陸菊根

【摘 要】“提高學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)”是當(dāng)前生物新課程的基本理。本文就如何依托科技創(chuàng)新活動(dòng)，在“酸雨與生物”的探究實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、動(dòng)手操作能力、收集處理信息的能力、解決問(wèn)題的能力、綜合應(yīng)用能力、論文寫(xiě)作能力以及學(xué)生良好的非智力品質(zhì)等科學(xué)素養(yǎng)作一探討。

【關(guān)鍵詞】生物環(huán)保;探究實(shí)驗(yàn);科學(xué)素養(yǎng)

一、研究由來(lái)

朱正威先生說(shuō)過(guò)“提高生物科學(xué)素養(yǎng)優(yōu)選探究”。生物學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，因此開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)有利于促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高。在課程標(biāo)準(zhǔn)中，強(qiáng)調(diào)“落實(shí)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)相互關(guān)系的教育”。環(huán)境問(wèn)題是當(dāng)今世界所關(guān)注的問(wèn)題之一，其中我國(guó)二氧化硫排放量呈上升趨勢(shì)，蘇州的酸雨pH曾經(jīng)為3.8，嚴(yán)重影響生態(tài)及人的健康。因此，結(jié)合蘇州的實(shí)際情況和我校學(xué)生的特點(diǎn)，筆者以酸雨對(duì)植物的影響為切入點(diǎn)，以科技創(chuàng)新活動(dòng)為契機(jī)，指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展研究性課題，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行了探索。

二、科學(xué)設(shè)計(jì)研究方案，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升

科技活動(dòng)是中小學(xué)生物教學(xué)中不可缺少的一部分，在新課程中進(jìn)行生物科技創(chuàng)新活動(dòng)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。本人嘗試以學(xué)生發(fā)展為本，以科技教育為切入口和突破口，探索構(gòu)建一種生物科技創(chuàng)新教育和課堂教學(xué)模式，重點(diǎn)在“創(chuàng)新發(fā)展”環(huán)節(jié)，加強(qiáng)STS教育和創(chuàng)新實(shí)踐教育活動(dòng)。持景引入→指導(dǎo)選題→探究學(xué)習(xí)→現(xiàn)固拓展創(chuàng)新發(fā)展。

（一）情景引入，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)

讓學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)的探究，不僅有助于學(xué)生觀察能力、動(dòng)手能力、分析問(wèn)題能力和解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，而且還有助于學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度的樹(shù)立。教師首先是一個(gè)組織者，因此，營(yíng)造良好的環(huán)境條件，為學(xué)生提供可用的資源，是學(xué)生能積極投身于科技活動(dòng)的基本保證。如在組織學(xué)生開(kāi)展“探究二氧化硫?qū)χ参锏挠绊憽睂?shí)驗(yàn)中，筆者首先自行對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，并初步將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)，這樣既讓自已能在指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展活動(dòng)中心中有數(shù)，又能給學(xué)生創(chuàng)設(shè)新情景，喚起學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。學(xué)生也會(huì)沿著所創(chuàng)設(shè)的情景去思考、改變、分析實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)探究創(chuàng)新改進(jìn)中不斷啟發(fā)思維，找到課題。教師還應(yīng)為學(xué)塵提供便利的條件，寬松的環(huán)境，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生感受“科學(xué)家”的角色，以燃起學(xué)生創(chuàng)造之火花。

（二）指導(dǎo)選題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

生物學(xué)的研究課題實(shí)踐性較強(qiáng)，選題可從解決日常生活中的實(shí)際問(wèn)題入手，結(jié)合生物學(xué)熱點(diǎn)問(wèn)題，并以謀本知識(shí)為基礎(chǔ)，對(duì)課本知識(shí)的拓展和創(chuàng)新，使課題實(shí)施具可行性。在活動(dòng)中實(shí)施STS教育也是新課程標(biāo)準(zhǔn)要求之一。學(xué)生在開(kāi)展“探究SO2對(duì)植物的影響”實(shí)驗(yàn)中得到啟發(fā)，結(jié)合當(dāng)今全球大氣污染問(wèn)題確定了研究的課題《探究酸雨對(duì)植物的影響》。通過(guò)在不斷的引導(dǎo)、探究、質(zhì)疑、提出問(wèn)題中確定了一系列的子課題，如探究SO2對(duì)植物外部形態(tài)的影響，學(xué)生不單探究SO2對(duì)植物葉的影響，還探究對(duì)不同器官如花、果實(shí)、種子萌發(fā)的影響，繼而探究SO2對(duì)植物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響，再進(jìn)一步探究SO2對(duì)植物生理的影響等等，這樣，有利于開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

（三）指導(dǎo)設(shè)計(jì)實(shí)施方案，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范的生物學(xué)探究能力

在科技活動(dòng)中，學(xué)生是主體，教師自始至終要貫穿主導(dǎo)地位。要對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)、啟導(dǎo)、誘導(dǎo)與疏導(dǎo)，扮演好“導(dǎo)演”角色。讓學(xué)生大膽創(chuàng)新，敢于標(biāo)新立異，提出自已的新思想、新觀點(diǎn)、新思路、新設(shè)計(jì)，讓他們?cè)诳萍蓟顒?dòng)中從做中學(xué)、從做中思、從思中發(fā)展。

確定了課題，指導(dǎo)學(xué)生如何作出假設(shè)驗(yàn)證假設(shè)到得出結(jié)論。在實(shí)驗(yàn)操作中如何確定自變量與因變量，設(shè)立對(duì)照組，確定單一變量，控制無(wú)關(guān)變量，注意在探究過(guò)程遵循科學(xué)性、隨機(jī)性和重復(fù)性原則。在這一系列的實(shí)施過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，重視培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，充分發(fā)掘他們的深層潛能和創(chuàng)造性，使學(xué)生成為活動(dòng)的主人和探索者。

（四）歸納總結(jié)，撰寫(xiě)論文，全面提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)

在開(kāi)展探究實(shí)驗(yàn)中，要注意收集、記錄、整理數(shù)據(jù)，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析，得出結(jié)論。這有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，也是從知識(shí)到能力上升的另一重要渠道。并且在從現(xiàn)象的觀察中從數(shù)據(jù)的分析中學(xué)生會(huì)提出更多的問(wèn)題，然后啟發(fā)他們?nèi)ニ伎?，查閱相關(guān)資料來(lái)解決問(wèn)題。教師還可因勢(shì)利導(dǎo)，讓學(xué)生的研究就像登山，將內(nèi)容拓展，使研究更深入更寬廣。如學(xué)生在觀察SO2對(duì)葉肉細(xì)胞的影響中，提出問(wèn)題“為什么葉綠素會(huì)遭受破壞呢”？因此，筆者引導(dǎo)他們?nèi)ゲ殚喆罅康南嚓P(guān)資料了解機(jī)制，這也激發(fā)他們的下一步的研究思路“探究SO2對(duì)葉綠素的影響”。撰寫(xiě)論文，是科技活動(dòng)中成果的總結(jié)，也是學(xué)生認(rèn)為最難的事情。教師應(yīng)向?qū)W生介紹科技論文寫(xiě)作的方法、步驟及注意事項(xiàng)，讓學(xué)生了解科技活動(dòng)論文一般包括：選題目的、方法、步驟、實(shí)施過(guò)程、結(jié)果分析、收獲和體會(huì)等幾方面。還應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)憐當(dāng)?shù)谋磉_(dá)形式，如圖形、表格、曲線等對(duì)記錄的原始資料和數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，再啟發(fā)學(xué)生分析圖、表、曲線圖中各項(xiàng)指標(biāo)之間的內(nèi)在聯(lián)系，反復(fù)分析判斷提出規(guī)律性認(rèn)識(shí)，得出正確結(jié)論。在表述的過(guò)程中要做到科學(xué)方法與內(nèi)容的統(tǒng)一，內(nèi)容與形式的統(tǒng)思想與表達(dá)的統(tǒng)一。

三、在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生良好的非智力品質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的持續(xù)發(fā)展

（一）幫助學(xué)生克服畏難情緒，做學(xué)生情感的支持者

學(xué)生開(kāi)展活動(dòng)中，總會(huì)遇到不少困難。雖然學(xué)生對(duì)環(huán)保課題很感興趣，卻擔(dān)心吸入二氧化硫有毒氣體。又如在應(yīng)用到化學(xué)知識(shí)計(jì)算、稱量藥品，配制不同pH的H2O4溶液，學(xué)生一開(kāi)始覺(jué)得無(wú)從入手，教師給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生大膽去動(dòng)手，最終學(xué)生很快就利用跨學(xué)科的知識(shí)解決了生物實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題，克服了畏難情緒，也體會(huì)到“知識(shí)為我所用”的成功喜悅，增強(qiáng)自信心。在模擬酸雨對(duì)種子萌發(fā)的影響，因?yàn)楣ぷ鞅容^煩瑣，開(kāi)始學(xué)生沉不住氣想放棄，經(jīng)過(guò)老師的鼓勵(lì)，列舉科學(xué)家的故事，最后堅(jiān)持下來(lái)了，因此，決定成敗的重要條件就是堅(jiān)強(qiáng)的意志力。

（二）理順關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生合作精神，促進(jìn)和諧發(fā)展

生物科技活動(dòng)是一種小組合作的實(shí)踐過(guò)程，要讓學(xué)生學(xué)會(huì)與人交往和團(tuán)隊(duì)合作，在合作中懂得尊重和欣賞別人的勞動(dòng)。筆者還嘗試發(fā)揮學(xué)生的傳、幫、帶作用。在課題研究中，讓初二學(xué)生和初一學(xué)生共同參加一個(gè)課題研究，開(kāi)始他們各做各的，后來(lái)在老師的疏導(dǎo)下既進(jìn)行了分工又建立了良好的合作伙伴關(guān)系。

四、在生物環(huán)保探究活動(dòng)中取得的成效

（一）激發(fā)學(xué)生濃厚的探究興趣，學(xué)生愛(ài)學(xué)樂(lè)學(xué)

在生物環(huán)保探究科技教育的課堂教學(xué)中構(gòu)建快樂(lè)教育模式，培養(yǎng)了學(xué)生愛(ài)科學(xué)用科學(xué)并樂(lè)于學(xué)習(xí)的精神。近年來(lái)，學(xué)生踴躍參加學(xué)校的科藝節(jié)，把身邊的科學(xué)與生活緊結(jié)合，走進(jìn)科學(xué)的探究之路，學(xué)生樂(lè)在其中。選修生物社團(tuán)的人數(shù)也逐年增多，參加探究活動(dòng)的主干同學(xué)成績(jī)有較大進(jìn)步。

（二）立足學(xué)生的發(fā)展，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得到全面提升

在開(kāi)展“酸雨與生物”的探究實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生學(xué)會(huì)了探究實(shí)驗(yàn)的方法和基本思路，經(jīng)歷提出問(wèn)題—構(gòu)思假設(shè)―科學(xué)實(shí)驗(yàn)—數(shù)據(jù)分析—得出結(jié)論的全過(guò)程，他們?cè)趯じ康字绣憻捤季S能力，在求異思維中培養(yǎng)創(chuàng)新思維，通過(guò)不斷進(jìn)行分析、歸納和總結(jié)，為培養(yǎng)創(chuàng)造性思維奠定基礎(chǔ)。學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、動(dòng)于操作能力、收集處理信息的能力、解決問(wèn)題的能力、綜合痖用能力、論文寫(xiě)作能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力等都有較大的提高，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得到全面提升。

五、反思

開(kāi)展實(shí)驗(yàn)和探究活動(dòng)將成為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的最基本、最根本、最有效的方法，將來(lái)的生物課將是教學(xué)環(huán)境下的自然環(huán)境、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、活動(dòng)場(chǎng)所的有機(jī)結(jié)合。因此，怎樣結(jié)合本學(xué)科的特點(diǎn)，正確估計(jì)學(xué)生現(xiàn)在發(fā)展水平及其潛在的發(fā)展可能性，既對(duì)個(gè)別學(xué)生又要面向全體，讓探究實(shí)驗(yàn)與科技活動(dòng)結(jié)合得更緊，讓科技活動(dòng)的內(nèi)容作為校本課程的一部分，讓更多的學(xué)生主動(dòng)參與，探究的思路更寬，探究的方式更廣泛，把生物、化學(xué)、物理、地理等學(xué)科聯(lián)系起來(lái)，把科技活動(dòng)、綜合實(shí)踐與教學(xué)有機(jī)結(jié)合，讓學(xué)生更主動(dòng)了解環(huán)境、關(guān)注社會(huì)、參與決策，是生物科技活動(dòng)中的需要，也是當(dāng)前新課程實(shí)施的需要。

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（江蘇省蘇州工業(yè)園區(qū)斜塘學(xué)校，江蘇 蘇州 215000）