生物试验教学中学生科学素养培养初探

黄咏媚

摘 要:本文介绍了在生物实验教学中应从挖掘教材中的经典实验;改验证性实验为探究性实验;对学生进行逆向思维训练等方式,引导并组织学生进行探究性学习,培养学生的科学素养。

关键词:高中新课程 生物试验教学 科学素养

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。新的生物课程标准把提高每个学生的生物科学素养,作为实施课程标准中的核心任务。

生物学是一门以观察和实验为基本研究方法的实验科学,实验是学生获取生物学知识和能力的重要手段,是教师讲解生物学概念、规律的基础,也是培养学生观察力、注意力和思维能力等科学素养的重要途径。

一、挖掘教材中的经典实验,培养学生的科学素养

在高中生物教材中安排有许多科学发现史,如酶的发现历史,从1783年意大利科学家斯巴兰让尼设计的巧妙实验到20世纪80年代科学家发现少数的酶是RNA,使学生对酶的研究历史中的一些重大发现有了一个大致了解。通过让学生了解酶的发现过程,使学生体会实验在生物学研究中的作用地位;“酶不都是蛋白质”,这一科学事实再一次有力地证明了实验在科学发展中所起到的举足轻重的作用,同时也让我们看到,科学是发展的,探索是无止境的,而真理是相对的。再比如光合作用的发现、生长素的发现系列实验历经几代科学家、耗时几十年,在生命科学史上有一定的代表性,一定程度上反映了科学探索的一般方法,是一个非常好的素材,这个过程涉及实验多,内容丰富,我们要善于把握两条线索,一条是介绍经典实验的方法和设计,另一条是科学实验研究的过程,对经典实验进行加工挖掘,不仅很好地落实了生物学知识,也培养了学生科学实验的思想,让学生明白科学研究的步骤是:“观察→发现问题→提出假说→设计实验→预期实验结果→验证假说→归纳规律”这一基本途径。

二、改验证性实验为探究性实验

实验教学以“简约重演”科学知识的再生产过程的探究式为主要手段,这有利于学生实践能力和创新能力的全面提高。

在实验中,经常存在着对实验最后结果的记录,而轻视对实验过程中出现某些现象的记录,重视结果而不重视分析结果,重视对成功实验的肯定,而不重视对实验中的失败查找原因等现象。这不利于学生实验能力的提高。例如,在观察植物有丝分裂的实验中,在显微镜的某个视野中,要让学生了解为什么看到的细胞多数为间期的细胞。在质壁分离和复原的实验中要让学生了解液泡的体积大小、颜色如何变化。在叶绿体中色素提取和分离实验中四种色素彼此分离的原理是什么,这一原理单靠高中教科书中的知识还不够,应让学生了解滤纸是一种吸附剂,层析液是一种展开剂,四种色素的化学结构和性质不同,它们在滤纸上吸附能力不同,在层析液中(展开剂)溶解度不同,因此,四种色素随着层析液在滤纸条上的扩散速度就不同,胡萝卜素溶解度大而吸附力小,扩散速度快,叶绿素B溶解度小而吸附力大,扩散速度则慢。在实验中,因某种原因,个别学生的实验结果不明显或失败,老师应指导学生查找原因。如叶绿体中色素提取和分离的实验结果四条色素带部分或全部不明显,教师可提示:①是否丙酮用量过多,滤液太稀;②是否用的新鲜叶,是否全部用的是幼嫩的叶;③画滤液细线时是否重复的次数少了一些;④层析时滤纸条上的滤液细线是否被层析液没及过。在质壁分离和复原的实验中,有的学生很快就观察到质壁分离和复原现象。但有的学生虽然在步骤方法上都按要求进行了,但没有发现质壁分离现象,教师应启发学生寻找原因:取下的表皮是否是死亡的细胞?是否未用蔗糖溶液浸泡材料?是否蔗糖溶液被原清水稀释而造成浓度不够?是否视野太亮,反差度小而未能看清?还有的学生虽然质壁分离了却不能复原,教师也询问一下,是否蔗糖溶液浓度自行加高了?是否质壁分离时间太久而造成细胞死亡?

三、凸现科学家科学研究的思维和方法,训练学生科学思维

目前中学生物教学还主要着眼于知识和技能的传授上,甚至缩减成单纯的生物学知识的教学。在生物学知识的教学中,重结果甚于过程,重灌输甚于启发,重标准答案甚于智能开发。学生几乎成了一个单纯的知识记忆器。这显然不符合培养学生的科学素质的要求。知识与技能虽然重要,但是把学生获得生物知识和技能与科学素质等同起来,以学生的生物学考试成绩去代表和衡量学生的科学素质,显然是不恰当的。要真正培养学生的科学素质,除了让学生掌握知识以外,还要让学生真正理解科学家对自然和世界的看法,他们怎样去认识自然和世界;使学生真正理解生物学概念的产生过程、内涵外延、相互关系、在生活中的体现和运用等等;使学生了解科学家的工作方法并掌握一些基本的实证方法、逻辑方法和直觉思维方法;使学生了解生物学的科学方法及其价值;使学生利用自己掌握的生物学知识、技能、方法去解决学生身边存在着的有关生物学方面的问题;使学生在生物学知识、技能、方法的学习和应用过程中,发展生物学认知能力、思维能力和实践能力,培养学生的生物学志趣和生物学观念。

总之,对提高学生生物科学素养,没有固定的模式。教师可以根据自身特点和具体情况寻求有效的方法。科学素养的培养也不是一朝一夕能够见效的,只有教师坚持不懈的努力,才能使学生在日积月累中得到提高,因此,教师首先在思想上要提高认识,充分意识到科学素养的提高对学生思想品质、思维能力和创造才能的发展所具有的重要价值,从而自觉地将科学素养的提高贯穿到平时的教育教学活动中。其次,利用高中生物实验提高学生生物科学素养是面向全体学生,是在教师的正确引导下,学生主动参与、自主探究、相互学习与交流的一种学习方式。生物试验教学中,除了教师要深挖教材,还要经常性地创造条件,开展探究活动,给学生表现才能的机会,更好地激发学生的学习兴趣和参与意识。发展学生的动手操作能力,搜集和处理科学信息的能力,获取新知识的能力,批判性思维的能力,分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力,才能真正将素质教育落到实处。

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作者单位:广东省江门市培英高级中学高中生物二级教师