培养学生动手能力与科学素养的初步探索

摘要：培养学生的科学素养是一个系统工程，方法有很多，其中一种高效的方法是提高学生的动手能力。本文以高中生物教学为例，浅谈在实验、搜集处理信息、制作教具、绘制思维导图等方面来培养学生的科学素养。

关键词：科学素养；实验；搜集处理信息；教具；动手能力

中图分类号：G633.91文献标识码：A文章编号：1992-7711（2021）01-0050

生物学作为一门自然科学，注重学生的科学探究精神，而机械性地记住知识是不行的，这阻碍了学生创造性思维、科学素养的培养。因此需要教师发挥智慧，通过精心设计教学过程，侧重培养学生的科学素养。以下是笔者以高中生物教学为例谈如何通过培养学生的动手能力，进而培养学生科学素养的一些浅见。

一、积极开展动手实验，加强科学素养培养

高中生物课程内容中含有许多实验探究活动，这些活动不仅可以让学生更好地掌握科学知识，更重要的是在探究过程中可以激发学生的科学探究兴趣，培养学生科学的探究方法以及科学精神。但从目前情况来看，很多学校特别是不发达城市的学校，对于生物实验教学过程不重视，很少甚至不开展实验教学，取而代之的是教师的讲解，这对于学生科学素养的培养是极为不利的，所以在教学中教师要发挥主观能动性，将实验中的精髓进行挖掘，通过设计简单的实验达到培养学生科学素养的水平。比如，在人教版高中生物选修一专题5课题1“DNA的粗提取与鉴定”一节中，利用琼脂糖凝胶电泳装置对DNA进行鉴定实验，实验器材昂贵，但教师可以利用身边的材料进行创新性改造。如刘老师带领学生自制了凝胶电泳装置和凝胶显影装置：取外卖饭盒作电泳槽，在两端贴上铝箔，用小塑料盒作制胶板，取硬纸板裁剪成梳子，串联电池充当电源，电源两极接到铝箔，便制成凝胶电泳装置，材料廉价且易得，成本不超过10元。不透光的大塑料外盒，在内部安装并接通固定波长的紫外灯灯管，外接摄像头进行实时监控凝胶成像的情况，这样便制得了凝胶显影装置。因此，学生便可以利用这些装置动手实验，加强科学素养培养。

此外，对于一些验证性实验，教师可以运用自己的才智对实验进行改进或创新设计，将验证性实验转换成探究性实验，比如在细胞大小与物质运输效率关系的实验中，可以将实验中的氢氧化钠溶液用红墨水代替，将不同大小含有酚酞的琼脂块换成不同大小的萝卜块，这样实验材料变得容易获取，学生在家也可以操作。而对自己动手得到的实验结果，学生更乐意去分析，这样的过程提升了学生的科学思维。而且由于教材中实验试剂用到了氢氧化钠强碱溶液，存在一定的风险，但经过实验创新后，可以在一定程度上避免危险的发生，一举多得。

二、通过动手搜集有关知识信息，提高科学素养

在信息网络时代，人们获取各种信息变得越来越方便，从大量的信息中获取自己所需，并且能够对信息进行归纳处理也成为当代高中生的一种能力。而新课标在一定程度上就要求培养学生收集、处理信息的能力。因此，教师在基于教材进行教学的过程中要适当更新信息，将课上的知识运用于生活中，培养学生活学活用、学以致用的能力。信息的收集可以交给学生去处理，比如在“血糖平衡调节”的教学中，教师可以事先布置学生以小组为单位通过网络、图书馆等途径查阅有关血糖正常范圍和糖尿病患者“三多一少”症状的原因分析的任务。学生在完成该任务的过程中，不仅培养了收集、处理信息的能力，而且在处理信息的过程中潜移默化地认识到糖尿病的危害，在一定程度上进行自我教育，加强饮食管理和体育运动。另外，教师还可以引导学生向身边的人普及科学知识，培养社会责任，提高科学素养。又如在学习“兴奋在神经元之间的传递”中，教师可以设计问题串，引导学生动手搜集有关毒品危害的信息，使学生在信息处理中不断思考，提高科学探究能力，自觉认识到毒品的危害，远而避之，树立社会责任感，提升生物学核心素养。

三、通过动手制作教具，培养科学素养

教学中调动学生的多种感官参与能够提高学生的学习效果，而制作教具是一种提高动手能力、提高认识对象的方法，学生从课本中获得的间接经验在头脑中的存留时间不如亲手制作获得的直接经验长。高中生物教学中有一个重要的实验技能就是制作模型教具。通过教具的制作，学生对认识对象的鲜明特征能够把握得更加牢固，同时在制作过程中培养了学生的动手能力、创造能力。例如学生在制作DNA双螺旋模型过程中就会暴露出一些知识问题，比如碱基互补配对、磷酸二酯键的连接方式等。

大多数的自制教具不是简单的仿照，需要制作者对知识点有一定的认识后，再经过自己的思考、创新、构思、设计、创造出来，是一种创造性活动。如“兴奋在神经元之间的传递”教学中，教师可以组织学生设计并制作突触结构模型。学生凭借自己脑海中对突触结构的认识进行教具再现，再在课堂上与同学分享教具成果和制作心得，反馈自己对科学知识的理解与掌握程度。对于优秀教具，教师可以大力表扬并充分利用，组织学生利用教具进行兴奋在突触结构中传递的学习，鼓舞学生的创新精神。

四、绘制思维导图手抄报，提高科学学习效率

学科知识体系对于学生系统地掌握知识具有宏观作用，而绘制章节思维导图是学生构建知识体系的一个可行途径。思维导图利用其鲜艳的图画和简短的线条将知识点串联起来，从而创建知识网络，有效地调动大脑的各个区域。同时，利用思维导图做笔记还可以节省时间，提高学习和复习效率。教师让学生按照自己喜欢的风格和方式画出思维导图，以加强对知识点前后逻辑关系的认识，提高动手能力，培养学生科学的学习方法。

总之，科学素养的培养是一个系统工程，并不是一朝一夕可以促成的事情，需要教师有方法、有计划、有针对性地提高学生的科学素养。以上是笔者以高中生物为例对如何通过提高学生的动手能力来培养学生科学素养的一些看法，希望能够起到抛砖引玉的作用。

参考文献：

[1]张伟.注重生物实验教学，提高学生科学素养[J].考试周刊，2016（78）：135-135.

作者简介：丘霞，广东省广州市培英中学，初级教师

（作者单位：广东省广州市培英中学510000）