探析科普教育與高中生物學課程教學的融合

（湖南科技大學生命科學學院 湖南 湘潭 411201）

科技是國家競爭力的核心組成部分，其作用在經(jīng)濟社會發(fā)展中日益重要。科技是第一生產(chǎn)力，科技創(chuàng)新不僅能使人們的需求得到最大化的滿足，而且對國家的發(fā)展也有促進作用[1]。2016年，國務院在《全民科學素質(zhì)行動計劃綱要實施方案（2016—2020年）》中提出到2020年，要實現(xiàn)公民具備科學素質(zhì)的比例由2015年的6.20%提升到10%以上的目標。黨的十八大報告更強調(diào)指出要將科技創(chuàng)新擺在國家發(fā)展全局的核心位置。

青少年是國家發(fā)展的后備軍，是保證國家科技實力、經(jīng)濟實力等持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展的主力，提高青少年的科技創(chuàng)新能力，是不可懈怠的重要任務。在青少年成長和學習中，學校和社會均有重要的影響，學校教育是培養(yǎng)青少年科技創(chuàng)新能力的重要部分[2]。因此，中學教師在教育教學中對中學生有意識地進行科普教育，對于傳播科學技術知識，提高公民的科學素質(zhì)具有重要意義。

一、科普及科普教育

（一）科普的概念

“科普”的概念起源于西方，譯自英文PopularScience，是科學普及的簡稱。英美等國將其譯為“公眾理解科學（Publicunderstandingofscience)”，加拿大將其理解為“科學文化”，總之，不同的國家由于各種差異有不同的說法?！吨腥A人民共和國科普法》將“科普”界定為國家和社會采取易于公眾理解、接受、參與的方式，普及科學技術知識、倡導科學方法、傳播科學思想、弘揚科學精神的活動[3]，這四個方面缺一不可。鄧小平同志于1988年提出了“科學技術是第一生產(chǎn)力”的重要論斷，科學技術知識是能夠直接轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的，科學方法和科學精神能夠指導人們正確學習、利用、科學技術知識，也能夠促使科學技術向更廣、更深、更好的方向發(fā)展?？茖W思想是人們尊重科學、相信科學、崇尚科學的思想基礎，培根曾說“思想是行動的先導，認識是行動的動力”，一個人的行動是受思想指導的，因此，要實現(xiàn)全民科學素質(zhì)的提高，實現(xiàn)用科技提高生產(chǎn)力，實現(xiàn)科技創(chuàng)新，就必須培養(yǎng)全民的科學思想。

（二）科普教育的內(nèi)涵

科普教育指采取一定的手段和方法，通過合適的途徑，由科普工作人員或科學技術人員向公民普及科學技術知識等?？破战逃嬖谟诟餍懈鳂I(yè)，途徑也比較多，例如科普展覽、科普讀物、科普講座、科普影視資源等等。

二、將科普教育與高中生物學課程的教學相融合

（一）科普教育與高中生物學課程教學融合的必要性與可行性

生物學是一門以實驗為基礎，研究生命現(xiàn)象和生命活動的科學，屬于自然科學。高中生物學課程的內(nèi)容是生物科學的基礎知識，與科普知識具有天然的相關性，二者有機融合在提高教學效果、普及生命科學知識方面相互促進?！镀胀ǜ咧猩飳W課程標準（2017年版2020年修訂）》明確高中生物學教學以培養(yǎng)和發(fā)展學生的生物學學科核心素養(yǎng)為宗旨，這也表明將科普教育融入高中生物學課程教學很有必要。

對中學生尤其是高中生進行科普教育也是可行的。從心理發(fā)展角度說，高中生有過渡性、社會性、動蕩性等特點，他們對各種事物有極大的興趣，精力充沛；因此，高中階段是教育和培養(yǎng)的重要時期。在認知發(fā)展方面，根據(jù)皮亞杰的認知發(fā)展理論，中學生的認知發(fā)展進入了形式運算階段，他們能夠?qū)⒅苯咏?jīng)驗與間接經(jīng)驗聯(lián)系起來，且能夠運用經(jīng)驗、采用假說—演繹推理的方式解決問題，其思維具有可逆性，是非常適合進行科普教育，幫助其將所學知識與現(xiàn)實生活聯(lián)系起來，用科學知識指導日常行為。

科普教育面向全體民眾，以實現(xiàn)全民科學素質(zhì)的提高，需要選擇有效的、高質(zhì)量的途徑，使用恰當?shù)摹⒏咝У姆绞?。高中生在學習能力、知識儲備、思想認識等方面已經(jīng)達到一定的水平，學習科學知識、理解運用科學知識是比較容易做到的。高中生不僅能夠接受科普教育，在弘揚科學精神等方面也起到一定的作用。比如教師布置課后任務：請高中生將自己的所學的科學知識、原理運用到生活實踐中，與家人交流、討論生活現(xiàn)象與科學知識的聯(lián)系等，都可以促使更多的公民學習科學技術知識，幫助更多的人更好地生產(chǎn)生活。因此，對高中生進行科普教育是提高全民科學素質(zhì)的一條有效途徑。

（二）科普教育與高中生物課教學的融合策略

高中生接受學校教育的主要途徑是課堂教學。課堂教學包括教師的教和學生的學?？梢赃\用以下三種策略將科普教育嵌入課堂教學。

1.在課堂導入中融合科普教育

“好的開端是成功的一半”，課堂教學也是如此。課堂教學要盡可能地吸引學生的注意力，激發(fā)學生的學生興趣。注意力起源于無意注意，而最初無意注意的產(chǎn)生需要外部刺激。課堂教學要創(chuàng)造足夠吸引學生的外部刺激，引起學生的注意，激發(fā)他們內(nèi)在的學習動力，能在一定程度上提高教學效果，比如利用學生已了解的但存在疑惑的事物。

2.在課堂探究中嵌入科普教育

課堂教學需要讓學生掌握科學文化知識，可將生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象引入教學內(nèi)容，提出問題，讓學生在情境中進行探究學習，挖掘知識，不僅能讓其理解知識的運用，也能夠培養(yǎng)學生觀察生活、提出問題的能力，幫助其科學地看待世界。

3.在課后學習中滲透科普教育

中學生的學習不僅限于課堂，課外的資源也能作為學習資料?？破战逃c生產(chǎn)生活聯(lián)系緊密，課堂之外，也有許多的科學問題、科學現(xiàn)象，也能進行科普教育。高中生物課教師可以適當布置課后探究的任務，比如讓學生搜集生活中的與生物學有關的現(xiàn)象，思考其中包含的原理，并提出問題，然后與教師探討，與同學、家人交流。

（三）科普教育與高中生物課教學的融合手段

科普教育與高中生物課融合可以采用如下手段：

1.對語言進行處理，讓其更適合進行科普教育語言是用來交流的傳播的，媒介吸引、人的語言能帶來更好的教學效果，進行科普教育時可以對相關知識進行加工，讓其具有趣味性或藝術性，對學生理解和接受知識有一定的幫助[4]。

2.靈活運用圖片和視頻，讓科普教育更易于接受

圖片具有形象、生動的特點，視頻對人的感官的沖擊力強，能夠讓人一目了然。生物學研究的對象是生命及其相關的物質(zhì)，與人類密切相關，學生在日常生活中感受過或者看過，不會覺得陌生難懂；因此圖片、視頻在科普教育中是非常有效的手段。

3.合理運用實物或模型

實物和模型在培養(yǎng)學生的動手能力、空間認知能力等方面能起到重要的作用。在高中生物課教學中進行科普教育會涉及結構，樹立“結構與功能觀”時需要讓學生理解物質(zhì)的結構及結構特點等，而讓學生想象微觀結構存在一些困難，比如太抽象，或者太復雜，而使用模型或?qū)嵨锬軒椭鷮W生更好地理解其結構，并且在描述結構時讓學生看著模型或?qū)嵨?，教學效果會更好。

4.讓學生適當動手操作，培養(yǎng)其動手能力，增加科普教育的廣度和深度

將一些適合動手操作的內(nèi)容整理出來進行設計，讓學生自己動手操作。掌握知識的過程中讓學生自己動手，能加深記憶，加強理解，并且能在更多更深的層面上進行科普教育，比如培養(yǎng)他們尊重科學的態(tài)度，樹立科學精神。

三、科普教育與高中生物課教學融合的實例分析

高中生物許多章節(jié)中都包含可以進行科普教育的自然科學知識，教師獲取科學技術知識的途徑也很多，比如生物學方面的知識可以通過“科學網(wǎng)”，由中國科學技術協(xié)會主辦的國家科普品牌“科普中國”App，以及由自媒體和個人創(chuàng)辦的非官方科普微信公眾號[5]。以下是筆者在教學中設計并實踐過的案例。

（一）在課堂導入中進行科普教育

高中生物學必修一第5章第3節(jié)的內(nèi)容是細胞呼吸的原理及應用，這一章節(jié)可以用“創(chuàng)可貼的使用”導入。原因是創(chuàng)可貼使用時的注意事項涉及細胞呼吸的原理；創(chuàng)可貼使用廣泛，許多家庭的醫(yī)藥箱中都常備。創(chuàng)可貼具有止血、保護傷口的作用，簡單、方便，但如果缺乏科學知識，也會出現(xiàn)創(chuàng)可貼使用不當而導致嚴重后果的情況，學生對此會比較感興趣，因此可用創(chuàng)可貼的使用作為導入。并且筆者在教學中進行了實踐，簡要敘述如下：在課件首頁放幾張創(chuàng)可貼的圖片，突出創(chuàng)可貼包裝盒上“透氣”的字眼，這時提問學生平時會在什么時候使用創(chuàng)可貼？購買和使用時是否會選用含有“透氣”字眼的創(chuàng)可貼？如果會，是否知道為什么要選用透氣的創(chuàng)可貼？提出問題后，給學生1分鐘時間自由討論，隨后請學生發(fā)言，然后由教師進行總結，并指出使用創(chuàng)可貼的注意事項：第一，如需選用透氣的創(chuàng)可貼，使用前需對傷口進行消毒；第二，并不是所有傷口都能使用創(chuàng)可貼，用創(chuàng)可貼是運用了細胞呼吸的原理。這時學生的學習興趣被激發(fā)，對細胞呼吸的原理產(chǎn)生了好奇心。在這個基礎上講解細胞呼吸的原理，對創(chuàng)可貼的使用進行說明，以此幫助學生了解如何科學使用創(chuàng)可貼，如深而小的傷口、潰爛的傷口等都不能貼創(chuàng)可貼，并且讓學生根據(jù)所學知識解釋其原因，學會運用科學知識。

（二）在課堂探究中進行科普教育

在學習《組成細胞的分子》這一章節(jié)時，可以進行食品、健康方面的科普教育。例如在學習膽固醇中的維生素D和膽固醇的功能知識時可進行科普教育，僅僅講述維生素D和膽固醇的功能，并讓學生記住會比較枯燥，而在此時向?qū)W生提問為什么補鈣后還需要曬太陽，以此進一步介紹維生素D和膽固醇：維生素D是人和動物體內(nèi)一種重要的脂溶性物質(zhì)，對人和動物吸收鈣、磷有促進作用；膽固醇是構成動物細胞膜的重要成分。而人體皮膚中有一種膽固醇能在紫外線作用下形成維生素D，因此補鈣之后需要適度曬太陽。在學習蛋白質(zhì)的結構、蛋白質(zhì)變性的現(xiàn)象知識時，除了向?qū)W生介紹含蛋白質(zhì)豐富的食物外，還可以對一些現(xiàn)象進行解釋，比如熱牛奶放涼之后會結一層“白皮”，俗稱“奶皮”，這是蛋白質(zhì)變性的一種現(xiàn)象：牛奶加熱后，其中富含的乳清蛋白等蛋白質(zhì)會發(fā)生變性，而牛奶中不僅富含蛋白質(zhì)，也含有一定量的脂肪，蛋白質(zhì)變性后會與脂肪分子凝聚，當熱牛奶中的部分水分從表面蒸發(fā)后，便形成了一層“白皮”。此外，人們常吃的腐竹也是熱豆?jié){中的蛋白質(zhì)變性后聚集而成的。

（三）在課后進行科普教育

酵母菌的無氧呼吸會產(chǎn)生酒精，因此面包等食品中可能含有酒精，但酒精易揮發(fā)，在食品放置過程中或人體中會在較短時間內(nèi)揮發(fā)出去。講授酵母菌的無氧呼吸時，教師可以搜集關于食用面包等食品后被檢測出涉嫌酒駕的案例，給學生布置課后思考討論題：為什么會出現(xiàn)這樣的情況？該如何處理？并且可以讓學生給家長、親戚朋友等進行科普，幫助更多的人用科學知識指導日常行為。因此，這種做法在傳播科學知識，樹立尊重科學的社會風氣等方面有一定的帶動作用。

四、結語

科普教育在現(xiàn)代社會中已經(jīng)越來越重要，在高中生物課教學中對高中生進行科普教育，能夠幫助學生將科學、社會、生活更好地聯(lián)系起來。結合生活中的現(xiàn)象進行科普教育，能夠吸引學生的注意力，充實課堂內(nèi)容，對激發(fā)學生的學習興趣、學習動機有促進作用，而中學生在課后傳播普及科學知識方面亦能發(fā)揮獨特作用。因此，在高中生物課教學中融合科普教育對提升公民的科學素質(zhì)有一定的幫助和作用。