生物科学素养在高中教材中的体现与意义研究

生物科学素养在高中教材中的体现与意义研究

伍凯

湖南省衡阳县第四中学湖南省衡阳县421227

摘要：随着科学技术和社会经济的不断发展，随着教育教学改革的深入进行，我国在全面推进素质教育，实施科教兴国的战略的背景下，为了更好地适应社会发展和经济发展的需要，为了学生的发展，教育部启动了新一轮基础教育课程的改革。提出了“面向全体学生，提高生物科学素养，倡导探究性学习，注意与现实生活的联系”四个全新的课程理念。为了新理念的落实，各级各类学校都做了一定的努力，加大了课程改革力度。尤其重视其中的“倡导探究性学习”。其基本理念是体现学生的主体地位，让所有学生包括学困生都积极参与课堂。使课堂所学内容与自己的实际生活与体验相联系，这与美国教育家杜威的“做中学”“做中教”“做中求进步”以及我国教育家陈鹤琴的“活教育”思想有着异曲同工之处。其中的重点是培养学生的实践能力、创新精神，培养学生自主性与主动性。

关键词：高中生物；探究性学习；问题探讨；现状分析；策略优化

前言：生物学，是自然科学六大基础学科（数学、物理学、化学、天文学、地球科学、生物学）之一。研究有生命物体的生长发育直至衰老死亡整个生命历程的结构与功能。由于任何有生命的物体都是相对于无生命迹象的环境而言的，因此生物学也研究生物周围环境及其相互关系。生物课程虽然是高中阶段的必修课，由于受应试教育和文理分科的影响，并没有受到人们的特别重视，随着素质教育的实施、高考制度的改革，生物课程在学生及教师心中的分量也在逐步加重。教育部于2003年4月公布了《普通高中生物课程标准（实验）》，其中倡导探究性学习是当今新课程理念所提倡的一种学习方式。它要求学生要做课堂的主人、主动积极的去获取知识，是教学活动的主体，教师在其中只起引导、组织、归纳的作用。旨在重点培养学生的以发散思维为核心的实践能力和创新精神、培养学生主动探索问题和独立解决问题的能力、提高学生的人际交往范围、学会分享与合作、以辩证的观点和乐观的态度对待生活，这也正是21世纪培养四有新人的必要条件。

一、创设生活化的情境，激发参与实验的热情

很多生活场景中都蕴含着一定的生物学的原理，如腌渍黄瓜中水分会不断渗出源自“外界溶液浓度高于细胞液”；手指无意中遭遇针刺时会“先缩手后产生痛觉”源自“两种反射受两个不同中枢的控制”；葡萄酒开瓶后未及时喝完会因醋酸菌的繁衍而变酸等。在实验教学中，如果教师能够多使用一些来自生活的实例进行情境创设，就很容易激发学生的探究欲望，进而对生物实验产生亲近感。

在一次教学“腐乳的制作”中，笔者发现整堂课上学生大都只是在实验之初对能亲手捏弄豆腐块感到新鲜，而在后续的实验操作中大都只是机械地完成实验报告的相应步骤而己。教师灵机一动，去附近的超市购买了一瓶“红方”腐乳，并切成小块。当另一个班级的学生陆续进入实验室时，教师邀请学生前来品尝。出于好奇，学生纷纷过来一试。在他们顺着嘴细细品味腐乳，发出的“软、香、糯”的赞叹声中，制作腐乳的实验课不知不觉开始了。为了能如期品尝到自己的“好产品”，学生积极参与实验。

在探究加酶洗衣粉洗涤效果的实验教学中，很多教师并不会刻意强调洗衣粉的洗涤原理。这一忽略容易使学生误以为“额外增添的酶才是洗衣粉的主体”。教师在介绍实验材料的时候，有必要向学生介绍一下洗涤剂中主要成分表面活性剂（如烷基苯磺酸钠）的主要功能—乳化作用。表面活性剂能使本来不能互溶的两种液体（水与油）聚集到一起；再经水的冲洗，油渍等污物就能被去除了。洗涤衣物也是这个原理，往洗衣粉里添加酶只是为了进一步提高去污能力而已。在设置对照组的时候，如果能够设置“无酶洗衣粉”（可以通过剔除加酶洗衣粉中的彩色酶颗粒获得），学生对加酶洗衣粉的洗涤效果就可能理解得更透彻。

“固定化酵母细胞”实验要求学生对制作成的凝胶珠形状是否呈球形，是否有韧性作出独立判断。在实验末尾增设了“在实验桌上摔打凝胶珠”的环节，让学生通过摔打凝胶珠，观察其在桌面的反弹情况来感受弹性大小。在实际教学中，学生不仅仅玩得兴致勃勃，还能够与其他小组比较，在比较中感受有弹性、有韧性。

二、借用生活化的物品，丰富自主实验的内容

教材实验方案中所提及的实验材料、试剂大都来自于高校、研究所科研人员的研究实例，经过多年的反复筛选和修正，其实验步骤及实验效果基本趋于成熟。然而，这些实验也存在一些问题，如有的实验步骤过于繁琐，如血红蛋白的提取和分离；有的实验材料效果并不稳定，如用洋葱根尖分生区观察细胞有丝分裂；有的实验所用的实验试剂有一定的毒性（盐酸、稀硫酸），可能会对学生健康和环境产生一定的不良影响.在实验教学中，有不少教师也在积极尝试改进，利用生活中常见的本地材料来完成实验，如用红葱替换洋葱观察有丝分裂，用“琼脂块+碘液”替代“酚酞琼脂块+NaOH溶液”，探索实验用材的无害化等。

在实验教学中，教师要积极倡导对实验材料的个性化选择，提高学生实验的自主性。在“果酒的制作”实验中，教师只提供实验基本原理的介绍，接下来告诉学生：果酒的称谓完全取决于酿酒的材料，一般的果实（新鲜或干制）在合适的条件下都可以被用来酿酒.于是，除了实验课上按照教材进行了葡萄酒分组实验以外，学生还利用周末时间在家自主完成其他材料的酿酒实验。结果两个班的学生共交上来20多种不同材料的酿酒作品。还有学生从超市购买了各种酒曲、发酵酵母，自主尝试比较不同菌种对制葡萄酒发酵效果的差异，并最终发现苹果酵母制酒效果更好。

在教师的鼓励下，学生们还积极尝试利用学到的有机物鉴定方法对自己熟悉的食物或饮料进行成分鉴定分析。在对椰子汁、蜂蜜、芋头汁、甘蔗汁、冰红茶、橙汁、鱼汤、酸奶、蔬菜汁等十几种样液鉴定之后，学生发现：排骨汤、鱼汤、椰子汁里并没有多少蛋白质，酸奶里含有淀粉成分，冰红茶中有还原糖无蛋白质‘’‘’‘’

教师从生活中那些司空见惯、耳熟能详的熟悉物品的材料入手，不仅能够拉近生物知识与学生生活的距离，使学生感受到科学研究的真实性，还有助于引导学生在生活中注意观察、开拓思维和勇于尝试。

三、孵化生活化的课题，拓宽实验探究的范围

新课程改革鼓励学生在构建核心概念的过程中积极尝试新的探究学习课题研究。教师需要结合学生实际，因地制宜开展发现和生成课内外新实验方法和课题。不少教师在教学中已经取得了一些成果，如尝试使用不同温度下相同体积“面团”出现的不同体积变化来了解呼吸作用的变化，使用大蒜提取液研究家庭餐具杀菌方式等。

这些新课题既要围绕核心概念，又要尽量与学生的生活相联系，以充分满足学生探究未知及应用知识的需求。如在学习必修I光合作用中，学生对于“夏季晴朗的中午，植物叶片光合作用强度下降与叶表皮气孔关闭的相关性”缺乏直观认识。因此，教师可以建议学生利用蚕豆或菠菜叶亲眼看一看：气孔是什么样的?保卫细胞中的叶绿体又是怎样的?如果学生能够联想到：叶绿体与气孔自动开闭有何关系?既然，叶片的表皮细胞是成熟细胞，能否用来验证细胞质壁分离现象?那么，教师可以给予积极的支持，鼓励他们将实验目的、假设以及相关步骤、相关实验结论进行合理组织编排，并构成相对独立的实验课题，如“蚕豆叶表皮细胞控制水分进出功能研究”。再如学习必修3"植物向性特征”的时候，有学生通过观察校园中最常见的龙爪槐，发现，有时龙爪槐的顶部会生长出一些竖直向上生长的枝条。于是提出：如果单独扦插培养那些竖直生长的枝条，是否会长成枝条正常向上生长的变种呢?于是，笔者将这个设想进行了讨论、分析和延伸，提出一个实验课题—“龙爪槐不同枝条向性观察”：观察比较包括龙爪槐植株新生枝条生长时间与向地弯曲关联度、扦插直立枝条成活后新个体向性生长，以及枝条近地/离地两侧生长素浓度差异等。

小结：为新一轮的课程改革提供参考依据，唤醒了高中生物教师的研究意识，激发了学生对生物的学习动机和兴趣。展望未来，社会对教师的要求不仅仅能上好课还要具备科研的能力、探究的精神，基于此在学习高中生物过程中要通过各栏目尤其是问题探讨栏目培养学生的生物学习兴趣、探索精神，提高学生的探究能力以及情感态度价值观。

参考文献：

[1]王春.在初中生物学实验中融入生活化元素[J].生物学教学，201641（02）：44-46.

[2]张云，林凡.观察根尖分生组织细胞有丝分裂的好材料—红葱[J].生物学通报，201348（12）：47-49.63.

[3]俞如旺，刘薇.“细胞大小与物质运输的关系”实验的改进研究[J].生物学通报，2013.48（03）：45-46.