日常生物教学中学生科学素养的培养

1、2013年度北京市教育科学研究参评论文类 别： E 编 号： 10 E 题 目：日常生物教学中学生科学素养的培养内容提要: 当今世界各国的竞争实际上就是科技和人才的竞争，因此，全面提高公民的科学素养已成为各国政府科学教育的重要目标。作为21世纪发展最为迅速的自然科学之一，生物学在健康、科技等领域的作用突显出来，生物科学素养成为科学素养不可缺少的组成部分。自实施新一轮的基础教育课程改革以来，“一切为了每一个学生的发展”成为教育教学的最高理念，生物新课程标准当中也相应提出了新的教学理念，即“面向全体学生，培养生物科学素养，提倡探究学习，贴近生活实际”，其中对于生物科学素养的培养成为此次课程改革的核

2、心任务。本文主要从生物科学史教学、探究性教学、实验课教学，联系生活等几方面来阐述初中生物科学素养的培养。主 题 词：科学素养 科学精神 创造思维能力动手操作能力 实践能力日常生物教学中学生科学素养的培养在新课程理念的指引下，生物新课程标准提出了新的教学理念，即“面向全体学生，培养生物科学素养，提倡探究学习，贴近生活实际”，其中对于生物科学素养的培养成为此次课程改革的核心任务。那么，什么是生物科学素养？应该如何培养学生的生物科学素养呢？结合自己平时的教学过程，谈谈个人的想法和体会。一、 什么是科学素养迄今为止，科学素养还没有一个确切而无争议的定义。因为研究者的文化及社会背景不同，以及他们研究的兴

3、趣点及倡导的科学素养的目的各异，所以这一感念的理解和表述一直被犄角在不同的层面，导致其内涵不断泛化。回溯科学素养的发展历程，可以帮助我们梳理出这一概念的发展脉络和主要特征。20世纪中叶，随着科技的不断进步，人们意识到科学正通过技术改变着人类的生活方式，并影响力世界各国的优势格局，由此便引发了以“学校的一切活动必须以科学的教学为中心，是学生能够掌握文化知识和现代科学的一般原理”为知道的结构主义科学课程改革，改革的目的是培养社会需要的科学家和工程师。此时，刚刚萌生的“科学素养”还只是存在于部分研究者的理论当中，虽然科学素养的理念倡导者进行里大量的宣传工作，为它争取被广泛承认的机会，但这并没有能得到

4、人们足够的重视。所以，20世纪50、60年代被人称作“科学素养概念合法化时代”这一时期的代表人物是赫德和加拉赫，他们讲科学素养定义为：1.鉴赏科学的社会/历史发展；2.了解现代科学的精神；3.理解和欣赏科学的社会和文化关系；4.认识到科学的社会责任。由此可见，上世纪60年代的科学素养强调的是科学与社会、历史和文化的关系，旨在让人们拥有科学精神，认识到科学的社会责任和角色。佩拉等人的研究也充分证实了这一点。他们选取1946年到1964年之间的 100种代表性报刊文章进行研究，在这些文章中检索科学素养的相关主题，并由此归纳出科学素养所包含的的六个反面内容：科学与社会的关系，科学家的工作伦理与原则，

5、科学的本质，科学与技术之间的差异，进本的科学概念，以及科学和人类的关系等。但实践证明，结构课程所提出“培养社会需要的科学家和工程师”课程让绝大多数学生无法接受和理解，只是教育质量严重下滑，引起了社会的广泛关注。20世纪70年代，国际教育成就评级协会开始进行各科学业成绩的国际比较，美国因为在科学方面的表现不佳，于是提出面向全体学生的科学素养作为科学教育的口号，这得到了各国科学教育学者的普遍认同。自此，科学素养就好像我国曾提出素质教育一样，对科学教育的方向有理一定的导向性，并开始关注学生对学科的兴趣。这一时期的众多学者开始从不同角度和立场阐释和丰富科学素养的内涵，所以，70年代被称为“科学素养的阐

6、释期”。20世纪70年代的科学素养研究围绕着“什么使同一的科学教育”展开，其代表人物是肖尔特，他认为，科学素养应该包括1.科学本职；2.科学概念；3.科学过程；4.科学的价值；5.科学与社会；6.对科学的兴趣；7.与科学相联系的能力这一时期，科学素养的概念已经被人们普遍接受，并渗透在教育教学的各个层面，1971年，美国科学教师协会的课程研究委员会对125名科学教育工作者进行综合的研究，研究通过总结他们的教学重点，总结出科学科学素养应涉及对科学过程、技能的态度和能力以及科学概念的有用知识。同事，世界著名的综合科学课程-苏格兰科学课程（1977年版）也对科学素养的内容进行了定义。步入20世纪80年

7、代，科学技术迅猛增长。这一时期的科学素养研究以全国科学教师协会（1982）的科学-技术-社会：20世纪80年代的科学教育年度报告为代表，其中将科学素养阐释为以下五个方面：1.科学技术过程与探究能力；2.科学技术知识；3.个人与社会决策中的科学与技术知识能力；4.对科学技术的态度、价值与鉴赏；5.通过与科学有关的社会问题，进行科学-技术-社会的互动。可见，80年代的科学素养概念与技术和社会紧密相连，这适应了科技高速发展的需要，以及人们所面临的工作、生活方式的巨大改变的迫切要求。自此，科学教育的目的也转变为让所有公民都能够对科学和技术进行全面的理解。克劳晋福（L.E.Klopfer,1985）指出

8、“每个人所应具备的对科学的进本理解”，包括1.了解重要的科学事实、概念、原则和理论；2.将相应科学知识用于日常生活的能力；3.进行科学探究的能力；4.理解科学的本质的一般原理和关于科学、技术与社会的相互作用；5.具有理智对待科学的态度以及从事科学相关事务的兴趣。雷卡德（D.E.Reichard,1985）对具有科学素养的人的描述更加贴近普通民众的生活：他“所接受的科学教育可以让他理解基本的自然现象。具有科学素养的人是客观、塑像开放并具有怀疑精神的。他们可以利用科学知识和探究的能力解释大众传媒（报纸、电视等）中所出现的有关科学的信息。而具体到生物科学素养是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和

9、个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及理解科学、技术与社会的相互关系，理解科学的本质以及形成科学的态度与价值观。二、初中阶段日常教学中生物科学素养的培养初中生物科学素养包括两方面，一方面是对科学知识、情感态度价值观及科学技能的掌握情况，另一方面在已有的基础上提高自己科学素养的能力。基于这一观点，结合自己不成熟的想法，从以下几点展开：（一）、用生物科学史进行教学，培养学生的科学精神在自然科学领域中，生物学的内容极其丰富、复杂而又充满活力，在其发生和发展的各个特定时期内，都有许多科学家们倾注了大量的精力，对许多重大的问题进行一系列研究，他们曾经遇到各种障碍和坎坷，经历过无数的挫折和失败，但是，凭

10、借科学家们的顽强毅力，聪明智慧，不断探索和通力协作，终于取得了令人振奋的成果和成功经验，在生命科学的历史长卷中写下了一页又一页的辉煌篇章。 生物科学史正是以生物科学产生和发展的过程为轮廓，以科学发展历程中带有重大转折作用的课题及事件为主线，用详实的资料论述科学家们的创造性劳动，生动地描述他们进行科学探索的思维过程和方法，同时也对生物学发展的逻辑和社会历史背景等重大问题作出评论。生物科学史也是一门充满生命力的科学，是培养学生科学素养的生动教材。 因而教师在备课时首先应深人钻研教材，挖掘教材中潜在的教育因素。由于篇幅限制，教材对科学探索、发现及发展过程的介绍往往显得比较简单。特别是对于科学家们开展

11、具体工作时思维过程，实验方法，态度精神，以及由此给我们带来的启示等等，教材往往没有详细的说明。这也在一定程度上影响了教材的吸引力。因此教师在备课时应查阅一些相关的课外资料，以充实丰富教材内容。使相关的内容更完善，更富有吸引力，更能体现教育价值。其次，在教学过程中应讲究教学方法。平铺直叙的讲解显然难以给学生留下深刻的影响，因此精心设计教学过程则显得尤为重要。教学过程的设计首先应当努力吸引学生思维的参于，发挥他们的学习主动性。初中生物课程标准明确指出要重视理解科学研究的过程、学习科学研究的方法。科学思维和方法是科学素质教育的核心要素，平常教学过程中强调能力培养，其核心应该是思维能力的培养。因此教师

12、在呈现科学家们的思维过程和实验方法之前，应给学生留出充分的思考想象时间，让他们的思维随前人一起参于到探索过程中，从而使他们更深切地体会到科学家们富有创意的思维过程和巧妙的工作方法，并从中感悟探索的艰辛和乐趣。同时要帮助学生从中总结生物学研究的一些规律性的方法，如怎样搜集资料，怎样设计实验，怎样进行科学观察，怎样描述和呈现研究成果等等。教材中“肉汤的细菌从哪里来？”“探究水温的变化对金鱼呼吸次数的影响”和“探究暴食暴饮引起消化不良的原因”等，都是理解科学研究的过程，学习科学研究方法的很好范例。这些范例经过不同的教学手段可以取得很好的效果。如叶绿体是光合作用的场所，学生提出方案后，大家讨论各种方案

13、的可操作性等。讨论后再与恩吉尔曼的实验方法作比较，充分肯定学生的设计，使学生既有成功的喜悦，又学习了科学家的科学研究的过程和方法，也能激励学生创造的热情。第三，在利用科学史素材进行教学时，应注意以下几个问题。（1）科学史是供学生分析和讨论的材料，不是基础知识，不能“为史而史”。应及时对基本概念和原理进行归纳和梳理，不要让它们淹没在科学史的“海洋”中。（2）注意引导学生体会科学发现过程中的科学方法、科学态度和科学精神，思考科学的本质。（3）不必要求学生记住每位科学家的工作，但是应该让学生了解，现代科学研究中，一项重大的科学发现，往往是许多科学家努力的结果。教学中要着力体现科学家们执著的精神，百折

14、不挠的毅力，实事求是的态度，谦虚谨慎团结协作的品质，这是作为一名成功科学工作者必备的素质。藉此对学生进行团队精神、合作精神的教育。（二）、开设探究性实验，培养学生的创造性思维能力给出实验的目的、用具，由学生口头说出或书面写出实验方案，并分组讨论各自方案的可行性，总结各方案的合理性。这样可以为学生提供一个能动脑思考、交流、合作、亲自探究创新的空间，激发学生的求知欲，促使学生主动探究，使学生的知识水平和探究能力在探究过程中逐渐增长起来。例如，“探究水温的变化对金鱼呼吸次数的影响”的实验中，引导学生以小组为单位设计实验方案，教师适时指导。在此基础上请学生做出假设，并及时纠正。情境引入：淡水鱼类最合适

15、在2028OC生活，但夏天气温升高，深秋气温会降低，鱼的生活会不会受到影响呢？这是饲养员在生产需要考虑的问题。提出问题：水温发生变化，金鱼呼吸的次数是否受到影响？做出假设：金鱼生活在水中，它们的呼吸的次数可能会随水温的变化而发生变化。设计方案：（1）用温度计测量水的温度。观察金鱼在常温下的呼吸，记下金鱼鳃盖每分钟开闭的次数。 （2）改变水温，降低或升高510OC，将水温调节好后，再放金鱼。待金鱼安静后，记录鳃盖每分钟开闭的次数。实施试验：学生按照设计方案开始进行试验，学习情绪高涨。得出结论：根据实验得到一系列数据，处理这些数据，得出自己的结论。学习活动中，教师事先没有告诉学生具体的设计和操作方

16、法，教学过程中主要是帮助学生自己去探究，从问题的提出、探究方案的设计、探究过程的开展、探究结论的得出在很大程度上都是学生自主完成的，过程中教师随时提供了一些协调、引导、点拨和答疑，最后，在学生总结经验教训的基础上，教师帮助他们进一步提高。因而教学活动不只停留在探究活动的形式和外壳，而是从探究活动的特性学生的自主构建出发进行设计。结果课堂上学生的探究兴趣和热情都很高，思维活跃，提出了多种不同的方案，也出现不同的实验现象和效果。通过教师及时组织讨论，学生在知识和方法上都得到了有效的提高。除给定实验目的外，再给出实验所需的各种用具和材料，请学生在实验室里动手完成方案的设计和具体的操作，在给出用具时，

17、可以增加一些实验不使用的器材，让学生从中选择出实验必需的用具来完成实验。例如，给出以下材科用具：小麦种子、试管、小烧杯、带塞的锥形瓶、稀盐酸、稀NaOH溶液、澄清的石灰水、酒精灯、铁架台、石棉网、细线和纱布制成的袋子等，设计一个简单实验，验证种子呼吸作用放出二氧化碳。本实验只需用到小麦种子、带塞的锥形瓶、澄清的石灰水、细线和纱布制成的袋子，其他物品均不需要，这样确实能锻炼学生的实验设计能力。设计实验结果记录表或其他能够记录实验现象的载体。（三）、开设好实验课，培养学生动手操作能力 生物是一门以实验为基础的学科。实验不仅能培养学生的观察、思维、分析和判断能力，而且能激发学生的兴趣，活跃课堂气氛。

18、因此，在教学过程中，我们应加强演示实验和学生实验，让学生从实验中主动获取知识，不但“知其然”而且“知其所以然”。这样不仅激发学生学习生物的兴趣，而且巩固知识，增强实验的动手操作能力。例如，在学习“土壤中的小动物蚯蚓”时，我们可以先让学生自己到校园找一些蚯蚓，在寻找的过程让学生体会蚯蚓生活的习性，然后我们把蚯蚓带到实验里观察蚯蚓身体各部分的结构，接着我们可以把蚯蚓放在两个不同的表面观察它的运动情况，最后我们在刺激蚯蚓不同部位来观察它有什么反应。通过一系列实验，学生观察到蚯蚓的体形、运动、呼吸、神经系统的特点，这样的课堂很受学生的欢迎，让学生从直观的实验中学到知识，培养了学生学习的兴趣，收到了良好

19、的效果。再如，学习“花的结构”时，同学们每人都准备了不同的鲜花，在我的引导下，他们通过书中的观察与思考，对花进行、解剖、比较、研究、想象，从而达到认识花的结构的教学目的。（四）、联系生活，注重培养学生的实践能力生物知识与现实生活实际联系非常密切，同时在许多领域还引领着世界先进科学技术的进步，了解科学、技术、社会的相互关系，关注和参加与生物科学技术有关的社会问题的讨论和决策，是生物科学素养的又一重要组成部分，也是培养学生对自己和社会的责任感的重要途径。因此在教学过程中，教师要在传授知识的同时注意理论联系实际，使得学生在课本中学到的知识能在实践中加以利用，一方面提高他们学习科学知识的兴趣，另一方面可以使他们意识到科学知识的重要性。例如通过对人体对食物的消化吸收的学习并结合现实生活中的各种疾病，可以使学生了解科学膳食以及科学保持身体健康的重要性；通过对生态系统以及生物多样性知识的学习并结合现实环境污染以及稀有物种的濒临灭绝，使学生们意识到科学开发和科学保护大自然的急迫感；通过对基因以及细胞工程等高科技生物技术的了解并结合现实中的转基因食品和克隆物种，使学生萌发对科学知识以及科学技术的热爱，充分认识到科学的价值和意义。总之，生物教学必须改革传统的教学思路，使教师从思想上提高认识，从行动上赶上时代教育新发展的步伐，这就要求我们中学生物教师转变观念，拓宽思路，改变方法，以