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摘要：初步探讨利用生物科学史培养科学思维的可行途径，并就该途径提出了相关教学建议，以期为广大教师提供参考。
关键词：生物科学史 科学思维 生物学学科核心素养
中图分类号：G633.91 文献标志码：B
1问题的提出——如何让科学思维落地
《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下简称《新课标》）中明确指出，生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个维度。科学思维作为一种高级的认知加工方式，在学生核心素养的培养与发展过程中发挥着重要的作用。科学思维是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。高中生物学学科核心素养中的科学思维内涵表明，科学思维不仅是一种态度，更是一种能力、一种思维习惯，凸显了科学思维重实证、追求客观性的特点，但这一定义对科学思维品质的考量有所忽视。基于心理学中对思维的定义，科学思维是具有意识的人脑对科学事物的本质属性、事物间的联系和相互关系以及事物的发展变化规律的间接、概括的反映，具有内隐性、高度抽象性、概括性的特点。综上所述，科学思维具有多种特性，如何化抽象为形象，使科学思维落地，是横亘在广大一线教师面前的一道难题。
2科学思维落地的一种可行途径——生物科学史教育
科学思维的培养可以借助丰富多样的材料。科学思维的材料可分为感性材料和理性材料，即外部事物及外部事物属性的内部表征。科学思维的材料既可以通过观察、实验等方式获得，也可以从已有的科学概念、科学原理、科学规律等材料中获取。基于科学史教学策略展开高中生物学教学，是一种可行的科学思维培养途径。
首先，生物科学史本身就是一种可靠的科学思维材料。生物科学史从辩证唯物主义和历史唯物主义出发，对生物科学的产生与发展作出科学总结，是生物学科漫长发展历程中所形成的宝贵财富，蕴含着丰富的科学思维方法。生物科学史将生物学知识的来源及其产生过程、科学方法的改革与创新、科学家个人与团体的智力活动、科学发展与社会发展和个人发展的互动关系等统统记录在册，是丰富的事实材料。
其次，科学史上大多数重大的发现都是从问题开始。教师利用科学史开展基于问题的教学，可以充分调动学生学习积极性。创设情境、强调真实情境又是核心素养落实的有效途径之一。科学史由一个又一个小故事构成，其本身就具有一定的情境性。同时，科学史是不断发展的历史，科学知识也在探索中不断更新。也就是说，知识不是固定的，不是绝对正确的，科学知识具有暂时性、动态性的特点。利用科学史开展学习活动时，教师需要引导学生用质疑的态度和批判的眼光去看待知识。因此，利用科学史进行教学，对学生批判性思维的养成具有重要意义。
基于生物科学史的教学不仅仅有助于学生理解生物学学科的本质，把握生物学的核心内容，更有助于学生理解科学本质、养成科学思维、提升科学素养，进而实现知识的自主构建。科学史在学生科学思维的养成方面发挥着关键作用，是学生科学思维养成的重要驱动力。
3基于生物科学史教育培养科学思维的一般路径
虽然目前生物学教师普遍认同科学史的教育价值，但在实际教学过程中也存在着忽略生物科学史教学，直接依据教材陈述科学史实等现象，忽视了生物科学史中蕴含的科学思维培养的价值。基于这些问题，构建了如图1所示利用生物学史培养科学思维的一般路径。
首先，教师逐步呈现生物科学史资料，创设情境，使学生代入科学家的角色，提供适当的脚手架，引发学生思考，进而促进学生主动提出问题。随后，学生通过研读相关材料、观看视频等多种途径获得相关信息，收集客观事实、整理证据材料，并尝试运用分析与综合、归纳与概括、演绎与推理等科学思维方法来解决问题、得出结论。学生在解决问题的过程中运用科学思维方法来获得概念、揭示规律等。
然后，学生回到现实，跳出科学家身份，教师引导学生用批判的眼光去看待自己得出的结论、科学家的结论，并比较自己的结论与科学家的结论之间的异同，思考科学家的结论是否正确等问题。学生在深入挖掘问题背后的原因时，会思考：科学家应用了哪些科学方法？科学家的局限是否与其所处的时代有关？……在这样一个反思的过程中，学生由被动的回答问题转为主动提出问题、解决问题，并在这一过程中发展批判性思维，通过由表及里的深入思考，逐渐养成科学思维。
基于生物科学史去培养学生的科学思维重要的不是教师教会了学生什么，而是学生习得了什么。如果仅仅是对科学史进行简单研读，得出一个结论，那么科学思维的培养也往往只是浮于表面，不够深入。教师应该引导学生多问几个为什么，让学生在事实和证据的基础上尝试应用科学思维方法来对问题做出回答。正如同《普通高中生物学课标解读（2017版）解读》一书中所提到的“学生的科学思维的发展聚焦在以下三点：质疑是思考的视角、实证是判断的尺度、逻辑是论辩的准绳”，用科学史培养科学思维也是如此。
4基于生物科学史教育的教学建议
4.1在生物科学史教学中充分体现科学思维方法
教材中所选取的每一个生物科学史背后都或多或少蕴藏着科学家们进行科学研究的一般方法。同时，教材正文中特意安排的“科学方法”这一栏目对生物科学史中应用到的科学方法进行概括、总结。因此，教师可充分利用教材中的栏目，讲好生物科学史故事、讲透科学思维方法。
4.2以问题创设情境、用对话启迪思维
在实际教学过程中，教师可以以提出问题的形式，促进学生自主归纳、探究，鼓励学生主动提出问题，使每一位学生都以一名科学家的身份去思考、分析和解决问题，从而在这个过程中掌握和运用科学的探究方法。在循序渐进的培养中，教师可以不断与学生对话，让学生不断提出问题、解决问题、反思结论，帮助学生不断完善自己的结论，加深对生物科学史发展的认识。
4.3理性对待科学史，树立正确的科学精神
生物科学史的发展历程并不是一帆风顺的，在对生物学现象进行探索的过程中，科学家用独特的思维方式来尝试对新领域的问题进行解释。
教师运用科学史进行教学时，应该以事实为基础、尊重客观史实，不要过于美化科学家的历史贡献和科学研究的历程，让学生一昧地认为科学史故事都是一帆风顺的。教师应该对科学史进行理性的评价，鼓励学生敢于质疑、敢于探索，从而培养学生的科学精神，让学生认识到科学的发展呈螺旋上升趋势，一个科学理论的诞生需要经过不断地修正与完善。教师在应用科学史进行教学时，应注重引导学生用怀疑的眼光去看待科学理论，并有意地培养学生的质疑精神与批判性思维。
5结语
科學史详细地记录了科学发展的历程，采用科学史教学策略可以有效地促进学生科学思维的养成。生物学教师应高度重视生物科学史在生物教学中的重要作用，用好科学史，让科学思维真正落地。此外，培养科学思维的方法还有很多，需要教师在教学过程中不断摸索。
关键词：生物科学史 科学思维 生物学学科核心素养
中图分类号：G633.91 文献标志码：B
1问题的提出——如何让科学思维落地
《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下简称《新课标》）中明确指出，生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个维度。科学思维作为一种高级的认知加工方式，在学生核心素养的培养与发展过程中发挥着重要的作用。科学思维是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。高中生物学学科核心素养中的科学思维内涵表明，科学思维不仅是一种态度，更是一种能力、一种思维习惯，凸显了科学思维重实证、追求客观性的特点，但这一定义对科学思维品质的考量有所忽视。基于心理学中对思维的定义，科学思维是具有意识的人脑对科学事物的本质属性、事物间的联系和相互关系以及事物的发展变化规律的间接、概括的反映，具有内隐性、高度抽象性、概括性的特点。综上所述，科学思维具有多种特性，如何化抽象为形象，使科学思维落地，是横亘在广大一线教师面前的一道难题。
2科学思维落地的一种可行途径——生物科学史教育
科学思维的培养可以借助丰富多样的材料。科学思维的材料可分为感性材料和理性材料，即外部事物及外部事物属性的内部表征。科学思维的材料既可以通过观察、实验等方式获得，也可以从已有的科学概念、科学原理、科学规律等材料中获取。基于科学史教学策略展开高中生物学教学，是一种可行的科学思维培养途径。
首先，生物科学史本身就是一种可靠的科学思维材料。生物科学史从辩证唯物主义和历史唯物主义出发，对生物科学的产生与发展作出科学总结，是生物学科漫长发展历程中所形成的宝贵财富，蕴含着丰富的科学思维方法。生物科学史将生物学知识的来源及其产生过程、科学方法的改革与创新、科学家个人与团体的智力活动、科学发展与社会发展和个人发展的互动关系等统统记录在册，是丰富的事实材料。
其次，科学史上大多数重大的发现都是从问题开始。教师利用科学史开展基于问题的教学，可以充分调动学生学习积极性。创设情境、强调真实情境又是核心素养落实的有效途径之一。科学史由一个又一个小故事构成，其本身就具有一定的情境性。同时，科学史是不断发展的历史，科学知识也在探索中不断更新。也就是说，知识不是固定的，不是绝对正确的，科学知识具有暂时性、动态性的特点。利用科学史开展学习活动时，教师需要引导学生用质疑的态度和批判的眼光去看待知识。因此，利用科学史进行教学，对学生批判性思维的养成具有重要意义。
基于生物科学史的教学不仅仅有助于学生理解生物学学科的本质，把握生物学的核心内容，更有助于学生理解科学本质、养成科学思维、提升科学素养，进而实现知识的自主构建。科学史在学生科学思维的养成方面发挥着关键作用，是学生科学思维养成的重要驱动力。
3基于生物科学史教育培养科学思维的一般路径
虽然目前生物学教师普遍认同科学史的教育价值，但在实际教学过程中也存在着忽略生物科学史教学，直接依据教材陈述科学史实等现象，忽视了生物科学史中蕴含的科学思维培养的价值。基于这些问题，构建了如图1所示利用生物学史培养科学思维的一般路径。
首先，教师逐步呈现生物科学史资料，创设情境，使学生代入科学家的角色，提供适当的脚手架，引发学生思考，进而促进学生主动提出问题。随后，学生通过研读相关材料、观看视频等多种途径获得相关信息，收集客观事实、整理证据材料，并尝试运用分析与综合、归纳与概括、演绎与推理等科学思维方法来解决问题、得出结论。学生在解决问题的过程中运用科学思维方法来获得概念、揭示规律等。
然后，学生回到现实，跳出科学家身份，教师引导学生用批判的眼光去看待自己得出的结论、科学家的结论，并比较自己的结论与科学家的结论之间的异同，思考科学家的结论是否正确等问题。学生在深入挖掘问题背后的原因时，会思考：科学家应用了哪些科学方法？科学家的局限是否与其所处的时代有关？……在这样一个反思的过程中，学生由被动的回答问题转为主动提出问题、解决问题，并在这一过程中发展批判性思维，通过由表及里的深入思考，逐渐养成科学思维。
基于生物科学史去培养学生的科学思维重要的不是教师教会了学生什么，而是学生习得了什么。如果仅仅是对科学史进行简单研读，得出一个结论，那么科学思维的培养也往往只是浮于表面，不够深入。教师应该引导学生多问几个为什么，让学生在事实和证据的基础上尝试应用科学思维方法来对问题做出回答。正如同《普通高中生物学课标解读（2017版）解读》一书中所提到的“学生的科学思维的发展聚焦在以下三点：质疑是思考的视角、实证是判断的尺度、逻辑是论辩的准绳”，用科学史培养科学思维也是如此。
4基于生物科学史教育的教学建议
4.1在生物科学史教学中充分体现科学思维方法
教材中所选取的每一个生物科学史背后都或多或少蕴藏着科学家们进行科学研究的一般方法。同时，教材正文中特意安排的“科学方法”这一栏目对生物科学史中应用到的科学方法进行概括、总结。因此，教师可充分利用教材中的栏目，讲好生物科学史故事、讲透科学思维方法。
4.2以问题创设情境、用对话启迪思维
在实际教学过程中，教师可以以提出问题的形式，促进学生自主归纳、探究，鼓励学生主动提出问题，使每一位学生都以一名科学家的身份去思考、分析和解决问题，从而在这个过程中掌握和运用科学的探究方法。在循序渐进的培养中，教师可以不断与学生对话，让学生不断提出问题、解决问题、反思结论，帮助学生不断完善自己的结论，加深对生物科学史发展的认识。
4.3理性对待科学史，树立正确的科学精神
生物科学史的发展历程并不是一帆风顺的，在对生物学现象进行探索的过程中，科学家用独特的思维方式来尝试对新领域的问题进行解释。
教师运用科学史进行教学时，应该以事实为基础、尊重客观史实，不要过于美化科学家的历史贡献和科学研究的历程，让学生一昧地认为科学史故事都是一帆风顺的。教师应该对科学史进行理性的评价，鼓励学生敢于质疑、敢于探索，从而培养学生的科学精神，让学生认识到科学的发展呈螺旋上升趋势，一个科学理论的诞生需要经过不断地修正与完善。教师在应用科学史进行教学时，应注重引导学生用怀疑的眼光去看待科学理论，并有意地培养学生的质疑精神与批判性思维。
5结语
科學史详细地记录了科学发展的历程，采用科学史教学策略可以有效地促进学生科学思维的养成。生物学教师应高度重视生物科学史在生物教学中的重要作用，用好科学史，让科学思维真正落地。此外，培养科学思维的方法还有很多，需要教师在教学过程中不断摸索。