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高中生物课程中提高学生科学素养的教学策略
提高学生生物科学素养的教学策略
天津市新华中学
刘文
提高学生生物科学素养的教学策略
摘要:
我国新的《高中生物课程标准》中提出了以“提高生物科学素养”为核心的课程理念,而教师在实际教学中采取合理、有效的教学策略是培养学生科学素养的根本措施。
本文阐述了对科学素养的理解,培养我国中学生科学素养的必要性,并结合生物学科特点列举了六种实用、有效的教学策略。
关键词:
高中生物科学素养教学策略
在我国《普通高中生物课程标准》(实验)中明确提出四个基本理念:
“提高生物科学素养;面向全体学生;倡导探究性学习;注重与现实生活的联系。
”这四个基本理念决定了新课程实施的方向,是我们教师在选择教学资源、确定教学目标、采取教学策略等各个环节的指向标。
虽然基本理念的文字很少,字面上的含义也不难理解,但实际上,它涵盖了近年来国际科学教育领域的最新成果和研究方向,每个理念下面都有其深刻的涵义,以及具体明确的要求。
因此深刻的理解,并在教学实践中探索实施这些理念是是否能真正落实新课程改革的关键。
而在四个课程基本理念中“提高学生的生物科学素养”又是首要的、核心的课程理念,是解决“我们的高中生物课程究竟要教给学生什么?
”这个问题的。
一、如何理解生物科学素养以及培养我国中学生科学素养的必要性
关于什么是生物科学素养,课程标准中是这样阐述的“生物科学素养是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观。
它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平,以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。
”那么,首先明确科学素养的培养对象是将来的全体公民,而不是专门的生物科学工作者。
在科学技术迅速发展的今天,科技改变着我们的生活,改变着我们的世界,一个具有一定的生物科学素养的毕业生,也许他将来不从事生物科学或生物工程技术专业,但当他面对现实生活中的生物现象、观点或事件时,他可以用已有的生物学知识、能力甚至科学方法和科学态度,作出正确的判断和决策。
其次,高中生物课程中科学素养所涉及的范围是以公民的生产生活实际需要来划定的,是有助于公民在社会生活、经济活动和生产实践中更好的担当起其所扮演的社会角色,并作出正确明智的个人决策的。
第三,生物科学素养所包括的内容是“生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观”,它对应着课程目标中的三个维度,可见整个课程所要实现的最终目标,实施中的核心任务就是提高每个学生的生物科学素养!
二、培养学生的科学素养,教师一定要转变观念
我国长期以来的教育考试体制,使广大教师和学生唯分是尊,过分重视知识、生物事实上的细枝末节,花费大量的时间、精力着力于重难点知识的讲解、记忆、反复练习,使学生成为一个知识的容器,而教师则不断的向容器中进行灌注。
然而,随着科学技术的迅猛发展,尤其是近三、四十年,人类所取得的科技成果,比以往两千年的总和还要多,再加上信息技术的发展,为科学的发展、知识的储存和传播提供了新的手段和工具,知识的更新和老化的速度都异常惊人。
学生这个容器再大,教师的灌注能力再强,面对着知识的汪洋大海,我们也只能望洋兴叹。
因此我们应该也必须转变观念,要由“老师带着知识走向学生”转变为“老师带着学生走向知识”。
原来在教育界有句话:
“要给学生一杯水,老师就要有一桶水。
”有人把它引申为:
“要给学生一杯水,老师就要有一个活的水源。
”而我想说的是,当代教师要做的是培养学生具有自己找到水源的能力,而这种能力正是科学素养。
三、如何在高中生物课程中培养学生的科学素养
高中生物学科课堂是培养学生的生物科学素养的主阵地,而课堂教学的效果与教师的教育教学理念及应用理念所采取的课堂教学策略密切相关,结合生命科学的特征选取适当的教学策略,就显得尤为重要。
能够提高学生生物科学素养的教学策略很多,现举几例如下:
(一)培养科学素养,探究性学习是首选
课程标准把“倡导探究性学习”作为课程的基本理念提出,因为它符合科学本质的特点,科学本身就是在人们不断探究的过程中逐步发展起来的。
通过探究性学习,学生可以自主达成知识目标,在体验探究的过程中,学习了方法,发展了能力,领悟和养成了正确的情感、态度和价值观,顺利而自然的达成了课程目标的三个维度。
所以说,探究性学习是提高学生生物科学素养,促进学生学习方式改变首选的,也是最有效的教学策略之一。
例如,在《影响酶活性的条件》一课的学习中,就可以全程采用探究性学习的方式。
首先以加酶洗衣粉应用的注意事项入手,让学生通过分析讨论影响酶活性的可能因素,引入探究的课题,将探究与现实问题相结合,在提高学生探究兴趣的同时,也使学生体会到生物与社会的关系,加强了应用意识。
然后尽量提供充分的试验材料,由学生自己讨论确定小组的探究课题,由于学生是自己提出问题,自己设计实验方案,每个学生都可以根据自己的情况,进行有个性的探究活动。
这样不仅可以使学生的探究能力得以提高,还可使学生自主探寻知识,自主获得知识的能力和意识有所加强。
通过交流各自的实验方案,可以充分展示学生的思维过程,而且学生之间还有相互学习、质疑、讨论的机会。
对于学生提出的方案,只要理论上是合理的,就允许学生进行尝试,即使是一个失败的实验,也可以使学生在失败中寻找原因,仍是非常重要的收获。
事实上科学研究过程当中,绝大多数实验都是失败的,正是这些失败成就了成功,败而不馁也正是科学精神的一种。
在这样全程式的探究学习过程中,全方位、多层次的培养了学生的生物科学素养。
由于探究性学习耗时多,组织控制困难,对教师驾驭课堂的能力要求高,往往教师不愿在课堂教学中大量使用,而使这一提高学生科学素养效益最高的教学策略被束之高阁。
事实上,探究性学习不应只被视为教学策略、方法被选用,而应该是课程规定的教学内容、教学任务之一,必须在教学中落到实处。
课程目标中把科学探究能力细化为11项能力目标:
①客观地观察和描述生物现象;②通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的、可以探究的问题;③分析问题,阐明与研究该问题相关的知识;④确认变量;⑤作出假设和预期;⑥设计可行的实验方案;⑦实施实验方案,收集证据;⑧利用数学方法处理、解释数据;⑨根据证据作出合理判断;⑩用准确的术语、图表介绍研究方法和结果,阐明观点;
听取他人的意见,利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护以及作必要的反思和修改。
教师可以根据具体的教学内容,从探究能力的某一方面入手,分别进行训练,反复训练,各个击破,也可以培养学生的探究能力,达到课标要求。
例如在《ATP的主要来源细胞呼吸》一节中,就可以以“探究酵母菌细胞呼吸方式”为题,专门培养学生实验设计这一科学探究能力,从而体会实验设计的原则和方法。
而在《内环境稳态的重要性》一节中,就可以通过安排学生在课下调查体温的日变化规律,使其亲身体验体温的相对稳定,同时也培养了学生收集数据,解释数据,合理判断以及同他人交流、分享的科学探究能力。
再如《细胞膜的流动镶嵌模型》一节,通过分析材料,层层深入,最终建立起细胞膜的流动镶嵌式模型,来培养学生判断推理,建构模型的科学探究能力。
探究性学习的核心是“做科学”,不是教师做给学生看,而是要学生亲自动手去做。
所以除了片断式的训练学生探究能力的各个侧面以外,也一定要在课堂上精选合适的内容,进行一定量的全程探究。
使学生了解科学探究是一个什么样的过程?
是如何设计?
如何完成的?
在实际的探究过程中,来体会科学探究的乐趣和曲折,发展科学探究所需要的实践能力,创新精神能力,并增进对科学探究本质的理解,从而真正提高学生的科学素养。
(二)培养科学素养,生命科学史作用大
生物科学的所有概念、原理和事实,无一不来源于客观的实践,来源于科学家科学研究的成果,生物科学史本身就是一部科学探究的历史。
这些生物科学史中不仅仅记载着生命科学知识的形成过程,还蕴含着科学家的创造性思维方式和科学的研究方法,体现着科学家的科学态度和科学精神,是培养学生生物科学素养的生动教材。
在《生物课程标准的》的教学建议一栏中,特别强调了“科学是一个发展的过程。
学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路,理解科学的本质和科学研究的方法,学习科学家献身科学的精神。
这对提高学生的科学素养是很有意义的。
”
在实际的课堂教学中,生物科学史的应用可体现在以下几个方面:
1、借助科学史中一些经典的实验,对其进行逻辑分析,再现知识的发生过程,可以让学生亲身体验某些生物学知识的形成过程,使结论式教学变为过程式教学。
例如在《光合作用》一节的学习中,通过科学家曾经做过的一些实验,逐步揭示光合作用的原料、产物、所需条件,使学生在了解生物学概念、原理的来龙去脉的过程中,自然而然的获得了知识,这样获得知识的方式轻松自然,却记忆深刻。
2、由于在生物科学史的每一个发现过程中,都闪现着科学工作者思维的火花。
合理的选择实验材料、精确的设计实验、借助其他学科的研究手段、严密的逻辑推理都是科学家们获得成功的原因。
例如在学习《遗传的基本规律》一节时,通过介绍孟德尔的生平,他对实验材料巧妙的选择,对豌豆杂交实验过程的科学设计,以及最后对实验结果的统计学分析,使学生在体会科学家设计实验的思路,理解科学家通过探究发现真理的过程中,就学会了科学研究的方法,锻炼了科学思维的能力,为具备初步的科研能力打下了良好的基础。
3、生物科学发现史中,处处渗透着科学家们实事求是的科学态度,敢于怀疑、严谨求真、勇于创新、坚持不懈、团结合作、关注社会的科学精神和客观唯物主义的科学世界观。
在学习《细胞质遗传》时,为学生介绍了我国伟大的科学家“杂交水稻之父”—袁隆平院士,介绍他把为国家解决好“民以食为天”问题当作自己毕生使命的历史责任感;介绍他50多年如一日,意志坚定、锲而不舍的科学精神;介绍他不迷信权威,求真务实、勇于创新的科研作风;介绍他把自己研究小组发现的相关材料毫无保留地分送给全国18个研究单位,从而加快了协作攻关的步伐,使三系配套得以很快实现的淡泊名利、乐于奉献的崇高品德。
学生在对科学史的了解中,体验和领悟着,同时也被深深地感染着,科学精神潜移默化的溶入学生的头脑中,起到了“润物细无声”的教育效果。
4、通过科学史教育,让学生们懂得,科学并不神秘,只要善于发现,勇于探索,就有可能取得成功,从而培养学生对科学研究的兴趣。
在学习《遗传的物质基础》一节时,带领学生对遗传物质的本质进行讨论和推测,学生的思路和设计与科学家的研究过程不谋而合,学生从中最大限度的体会了科学发现的乐趣,进而提高了学生学习的内驱力。
(三)培养科学素养,要创设开放性的课堂氛围
著名的心理学家罗杰斯说过:
“学生只有在亲密融洽的师生关系中才能充分展示自己的个性,创造性地发挥自己的潜能。
”要成为一个具有科学素养的人,学生首先应该是学习的主人,始终处在积极的学习过程之中,任何有效的学习都是在学生积极主动的参与下发生的。
主动的学习者,才是成功的学习者。
在《DNA的粗提取与鉴定》实验中,就有学生提出于教材不同而更简化的实验设计方案,我没有要求学生一定遵循课本思路,而是在与学生讨论了理论上的合理性后,充分予以肯定,并允许学生按自己的方案进行实验,与他一起讨论实验结果,学生的学习欲望和学习热情大大增加。
因此,要想提高学生的科学素养,教师首先要精心营造一个学生主动参与的氛围,这不是单节课堂教学的设计,而是要教师在自己的课堂上长期以来用自己对科学的情感、态度与信念潜移默化地影响学生,鼓励学生大胆的提出问题,敢于质疑权威,敢于发表自己独特的见解。
给每个学生尽可能多的机会来提出个人的想法、见解、问题,并运用证据和逻辑展开讨论。
讨论问题时,教师和所有学生处于平等的地位,建立起来一种民主和谐、宽松宽容、求真求实的开放性的课堂氛围。
学生在这样的课堂之中才能放心大胆、无拘无束地进行思维和行动,并产生出创造的欲望。
(四)培养科学素养,合作学习效果好
合作学习是以学习小组为基本单位,小组内的成员分工协作达成共同的学习目标,并以小组为单位进行汇报交流,可以使学生更有效地参与到学习活动中来,提高学习效果。
由于在合作学习中共同的完成了复杂的学习任务,因而减轻了学习的难度,而使学生在遇到复杂有难度的学习任务时提高了完成任务的兴趣和信心。
并在充分发挥个体的优势的同时,还能学会合作与竞争,有利于培养合作精神和责任感,是培养学生科学素养的重要教学策略之一。
为了避免合作学习流于形式,具体实施过程中需要注意以下几个问题:
首先,学习小组组建时,内部成员之间应该在学习能力、知识水平等方面具有一定的层次差异,具有互补性,而各学习小组之间应该基本水平相当,而使各小组之间具有竞争力,以保证评价的的公平性。
其次,是在内容的选择上,应注意所选的教学内容是否适合合作学习,内容应具有一定难度和复杂程度。
第三,对小组合作学习的评价应包括对小组整体的评价和小组成员个人的评价两部分。
对小组整体的评价增强了学习小组的凝聚力,培养了学生的合作性竞争意识和团队精神。
对小组成员个人的评价主要取决于其在小组活动中的表现,评价指标主要包括沟通协作技能和任务完成情况等。
(五)培养科学素养,可巧用校本课程
生物科学与学生的生活实际、社会现实关系密切,当今生物科学又发展迅猛,学生对生物的兴趣和好奇心其实非常强。
课本的知识选取系统性强,基础性强,面向全体学生,再加上课时的限制,教学进度的统一,往往很难满足一些喜好生物科学,求知欲旺盛的学生的需要。
而在新的课程改革中,校本课程的开设就为教师提供了极大地自主权,教师可以充分利用这个平台,突破课本的知识体系,开发具有个人特色、学校特色的校本课程。
因为学生人数少,教学内容、时间相对灵活,学生兴趣浓厚,便于师生间、生生间的合作交流,也能使学生真正动手参与,充分思考、讨论、搜集资料甚至获得成果,更利于培养学生的生物科学素养。
例如,在高一、高二的选修课中,我们就陆续开设了《现代生物学技术》、《走进葡萄酒》、《食品与人体健康》等选修课题,大大地拓展了学生的视野,提高了学生学习生物学的兴趣,培养了学生的生物科学素养。
(六)培养科学素养,要变革评价方式
课堂教学中的评价是教学活动的组成部分,具有教学的功能,适时高效的评价活动不仅能促进学生主观能动性的发挥,而且能使学生更加积极的参与到教学活动中来,以保证教学活动的方向及效果。
为了更好的培养学生的科学素养,一定要在评价方式上下功夫,改变原有的单一纸笔的评价方式,要对学生进行全面的评价。
评价学生的科学素养应该从整体出发,不仅要评价学生对科学知识的理解和应用,还要对学生发现问题的能力,获取、分析、评估信息的能力,思维方法的多样性、创新性,观察、实验等获得经验性材料的方法及技能的准确性、灵活性等各方面给予恰当的评价,另外还要注重学生参与活动的主动性,实事求是的态度,合作精神、创新精神、好奇心等。
以上仅简单的从几个方面提出了培养学生科学素养的课堂教学策略。
要想有效的培养学生的生物科学素养,还要认真研究科学素养的内涵要求,再结合具体的学习内容、师生的实际情况、学校的条件等各种因素综合考虑,精心选择和设计适宜的课堂教学策略,以期最大限度地促进学生科学素养的形成。
参考文献:
1、《美国科学教育中培养学生科学素养的课堂教学策略》吕宪军,王延玲外国教育研究2007年第2期
2、《我对“提高生物科学素养”的理解》朱正威中学生物教学2006年1-2
3、普通高中《生物课程标准》(实验)中华人民共和国教育部人民教育出版社2003
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