科學素養是由五個要素:科學知識、科學能力、科學方法、科學意識、科學品質構成的有機整體。在這五個要素中,科學知識是基礎,是培養和形成其他四個要素的理論依據;科學能力是五大要素的核心,是科學素養形成的決定要素;科學方法是指科學的認識方法,是科學素養形成的重要保障;科學意識和科學品質是科學素養的重要表現因素,科學意識包含了科學的世界觀,在社會生產及生活中能理解和應用科學意識等內容;科學品質主要指科學態度、精神及對科學的興趣、情感、動機等內容。
科學素養不僅僅是指對科學知識的理解程度,還是一種對科學本質的理解,獲得科學知識的欲望、技能和習慣,具有基本的規律意識和理性精神,崇尚公開性和民主程序等??茖W素養教育,雖不是教給學生具體的知識問題,但能訓練出一種科學的求實精神和追求真理的氣質,能培養出科學家那樣嚴謹客觀的思維頭腦,能挖掘出學生的想象力和實踐能力。這樣的教育機會,恰是師生互相探討科學精神的內涵,共同接受科學方法的錘煉和科學精神的熏陶,再塑人格理念的機會。
中學生物課堂是科學素養教育的有效載體,生物教師應該充分利用生物學科的優勢進行科學的教育,全面提升學生的科學
素養。
一、以人文情懷為抓手,喚醒學生的科學素養
科學是一把開啟人類智慧的鑰匙,而人文情懷正是使用這把鑰匙的說明書。在教育教學過程中,結合教學內容有意識地向學生介紹一些科學家在科學探索中所表現出的人文精神,使學生從中受到激勵和感染,喚醒學生的科學素養。如在介紹遺傳學之父——孟德爾的時候,向學生講述他為了研究動植物的雜交實驗,選擇了豌豆、山柳菊、紫茉莉、草莓、玉米等多種植物進行雜交實驗,經過了八年的潛心研究,才提出了遺傳學三大規律中的兩大規律——分離定律和自由組合定律。在講到“生物進化學說”時,
向學生介紹生物進化論的創始人——達爾文,他為了探索生物進化的規律,收集了大量的資料,進行了艱苦的科學考察和研究,又花了20年的時間,才學成了劃時代的巨著《物種起源》,創建了以自然選擇學說的進化理論。這些生動真實的歷史中所蘊涵的人文情懷,感染著學生的科學意識,熏陶著學生的科學品質,有利于學生科學素養的提升。
二、以網絡教學為平臺,挖掘學生的科學素養
講到科學素養,學生往往只會想到愛迪生、牛頓等貢獻卓越、碩果累累的大科學家們,而很少會認為普通人包括自己也有科學素養。針對這種錯誤認識,我充分利用網絡這個平臺,讓同學們從網絡資源中去尋找提升科學素養的靈感。如學生在歷屆科技發明競賽網頁中看到了這樣一個一等獎的作品:一根鋼針中部開孔,兩端是針尖,這樣就形成了一支不需調頭來回刺繡的繡花針。學生在此感觸下,制作了一個U型雙口泡菜壇——一個壇口加待泡的“生”菜,從另一個壇口取“熟”菜,這樣就可以持續地進行泡菜,獲得了全國科技創新大賽一等獎。這些發明創造打破了學生對發明創造的神秘感,萌發了科學意識,觸動了學生的科學素養之弦,使學生的科學素養更上一層樓。
三、以生活實際為紐帶,激發學生的科學素養
在學習活動中,情感往往能主導一個人的行為。激發強烈的求知情感是教學成功的最初基點。在生物研究性活動中,通過聯系生活實際,創設教學情境來激發、釋放學生相應的情感,使學生的情感和認知相結合,引發學生科學思維的提升。我發現學生很熱衷于學校門前的零食小攤,常常三五成群地在小攤前品嘗美食。于是,我就讓他們成立了《學生午餐營養的調查與分析》課題組。通過一個月的實踐研究,學生不僅全面了解了學校食堂菜譜設計的科學性和安全性,而且從另一方面了解到過去那段時間的飲食結構上存在著很多問題,并且還成立了菜譜設計和審核小組,自主管理自己的飲食。從此,零食小攤在我校周圍消失了。通過這些建立在生活實際上的生物研究性學習,學生在獲得營養方面知識的同時,科學素養得到了增強。
四、以自主探究為核心,提升學生的科學素養
生物是一門以實驗為基礎的學科,其知識的闡述和理論的構建都是通過科學探究得出來的。但長期以來,生物學習過分突出和強調知識的接受和掌握,冷落和忽視發現與探究,形成了“聽、記、背、練”的現狀,這已成為影響科學素養教育在生物教學中推進的障礙。
科學探究是學生積極主動獲取生物知識和解決生物問題的重要實踐活動??茖W探究不同于以往的驗證性的實驗操作,而是讓學生從日?,F象和生物學習中提出問題、作出假設,再運用觀察、實驗、調查等方法尋找解決問題的方法或依據,從而定性、定量地解決問題。例如:調查白色污染,尋找解決方法;估算家庭日用水量總和與當地飲用水資源匹配情況,加強學生節約用水的意識;調查生活中的細菌、真菌,做控制和加速食物發霉實驗等,培養學生衛生生活的習慣等。這些豐富多彩的活動必然會調動學生關注周圍世界,探索其中奧秘的積極性,還能幫助學生獲得科學事實服務于生活實踐的方法,科學素養的五大要素都會得到大幅度的提升。
科學教育的基本任務是培養學生必備的、可持續發展的科學素養。教師要以培養學生的科學素養作為教學的靈魂和核心工作思路,根據生物學科特點,選擇不同的教學方法和教學手段,不斷優化教學過程,提高學生的科學素養。
(作者單位 江蘇省華羅庚中學生物組)