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(jìn)行研究性學(xué)習(xí)已成為教改的主流之一，勢(shì)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(zhǔn)備工作。三是研究性學(xué)習(xí)的具體實(shí)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(lì)機(jī)制。學(xué)生在每個(gè)步驟的具體實(shí)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(shí)與實(shí)踐能力”為核心的教學(xué)目標(biāo)而被國(guó)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(gè)人或小組合作方式進(jìn)行，通過(guò)親身實(shí)踐獲取直接經(jīng)驗(yàn)，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(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。當(dāng)今時(shí)代是創(chuàng)新的時(shí)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(shí)代的要求，是現(xiàn)代科技發(fā)展?fàn)縿?dòng)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(rèn)識(shí)自然和應(yīng)用自然規(guī)律的特質(zhì)。它包括知識(shí)、技能、科學(xué)方法和品德。首先，知識(shí)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(lái)的寶貴財(cái)產(chǎn)，在科學(xué)素養(yǎng)中起著基礎(chǔ)和核心作用，沒(méi)有科學(xué)知識(shí)就根本不可能有科學(xué)實(shí)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(shí)驗(yàn)、思維和創(chuàng)新等因素?？茖W(xué)研究是在一定的科學(xué)知識(shí)和技能的基礎(chǔ)上形成和發(fā)展起來(lái)的。再次，科學(xué)方法是人們認(rèn)識(shí)自然的方法，主要包括數(shù)學(xué)方法和邏輯方法。我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)重視對(duì)學(xué)生進(jìn)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?cè)趯W(xué)習(xí)和應(yīng)用科學(xué)知識(shí)的過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)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(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的具體實(shí)踐活動(dòng)，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(gè)問(wèn)題比解決一個(gè)問(wèn)題更重要”。研究性課題其實(shí)是從學(xué)生提出的問(wèn)題中提煉而來(lái)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(wèn)題和興趣，提供多個(gè)課題讓學(xué)生進(jìn)行選擇，我主要負(fù)責(zé)“人與自然”這一課題。學(xué)生先確定了這個(gè)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(yán)重。據(jù)了解，當(dāng)?shù)卣啻螌?duì)該河進(jìn)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(guò)“潞橫河水污染的調(diào)查”的研究，深入了解環(huán)境保護(hù)的重要性，并對(duì)目前存在的問(wèn)題，提出一些好的措施。出于這樣的目的，同學(xué)們決定針對(duì)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(gè)小課題為例。

二、研究前的準(zhǔn)備工作

1.知識(shí)準(zhǔn)備階段

教師利用一節(jié)課時(shí)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(zhǔn)備

在學(xué)生自主選擇課題、自愿報(bào)名的前提下，分成若干研究小組，確定組長(zhǎng)，明確分工，使每個(gè)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(zhǎng)，體現(xiàn)自身價(jià)值，使學(xué)生樹立參與研究性活動(dòng)的自信和興趣，保證活動(dòng)的可持續(xù)發(fā)展。

3.確定課題

課題組選題，填寫《申報(bào)表》，并由指導(dǎo)老師評(píng)定。

4.課題論證

由課題組在全班陳述本組的研究?jī)?nèi)容和初步的研究計(jì)劃，其他小組和指導(dǎo)老師給出好的建議，并對(duì)研究?jī)?nèi)容和方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，以保證課題研究工作的順利進(jìn)行，提高研究質(zhì)量。

（1）初步論證：課題組在填寫《申報(bào)表》時(shí)，在組內(nèi)已作初步論證，那時(shí)主要考慮的是該課題是否有研究?jī)r(jià)值及研究的可行性。

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

（3）班級(jí)論證：通過(guò)以班級(jí)（臨時(shí)班級(jí)）為單位舉行課題論證交流會(huì)，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(jì)劃”做準(zhǔn)備。

（4）指導(dǎo)老師論證：指導(dǎo)老師通過(guò)文字材料和開題報(bào)告會(huì)，對(duì)課題做出評(píng)價(jià)。

三、研究性學(xué)習(xí)的具體實(shí)施

1.前期調(diào)查階段

同學(xué)們通過(guò)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(lái)源及河道治理的方法，為以后的研究工作打下基礎(chǔ)。

2.實(shí)驗(yàn)研究階段

實(shí)驗(yàn)組的同學(xué)首先到潞橫河取河水。學(xué)生找來(lái)小桶，利用上體育課時(shí)用的繩子自己制作了簡(jiǎn)易取水裝置，選好地點(diǎn)，進(jìn)行取水。

在檢測(cè)河水的污染程度時(shí)，我們通過(guò)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(cè)。

同學(xué)們選用3個(gè)干凈、等大的燒杯。1號(hào)燒杯注入一定量的河水，2號(hào)燒杯注入等量的自來(lái)水，3號(hào)燒杯注入等量的已知有害污水。有同學(xué)認(rèn)為，香煙既然含有很多對(duì)人體有害的物質(zhì)，那么它的浸出液，同樣不會(huì)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則設(shè)置3組實(shí)驗(yàn)做對(duì)照，通過(guò)一段時(shí)間后，觀察3棵吊蘭的生長(zhǎng)情況，判斷河水的污染程度。但是同學(xué)們擔(dān)心通過(guò)培養(yǎng)吊蘭需要較長(zhǎng)時(shí)間，這樣將會(huì)影響到其他小組的研究進(jìn)程。所以，同學(xué)們又想到另外做了一組實(shí)驗(yàn)，利用不同水質(zhì)的水培養(yǎng)種子，通過(guò)觀察種子的萌發(fā)情況，推測(cè)河水的污染情況。于是同學(xué)們?nèi)×?個(gè)潔凈的等大燒杯，在每個(gè)燒杯的底部墊上2層濾紙，然后在每個(gè)燒杯中均勻地放入30粒完好的青菜種子。然后1號(hào)燒杯每天灑入適量河水，2號(hào)燒杯每天灑入等量自來(lái)水，3號(hào)燒杯灑入等量已知有害污水，4號(hào)燒杯灑入等量香煙浸出液。為什么同學(xué)們會(huì)想到用香煙浸出液呢，他們?cè)菊J(rèn)為，香煙既然含有很多對(duì)人體有害的物質(zhì)，那么它的浸出液，同樣不會(huì)使種子萌發(fā)。一段時(shí)間后，觀察現(xiàn)象，同學(xué)們觀察到1號(hào)燒杯的種子萌發(fā)情況沒(méi)有2號(hào)好。1號(hào)和3號(hào)情況差不多，但是我們發(fā)現(xiàn)4號(hào)燒杯比2號(hào)萌發(fā)的居然要好。針對(duì)這一現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)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(shí)香煙中同樣含有很多對(duì)種子萌發(fā)有利的營(yíng)養(yǎng)元素，比如：N、P、K等。而且只有它的濃度達(dá)到一定量時(shí)，才會(huì)對(duì)人體、對(duì)種子造成不利的影響。實(shí)驗(yàn)組的同學(xué)繼續(xù)深入觀察，每天利用中午午休課時(shí)間，到生物探究實(shí)驗(yàn)室，對(duì)吊蘭和種子的生長(zhǎng)情況進(jìn)行調(diào)查和記錄，為其他組的研究提供了寶貴依據(jù)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)，潞橫河的河水的污染情況非常嚴(yán)重，已經(jīng)對(duì)植物的生長(zhǎng)造成了不利影響。

針對(duì)實(shí)驗(yàn)組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，調(diào)查組的同學(xué)開始準(zhǔn)備對(duì)潞橫河周邊的居民展開調(diào)查，了解河水的污染情況。

3.實(shí)地考察階段和調(diào)查階段

同學(xué)們先接受安全教育，準(zhǔn)備好外出所需的備用品，做好資料的收集工作，明確實(shí)地考察的目的和任務(wù)。然后深入現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)地考察。通過(guò)我們切身觀察河道情況及周邊植物生長(zhǎng)情況，以及調(diào)查河道周邊居民對(duì)河道情況的問(wèn)卷調(diào)查，了解河道的污染情況及污染的原因。在調(diào)查過(guò)程中，同學(xué)們意識(shí)到在設(shè)計(jì)問(wèn)題和請(qǐng)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(duì)課題研究過(guò)程進(jìn)行記錄和整理，完成結(jié)題報(bào)告。

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

5.總結(jié)與評(píng)價(jià)階段

本課題組同學(xué)進(jìn)行組內(nèi)自評(píng)、互評(píng)，并且與其他課題組的同學(xué)進(jìn)行交流和接受老師的評(píng)價(jià)，從而使本組的研究結(jié)果更加完善，并且認(rèn)識(shí)到本組在研究過(guò)程中存在的不足。

三、展示研究結(jié)果，產(chǎn)生激勵(lì)機(jī)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(jìn)行了評(píng)比，同學(xué)們平時(shí)展示的機(jī)會(huì)不是太多，所以特別珍惜這樣的平臺(tái)，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(lè)學(xué)，也在無(wú)形中提升了他們的科學(xué)素養(yǎng)。在校評(píng)比中，“潞橫河水污染的調(diào)查”獲得了一等獎(jiǎng)。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(duì)植物的生長(zhǎng)確實(shí)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(zhǎng)勢(shì)最差，而且發(fā)現(xiàn)根部有腐爛的趨勢(shì)。

（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)潞橫河污染形勢(shì)非常嚴(yán)峻。

（3）我們發(fā)現(xiàn)其污染源來(lái)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(duì)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(jī)營(yíng)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(jī)營(yíng)養(yǎng)物，達(dá)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(fèi)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(zhǎng)茂盛。這些水生植物不僅能吸附水中氮、磷等富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，達(dá)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(guò)本次研究活動(dòng)，我們可以看到同學(xué)們參與研究探索的熱情高漲，學(xué)會(huì)了用科學(xué)的研究方法去提出問(wèn)題并想辦法解決問(wèn)題，這在一定程度上提高了他們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，從中也學(xué)會(huì)了和他人分享與合作，增強(qiáng)了社會(huì)實(shí)踐能力，學(xué)生收獲的這些就是科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[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(shí)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.