在研究性學(xué)習(xí)中提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

周玉華

摘 要： 在高中教學(xué)中進行研究性學(xué)習(xí)已成為教改的主流之一，勢在必行。如何在研究性學(xué)習(xí)中提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，分以下步驟：一是研究性學(xué)習(xí)題目的選擇。二是研究前的準備工作。三是研究性學(xué)習(xí)的具體實施（以“潞橫河水污染的調(diào)查”為例）。四是展示研究性學(xué)習(xí)成果，產(chǎn)生激勵機制。學(xué)生在每個步驟的具體實施中提高了科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞： 研究性學(xué)習(xí) 科學(xué)素養(yǎng) 高中教學(xué)

研究性學(xué)習(xí)以培養(yǎng)“創(chuàng)新意識與實踐能力”為核心的教學(xué)目標而被國家教育部提出，主要以學(xué)生的自主性、探索性學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，以個人或小組合作方式進行，通過親身實踐獲取直接經(jīng)驗，形成科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度，掌握基本的科學(xué)方法，提高綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。當(dāng)今時代是創(chuàng)新的時代，在高中課程內(nèi)容中增加研究性課題，并將其作為必學(xué)內(nèi)容，體現(xiàn)了新時代的要求，是現(xiàn)代科技發(fā)展牽動教育的必然走向。

科學(xué)素養(yǎng)是什么？科學(xué)素養(yǎng)是人們能夠認識自然和應(yīng)用自然規(guī)律的特質(zhì)。它包括知識、技能、科學(xué)方法和品德。首先，知識是由許多基本概念、基本原理、基本規(guī)律組成的，是人類世代積累和傳遞下來的寶貴財產(chǎn)，在科學(xué)素養(yǎng)中起著基礎(chǔ)和核心作用，沒有科學(xué)知識就根本不可能有科學(xué)實踐。其次，技能是構(gòu)成科學(xué)素養(yǎng)的第二要素，包括觀察、實驗、思維和創(chuàng)新等因素。科學(xué)研究是在一定的科學(xué)知識和技能的基礎(chǔ)上形成和發(fā)展起來的。再次，科學(xué)方法是人們認識自然的方法，主要包括數(shù)學(xué)方法和邏輯方法。我們在教學(xué)實踐中應(yīng)當(dāng)重視對學(xué)生進行科學(xué)方法的培養(yǎng)。最后，品德是一種非智力因素，主要包括興趣、情感、意志、作風(fēng)等。所以科學(xué)素養(yǎng)是人們在學(xué)習(xí)和應(yīng)用科學(xué)知識的過程中表現(xiàn)出來的內(nèi)稟特質(zhì)。

我結(jié)合在高中生物教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生進行研究性學(xué)習(xí)的具體實踐活動，談?wù)勅绾卧谘芯啃詫W(xué)習(xí)中提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。

一、研究性學(xué)習(xí)題目的選擇

“提出一個問題比解決一個問題更重要”。研究性課題其實是從學(xué)生提出的問題中提煉而來的，可以提高學(xué)生的研究熱情。我校生物組依據(jù)學(xué)生的問題和興趣，提供多個課題讓學(xué)生進行選擇，我主要負責(zé)“人與自然”這一課題。學(xué)生先確定了這個大課題后，繼續(xù)討論確定了很多小課題，例如同學(xué)們談到學(xué)校門前的“潞橫河”污染嚴重。據(jù)了解，當(dāng)?shù)卣啻螌υ摵舆M行治理，可是，現(xiàn)在亂扔、亂倒的現(xiàn)象仍然存在。同學(xué)們就想通過“潞橫河水污染的調(diào)查”的研究，深入了解環(huán)境保護的重要性，并對目前存在的問題，提出一些好的措施。出于這樣的目的，同學(xué)們決定針對潞橫河的水污染情況展開調(diào)查，從而得到了小課題“潞橫河水污染的調(diào)查”。以下都以這個小課題為例。

二、研究前的準備工作

1.知識準備階段

教師利用一節(jié)課時間，開設(shè)有關(guān)講座，讓學(xué)生了解一些課題理論、研究性學(xué)習(xí)的特征和方法等。

2.組建課題組準備

在學(xué)生自主選擇課題、自愿報名的前提下，分成若干研究小組，確定組長，明確分工，使每個學(xué)生都能真正參與，能在自主探索、合作交流中展示自己的所長，體現(xiàn)自身價值，使學(xué)生樹立參與研究性活動的自信和興趣，保證活動的可持續(xù)發(fā)展。

3.確定課題

課題組選題，填寫《申報表》，并由指導(dǎo)老師評定。

4.課題論證

由課題組在全班陳述本組的研究內(nèi)容和初步的研究計劃，其他小組和指導(dǎo)老師給出好的建議，并對研究內(nèi)容和方案進行評價，以保證課題研究工作的順利進行，提高研究質(zhì)量。

（1）初步論證：課題組在填寫《申報表》時，在組內(nèi)已作初步論證，那時主要考慮的是該課題是否有研究價值及研究的可行性。

（2）課題組論證：論證主要圍繞研究內(nèi)容、研究方法、研究步驟、條件分析和任務(wù)分工等問題進行。

（3）班級論證：通過以班級（臨時班級）為單位舉行課題論證交流會，聽取指導(dǎo)老師和其他小組的意見，修正原有方案，確保研究質(zhì)量，并為制訂“課題研究計劃”做準備。

（4）指導(dǎo)老師論證：指導(dǎo)老師通過文字材料和開題報告會，對課題做出評價。

三、研究性學(xué)習(xí)的具體實施

1.前期調(diào)查階段

同學(xué)們通過上網(wǎng)、到圖書館查閱資料等方法，初步了解各地河道污染的一般來源及河道治理的方法，為以后的研究工作打下基礎(chǔ)。

2.實驗研究階段

實驗組的同學(xué)首先到潞橫河取河水。學(xué)生找來小桶，利用上體育課時用的繩子自己制作了簡易取水裝置，選好地點，進行取水。

在檢測河水的污染程度時，我們通過上網(wǎng)查詢資料，結(jié)合當(dāng)?shù)氐闹参锓N類，決定利用吊蘭的培養(yǎng)檢測。

同學(xué)們選用3個干凈、等大的燒杯。1號燒杯注入一定量的河水，2號燒杯注入等量的自來水，3號燒杯注入等量的已知有害污水。有同學(xué)認為，香煙既然含有很多對人體有害的物質(zhì)，那么它的浸出液，同樣不會使種子萌發(fā)，所以還設(shè)置了一組等量的香煙浸出液。他們結(jié)合實驗設(shè)計原則設(shè)置3組實驗做對照，通過一段時間后，觀察3棵吊蘭的生長情況，判斷河水的污染程度。但是同學(xué)們擔(dān)心通過培養(yǎng)吊蘭需要較長時間，這樣將會影響到其他小組的研究進程。所以，同學(xué)們又想到另外做了一組實驗，利用不同水質(zhì)的水培養(yǎng)種子，通過觀察種子的萌發(fā)情況，推測河水的污染情況。于是同學(xué)們?nèi)×?個潔凈的等大燒杯，在每個燒杯的底部墊上2層濾紙，然后在每個燒杯中均勻地放入30粒完好的青菜種子。然后1號燒杯每天灑入適量河水，2號燒杯每天灑入等量自來水，3號燒杯灑入等量已知有害污水，4號燒杯灑入等量香煙浸出液。為什么同學(xué)們會想到用香煙浸出液呢，他們原本認為，香煙既然含有很多對人體有害的物質(zhì)，那么它的浸出液，同樣不會使種子萌發(fā)。一段時間后，觀察現(xiàn)象，同學(xué)們觀察到1號燒杯的種子萌發(fā)情況沒有2號好。1號和3號情況差不多，但是我們發(fā)現(xiàn)4號燒杯比2號萌發(fā)的居然要好。針對這一現(xiàn)象，實驗組的同學(xué)和資料收集、整理組的同學(xué)一起查詢資料，最后發(fā)現(xiàn)，其實香煙中同樣含有很多對種子萌發(fā)有利的營養(yǎng)元素，比如：N、P、K等。而且只有它的濃度達到一定量時，才會對人體、對種子造成不利的影響。實驗組的同學(xué)繼續(xù)深入觀察，每天利用中午午休課時間，到生物探究實驗室，對吊蘭和種子的生長情況進行調(diào)查和記錄，為其他組的研究提供了寶貴依據(jù)。通過實驗，我們發(fā)現(xiàn)，潞橫河的河水的污染情況非常嚴重，已經(jīng)對植物的生長造成了不利影響。

針對實驗組同學(xué)的實驗結(jié)果，調(diào)查組的同學(xué)開始準備對潞橫河周邊的居民展開調(diào)查，了解河水的污染情況。

3.實地考察階段和調(diào)查階段

同學(xué)們先接受安全教育，準備好外出所需的備用品，做好資料的收集工作，明確實地考察的目的和任務(wù)。然后深入現(xiàn)場，實地考察。通過我們切身觀察河道情況及周邊植物生長情況，以及調(diào)查河道周邊居民對河道情況的問卷調(diào)查，了解河道的污染情況及污染的原因。在調(diào)查過程中，同學(xué)們意識到在設(shè)計問題和請居民調(diào)查的溝通上仍存在很多不足之處。

4.資料匯總、總結(jié)階段

（1）資料收集、整理組的同學(xué)對課題研究過程進行記錄和整理，完成結(jié)題報告。

（2）針對各組的研究結(jié)果，學(xué)生進行心得交流，成功展示課題研究成果。

5.總結(jié)與評價階段

本課題組同學(xué)進行組內(nèi)自評、互評，并且與其他課題組的同學(xué)進行交流和接受老師的評價，從而使本組的研究結(jié)果更加完善，并且認識到本組在研究過程中存在的不足。

三、展示研究結(jié)果，產(chǎn)生激勵機制

我校專門舉辦了研究性成果展，展示各課題小組的研究成果，并進行了評比，同學(xué)們平時展示的機會不是太多，所以特別珍惜這樣的平臺，而且這樣做有利于激發(fā)他們學(xué)習(xí)的熱情，變苦學(xué)為樂學(xué)，也在無形中提升了他們的科學(xué)素養(yǎng)。在校評比中，“潞橫河水污染的調(diào)查”獲得了一等獎。他們展示的研究結(jié)果如下：

1.同學(xué)們研究發(fā)現(xiàn)

（1）水污染對植物的生長確實有很大影響，比如我們用污染的潞橫河的河水培育的植物長勢最差，而且發(fā)現(xiàn)根部有腐爛的趨勢。

（2）通過實驗我們發(fā)現(xiàn)潞橫河污染形勢非常嚴峻。

（3）我們發(fā)現(xiàn)其污染源來自生活污水，農(nóng)業(yè)農(nóng)藥、化肥污染、化工污染等。

（4）人們對潞橫河能早日恢復(fù)原貌寄予迫切的期望。

2.提出治理方案

方案一：

生活污水中含有大量有機營養(yǎng)物、氮、磷、鉀肥成分，這些物質(zhì)容易變質(zhì)、發(fā)臭，造成環(huán)境污染。

治理方法：采用放養(yǎng)貝、螺、魚等各種生物，利用生物吞吃各種有機營養(yǎng)物，達到治理生活污水的目的。據(jù)資料顯示，這種方法效果較好，而且具有投資少、設(shè)備費用低等好處。

方案二：

相關(guān)資料：一年前，南京市有關(guān)部門在內(nèi)秦淮河嘗試用生態(tài)治理水污染種植的4000多盆美人蕉、水屈菜、鳶尾、水竹等挺水植物和400多盆睡蓮等浮水植物，今夏生長茂盛。這些水生植物不僅能吸附水中氮、磷等富營養(yǎng)物質(zhì)，達到了凈化改善水質(zhì)的良好效果，而且五顏六色的植物猶如水上花園，成了一道靚麗景觀。在河道里栽花種草，不僅能美化環(huán)境，而且可治理河里的污水。

通過本次研究活動，我們可以看到同學(xué)們參與研究探索的熱情高漲，學(xué)會了用科學(xué)的研究方法去提出問題并想辦法解決問題，這在一定程度上提高了他們發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，從中也學(xué)會了和他人分享與合作，增強了社會實踐能力，學(xué)生收獲的這些就是科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]余清臣.研究性學(xué)習(xí).北京教育科學(xué)出版社，2003.06.

[2]劉婉華.聚焦研究性學(xué)習(xí)，從理論到實踐.廣州中山大學(xué)出版社.

[3]張勝.提高科學(xué)素養(yǎng).四川師范大學(xué)電子出版社，2011.12.