從塑造科學(xué)修養(yǎng)的視角看中學(xué)生物教學(xué)

時間:2022-04-21 11:50:00

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從塑造科學(xué)修養(yǎng)的視角看中學(xué)生物教學(xué)

[摘要]生物科學(xué)素養(yǎng)概念的出現(xiàn)使世界范圍的生物課程改革走向深入。我國生物學(xué)教學(xué)也確立了培養(yǎng)全體學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)的教育宗旨。本文從培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的視角解讀了科學(xué)素養(yǎng)、生物科學(xué)素養(yǎng)等相關(guān)概念,并在此基礎(chǔ)上對我國生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)涵與外延提出了自己的看法,以指導(dǎo)我國中學(xué)生物教師的教育教學(xué)改革與實踐。

[關(guān)鍵詞]科學(xué)素養(yǎng)生物科學(xué)素養(yǎng)生物學(xué)課程中學(xué)生物教學(xué)

生物學(xué)隸屬于自然科學(xué)。生物學(xué)課程是一門科學(xué)課程,這是生物學(xué)課程的基本性質(zhì)之一。科學(xué)是一個內(nèi)容豐富的知識體系,其中就包括人類認(rèn)識自然界的一些特殊途徑和方法。正由于有了這些對生命世界準(zhǔn)確地提出問題及獲取較為可靠答案的方法,如觀察、量化、求證和思考等,人類對自身和環(huán)境的認(rèn)知才能日益深入、全面和可靠。這些方法反映出自然科學(xué)與其他領(lǐng)域認(rèn)知模式的不同,也體現(xiàn)了科學(xué)最基本的特征和本質(zhì)。生物學(xué)課程作為一門科學(xué)課程,不僅要傳播科學(xué)的事實和概念,更要體現(xiàn)科學(xué)是一個探究的過程。生物學(xué)教育的宗旨應(yīng)該是培養(yǎng)全體學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。這一宗旨的確立,將使我國生物學(xué)課程產(chǎn)生一些重大變化。理解這一新的課程理念,也將有助于生物老師們的教學(xué)改革和實踐。

一、關(guān)于科學(xué)素養(yǎng)的認(rèn)知

我國基礎(chǔ)教育的任務(wù)是培養(yǎng)未來的合格公民。在當(dāng)今科技產(chǎn)品比比皆是、科學(xué)問題在我們的生活中無處不在的時代,未來的公民中有一部分人將會成為科學(xué)知識或科技產(chǎn)品的創(chuàng)造者或生產(chǎn)者,而幾乎所有的人都將是科技產(chǎn)品的消費者。他們在個人生活和社會生活中,要去面對各種各樣與科學(xué)相關(guān)的問題,并做出決策。這些都要求生活在當(dāng)今和未來社會中的公民具有一定的科學(xué)素養(yǎng)。

(一)科學(xué)素養(yǎng)概念的提出

20世紀(jì)60年代以前,中學(xué)科學(xué)教育并不強(qiáng)調(diào)“科學(xué)素養(yǎng)”。隨著60年代的理科課程改革的浪潮,人們才提出了科學(xué)素養(yǎng)理念。70年代初期,在一些教育發(fā)達(dá)國家的中學(xué)自然科學(xué)課程中就提出了科學(xué)素養(yǎng)的理念,并把培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)作為課程的基本任務(wù)。80年代以后,這一課程理念已經(jīng)被科學(xué)教育家和大多數(shù)理科教師所認(rèn)同,成為當(dāng)今理科課程發(fā)展的一個共同趨勢。對科學(xué)素養(yǎng)的解釋,因時代而有所不同,并且隨著時代的發(fā)展而發(fā)生認(rèn)識上的變化。即便是在同一個時代,不同的機(jī)構(gòu)、組織或不同的專家對科學(xué)素養(yǎng)的解釋也不完全相同。因此,目前尚沒有一個嚴(yán)格的、統(tǒng)一的定義。國內(nèi)現(xiàn)在多數(shù)人認(rèn)可的解釋是:科學(xué)素養(yǎng)是指了解進(jìn)行個人決策、參與公民和文化事務(wù)、從事經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)所需要的科學(xué)概念和科學(xué)過程??茖W(xué)素養(yǎng)最基本的含義是指學(xué)生能夠合理地將所學(xué)到的科學(xué)知識運用到社會及個人生活中。由此可見,科學(xué)素養(yǎng)包括了兩個不同的方面:一方面是對科學(xué)知識、態(tài)度情感、價值觀及科學(xué)技能的掌握情況;另一方面是在已有基礎(chǔ)上提高自己科學(xué)素養(yǎng)的能力。還有一些人認(rèn)為,科學(xué)素養(yǎng)是指一個人對自然科學(xué)領(lǐng)域中核心的基礎(chǔ)內(nèi)容的掌握情況,自然科學(xué)的核心基礎(chǔ)應(yīng)該包括:①學(xué)生理解基本科學(xué)現(xiàn)象、規(guī)律,以及科學(xué)原理是如何用于技術(shù)領(lǐng)域之中的;②學(xué)生以在學(xué)校的學(xué)習(xí)為基礎(chǔ),形成終身學(xué)習(xí)的基本能力和習(xí)慣;③學(xué)生能夠理解或解釋發(fā)生在身邊的科學(xué)現(xiàn)象;④學(xué)生能夠形成正確的態(tài)度、情感、價值觀和科學(xué)的世界觀,并以此來指導(dǎo)自己的行為;⑤學(xué)生應(yīng)掌握一系列的相關(guān)技能,包括操作技能、科學(xué)探究一般技能、比較、判斷、分析和推理等思維技能,以及創(chuàng)造性和批判性的思維方式。

不同的學(xué)生在學(xué)習(xí)自然科學(xué)時會表現(xiàn)出不同的天賦和特點,有些學(xué)生在學(xué)習(xí)理科時能表現(xiàn)出很強(qiáng)的數(shù)理邏輯優(yōu)勢,有些則會在理科的學(xué)習(xí)中遇到困難。現(xiàn)代科學(xué)教育強(qiáng)調(diào)面向所有學(xué)生,旨在培養(yǎng)所有未來公民科學(xué)素養(yǎng)。因此,對不同的學(xué)生來說,科學(xué)素養(yǎng)應(yīng)該有不同的要求。但不論要求的差異如何,科學(xué)教育都要使這些學(xué)生在原有的基礎(chǔ)上得到發(fā)展,達(dá)到一個最基本的要求。一個具有科學(xué)素養(yǎng)的中學(xué)畢業(yè)生不一定要以科學(xué)或工程技術(shù)為職業(yè),然而每個公民必須具備科學(xué)素養(yǎng),才能使他們在面對日常生活中的科學(xué)現(xiàn)象、事件和觀點時,能夠運用科學(xué)的原理和方法去做出判斷或決策。

(二)具有科學(xué)素養(yǎng)的人

嚴(yán)格地定義科學(xué)素養(yǎng)會有一些困難,因此一些專家和科學(xué)教育組織回避去直接定義科學(xué)素養(yǎng),而是用對具備科學(xué)素養(yǎng)的人進(jìn)行描述,間接地解釋這一理念。如具備科學(xué)素養(yǎng)的人應(yīng)該:①具有良好的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)情感,包括探索自然的好奇心和求知欲、科學(xué)的價值觀念、對科學(xué)學(xué)習(xí)的正確態(tài)度;②掌握了科學(xué)的基本概念和原理;③具有基本的科學(xué)探究能力,及對事物的觀察能力,思考問題的能力,創(chuàng)造性地解決問題的能力,具有批判性思維的能力及在團(tuán)隊中的合作能力等。

科學(xué)素養(yǎng)理念的提出,為中學(xué)自然科學(xué)課程指出了新的方向和任務(wù)。理解這一理念,將有助于生物學(xué)教育工作者更好地去制定和實施中學(xué)生物學(xué)課程方案。

二、關(guān)于生物科學(xué)素養(yǎng)的認(rèn)知

“科學(xué)素養(yǎng)”是20世紀(jì)90年代以后許多國家的教育家在課程改革中的共同聲音。它已成為我國新一輪理科課程改革的基本目標(biāo)。在理科課程分科設(shè)課的國家、地區(qū)或?qū)W校提高學(xué)生“科學(xué)素養(yǎng)”的目的是由各分科課程——生物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等來共同完成的。中學(xué)生物學(xué)課程要擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要任務(wù)。

(一)生物學(xué)素養(yǎng)概念的提出

1993年,美國BSCS(生物學(xué)課程研究所)出版了名為“發(fā)展生物學(xué)素養(yǎng)”的生物學(xué)課程指南,對生物學(xué)素養(yǎng)作了詳盡的論述,并把它作為生物學(xué)課程的基本目的。BSCS認(rèn)為,一個具有生物學(xué)素養(yǎng)的學(xué)生需要對科學(xué)的本質(zhì)和特點有起碼的理解。學(xué)生對科學(xué)知識特點的認(rèn)知和理解,對科學(xué)的價值以及科學(xué)探究的過程和方法的理解和掌握,是生物學(xué)素養(yǎng)的基本要點。BSCS還具體地描述了一個有生物學(xué)素養(yǎng)的人應(yīng)能表現(xiàn)出的具體特點:他應(yīng)能理解生物學(xué)的基本原理和重要的生物學(xué)概念;了解人類對生物圈的影響;領(lǐng)悟科學(xué)探究的過程,知道歷史上生物學(xué)概念的發(fā)展。他應(yīng)該對科學(xué)探究、生物的多樣性與文化的多樣性等問題具有正確的態(tài)度,對生物學(xué)和技術(shù)對社會的影響、生物學(xué)對個人的重要作用有正確的態(tài)度和價值觀。他應(yīng)該能夠?qū)ψ匀唤绲默F(xiàn)象提出不同的問題,具備創(chuàng)造性的思維;知道如何正確地利用科學(xué)技術(shù);能夠在與生物學(xué)相關(guān)的問題上做出個人或社會決策;能夠應(yīng)用知識來解決現(xiàn)實社會中的實際問題。

我國是在2001年教育部頒布的《全日制義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗稿)》中將生物科學(xué)素養(yǎng)的概念正式引入中學(xué)生物學(xué)課程的,并將它作為初中生物課程的主要目的?!度罩屏x務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗稿)》中指出:“義務(wù)教育階段的生物課程是國家統(tǒng)一規(guī)定的,以提高學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)為主要目的的必修課程,是科學(xué)教育的重要領(lǐng)域之一?!薄度罩屏x務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗稿)》還將“提高生物科學(xué)素養(yǎng)”作為課程的基本理念加以論述。將提高生物學(xué)素養(yǎng)作為課程的主要目的和基本課程理念,標(biāo)志著我國生物課程有了重大變化,這有助于將我國生物學(xué)教育提高到一個新的高度。

(二)生物課程標(biāo)準(zhǔn)中的生物科學(xué)素養(yǎng)

2001年頒布的《全日制義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗稿)》對于生物科學(xué)素養(yǎng)的解釋是:“生物科學(xué)素養(yǎng)是指參加社會生活、經(jīng)濟(jì)活動、生產(chǎn)實踐和個人決策所需的生物科學(xué)概念和科學(xué)探究能力,包括理解科學(xué)、技術(shù)與社會的相互關(guān)系,理解科學(xué)的本質(zhì)以及形成科學(xué)的態(tài)度和價值觀?!?/p>

課程標(biāo)準(zhǔn)提出“提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)”的理念,是期望學(xué)生通過生物課的學(xué)習(xí)能夠在以下四個領(lǐng)域得到發(fā)展:

1.科學(xué)態(tài)度和科學(xué)的世界觀

科學(xué)態(tài)度是人基于對科學(xué)知識的正確理解和對科學(xué)發(fā)展的認(rèn)識而形成科學(xué)的信念和科學(xué)習(xí)慣??茖W(xué)態(tài)度包括:①好奇心。生物學(xué)教師的任務(wù)就是培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生好奇,并將這種好奇心轉(zhuǎn)變成對科學(xué)和對學(xué)習(xí)科學(xué)的積極態(tài)度。②誠實。在生物學(xué)教育中,培養(yǎng)學(xué)生誠實的品質(zhì)就要求學(xué)生要真實地報告和記錄在實驗中觀察到的東西,而不是他想象中應(yīng)該是的東西,也不是他認(rèn)為老師想要的東西。③合作。團(tuán)體成員之間的合作意識是科學(xué)精神的重要組成部分。④創(chuàng)造力。創(chuàng)造力一般分為兩種:一種是特殊才能的創(chuàng)造力,主要是指科學(xué)家、發(fā)明家和藝術(shù)家等杰出人物的創(chuàng)造力;另一種是自我實現(xiàn)的創(chuàng)造力,它指的是對人類社會和其他人來講未必是新的東西,但對自己來說是初次進(jìn)行的、新的、前所未有的認(rèn)識或創(chuàng)造。培養(yǎng)中學(xué)生的創(chuàng)造力主要是要求學(xué)生能夠進(jìn)行獨立思考的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)。因此,中學(xué)生的創(chuàng)造力主要是自我實現(xiàn)的創(chuàng)造力。

科學(xué)的世界觀是指科學(xué)家對科學(xué)有一些基本的信念和態(tài)度,主要包括:①科學(xué)認(rèn)為世界是能夠被認(rèn)知的,世間的萬事萬物都是以恒定的模式發(fā)生和發(fā)展,只要通過認(rèn)真系統(tǒng)的研究都可以被認(rèn)知。②科學(xué)知識是不斷變化的,知識的變化是不可避免的。有些新的發(fā)現(xiàn)會對已有的理論構(gòu)成挑戰(zhàn),從而要不斷地對這些理論進(jìn)行檢驗和修改。③科學(xué)雖然處于不斷變化中,但這種變化只是處于緩慢的修正之中,絕大部分科學(xué)知識是非常穩(wěn)定的,所以科學(xué)知識的主體具有連續(xù)性和穩(wěn)定性。④科學(xué)不能為一切問題提供全部答案。人類面臨的很多問題,是由政治、經(jīng)濟(jì)、文化和環(huán)境共同決定的,科學(xué)只是其中的因素之一。

此外還有愛國主義教育,包括積極培養(yǎng)熱愛大自然,珍愛生命,愛家鄉(xiāng)、愛祖國的情感,正確理解人與自然和諧發(fā)展的意義,從而增強(qiáng)振興祖國和改變祖國面貌的使命感與責(zé)任感。

2.科學(xué)探究方法與技能

科學(xué)探究不是僅僅屬于科學(xué)家的方法和技能,它也是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的有效方式之一。學(xué)校的科學(xué)探究活動通常是指學(xué)生們用以獲取知識、領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念、領(lǐng)悟科學(xué)家們研究自然界所用的方法而進(jìn)行的各種活動。學(xué)生們應(yīng)該掌握科學(xué)探究的一般技能,包括:提出問題、做出假設(shè)、制定計劃、收集證據(jù)、得出結(jié)論、表達(dá)和交流的科學(xué)探究能力。學(xué)生進(jìn)行探究的真正意圖,不僅在于掌握生物學(xué)知識本身,而更重要的是要讓學(xué)生學(xué)會科學(xué)探究的一般方法,讓他們親身體會科學(xué)家是如何困惑于問題、如何假設(shè)問題的“答案”、考慮從哪些途徑去解決問題,并以此漸漸地養(yǎng)成探究的態(tài)度和方法。

科學(xué)思維的方法,包括形式邏輯思維、辯證邏輯思維、批判性思維和發(fā)散性思維等思維方式和思維習(xí)慣??茖W(xué)的思維習(xí)慣不是科學(xué)家所特有的,是每個人可以掌握、應(yīng)該掌握的技能。

3.科學(xué)、技術(shù)與社會(STS)

生物學(xué)課程對學(xué)生進(jìn)行STS的教育,目的在于突出科學(xué)、技術(shù)、社會之間的關(guān)系。學(xué)生要了解什么是科學(xué),什么是技術(shù),以及科學(xué)和技術(shù)的聯(lián)系。解決技術(shù)問題需要科學(xué)知識,而一項新的技術(shù)的產(chǎn)生又使科學(xué)家有可能用新的方法來擴(kuò)展他們的研究??茖W(xué)、技術(shù)與社會是緊密相連的。社會可以影響科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展,科學(xué)和技術(shù)又會影響社會。通常技術(shù)對社會的影響比科學(xué)對社會的影響更為直接。

學(xué)生在生物學(xué)課程的學(xué)習(xí)過程中,通過參與和解決現(xiàn)實世界中具體問題,來獲取科學(xué)與技術(shù)的知識,形成正確的態(tài)度、價值觀和社會責(zé)任感。這樣,在日常生活中,他們就知道如何把所學(xué)的知識、方法與實踐相結(jié)合,如何對科技引起的新的問題進(jìn)行思考和判斷。

4.生物學(xué)知識和操作技能

這是生物學(xué)教育中我們熟知的一個領(lǐng)域。生物學(xué)知識包括基本的生物學(xué)概念、原理和規(guī)律。操作技能包括正確使用顯微鏡等生物學(xué)實驗中的常用工具和儀器,基本的實驗操作技能。讓學(xué)生掌握一定的生物學(xué)知識和操作技能也是生物課程所規(guī)定的基本任務(wù)之一。學(xué)生在義務(wù)教育初中階段應(yīng)獲得有關(guān)生物體的結(jié)構(gòu)層次、生命活動、生物與環(huán)境、生物進(jìn)化以及生物技術(shù)等生物學(xué)基本事實、基本原理和規(guī)律,對生物學(xué)的整體畫面有一個大致的了解。

生物課程標(biāo)準(zhǔn)提出關(guān)于科學(xué)素養(yǎng)的理念,是強(qiáng)調(diào)在生物學(xué)教學(xué)中注重學(xué)生在知識、科學(xué)探究、態(tài)度情感、價值觀以及對科學(xué)、技術(shù)和社會的認(rèn)識等四個領(lǐng)域的全面發(fā)展。

(三)生物科學(xué)素養(yǎng)的不同水平

培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)是我國中學(xué)生物學(xué)課程的總目標(biāo)。這一目標(biāo)指明了生物教師和學(xué)生的努力方向。教師的任務(wù)是使所有的學(xué)生在這個指定的方向上有盡可能大的進(jìn)步。學(xué)生在剛剛進(jìn)入中學(xué)生物學(xué)課堂時,他們每個人的起點不盡相同。按照澳大利亞生物教育家DavidMorgan博士的觀點,學(xué)生開始這門課的時候,他們一般不是零起點;而當(dāng)學(xué)生結(jié)束這門課程的學(xué)習(xí)時,他們大多數(shù)人也不會達(dá)到課程目標(biāo)的100%。但他們所有的人都應(yīng)在自己原有的起點上前進(jìn)了許多。

美國生物學(xué)課程研究所(BSCS)也認(rèn)為,生物學(xué)素養(yǎng)的高低是一個連續(xù)變化的過程,每個學(xué)生都處于這種連續(xù)變化的不同位置上,不同的位置反映了他們對生物學(xué)理解的程度。該研究所還將這種連續(xù)的生物學(xué)素養(yǎng)分為4個水平,分別是膚淺的生物學(xué)素養(yǎng)、功能化的生物學(xué)素養(yǎng)、結(jié)構(gòu)化的生物學(xué)素養(yǎng)和多維的生物學(xué)素養(yǎng)。了解了生物學(xué)素養(yǎng)的特點,有助于生物學(xué)教師在教學(xué)中選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略,并實現(xiàn)課程的目的——培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)。

1.膚淺的生物學(xué)素養(yǎng)

學(xué)生在日常生活中能夠認(rèn)出哪些是生物學(xué)的術(shù)語和概念,并能夠?qū)⑦@些術(shù)語與自然界中的現(xiàn)象相對應(yīng)。但他們?nèi)匀挥绣e誤概念,對生物學(xué)概念的理解也很不準(zhǔn)確。

2.功能化的生物學(xué)素養(yǎng)

學(xué)生能夠使用正確的生物學(xué)詞匯,對術(shù)語的定義表述也很準(zhǔn)確。但大都是基于記憶。

3.結(jié)構(gòu)化的生物學(xué)素養(yǎng)

學(xué)生應(yīng)能夠理解生物學(xué)的概念體系,理解科學(xué)探究過程的知識和技能,能夠用他們自己的話來解釋概念。學(xué)生能將所學(xué)的知識與他們個人生活實際相聯(lián)系,對于生物學(xué)的學(xué)習(xí)充滿興趣;他們從學(xué)習(xí)或?qū)嵺`的經(jīng)歷中構(gòu)建了概念的意義和對概念的理解。

4.多維的生物學(xué)素養(yǎng)

學(xué)生理解生物學(xué)素養(yǎng)在諸多自然學(xué)科中的地位,知道生物學(xué)的發(fā)展史和生物學(xué)的本質(zhì)、特點,理解生物學(xué)與社會之間的相互作用。學(xué)生能夠意識到自己在知識或技能方面的不足,自己主動去獲取更多的知識或技能;能夠?qū)W(xué)科知識應(yīng)用于解決問題或?qū)ふ掖鸢傅男袆又小?/p>

我們對所有的學(xué)生進(jìn)行科學(xué)教育,其核心目標(biāo)就是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。生物科學(xué)素養(yǎng)是科學(xué)素養(yǎng)的基本組成之一。從培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的視角來看中學(xué)生物教學(xué),中學(xué)生物學(xué)教師的任務(wù)就是將學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)從較低的水平提高到較高的水平。

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