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【转载】提高学生生物科学素养的认识和实践(王建春)  

2016-02-28 21:14:59|  分类: 理论学习 |  标签: |举报 |字号 订阅

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提高学生生物科学素养的认识和实践
    ----广州市首批基础教育名教师、广州市优秀教师、广州市培英中学副校长王建春专访

 

“广州市中小学教学领域进一步深化素质教育专项工作”自2008年正式启动以来,通过试点学校的实践探索,学科的积极参与和专项课题的理论研究,基本实现了“设点布局,立项开题,夯实基础,营造声势”的预期目标。2009年度开始,专项工作将实施两个“点向面”的转移,即把试点学校与个人课题研究为主变为区域推进为主,将学科推进素质教育从原来的现场交流、观摩活动为主变为在教学活动全过程实施素质教育目标常态化。根据市教研室本学期工作要点中的內容 “各学科应结合在教学领域深化素质教育活动的开展,以“有效教学”的实施为核心,在听课调研中加强有效课堂教学策略的总结提炼,初步形成各学科自身的有效教学经验体系,包括案例的研究、经验的归纳和规律的发现。继续加强对教学内容和教学方式的研究,对课程标准和教材的研究,对优秀教师的教学经验的总结提炼和宣传推介。”,广州教研网对有关学科和优秀教师进行了采访,就如何开展工作请他们谈谈各自的思路和将要采取的措施。
    本期是对中学生物高级教师,广州市培英中学副校长兼科研处主任王建春的访谈。
    广州教研网:请王校长谈谈,在广州市中小学教学领域进一步深化素质教育专项活动中,您在培养学生的学科素养、关注学生长远发展与整体素质提升方面有哪些成功的做法和经验?
    王建春校长:无论是义务教育还是普通高中的《生物课程标准》(实验稿)中,都把“提高生物科学素养”作为课程的基本理念之一。我国已往的生物教学大纲都没有这样明确的提法。自2004年推进高中新课程实验的6年时间以来,全市中学生物教学积极贯彻新课改的教学理念,解决遇到的实际问题,能够在体现教师主导作用的同时,合理、适度地引导学生进行合作、探究与交流等活动。但“唱新课改的歌,走旧课程的调,课堂外改革热火朝天,课堂内却还是涛声依旧”的现象在具体的教学实践中自觉不自觉地存在。产生“新瓶装旧酒”的因素有很多,我认为其根本原因对“学科素养”这一本质问题理解不到位从而在教学实践上出现偏差。下面是我对“提高生物科学素养”的认识和我近几年在这方面的做法和体会。
    一、生物学科推进素质教育的终极目标在于提高学生的“生物科学素养”
    生物学是属于科学领域的一门学科,怎样把生物课上出“科学味道”,是我们每天备课就要首先考虑的问题,有没有“科学”这根弦,备课、上课就会有本质差异。
    (一)“科学素养”直接源自素质教育的推行。
    目前各学科课程标准使用的“科学素养”借鉴于1996年推出的《美国国家科学教育标准》。该标准对“有科学素养”作了如下定义:“科学素养是指了解和深谙进行个人决策、参与公民事务和文化事务、从事经济生产所需的科学概念和科学过程。有科学素养还包括一些特定门类的能力”。定义的具体描述有六方面:(1)有科学素养就意味着一个人对日常所见所历的各种事物能够提出、能够发现、能够回答因好奇心而引发出来的一些问题。(2)有科学素养就意味着一个人已有能力描述、解释,甚至预言一些自然现象。(3)有科学素养就意味着一个人能读懂通俗报刊刊载的科学文章,能参与就有关结论是否有充分根据的问题所作的社交谈话。(4)有科学素养就意味着一个人能识别国家和地方决定所赖以为基础的科学问题,并且能提出有科学技术根据的见解来。(5)有科学素养的公民应能根据信息源和产生此信息所用的方法来评估科学信息的可靠程度。(6)有科学素养还意味着有能力提出和评价有论据的论点,并且能恰如其分地运用从这些论点得出的结论。
    国务院2006年3月20日发布的《全民科学素质行动计划纲要》中把科学素养明确界定为:“科学素质是公民素质的重要组成部分。公民具备基本科学素质一般指了解必要的科学技术知识,掌握基本的科学方法,树立科学思想,崇尚科学精神,并具有一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力”。由此可见科学知识、科学方法、科学思想、科学精神、实践能力是科学素养的五个重要组成部分,而科学精神是科学素养的灵魂。科学素养各要素可图示如下:
    [转载]提高学生生物科学素养的认识和实践
      
    科学教育的核心任务是提高科学素养,课程标准中使用“提高科学素养”(生物科学素养、物理科学素养、化学科学素养等),其直接源头是素质教育的提出。2006年是广州市推行高中新课程改革实验的第三年,根据国家的教育政策和素质教育理论,结合本市教育发展实际,广州市教育局教研室出台《广州市中小学教学领域深化素质教育的实施意见》,其目的是“……在进一步深化基础教育课程改革的基础上,选择教学领域为平台,力求对当前影响素质教育实施较为突出的问题有所突破,从而提高我市中小学实施素质教育水平、保证我市中小学教学质量持续稳步提高的一项区域性教育实践活动”。清楚地表明了基础教育课程改革与深化素质教育的内在关系和一致性。
    (二)提高学生的生物科学素养是新课程实施的核心任务。
    科学素养和生物科学素养是整体和局部的关系。不同的人会以不同方式表现出自己的科学素养,对于生物课程来说,希望学生们能更多、更好地掌握和运用生命科学的概念和过程于生活和发展之中。《普通高中生物课程标准》指出:“生物科学素养是公民科学素养构成中重要的组成部分。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,它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平,以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。提高每个高中学生的生物科学素养是本课程标准实施中的核心任务”。
    生物科学素养反映了一个人对生物学领域中核心基础内容掌握的情况,生物学的核心基础内容至少包括以下5个方面:1、学生理解生物学基本现象、事实、规律,以及生物学原理是如何用于生物技术领域;2、学生能够解释发生在身边的生物学现象;3、学生能够形成正确的情感、态度、价值观和科学的世界观,并以此来指导自己的行为;4、学生应掌握一系列的相关技能,包括操作技能,科学探究一般技能、比较、判断、分析和推理等思维技能,以及创造性和批判性的思维方式;5、学生应在学习生物课程的过程中,形成终身学习的基本能力和习惯。
    广州市教育局教研室林少杰老师在《学科教育层面深化素质教育的理性思考》中清晰阐明,促进学生素质发展的基本途径是学科教育。基于这一理性的判断,广州市教育局教研室生物科和广州市中学生物教研会出台《广州市中学生物学科教学领域进一步深化素质教育实施意见》,把生物学科推进素质教育的终极目标定位于提高学生的“生物科学素养”。
    二、提高学生生物科学素养的做法和体会
    良好的科学素养是一个人成功的基石。科学素养是一个人综合素质和能力的体现。需要在长期的学习、工作和生活中逐步培养和建立起来。作为一名多年从事一线教学的生物学教师,深知自己的责任和义务,必须更新观念、改进教法、改进评价方法、重视理论和实践的联系、全面提高学生的素质和能力。下面谈一下本人的做法和体会。
    (一)生物学知识是生物科学素养的基础,抓住课堂教学主阵地不放松。
    在新的生物课程标准中,把“提高生物科学素养”这一课程理念转化为课程目标的三个维度:知识,能力,情感态度与价值观。在普通高中生物课程标准中,在分述三维目标后,还有一句点睛的话:“课程具体目标中的知识、情感态度与价值观、能力三个维度在课程实施中是一个有机的整体”。这显然是说它们是相互联系的、互补的、不可偏废的。但讳言谁更重要一些。就在这个课程标准中,在阐释了什么是生物科学素养后,加了一句至关重要的话:“它(指生物科学素养)反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平,以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力”。事实上道出了“科学素养的基础是知识”这一命题。
    科学教育中科学知识极为重要。它包含事实、概念、原理、定律、理论、模型,以及科学思想观念的互相联系和运用。科学是人类认识自然过程中形成的知识体系,这是科学的本质特征之一。因此,科学素养的提高,是建立在掌握科学的基础知识之上的。现行中学生物课程的内容,不是知识多了,而是选取不当或组合不当,或教学与评价的原则和方法不当。
    培养和提高学生的生物科学素养,主渠道是生物课堂教学。但是如果仅仅在课堂上从书本到书本进行理论说教,科学素养就会成为学生心目中的空中楼阁。我根据生物学科的特点,结合教材内容,利用本地学生常见的生物资源,渗透于课堂教学中,使学生能够合理地将所学到的科学知识运用到社会及个人生活中去。要强调生物学科知识课堂传授的简约性,这是学生学业负担减轻的主要途径,对教师本体性知识(学科专业素养)和条件性知识(教学技能、技巧)要求很高。
    (二)提高学生生物科学素养,探究性学习是最好的教学策略、方式之一。
    无论是义务教育还是普通高中生物课程标准,都把“倡导探究性学习”作为基本的课程理念提出。从科学的本质出发,倡导探究性学习正符合科学本身的特点。从生物课程的三维目标来看,探究将自主地达成知识目标,在探究的过程中学得方法、发展能力,在探究中培育正确的态度、情感与价值观,可谓一箭三雕。尽管探究性学习费时多,组织难,不易驾驭,但对提高科学素养的效益高,对理解科学的本质大有牌益,舍此,还没有更好的策略和方法。
    探究性学习的目标是:1、获得科学知识。2、注重探究过程和处理信息的科学方法和能力。3、培养探究、合作的科学精神和一丝不苟的科学态度。倡导探究性学习,就是努力在教学过程中培养学生的独立性、自主性,引导学生在质疑,调查,实验,收集、分析和解读数据,推理、判断和反思等探究活动中,既能理解、掌握和应用知识,又发展了收集和处理科学信息的能力,获取新知识的能力,特别是培养了创新精神和实践能力。
    探究性学习一般遵循的程序是:
       [转载]提高学生生物科学素养的认识和实践
    在新课程义务教育的生物课程标准中的内容标准共10个主题,第一主题就是科学探究。因此,我们也是既把探究作为学习的策略、方式,又把它列为学习内容。策略、方式是可以选择的,课程内容是国家教育意志的体现,没有选择的余地,必须落实。因此,提高生物科学素养,应优选探究。一是要坚决不要犹豫,克服客观条件的困难和主观的不习惯,努力尝试并积累经验。二是可以把探究分解为多侧面的活动,各个击破。在我们的教学过程中,可以分项渗透,泛化于不同的学习内容之中,分别训练,不断训练。实际上教材设计中有许多不同的学生活动栏目,就是想帮助教师带领学生完成深究活动的某些方面,这对于大多数教师来说,基本不会有困难。三是要有机会完成完整的探究活动。这是难度较大的一块。教科书中就准备了这类适量的探究活动。它们的特点是:尽可能反映探究的全过程;紧扣教学的核心内容;分别突出某些探究能力的要求。这样就会少而精。当然,这只是教科书编撰者的想法,结合学校课程资源的情况,学生的水平,教师可以修正、完善或予以补充。只要做个“有心人”,具体的探究性教学案例很多,限于篇幅的限制,就不赘述。
    提高学生生物科学素养,优选探究性学习,并不是说探究性学习的教学方法是万能的,由于学习内容如此丰富,且学生的学习基本上是习得间接经验,不可能也不应该事事都亲临探究,直接感受。教学策略方式的多样化和适切性,仍需要我们不断地创造和应用。传统的教学策略方式也应筛选、继承和发展。
    (三)提高学生生物科学素养,实验教学是重要途径。
    生物学实验以其直观形象性、操作性为认识和掌握生物知识提供生物的感性材料,通过从感性到理性的认识过程,学生能更好地掌握相关生物学知识;在生物学实验的过程中,学生要具备和学会观察,实验技能操作、实验测定、实验记录、操作实验条件、对资料和数据分析与处理等方法。经过这样反复多次的运用和训练,学生的动手操作能力,实验设计能力也会得到较好的发展。除此之外,在生物实验活动中,还可以培养学生探索求真的科学精神和科学态度。
    探索性实验能激发学生的好奇心和钻研精神,能让学生在实验过程中体验获得成功的喜悦。因此教师可适当地变验证性实验为探索性实验,并尽可能让学生自己亲自设计与分析实验。例如在做“叶绿体中色素的提取和分离”实验时,教材是以菠菜为材料,我们可组织学生以不同叶片或花为材料,观察其色素,在满足学生好奇心的同时,培养了学生科学探究能力。
    尝试以现有实验为基础,改进实验方案。如在做质壁分离及复原实验时,可增加一组同浓度的硝酸钾溶液,让学生在对比观察中分析现象找出原因,加深对渗透作用的理解。同时以质壁分离及复原实验为认识基础要求学生设计观察细胞膜的实验方案,及测定细胞液浓度的实验方案,使所学知识融会贯通,以达到将知识转化为能力的目的。
    自行设计实验需要学生利用所学的专业基础知识和实验技能,根据实验任务,自行剖析实验课题、设计实验方案、选配仪器、分析结果。它不仅能培养学生科学研究的一般方法,还能充分发挥学生学习的积极性和主动性,而且它也是目前高考考查的重要题型之一。例如,在学“新陈代谢与酶”一节时,师生分析并做完酶的专一性和高效性实验之后,可让学生自行设计实验来“探究温度对酶活性的影响”。有关详细论述和教学实例,请见拙文:附件1《中学生的生物实验设计能力的培养》(发表于2002年6月《中学生物学教学》)
    教师对实验报告的不同要求会间接影响整个实验的过程和效果。改实验报告为小论文形式,并对论文提出更科学的要求:实验前要求学生通过预习实验内容写出实验设计;实验结束后,要根据实验过程对实验设计进行补充,并对实验结果进行综合分析。这样不仅可以使学生在实验过程中科学研究方法和能力的训练得到进一步的深化,还可以激发学生在报告中提出具体的改进方法、建议和设想,从而培养学生的科学创新能力。
    (四)提高学生生物科学素养,生物科学史例教学不容忽视。
    现行高中生物新教材(下称新教材),经过几轮试验和修订后,目前已基本定型。新教材有许多值得称道的变化,其中教材增加了生物科学史上有关研究的事例和方法,笔者认为这是新教材编写令人瞩目的亮点之一。因为生物学史是从辨证唯物主义和历史唯物主义出发,对生物科学的产生与发展作出的科学总结,是生物科学家思维的结晶。生物学史例能够将知识传授、能力培养和情意发展三方面教育融合起来,很好地体现生物学科的特点和素质教育的要求。
    在新教材教学中,要充分发挥生物学史例的教育作用,除了利用科学史“故事性”,培养学生的学习兴趣,利用生物学家的生平和事迹,对学生进行科学精神和价值观的教育之外,其中,大多数如“酶的发现”、“光合作用的发现”、“生长素的发现”、“DNA是遗传物质的实验”等等史例是介绍有关研究的思维和方法。
    在生物学史例教学中,通过对一些经典实验和逻辑分析的再现,可以让学生体验生物学知识的形成过程,从中学习科学家的思维方法和理解生物学概念、原理的来龙去脉。教材这样的编写目的是再现知识的发生过程,企图使生物传统结论式教学变为过程式教学,达到既传授知识又培养学生的科学思维的目标。
    生物学史例教学过程是通过教师精心设计教学程序,将生物科学家的思维按知识发生和发展的逻辑过程转化学生的思维过程。学生在教学中是思维活动的主体,学生科学思维得到培养的关键是让学生思维积极主动地参与这部分教学活动中。
    有关详细论述和教学实例,请见拙文:附件2《高中生物史例教学中对学生科学思维的训练》(发表于2004年6月《生物学教学》)。
    (五)提高学生生物科学素养,要关注逻辑思维在学生思维品质中的重要作用。
    能力培养的核心是,逻辑思维(论证推理)与非逻辑思维(合情推理)两种思维能力的培养(辩证思维是这两种思维的哲学概括)。任何科学探索(包括科学发现)都是逻辑思维与非逻辑思维的统一。但是现代科学探索的思维活动中,非逻辑思维因素比重相对增加。正如杨振宁教授指出的,“最重要的科学发现,并不是用逻辑推出来的”。为了培养学生的创新精神,现在有大量的文献在“有意识引导”教师培养学生使用非逻辑思维方法(例如直觉、想象、类比、联想、猜测、不完全归纳等),去探索和发现客观规律的能力。这是无可厚非的。
    但因此而小视甚至否定逻辑思维在学生思维品质中的重要作用是要付出代价的。因为逻辑思维有助于提高学生的思维品质,从而能够更正确地认识客观世界;有助于学生准确地表达思想;有助于提高识别谬误能力和养成理性的批判性的价值取向。“形式逻辑的创建对思维的科学做出了惊人的成绩,亚里斯多德总结和发现了这样一种学问,对人类的智慧的发展可谓公德无量。”
    在教学中,逻辑思维具有推理、验证的作用,而非逻辑思维具有诱导、催化的作用,它们总是协同起作用的。我们在教学过程中必须重视并充分运用它们的互补作用,才能真正培养学生的创造性思维。
    (六)提高学生生物科学素养,要渗透STS思想,教会学生模拟决策。
    STS指的是科学、技术、社会( Science&Technology&Society),强调的是科学、技术与社会三者的关系及科学技术在社会生产、生活和人类发展中的应用。了解科学、技术、社会的相互关系,关注和参加与生物科学技术有关的社会问题的讨论和决策,是生物科学素养的又一重要组成部分,也是学生情感发展的重要途径。
    新课程在教材内容中渗透了STS教育,将生物学知识与学生的日常生活以及与人类社会的发展有机结合起来。通过教材中的各种素材、栏目及活动进行STS教育,不仅使学生得到了基础知识和基本技能,也使学生认识到这些知识对于自身乃至人类生存和发展的价值,使学生的情感得到升华。因此,在教学过程中,教师应将知识的传授同人类生存、社会发展、科技进步紧密联系起来,让学生认识到教材中学到的知识是能够在生活中运用的,一方面提高他们学习科学知识的兴趣,另一方面使他们意识到科学知识的重要性。例如,通过对个体、种群、群落、生态系统、生物圈的学习,结合现实生活中生物与环境的各种鲜活实例,使学生认识到人与自然和谐发展的重要意义;通过人体营养物质代谢的学习并结合现实生活中的疾病实例,使学生了解科学膳食以及保持身体健康的重要性;通过对克隆技术、器官移植等高科技生物技术的了解,使学生认识到科学研究的价值和意义,萌发对科学研究的热爱。
    朱正威老师在《我和中学生物科学教育》这本书中曾写道:“要让社会生活、生产、发展中与生物科学有关的问题进入学校课堂,进入学生的学习活动,在学生时期就尝试扮演社会角色,培养社会的人。在这个过程中必定会发展学生多方面的能力,特别是适应社会生活的诸多能力,如调查研究的能力,与人沟通合作的能力,乃至做决策的能力,还会有创造性的见解。也是培养科学态度、人生态度,形成正确的价值取向的重要途径”。学生可以而且应该有一部分时间用于社会调查、社会服务、社会实践,如新课程中的综合实践课。但是在更多的学科课程中,如生物课程中,更经常的是心系社会,创设情景,模拟决策,使学生生物科学素养的提高融于科学、技术、社会的相互关系之中。在我们义务教育和普通高中生物课程标准的教学建议中,都有“落实科学、技术、社会(STS)相互关系的教育”的建议;在内容标准所列的活动建议中,约有1/4的活动与此相关;在高中选修模块中,有一个模块就是“生物科学与社会”;在各种版本的实验教材中,都有科学、技术、社会的专栏或专项活动,引导学生在真实的问题情景中,参与讨论、辩论和决策,甚至向相关部门提出建议。
    广州教研网:谢谢王校长在百忙中接受我们的专访,祝你工作顺利!


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