序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的利用生物學(xué)史訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)研究能力樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。

生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力是中學(xué)生物教學(xué)的一項(xiàng)重要目標(biāo)。在新一輪高中新課程改革中，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)是高中生物教學(xué)的重要任務(wù)，而“科學(xué)探究”和與之密切相關(guān)的“理性思維”正是生物學(xué)核心素養(yǎng)的兩大重要內(nèi)容。多年來，《普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試大綱》也一直要求學(xué)生“具有對(duì)一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力，包括運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)與調(diào)查、假說演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學(xué)研究方法”，并采用多種形式加強(qiáng)了對(duì)這方面的考查。因此，教師在日常教學(xué)中應(yīng)充分利用教學(xué)資源，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，使學(xué)生逐步具備最關(guān)鍵、最必要的基礎(chǔ)素養(yǎng)，并最終形成完善的能力體系，從而促進(jìn)其終身發(fā)展。

現(xiàn)行高中生物教材中有許多生物學(xué)發(fā)展史的內(nèi)容，這些內(nèi)容是教材的一大亮點(diǎn)和特色，也是教學(xué)的重要資源。它不僅能體現(xiàn)科學(xué)發(fā)展的整個(gè)歷程，使學(xué)生明白科學(xué)理論的形成和完善過程，而且可以幫助學(xué)生樹立科學(xué)發(fā)展觀，感受在科學(xué)發(fā)展的過程中科學(xué)家所付出的努力和艱辛，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生刻苦鉆研、不畏艱難的科學(xué)品質(zhì)。同時(shí)，在教學(xué)發(fā)展史的內(nèi)容中，包含著許多重要的科學(xué)探究思想、方法，充分挖掘其中的價(jià)值，讓學(xué)生在感悟科學(xué)精神的同時(shí)學(xué)會(huì)科學(xué)探究的方法，對(duì)于提升學(xué)生核心素養(yǎng)尤為重要。下面，筆者以人教版高中生物必修教材為例，舉例說明生物學(xué)發(fā)展史在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力方面的應(yīng)用。

1學(xué)會(huì)“提出假說”

由于受當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的限制，人們對(duì)于很多生物學(xué)現(xiàn)象并不能立即著手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，通常都是先根據(jù)已有知識(shí)提出假說，對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行分析和解釋，待技術(shù)成熟后，再通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)假說是否成立。假說的提出是建立在仔細(xì)的觀察、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S和扎實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)上的，同時(shí)還需要大膽、天才的想像。大膽地提出假說，是開展科學(xué)實(shí)證的前提。在假說的引導(dǎo)下進(jìn)一步開展實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而取得重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)。教材中有許多這樣的范例。必修1第4章第2節(jié)“生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”中“對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程”便是如此（表1）。除上述內(nèi)容外，教材在許多章節(jié)都有類似的內(nèi)容，如孟德爾對(duì)性狀分離現(xiàn)象和自由組合現(xiàn)象的解釋、薩頓“基因位于染色體上”的假說、對(duì)DNA分子復(fù)制方式的推測(cè)、對(duì)植物向光性的研究中生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)等。在教學(xué)時(shí)，教師最好不要直接將科學(xué)家們的假說告訴學(xué)生，而是讓學(xué)生根據(jù)已有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象作出猜想，嘗試進(jìn)行解釋。這樣就能讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)家們的研究思路，并能對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)該如何設(shè)計(jì)以及為何如此設(shè)計(jì)形成深刻的認(rèn)識(shí)。這樣就有利于激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的熱情，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維以及大膽想像的品質(zhì)。有的學(xué)生認(rèn)為，既然是假說，那就可以是兩種完全相反的觀點(diǎn)，可以“肯定”，也可以“否定”。這其實(shí)是錯(cuò)誤的。提出假說不是隨意編造，而是建立在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和已有知識(shí)基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行合理分析。這種觀點(diǎn)即使可能最終被證明是錯(cuò)誤的，但在當(dāng)時(shí)來說，它應(yīng)具有表面上的合理性和邏輯性，不然就毫無意義。教師在指導(dǎo)學(xué)生時(shí)，應(yīng)注意糾正這一片面認(rèn)識(shí)。

2學(xué)會(huì)“設(shè)置對(duì)照”

對(duì)照原則是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本準(zhǔn)則之一。通過設(shè)置實(shí)驗(yàn)對(duì)照，既可排除無關(guān)變量的影響，又可增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度和說服力。除了一個(gè)因素以外，其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)叫做對(duì)照實(shí)驗(yàn)。通常，一個(gè)實(shí)驗(yàn)總分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)中人為改變的變量稱為自變量；除自變量外，實(shí)驗(yàn)過程中可能還會(huì)存在一些可變因素，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，這些變量稱為無關(guān)變量。為了排除無關(guān)變量的影響，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的無關(guān)變量應(yīng)當(dāng)保持相同且適宜。從理論上說，由于實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的無關(guān)變量的影響是相等的、被平衡了的，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組兩者之差異則可認(rèn)定為是來自于自變量的影響，這樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是可信的。因此，設(shè)置對(duì)照的主要內(nèi)容就是如何處理自變量和如何控制無關(guān)變量。在“光合作用的探究歷程”中，介紹了多名科學(xué)家通過開展對(duì)照實(shí)驗(yàn)得出科學(xué)結(jié)論的故事，歸納如表2所示。能夠設(shè)計(jì)和實(shí)施對(duì)照實(shí)驗(yàn)，是高中生物教學(xué)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的核心要求。教材內(nèi)容對(duì)此有充分的體現(xiàn)，不但學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)幾乎都涉及對(duì)照，而且在科學(xué)發(fā)展史方面也多有介紹。近、現(xiàn)代物學(xué)發(fā)展史也就是一系列對(duì)照實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行史。在教學(xué)中，教師可適當(dāng)豐富相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生沿著科學(xué)家的思維，分析相關(guān)變量，體會(huì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要求，并學(xué)會(huì)根據(jù)結(jié)果得出結(jié)論。這樣，不但能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且提升了科學(xué)史的學(xué)習(xí)價(jià)值，有利于培養(yǎng)學(xué)生逐步發(fā)展理性思維，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本模型。

3領(lǐng)悟“假說—演繹法”的研究方法

“假說—演繹法”是一種重要的研究方法，高中生物必修2對(duì)此作了專門介紹。在觀察、分析的基礎(chǔ)上提出問題以后，通過推理和想像提出解釋問題的假說，根據(jù)假說進(jìn)行演繹推理，再通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)演繹推理的結(jié)論。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)論相符，就證明假說是正確的，反之，則說明假說是錯(cuò)誤的。學(xué)生對(duì)該方法的理解普遍存在困難，不能辨析提出假說、演繹推理、實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)幾個(gè)階段以及它們的內(nèi)在邏輯關(guān)系。在教學(xué)時(shí)，教師可結(jié)合教材中孟德爾、摩爾根等人的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，分解其研究過程，分析其研究思路，幫助學(xué)生領(lǐng)悟“假說-演繹法”的內(nèi)涵，培養(yǎng)學(xué)生基于生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)，運(yùn)用演繹與推理批判性思維等方法，探討、闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律的能力。在解答遺傳題時(shí)，“假說-演繹法”也是常用的方法，熟悉該方法對(duì)解決遺傳學(xué)問題很有幫助。當(dāng)不能確定某種性狀的遺傳方式時(shí)，可假定其顯隱性關(guān)系以及基因的位置，然后根據(jù)雜交組合推斷出后代的性狀表現(xiàn)，再將推斷結(jié)果與題目已知結(jié)果相對(duì)比，如果一致，則假設(shè)成立，否則，不成立。

4熟悉重要的研究技術(shù)

現(xiàn)代科學(xué)的重大突破，與技術(shù)的革新和進(jìn)步是密不可分的。在生物學(xué)的發(fā)展歷程中，一些關(guān)鍵技術(shù)的誕生和應(yīng)用對(duì)于許多重要生物學(xué)規(guī)律和事實(shí)的認(rèn)知功不可滅。在學(xué)習(xí)科學(xué)發(fā)展史時(shí)，教師應(yīng)適時(shí)對(duì)有關(guān)技術(shù)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)闹v解，這樣就有助于學(xué)生理解研究的原理、過程，并為其今后從事相關(guān)專業(yè)研究打下堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)?，F(xiàn)將生物必修教材中涉及的幾項(xiàng)重要的研究技術(shù)列舉如表3所示。具有一定的科學(xué)探究能力是高考對(duì)學(xué)生能力考查的一項(xiàng)重要內(nèi)容，也是新課標(biāo)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的明確要求。作為高中生物教師，要將對(duì)學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)貫穿于教學(xué)的全過程。實(shí)現(xiàn)這一要求的渠道是多方面的，例如，教材實(shí)驗(yàn)的操作、探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、課外活動(dòng)的開展等，其中，生物學(xué)發(fā)展史以其獨(dú)有的趣味性、生動(dòng)性和典型性具有不可替代的作用。教師要充分利用好教材中的這一優(yōu)質(zhì)資源，將能力培養(yǎng)融入日常教學(xué)，潛移默化地對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究方面的熏陶，讓學(xué)生領(lǐng)悟生物學(xué)家在研究過程中所持有的觀點(diǎn)以及解決問題的思路和方法，使學(xué)生學(xué)在其中，樂在其中，成為一個(gè)知識(shí)、能力、情感全面發(fā)展的人。