重視實驗過程教育 培養生物科學素養

科學素養的內容是多方面的，包括科學知識、科學方法、科學思維和科學態度精神以及自然科學與人文科學的相互滲透和采合?！渡镎n程標準》強調促進每個學生充分發展生物科學素養，要將教師的教育過程變成學生的學習過程。筆者在生物教學中，重視實驗過程教育，讓學生感受知識的發生與發展的演變過程，有效地接受科學研究“過程技能”（問題、觀察、假設、實驗、結論）和“方法技能”（觀察、調查、實驗等）的科學素養教育。

一、重現經典實驗過程，理解科學設計原理

布魯納指出：“所謂知識，是過程而不是結果?！苯虒W中，應使學習過程而不是結果成為首要，不能簡單照搬照抄地完成實驗，而應利用實驗來訓練學生設計方案的能力，在充分挖掘教材、改進課堂教學的基礎上，在實驗過程教育中提升科學素養。

“植物的光合作用”是一節經典內容，綠色植物通過光合作用制造有機物的過程是微觀生命活動，只有通過外顯的實驗現象才能推理內部活動，讓學生形成感性認識。在實驗“綠葉在光下制造有機物”之前，先讓學生分組嘗試設計實驗方案，然后對照課本的實驗指導，找出自己方案中的不足，引導學生思考討論每一步驟中包含的科學原理。如：①為什么要放在暗處?②為什么要隔水加熱? ③為什么葉片綠色褪去? ④葉片放入酒精，滴加碘液的作用分別是什么?⑤為什么黑紙片不能只夾一面?⑥為什么黑暗后還要移到陽光下3～4小時？學生帶著問題實驗，就會逐漸認識到：在科學探索的過程中，要遵循一定的科學原理和方法，還需掌握必要的操作技能。如：加熱問題，由于酒精沸點較低，若不隔水，則有危險。教師還要善于追問出現異?，F象的原因，如：實驗的每一步都做得很嚴格，天竺葵移到陽光下照射，為什么葉片遮光部分沒有出現應有的“不變藍”，而是有一部分出現藍色？順勢訓練學生查閱資料解決問題的能力，最終得出結論：假若移到光下照射時間超過6小時，葉片見光部分制造的淀粉會通過葉脈輸送到遮光部分，使遮光部分細胞內也有了淀粉。

通過對實驗過程的層層剖析，使學生明晰實驗思路，意識到實驗過程往往是：提出問題、選擇材料、設計對照、檢測結果、質疑反思、得出結論。而這些步驟恰恰是科學探究的基本過程。從培養科學素養的角度看，這樣的過程教育，訓練了學生的觀察能力、思維能力和分析能力，從而提高學生綜合解決問題的能力。

二、重視科學發現過程，揭示科學思維方法

在實驗教學中，結合生物學史來引導學生注重科學理論的發現過程，領悟科學家獨特的思維方法，可以有效增強學生的科學素養。

“光合作用的發現”是一個典型例子，從海樂蒙特到普利斯特利，再到英格豪斯，是無數科學家長期艱苦努力探索的結果。特別是對普利斯特利的3個創造性實驗，首先要求學生分別進行分析，再將分析結果整合考慮，從而得出“光合作用不但生成氧氣，而且消耗二氧化碳”的結論。在此基礎上，引導學生再提升一個思維層次，討論：為什么要設計3個實驗才能得出最終結論？幫助學生養成綜合看問題的習慣，領會科學思維方法。又如，在學習“細菌”時，首先讓學生閱讀細菌的發現史，了解科學家是怎樣發現細菌的存在的，同時也了解到顯微鏡的出現加快了人類對微觀世界認識的進程，進而領悟到科學的發展與技術進步是密切相關的。然后向學生介紹巴斯德的“曲頸瓶實驗”，讓學生從巴斯德實驗的精巧對比設計過程中，知道“細菌不是自然發生的，而是由原已存在的細菌產生的”，同時認識到“科學的新發現是建立在縝密的思維和精細的實驗基礎上的，科學理論的形成是人們不斷觀察自然、提出問題、建立假說和設計實驗，結合實驗進行分析、概括和推理的結果”。在這種科學思維方法的訓練中，使學生將科學方法化為自己的思維方式和行為方式，這樣，當面對新情境時，他們就會獨立地運用所學的知識去解釋現象、解決問題，成為敢于探索和開拓的人才。

科學精神態度和價值觀是科學素養的靈魂?！扒髮崱撔?、協作、獻身”的教育有利于學生科學品質的形成。讓學生在實驗中人人參與，親自體驗獲取知識的過程，學會合作與分享，有助于生物科學素養的訓練和提高。因此應重視分組操作過程，提倡合作探究學習，在分組實驗中要求每一小組成員要明確分工，各負其責，互幫互助，相互配合，共同經歷實驗的始終，共同解決實驗中遇到的難題，共同分析實驗成敗的原因，以此形成“兵教兵”、“兵練兵”、兵強兵” 的互動合作智慧的課堂生態，全面提升學生科學素養。