發揮教材多元價值 培養學生科學素質

李建國

《全民科學素質行動計劃綱要》中指出：科學素質是公民素質的重要組成部分。公民具備基本科學素質一般指了解必要的科學技術知識，掌握基本的科學方法，樹立科學思想，崇尚科學精神，并具有一定的應用它們處理實際問題、參與公共事務的能力。在中學學科教育中，教師必須以學科教材為抓手，發掘教材的多元價值，讓學生在學習科學知識的同時，掌握科學方法，樹立科學思想，激發科學精神，培養學生的科學素質。

1.學習教材，了解科學知識

科學知識是對各種事實和現象本質的闡述，是構建學生科學素質的前提和基礎，離開了科學知識去奢談科學素質的培養是無源之水、無本之木。

教材是科學知識的載體，科學知識的表述闡明了一定的科學道理。傳授學生科學知識是教材的直接價值，也是教師最直接的教學任務。

教師首先要根據學科課程標準的要求，理清教材中科學知識的內容范圍，即學科知識的廣度，這樣才能有目標地組織教學。如根據《高中生物課程標準》：人教版高中生物分為《分子與細胞》、《遺傳與進化》、《穩態與環境》三個模塊，其中知識性目標57項、技能性目標3項、情感性目標12項。在科學探究活動中，包括13項實驗、11項探究實驗、25項資料分析、5項資料搜集分析、48項思考與討論、4項模型建構、14項技能訓練、2項課外制作、3項調查、2項課外實踐等內容。學習教材，其次要明確內容標準，即學科知識的深度，有助于指導學生有層次、有重點地學習科學知識。如高中生物57項知識性目標內容標準中，了解水平層次即能再認回憶知識；識別、辨認事實或證據：舉出例子；描述對象的基本特征等16項。理解水平層次即能把握內在邏輯關系；與已有知識建立聯系；進行解釋、推斷、區分、擴展；提供證據；收集、整理信息等37項。應用水平層次即在新的情境中使用抽象的概念、原則；進行總結、推廣；建立不同情境下的合理聯系等4項。在技能性和情感性目標中也分有不同的要求，如感受、認同、內化等。學習教材，還要理解各知識間的相互關系，即學科知識間的跨度，使學科知識顯得不是零散的和支離破碎的，讓學科知識成為一個有機的統一整體，有助于學生全面、系統地掌握所學的科學知識，從整體上理解本學科的科學知識體系。

2.總結教材，歸納科學方法

科學方法是人們在認識和改造世界中遵循或運用的、符合科學一般原則的各種途徑和手段，包括在理論研究、應用研究、開發推廣等科學活動過程中采用的思路、程序、規則、技巧和模式等。

科學方法源于科學知識的積累和總結，同時科學方法又指導了新的科學知識的發現與研究。在學習教材科學知識的過程中，教師要善于對知識進行總結和提升，歸納出其中的科學方法，指導新的科學知識的學習與研究。

總結教材，可以對教材中同類或相近的知識進行總結，形成研究問題的科學方法。如在研究遺傳現象問題上，孟德爾能夠成功的原因之一是將數學方法運用于生物統計，應用統計學的方法對實驗結果進行分析，再在對大量數據的分析基礎上提出假說，設計新的實驗來驗證。同理，數學統計的方法還可以運用在生物基因頻率變化的研究、對生物種群數量變化的研究上等?？梢詫ν悜眯詥栴}進行總結，如教師對雜交育種、單倍體育種、多倍體育種、基因工程育種等方法進行總結，可以幫助學生根據不同的條件選擇合理的育種方案，理解科學方法的靈活運用。可以對科學研究方法進行總結，讓學生理解科學方法的本質，并在實際生活中運用科學方法去研究解決更多的問題。

3.內化教材，樹立科學思想

科學思想是科學知識和科學方法的概括和提升，通過對各種特殊科學知識和研究方法的提煉、發現其內在的規律，并運用這些規律去解釋其它同類或更多事物。它對進一步的、更廣泛的科學研究和社會實踐具有導向作用。

教師在教學中將教材中的科學知識、科學方法讓學生從感性的認識內化為理性的思考，并在理性思考的基礎上形成一定的科學觀點，幫助學生樹立科學思想。

科學思想的建立源于對科學知識客觀公正的觀察，在學習教材中科學知識時，教師要教育學生不要以自我為中心，不要帶有個人的情緒與偏好，不要從自身的角度去想象和思考現象，養成客觀公正地對待科學知識的科學觀點，這樣才能尊重事實。如達爾文通過環球考察，觀察到生物分布，研究了大量標本，基于對全球生物分布特點這一客觀事實，提出了生物進化論思想?？茖W思想的建立是從簡單入手進行多元思考、從特殊到一般的理性思考過程，對教材中的知識要讓學生學會由此及彼、由表及里，從特殊的現象推斷出普遍的規律，由個別的解釋拓展為對更多的事實和現象合理的解釋。如孟德爾以豌豆為實驗材料，通過科學的方法，提出了基因的分離定律和自由組合定律，遺傳學家摩爾根以果蠅為實驗材料，揭開了基因的連鎖互換定律。這三大定律又指導了更多的遺傳學研究，發現了更多的生物現象。科學思想的建立又是一個發展的過程，思想來源于人為的演繹，當形成了一定的思想后，還必須將思想放置于實踐中去檢驗，通過證實和證偽的過程，檢驗思想的科學性。尊重教材中的知識，并不意味著迷信教材，要允許和鼓勵學生對教材中的知識理性懷疑，通過爭論與激勵，從而形成最接近于事實真相的科學理論和科學思想。如達爾文之后有人提出的生物驟變、中性進化理論等，這些都是對進化論思想的補充和發展。

4.挖掘教材，激發科學精神

科學精神是人們在長期的科學實踐活動中形成的共同信念、價值標準和行為規范的總稱，是人類在求真過程中所體現出的實踐理性。這種理性并不僅僅表現為人的理智，更多體現的是對真理的執著追求，且這種追求以實踐為手段。

在教材中，有較多的科學發展史實材料，挖掘這些材料，從材料中了解科學知識發現的過程，了解科學家在科學建立和發展過程中所持有的情感態度與價值觀，激發學生的科學精神。

科學精神是一種求實的精神，在科學發現過程中，科學家要面對前人甚至是錯誤的結論，要勇于面對事實，勇于去糾正，甚至要勇于犧牲。作為近代兩大科學革命代表人物之一的維薩里，自幼喜愛醫學，在學習過程中發現了當時被奉為經典的蓋侖學說中存在著許多的錯誤，為了獲得人體解剖的真實材料，常常在嚴寒的冬夜，來到郊外無主墳地盜取殘骨；或在盛夏的夜晚，偷偷地來到絞刑架下，盜取罪犯的遺尸。為了尋求科學的事實，追求科學真理，把被抓、被殺的危險都置之度外，從而掌握了精湛熟練的解剖技術和珍貴可靠的第一手材料，寫出《人體結構》這一巨著?？茖W精神是一種探索的精神，對未知的世界要勇于去研究、去發現，去揭示事物的本質規律。當細胞學說創立100年間，人們對細胞的研究還基本停留在簡單觀察的描述水平，克勞德經過艱苦的探索過程，摸索出采用不同轉速對破碎細胞進行離心的方法，創造了一直沿用至今的對細胞定性定量分離細胞組分的經典方法?？茖W精神是一種理性的懷疑與批判的精神，面對科學現象和科學事實，要勇于改變甚至否定自我原來的觀點。當面對“上帝創造世界”這一觀點時，進化論之父拉馬克由最初的虔誠的支持者轉變為對這一觀點的懷疑者、否定者，最后勇敢地提出了生物進化的觀點，否定了上帝創造世界的宗教觀點。

科學素質是科學知識、科學方法、科學思想和科學精神的有機統一整體，科學知識是基礎，科學方法是手段，科學思想是指導，科學精神是力量，教學中以教材為依托，發揮教材的多元價值，尤其是教材的潛在價值，克服重視知識、輕視方法、沒有思想、不談精神的功利性教育，才能真正達到培養學生的科學素質，實現素質教育的目標。