生物試驗教學中學生科學素養培養初探

黃詠媚

摘 要:本文介紹了在生物實驗教學中應從挖掘教材中的經典實驗;改驗證性實驗為探究性實驗;對學生進行逆向思維訓練等方式,引導并組織學生進行探究性學習,培養學生的科學素養。

關鍵詞:高中新課程 生物試驗教學 科學素養

生物科學素養是指公民參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學知識、探究能力以及相關的情感態度與價值觀。新的生物課程標準把提高每個學生的生物科學素養,作為實施課程標準中的核心任務。

生物學是一門以觀察和實驗為基本研究方法的實驗科學,實驗是學生獲取生物學知識和能力的重要手段,是教師講解生物學概念、規律的基礎,也是培養學生觀察力、注意力和思維能力等科學素養的重要途徑。

一、挖掘教材中的經典實驗,培養學生的科學素養

在高中生物教材中安排有許多科學發現史,如酶的發現歷史,從1783年意大利科學家斯巴蘭讓尼設計的巧妙實驗到20世紀80年代科學家發現少數的酶是RNA,使學生對酶的研究歷史中的一些重大發現有了一個大致了解。通過讓學生了解酶的發現過程,使學生體會實驗在生物學研究中的作用地位;“酶不都是蛋白質”,這一科學事實再一次有力地證明了實驗在科學發展中所起到的舉足輕重的作用,同時也讓我們看到,科學是發展的,探索是無止境的,而真理是相對的。再比如光合作用的發現、生長素的發現系列實驗歷經幾代科學家、耗時幾十年,在生命科學史上有一定的代表性,一定程度上反映了科學探索的一般方法,是一個非常好的素材,這個過程涉及實驗多,內容豐富,我們要善于把握兩條線索,一條是介紹經典實驗的方法和設計,另一條是科學實驗研究的過程,對經典實驗進行加工挖掘,不僅很好地落實了生物學知識,也培養了學生科學實驗的思想,讓學生明白科學研究的步驟是:“觀察→發現問題→提出假說→設計實驗→預期實驗結果→驗證假說→歸納規律”這一基本途徑。

二、改驗證性實驗為探究性實驗

實驗教學以“簡約重演”科學知識的再生產過程的探究式為主要手段,這有利于學生實踐能力和創新能力的全面提高。

在實驗中,經常存在著對實驗最后結果的記錄,而輕視對實驗過程中出現某些現象的記錄,重視結果而不重視分析結果,重視對成功實驗的肯定,而不重視對實驗中的失敗查找原因等現象。這不利于學生實驗能力的提高。例如,在觀察植物有絲分裂的實驗中,在顯微鏡的某個視野中,要讓學生了解為什么看到的細胞多數為間期的細胞。在質壁分離和復原的實驗中要讓學生了解液泡的體積大小、顏色如何變化。在葉綠體中色素提取和分離實驗中四種色素彼此分離的原理是什么,這一原理單靠高中教科書中的知識還不夠,應讓學生了解濾紙是一種吸附劑,層析液是一種展開劑,四種色素的化學結構和性質不同,它們在濾紙上吸附能力不同,在層析液中(展開劑)溶解度不同,因此,四種色素隨著層析液在濾紙條上的擴散速度就不同,胡蘿卜素溶解度大而吸附力小,擴散速度快,葉綠素B溶解度小而吸附力大,擴散速度則慢。在實驗中,因某種原因,個別學生的實驗結果不明顯或失敗,老師應指導學生查找原因。如葉綠體中色素提取和分離的實驗結果四條色素帶部分或全部不明顯,教師可提示:①是否丙酮用量過多,濾液太稀;②是否用的新鮮葉,是否全部用的是幼嫩的葉;③畫濾液細線時是否重復的次數少了一些;④層析時濾紙條上的濾液細線是否被層析液沒及過。在質壁分離和復原的實驗中,有的學生很快就觀察到質壁分離和復原現象。但有的學生雖然在步驟方法上都按要求進行了,但沒有發現質壁分離現象,教師應啟發學生尋找原因:取下的表皮是否是死亡的細胞?是否未用蔗糖溶液浸泡材料?是否蔗糖溶液被原清水稀釋而造成濃度不夠?是否視野太亮,反差度小而未能看清?還有的學生雖然質壁分離了卻不能復原,教師也詢問一下,是否蔗糖溶液濃度自行加高了?是否質壁分離時間太久而造成細胞死亡?

三、凸現科學家科學研究的思維和方法,訓練學生科學思維

目前中學生物教學還主要著眼于知識和技能的傳授上,甚至縮減成單純的生物學知識的教學。在生物學知識的教學中,重結果甚于過程,重灌輸甚于啟發,重標準答案甚于智能開發。學生幾乎成了一個單純的知識記憶器。這顯然不符合培養學生的科學素質的要求。知識與技能雖然重要,但是把學生獲得生物知識和技能與科學素質等同起來,以學生的生物學考試成績去代表和衡量學生的科學素質,顯然是不恰當的。要真正培養學生的科學素質,除了讓學生掌握知識以外,還要讓學生真正理解科學家對自然和世界的看法,他們怎樣去認識自然和世界;使學生真正理解生物學概念的產生過程、內涵外延、相互關系、在生活中的體現和運用等等;使學生了解科學家的工作方法并掌握一些基本的實證方法、邏輯方法和直覺思維方法;使學生了解生物學的科學方法及其價值;使學生利用自己掌握的生物學知識、技能、方法去解決學生身邊存在著的有關生物學方面的問題;使學生在生物學知識、技能、方法的學習和應用過程中,發展生物學認知能力、思維能力和實踐能力,培養學生的生物學志趣和生物學觀念。

總之,對提高學生生物科學素養,沒有固定的模式。教師可以根據自身特點和具體情況尋求有效的方法。科學素養的培養也不是一朝一夕能夠見效的,只有教師堅持不懈的努力,才能使學生在日積月累中得到提高,因此,教師首先在思想上要提高認識,充分意識到科學素養的提高對學生思想品質、思維能力和創造才能的發展所具有的重要價值,從而自覺地將科學素養的提高貫穿到平時的教育教學活動中。其次,利用高中生物實驗提高學生生物科學素養是面向全體學生,是在教師的正確引導下,學生主動參與、自主探究、相互學習與交流的一種學習方式。生物試驗教學中,除了教師要深挖教材,還要經常性地創造條件,開展探究活動,給學生表現才能的機會,更好地激發學生的學習興趣和參與意識。發展學生的動手操作能力,搜集和處理科學信息的能力,獲取新知識的能力,批判性思維的能力,分析和解決問題的能力,以及交流與合作的能力,才能真正將素質教育落到實處。

參考文獻:

1.吳延平.在中學生物教學中培養學生的科學素質[J].中國校外教育(理論),2008(09)

2.張敏.改革生物技術實驗教學,培養學生綜合實驗能力[J].廣西大學學報(哲學社會科學版),2008(S2).

3.寧艷蓉.新課程理念下的高中生物教學實踐——談生物實驗教學與學生能力和科學素養的提高[J].新西部(下半月).2008(07)

4.楊民建.試論高中生物教學對學生思維的培養[J]吉林省教育學院學報(學科版),2008(07)

5.玄恩濤.加強生物實驗教學,激發學生探求欲望[J].才智,2008(16)

6.譚雪琴.淺談對高中生物實驗教學的認識[J].今日科苑,2008(15)

作者單位:廣東省江門市培英高級中學高中生物二級教師