蔣桂林

(江蘇省南京市第一中學(xué) 210001)

1952年，美國哈哈佛大學(xué)校長柯南特(J.B.Conant)在《科學(xué)中的普通教育》一書中首次提出“科學(xué)素養(yǎng)”(scientific literacy)一詞；1958年，美國斯坦福大學(xué)科學(xué)教育家赫德(P.D.HurD)將科學(xué)素養(yǎng)真正引入基礎(chǔ)教育。目前，經(jīng)過國內(nèi)外許多學(xué)者的研究與實踐，將科學(xué)素養(yǎng)概括為科學(xué)知識、科學(xué)的研究過程和方法、科學(xué)技術(shù)對社會和個人所產(chǎn)生的影響三個部分。高中生物學(xué)科廣泛涉及人類生產(chǎn)與生活實際，與當(dāng)代許多重大現(xiàn)實的問題如人口、糧食、自然資源、環(huán)境保護(hù)、健康等密切相關(guān)，其基礎(chǔ)知識不僅包含生物生命活動的基本規(guī)律，而且涉及生物科學(xué)發(fā)展的一些熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題；在科學(xué)研究過程及方法方面，生物學(xué)發(fā)展史的案例很多，其探索的過程中涉及觀察描述、類比分析、假說演繹、科學(xué)實驗等方法，這些方法也逐步發(fā)展成現(xiàn)代生物學(xué)的研究方法體系和研究框架；在科學(xué)技術(shù)對社會和個人所產(chǎn)生的影響方面，幾乎涉及人類生活的方方面面。因此，高中生物學(xué)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的優(yōu)勢地位是其他學(xué)科無可比擬的。本文聯(lián)系高中生物學(xué)教學(xué)實踐，對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)提出以下認(rèn)識與體會。

1 激趣導(dǎo)學(xué)

1.1 上好第一節(jié)課 “第一節(jié)課”指整個高中階段的學(xué)科第一節(jié)課，以及每學(xué)期該學(xué)科的第一節(jié)課，其教學(xué)設(shè)計要有明確的目標(biāo)要求、主要內(nèi)容的介紹、學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)、評價的要求或?qū)W分認(rèn)定的依據(jù)等，在內(nèi)容介紹時可準(zhǔn)備一些與現(xiàn)實生活密切相關(guān)的、生動有趣的生物學(xué)實例，讓學(xué)生充滿好奇和期待，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的愿望，為后續(xù)的教與學(xué)提供良好的氛圍。

1.2 情景創(chuàng)設(shè) 每節(jié)課的教學(xué)引入都必須創(chuàng)設(shè)合適的教學(xué)情境，讓學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、對比分析、聯(lián)系自我等情景中展開學(xué)習(xí)和討論，力求使他們的求知欲得到最大限度的滿足，以促進(jìn)學(xué)習(xí)效率的最大化。

1.3 動手實踐 鼓勵學(xué)生積極參與小型教學(xué)活動，提高學(xué)生的動手實踐能力和解決問題能力。例如，通過細(xì)胞模型、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、小生態(tài)瓶的構(gòu)建等制作實踐，使學(xué)生加深對學(xué)科知識的理解，同時也帶來美的享受和制作成功的喜悅；通過遺傳病的調(diào)查、環(huán)境質(zhì)量的調(diào)查等活動的參與，使學(xué)生既了解社會，培養(yǎng)團(tuán)隊協(xié)作的精神，又增強(qiáng)社會責(zé)任感，也激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識的興趣。

2 史例剖析

2.1 科學(xué)探究過程與方法的學(xué)習(xí) 高中生物學(xué)教材中編排了光合作用發(fā)現(xiàn)的歷史，涉及海爾蒙特(比)、普里斯特利(英)、英根豪斯(荷)、薩克斯(德)、恩格爾曼(美)、魯賓和卡門(美)、卡爾文(美)等人的實驗，每一個研究設(shè)計的思路、觀察到的現(xiàn)象、得出的結(jié)論都值得分析和學(xué)習(xí)；探索遺傳物質(zhì)的三個著名的實驗(肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗、噬菌體的侵染實驗、RNA病毒重建實驗)，包括設(shè)計的思路、對比的理念、切合的現(xiàn)象分析等都讓人難忘，并從中受益。此外，“植物生長素的發(fā)現(xiàn)”可讓學(xué)生對設(shè)置對照試驗有更加深刻的認(rèn)識；孟德爾的豌豆雜交實驗不僅讓學(xué)生了解他成功的關(guān)鍵，還對選材、方法(從簡單到復(fù)雜)以及與其他學(xué)科(統(tǒng)計學(xué))在生物科學(xué)研究中的作用有深刻的認(rèn)識，對假說演繹法的具體流程也有深入的理解。

2.2 質(zhì)疑創(chuàng)新能力的培養(yǎng) 美籍華人科學(xué)家徐道覺不迷信幾十年前權(quán)威細(xì)胞生物學(xué)家的有關(guān)人染色體數(shù)目(47、48)的結(jié)論，仔細(xì)研究、核對，確定了46條的結(jié)論[1]；近代消化生理學(xué)的奠基人、諾貝爾生理學(xué)獎獲得者俄國生理學(xué)家巴甫洛夫(I.P.Pavlov)在促胰液素的發(fā)現(xiàn)過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)英國科學(xué)家斯他林(E.H.Starling)和貝利斯(W.M.Bayliss)的結(jié)果與他的結(jié)論大相徑庭后，又做了重復(fù)實驗，結(jié)果與斯他林和貝利斯的一模一樣，他深表遺憾地說“很明顯，我們失去了一個發(fā)現(xiàn)真理的機(jī)會！”[2]這些事例反映了即使是最偉大的科學(xué)家也有可能出錯，不能過于盲目迷信權(quán)威，要尊重科學(xué)、相信真理，同時要有質(zhì)疑的意識、創(chuàng)新的念頭，這樣才有可能會有新的發(fā)現(xiàn)、新的發(fā)展。

2.3 科學(xué)情懷的培養(yǎng) 科學(xué)研究不僅要方法科學(xué)、選材正確、分析合理，還要有實事求是、質(zhì)疑創(chuàng)新、堅持不懈的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。光合作用的發(fā)現(xiàn)歷經(jīng)一個半世紀(jì)，植物生長素的發(fā)現(xiàn)、人類染色體數(shù)目的確定都經(jīng)歷了數(shù)十年，孟德爾一生發(fā)現(xiàn)了遺傳的兩大定律，可他在世時都沒有得到認(rèn)可，直到他去世十幾年后才被確認(rèn)。這些事例都告訴我們，科學(xué)研究永無止境，必須耐得住寂寞，經(jīng)得起考驗，要持之以恒。而DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立、林德曼能量傳遞效率的十分之一定律等事例激勵年輕一代要有追求，成功的黃金階段不容錯過。

3 體驗探究

3.1 基礎(chǔ)實驗原理及技能的掌握 高中生物學(xué)教材含20多個基礎(chǔ)實驗，每一個實驗的原理、方法、步驟的基礎(chǔ)性都很強(qiáng)，對深入理解基礎(chǔ)知識、學(xué)會基本探究方法、對未來創(chuàng)新實踐具有十分重要的作用。作為科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，一定要把基礎(chǔ)實驗的原理搞明白、每一步操作的原因都弄清楚，把基礎(chǔ)打牢，把基本技能掌握好。

3.2 動手進(jìn)行設(shè)計及操作 在掌握一定基礎(chǔ)知識的前提下，要勤于實踐，大膽探索。例如，探究影響酶活性的因素時，可讓學(xué)生自行設(shè)計一些對照試驗，來判斷溫度、pH等對酶活性的影響，設(shè)計過程中還要考慮底物、反應(yīng)條件、變量(自變量、因變量、無關(guān)變量)、檢驗等因素，學(xué)會根據(jù)實驗現(xiàn)象來分析得出正確的結(jié)論等。

3.3 研究性學(xué)習(xí) 既可以作為生物學(xué)科課程內(nèi)的一種學(xué)習(xí)方式，對某些問題進(jìn)行研究性質(zhì)的學(xué)習(xí)；也可以單獨(dú)作為一門課程，以學(xué)生自己感興趣的一些問題結(jié)合學(xué)科學(xué)習(xí)開展課題研究。無論哪種方式，對于提升自己的研究能力、加深對所學(xué)教材知識的理解都有十分重要的作用。

4 聯(lián)系實際

4.1 聯(lián)系生產(chǎn)實際 高中生物學(xué)教學(xué)聯(lián)系生產(chǎn)實際的例子較多，如育種方式(誘變育種、單倍體育種、多倍體育種、雜交育種、轉(zhuǎn)基因育種、體細(xì)胞雜交育種等)、生物防治、生態(tài)工程建設(shè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、無土栽培、扦插與嫁接、植物組織培養(yǎng)、利用激素進(jìn)行繁育和處理等。

4.2 聯(lián)系生活實際 如事關(guān)人體健康的(體溫調(diào)節(jié)、血糖調(diào)節(jié)、水鹽平衡的調(diào)節(jié)、免疫調(diào)節(jié)、激素調(diào)節(jié)等，糖尿病、遺傳病、病毒性與細(xì)菌性疾病、癌癥的預(yù)防、基因診斷與基因治療、單克隆抗體、器官移植等)、事關(guān)人體生活環(huán)境的(致癌因子、環(huán)境污染、自然資源的保護(hù)開發(fā)與利用)、日常生活要接觸到的(釀酒、醋、消毒與滅菌、營養(yǎng)的全面與均衡等)、人與自然和諧關(guān)系的(食物鏈、食物網(wǎng)、種內(nèi)關(guān)系、種間關(guān)系、生態(tài)平衡、物質(zhì)循環(huán)、能量流動、可持續(xù)發(fā)展等)等。

4.3 聯(lián)系社會熱點(diǎn) 如人口問題(種群數(shù)量增長的規(guī)律)、轉(zhuǎn)基因食品的安全問題、克隆技術(shù)帶來的倫理學(xué)問題，以及艾滋病的預(yù)防、生物防治與農(nóng)藥污染、環(huán)境污染(水、大氣、噪聲、霧霾等)、生物武器、轉(zhuǎn)基因生物與物種入侵等問題。

5 領(lǐng)悟提升

5.1 總結(jié)提煉 高中生物學(xué)在學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)方面的內(nèi)容比比皆是，每堂課、每個活動都會有一定的體現(xiàn)，關(guān)鍵是學(xué)生是否感悟、體會到其中的含意?？勺寣W(xué)生在完成學(xué)科作業(yè)之余增加一項內(nèi)容，寫出其學(xué)后所思、所得，長短均可，慢慢地思考、總結(jié)、提煉就會提高科學(xué)素養(yǎng)。

5.2 拓寬加深 生物學(xué)科發(fā)展日新月異，除學(xué)好高中生物學(xué)教材內(nèi)容外，通過資料查找、網(wǎng)上學(xué)習(xí)、參觀自然博物館和科研院所的實驗室等會使學(xué)生對所學(xué)知識有更深入的了解，對科學(xué)研究的內(nèi)涵會有更加深刻的認(rèn)識，對提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)也大有益處。

5.3 聯(lián)想關(guān)注 生活中處處可遇生物學(xué)，也必然會涉及生物學(xué)知識，要用科學(xué)的眼光、科學(xué)的思維、生物學(xué)的知識去聯(lián)想、釋疑、解惑，讓學(xué)生處處感受科學(xué)的魅力；社會上常有一些與生物科學(xué)相關(guān)的熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題，如轉(zhuǎn)基因食品的爭論、某新疾病的出現(xiàn)、疑難雜癥的解決等都跟生物科學(xué)的發(fā)展有關(guān)，讓學(xué)生關(guān)注，進(jìn)一步加深對生命科學(xué)重要性的認(rèn)識，自覺提高自身的科學(xué)素養(yǎng)。