打造多元生物课堂提升学生科学素养
张建琴
摘 要：进行科学史的教育，把握科学的本质；开展科学探究，体验科学过程，形成一定的科学态度；创设教学情境，激發学习知识兴趣；注重情感、态度和价值观的教育，提升人文素养；落实科学、技术和社会相互关系的教育，重视科学的价值取向。通过多元化的教学方式，提高学生的科学素养，特别是一个普通公民终身发展所需的生物科学素养，实现课程目标。
关键词：科学史；科学探究；教学情境；科学素养
公民素质关乎综合国力，党的十九大明确了发展素质教育的方向。落实素质教育，培养学生核心素养成为新课标课堂教学的基本理念和首要任务，这就要求每个学科的课任教师必须从不同的角度，紧紧围绕提高学生核心素养开展教学，通过多元化的教学方式，开展多样化的学生活动，引导学生主动学习、科学探究，培养学生的科学认知能力、创新思维能力、实践动手能力。学生核心素养的培养和发展需要有效的教学实践，笔者结合这两年的生物教学实践和课题研究，谈谈如何提高初中学生的生物科学素养。
1 进行科学史的教育，树立生物科学理念，领悟科学精神
提高初中学生的生物科学素养，除了让他们了解基本的生物科学知识外，还要让他们明白生物科学的形成过程和研究方法以及对社会和个人产生的巨大影响，追根溯源，进而树立牢固的科学精神。进行生物科学史教育，可以系统展示人类适应自然、探索自然、追求发展的艰苦历程，让学生从活生生的历史和科学案例中，获得有益的启示，激发他们探索世界、追求科学的渴望和激情。
1.1 了解科学史，认识科学的人性内涵，培养批判精神
如物种进化的机制：法国生物学家拉马克的“用进废退”学说最早系统提出物种进化思想。达尔文在5年的环球科考中，采集大量的动植物和生物化石标本，记录每日的考察见闻。科考结束后持续思考生物进化的问题，以详尽的事实描述各种生物适应环境的变化历程，发表生物巨著《物种起源》，阐述了以自然选择学说为核心的生物进化论理论，为争论一个世纪的生物进化思想划上了圆满的句号[ 1 ]。
1.2 学习科学史，掌握科学研究的方法，树立科学理念
现代遗传学的奠基人孟德尔从事了9年的豌豆杂交试验，每年实验的植株数为2万8千到3万株。从34种豌豆中选出22种性状稳定的品种，从中又选出7对性状有明显差别的豌豆品种进行大量杂交实验，通过对每一代豌豆植物株的数目和性状进行详细的观察、计数和分析，用统计学方法寻找并解释遗传的规律，这些理论统称孟德尔的遗传学说 [ 1 ]。
科学史，就是人类不断探究未知世界的历程。期间每一个科学知识和科学成果的获得，都是探索者通过坚持不懈的努力，通过不断否定、推陈出新，得出正确的研究方法，从纷繁复杂的大千世界抽丝剥茧得来，期间凝集着严谨、求实、坚韧、无畏的科学精神。在生物课程的教学过程中，将生物科学理论融入生物科学发展史，把生物科学知识与其形成过程有机结合起来，学生在领会生物知识的同时，更领悟到知识背后的科学精神。
2 开展生物探究实验，培养生物科学素养
生物科学是人类通过不断的、大量的观察和实验获得的科学数据和科学理论。科学观察、科学实验既是生物科学研究的基本方法，也是生物课程教学重要的手段，是培养学生生物科学素养的有效教学方式，同时也能培养学生的主动学习能力、观察能力、动手能力和总结能力[ 2 ]。
2.1 通过观察与实验，获得事实和数据，印证科学假说
关于“吸烟有害健康”的实践活动，分析烟草对动物血液循环系统的危害。分别用20mL、30mL、40mL、50mL蒸馏水各浸泡半支香烟的烟丝1天，15秒内心跳30～36次的成年水蚤，记录观察的实验数据，计算并取平均值，如表1所示。
从表中所列数据分析可以得到结论：烟草的浸出液能刺激成年水蚤心跳加速，且随着浸出液浓度的提高，心跳加速现象加剧[ 3 ]。
2.2 分析实验数据，进行理性判断
为探究“燃烧烟草释放的烟雾对空气质量的影响”，进行实验：①在甲、乙两个相同的房间，甲房间释放烟草的烟雾，乙房间不做处理。②每隔10min对甲、乙房间内空气污染物中的PM2.5浓度进行多点随机检测。③检测数据如图1示：表明甲房间的PM2.5浓度随着时间推移逐渐升高（由2015年福州市初中毕业统一考试生物试卷第33题改编）。分析和判断数据，得出结论：烟草释放的烟雾使我们处于PM2.5超标的环境中。
通过上述两组实验得出的结论，可以引导学生养成良好的生活习惯：为了您和他人的健康，请勿吸烟。
3 创设教学情境，激发学习兴趣，培养科学精神
落实教学目标，设计教学情境，根据教学内容巧妙地转化为问题情境。教师设计的问题情境要具备时代性、趣味性和新异性，问题的表述要新颖、奇特和生动。
3.1 营造具有时代性的教学情境，激发学习兴趣
例如第六单元“动物的运动和行为”：由播放青少年感兴趣的美国NBA球赛引入，从同学们感兴趣的体育明星入手，设计问题：“人和脊椎动物的运动系统由哪几个部分组成？ ”“躯体运动是如何发生的？”进入单元教学。结合不同阶段的知识，设问：“世界飞人博尔特的经典射箭的动作是如何形成的？”“哪位同学愿意上台展示屈肘和伸肘这个射箭动作？”营造了浓厚的学习氛围，激发跃跃欲试的学习体验。
3.2 创设具有趣味性的学习情境，激发探究意识
如“营养物质的吸收”一课：观看日本相扑运动员精彩的比赛画面，设计问题：“为什么相扑运动员的体型如此之大呢？ ”“为什么有的人吃得再多仍然很瘦？”“为什么有的人吃得很少也发胖？”作出理性解释：体态的胖瘦与人体的消化吸收有密切的关系，过渡到单元教学。
一个好的教学情境，能够激起一定的情感反应，产生强烈的问题意识和探究动机。激发学生的学习欲望，积极主动地学习，领悟科学精神。
4 注重情感、态度和价值观的教育，提升科学的人文素养
情感、人生态度和价值观是学生心理健康发展的关键所在，在教学过程中，教师应充分挖掘课程背后与学生情感、人生态度和价值观培养有关的内涵，注重情感教育，促进学生良好行为习惯的养成，提升科学的人文素养[ 2 ]。
如第三单元“生物与环境”：学生不仅要获得生物与环境密切关系、生态系统等相关知识，同时也应评价学生在学习生活中表现出来的关爱自然、保护环境的行为和情感，明白“绿水青山就是金山银山”“人类与自然和谐发展”的道理。
如第五单元“生物圈中的人”：从人与生物圈的高度，认同人体结构和功能相适应的观点，了解人和周边环境相辅相成的关系，引导学生关注老人，珍爱生命。
如第十单元“健康地生活”：帮助学生了解健康的含义，传染病和免疫，基本的医药常识，了解青春期生理、心理的变化，有利于健康成长，引导养成积极健康的心理思想和良好的生活习惯。
从“我国的植物资源”“我国的绿色生态工程”“我国的动物资源及保护”“关注农村环境“”关注城市环境”等课堂教学中，让学生充分了解我国的生物资源和生态环境现状，培养爱国爱乡的高尚情操，增强实现中华民族伟大复兴、实现中国梦的使命感与责任感；通过设计校园绿化方案和参与植树绿化等实践活动，既培养了审美情趣，也增强集体荣誉感和爱校的情感。
5 进行科学技术和社会发展相互关系的教育，培养科学责任感
当今社会，生产力迅速发展，经济日益繁荣、人们生活幸福，但同时又带来了一系列与生物科学有关的社会问题，如气候、环境、生态、人口、能源、资源等方面的问题不断出现。教师在组织生物教学活动时，要利用国家与地区、社区与个人、社会生活生产和发展相关的生物学问题，鼓励和引导学生利用所学习的知识思考如何解决，采取何种行动[ 2 ]。
（1）引导学生关注和认识与生物科学技术有关的社会问题，培养学生对自然和社会的责任感，拓展生物科学素养。
（2） 探讨生物科学技术在解決气候、生态、环境等问题中的应用，激发学生求知欲望，培养思考能力，开发智慧潜能。
（3）引导学生分析经济发展和环境保护的关系，人类和自然如何和谐共处，树立正确科学价值取向[ 2 ]。
在新一轮课程改革中，学生生物科学素养的养成将成为生物学课程的首要目标，通过生物学的核心概念教学和实践，养成生命观念、理性思维、科学探究和社会责任等生物学核心思想，学生在生物课程中获得的学习成果必将终身受益。
参考文献：
[1] 卢晓江， 欧建志.自然科学史十二讲[M].北京： 中国轻工业出版社，2012：123-125，127-128
[2] 中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012：8-9，34.
[3] 课程教材研究，所生物课程教材研究开发中心，义务教育课程标准实验.教科书八年级生物下册[M].北京：人民教育出版社，2013：95-96.
摘 要：进行科学史的教育，把握科学的本质；开展科学探究，体验科学过程，形成一定的科学态度；创设教学情境，激發学习知识兴趣；注重情感、态度和价值观的教育，提升人文素养；落实科学、技术和社会相互关系的教育，重视科学的价值取向。通过多元化的教学方式，提高学生的科学素养，特别是一个普通公民终身发展所需的生物科学素养，实现课程目标。
关键词：科学史；科学探究；教学情境；科学素养
公民素质关乎综合国力，党的十九大明确了发展素质教育的方向。落实素质教育，培养学生核心素养成为新课标课堂教学的基本理念和首要任务，这就要求每个学科的课任教师必须从不同的角度，紧紧围绕提高学生核心素养开展教学，通过多元化的教学方式，开展多样化的学生活动，引导学生主动学习、科学探究，培养学生的科学认知能力、创新思维能力、实践动手能力。学生核心素养的培养和发展需要有效的教学实践，笔者结合这两年的生物教学实践和课题研究，谈谈如何提高初中学生的生物科学素养。
1 进行科学史的教育，树立生物科学理念，领悟科学精神
提高初中学生的生物科学素养，除了让他们了解基本的生物科学知识外，还要让他们明白生物科学的形成过程和研究方法以及对社会和个人产生的巨大影响，追根溯源，进而树立牢固的科学精神。进行生物科学史教育，可以系统展示人类适应自然、探索自然、追求发展的艰苦历程，让学生从活生生的历史和科学案例中，获得有益的启示，激发他们探索世界、追求科学的渴望和激情。
1.1 了解科学史，认识科学的人性内涵，培养批判精神
如物种进化的机制：法国生物学家拉马克的“用进废退”学说最早系统提出物种进化思想。达尔文在5年的环球科考中，采集大量的动植物和生物化石标本，记录每日的考察见闻。科考结束后持续思考生物进化的问题，以详尽的事实描述各种生物适应环境的变化历程，发表生物巨著《物种起源》，阐述了以自然选择学说为核心的生物进化论理论，为争论一个世纪的生物进化思想划上了圆满的句号[ 1 ]。
1.2 学习科学史，掌握科学研究的方法，树立科学理念
现代遗传学的奠基人孟德尔从事了9年的豌豆杂交试验，每年实验的植株数为2万8千到3万株。从34种豌豆中选出22种性状稳定的品种，从中又选出7对性状有明显差别的豌豆品种进行大量杂交实验，通过对每一代豌豆植物株的数目和性状进行详细的观察、计数和分析，用统计学方法寻找并解释遗传的规律，这些理论统称孟德尔的遗传学说 [ 1 ]。
科学史，就是人类不断探究未知世界的历程。期间每一个科学知识和科学成果的获得，都是探索者通过坚持不懈的努力，通过不断否定、推陈出新，得出正确的研究方法，从纷繁复杂的大千世界抽丝剥茧得来，期间凝集着严谨、求实、坚韧、无畏的科学精神。在生物课程的教学过程中，将生物科学理论融入生物科学发展史，把生物科学知识与其形成过程有机结合起来，学生在领会生物知识的同时，更领悟到知识背后的科学精神。
2 开展生物探究实验，培养生物科学素养
生物科学是人类通过不断的、大量的观察和实验获得的科学数据和科学理论。科学观察、科学实验既是生物科学研究的基本方法，也是生物课程教学重要的手段，是培养学生生物科学素养的有效教学方式，同时也能培养学生的主动学习能力、观察能力、动手能力和总结能力[ 2 ]。
2.1 通过观察与实验，获得事实和数据，印证科学假说
关于“吸烟有害健康”的实践活动，分析烟草对动物血液循环系统的危害。分别用20mL、30mL、40mL、50mL蒸馏水各浸泡半支香烟的烟丝1天，15秒内心跳30～36次的成年水蚤，记录观察的实验数据，计算并取平均值，如表1所示。
从表中所列数据分析可以得到结论：烟草的浸出液能刺激成年水蚤心跳加速，且随着浸出液浓度的提高，心跳加速现象加剧[ 3 ]。
2.2 分析实验数据，进行理性判断
为探究“燃烧烟草释放的烟雾对空气质量的影响”，进行实验：①在甲、乙两个相同的房间，甲房间释放烟草的烟雾，乙房间不做处理。②每隔10min对甲、乙房间内空气污染物中的PM2.5浓度进行多点随机检测。③检测数据如图1示：表明甲房间的PM2.5浓度随着时间推移逐渐升高（由2015年福州市初中毕业统一考试生物试卷第33题改编）。分析和判断数据，得出结论：烟草释放的烟雾使我们处于PM2.5超标的环境中。
通过上述两组实验得出的结论，可以引导学生养成良好的生活习惯：为了您和他人的健康，请勿吸烟。
3 创设教学情境，激发学习兴趣，培养科学精神
落实教学目标，设计教学情境，根据教学内容巧妙地转化为问题情境。教师设计的问题情境要具备时代性、趣味性和新异性，问题的表述要新颖、奇特和生动。
3.1 营造具有时代性的教学情境，激发学习兴趣
例如第六单元“动物的运动和行为”：由播放青少年感兴趣的美国NBA球赛引入，从同学们感兴趣的体育明星入手，设计问题：“人和脊椎动物的运动系统由哪几个部分组成？ ”“躯体运动是如何发生的？”进入单元教学。结合不同阶段的知识，设问：“世界飞人博尔特的经典射箭的动作是如何形成的？”“哪位同学愿意上台展示屈肘和伸肘这个射箭动作？”营造了浓厚的学习氛围，激发跃跃欲试的学习体验。
3.2 创设具有趣味性的学习情境，激发探究意识
如“营养物质的吸收”一课：观看日本相扑运动员精彩的比赛画面，设计问题：“为什么相扑运动员的体型如此之大呢？ ”“为什么有的人吃得再多仍然很瘦？”“为什么有的人吃得很少也发胖？”作出理性解释：体态的胖瘦与人体的消化吸收有密切的关系，过渡到单元教学。
一个好的教学情境，能够激起一定的情感反应，产生强烈的问题意识和探究动机。激发学生的学习欲望，积极主动地学习，领悟科学精神。
4 注重情感、态度和价值观的教育，提升科学的人文素养
情感、人生态度和价值观是学生心理健康发展的关键所在，在教学过程中，教师应充分挖掘课程背后与学生情感、人生态度和价值观培养有关的内涵，注重情感教育，促进学生良好行为习惯的养成，提升科学的人文素养[ 2 ]。
如第三单元“生物与环境”：学生不仅要获得生物与环境密切关系、生态系统等相关知识，同时也应评价学生在学习生活中表现出来的关爱自然、保护环境的行为和情感，明白“绿水青山就是金山银山”“人类与自然和谐发展”的道理。
如第五单元“生物圈中的人”：从人与生物圈的高度，认同人体结构和功能相适应的观点，了解人和周边环境相辅相成的关系，引导学生关注老人，珍爱生命。
如第十单元“健康地生活”：帮助学生了解健康的含义，传染病和免疫，基本的医药常识，了解青春期生理、心理的变化，有利于健康成长，引导养成积极健康的心理思想和良好的生活习惯。
从“我国的植物资源”“我国的绿色生态工程”“我国的动物资源及保护”“关注农村环境“”关注城市环境”等课堂教学中，让学生充分了解我国的生物资源和生态环境现状，培养爱国爱乡的高尚情操，增强实现中华民族伟大复兴、实现中国梦的使命感与责任感；通过设计校园绿化方案和参与植树绿化等实践活动，既培养了审美情趣，也增强集体荣誉感和爱校的情感。
5 进行科学技术和社会发展相互关系的教育，培养科学责任感
当今社会，生产力迅速发展，经济日益繁荣、人们生活幸福，但同时又带来了一系列与生物科学有关的社会问题，如气候、环境、生态、人口、能源、资源等方面的问题不断出现。教师在组织生物教学活动时，要利用国家与地区、社区与个人、社会生活生产和发展相关的生物学问题，鼓励和引导学生利用所学习的知识思考如何解决，采取何种行动[ 2 ]。
（1）引导学生关注和认识与生物科学技术有关的社会问题，培养学生对自然和社会的责任感，拓展生物科学素养。
（2） 探讨生物科学技术在解決气候、生态、环境等问题中的应用，激发学生求知欲望，培养思考能力，开发智慧潜能。
（3）引导学生分析经济发展和环境保护的关系，人类和自然如何和谐共处，树立正确科学价值取向[ 2 ]。
在新一轮课程改革中，学生生物科学素养的养成将成为生物学课程的首要目标，通过生物学的核心概念教学和实践，养成生命观念、理性思维、科学探究和社会责任等生物学核心思想，学生在生物课程中获得的学习成果必将终身受益。
参考文献：
[1] 卢晓江， 欧建志.自然科学史十二讲[M].北京： 中国轻工业出版社，2012：123-125，127-128
[2] 中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012：8-9，34.
[3] 课程教材研究，所生物课程教材研究开发中心，义务教育课程标准实验.教科书八年级生物下册[M].北京：人民教育出版社，2013：95-96.
