新教材實驗中的生物科學素養體現

潘立晶　賈魯娜

摘要從生物實驗這個角度，對五套高中生物新教材進行分析，從模擬實驗、探究性實驗、調查研究三方面的實驗設置，闡釋了新教材如何圍繞課程三維目標體現生物科學素養課程理念。

關鍵詞新教材生物實驗生物科學素養課程目標

中圖分類號G633.91文獻標識碼B

我國新課程新教材有五套，分別為人教版、中國地圖版、浙科版、江蘇教育版、河北少兒版。在新的《生物課程標準》中，明確地把“提高生物科學素養”作為課程的基本理念，基于提高生物科學素養這一理念，又設定了三維課程目標。關于新課改中如何采取措施提高生物科學素養，已經有很多文章研究過。而從新教材中的實驗部分這個角度來研究生物科學素養的問題，還沒有人探究過。下面將以上述各種版本生物新教材必修二《遺傳與進化》為例，從生物實驗的角度，圍繞著課程三維目標，研究新教材是如何體現生物科學素養這一課程理念的。

1什么是生物科學素養

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，它反映了一個人對生物科學領域中核心的基礎內容的掌握和應用水平，以及在已有基礎上不斷提高自身科學素養的能力。生物科學素養包括五大要素：科學知識、科學能力、科學方法、科學意識和科學品質?？茖W知識是構成科學素養的基礎要素，沒有一定的科學知識作基礎，科學素養就無從談起?？茖W能力和科學方法是構成科學素養的核心要素。科學能力是人們順利進行某種活動所必需的穩定的心理特征?？茖W方法是人們在科學研究中多遵循的途徑和運用的各種方式及手段的總和?？茖W精神是科學素養的靈魂。

2新教材中的實驗設置是如何圍繞課程目標體現提高生物素養課程理念的

生物學是一門以實驗為基礎的基本課程，要想體現生物科學素養的課程理念，實驗設置必然在其中起到重要的作用。

5套生物新教材的實驗內容圍繞著生物三個維度生物課程目標，對提高生物科學素養進行了很好的闡釋。我們以《遺傳與進化》這章教材內容為例來進行說明。

2.1模擬實驗與構建模型有利于達到知識目標——生物科學素養的科學知識要素

《課程標準》課程目標中的知識維度提出：在教學‘中讓學生獲得生物學基本事實、概念、原理、規律和模型等方面的基礎知識，知道生物科學和技術的主要發展方向和成就，知道生物科學發展史上的重要事件等等。知識目標主要對應于生物科學素養五要素中的科學知識要素?？茖W知識是構成科學素養的基礎要素，沒有一定的科學知識作基礎，科學素養就無從談起。

《遺傳與進化》實現知識目標的一大特點就是運用模擬實驗和模型構建。由于《遺傳與進化》主要是講述的基因遺傳等尖端的生物技術，內容比較抽象，而且學校的實驗條件限制，因此在本冊教材中，設置了較多的模擬實驗及模型構建。通過這種形象化的模擬將抽象的原理，概念，規律等，以簡單的形式呈現在學生面前，有利于學生更好地接受。在《遺傳與進化》中，五套教材中的模擬實驗與模型構建主要如表1。

從上述表格中，我們可以看到，雖然5套教材中具體的模擬實驗并不完全相同，但是模擬實驗都在實驗中占了很大的比例，尤其是課程目標提出的活動建議中明確標出的實驗，每套教材中都有涉及，例如5套新教材中都有“制作DNA分子雙螺旋結構模型”這個實驗。這個實驗是課程目標中明確要求的。雖然在教材中詳細地描述了什么是DNA雙螺旋結構，但是這畢竟是非常抽象的。DNA的結構是微觀的，肉眼無法辨別的，而將DNA雙螺旋結構制成模型，那理解起來就非常簡單明了了，而且在制作模型的過程中，學生親自動手，更加深了對DNA分子雙螺旋結構這一知識點的理解。

《遺傳與進化》中模擬實驗與構建模型在實驗數量上占有很大的比例，有利于更好的闡釋生物知識，不僅鍛煉了學生的動手能力，而且讓學生有更扎實的生物知識，為提高生物科學素養打下堅實的基礎。

2.2探究性實驗有利于達到能力目標——生物科學素養的科學方法和科學能力要素

課程目標的能力維度提出：能夠正確使用一般的實驗器具，掌握采集和處理實驗材料、進行生物學實驗的操作、生物繪圖等技能、發展科學探究能力等。能力目標主要應對于生物科學素養五要素中的科學能力和科學方法?？茖W能力和科學方法是構成科學素養的核心要素?？茖W能力是人們順利進行某種活動所必需的穩定的心理特征；科學方法是人們在科學研究中都遵循的途徑和運用各種方式及手段的總和。

生物實驗能夠很好的鍛煉學生的動手能力，在生物實驗中學生能夠學會正確使用一般的實驗器具，掌握采集和處理實驗材料的方法。在生物實驗教學中最能體現科學能力和科學方法能力目標的當屬探究性實驗。探究性實驗是指“教學過程中，在教師的誘導啟發下，以學生獨立自主學習和合作討論為前提，以現行教材為基本探究內容，以學生周圍世界和生活實際為參照對象，為學生提供充分自由表達，質疑、探究、討論問題的機會，讓學生通過個人、小組、集體等多種解難釋疑嘗試”。

在《遺傳與進化》中，有不少探究性實驗，這些實驗很好的體現了提高生物科學素養能力目標的要求。在五套教材中主要的探究性實驗如表2。

從表2中可以看出，五套教材的探究性實驗種類不同，數量也不同，江蘇教育版的探究性實驗數目比較多。探究性實驗重在培養學生科學的思維方式，學會科學研究的方法。探究性實驗主要的研究思路是“提出問題——做出假設——設計實驗一驗證假設——得出結論——合作交流”。以河北少兒版的“探究低溫對植物染色體數目變異的影響”為例來進行說明，本實驗首先是提出問題：低溫是否能引起染色體數目變異?然后作出假設，最后教材給予提示，讓學生設計實驗。這種探究模式不僅可以培養學生的實驗能力，分析和解決問題的能力，而且增強了學生創新精神和實踐能力。通過探究性實驗的學習能夠更好的培養學生從事科學研究的能力，提高學生的生物科學素養。

2.3調查研究有利于達到情感態度價值觀目標——生物科學素養的科學意識和科學品質要素

課程目標的情感態度價值觀維度提出：認識生物科學的價值，樂于學習生物科學，養成質疑、求實、創新及勇于實踐的科學精神和科學態度；能夠運用生物科學知識和觀念參與社會事務的討論；確立積極的生活態度和健康的生活方式等。情感態度價值觀主要對應于生物科學素養五要素中的科學意識和科學品質。

生物實驗教學能夠讓學生對生物產生濃厚的興趣，養成嚴謹的科學精神及敢于質疑、勇于創新的精神。在《遺傳與進化》的實驗部分，突顯情感態度價值觀這一目標的就是調查研究。5套教材中的調查研究內容如表3。

從上述表格中，可以看出5套教材中都設有調查研究內容。這種社會調查可以說是生物實驗的一種外

延，也是在生物實驗的范疇內。社會調查對激發學生的學習興趣和形成對生物知識用途的正確認識具有重要作用。

例如不少教材中有調查幾種人類遺傳病的實驗，本實驗要求學生明確遺傳病的特點，提高利用工具收集信息的能力。學生能夠學會調查和統計人類遺傳病的基本方法，有利于培養學生探求科學的吃苦精神，磨練意志品質，體現團結協作精神。深入社會進行參觀訪問或社會調查，可獲得最直接的第二手的資料，深入對社會生活的了解，有助于學生更好的理解社會政策，并能運用生物學的原理和方法參與公眾事務的討論或作出相關的個人決策。調查研究有利于達到情感態度價值觀目標，讓學生形成良好的科學意識與科學品質，提高生物科學素養。

35套新教材中的實驗內容在體現生物科學素養課程理念的細微差別

五套新教材在圍繞課程目標體現生物科學素養課程理念方面，大方向基本是相同的，但是不同的教材在實驗的欄目設置，實驗選擇等細節方面還是有所不同的

3.15套新教材中實驗內容的欄目設置不同

從上表中我們可以看出，不同教材在欄目設置上還是有較大差別的，人教版與河北少兒版設置的欄目基本相同，欄目類型比較多；而中國地圖版與浙科版只設置了一個欄目，便將實驗內容全部包括其中。設置較多的欄目，將不同的實驗類型，分別歸之于不同的欄目之中，這樣明了清晰，能很清楚地看出哪個實驗屬于哪個實驗類型。只設置一個欄目的教材，例如浙科版只有“活動”一個欄目，這樣顯得整個教材版面比較統一。其實不管欄目多少，教材中包含的實驗類型基本是相同的，都很好的體現了提高生物科學素養的課程理念。

3.2不同實驗類型的具體實驗內容不完全相同

從表1－3中，我們可以看出，在模擬實驗、探究性實驗、調查研究中，不同教材中設置的實驗內容并不完全相同。即便實驗內容一樣，選取的材料也有不小的差別，以“制作DNA雙螺旋結構模型制作”為例：人教版與江蘇教育出版社的材料為曲別針、泡沫塑料、紙片、牙簽、橡皮泥等；中國地圖版與浙科版關于此實驗的材料，由學生自己選擇。河北少兒版的材料為塑料方塊或硬紙方塊、硬紙片、水彩筆、透明膠帶、高粱桿、麥稈、薏米、細繩、火柴桿等。

另外在探究性實驗內容的設置，我們可以看出江蘇教育版的探究性實驗特別多，而其他教材有的只有一兩個探究性實驗，而且實驗內容也差別較大。

4總結

上面以《遺傳與進化》為例分析了新教材的特點，其實其他2本教材《分子與細胞》、《環境與穩態》也有相同的特點。五套新教材中雖然實驗欄目與實驗內容的設置有所差別，但是各套教材的實驗類型設置上是相同的，都包含了模擬實驗、模型構建、探究性實驗、調查及其他一般的驗證性實驗等。豐富的實驗類型設置很好的體現了課程目標的要求，從而能更好的實現提高生物科學素養的課程理念。

正如以上所述，模擬實驗與模型構建能很好體現生物概念原理等基本生物知識，有利于達成知識目標。探究性實驗，能很好的展現生物科學研究方法，培養創新精神，有利于達到能力目標；而調查研究，與現實生活緊密相聯系，讓學生更好的了解社會，參與社會決策，有利于達到情感態度與價值觀目標。其實每種實驗類型對課程三維目標都是有所體現的，只是側重點有不同，通過實驗操作，除了鞏固生物知識，增強動手能力，還能培養熱愛生物、熱愛大自然的品質。不過探究性實驗由于沒有明確的實驗步驟，增加了教師教學的難度。

總之，《遺傳與進化》5套新教材的實驗內容，緊緊圍繞著課程目標的要求，充分體現了生物科學素養五要素的要求，很好的闡釋了提高生物科學素養這一課程理念。