而就不愿意付出精力研究生物科学史。另一个原因则是生物教师自身在生物课堂教学中的生物科学史教学策略开发较少，学生自然无法体会到科学史学习的长效价值，甚至延展到生物学科本身也兴趣渐失。最终，学生的探究意识低，实践欲望低。
（三）学生获取生物科学史知识的途径有限
学生在高中时期接触生物科学史的主要途径是生物教师以及生物教材。学生如果在课堂教学中都不能有效阅读生物课本中科学史相关知识，对生物科学史的学习无感，更何况学生在课外的生物科学史获取途径更加“无头绪”，因而学生对生物科学史的学习“只见树木不见森林”。要想有效解决这一问题，生物教师首先就需要整理有效的、可以辅助学生学习生物科学史的途径，然后使用诙谐幽默的教学方式减轻学生学习负担，让学生从趣味化教学中激活生物意识，然后借助网络、书籍、刊物等浏览生物科学史，拓展生物科学史学习视野。
四、 基于生命观念优化高中生物科学史的教学实践
本次教学案例选择了高中生物《分子与细胞》中的《生物膜的流动镶嵌模型》内容，细胞膜的膜结构决定了其选择透过性，膜结构是物质跨膜运输的基础。本节课程的主要内容就是生物膜结构的探索过程，让学生更好地理解生物膜的概念、认识生物膜结构。
（一）教学准备
对于高中学生来说，其思维能力和空间想象能力经过了多年的学习明显得到提升，但是对于一些事实的提取和归纳能力有待完善。对此，在教学过程中，教师需要帮助学生获取相关知识。借助生物科学史的相关探究资料，编写基本的教学设计，然后让学生从中探究、归纳一些科学史观点，尝试构建生物膜的概念，以此让学生对于科学史的认知从原本的感性认知变成理性对待，提高学生的综合能力。最后，生物教师在正式教学过程中明确教学目标，分析生物膜的探究过程，了解生物膜特点与结构;结合生物科学史实验能够归纳实验结论，理解流动镶嵌模型;通过科学探究与交流，掌握科学研究的思路与方法，学习科学家的奋斗精神。将生物膜特点在生活中加以应用，解决一些生物学问题。如此一来，学生就可以思路清晰地分析生物膜成分的实际探索过程，细化说明生物膜的选择透过性以及形成结构与功能相适应的生命观念。
（二）教学过程
1. 回顾生物膜功能
通过对上节课课程知识的回顾，了解生物膜的功能特性（选择透过性）。然后设定问题情境，引入科学探究实验体验科学家探究生物膜的历程。
2. 生物科学史实验的回顾
通过课件和资料展示，分别提出生物科学史实验，包括19世纪末欧文顿植物细胞通透性实验、20世纪初生物膜化学分析实验、1925年人红细胞提取脂质实验、1959年罗伯特森细胞膜电镜“暗—亮—暗”结构实验、1970年细胞膜蛋白质荧光标记实验、桑格和尼克桑流动镶嵌模型。对这些典型实验进行经典分析。如20世纪初生物膜化学分析实验中设计问题串：1. 該实验说明了什么？2. 为什么选择红细胞膜分析？3. 脂质和蛋白质怎样形成膜？桑格和尼克桑流动镶嵌模型实验中将学生分为不同的小组，通过合作学习来讨论分析以下问题：1. 细胞膜的组成成分;2. 细胞膜的基本支架;3. 蛋白质分子在磷脂双分子层上的排布;4. 细胞膜的结构与功能特点。然后让学生展示建构的细胞膜流动镶嵌模型，教师从旁进行指导。在本节课程中，引导学生学习生物科学史，构建生物膜流动镶嵌模型。在这一过程中学生之间可以相互交流，也能够在教师的引导之下，通过实践验证，感悟科学家的精神，进一步提高学生的生物学科核心素养，让学生更好地认识生物膜结构，理解生物膜内涵。
（三）教学总结
经过本节课程的学习，对于生物膜的流动镶嵌模型有了整体的认知，学生建立起了有效的概念理解框架。文章在教学过程中，让学生跟随科学家探究生物膜结构的脚步，通过对问题的思考和分析，总结知识点，确定流动镶嵌模型，也能够分析细胞膜的结构和功能特点。在教学过程中学生处于主体，可以通过学生与学生之间，教师与学生之间的相互沟通，进一步激发学生的问题意识，让学生能够勇敢地提出自己的质疑，并且解决相应的问题，通过流动镶嵌模型的制作体验，提高其空间思维想象能力，掌握生物膜的基本结构。
同时，通过实际的实验开展让高中生的生物思维能力与生物空间想象力得到一定的具体情境拓展后，生物教师还需在教学中让学生自主借助科学史探究材料尝试性归纳科学史观点，通过具体的实验探究，自主概括实验结论，并且能够严谨地对自身的实验结论进行演绎推理，构建模型。尤其是针对实验所验证的相关假说，加强学生间的深度讨论，让学生通过掌握生物科学史的学习切实掌握主要思路、方法，在实际的生活中加以应用，承担一定的社会责任。如此一来，学生在实际的实验教学中，不但可以分析生物科学史过程，提取关键信息：生物膜中含有脂质，大多数是磷脂;膜的成分有蛋白质等，还可以结合生物科学史细心思考相关问题，做好探索笔记，切实理解其中概念。结合自身的实验结论，有效补充生物科学史资料，让自身的生命观念培养更加科学、完善，建立有效的概念框架。这样一来，学生在借助思维想象力完成实验探究的过程中，才可以更好地掌握生物膜基本结构，截取关键知识点，发现问题、敢于质疑、对应解决。
五、 基于生命观念优化高中生物科学史教学建议
（一）运用多种教学模式开展生物科学史教学
1. 借鉴HPS教学模式，培养学生的生物探究意识
HPS教学模式包含六个主要步骤：实验现象演示、观念引出、相关历史学习、实验设计、概念展现与实践检验、总结总评。要想在生物科学史教学中灵活借鉴HPS教学模式，生物教师就需要将生物科学史与日常实例相结合，让学生从真实的关联情境中有效学习生物科学史。例如：在“植物生长激素的发现”一课，生物教师可以使用“向日葵”图片向学生做好基础素材呈现，然后引导学生观察向日葵在不同时期的生长状态，引出基本提问“为什么幼苗弯曲方向不同？”“如何探究向日葵向光弯曲的外因是单侧光照射？”一步步启导学生在接下来的学习、验证过程中学习生物科学史。
2. 采用STEM教育，培养学生的生物综合能力
STEM教育是指科学、技术、工程、数学四个方面。在高中生物教学中采用STEM教育，即生物教师结合实际的生物教学内容来应用“参与、探究、解释、迁移、评价”，以此渗透生物科学史，有目的、有计划地加强学生对生物科学史的研究兴趣。例如：在“分子与细胞”模块中，生物教师利用STEM教育展开“细胞的分化”教学，引导学生将主要概念加以深度学习，然后将教学重难点、学习目标、实验设计等结合学生的认知规律逐层展开，可以让学生利用知识分析，展开实际的生物问题合作解决，并从中自我提升，小结反思。
（二）采取多样化的生物科学史教学策略
1. 问题串教学
问题串是说生物教师在教学过程中，合理培养学生生物思维与逻辑思维而设计好的一连串递进问题，一般情况下最少包括三个连续问题。因此，基于生命观念展开生物科学史教学，生物教师就需要针对特定的生物科学史内容设计问题串，并注意问题设计的生物科学史与问题设计时间轴结合，保证学生学习思维清晰、顺畅。例如：上文提到的20世纪初生物膜化学分析实验，留给学生合作探究。
2. 探究式教学
探究式教学在高中生物科学史的教学中对学生的主要要求是让学生学会小组合作，指以生物教师的简易指导为框架，学生小组自主完成亲身体验。因此，生物教师只需创设好一定的问题情境即可，大胆放手让学生自主实践。例如：结合生物所述的问题串教学设计，在桑格和尼克桑流动镶嵌模型实验中，以科学史内容为基点，为学生创设针对情境，在引发学生的思考后，為学生明确分工，让学生自身设计相关的生物实验，完成探究活动。
六、 结语
综上所述，高中生生命观念的形成离不开基本的科学探究，而生物科学史的深入学习又离不开生命观念的合理形成。因此，要想在高中时期的生物教学中，基于生命观念深入拓展生物科学史教学，生物教师就需要既完善自身的教学理念，在日常生物教学活动中提升生物教学水平，又要以学生为主体创新生物科学史教学策略，深挖学生探究潜能，以此助推学生自主认识生物科学史、研究生物科学史，通过实践研究将生物科学史与生物实验、生物概念有机融合，全面发展。
参考文献：
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作者简介：
朱凤兰，江苏省扬州市，江苏省扬州大学附属中学。
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