生物学科学史在培养学生核心素养上的运用——以《人体的激素调节》为例

生物学科学史在培养学生核心素养上的运用——以《人体的激素调节》为例

范舒洋

常州市明德实验中学

摘要：在教学实践过程中，教师利用生物学科学史素材进行精心设计，能够有效地提升学生学习生物学的兴趣，也有利于发展学生的核心素养。现以《人体的激素调节》为例，浅谈生物学科学史在培养学生核心素养上的运用。

关键词：生物学教学；生物学科学史；核心素养

《义务教育生物学课程标准(2022年版)》指出：生物学是自然科学中的一门基础学科，是研究生命现象和生命活动规律的科学，其研究对象是具有高度复杂性、多样性和统一性的生物界。生物学是农业科学、医药科学、环境科学及其他有关科学和技术的基础。生物学的研究经历了从现象到本质、从定性到定量的发展过程，形成了结论丰富的知识体系，以及人类认识自然现象和规律的一些特有的思维方式和探究方法［1］。《普通高中生物学课程标准(2017年版)》更是提出：“科学是一个发展的过程。学习生物科学史能使学生沿着科学家探究生物世界的道路，理解科学的本质和科学研究的方法，学习科学家献身科学的精神，这对提高学生的科学素养是很有意义的”。在教学实践过程中，教师利用生物学科学史素材进行精心设计，能够有效地提升学生学习生物学的兴趣，也有利于发展学生的核心素养。现以《人体的激素调节》为例，浅谈生物学科学史在培养学生核心素养上的运用。

《人体的激素调节》是苏教版初中生物学教材七年级下册第12章《人体生命活动的调节》中的第一节。本节内容主要讲述的是内分泌系统与激素调节的知识，教材以甲状腺激素等几种主要激素的调节作用为例,着重说明激素对生长、发育、生殖、新陈代谢等基本生命活动具有重要而显著的调节效能。而纵观激素的发现研究之旅，其中包含着丰富的科学史教育素材，如果能将这些素材精心挑选，用心设计，不仅有利于学生对这一部分知识的学习，更能在过程中促进生命观念的形成，提升科学思维，发展探究实践能力，培养态度责任，从而提升学生的核心素养。

一、利用科学史素材促进生命观念的形成

“生命观念”是从生物学视角，对生命的物质和结构基础、生命活动的过程和规律、生物界的组成和发展变化、生物与环境关系等方面的总体认识和基本观点，是生物学概念、原理、规律的提炼和升华，是理解或解释生物学相关现象、分析和解决生物学实际问题的意识和思想方法。生命观念主要包括生物学的结构与功能观、物质与能量观、进化与适应观、生态观等［1］。

在本节课的学习中，笔者依次展示了四张图片，它们分别是1849年拍摄的一张没有睾丸的公鸡照片、1850年伦敦医院的外科医生柯林发表的一篇描述了两起罕见的克汀病病例的文章封面、一副绘有称为“北爱尔兰巨人”的查尔斯•伯恩（身高2米43）的画，以及1914关于糖尿病文献上的照片。通过这四张图片引出四段发现之旅，并由这四段发现之旅，引导学生了解睾丸、甲状腺、垂体、胰岛的重要作用，从而进一步促进学生结构与功能观的形成。

如在学习垂体与生长激素的相关内容时，通过查尔斯•伯恩的画先激发学生的学习兴趣，然后结合1909年美国著名的神经外科医生哈维·库欣对伯恩的骨骼所做的研究（伯恩的颅骨中，垂体所在的区域，垂体窝扩大了）引导学生思考查尔斯•伯恩身材异常高达的原因，再结合1921年科学家们有关垂体提取物所做的一系列实验结果和随后从提取物中所获得的生长激素的相关实验，学生能够清晰的认识到垂体分泌生长激素促进人的生长，从而更深入理解：在生命世界里，结构与功能相适应，是一个不可分割的整体。

二、利用科学史素材促进科学思维的提升

“科学思维”是指在认识事物、解决实际问题的过程中，尊重事实证据，崇尚严谨求实，基于证据和逻辑，运用比较、分类、归纳、演绎、分析、综合、建模等方法，进行独立思考和判断，多角度、辩证地分析问题，对既有观点和结论进行批判审视、质疑包容，乃至提出创造性见解的能力与品格。而雄性激素、甲状腺激素、生长激素和胰岛素的研究历程中，从问题的提出到假设和实验验证，以及结果分析等无不渗透科学思维。笔者在授课的过程中，通过精选相关的实验，引导学生尝试像科学家一样思考问题、设计实验、分析结果，从而真正达到提升科学思维的目的。同时，在课堂中，激素的概念不是由教师给出，而是通过学生整节课对相关内容的学习，逐步建立表格，再根据表格归纳概况出来，遵循“事实—概念”的途经，提升了学生的归纳概况能力。

三、利用科学史素材促进探究实践能力的发展

“探究实践”是源于对自然界的好奇心、求知欲和现实需求，解决真实情境中的问题或完成实践项目的能力与品格。

在学习甲状腺激素的相关内容时，笔者先是展示了两起罕见的克汀病病例。在这两起病例中，10岁那个小女孩严重发育不良，身高只有76.2厘米，表情呆滞，几乎没有运动能力，也不会说话；另一起6个月大的那个女婴身体虚胖，表情呆滞，脸大头小，前额十分靠后，舌厚大，且从嘴里凸出来。不久，这两个患者都去世了，死后尸检结果显示，她们两个都没有甲状腺，以此来引导学生思考两个病患的症状可能与甲状腺有关。然后视频展示当时科学家们的相关研究成果，并结合这些成果引导学生以甲状腺激素和蝌蚪为实验材料，设计实验探究甲状腺激素对生长发育的作用。最后给出他人的实验结果，引导学生分析数据，得出结论。如果实验条件允许，教师还可以鼓励学生进行具体的实施，以培养学生的动手能力，体验科学探究的全过程。

四、利用科学史素材促进态度责任的培养

态度责任是指在科学态度、健康意识和社会责任等方面的自我要求和责任担当。通过将这些科学史素材融于教学，一方面让学生感受到科学家们工作的巨大价值并将这过程中的震撼和感动根植下去，为将来服务社会作铺垫。如胰岛素发现之前，当时的糖尿病患者根本得不到任何有效的治疗，只能眼睁睁地看着自己生命的流逝，而正是这些科学家前赴后继的努力，为我们解开了激素调节的一个又一个谜团，让我们在了解人体的过程中对这些激素异常导致的疾病真正有了应对的措施，拯救了无数人的生活和生命。另一方面，通过对胰岛素和糖尿病相关内容的学习，唤起学生对糖尿病及糖尿病人的关注，同时利用血糖测量仪分别测量餐前、餐后一小时、餐后两小时的血糖浓度，来了解胰岛素的重要功能，并鼓励学生将所学告知家人，通过养成健康的生活方式来预防糖尿病，真正成为科学知识的学习者和传播者，关注健康，关爱他人，增强社会责任感。

《人体的激素调节》一课，笔者打破常规的教学设计，大量引入生物学科学史素材，在过程中培养学生的核心素养，这于笔者而言是一种尝试和挑战。当然，在引入科学史的同时，如何精心设计教学过程，引发学生深度学习，真正让教学从“知识核心”走向“素养核心”，仍有无数值得思考和尝试的地方。总而言之，将生物学科学史真正融入教学之中，对于提升学生核心素养具有积极意义。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准(2022年版)［M］．北京师范大学出版社，2022：1-6.

[2]曹玉敏．利用初中生物学教材中的科学史培养学生的核心素养［J］．生物学教学，2020，45(4):15-17．