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中图分类号:G633.91 文献标识码:C 文章编号:1672-1578(2016)06-0139-01
生物科学素养主要是指学生在今后的成长过程中参加各类社会生活、从事经济生产和个人决策所应用的生物科学概念,用科学的态度和正确的价值观处理社会的相互关系,从而更加全面地理解科学技术。但是,由于学困生受多种因素的影响,导致自身学习水平较低,在生物学习过程中难以形成良好的科学素养,下面,本文就如何在初中生物科学中培养学困生的科学素养进行了简要论述:
1 培养积极的情感态度,增强学困生的社会责任感
生物学科与人们的日常生活紧密相连。作为初中生物学科的老师,在日常教学过程中应该将生命教育和心理健康教育作为最基本的教学内容[1]。其中,生命教育主要包括安全教育、心理健康和情感态度等多个方面。在初中生物的实际教学过程中,老师应该充分利用多种资源,强化学生心理品质教育,尤其是应该注重培养学困生形成积极的情感和端正的态度。
例如:在生物课堂的实际教学过程中,老师可以向学生介绍祖国山河丰富的自然环境和生物资源,从而增强学困生热爱自然的思想情感。同时,通过向学生介绍众多与生物学相关的世界重大热点问题,如:资源、能源、人口、粮食等,从而逐渐增强学困生的社会责任感。
2 充分运用多种教学手段,提高学困生的观察能力
在学习生物学科的过程中,良好的观察能力是学困生必须具备的基本能力。然而,充分利用多媒体教室进行教学,通过图文并茂的形式来刺激学困生的多种感官,从而创造良好的教学情景,引导学生从局部到整体、或者从整体到局部,指导学困生学习认真观察事物和分析事物的方法,这对培养学困生养成两良好的观察能力具有非常重要的作用。
例如:在学习“细胞的结构、根的结构、茎的结构和叶的结构”的内容时,老师便可以充分利用多媒体设备将各个细胞的组成部分,如叶的海绵组织、栅栏组织、气孔等图片呈现在屏幕上,从而帮助学生能够更好的了解各个结构的名称、组成部分和作用。
再如:在学习《人的神经系统》的内容时,由于神经系统的知识涉及的概念较多,且比较抽象,所以学困生在理解的过程中具有一定的难度。因此,老师在教学过程中,便可以充分利用多媒体教学设备,合理的将“神经元的结构模式图”“空中飞行的动物”“神经冲动传导的示意图”等展现在学困生面前。通过图文并茂的形式刺激学生的视觉和听觉感官,从而最大限度提高初中生物课堂的教学效果。
再如:在学习《心脏的结构》的内容时,老师充分利用心脏的模型进行教学,充分激发了学困生的学习兴趣。当老师将心脏模型剖开之后,其心脏的内部结构呈现在学困生面前,大大激发了学困生的探究欲望。同时,老师再结合教学内容进行生动全面的介绍,从而为学困生创造良好的学习环境。
再如:当讲“棘皮动物”时,老师便可以将海星和海胆的标本带入课堂教学过程中,大大激发了学困生的学习兴趣和探究欲望。同时,老师再结合教学内容设置合理的问题,让学困生通过学习找出答案,有利于帮助学困生更加深入地掌握棘皮动物的特征。除此之外,还可以充分利用多媒体教学设备播放《人与自然》节目中的部分内容,充分调动起学困生的学习主动性,从而全面提高初中生物课堂的教学效果。
3 结合重要概念和理论进行教学,培养学困生科学研究的方法
在初中生物学科的教学过程中,老师可以结合教学内容,向学生介绍科学家的科学研究方法,引导学生培养科学的思维方法,从而帮助学生改变错误观念,有效提高学困生的生物科学素养。
例如:在学习《遗传规律》的内容时,老师便可以要求学困生充分利用多种资源,查找相关资料,了解孟德尔通过进行豌豆杂家试验来研究遗传规律,从而更加全面、更加深入的掌握分离规律和自由组合规律。孟德尔在探究遗传规律的过程中,主要是通过假说――演绎法,即提出问题――创立假设――设计实验――分析结果――再实验再观察,直到找出各个事物之间存在的必然联系。这种探究过程是重要的科学发现模式,也是从根本上提高学困生科学探究能力的重要方法。其中,正是孟德尔提出的重要规律,为人类遗传学的诞生和发展奠定了坚实的基础。学困生通过搜集资料,不仅能够更加全面地掌握概念内容,而且还有利于提高学生的观察能力、思维能力和分析能力,从而从根本上提高初中学困生的生物科学素养。
4 结论
总而言之,在初中生物学科的实际教学过程中,只有老师深入进行教学研究,合理的将生物学科和学生的实际情况结合起来,采用良好的课堂教学方法,从而促使学困生形成较高的科学素养[2]。这有利于激发学困生的学习兴趣,深入挖掘学困生的内在潜能,让学困生主动投身到生物课堂教学过程中,从而真正提高初中生物课堂的教学质量。
参考文献:
1. 实验室建设不完善. 从总体来看,常州市初中学校在生物实验室的功能设置上不够完善,调查的学校都只设置了准备室、标本室和实验室. 从调查结果来看,常州市初中学校生物功能实验室种类不全,大部分学校将实验员室、准备室、药品室合并使用,没有培养室和生物园地.
2. 实验员配备不全. 调查的样本学校中,只有一所市重点初中配备了专职实验员,且该实验员的学历是专科,并不是生物专业毕业,其他学校的实验员都是由生物教师兼职担任. 由于实验员工作烦琐、任务重,生物教师在做好自己的生物教学工作外,还要做好实验室的工作,提前准备实验材料,协助其他生物教师开展教学工作以及实验室的管理等,这需要很多的精力投入.
3. 实验难度大及实验材料的限制. 市普通中学: 实验难度大、找不到合适的实验材料、实验仪器和试剂缺乏; 郊区中学: 实验难度大、实验易理解没必要让学生做、不是考点没必要做、找不到合适的实验材料; 农村中学: 实验难度大、找不到合适的实验材料、实验易理解没必要让学生做.
4. 教师及学生对实验教学的认识有偏差. 从学校来看,一直以来生物学科都被归为小四门,地位没有语数外科目高,学校为了提高中考升学率,加大主科的关注力度,减少小四门的课时,生物教师为了完成规定的教学任务,不得不减少耗时的实验课的开设.
二、生物实验教学中培养学生科学素养的对策
1. 加强生物实验室的建设和管理. 结合学校实际情况,统计出所缺少的实验教学仪器名称和数量,编制仪器设备的采购计划,报上级主管部门审批. 主管部门要尽快对各校的实验教学仪器需求申报计划书予以重视,并积极筹措资金,重点采购一些教学急需的仪器,尽快将所需教学仪器设备补齐. 对于现有的仪器设备,要加强日常维护和管理,定期检查维修,试剂药品也要定期检查,及时更换过期药品.
2. 充分挖掘和利用现有教学资源,因地制宜地开展实验教学. 学校和各级主管部门,除了要重视学生生物学实验室和生物园的建设,同时要鼓励学生和教师充分利用身边费用低廉的器具和材料,改进实验方案,保证实验的顺利开展. 例如,在讲显微镜时,教师可以先展示显微镜,学生看到仪器,兴趣就来了,是什么东西?干什么用的?提出一连串的问题. 教师再进一步激发,这显微镜能看到肉眼看不到的东西,没有学生不想亲自观察的. 观察之后,学生又想自己制作观察对象,想看一些不同的观察物. 其实,只要上实验课,学生都会有浓厚的兴趣. 教师只要稍加引导,学生总想亲自动手.
doi:i0.16083/ki.1671-1580.2016.01.011
中图分类号:G622
文献标识码:A 文章编号:1671-1580(2016)01-0056-03
生物课外活动是指在生物课堂教学之外,以生物实践活动为载体,利用课余时间,由学校组织、教师指导或学生自主进行的与生物有关的探究、调查、种植等实践活动,是课堂教学的延伸,能促使学生德智体美等方面的综合发展,是培养学生能力和责任感的重要载体。
乌鲁木齐市第五十中学非常重视将科学教育融入教学活动中,每年都开展地理、美术和生物教学等方面的“科学教育”活动,采用丰富多彩的课外活动形式旨在提高学生学习相关课程的兴趣和知识运用能力,更培养他们热爱科学、运用科学的意识。本研究采取了调查问卷法和文献法等方法进行系统分析,以期为初中生物课外活动的有效开展提供有价值的资料,促进生物学科教学目标的实现。
一、调查对象和方法
采用前后测的方法在开展生物课外活动前后,对乌鲁木齐市第五十中学初一四个平行班学生分别进行“初中生物科学素养的现状”问卷调查,并分析调查结果。生物课外活动实践为期一学年,包括野外采集、制作标本、植物栽培和动物饲养、调查类课题的研究、参观、生物摄影、举办展览和生物科技夏令营以及有关生物的讲座和报告。比较分析生物课外活动的开展引起初中生科学素质培养中学习兴趣、学习态度、技能与知识的变化情况。
二、调查结果的分析
采用课堂发放、课堂收回的形式发放编制的“初中生物科学素养现状”的调查问卷,共发放调查问卷131份,收回有效问卷131份。
(一)初中生物课外活动的开展丰富了学生的知识面
学生知识面调查共有4个判断题:1.吃过多的盐会得高血压。2.光速比声速快。3.吸烟会导致肺癌。4.地球围绕太阳驶一圈的时间为一天。前3题说法正确,第4题说法错误。
结果表明,学生在进行生物课外活动前后对科学知识的掌握情况有了明显的提高,第1题学生答题的正确率由前测的56%提高到78%;第2题答题正确率由72%提高到82%;第3题答题正确率由61%提高到89%;第4题正确率由52%提高到76%。可见,开展生物课外活动能够拓展学生的课外知识,丰富学生的知识面。在活动中学生不仅仅能学到生物学知识,还能学到很多其他学科、生活中的知识。
(二)初中生物课外活动的开展培养了学生的各项科学探究能力
从表1可以看出:通过课外活动的开展,鼓励学生进行探究性实验,学生的各项科学探究能力,如观察能力、实验能力等都有了较大的提高。很多学生认为科学探究不是“读”“记”科学,而是动手“做”科学。第5题选择“动手实验”;第6题选择“将病人分成两组,一组服药,一组不服药,观察结果”的人数比原来的比例上升了21%和13%。生物课外活动除了培养学生细心的观察能力、较强的操作能力外,还能培养学生敏锐的思维能力。第7题是理论联系实际、发展学生思维能力的一道题,通过统计分析发现有50%的同学赞同“生育的孩子都有可能得遗传病”的结论,比原来的比例上升了22%,表明学生的创造性思维能力有了明显提高。与此同时,学生执着的科学探索精神也有了一定的培养,“实验过程中有新的发现时”有49%的同学愿意反复尝试直至证实,人数比原来上升了28%。
(三)初中生物课外活动的开展提高了学生学习生物学科的兴趣
通过分析第9题和第10题前测和后测的统计数据,即调查学生对生物学科的学习兴趣百分比的变化,可见学生在进行课外活动后明显表现出对生物学习兴趣的提高,对生物课外活动的热情度增高。第11题“家里养的金鱼死了几条,你会:”选择“A.查相关资料,找原因”的学生人数上升了12%,选择“C.不管它”的学生下降了18%,这表明学生在生物课外活动中的主动探究意识有了较大的提高。第12题“日常生活中一些司空见惯的现象是否能引起你的兴趣,并很想弄清其中的道理。如:晴空为何是蓝色、鱼儿在水中为何淹不死?”选择“常常”的学生人数比原来上升了18%,说明经过一段时间的实践活动后学生的科学探索态度,如探索的毅力、好奇心等都有了较大的提高。
(四)初中生物课外活动的开展提高了学生的科学探索精神
生物学课程作为一门科学课程,不仅要传播科学的事实和概念,更要体现科学是一个探究的过程。生物学教育的宗旨应该是培养全体学生的生物科学素养。这一宗旨的确立,将使我国生物学课程产生一些重大变化。理解这一新的课程理念,也将有助于生物老师们的教学改革和实践。
一、关于科学素养的认知
我国基础教育的任务是培养未来的合格公民。在当今科技产品比比皆是、科学问题在我们的生活中无处不在的时代,在个人生活和社会生活中,要去面对各种各样与科学相关的问题,并做出决策。这些都要求生活在当今和未来社会中的公民具有一定的科学素养。
具备科学素养的人应该:①具有良好的科学态度和科学情感,包括探索自然的好奇心和求知欲、科学的价值观念、对科学学习的正确态度;②掌握了科学的基本概念和原理;③具有基本的科学探究能力,及对事物的观察能力,思考问题的能力,创造性地解决问题的能力,具有批判性思维的能力及在团队中的合作能力等。
二、关于生物科学素养的认知
“科学素养”是20世纪90年代以后许多国家的教育家在课程改革中的共同声音,
它已成为我国新一轮理科课程改革的基本目标。我国在2001年教育部颁布的《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》中指出:“义务教育阶段的生物课程是国家统一规定的,以提高学生生物科学素养为主要目的的必修课程,是科学教育的重要领域之一。”将提高生物学素养作为课程的主要目的和基本课程理念,标志着我国生物课程有了重大变化,这有助于将我国生物学教育提高到一个新的高度。
课程标准提出“提高学生科学素养”的理念,是期望学生通过生物课的学习能够在以下四个领域得到发展:①好奇心。生物学教师的任务就是培养学生对科学现象产生好奇,并将这种好奇心转变成对科学和对学习科学的积极态度。②诚实。在生物学教育中,培养学生诚实的品质就要求学生要真实地报告和记录在实验中观察到的东西,而不是他想象中应该是的东西,也不是他认为老师想要的东西。③合作。团体成员之间的合作意识是科学精神的重要组成部分。④创造力。培养学生的生物科学素养是我国中学生物学课程的总目标。生物学素养的高低是一个连续变化的过程,每个学生都处于这种连续变化的不同位置上,不同的位置反映了他们对生物学理解的程度。培养学生的生物学素养,主要有以下几个不同的层次:
1.肤浅的生物学素养
学生在日常生活中能够认出哪些是生物学的术语和概念,并能够将这些术语与自然界中的现象相对应。
但他们仍然有错误概念,对生物学概念的理解也很不准确。
2.功能化的生物学素养
学生能够使用正确的生物学词汇,对术语的定义表述也很准确。但大都是基于记忆。 转贴于 3.结构化的生物学素养
学生应能够理解生物学的概念体系,理解科学探究过程的知识和技能,能够用他们自己的话来解释概念。学生能将所学的知识与他们个人生活实际相联系,对于生物学的学习充满兴趣;他们从学习或实践的经历中构建了概念的意义和对概念的理解。
4.多维的生物学素养
学生理解生物学素养在诸多自然学科中的地位,知道生物学的发展史和生物学的本质、特点,理解生物学与社会之间的相互作用。学生能够意识到自己在知识或技能方面的不足,自己主动去获取更多的知识或技能;能够将学科知识应用于解决问题或寻找答案的行动之中。
三.学生生物学素养的培养途径
1.科学的世界观
科学的世界观是主要包括:①科学认为世界是能够被认知的,世间的万事万物都是以恒定的模式发生和发展,只要通过认真系统的研究都可以被认知。②科学知识是不断变化的,知识的变化是不可避免的。有些新的发现会对已有的理论构成挑战,从而要不断地对这些理论进行检验和修改。③科学虽然处于不断变化中,但这种变化只是处于缓慢的修正之中,绝大部分科学知识是非常稳定的,所以科学知识的主体具有连续性和稳定性。④科学不能为一切问题提供全部答案。人类面临的很多问题,是由政治、经济、文化和环境共同决定的,科学只是其中的因素之一。
此外还有爱国主义教育,包括积极培养热爱大自然,珍爱生命,爱家乡、爱祖国的情感,正确理解人与自然和谐发展的意义,从而增强振兴祖国和改变祖国面貌的使命感与责任感。
2.科学探究方法与技能
学校的科学探究活动通常是学生们获取知识、领悟科学的思想观念而进行的各种活动。学生们应该掌握科学探究的一般技能,包括:提出问题、做出假设、制定计划、收集证据、得出结论、表达和交流的科学探究能力。学生进行探究的真正意图,不仅在于掌握生物学知识本身,而更重要的是要让学生学会科学探究的一般方法,让他们亲身体会科学家是如何困惑于问题、如何假设问题的“答案”、考虑从哪些途径去解决问题,并以此渐渐地养成探究的态度和方法。
3.科学、技术与社会
一、实验教学中关注对学生珍爱生命的教育
本教材对解剖动物、采集和制作生物标本实验不再要求,在“光对鼠妇生活的影响”、“观察小鱼尾鳍内血液流动”、“观察鱼的呼吸”、“饲养和观察蚯蚓”的实验后,都要求将实验动物放归自然环境中,在“鱼鳍在游泳中的作用”实验中,要求捆扎时不要过于用力,动作要轻缓,以免使鱼受伤。以上这些实验要求就是要使学生懂得地球上的每一种生物都是有生命的,它们都是人类的好朋友,我们要爱护它们、保护它们,不要轻意伤害它们,更不要让它们从我们身边消失,使学生从小树立珍爱生命的意识。
二、通过实验教学增强学生对大自然的情感
本教材中安排了“调查校园、社会和农田的生物种类”,“调查当地或我国某地的植被状况”,“绿化校园的设计活动”和“参加当地的绿化活动”等野外实验实践活动。通过这些实验实践活动可以增加学生对大自然的接触和了解,感受大自然的美好,使学生逐渐懂得一个优美的自然环境对人类生存发展的重要性,从而增强学生对大自然的情感,使学生逐渐热爱大自然。
三、实验教学中关注对学生的环保教育
本教材中安排了“调查当地或我国某地的植被状况”,“采集和测算空气中的尘埃粒子”,“酸雨对生物的影响”和“废旧电池对生物的影响”等探究性实验活动,这样学生在实验活动中了解到我国是一个少林,土地沙漠化比较严重的国家。因此绿化祖国、保护植被、保护环境是我们每个公民义不容辞的责任,从而使学生逐渐建立环境保护意识。
四、实验教学中关注对学生的健康教育
预防疾病、保护和增进人体健康是生物科学的重要课题之一。本教材安排了“为家长设计一份午餐食谱”,“调查当地常见的几种传染病”,“设计一个旅行小药箱的药物清单”,“血液和血液制品与人类生活的关系”,“酒精或烟草浸出液对水蚤心率的影响”等实验活动,通过实验使学生懂得合理营养对身体的健康的重要性,传染病、过量饮酒及吸烟对身体健康的危害,从而使学生逐渐树立健康意识。
科学素养的培养是一个系统且渐进的过程,是通过教学中对学生能力的培养而循序渐进的过程,因而,学生能力的培养就成了科学素养培养的重点。初中生物是基础性的学科,观察能力、实验能力、思维能力和表达能力是学生科学素养培养的基础。
一、观察能力的培养
初中生物所涉及的知识范围多为生活中常见事物,只不过是经过概况为理论性知识罢了。如何让学生形成生活向理论的转变从而培养学生的科学素养,观察能力培养就显得尤为重要了。观察能力不仅是学生理性认识的基础,也是学生获得生物知识的重要途径,生物教学中,首先可通过探究活动来培养学生的观察能力。如在学习种子萌发需要的外界条件时,教师引导学生根据自己的实验方程,进行自主选种、准备器材、实验中水分补给、清除发黑和生霉种子。在整个过程中,教师以引导方式来让学生认识种子、器材,实验中指导学生观察种子在浸没和未浸没情况下的种子萌况,种子萌发根和芽的先后顺序等都通过学生的观察后获得。探究性活动最大的优点在于学生亲自实验、亲自感受,所获得的感受和认识更加深刻,观察更有效,只是教师需要注意引导学生观察的方法。此外,以生活实践为指导,通过课堂教学后带领学生深入到广阔的自然中,去了解、发现生物的形态,通过观察去验证课本知识也是培养观察能力不错的方法。
二、实验能力的培养
初中生物是一门以实验为基础的学科,教材涉及的大部分知识、观点、理论、定律等都可以通过实验来进行验证。虽然现在的教材中都对实验的过程以图示的方式进行了标注,但真正的实验过程中,学生容易对关键步骤等还是依旧容易出现问题,这就需要教师在实验过程中对规范性指导和纠正,从保证实验过程的规范性来保证实验结果的准确性。实验能力的培养不是一次或是两次实验就能见到效果的,需要教师引导学生在动词实验后逐渐形成,而且,在实验中,在保证安全的情况下,教师应多让学生学会自主探索实验中的现象和结果,并以问题作为引导。
三、思维能力的培养
1.以问题来培养学生的积极性和批判精神。问题是师生沟通的桥梁,问题情境的创设不但能激发学生的学习兴趣,还能让抽象的生物知识转变为直观的生活实际问题。如在“植物的呼吸作用”的教学中,要让学生理解植物会呼吸这一知识点有难度。于是在课堂上,教师首先以问题“动物能呼吸,那么植物会呼吸吗?”来激发学生探索未知的兴趣。问题提出后学生莫衷一是,有的说会,有的说不会。教师接着以问题“动物会呼吸有什么特点?”学生都知道动物呼吸是吸入氧气而吐出二氧化碳,在这一基础上,教师再以问题“如何证明植物会呼吸”来引导学生进行自主探索,有的学生就想到了将植物放入水中看是否会冒泡的方法,经过试验,发现新折的植物放入水中不会冒泡,解决问题出现了困难。教师此时以动物的呼吸为引导,动物呼入氧气而吐出二氧化碳,随着时间的推移,氧气就会逐渐减少、二氧化碳逐渐增多,如果能证明植物吸入的气体逐渐减少而放出的气体逐渐增多,那么问题就得到了解决。如此一来,问题就转变为对气体成分的变化测量,学生也较为容易解决。
2.以思维的灵活性和创新性来培养科学素养。思维是科学素养得以生成的重要因素。思维的灵活能让学生对问题形成多种不同的思考,而创新性则能让学生摆脱传统思维的束缚,生成出新的问题或是想法,这些都是科学素养所不能缺少的东西。首先,教师可借助联想,从一个问题出发来获得多种知识的应用,如某医生给小名的父亲测得血压数值为21.4/13.2千帕,教师追问“这一数值表示什么?”通过学生的叙述引导学生对收缩压、舒张压进行学习,同时得到因舒张压大于12千帕说明小明的父亲血压较高。再如该题中,如果将13.2千帕改为7.9千帕,又可以引导学生从舒张压来领会低血压的概念。其次,要利用思维创新性来培养学生的科学素养,如在“植物的呼吸作用”实验中,对二氧化碳增多进行检测需要广口瓶内的气体都赶到盛石灰水的试管中就必须用一个合适的带空的橡皮塞塞紧瓶口,这有一定难度。实验中,有的学生则进行了改进,通过在两个瓶中放入等量石灰水,再悬挂用纱包好的干种子、萌发的种子,拧紧瓶盖,一段时间后,根据石灰水是否变浑浊来判断二氧化碳是否增多了。此法简单,不受广口瓶的限制,便于学生操作。
总之,科学素养的形成不是一朝一夕之功,需要教师在生物教学中以多种方法来进行,且要持之以恒方能收到效果。
参考文献:
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
20世纪60年代以前,科学素养的教育不受重视。随着科学技术的蓬勃发展,公民成为科学知识和科技产品的创造者、生产者、消费者。在社会生活、生产实践过程中,运用知识解决科学现象和问题成为常态,进而在基础教育中发展科学素养成为改革研究的热点。下面以初中生物课堂教学为例,探讨生物科学素养的内涵、维度和提高学生生物学素养的策略。
1 生物科学素养简介
1.1 生物科学素养的内涵
《义务教育生物学课程标准(2011版)》明确提出,学生的生物科学素养包括参加社会活动、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力,理解科学、技术与社会的相互关系,理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。
美国生物学课程研究所(BSCS)出版了“发展生物学素养”的课程指南,具体描述了一个有生物学素养的人的特点:① 了解生物学基本原理、重要的生物学概念;② 领悟科学探究的过程,发展科学知识和技能,知道科学史上生物学概念的发展;③ 能够用生物学知识作出个人、社会决策;④ 应用生物学知识解决现实社会中的实际问题。
综上,提高生物学素养是基于未来公民生存和发展的“顶层设计”。这就要求学生不能只学习概念,也要知道生物学概念在历史上的发展历程,促进情感、态度与价值观、思维品质的共同发展。教师在课堂不能过于强调概念识记,更要注重知识在生产实践、经济活动中的拓展应用。
1.2 生物科学素养的4个维度
BSCS认为,生物学素养的高低是一个连续变化的过程,每个学生都处于这种连续变化的不同位置上,不同的位置反映了他们对生物学理解的程度。BSCS将生物科学素养分为4个维度(图1):肤浅的生物学素养、功能化的生物学素养、结构化的生物学素养和多维的生物学素养。4个维度的生物学素养存在差异,又相互联系,相互影响,共同构成生物学素养。针对不同维度的生物学素养,教师应采用不同的、恰当的教学策略。这是发展学生不同层次的生物学素养的关键。
2 提高学生生物科学素养的策略
2.1 诱导前概念,暴露肤浅的生物学素养
学生在学习新知识前不是一张白纸,他们具有生活经验,拥有自己对生物学事实的认识,这是学习科学概念前的基础,简称“前概念”。学生刚学习新知识前大多处于这一个水平,称之为肤浅的生物学素养。教师要研究学生起始的素养水平、教学目标要求的素养水平,并通过教学使学生的水平得到逐步提升。
诱导前概念的方式多种多样,教师可以通过课堂讨论、课前调查或课前测验等方式进行。例如,在“光合作用”一节教学中,由于学生从生活中见到植物种在土壤中,从土壤吸收营养,故认为植物体内的有机物是从土壤中吸收的,教师可以通过课堂设疑暴露学生的前概念。又如,在“呼吸作用”一节教学中,学生的前概念包括:① 植物呼吸时消耗二氧化碳,制造氧气;② 呼吸作用把氧气转化成二氧化碳;③ 植物在晚上进行呼吸作用;④ 植物通过光合作用@取能量等。教师可以通过课前测验或课前调查暴露学生肤浅的生物学素养,为教学目标达成奠定基础。
2.2 开展探究式教学,形成功能化的生物学素养
朱正威教授提出,提高生物学素养的教学途径多种多样,但探究性学习是最好的教学策略之一。教师的语言讲授过于肤浅苍白,难以转变学生错误的观念。学习者亲身经历猜想讨论、实验验证获得经验,这样的知识更容易接受。学生学会和记住了知识点,转化前概念形成科学认识,此时学生的水平处于功能化的生物学素养。
例如,针对学生的前概念“植物体内的有机物来自土壤”,教师演示实验“碘液滴入米浆和土壤浸出液”。学生根据实验现象推断,土壤不能为植物生长提供有机物。接着,学生观察比较光照和黑暗条件下的两盆天竺葵,思考植物在光下生长较好的原因。学生恍然大悟:植物体内的有机物是通过绿叶在光下制造的,这个过程就是光合作用。通过探究性学习,学生意识到原先的错误观念,并形成“植物在光下制造有机物”的初步认识。
又如,在“种子结构”一节教学中,多数学生认为种子只由种皮和2个豆瓣构成。因此,教师可指导学生解剖菜豆、芸豆、花生、黄豆种子,对比找出它们的共同结构。学生进一步观察“发豆芽”的过程,分析种子各结构的功能。此处以生为本进行探究实验,学生主动发现、大胆猜想,形成对种子内部结构和功能的基本认识。
当然,探究教学模式有多种,可按上述方法整合验证性实验进行探究,也可创设情境进行纯粹的思维探究,还可指定课题进行探究或完全自主的开放式探究。此时,学生虽不再处于肤浅的生物学素养水平,但对于生物学概念,学生一般靠记忆而非真正理解,对概念内涵本质不能完整地概括总结,不能形成知识网络,应用知识解决实际问题时还处于模棱两可的阶段。教师应进一步引导概括,形成系统的认知框架。
2.3 强化概念认知,促成结构化的生物学素养
教学活动不应仅仅停留在让学生记住一些生物学事实,而是要帮助学生对事实进行抽象和概括、理解和记忆,强化对概念的认知,建构生物学概念,进而为学生能够在新情境解决问题奠定基础。经历概念意义建构、概念强化、知识网络构建等高水平的思维过程,可以促进学生形成结构化的生物学素养。
教师可以采用类比、比喻的方式强化概念。例如,教学中常以“草兔狼”为例讲授知识点“生态系统具有一定自动调节能力”,若只通过例子讲述概念还是抽象的,讲课时学生理解了,但长期看还是容易遗忘。教学中笔者把生态系统比作橡皮筋,用力拉橡皮筋后恢复,说明生态系统有自动调节能力;用力拉断橡皮筋后不可恢复,说明自动调节能力有一定限度。学生通过拉伸橡皮筋的例子,加深了对生态系统这一特性的理解。这样的教学化抽象为形象,使深奥的理论变得浅显易懂,学生对概念的认知更加深刻。
概念模型的建构和概念图的绘制也是常用的方法。① 在学习动物细胞、植物细胞之后,教师可以让学生对比动植物细胞结构的异同点,画出动植物的细胞进行标注,甚至还可让学生动手制作细胞模型。细胞模型属于物理模型,不仅形象反映细胞的特征,也是一种简化、概括性的概念反映方式。② 概念图是表征众多概念的一种方式,对于概念较多的章节,学生绘制概念图,可以整合学生已有经验,内化形成学生结构化的知识框架,形成概念网络,使得概念可视化。无论采用何种方式强化概念,都是为了使生物学素养从功能化水平逐渐结构化,促进学生对概念的理解和实际应用。
2.4 全面拓展应用,发展多维的生物学素养
多维的生物学素养强调教学不能停留在生物学概念本身,还要让学生知道生物学概念在科学历史上的发展历程、在社会生活生产中的应用实践,甚至是科学研究的前沿发展情况,让学生不满足于现有的知识和技能,达到全面的、多维度的素养水平。
例如,介绍“克隆羊”的诞生后,教师可以在克隆技术的发展应用方面进行拓展。培育多莉的技术也称为核移植技术,现今在哺乳动物的克隆上广泛应用。这不仅为生产优质产品提供支持,同时也为拯救如金丝猴等濒临灭绝的动物提供技术。因此,首次应用克隆技术培育出非洲爪蟾成体的科学家约翰・格登获得了2012年诺贝尔生理医学奖这份殊荣。这样的教学不仅拓展学生的知识面,也激发了学生继续了解科学前沿发展的A向。
教学中,教师还可以介绍相关知识的科学发展历程,如在“练习使用显微镜”一节教学中,介绍光学显微镜到电子显微镜的发展历程,让学生认识到技术发展对生命科学研究的推动作用;也可以联系与生活密切相关的知识技能,如学习“植物的呼吸作用”时,教师可以在蔬菜瓜果的储藏技术方面进行拓展;还可以拓展工农业生产中的生物知识,如带领学生参观酿酒厂、农业种植基地,了解酿酒工艺、农业生态系统等;还可以创设情境让学生模拟决策,如学习“合理营养”中,让学生设计营养合理的食谱并实施。
3 结语
提高生物科学素养的理念提出已久。但如何提高生物学素养还有更多值得探究的内容,值得教师进一步研讨,并为课程理念的落实和课堂教学的不断优化提供指导。
参考文献:
1.了解物理的意义,培养学生的科学情感
初中物理是物理学科的基础,让学生认识科学价值、培养科学情感是学习物理的关键。只有在学生充分认识并了解其实用价值的前提下,才能使学生产生一种需要感,才能使他们关心和热爱科学。由于初中生无论在知识、心理品质、思想道德等方面的发展都处于不成熟时期,独立性和自学、自我教育能力都比较欠缺。这就需要我们初中物理教师在具体的教学中,要有意识、有目的地对学生进行这一方面的培养。在日常教学中,我们应把物理教学和社会实践紧紧结合起来,经常向学生介绍物理知识在社会生产、生活和建设中的巨大应用。同时要指导学生运用学到的物理知识,去解释或处理在日常生活中遇到的实际问题,使他们切身体会到学习物理知识的实用价值。从而激发他们学习物理的兴趣,培养他们对物理的情感。
2.激发学生的兴趣,培养学生的科学情感
大家都知道,兴趣是最好的老师。当学生对某一学科发生兴趣时,就会产生一定的学习动力,从而促进学习成绩的提高。初中学生的学习兴趣是很容易被激发的,也很容易转移的。这种不稳定的心态,要求老师经常激发学生学习物理的兴趣。在学生学习物理的开始阶段,我们可以安排一些变幻莫测、趣味横生的小实验去深深地吸引他们,使他们产生强烈的兴趣。接着学习声、光、热、电等内容时,由于这些知识中有相当一部分与日常生活紧密相连的,所以,学生也能在知识获得的过程中,解释一些生活现象,从而使他们产生兴趣。再后来,我们就会接触一些内容比较抽象的知识,这些东西不易进行实验,学生在学习这部分知识时,兴趣就会有所下降。这时我们就应该运用比喻进行形象教学,这样做可以不断激发学生的学习兴趣。只要我们教师能够利用学生的学习兴趣进行合理教学,就能够促使学生把学习兴趣转化为学习物理的志向,进而培养他们爱物理、爱科学的情感。
3.培养学生的实验能力,深化学生的科学情感
物理实验是物理学科的生命。实验教学不仅是帮助学生形成物理基本概念、理解和掌握物理知识和基本技能方法,还是培养学生科学情感的有效途径。然而,由于我们现在的学生大多是独生子女,父母在家中几乎包揽了全部家务,再加上我们的初中教学存在的种种弊端,物理实验的功能没有能充分发挥。鉴于这种局面,我们应该开辟第二课堂,充分利用现有资源,让学生自行设计方案,开展一些有趣的物理小制作、小实验。让学生在课外活动中充分发挥自己的想象和动手能力,这样就能使学生在课外活动中体会到成功的喜悦,使学生与物理结下不解之缘,从而深化热爱物理、热爱科学的情感。
二、培养学生实事求是的科学态度
1.培养学生热爱真理的科学态度
随着社会的进步和人民生活水平的提高以及社会信息传播手段的发展,中学生也开始通过各种渠道获得大量的信息。他们开始关心周围的科学,对周围的事物有了一定见解,喜欢发表自己的意见。但由于中学生年纪比较小,阅历浅,知识也有限,思想上还不成熟,以及逆反心理的存在,所以他们有时候很容易产生片面的、偏激的反应。为了使今天的中学生,明天能成为独立而又有能力的一代,教师必须让他们在满足求知欲的过程中,形成一种追求真理的品质。例如,学生实验中经常会出现实验现象与书本记述不相符的现象,这时,让初中学生难以辨别主客观的影响。这就需要我们教师及时地向学生提出问题、引导发现问题、找出解决问题的方法。如果老师引导不好,就会使一部分学生处于困惑的状态,以至于使他们感到物理的非真实性,从而挫败他们探求真理的意志和决心。我们必须将热爱真理的教育融会于日常的物理教学过程中,不断培养学生对真理的尊重、热爱和追求,为学生实事求是的科学态度的培养奠定良好的基础。
2.培养学生严肃认真、一丝不苟的科学态度
物理教学是高中课程体系中的重要组成部分,也是学生日后进行科学研究的基础。在高考的检验面前,除了学生的物理知识外,科学素养也是近年高考侧重检测的一个方面。学生的科学素养是学生学习的动力,也是后续学习的基础。所以在物理教学中,教师要将学生的科学素养作为一项重要的教学内容。
一、在物理学史中培养科学素养
物理学史是记录物理科学发展历程的载体,它以人类与物理世界对话的历史为研究对象,融合了与物理学有关的自然科学以及与人类思想、社会历史发展有关的多学科知识,在教学中教师将教学与物理学史结合起来,让学生更加清楚物理学的社会功用,提高学生对物理学习的理解和认识。通过科学家进行科学探究及遇到困难如何思考、如何探索达到目的生动事例,使学生了解物理学家探索科学的欢乐与痛苦、成功与失败的经历,使受教育者精神受到感染、情操得到陶冶,意志得到磨炼,科学素养得到形成。正确理解人和物理学的关系,正确理解科学与社会发展的关系,使学生生发对美和善的辨别力和追求热情,从而使学生的心智得到和谐发展。
二、在物理实验中进行科学素养的培养
物理实验是学生验证前人科学论断的方式。在实验中培养学生的科学素养也是一条最佳途径。比如实验操作中的规范性、实验过程中的科学性、实验过程中的探究性等,都是科学素养的范畴。物理学习的主要目的不仅是物理知识的学习也是学生价值观的确定。所以在实验中要培养学生的探究精神,引导学生通过实验了解物理学习的奥妙,感受科学的魅力。学生在实验中还能够掌握一定的操作技能和技巧,对实验中出现的一些简单问题可以自己解决。这样长时间的训练,学生的科学素养自然会得到提高。
学生的科学素养不仅关系到学生的知识建构,也包含着学生日后进行科学研究的能力基础,所以在物理教学中,教师要重视学生科学素养的培养和形成,在教学的各个环节中都应该将科学素养的培养渗透进去。
物理学理论的建立遵循着这样的途径:观察实验(广义的)猜想和假设设计实验验证假设理论通过广泛的实践验证理论。在其他领域,大至科学理论的建立,小至自行车、台灯故障的排除,基本途径都是相似的,有意识地沿着这样的途径去思考问题,寻求解决的方法,是一种重要的能力。新课标特别强调对学生进行“物理学是从实践中来,到实践中去”这样的教育。
首先、注意不给学生造成这样的错误印象,好像通过课堂上的一两个实验,收集三五组数据就可以得出一个物理规律。要让学生认识到,课堂上用于归纳物理规律的实验不过是科学方法的一种演示。这一点,在新教材中多次做了特别的说明。
第二、重视“猜想和假设”在科学发展中的作用。我们一直重视从事实归纳科学规律,而后用演绎的方法利用这些规律去解决问题。这样作是正确的,但有两点常被忽略。其一,单纯的演绎不能得到新的认识;其二,单纯的归纳得出的规律只适用于与原型相同的场合,不能成为普遍规律。这两点都告诉我们:创造性思维需要猜想。在新教材中,每个探究实验都让学生经历了猜想的过程。
最后,在教材中,多次应用并正面介绍了某些普遍适用的科学方法,例如控制变量法、转换法,建立物理模型法等。中招试题中也是年年都有有关科学方法的考查,能够有意识地用科学方法处理问题是一种十分有用的能力。能否掌握一定的科学方法是人的素质高低的重要表现之一,近年来,方法教育已经得到很多物理教育工作者的重视。但是,方法教育只能以知识教学为载体,以潜移默化的方式进行,不能把科学方法异化为新的知识点。在物理教学中要在适当时机指明某些常用的科学方法,起到了画龙点睛的作用。
在一门课程中学到的科学知识是有限的,但无论学生将来从事什么工作,某些知识的细节以后可能再也不会用到,但是通过这些知识的学习所掌握的科学方法却可以迁移到社会生活的方方面面,甚至自然科学以外的其他领域,使人终生受益。因此,在物理课程中不断探索方法教育的内容和方式,是素质教育的一个重要课题。
2.科学觉悟
科学觉悟,指的是对于科学技术在人类历史和现实生活中的作用的认识,包括积极的和消极的作用;也指对于科技成果的亲近感。
关于科学技术的作用,已经有很多文章进行了充分的讨论。教材的编者作了一些努力来落实这方面的教育。过去的教材中关于科技成果的应用一般到技术层次为止,九年义务教育初中物理教材则在可能的场合把它延伸到科学和技术对于推动社会发展所起的作用(包括资源和环境问题)。教材的“科学世界”“STS”中安排了一定数量的物理学史的内容,目的之一也是进行这方面的教育。
许多受过高等教育的人缺少对于科学技术的亲近感,中学里的物理教育是有责任的。究其原因,一是许多学生学不会,二是教学内容远离学生的生活。这样学生自然会疏远物理学,进而疏远一般的科学技术。在教学,不分学生的学习水平和能力倾向,一律片面强调本学科的主干知识,许多与生活密切相关而又有趣的内容,由于在物理学科体系中处于枝节的位置而不能在中学教材中人选。一门课程如果以这样的面孔出现,怎么能够使人亲近呢?所以在教学中,作为教师应该善于利用教材及一些新科技如“高铁运行”“电网三合一”“新能源的开发”去吸引学生,培养学生的科学觉悟。
3.科学精神
不唯上、不唯书,不受传统观念的左右,把实践作为检验真理的唯一标准,就是一种重要的科学精神。真正作到这一点并不容易,有时候要经受痛苦的观念转变。质疑的习惯和独立思考的习惯也是重要的科学精神。初中物理课本十分注意从习以为常的现象或“理所当然”的想法中引导学生找出矛盾,展开课题。课本写得思路清晰、节奏轻快,本身就会给学生以潜移默化的影响。如果有的实验在课堂上做不了,有的理论推导对中学生说来预备知识不够,或者有的推导或运算是留给学生自己完成的,那么这些地方都有明确的交代,不丢失任何一个思维环节,也就是说,绝对不给学生养成死记硬背、人云亦云的坏习惯。
提高初中生生物科学素养,倡导探究性学习,是新课程改革的发展趋势。初中生物学科,主要是向学生展示基本的生物学科内容,让学生掌握研究生物科学的思路和方法。现在生物教学重在培养初中生理性思维的习惯和养成积极的科学态度。义务教育阶段的生物学课程把提高初中生生物科学素养作为主要目标。但在实际教学中,初中生物实验教学的现状并不乐观,仍存在不尽如人意的地方,需要不断改善。
一、初中生物实验教学现状与问题
生物是与我们生活联系最为紧密的学科,而初中生物主要向初中生介绍基本的理论观点和基础的生物常识及生物现象。有效的生物教学可以带领初中生走进五彩缤纷的生物世界。对于初中生物教学重点不仅在于教会学生知识,而是培养初中生较高的生物科学素养。初中生物教师开展教学,重点不是肤浅地复制教材,而是注重学生生物科学思维的训练。在实际教学中,初中生物学科的发展还存在许多有待改进的地方。首先,初中生物课课时安排不合理。部分学校生物学科仍被视为副科,因此课时安排较少,每周仅有三节课,甚至更少。教师为完成教学任务,一些实验活动因没有充足的时间而无法实施。其次,在实际教学中,存在着重理论知识讲授,轻动手实验能力的问题。还有部分学校因条件限制,实验设备不能满足生物教学的需求,进而导致学生不能展开必要的生物实验,只能局限于课本理论知识的学习。最后,初中生实验探究意识薄弱,在实际教学中,许多初中生对教师形成依赖,缺乏自觉探究和实践的意识。所以,教师需培养学生主动参与、勤于动手的学习能力。
二、如何在日常生物教学中培养学生的实验能力
1.明确培养学生生物实验能力的教学目标
《义务教育生物学课程标准》第二部分课程目标提到:“通过义务教育阶段生物学课程的学习,使初中生初步具有生物学实验操作的基本技能、一定的科学探究和实践能力,养成科学思维的习惯。”因此,为符合新课程标准的要求,我们在实际教学中应注重初中生生物实验能力的培养。教师在备课时,应该结合具体学情设置培养初中生实验操作能力的教学目标。例如,学习细胞分裂的基本过程时,教师备课时的能力目标即可设置为:引导学生动手实验,通过实验观察洋葱根尖细胞分裂的切片,增强学生动手实验的能力和自觉探究的意识。
2.加强学生生物实验教学中创新能力的培养
提高生物实验能力的一个重要方面就是培养创新意识。初中生创新意识的培养可以有效提高学生自觉探究、动手实验的能力。创新意识的培养体现在教学中的方方面面,在教学中应该保护学生的好奇心,耐心解答学生的疑问,鼓励学生发现问题、提出问题,并积极探索解决问题的方法。许多伟大的发明创造都源于一个“为什么”。面对学生的不解,我们需要做的是启发学生,为学生创造解决疑惑的条件。例如,初中生对种子萌芽的过程充满好奇。我们则以此为契机,开展“种子萌发条件”的探究活动。通过带领学生亲自探索,不仅解答了学生心中的疑惑,同时也增强了学生动手操作的能力。
3.在实验步骤解析中培养学生的分析观察能力
科学实验具有严谨的步骤,生物科学实验也不例外。实验探究的一般方法包括:提出问题、作出假设、制订实验方案、观察实验现象、得出结论、总结交流等。对于初中生物实验,我们主要要求初中生了解一般的实验步骤,并能自主完成简单的实验操作,培养学生实验中分析观察的能力。我们操作实验的一个主要目的是为了证明一些结论或者观察一些现象。分析观察是实验过程中的一个关键环节。只有谨慎细致地观察才能得出准确的实验结论。
4.引导学生归纳总结实验理论及思想
归纳总结也是实验探究的一个主要组成部分。引导学生动手实验的重要目的是学生能够通过实验操作总结出结论。学生参与实验,根据在实验中观察的现象或者实验结果归纳出实验理论或思想,可以让学生对生物理论有更加深刻的认识,甚至通过实验能够获得新的发现,实现提升学生生物科学素养的培养目标。
综上所述,转变初中生物教师的教学理念,改革初中生物教学模式,为初中生提供参与实验探究的机会。抓好实验教学,不仅是现代初中生物教学的客观要求,也是提高初中生生物成绩的有效途径。提高初中生动手实验的能力不是一蹴而就的事情,需要教师日积月累的付出和学生坚持不懈的努力。