中长期观察实践实验对培养学生科学素养的作用探究

山东省临沂市蒙阴县育秀中学 肖 娜

提升公民的生物科学素养势在必行。首先，公民的科学素养水平决定了他们对自然科学、社会政务、实时动态的看法和意见。比如：近年来，临沂市密切关注生态学，严格治理大气污染，关闭了有一定污染的工厂。大部分民众拍手叫好，一致认为走可持续发展道路比先污染后治理更有利于社会的长久发展。但也有少数民众持反对态度，认为关停部分工厂会影响政府税收，这就是生物科学素养欠缺的表现。如果人人明白环保的重要性，就不会对政府决策有所怀疑。其次，公民提升生物科学素养，有助于分清是非，抵御谣言。例如：前段时间流行的巨大抢盐风波，就是部分民众谬信“吃碘盐能预防核辐射”。张悟本神话“吃绿豆能防治百病”、世界末日即将来临等，都证明了公众缺乏基本的科学素养，才导致盲目相信、跟风，而媒体也跟着报道、炒作，都没有意识到其中显而易见的科学谬误。

针对目前社会上存在的这些问题，我国加快了提高公民科学素养的进程。新课程标准就提出，要全面提升学生的科学素养。而密切观察实验和实际动手实践实验，有利于加深学生对实验的理解和掌握，进而提升科学素养。因此，我将从中长期观察实践实验的角度，进一步研究如何提升学生的科学素养。

一、探究意义

本次探究的核心内容是通过中长期观察实践实验来提升学生的科学素养。实验是指对已经认定的科学定理或科学结果进行的验证性活动。那什么是科学素养呢？科学素养包括三个方面的内容，即科学知识、科学方法以及科学技术对个人生活和实践的影响。那拥有科学素养有什么意义呢？我认为，能够于生活中发现问题、判断问题并解决问题，理解科学术语，解释科学现象等。意义深远，可以指导每个公民的生活和工作。

实验操作的过程是学生验证自己架设的过程，也是培养学生科学素养的重要途径。结合布鲁姆教学目标分类标准，生物学的课程教学目标可以概括为以下三个方面：知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观。知识与技能是基础，是对学生最基本的要求；过程与方法是重点，我们的教育不再是“填鸭式”教育，而是注重方式方法的总结和提炼；情感态度与价值观是高层次的培养目标，这是科学素养的灵魂。

二、探究的理论依据

我国教育部于2001 年颁布了《全日制义务教育生物课程标准（实验稿）》（下面简称《课程标准》）。《课程标准》中明确了义务教育阶段的生物课程是国家统一规定的、以提高学生的生物科学素养为主要目的的必修课程。《课程标准》提出，生物课程是科学教育的重要领域之一。学好生物对于培养科技人才具有深远的意义。《课程标准》明确了要面向全体学生，提高学生的生物科学素养。前面一直在提生物科学素养，那什么是生物科学素养呢？生物科学素养是指参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念与科学探究能力，包括理解科学、技术与社会的关系，理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。生物科学素养的提出，意味着我国的生物教学不再是以往的“填鸭式”教育，而是注重方式方法的引导和培养。

一直以来，一线初中生物教师非常注重生物实验教学，凡是课内课外有能力有条件做的，肯定让学生亲自动手去做。教师可以演示的实验，也会尽量演示一下。针对如何做好实验，也有很多人进行长久而细致的研究。但是，对通过生物实验提高学生科学素养方面的研究较少，更缺少在实践中的检验。在此基础上，我确定本课题的研究内容为中长期观察实践实验对培养学生科学素养的作用研究。

三、现实依据

1.我校是一所现代化的县直中学，共有三个年级，32 个班级，1600 名左右的学生，百名教师，教师的年龄层次较广，平行班至少在8 个以上，便于实验对比。

2.目前，学校教改风气浓厚，教师教学热情高涨。

3.从事教研的教师长期在教学第一线工作，有丰富的教育教学经验和较高的研究水平。

四、研究结果与分析

我把初中生物实验分为四类，并进行了详细探究。

1.对学生如何掌握科学知识的实验研究

利用生物知识进行设计，如为家长设计一份午餐食谱。为充分调动学生的积极性，让学生学以致用，学习理论知识之后自己设计午餐食谱，利用投影仪展示，取得良好的教学效果。

2.培养学生掌握科学技能与科学方法的实验研究

（1）采用观察法的实验教学，如观察人的口腔上皮细胞。为切实在实验教学中提升学生的科学素养、动手能力，我在教学设计中注重对学生探究思路的培养，例如本来直接出示的实验器具，为锻炼学生的实际动手能力和逻辑思维能力，让学生自己探讨实验材具，效果显著。

（2）采用调查法的实验教学，如调查校园、公园或农田的生物种类。真正带领学生到校园中实地参观考察，并做好记录。

（3）采用模拟法的实验教学。如模拟实验精子与卵细胞随机结合，利用黑棋子和白棋子来代替含y 染色体的精子和含x 染色体的精子、卵细胞，受精过程清晰明了，很好地诠释了“生男生女机会均等”这一抽象过程。

（4）采用数学计算的实验教学，如测定种子的发芽率。生物属于文理交叉的学科，其中不乏其他学科涉及的知识点，相互融会贯通是重点。

3.培养学生第三个教学目标“情感态度与价值观”的研究

生物科学史是培养科学精神的良好素材，如孟德尔豌豆杂交实验。因此，在八年级下册学习“基因的显性和隐性”时，对孟德尔及其实验做了细致的探究，以此来使学生认识到科学的魅力和科学研究并不是一蹴而就、一帆风顺的。

4.培养学生运用生物知识解决问题、培养科学思维的研究

（1）单一变量、设置对照组的实验教学；（2）运用假说—演绎法的实验教学，如孟德尔豌豆杂交实验；（3）探究实验的教学，如测定某种食物中的能量。

在这个实验中，种子燃烧释放的能量不能直接测量，而是利用升高的水温来间接计算出来。因此，实验过程中就会出现部分误差。在实验中就要设计环节，探究实验值和理论值存在一定差异的原因。

5.开发以学校为契机的校本课程

建立生物兴趣小组，在实验中锻炼动手能力，尝试制作生物模型，有利于学生在实际动手制作中更加深刻地理解基础知识，并提高学科理论学习的兴趣。

五、相关反思

1.培养学生动手实验的兴趣有助于提高学习质量。如何进一步调动学生学习的积极性，提高课上学生的参与度是需要持续研究的课题。

2.教师要严爱兼施、严中有爱、先爱后严，才能让学生既爱又怕，既保证了课堂秩序的平稳，又可以让学生愿意学，将“要我学”变成“我要学”。

3.今后要针对地区特色，广泛开发校本课程、地区课程，如利用当地特色“天然氧吧蒙山”探究动植物种类或生命活动、光合作用、呼吸作用；利用“蜜桃之乡蒙阴”来探究桃子开花结果的过程。

4.基层学校的实验设施、试验场地不够完善，巧妇难为无米之炊，给一线教师增加了困难；部分教师的教育理念存在滞后性，需进一步更新和提升。

关于“中长期观察实践实验对培养学生的生物科学素养的作用研究”，我们已经取得一定的成绩，但还存在很大的研究空间。我们将继续求真务实，积极创新，努力谱写有关培养学生生物科学素养的新篇章。