生物課堂提高學生科學素養策略例談

摘 要 通過生物課堂教學可以提高公民的科學素養，重視探究教學可以培養學生的科學思維；滲透科學史教學，可以培養學生的科學態度；改善實驗教學，可以教給學生科學方法。

關鍵詞 科學素養 探究教學 科學史教學 實驗教學

中圖分類號 Ｇ６３３． ９１ 文獻標識碼 Ｂ

2001年中國公民的科學素養狀況值為1.4%，2003年為1.98%，2005年的數值最后未公布，但有關方面稱比2003年度略有下降。這一結果，與其他國家和地區橫向比較差距是顯而易見的：日本在1991年便達到了3%，1989年歐共體12國的數字是4.4%，美國在2000年更是達到17%。

根據我國的實際情況，一般把科學素養理解為包括以下4個方面：科學探究（過程、方法與能力）；科學知識與技能；科學態度、情感與價值觀；科學、技術與社會的關系。我國公民的科學素養為什么徘徊不前？如何提高公民的科學素養？我認為在初中階段，理化生等科學老師有責任擔起這方面的培養義務，重視讓學生在課堂上進行探究式學習，惟此，才能真正突破提高公民科學素養的瓶頸，才能讓我們的民族富有創新精神。筆者在參加新課程改革培訓，深入學習新課程理念，4年多參與新課改實踐的基礎上，對于通過初中生物教學提高公民科學素養方面有了一定的看法，現舉例分析，與各位同仁探討，以期共同提高。

1 重視探究教學，培養學生科學思維

生物新教材的編寫注重學習情境的創設、重視讓學生進行探究式學習、重視學生科學素養及人文精神的培養。如果所有的教師都能深入理解教材的編寫思路，了解學生的需求，上出符合新課程理念的課，那么提高學生的科學素養應該不是難事，但是有的教師習慣了老教材，用慣了講授法教學方式，短時間內很難放棄自己的權威地位，比如在教授“綠色植物與生物圈中的水循環”一節時，許多教師對于教材的重點問題：氣孔的組成、分布、開閉原理仍停留在講解水平，我認為這樣的處理方式對學生不怎么有效果，學生可能會死記硬背，但對于學生科學素養的提高沒有絲毫幫助。我對教材的第一課時進行了這樣的處理：

課題：“體驗中學習，探究中成長——探究植物進行蒸騰作用的奧秘”。

導語1：盛夏，當城市露天溫度高達40 ℃時，樹陰下的溫度卻只有22 ℃左右，這就是俗話所說的：“大樹底下好乘涼”，你能分析一下其中的主要原因嗎？

探究1：探究葉是進行蒸騰作用的主要器官。

學生分組設計實驗，表達交流，形成可行方案，分組完成操作實驗，完成實驗裝置后，統一將其放于教室內和向陽的窗臺。

導語2：我們3 h以后再來觀察同學們的實驗結果，展示同學的實驗結果，如果同學們的實驗也出現了這樣的結果，請分析一下，這說明了什么道理？

學生分析：葉是進行蒸騰作用的主要器官。

探究2：葉為什么能進行蒸騰作用呢？

小實驗：將燒杯中倒入開水，取一片新鮮的植物葉放入其中觀察葉表面的變化

結果：葉表面出現許多氣泡。

結果分析：葉表面可能有許多通氣的孔。

導語3：葉表面真的有漏氣的孔嗎？讓我們在顯微鏡下觀察一下：

探究3：葉進行蒸騰作用的奧秘——觀察葉表皮的氣孔。

分組實驗：大組4人，2人一小組，分別用等倍數的鏡頭觀察上、下表皮上的氣孔，并分別計數，完成表1。

導語4：氣孔在什么情況下會打開呢？經過長期的研究，人們發現氣孔一般是晝開夜閉，植物體內水分充足時打開，可以說影響氣孔開閉的因素有很多，但這里我有一個問題不明白：當保衛細胞內充滿水分時，細胞壁應該受到水的壓力向四周膨脹，就象只氣球，當我們吹氣時它向四周膨脹一樣，應該有水時氣孔被擠的更緊，為什么它反倒打開了呢？

游戲體驗：吹氣球，觀察外壁厚度不均勻的氣球充氣時的形態情況，并分析原因，理解保衛細胞外壁薄內壁厚，內壁幾乎無彈力，外壁膨脹，將氣孔拉開的原理。

上述設計，避免了教師講、學生聽的滿堂灌情況，學生活動占課堂時間的80%，課堂通過3個實驗，1個游戲，讓學生循著科學家的思維過程，在探究和體驗活動中親歷了科學探究的全過程，這種教學設計，有利于學生科學思維的建立，學生在遇到類似問題時，如何思、如何想、如何做，就有了參考依據。

2 滲透科學史教學，培養學生科學態度

在初中生物教材中出現了一些模擬科學家的實驗、科學家的故事等板塊，對于這一部分教材的處理，許多教師認為它形同虛設，不講也罷，其實這部分內容就是關于科學史的教學內容，值得好好去開發利用，以達到培養學生探索精神和科學態度的目的。

例如：蘇科版生物“血液循環”一節中“模擬哈維實驗”這個內容，我的處理方式是這樣的。

故事引入：我們體內有心臟、有血管，還有血液，可血液是怎樣流動的呢？這個問題在300多年前象謎一樣迷惑著當時的人們，許多人開始思考研究這個問題，其中有一個叫哈維的人，他做了一系列的實驗，其中有一個實驗讓他豁然開朗，請同學們也一起來做一次這個實驗。

小組實驗：模擬哈維實驗。

小組分析討論實驗結果，得出實驗結論。

繼續科學家故事：……哈唯用實驗論證了血液是循環運動的，1628年，他還出版了《心血運動論》一書，血液循環的發現，也為哈唯贏得了“近代生理學之父”的稱譽，他為近代生理學和醫學做出了巨大的貢獻。

那么血液倒底是怎么循環的呢？觀察課件、新課開始。

科學史的教育主要是通過重大發現、發明過程的介紹以及一些簡單而典型的著名案例的學習，激發學生對科學的興趣，培養他們的探索精神和科學態度，促進和改善學生對相應的科學思想方法的理解，進而了解科學的本質，培養其的科學精神，也通過對科學思想形成中的曲折與艱辛以及那些偉大的探索者的失敗與成功的介紹，使學生進一步體會科學的豐富人文內涵，它也可以讓學生在今后遇到無法解釋的事物或現象時，不是到上帝和神那里尋找答案，而是相信科學的力量，以理性的態度對待它們，進而形成“提高、理解、支持、應用科學技術的自覺性”。科學史教育在培養學生科學素養上的作用不容忽視。

3 改善實驗教學，教給學生科學方法

在生物實驗中，難免會出現許多驗證性實驗，例如：驗證饅頭中含有淀粉、驗證唾液淀粉酶對淀粉有消化作用、驗證膽汁有乳化脂肪的作用、維生素C的鑒定等。這種實驗，如果教師幫學生準備好材料用具，設計好實驗1、2、3步驟，甚至有的教師會利用多媒體將實驗過程演示給學生看一遍，那么毫無疑問，實驗會很順利，但課堂則會猶如一盆溫水，絲毫沒有創新，也更不能促進學生創新，學生充其量也就是走馬燈似的走了一遍過場，至于為什么這么走，他們會缺乏很多思考和理解，也就無從談起通過實驗教學提高了學生的科學素養了。但對于這種類型的課，如果從如下角度考慮設計，可能會取得不一樣的成效。

例如：“探究唾液對淀粉有消化作用”設計方案。

教師提出問題，激發學生的探究欲望。

師：食物進入消化道前后，發生了哪些明顯變化，是什么原因導致食物變化的呢？

生：消化液將食物消化掉。

師：這個結果是你們道聽途說的呢，還是親眼所見？

生：道聽途說。

師：那你們想不想親自驗證一下呢？

生：想！（回答很響亮，很開心。）

師：哪種消化液最容易取到呢？

生：唾液。

師：我們今天就親自來看一下，唾液到底能不能把淀粉消化掉，好不好？

實驗原理介紹：淀粉有遇碘變藍的特性，只要溶液里有淀粉，加進碘后，就會變成藍色。

學生根據原理討論設計實驗，教師指導（表2）。

小組表達交流結論。

總結進行科學實驗的原則。

教師沒有直接告訴學生上述驗證性實驗的步驟，而是對他們進行了充分的引導，讓他們自己說出合理的實驗步驟。在學生討論的過程中，他們自己對于科學探究進行了思考，通過表達交流，生生、師生相互之間的補充來完善實驗步驟，這對于促進學生對科學方法的理解及運用有很大的幫助。

生物課堂教學要遵循科學教育的宗旨，即：要以促進每個學生的發展和全面提高青少年的科學素養為核心，以培育科學態度、情感與價值觀為主導，以發展學生創新精神、形成獨立思考和探索實踐能力為重點，以適應學習化社會所需要的基礎科學知識及其技能的學習為基礎，以理解科學、技術與社會的關系為背景，在自主學習過程中養成科學的行為和習慣。只有教師遵循了這個宗旨，才能更好地理解運用新教材，才能從提高學生科學素養的角度出發設計教學計劃，才能達到培養提高學生科學素養的目的。

參考文獻：

袁運開，蔡鐵權.科學課程與教學論［M］.杭州：浙江教育出版社，2003.