在研究性學習中提升學生的科學素養

周玉華

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

關鍵詞： 研究性學習 科學素養 高中教學

研究性學習以培養“創新意識與實踐能力”為核心的教學目標而被國家教育部提出，主要以學生的自主性、探索性學習為基礎，以個人或小組合作方式進行，通過親身實踐獲取直接經驗，形成科學精神和科學態度，掌握基本的科學方法，提高綜合運用所學知識解決實際問題的能力。當今時代是創新的時代，在高中課程內容中增加研究性課題，并將其作為必學內容，體現了新時代的要求，是現代科技發展牽動教育的必然走向。

科學素養是什么？科學素養是人們能夠認識自然和應用自然規律的特質。它包括知識、技能、科學方法和品德。首先，知識是由許多基本概念、基本原理、基本規律組成的，是人類世代積累和傳遞下來的寶貴財產，在科學素養中起著基礎和核心作用，沒有科學知識就根本不可能有科學實踐。其次，技能是構成科學素養的第二要素，包括觀察、實驗、思維和創新等因素。科學研究是在一定的科學知識和技能的基礎上形成和發展起來的。再次，科學方法是人們認識自然的方法，主要包括數學方法和邏輯方法。我們在教學實踐中應當重視對學生進行科學方法的培養。最后，品德是一種非智力因素，主要包括興趣、情感、意志、作風等。所以科學素養是人們在學習和應用科學知識的過程中表現出來的內稟特質。

我結合在高中生物教學中指導學生進行研究性學習的具體實踐活動，談談如何在研究性學習中提高學生科學素養。

一、研究性學習題目的選擇

“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生提出的問題中提煉而來的，可以提高學生的研究熱情。我校生物組依據學生的問題和興趣，提供多個課題讓學生進行選擇，我主要負責“人與自然”這一課題。學生先確定了這個大課題后，繼續討論確定了很多小課題，例如同學們談到學校門前的“潞橫河”污染嚴重。據了解，當地政府曾多次對該河進行治理，可是，現在亂扔、亂倒的現象仍然存在。同學們就想通過“潞橫河水污染的調查”的研究，深入了解環境保護的重要性，并對目前存在的問題，提出一些好的措施。出于這樣的目的，同學們決定針對潞橫河的水污染情況展開調查，從而得到了小課題“潞橫河水污染的調查”。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

教師利用一節課時間，開設有關講座，讓學生了解一些課題理論、研究性學習的特征和方法等。

2.組建課題組準備

在學生自主選擇課題、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，體現自身價值，使學生樹立參與研究性活動的自信和興趣，保證活動的可持續發展。

3.確定課題

課題組選題，填寫《申報表》，并由指導老師評定。

4.課題論證

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

（1）初步論證：課題組在填寫《申報表》時，在組內已作初步論證，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容、研究方法、研究步驟、條件分析和任務分工等問題進行。

（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，聽取指導老師和其他小組的意見，修正原有方案，確保研究質量，并為制訂“課題研究計劃”做準備。

（4）指導老師論證：指導老師通過文字材料和開題報告會，對課題做出評價。

三、研究性學習的具體實施

1.前期調查階段

同學們通過上網、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。

2.實驗研究階段

實驗組的同學首先到潞橫河取河水。學生找來小桶，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，我們通過上網查詢資料，結合當地的植物種類，決定利用吊蘭的培養檢測。

同學們選用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。有同學認為，香煙既然含有很多對人體有害的物質，那么它的浸出液，同樣不會使種子萌發，所以還設置了一組等量的香煙浸出液。他們結合實驗設計原則設置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。但是同學們擔心通過培養吊蘭需要較長時間，這樣將會影響到其他小組的研究進程。所以，同學們又想到另外做了一組實驗，利用不同水質的水培養種子，通過觀察種子的萌發情況，推測河水的污染情況。于是同學們取了4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，那么它的浸出液，同樣不會使種子萌發。一段時間后，觀察現象，同學們觀察到1號燒杯的種子萌發情況沒有2號好。1號和3號情況差不多，但是我們發現4號燒杯比2號萌發的居然要好。針對這一現象，實驗組的同學和資料收集、整理組的同學一起查詢資料，最后發現，其實香煙中同樣含有很多對種子萌發有利的營養元素，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。實驗組的同學繼續深入觀察，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查和記錄，為其他組的研究提供了寶貴依據。通過實驗，我們發現，潞橫河的河水的污染情況非常嚴重，已經對植物的生長造成了不利影響。

針對實驗組同學的實驗結果，調查組的同學開始準備對潞橫河周邊的居民展開調查，了解河水的污染情況。

3.實地考察階段和調查階段

同學們先接受安全教育，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。然后深入現場，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，以及調查河道周邊居民對河道情況的問卷調查，了解河道的污染情況及污染的原因。在調查過程中，同學們意識到在設計問題和請居民調查的溝通上仍存在很多不足之處。

4.資料匯總、總結階段

（1）資料收集、整理組的同學對課題研究過程進行記錄和整理，完成結題報告。

（2）針對各組的研究結果，學生進行心得交流，成功展示課題研究成果。

5.總結與評價階段

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

三、展示研究結果，產生激勵機制

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他們學習的熱情，變苦學為樂學，也在無形中提升了他們的科學素養。在校評比中，“潞橫河水污染的調查”獲得了一等獎。他們展示的研究結果如下：

1.同學們研究發現

（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，而且發現根部有腐爛的趨勢。

（2）通過實驗我們發現潞橫河污染形勢非常嚴峻。

（3）我們發現其污染源來自生活污水，農業農藥、化肥污染、化工污染等。

（4）人們對潞橫河能早日恢復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物、氮、磷、鉀肥成分，這些物質容易變質、發臭，造成環境污染。

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

方案二：

相關資料：一年前，南京市有關部門在內秦淮河嘗試用生態治理水污染種植的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、磷等富營養物質，達到了凈化改善水質的良好效果，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，我們可以看到同學們參與研究探索的熱情高漲，學會了用科學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現問題和解決問題的能力，從中也學會了和他人分享與合作，增強了社會實踐能力，學生收獲的這些就是科學素養。

參考文獻：

[1]余清臣.研究性學習.北京教育科學出版社，2003.06.

[2]劉婉華.聚焦研究性學習，從理論到實踐.廣州中山大學出版社.

[3]張勝.提高科學素養.四川師范大學電子出版社，2011.12.