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加强实验教学提高生物科学素养

王梅洲

【摘 要】《普通高中生物课程标准》将“提高学生生物科学素养”作为课程的基本理念之一,包含知识、过程和方法、情感态度和价值观三个方面。提高学生的科学素养己经成为新课标的焦点和核心。提高生物科学素养的教学途径有很多,相比单纯的知识传授,实验教学更直观形象,接触自然,接触生命现象,接触生命过程。实验教学对促进学生在运用科学知识、培养探究能力、形成科学精神和科学价值观等方面具有明显的优势。

【关键词】高中生物;实验教学;生物科学素养

《普通高中生物课程标准》中明确了“提高生物科学素养”的新课程理念,并特别强调“提高每个高中学生的生物科学素养是本课程标准的核心任务”。高中生物科学素养包括:(1)掌握生物科学领域的基础知识;(2)理解、探究能力即科学过程和方法;(3)形成相关的情感态度价值观即科学精神,科学态度、伦理和情感三部分的内容。生物科学素养是高中学生科学素养的重要组成部分,生物科学素养的提高有利于学生的全面发展和终身发展;有利于学生参与未来的竞争和协作的要求;有利于学生形成科学的、健康的思维习惯和生活方式。但是目前高中生物教学中存在的一些问题严重制约着学生生物科学素养的养成和提高。如只强调生物应试技巧,轻视科学素质培养,重视灌输知识,轻视开发智能,强调标准答案,轻视举一反三的探究等等。这些方面造成了学生缺乏创新意识、知识面狭窄、灵活和综合应用能力不足等缺陷,严重影响了学生的发展。而通过加强实验教学可以提高学生的生物学素养。

一、实验教学对培养学生生物科学素养的作用

生物学是一门实验性很强的学科,生物现象和生命活动的认识都是从实验中得来的。生物教材中各种各样的生物学实验拓宽了学生的视野,激发了学生的学习兴趣和探究欲望。借助实验还可以训练学生的科学过程方法,培养科学思维能力,加强科学态度价值观教育。所以,在生物实验教学中提高科学素养是一条重要的途径。

1.1实验中能巩固生物学知识。

显而易见,任何一个生物实验都包含一定的生物知识。高中生物中的实验有直接运用所学知识的,也有通过验证性或探究性实验来求证获得新知识的。不论哪一种类型的实验,都有助于帮助学生巩固所学的知识理论和理解科学原理。

1.2实验是掌握科学方法与技能的重要途径。

学生通过亲自参与一些简单的科学实验过程,学会了如何发现问题和解决问题,加强了对多种科学方法和技能的培养。

1.2.1.实验中培养学生的观察能力。

生物教材中有很多实验都是完整的观察实例。因此实验教学中,要注重引导学生学会科学的观察方法,科学的观察方法可以使学生取得最佳观察效果,提高观察能力。如按顺序观察、由整体到局部或由局部到整体观察、抓住对象的主要特征观察、边观察边思考、边观察边记录等,培养学生严谨求实的态度,掌握基本的科学方法与技能。

1.2.2.实验中培养学生的思维能力。

在生物实验中,操作和观察还需要用脑积极思维。如观察时,教师不能只向学生提问“看到什么”、“是什么”,“有没有看到”等问题,还要引导学生思考“为什么”。只有借助思维对观察和操作所获得的表面现象、感性认识进行加工,才能上升到理性认识,得出科学结论。只有真正培养学生的思维能力,才能切实提高实验教学效果。

1.2.3.实验中培养学生的创新能力。

教学中,教师要让学生从设计原理、实验方案、实验步骤、结果分析等多方面思考,充分调动学生的发散性思维,对各个环节进行再创新,探索出多种实验途径。这样,学生既主动参与实验过程,又很好的提高了实验设计水平,激发了学生的创造性。

1.3实验是倡导科学精神及情感态度、价值观的有效手段。

1.3.1.实验有利于培养学生的合作精神。

无论是实验设计,实验操作,实验的完善、结论的得出、结论的呈现形式等,都需要大家集思广益,团结协作,要求每位同学积极发挥自己的作用,从而培养学生的信息交流能力和集体协作精神。

1.3.2.实验有利于培养学生严谨求实的科学态度和坚持不懈的探索精神。

在实验中,学生不按照规范的操作流程操作,不细致观察实验过程和现象,不具有迎难而上的挑战精神;或者歪曲实验现象,不尊重实验结果,轻率得出实验结论等,实验都很难获得成功。所以需要学生有严谨求实的科学态度、坚持不懈的探索精神,实验才能真正发挥提高科学素养的作用。

1.3.3.实验有利于培养学生敬畏自然、尊重生命的人文精神,学会与自然和谐相处,保护生态,建立正确的生命价值观。

1.4实验能促进对科学技术与社会的关系的理解。

实验能让学生更加全面深刻地理解科学技术的价值,理解科学技术发展对社会的多方面影响,更辩证的看待科学、技术和社会之间的关系。理解生物科学技术和发展经济,生物科学技术和环境保护,生物科学技术和改善生活水平,生物科学技术的应用与伦理道德、法律规范等的关系。

总之,生物实验教学是激发学生的学习兴趣、培养创新能力、鼓励科学探究精神的最佳平台,是培养学生科学方法论、发展学生创新思维、提高学生科学素养的有效途径。

二、实验教学中培养学生生物科学素养的途径

2.1转变实验教学观念,培养学生掌握科学的研究方法

当知识是靠自己的思维得来时才是自己的知识。因此,生物教学应该是生物活动的教学而不应是生物活动结果的教学,重要的不是结论而是认知过程。

(下转第68页)

(上接第67页)

以实验为基础是生物教学最基本的特征之一。从实验现象到某一生物概念、规律的形成需要一个过程,在这个过程中,教师不仅要重视教给学生如何通过实验现象或结果的分析形成概念或规律,而且还要教给学生如何进一步深入理解概念或规律形成的思路和方法。传统的实验教学目的是“重结论”,而不是将实验作为“再发现”的过程,视为知识的形成过程。因此,应转变观念,建立以实验教学为基础的生物教学观,充分挖掘生物实验的教学潜能,为实施素质教育创造条件,营造一个良好的生物实验教学环境。

2.2对实验进行拓展和延伸,培养学生的创新能力

生物实验在培养学生的科学态度、训练学生的科学方法,特别是完善学生的创造思维方面,具有独到的功能。但是在其教学方法的选择上,还存在着一些不尽如人意的地方,阻碍着生物实验在“完善学生创造思维素质”方面重要功能的发挥。因此,探索中学生物实验的教学方法与完善学生创造思维素质之间的相互关系,是一个重要的研究内容。其中延伸和拓展生物实验是一种重要的尝试。通过这样的活动,学生思维的广度和深度得到了拓展,探究事物的意识得到增强,创新意识和创新能力得到了提高,同时学习积极性进一步高涨。

2.3加强实验设计,追求实验过程探究性

皮亚杰曾说过:“复制的真理只能算半个真理。”其活动建构论则指出,活动是连接主、客体的桥梁,是认知发展最直接的源泉。学生自主求知才能最大限度地发挥其自身能力,发现自己的学习优势。

目前,中学生实验主要有验证性实验和应用性实验。实验课题、实验方案及研究步骤都由教师安排决定,有时甚至连实验结果也由教师事先告知,学生只是机械地操作,无从感受获取知识和应用知识的快乐。因此,学科教学应加强探索性实验的比例,使学生在自主探究的实践活动中逐步掌握“发现问题——建立模型——形成假设——设计实验——归纳结论”的科学探索方法。而进行实验设计和实践,是科学探究的关键。近年来的高考中都增加了实验设计能力的考核。教师在教学中应指导学生了解进行实验设计的一些基本原则,如对照性原则、单因子变量原则、平行重复原则等。教材上往往针对实验假设进行了实验设计,教师可以充分利用这些实验材料,帮助学生掌握科学实验设计的基本方法和基本原则。在此基础上,鼓励学生对教材的实验方案进行改进或重新设计,并且付诸实施。科学探究的过程往往也就是不断完善实验设计和不断克服困难的过程。通过这一能力的培养,使学生改变“形高实低”的学习状态,成为学习的主人。在实验过程中,免不了会遇到一些问题和困难,关键是要帮助学生克服畏难情绪。

实践证明,加强实验教学后学生在科学素养的各个方面都有极大的提升:首先,关于科学知识,学生关注的范围更广,更加关注生活中的生命现象和现代化的生物技术。学生的科学知识更具体全面,易于整合、迁移,有利于构建知识网络。其次,学生更加善于主动思考、判断,善于发现问题、通过实践探究问题。学生的思维能力得到锻炼和加强,面对问题时能冷静思考,有自己独到的见解。再次,通过实验教学,学生对于生物课程的兴趣和学习探究欲望大大提高,质疑、批判等科学精神有了长足的进步,与他人团结协作的意识也更加强烈。

(作者单位:江苏溧阳市戴埠高级中学)

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