與學生一道作生物科學探索者

楊守菊

(山東省東營市教育科學研究院 257091)

科學教育的一個重要目標是培養具有科學素養的人。義務教育階段的生物學課程是科學教育的重要領域之一，以提高學生生物科學素養為主要目的。中學時期是學生學習科學知識、掌握科學方法、培養科學精神，樹立正確的人生觀和價值觀的一個重要時期。美國《國家科學教育課程標準》中提出：科學學科(理科)的教師，就是科學界派往課堂的代表。由此演繹，生物學教師也應是生物科學界在課堂上的代表。因此，站在學生發展的角度，站在生物學科責任的高度，在教學實踐中，教師應大膽嘗試，力求做到“凝視課標、平視教材、仰視學生、審視經驗”，讓科學探索成為生物課堂教學的主旋律，引領學生享受探索的魅力，和學生一道做科學探索者，著力提升生物科學素養。

1 凝視課標，明晰生物科學探索藍圖

課程標準體現國家意志，是教學的依據，是科學探究的藍圖，也是最基本的教學要求。作為學科教師，應該用集中精力、聚精會神的“眼光”，透徹領悟課程標準，才能使其不“走形”、不“變樣”，落實本真和內核。

例如，學習“生物進化的主要歷程”時，《義務教育生物學課程標準(2011年版)》(以下簡稱“課標”)上的“實例9 生物進化主要歷程拼圖游戲”所提供的“生物進化樹”是學生學習的主要材料。生物進化樹描繪了生物進化的歷程——從“樹根”到“樹梢”代表地質年代的延伸，“樹干”代表不同生物類群的共同祖先，“樹枝”代表相互關聯的各個生物類群的進化線索。在探討問題“生物進化的主要歷程是怎樣的”時，根據“生物進化樹”，所得出的結論是“因為營養方式的不同，原始生命進化為原始單細胞藻類和原始單細胞動物，然后在此基礎上不斷進化，最終形成了現在豐富多彩的動物和植物類群。”那么，細菌、藍藻等原核生物，身居何處？學生的困惑對“生物進化樹”的學習提出更高的要求。面對這種情況，應該采取怎樣的態度？課堂探討的焦點轉移到如何修正這個“小瑕疵”上。課后，學生紛紛查閱資料，在嚴謹求學的交流中，在智慧的互動碰撞中，師生一致商定，將“樹根”基部稍作延長，此處衍生出原核生物和真核生物，將細菌、真菌、病毒也列席其中，這樣“生物進化樹”更加枝繁葉茂了。這看似小小的完善，卻凝聚了師生對科學嚴謹精神的追尋。同時，完善后的“生物進化樹” 沒有 “生物” 缺席，貫通了前面的學習，梳理了生物次第進化的順序。 這樣的探索，不畏權威，不懼成見，真正體現了尊重科學、敬畏科學。

又如在學習要求上，明確課標是基本的學習要求，可以依據學生實際，力所能及地超越拔高。如課標對“概述生物進化的主要歷程”的活動建議為“利用自制的‘生物進化主要歷程’拼圖游戲板開展拼圖競賽。”其具體要求描述是：自制生物進化拼圖板，即在長方形紙板上畫進化樹，再分割成不同的形狀，剪成小圖塊。分小組參與拼圖競賽，比一比哪一小組配合得好，能迅速而準確地把進化樹重新拼合起來。筆者發現，拼圖游戲中，學生只是簡單動手，就能將進化樹分割出的小塊重新組合在一起，因為即使不知道生物進化歷程，只要相鄰的圖塊能“無縫隙”契合在一起，那就證明拼圖成功，其中缺乏對生物學科知識的理解與應用，難以展示學生的思維含量。教學實踐中，筆者對這一活動進行了“升級改造”：嘗試用硬紙板、白紙、鐵絲、膠水、彩筆等材料，設計制作生物進化樹模型并說明依據。小組間展示交流，評選出既科學又美觀的優秀作品。

這樣的“升級改造”收到了令人歡欣鼓舞的效果。一是所選用材料來自生活物品，豐富了教學資源；二是滿足了孩子“玩”的天性，學生們參與積極；三是設計進化樹的過程，正是對學科知識的再加工再深入的過程，思維含量大增，可謂“一箭三雕”。

2 平視教材，生成生物科學探索素材

“教材既是教師開展教學活動的基本素材，又是學生學習的主要材料。” 葉圣陶先生說“教材無非是個例子”。新課程背景下，生物學教學已不再把教材看作是教學的“圣經”和不可改變的“規條”，而把它看作是一種教學過程中重要的課程資源，需要加以創造性利用、可以加工改造的素材。新課程倡導創造性地和個性化地使用教材，這意味著師生成為“課程的創生者”，從“教教材”轉化為“用教材來教”。生物學教學中，教師應精心研讀教材，并結合當地實際和學生情況，創造性地對教材進行“二次開發”，以“平視”的心態，生成既有利于自己教學、又能滿足學生發展需要的科學探索的素材，更好地服務于教學。教師可以根據教學實際需要調整章節內容或者活動的先后順序，重新安排某些內容的順序，或適當更換教材的例子，達到教學“效益最大化”。

例如，在“細菌”一節中，教材安排了三個內容，依次是“細菌的發現”“細菌的形態和結構”和“細菌的生殖”。而課程標準對此部分內容的具體要求是“描述細菌的主要特征及其與人類生活的關系”，加之學生在小學科學課上已經對細菌有所了解，于是，教師可利用學生已有的知識儲備和生活經驗，直接進行細菌的形態、結構、生殖等的教學，這也是學生最為關注和感興趣的內容。這樣，本節的教學順序調整為“細菌的形態和結構”“細菌的生殖”和“細菌的發現”。 實踐證明，將“細菌的發現”放在最后，收到了良好的教學效果。因為，隨著對細菌的了解逐步深入之后，學生心中最為困惑的一個問題就是“細菌如此微小，又是怎樣被發現的呢？”自然而然，細菌的發現史會幫他們解開謎團。更為重要的是，在學習“細菌的發現”內容時，學生深深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，生物科學素養悄然植入學生心底。

3 仰視學生，尊重生物科學探索的主體

探究性學習是學生在好奇心驅使下，通過類似于科學家的科學探究活動的方式獲取科學知識，并在此過程中學會科學的方法、技能以及思維方式，形成科學觀點、樹立科學精神的一種十分豐富的學習活動。教師在生物學教學中，應提倡并踐行“仰視學生，尊重科學探索的主體”的理念，真正落實學生的主體地位，使整個課堂充滿生命活力，促進了學生生物科學素養和創造才能的發展。

首先，鼓勵學生多“思”。教學中，教師應鼓勵學生積極思考，樂于探究，并贊許學生在大膽質疑中所展現出的求知欲望和探索精神。例如，在“綠色植物的光合作用”一節教學中，當學習了綠色植物是通過光合作用制造有機物來獲得營養后，學生可能提出：是不是所有植物都可以進行光合作用？不同顏色的光對光合作用有怎樣的影響呢？等問題。在學習“莖的結構”時，提出：木本植物的莖逐年增粗是因為形成層的活動，那么，玉米、小麥植株長大后的莖也要比幼苗的莖粗得多，這是為什么？學習“白細胞有防御保護作用，人體發炎時，白細胞增多，能殺滅病菌”時，有學生問：白血病也是白細胞增多，為什么又有害呢？……為了求得正確答案，教師可要求學生查閱資料，討論交流，教師再加以引導、點撥，學生在循序漸進的“思”中錘煉自己，為探究能力的提高鋪設了一條“高速路”。

其次，支持并鼓勵學生多“做”。生物學教學中，教師應支持學生動手實踐。例如，學習“探究種子萌發的條件”時，引導學生用生活中常見的物品，如水杯、過濾網、鐵絲等制作 “種子萌發條件綜合實驗裝置”，巧妙地用一套裝置代替原來教材中的三套裝置，使實驗變得簡單、易于操作。相信學生有著無窮的潛力，信任學生的創造力，從而成就學生的智慧。

4 審視經驗，用實證奠定科學探索基石

對每一生命現象的研究都要經過大量的實驗，充分的論證才能得出結論。“以實證為判別尺度”是科學的基本特點之一。實證，即實際的證明，確鑿的驗證。實證精神是一種客觀的態度，在思考和研究中盡力地排除主觀因素的影響，盡可能精確地揭示出事物的本來面目。生物學教學中，教師應注重向學生傳遞“審視經驗，用實證奠定科學基石”的科學觀念，培養學生嚴謹的科學態度和實證精神。

一是在探究活動中修正經驗，體驗實證精神。在生物學教學中，教師應重視指導學生收集資料、尋找證據、檢驗假設……通過實證，修正已有經驗，用事實證明自己的觀點。例如，在探究“種子萌發的外界條件”時，引導學生根據自己的生活經驗，對其進行大膽猜測。有學生說：植物長在土壤里，土壤應該是種子萌發的條件；有的說：活細胞都要進行呼吸作用，空氣應該是萌發的條件；有的說植物生活需要水，水自然也應該是萌發條件之一；有的說：萬物生長靠太陽，種子萌發也需要光……但到底誰的猜測是正確的？一時間爭議聲此起披伏。最終解決方案是學生以小組為單位對各條件進行了實驗探究，在事實面前，種子萌發的條件“不爭自明”，從而修正了“前科學概念”。

二是在生物學史中審視經驗，感悟實證精神。在生物學教學中融合科學史實，有助于學生養成批判質疑、客觀實證的科學精神。例如，學習“光合作用的原料”這一內容時，教師問：“植物種于土壤，能不斷地生長。植物為什么會生長呢？你怎樣猜測？”學生推測“植物種在土壤，植物的生長當然來源于土壤。”教師介紹：“公元前3世紀，古希臘學者亞里士多德認為，小小的種子之所以能夠長成參天大樹，完全依靠于土壤。果真是來自土壤嗎？來看17世紀，比利時科學家范·海爾蒙特的實驗……”“如果亞里士多德的結論是正確的，你推測一下，5年后柳樹增加的重量與土壤減少的重量是怎樣的關系？” 學生推測后，展示海爾蒙特的實驗結果：柳樹重量增加了80多千克，而土壤的質量減少了不到100克。“根據這一事實，海爾蒙特會提出什么觀點？據你了解該結論完全正確嗎？……”在對光合作用原料的探究中，運用生物學史重現生物學成果產生發展的情境，可使學生感悟到科學精神也是實事求是的精神——“實踐是檢驗真理的唯一標準”。