从“生物进化学说”的教学谈科学素质教育

1、从“生物进化学说”的教学谈科学素质教育江苏省江都市教委教研室 任晓宇课堂教学在生物学教育中处于中心地位，课堂教学理所当然地应当成为科学素质教育的主战场。在课堂教学中充分挖掘教材中的科学素质教育因素，有计划、有步骤地重视科学素质培育的有机结合、渗透，会使学生自然而然地受到科学素质的陶冶，在潜移默化中不知不觉地接受这种培养。本文结合高中“生物进化学说”一节的教学，谈谈从以下几方面进行科学素质教育的尝试:1 科学情感的教育科学情感主要是指对科学的热爱，渴求科学知识，关心自然，对自然事物和所发生的现象具有好奇心，喜欢进行观察和探究；关心与社会密切相关的课题，具有社会责任感；努力追求真理，具有创新的欲望

2、。科学情感在相当大程度上对学生努力学习科学知识起着远景动机的作用，同时也是他们将来走进社会后为国家和人民贡献力量，为人类造福的内在驱动力之一。对教学过程而言，它是指引和维持师生的教学行为，排除教学过程中遇到的障碍，高质量完成教学任务的必要保证之一。在“生物进化学说”这节内容教学时，进行科学情感教育的着眼点是:通过对达尔文生平的介绍，突出强调达尔文对自然的热爱、好奇、观察和探究。达尔文对生机盎然的大自然有着浓厚的兴趣。他常津津有味地观察蝴蝶、蜜蜂、蚂蚁等小昆虫的生活习性。其中一个典型事例就是一次他在郊外捕捉昆虫时，他的两只手上已各抓了一只昆虫。这时他又看到了另一只以前没有见过的昆虫，他毫不犹豫地

3、将一只放进嘴里，以便腾出一只手去捉那只昆虫。他也酷爱旅行、打猎、钓鱼、捉小老鼠。他的卧室中摆满了亲手搜集来的各种昆虫、植物,贝壳等生物标本，看上去像是一个小博物馆。在大学里他虽然学的是医学和神学专业，但他却把主要精力投入大自然的怀抱，热衷于植物、动物和地质学的研究。可见达尔文的成功与他对大自然的浓厚兴趣是密不可分的。通过这些介绍，使学生产生情感的共鸣和转移，从而达到培养学生热爱自然、热爱科学的情感。2 科学态度的教育科学态度的核心是“实事求是”。围绕这一核心，科学态度主要表现在严肃认真，一丝不苟，毫不含糊地尊重客观事实。从客观事物中发现规律性的内容；独立思考，不轻言，不盲从，能够对问题持怀疑和

4、批评的态度，能够深入研究，敢于提出自己的见解，不断学习他人的长处，奋发进取，不断提高。对学生进行科学态度教育能使学生逐步树立起正确的世界观，使他们能够正确地认识和处理学习和工作中遇到的各种问题，不断取得成功。无论是从达尔文所处的时代还是从他所受的教育来看，在没有进行环球旅行前，他无疑是“物种不变论者”和“神创论者”。他完全相信“圣经中的所有字句都是千真万确的。”然而，随着考察中发现的越来越多的事实，他的思想开始发生了动摇。在他的自传中，达尔文写道:“在贝格尔号舰的航程中，我深深地被以下的事实所打动:第一，在彭巴(南美洲的一个大草原)的地层中所发现的巨大化石动物，覆被着现存犰狳的甲壳那样的甲壳；

5、第二，整个大陆的密切近似的动物的形态，自北而南递相不同；第三，加拉帕戈斯群岛的大多数生物都具有南美生物的性状，特别是群岛中各岛屿的生物都具有稍微不同的性状”。这三大事实，包括了生物从时间(化石发现)到空间(沿大陆架及其附近的各岛屿)上这一大规模范围内的变化情况，达尔文认为，这些事实是不能用圣经上所说的一切生物都是上帝在一周之内创造成功的，并且创造出来以后就永远不再发生变化的神创论来解释的。只能根据物种是逐渐变异这一假设，才能得到解释。晚年，他回忆这一思想转变过程时写道:“不相信神就以很缓慢的速度侵入了我的头脑中，而且最后终于完全不信神了”。达尔文不仅在尊重事实的基础上提出自己的见解，而且为了验

6、证自己的假设，一方面他研究了进化论先驱者布丰、拉马克等人的著作，掌握了当时生物学各分支学科中有关生物进化的事实和学说，另一方面更重要的是，他花了20年左右的时间从观察和研究植物和家养动物的变异入手，为自己的假说准备了大量翔实的实验证据。3 科学方法的教育科学方法是人们在科学研究中所遵循的途径和所运用的各种方式及手段的总称。掌握科学方法无论从学习知识的角度，还是从发展能力的角度来看都是非常重要的。在中学阶段，要求学生掌握科学方法是有一定难度的，但教给学生普通的自然科学方法是很有必要的。科学假说是人们将认识从已知推向未知，进而变未知为已知的必不可少的思维方法，是科学研究的基本方法之一。它的基本思路

7、是:事实和已有理论理论假说新的事实修正理论(甚至建立新的假说)。思格斯曾经对此作过这样的评价:“只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说。”生物学史告诉我们，假说方法是人类认识生命现象的本质和规律的一种有效的理论思维手段，为各种生物学理论的建立和发展作出了巨大的贡献。仔细分析“生物进化学说”的内容，可以看到它充满了科学假说的全过程。因此，在进行这部分知识的教学时，不仅注重知识的传授，也要进行科学研究方法的教育，即引导学生主动参与达尔文进化学说发现的全过程，学会和掌握科学假说的基本思路。首先引导学生回想达尔文在环球旅行所见事实的基础上，初步提出物种是逐渐变异这一假说。然后，一方面吸取前人和别人

8、的研究成果的长处；另一方面细致整理旅行中收集的资料，并着重进行人工选择的研究。这不但进一步丰富了假说的证据，而且在人工选择的基础上，通过推理判断，类比归纳，揭示了物种逐渐变异的原因，形成了自然选择学说的主要内容:过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存(授课时，根据课本内容适当展开一下)。接着向学生指出，科学假说是科学性与假定性的统一，它既有相关的经验和理论为依据，但又具一定的猜测性，其正确与否有待于实践的检验。检验的方法一般有两种:一是设计实验直接证明;二是用假说解释已有事实。教材中关于长颈鹿的进化过程便是第二种检验方法，课堂上教师可指导学生阅读此部分内容。最后还要向学生说明达尔文理论也有其不

9、完善之处。随着社会的发展和科学水平的进步，进化论也得到不断的发展和完善。到此为止，科学假说的四个步骤已经完成，此时可向学生指出上述方法就是科学研究的“假说方法”。4 科学能力的教育能力是保证人们顺利进行某种实际活动所必需的较稳定的心理特征。科学能力应是获取科学知识和探索科学新知识的能力，是在传授知识的教与学过程中逐渐形成的。笔者认为，科学能力的培养并不是一个独立的过程，它与科学素质的其它几个方面是密不可分的，尤其是与科学方法的关系更是如此。自然科学方法是培养学生科学能力的依据，科学方法是掌握科学知识，培养科学能力的工具，科学能力的培养又促进了科学素质的提高和发展。结合“生物进化学说”的教学，可

10、以穿插进行观察能力、思维能力和创造能力的培养。观察能力的培养应着眼于通过达尔文的成功使学生认识到，观察不仅可以使人们发现新的事实，而且还可以通过观察发现自然界发展变化的规律。达尔文曾这样说过:“我既没有突出的理解力，也没有过人的机智，只有在观察那些稍纵即逝的事物，并对其精细观察的能力上，我可能在众人之上。”从而使学生能自觉地在日常学习和生活中注意培养自己的良好的观察能力。思维能力的培养应当是这部分内容能力培养的重点。结合科学方法的教育使学生懂得，达尔文进化论的有关概念和理论知识是在对进化事实的分析、综合类比、推理的基础上总结出来的。因此对学生进行分析、综合、类比和推理能力培养的最重要途径就是强

11、调有关自然选择的概念和理论获得过程的教学，从而使学生逐渐获得相应的思维能力。创造能力的培养。创造能力是一种高水平的综合化能力，是观察力、想象力、思维能力和操作能力等各种能力的综合体现。其中创造性的思维能力又是创造能力的核心，而科学思维中类比、假说等对发展学生的创造性思维是最有效的。结合科学方法的教育，通过自然选择学说形成过程的分析，培养学生能恰当而灵活运用类比、假说等科学思维方法，培养学生独立思考和创造性思维，使他们能以探索与创造的精神对待学习，以探索和创造的方法进行学习。5 科学品质的教育科学品质是一种非智力因素。它主要包括情感、意志、作风、态度等方面。因为这些品质具有强化学习过程的驱动作用

12、，又对学生学习科学具有控制调节的反作用。良好的科学品质能使人们乐于参与科学的学习与实践活动，并从中得到乐趣和满足;能使人们有坚强的意志，表现出高度的自觉性、顽强性和自制性;还使人们具有谦虚谨慎、虚怀若谷的胸襟。爱因斯坦曾经说过:“第一流人物对于时代和历史进程的意义，在其道德品质方面，也许比单纯的才智成就方面还要大。”结合达尔文的进化论，笔者认为进行品质教育的着眼点有两点:一是介绍他百折不挠的坚强意志和不畏艰险勇于克服困难的精神。在环球旅行时，他闯过了难以忍受的晕船关，以惊人的毅力战胜了病魔的纠缠。他登高山、涉溪水、穿森林、过草原，随时有遇到毒蛇猛兽的危险。然而追求科学的美好理想构成了达尔文在整个航海期间思想的主旋律。这种理想始终在激励着他，使他充满坚强的信心去战胜各种困难。他早在刚旅行时就把晕船的痛苦当成了“敌人”。他这样写道:“只要你越是敢和敌人斗争，它就会越快地投降”。二是介绍达尔文的物种起源将要出版时，另一位学者华莱士寄来一封信，这篇信件式的文章对达尔文进化论，做了简短但