新人教版高中生物学教材科学史内容的特点

生物科学史生动地描述了科学家进行科学探索的思维过程和探究方法，蕴含着丰富的科学思想、科学方法、科学世界观、科学精神和科学态度等，具有很高的教育价值。尤其是生物科学史中的许多经典实验，是培养学生科学素养的好范例。人教版高中生物学教材的修订是在课程标准基础上的再创造，充分体现了新课程标准的基本思想，是落实课程目标的重要教学资源。通过研读发现，新教材非常重视生物科学史的内容，与实验版教材相比，新教材生物科学史的内容主要具有以下特点。

1 尊重科学史内容的真实性

科学史是一部记录历代科学家开展科学探究的历史，其中的经典实验为学生学习科学探究的过程与方法提供了良好的范例。而科学史的科学性、真实性是引导学生透过科学史体会科学家是如何发现问题、分析问题及解决问题的前提和基础。新教材对必修2第3章第1节中艾弗里及同事的肺炎双球菌转化实验做了修订，进一步增加了该实验的真实性。实验版教材中，为了让学生更容易地理解实验思路和过程，将该实验过程描述为“对S型细菌中的物质进行了提纯和鉴定，将提纯后的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入培养了R型细菌的培养基中”（图1）。而事实上，由于当时物质提纯和鉴定技术的限制，艾弗里无法将S型细菌中的DNA、蛋白质和多糖等物质提纯。新教材尊重科学史内容的真实性，将该实验修订为“将加热致死的S型细菌破碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物，对细胞提取物分别用蛋白酶、RNA酶、DNA酶或酯酶处理，再将细胞提取物及分别处理过的细胞提取物加入含R型活细菌的培养基中。”（图2）

2 提炼科学研究方法，发展学科核心素养

2.1 细胞学说的建立过程和归纳法

必修1第1章第1节中关于细胞学说建立的过程，实验版教材以“1.从人体的解剖和观察入手；2，显微镜下的重大发现；3.理论思维和科学思维的结合；4.细胞学说在修正中前进”为小标题依次介绍细胞学说建立过程的相关内容。新教材则将小标题修改为“1.从人体的解剖和观察入手——从器官到组织；2.显微镜观察资料的积累——认识细胞；3.科学观察和归纳概括的结合——形成理论；4·细胞学说在修正中前进”，且后文提炼介绍了“科学方法——归纳法（完全归纳法和不完全归纳法）"。修改后的小标题，一方面本身彰显了概括归纳的特点，另一方面，能对学生的思维和逻辑起到引导作用。而紧接着“科学方法——归纳法”的介绍，有利于学生更深入地理解和运用归纳法，实现知识在新情境中的有效迁移。

2.2肺炎双球菌体外转化实验和自变量控制中的“减法原理”

新教材必修2第3章第1节关于艾弗里的肺炎双球菌转化实验中，每个实验组都特异性地去除了一种物质（通过添加相关酶，分别去除蛋白质、RNA、酯、DNA），从而鉴定出DNA是遗传物质，实验过程用到了自变量控制中的“减法原理”，教材后文紧接着总结介绍：科学方法——自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”。

对科学史中蕴含的科学思想和科学方法进行提炼和总结，有助于学生理解科学本质和科学的研究方法，为学生掌握科学研究的基本思路和方法奠定良好的基础，以突出培养学生的科学探究等核心素养。

3 还原科学研究的思维过程

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》关于科学思维的表述是“学生应该在学习过程中逐步发展科学思维，如能够基于生物学事实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等方法，探讨、阐释生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题”。新教材对较多的科学史内容进行了修改和完善，以充分利用生物科学史培养学生的科学思维和科学探究能力。

必修2第3章第3节关于“证明DNA半保留复制的实验”中，实验版教材描述实验过程后直接陈述预期的实验结果，新教材则遵循科学探究的一般过程，以“背景知识-实验过程-实验预期"3个部分为框架（图3），还原科学家在实验探究过程中的思维活动，并且与实验版教材直接描述实验预期相比，新教材通过最开始的背景知识（实验原理）作为铺垫，逐步引导学生像科学家一样去思考实验过程，最后让学生经过严密且深入的思维推演过程后主动演绎推理实验结果，并填写在新教材实验结果示意图中的空白方框内。通过引导学生还原科学家在遇到问题时所进行的创造性思维活动，从被动的接受者转变为主动的学习者，了解知识的发生发展过程、体会科学家精妙的思维活动，在分析与解决问题的过程中提升科学思维能力。

总之，新教材不仅将科学史内容的组织和呈现方式进行了优化，还尤其注重训练学生的科学思维，培养学生的科学探究能力，有利于改变学生被动接受、大量反复操练的学习方式，引导学生主动参与科学探究。学生在掌握基础的生物学知识的同时，培养了生物学学科核心素养，并为学生的终身发展奠定基础。教师在课堂教学中要充分利用好这些宝贵的教育素材和资源。