培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)素養(yǎng)的幾點嘗試

顏禮春

在《生物課程標(biāo)準(zhǔn)》中將提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)作為新課程的主要目的和基本理念，并明確提出：“生物科學(xué)素養(yǎng)是指參加社會生活、經(jīng)濟活動、生產(chǎn)實踐和個人決策所需的生物科學(xué)概念和科學(xué)探究能力，包括理解科學(xué)、技術(shù)與社會的相互關(guān)系，理解科學(xué)的本質(zhì)以及形成科學(xué)的態(tài)度與價值觀?！北救送ㄟ^對《生物課程標(biāo)準(zhǔn)》的理解及平時的教學(xué)實踐，為培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)進行了以下幾方面的嘗試。

一、再現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度

科學(xué)是一個發(fā)展的過程，學(xué)習(xí)生物科學(xué)史能使學(xué)生沿著科學(xué)家探索的道路，理解科學(xué)的本質(zhì)。生物科學(xué)史既是人類科學(xué)發(fā)展的歷史，也是科學(xué)思想的進步史、科學(xué)方法的發(fā)展史，更是科學(xué)家百折不撓的奮斗史，其中蘊涵的教育意義重大而深遠。通過加強并深化科學(xué)史教學(xué)，既能使學(xué)生了解科學(xué)家百折不撓的精神和堅忍不拔的意志及實事求是的態(tài)度，又能使學(xué)生在潛移默化中樹立起正確的科學(xué)態(tài)度。

例如在“血糖平衡的調(diào)節(jié)”的教學(xué)中引入胰島素發(fā)現(xiàn)歷史。1920年，班廷正在準(zhǔn)備給醫(yī)學(xué)院學(xué)生講解糖代謝，他知道這與胰腺有關(guān)，但不知胰腺如何調(diào)節(jié)血糖?(明確問題)班廷在一本雜志中了解到：“在膽石形成中，如果阻塞胰腺通向十二指腸的導(dǎo)管，就有可能引起胰腺萎縮”。(收集材料)于是他設(shè)想：“結(jié)扎狗的胰導(dǎo)管，待其腺泡萎縮只剩下胰島后，分離其內(nèi)分泌物質(zhì)，應(yīng)該可以治療糖尿病?！?形成假設(shè))班廷到多倫多大學(xué)麥克勞德的實驗室和兩名四年級學(xué)生一起實驗。實驗開始進行得很不順利，經(jīng)歷了一次又一次的失敗，班廷在物質(zhì)和精神的雙重壓力下幾乎喘不過氣來，他生活清苦，實驗費用一度缺乏，已訂婚的女友也與其分手。但這一切沒有動搖他攻克胰島素的信心，在做10只糖尿病狗的實驗中，共注射了75次以上的提取液，收到了降低血糖、尿糖的效果，實驗終于取得了成功。(驗證假設(shè))

在這個案例中，展示了科學(xué)探究的過程：存在疑問并明確問題—形成假設(shè)并尋找科研的理論依據(jù)－設(shè)計實驗驗證段設(shè)－得出結(jié)論并推廣應(yīng)用。胰島素的發(fā)現(xiàn)過程，不僅記載著生命科學(xué)知識的形成過程，而且蘊涵著科學(xué)家的創(chuàng)造思維方式和靈活多樣的科學(xué)方法，體現(xiàn)了科學(xué)家尊重事實、服從真理和實事求是的科學(xué)態(tài)度，以及勇于創(chuàng)新、善于合作、無私奉獻和百折不撓的科學(xué)精神。因此，在高中生物學(xué)教學(xué)中注重科學(xué)史的學(xué)習(xí)，再現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程，必將對培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)產(chǎn)生深遠的影響。

二、運用探究式教學(xué)，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)研究方法

提高生物學(xué)科學(xué)素養(yǎng)的教學(xué)途徑多種多樣，但探究性學(xué)習(xí)是最好的教學(xué)策略和教學(xué)方式之一，所以在普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)中把“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”作為基本的課程理念提出。

中學(xué)生物是以實驗為基礎(chǔ)對大量生物事實、生物現(xiàn)象進行科學(xué)探究和概括的一門自然學(xué)科，生物實驗和理性思維是學(xué)習(xí)生物的兩個最基本的方法。從探究教學(xué)的實施程序來看，大體包括以下過程：明確問題一發(fā)現(xiàn)并明確提出要探究的問題；收集材料——通過實驗、觀察、調(diào)查、查閱文獻等方法收集有價值的科學(xué)證據(jù)；形成假設(shè)——根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗，提出假設(shè)和猜想；驗證假設(shè)——對所有收集的證據(jù)進行綜合處理，對問題作出科學(xué)的理解；交流評價——交流自己的探究結(jié)果，對結(jié)論進行合理性評價。讓學(xué)生體驗這樣一個過程，不僅訓(xùn)練了學(xué)生的科學(xué)研究方法，同時也提升了其生物素養(yǎng)。

例如“能量之源——光與光合作用”一課，在學(xué)習(xí)了普利斯特利和薩克斯的實驗的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生進一步就光合作用中光的影響(如光的波長、光的強度、光照時間等)設(shè)計實驗進行探究。教師首先引導(dǎo)學(xué)生進行討論，明確問題的實質(zhì)，然后分小組設(shè)計實驗(教師提供一定的實驗器材)，進行實驗探究，對實驗現(xiàn)象進行細致觀察和記錄，再交流討論得出結(jié)論，完成實驗報告。而“人和高等動物生命活動的調(diào)節(jié)”一課，可組織學(xué)生進行“甲狀腺激素對蝌蚪發(fā)育的影響”的探究，要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識，自己設(shè)計實驗研究方案，并預(yù)測實驗結(jié)果，提醒學(xué)生定期觀察小蝌蚪的外形變化，如四肢等，以及各種變態(tài)發(fā)育所需要的時間，實驗完成后寫出實驗報告。

學(xué)生在實驗中獲得感知，再對實驗現(xiàn)象進行分析、比較、概括，進行思維加工，總結(jié)得出結(jié)論，通過交流，能使學(xué)生感覺自己也能像科學(xué)家“搞科研”一樣“發(fā)現(xiàn)”科學(xué)規(guī)律，從而獲得巨大的成就感。教師在此過程中主要是指導(dǎo)學(xué)生進行實驗、提出注意事項、提醒記錄數(shù)據(jù)等，保證學(xué)生實驗過程的順利進行，使學(xué)生在“做科學(xué)”中自覺、主動地叩開知識大門，向著未知領(lǐng)域不斷前進，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的方法和獨立操作的能力。

三、創(chuàng)設(shè)生物學(xué)情境，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維

思維能力是人的各種能力的核心，而創(chuàng)造性思維又是思維的最高形式，所以創(chuàng)造性思維能力是最高層次的能力。培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，要充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，其中教師的重要任務(wù)之一就是要善于創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維。

問題情境的創(chuàng)設(shè)有多種途徑，可以結(jié)合生活中的生物事實(來自個人的體驗或當(dāng)前社會發(fā)生的各種事件及問題)和利用生物實驗中的現(xiàn)象來創(chuàng)設(shè)，更可以讓學(xué)生到大自然中通過親身感受、實地觀察而發(fā)現(xiàn)問題。

例如某媒體報道安徽省某農(nóng)民買了600頭豬研究沼氣發(fā)電。禽畜糞厭氧處理的沼氣比酒糟液、城市垃圾和污水發(fā)酵處理的沼氣更適合發(fā)電，這樣既環(huán)保又節(jié)能。將柴油機進行改裝，用沼氣代替柴油進行發(fā)電。隨著村民開始大量用電，600頭豬每天產(chǎn)生的糞便根本就不夠滿足沼氣發(fā)電。這時他開始向農(nóng)民收購豬糞便，發(fā)酵后剩下的沼渣沼液以同樣的價格賣給附近的蔬菜種植大戶，而且用這個沼渣種的蔬菜，不會生蟲，不會焦灰，產(chǎn)量還高，還不容易生病。

利用上述背景材料，可以引導(dǎo)學(xué)生提煉出各種生物學(xué)問題，如：(1)禽畜糞厭氧處理的沼氣為什么比酒糟液、城市垃圾沼氣更適合發(fā)電?為什么既環(huán)保又節(jié)能?(2)沼氣為什么可以代替柴油進行發(fā)電?(3)沼渣沼液為什么也能賣出與糞便相同的價格?(4)用這個沼渣種的蔬菜，為什么不易生蟲、不易焦灰?為什么產(chǎn)量還高?(5)該工程主要運用了哪些生態(tài)工程的基本原理?(6)該工程的結(jié)構(gòu)和功能有哪些特點?等等。

通過這種學(xué)生提煉問題的形式開展教學(xué)，不僅活躍了課堂教學(xué)的氛圍，還能使學(xué)生真正體會到生物學(xué)是大有用武之地的，認識到遵循自然規(guī)律可以做到產(chǎn)品－原材料－產(chǎn)品的循環(huán)，從而在不知不覺中落實了教學(xué)任務(wù)又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

四、利用各種課程資源，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)

課程資源是指形成課程的要素來源以及實施課程的必要而直接的條件，它大致可以分為校內(nèi)課程資源和學(xué)生家庭、當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)等校外課程資源，既包括教材、教具、儀器設(shè)備等有形的物質(zhì)資源，也包括學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗、家長和社會的支持態(tài)度與能力等無形的資源。

充分有效的使用各種課程資源，既是完成《生物課程標(biāo)準(zhǔn)》所規(guī)定的生物學(xué)課堂教學(xué)、實驗教學(xué)以及生物學(xué)科技活動等教學(xué)活動的有效保證，同時也對培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)起著重要的作用。

例如，要充分開發(fā)與利用生物學(xué)新教材資源；開放生物實驗室、生物實驗園，為學(xué)生的科學(xué)探究創(chuàng)造條件，讓學(xué)生隨時熟悉生物實驗室、生物實驗園中的有關(guān)儀器和生物材料，讓學(xué)生參與到實驗室、實驗園的日常管理中來，以便學(xué)生選擇自己感興趣的課題、適當(dāng)?shù)姆椒ê筒牧蟻磉M行科學(xué)探究；將信息技術(shù)引入生物實驗室、實驗園，逐步讓學(xué)生通過計算機處理實驗數(shù)據(jù)、分析實驗結(jié)果，也可以讓學(xué)生在網(wǎng)上模擬生物學(xué)實驗和實踐過程，在生物學(xué)實驗和實踐中接觸現(xiàn)代科技，豐富生物實驗室、實驗園課程資源的內(nèi)容，等等。