培養(yǎng)學(xué)生動手能力與科學(xué)素養(yǎng)的初步探索

摘要：培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是一個系統(tǒng)工程，方法有很多，其中一種高效的方法是提高學(xué)生的動手能力。本文以高中生物教學(xué)為例，淺談在實驗、搜集處理信息、制作教具、繪制思維導(dǎo)圖等方面來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：科學(xué)素養(yǎng)；實驗；搜集處理信息；教具；動手能力

中圖分類號：G633.91文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1992-7711（2021）01-0050

生物學(xué)作為一門自然科學(xué)，注重學(xué)生的科學(xué)探究精神，而機械性地記住知識是不行的，這阻礙了學(xué)生創(chuàng)造性思維、科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。因此需要教師發(fā)揮智慧，通過精心設(shè)計教學(xué)過程，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。以下是筆者以高中生物教學(xué)為例談如何通過培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，進而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的一些淺見。

一、積極開展動手實驗，加強科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)

高中生物課程內(nèi)容中含有許多實驗探究活動，這些活動不僅可以讓學(xué)生更好地掌握科學(xué)知識，更重要的是在探究過程中可以激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究興趣，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的探究方法以及科學(xué)精神。但從目前情況來看，很多學(xué)校特別是不發(fā)達城市的學(xué)校，對于生物實驗教學(xué)過程不重視，很少甚至不開展實驗教學(xué)，取而代之的是教師的講解，這對于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)是極為不利的，所以在教學(xué)中教師要發(fā)揮主觀能動性，將實驗中的精髓進行挖掘，通過設(shè)計簡單的實驗達到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的水平。比如，在人教版高中生物選修一專題5課題1“DNA的粗提取與鑒定”一節(jié)中，利用瓊脂糖凝膠電泳裝置對DNA進行鑒定實驗，實驗器材昂貴，但教師可以利用身邊的材料進行創(chuàng)新性改造。如劉老師帶領(lǐng)學(xué)生自制了凝膠電泳裝置和凝膠顯影裝置：取外賣飯盒作電泳槽，在兩端貼上鋁箔，用小塑料盒作制膠板，取硬紙板裁剪成梳子，串聯(lián)電池充當(dāng)電源，電源兩極接到鋁箔，便制成凝膠電泳裝置，材料廉價且易得，成本不超過10元。不透光的大塑料外盒，在內(nèi)部安裝并接通固定波長的紫外燈燈管，外接攝像頭進行實時監(jiān)控凝膠成像的情況，這樣便制得了凝膠顯影裝置。因此，學(xué)生便可以利用這些裝置動手實驗，加強科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)。

此外，對于一些驗證性實驗，教師可以運用自己的才智對實驗進行改進或創(chuàng)新設(shè)計，將驗證性實驗轉(zhuǎn)換成探究性實驗，比如在細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸效率關(guān)系的實驗中，可以將實驗中的氫氧化鈉溶液用紅墨水代替，將不同大小含有酚酞的瓊脂塊換成不同大小的蘿卜塊，這樣實驗材料變得容易獲取，學(xué)生在家也可以操作。而對自己動手得到的實驗結(jié)果，學(xué)生更樂意去分析，這樣的過程提升了學(xué)生的科學(xué)思維。而且由于教材中實驗試劑用到了氫氧化鈉強堿溶液，存在一定的風(fēng)險，但經(jīng)過實驗創(chuàng)新后，可以在一定程度上避免危險的發(fā)生，一舉多得。

二、通過動手搜集有關(guān)知識信息，提高科學(xué)素養(yǎng)

在信息網(wǎng)絡(luò)時代，人們獲取各種信息變得越來越方便，從大量的信息中獲取自己所需，并且能夠?qū)π畔⑦M行歸納處理也成為當(dāng)代高中生的一種能力。而新課標(biāo)在一定程度上就要求培養(yǎng)學(xué)生收集、處理信息的能力。因此，教師在基于教材進行教學(xué)的過程中要適當(dāng)更新信息，將課上的知識運用于生活中，培養(yǎng)學(xué)生活學(xué)活用、學(xué)以致用的能力。信息的收集可以交給學(xué)生去處理，比如在“血糖平衡調(diào)節(jié)”的教學(xué)中，教師可以事先布置學(xué)生以小組為單位通過網(wǎng)絡(luò)、圖書館等途徑查閱有關(guān)血糖正常范圍和糖尿病患者“三多一少”癥狀的原因分析的任務(wù)。學(xué)生在完成該任務(wù)的過程中，不僅培養(yǎng)了收集、處理信息的能力，而且在處理信息的過程中潛移默化地認(rèn)識到糖尿病的危害，在一定程度上進行自我教育，加強飲食管理和體育運動。另外，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生向身邊的人普及科學(xué)知識，培養(yǎng)社會責(zé)任，提高科學(xué)素養(yǎng)。又如在學(xué)習(xí)“興奮在神經(jīng)元之間的傳遞”中，教師可以設(shè)計問題串，引導(dǎo)學(xué)生動手搜集有關(guān)毒品危害的信息，使學(xué)生在信息處理中不斷思考，提高科學(xué)探究能力，自覺認(rèn)識到毒品的危害，遠(yuǎn)而避之，樹立社會責(zé)任感，提升生物學(xué)核心素養(yǎng)。

三、通過動手制作教具，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)

教學(xué)中調(diào)動學(xué)生的多種感官參與能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，而制作教具是一種提高動手能力、提高認(rèn)識對象的方法，學(xué)生從課本中獲得的間接經(jīng)驗在頭腦中的存留時間不如親手制作獲得的直接經(jīng)驗長。高中生物教學(xué)中有一個重要的實驗技能就是制作模型教具。通過教具的制作，學(xué)生對認(rèn)識對象的鮮明特征能夠把握得更加牢固，同時在制作過程中培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力、創(chuàng)造能力。例如學(xué)生在制作DNA雙螺旋模型過程中就會暴露出一些知識問題，比如堿基互補配對、磷酸二酯鍵的連接方式等。

大多數(shù)的自制教具不是簡單的仿照，需要制作者對知識點有一定的認(rèn)識后，再經(jīng)過自己的思考、創(chuàng)新、構(gòu)思、設(shè)計、創(chuàng)造出來，是一種創(chuàng)造性活動。如“興奮在神經(jīng)元之間的傳遞”教學(xué)中，教師可以組織學(xué)生設(shè)計并制作突觸結(jié)構(gòu)模型。學(xué)生憑借自己腦海中對突觸結(jié)構(gòu)的認(rèn)識進行教具再現(xiàn)，再在課堂上與同學(xué)分享教具成果和制作心得，反饋自己對科學(xué)知識的理解與掌握程度。對于優(yōu)秀教具，教師可以大力表揚并充分利用，組織學(xué)生利用教具進行興奮在突觸結(jié)構(gòu)中傳遞的學(xué)習(xí)，鼓舞學(xué)生的創(chuàng)新精神。

四、繪制思維導(dǎo)圖手抄報，提高科學(xué)學(xué)習(xí)效率

學(xué)科知識體系對于學(xué)生系統(tǒng)地掌握知識具有宏觀作用，而繪制章節(jié)思維導(dǎo)圖是學(xué)生構(gòu)建知識體系的一個可行途徑。思維導(dǎo)圖利用其鮮艷的圖畫和簡短的線條將知識點串聯(lián)起來，從而創(chuàng)建知識網(wǎng)絡(luò)，有效地調(diào)動大腦的各個區(qū)域。同時，利用思維導(dǎo)圖做筆記還可以節(jié)省時間，提高學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)效率。教師讓學(xué)生按照自己喜歡的風(fēng)格和方式畫出思維導(dǎo)圖，以加強對知識點前后邏輯關(guān)系的認(rèn)識，提高動手能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。

總之，科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)是一個系統(tǒng)工程，并不是一朝一夕可以促成的事情，需要教師有方法、有計劃、有針對性地提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。以上是筆者以高中生物為例對如何通過提高學(xué)生的動手能力來培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的一些看法，希望能夠起到拋磚引玉的作用。

參考文獻：

[1]張偉.注重生物實驗教學(xué)，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)[J].考試周刊，2016（78）：135-135.

作者簡介：丘霞，廣東省廣州市培英中學(xué)，初級教師

（作者單位：廣東省廣州市培英中學(xué)510000）