新教材实验中的生物科学素养体现

潘立晶　贾鲁娜

摘要从生物实验这个角度，对五套高中生物新教材进行分析，从模拟实验、探究性实验、调查研究三方面的实验设置，阐释了新教材如何围绕课程三维目标体现生物科学素养课程理念。

关键词新教材生物实验生物科学素养课程目标

中图分类号G633.91文献标识码B

我国新课程新教材有五套，分别为人教版、中国地图版、浙科版、江苏教育版、河北少儿版。在新的《生物课程标准》中，明确地把“提高生物科学素养”作为课程的基本理念，基于提高生物科学素养这一理念，又设定了三维课程目标。关于新课改中如何采取措施提高生物科学素养，已经有很多文章研究过。而从新教材中的实验部分这个角度来研究生物科学素养的问题，还没有人探究过。下面将以上述各种版本生物新教材必修二《遗传与进化》为例，从生物实验的角度，围绕着课程三维目标，研究新教材是如何体现生物科学素养这一课程理念的。

1什么是生物科学素养

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。生物科学素养包括五大要素：科学知识、科学能力、科学方法、科学意识和科学品质。科学知识是构成科学素养的基础要素，没有一定的科学知识作基础，科学素养就无从谈起。科学能力和科学方法是构成科学素养的核心要素。科学能力是人们顺利进行某种活动所必需的稳定的心理特征。科学方法是人们在科学研究中多遵循的途径和运用的各种方式及手段的总和。科学精神是科学素养的灵魂。

2新教材中的实验设置是如何围绕课程目标体现提高生物素养课程理念的

生物学是一门以实验为基础的基本课程，要想体现生物科学素养的课程理念，实验设置必然在其中起到重要的作用。

5套生物新教材的实验内容围绕着生物三个维度生物课程目标，对提高生物科学素养进行了很好的阐释。我们以《遗传与进化》这章教材内容为例来进行说明。

2.1模拟实验与构建模型有利于达到知识目标——生物科学素养的科学知识要素

《课程标准》课程目标中的知识维度提出：在教学‘中让学生获得生物学基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识，知道生物科学和技术的主要发展方向和成就，知道生物科学发展史上的重要事件等等。知识目标主要对应于生物科学素养五要素中的科学知识要素。科学知识是构成科学素养的基础要素，没有一定的科学知识作基础，科学素养就无从谈起。

《遗传与进化》实现知识目标的一大特点就是运用模拟实验和模型构建。由于《遗传与进化》主要是讲述的基因遗传等尖端的生物技术，内容比较抽象，而且学校的实验条件限制，因此在本册教材中，设置了较多的模拟实验及模型构建。通过这种形象化的模拟将抽象的原理，概念，规律等，以简单的形式呈现在学生面前，有利于学生更好地接受。在《遗传与进化》中，五套教材中的模拟实验与模型构建主要如表1。

从上述表格中，我们可以看到，虽然5套教材中具体的模拟实验并不完全相同，但是模拟实验都在实验中占了很大的比例，尤其是课程目标提出的活动建议中明确标出的实验，每套教材中都有涉及，例如5套新教材中都有“制作DNA分子双螺旋结构模型”这个实验。这个实验是课程目标中明确要求的。虽然在教材中详细地描述了什么是DNA双螺旋结构，但是这毕竟是非常抽象的。DNA的结构是微观的，肉眼无法辨别的，而将DNA双螺旋结构制成模型，那理解起来就非常简单明了了，而且在制作模型的过程中，学生亲自动手，更加深了对DNA分子双螺旋结构这一知识点的理解。

《遗传与进化》中模拟实验与构建模型在实验数量上占有很大的比例，有利于更好的阐释生物知识，不仅锻炼了学生的动手能力，而且让学生有更扎实的生物知识，为提高生物科学素养打下坚实的基础。

2.2探究性实验有利于达到能力目标——生物科学素养的科学方法和科学能力要素

课程目标的能力维度提出：能够正确使用一般的实验器具，掌握采集和处理实验材料、进行生物学实验的操作、生物绘图等技能、发展科学探究能力等。能力目标主要应对于生物科学素养五要素中的科学能力和科学方法。科学能力和科学方法是构成科学素养的核心要素。科学能力是人们顺利进行某种活动所必需的稳定的心理特征；科学方法是人们在科学研究中都遵循的途径和运用各种方式及手段的总和。

生物实验能够很好的锻炼学生的动手能力，在生物实验中学生能够学会正确使用一般的实验器具，掌握采集和处理实验材料的方法。在生物实验教学中最能体现科学能力和科学方法能力目标的当属探究性实验。探究性实验是指“教学过程中，在教师的诱导启发下，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以现行教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供充分自由表达，质疑、探究、讨论问题的机会，让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑尝试”。

在《遗传与进化》中，有不少探究性实验，这些实验很好的体现了提高生物科学素养能力目标的要求。在五套教材中主要的探究性实验如表2。

从表2中可以看出，五套教材的探究性实验种类不同，数量也不同，江苏教育版的探究性实验数目比较多。探究性实验重在培养学生科学的思维方式，学会科学研究的方法。探究性实验主要的研究思路是“提出问题——做出假设——设计实验一验证假设——得出结论——合作交流”。以河北少儿版的“探究低温对植物染色体数目变异的影响”为例来进行说明，本实验首先是提出问题：低温是否能引起染色体数目变异?然后作出假设，最后教材给予提示，让学生设计实验。这种探究模式不仅可以培养学生的实验能力，分析和解决问题的能力，而且增强了学生创新精神和实践能力。通过探究性实验的学习能够更好的培养学生从事科学研究的能力，提高学生的生物科学素养。

2.3调查研究有利于达到情感态度价值观目标——生物科学素养的科学意识和科学品质要素

课程目标的情感态度价值观维度提出：认识生物科学的价值，乐于学习生物科学，养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度；能够运用生物科学知识和观念参与社会事务的讨论；确立积极的生活态度和健康的生活方式等。情感态度价值观主要对应于生物科学素养五要素中的科学意识和科学品质。

生物实验教学能够让学生对生物产生浓厚的兴趣，养成严谨的科学精神及敢于质疑、勇于创新的精神。在《遗传与进化》的实验部分，突显情感态度价值观这一目标的就是调查研究。5套教材中的调查研究内容如表3。

从上述表格中，可以看出5套教材中都设有调查研究内容。这种社会调查可以说是生物实验的一种外

延，也是在生物实验的范畴内。社会调查对激发学生的学习兴趣和形成对生物知识用途的正确认识具有重要作用。

例如不少教材中有调查几种人类遗传病的实验，本实验要求学生明确遗传病的特点，提高利用工具收集信息的能力。学生能够学会调查和统计人类遗传病的基本方法，有利于培养学生探求科学的吃苦精神，磨练意志品质，体现团结协作精神。深入社会进行参观访问或社会调查，可获得最直接的第二手的资料，深入对社会生活的了解，有助于学生更好的理解社会政策，并能运用生物学的原理和方法参与公众事务的讨论或作出相关的个人决策。调查研究有利于达到情感态度价值观目标，让学生形成良好的科学意识与科学品质，提高生物科学素养。

35套新教材中的实验内容在体现生物科学素养课程理念的细微差别

五套新教材在围绕课程目标体现生物科学素养课程理念方面，大方向基本是相同的，但是不同的教材在实验的栏目设置，实验选择等细节方面还是有所不同的

3.15套新教材中实验内容的栏目设置不同

从上表中我们可以看出，不同教材在栏目设置上还是有较大差别的，人教版与河北少儿版设置的栏目基本相同，栏目类型比较多；而中国地图版与浙科版只设置了一个栏目，便将实验内容全部包括其中。设置较多的栏目，将不同的实验类型，分别归之于不同的栏目之中，这样明了清晰，能很清楚地看出哪个实验属于哪个实验类型。只设置一个栏目的教材，例如浙科版只有“活动”一个栏目，这样显得整个教材版面比较统一。其实不管栏目多少，教材中包含的实验类型基本是相同的，都很好的体现了提高生物科学素养的课程理念。

3.2不同实验类型的具体实验内容不完全相同

从表1－3中，我们可以看出，在模拟实验、探究性实验、调查研究中，不同教材中设置的实验内容并不完全相同。即便实验内容一样，选取的材料也有不小的差别，以“制作DNA双螺旋结构模型制作”为例：人教版与江苏教育出版社的材料为曲别针、泡沫塑料、纸片、牙签、橡皮泥等；中国地图版与浙科版关于此实验的材料，由学生自己选择。河北少儿版的材料为塑料方块或硬纸方块、硬纸片、水彩笔、透明胶带、高粱杆、麦秆、薏米、细绳、火柴杆等。

另外在探究性实验内容的设置，我们可以看出江苏教育版的探究性实验特别多，而其他教材有的只有一两个探究性实验，而且实验内容也差别较大。

4总结

上面以《遗传与进化》为例分析了新教材的特点，其实其他2本教材《分子与细胞》、《环境与稳态》也有相同的特点。五套新教材中虽然实验栏目与实验内容的设置有所差别，但是各套教材的实验类型设置上是相同的，都包含了模拟实验、模型构建、探究性实验、调查及其他一般的验证性实验等。丰富的实验类型设置很好的体现了课程目标的要求，从而能更好的实现提高生物科学素养的课程理念。

正如以上所述，模拟实验与模型构建能很好体现生物概念原理等基本生物知识，有利于达成知识目标。探究性实验，能很好的展现生物科学研究方法，培养创新精神，有利于达到能力目标；而调查研究，与现实生活紧密相联系，让学生更好的了解社会，参与社会决策，有利于达到情感态度与价值观目标。其实每种实验类型对课程三维目标都是有所体现的，只是侧重点有不同，通过实验操作，除了巩固生物知识，增强动手能力，还能培养热爱生物、热爱大自然的品质。不过探究性实验由于没有明确的实验步骤，增加了教师教学的难度。

总之，《遗传与进化》5套新教材的实验内容，紧紧围绕着课程目标的要求，充分体现了生物科学素养五要素的要求，很好的阐释了提高生物科学素养这一课程理念。