发挥教材多元价值 培养学生科学素质

李建国

《全民科学素质行动计划纲要》中指出：科学素质是公民素质的重要组成部分。公民具备基本科学素质一般指了解必要的科学技术知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神，并具有一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。在中学学科教育中，教师必须以学科教材为抓手，发掘教材的多元价值，让学生在学习科学知识的同时，掌握科学方法，树立科学思想，激发科学精神，培养学生的科学素质。

1.学习教材，了解科学知识

科学知识是对各种事实和现象本质的阐述，是构建学生科学素质的前提和基础，离开了科学知识去奢谈科学素质的培养是无源之水、无本之木。

教材是科学知识的载体，科学知识的表述阐明了一定的科学道理。传授学生科学知识是教材的直接价值，也是教师最直接的教学任务。

教师首先要根据学科课程标准的要求，理清教材中科学知识的内容范围，即学科知识的广度，这样才能有目标地组织教学。如根据《高中生物课程标准》：人教版高中生物分为《分子与细胞》、《遗传与进化》、《稳态与环境》三个模块，其中知识性目标57项、技能性目标3项、情感性目标12项。在科学探究活动中，包括13项实验、11项探究实验、25项资料分析、5项资料搜集分析、48项思考与讨论、4项模型建构、14项技能训练、2项课外制作、3项调查、2项课外实践等内容。学习教材，其次要明确内容标准，即学科知识的深度，有助于指导学生有层次、有重点地学习科学知识。如高中生物57项知识性目标内容标准中，了解水平层次即能再认回忆知识；识别、辨认事实或证据：举出例子；描述对象的基本特征等16项。理解水平层次即能把握内在逻辑关系；与已有知识建立联系；进行解释、推断、区分、扩展；提供证据；收集、整理信息等37项。应用水平层次即在新的情境中使用抽象的概念、原则；进行总结、推广；建立不同情境下的合理联系等4项。在技能性和情感性目标中也分有不同的要求，如感受、认同、内化等。学习教材，还要理解各知识间的相互关系，即学科知识间的跨度，使学科知识显得不是零散的和支离破碎的，让学科知识成为一个有机的统一整体，有助于学生全面、系统地掌握所学的科学知识，从整体上理解本学科的科学知识体系。

2.总结教材，归纳科学方法

科学方法是人们在认识和改造世界中遵循或运用的、符合科学一般原则的各种途径和手段，包括在理论研究、应用研究、开发推广等科学活动过程中采用的思路、程序、规则、技巧和模式等。

科学方法源于科学知识的积累和总结，同时科学方法又指导了新的科学知识的发现与研究。在学习教材科学知识的过程中，教师要善于对知识进行总结和提升，归纳出其中的科学方法，指导新的科学知识的学习与研究。

总结教材，可以对教材中同类或相近的知识进行总结，形成研究问题的科学方法。如在研究遗传现象问题上，孟德尔能够成功的原因之一是将数学方法运用于生物统计，应用统计学的方法对实验结果进行分析，再在对大量数据的分析基础上提出假说，设计新的实验来验证。同理，数学统计的方法还可以运用在生物基因频率变化的研究、对生物种群数量变化的研究上等。可以对同类应用性问题进行总结，如教师对杂交育种、单倍体育种、多倍体育种、基因工程育种等方法进行总结，可以帮助学生根据不同的条件选择合理的育种方案，理解科学方法的灵活运用。可以对科学研究方法进行总结，让学生理解科学方法的本质，并在实际生活中运用科学方法去研究解决更多的问题。

3.内化教材，树立科学思想

科学思想是科学知识和科学方法的概括和提升，通过对各种特殊科学知识和研究方法的提炼、发现其内在的规律，并运用这些规律去解释其它同类或更多事物。它对进一步的、更广泛的科学研究和社会实践具有导向作用。

教师在教学中将教材中的科学知识、科学方法让学生从感性的认识内化为理性的思考，并在理性思考的基础上形成一定的科学观点，帮助学生树立科学思想。

科学思想的建立源于对科学知识客观公正的观察，在学习教材中科学知识时，教师要教育学生不要以自我为中心，不要带有个人的情绪与偏好，不要从自身的角度去想象和思考现象，养成客观公正地对待科学知识的科学观点，这样才能尊重事实。如达尔文通过环球考察，观察到生物分布，研究了大量标本，基于对全球生物分布特点这一客观事实，提出了生物进化论思想。科学思想的建立是从简单入手进行多元思考、从特殊到一般的理性思考过程，对教材中的知识要让学生学会由此及彼、由表及里，从特殊的现象推断出普遍的规律，由个别的解释拓展为对更多的事实和现象合理的解释。如孟德尔以豌豆为实验材料，通过科学的方法，提出了基因的分离定律和自由组合定律，遗传学家摩尔根以果蝇为实验材料，揭开了基因的连锁互换定律。这三大定律又指导了更多的遗传学研究，发现了更多的生物现象。科学思想的建立又是一个发展的过程，思想来源于人为的演绎，当形成了一定的思想后，还必须将思想放置于实践中去检验，通过证实和证伪的过程，检验思想的科学性。尊重教材中的知识，并不意味着迷信教材，要允许和鼓励学生对教材中的知识理性怀疑，通过争论与激励，从而形成最接近于事实真相的科学理论和科学思想。如达尔文之后有人提出的生物骤变、中性进化理论等，这些都是对进化论思想的补充和发展。

4.挖掘教材，激发科学精神

科学精神是人们在长期的科学实践活动中形成的共同信念、价值标准和行为规范的总称，是人类在求真过程中所体现出的实践理性。这种理性并不仅仅表现为人的理智，更多体现的是对真理的执着追求，且这种追求以实践为手段。

在教材中，有较多的科学发展史实材料，挖掘这些材料，从材料中了解科学知识发现的过程，了解科学家在科学建立和发展过程中所持有的情感态度与价值观，激发学生的科学精神。

科学精神是一种求实的精神，在科学发现过程中，科学家要面对前人甚至是错误的结论，要勇于面对事实，勇于去纠正，甚至要勇于牺牲。作为近代两大科学革命代表人物之一的维萨里，自幼喜爱医学，在学习过程中发现了当时被奉为经典的盖仑学说中存在着许多的错误，为了获得人体解剖的真实材料，常常在严寒的冬夜，来到郊外无主坟地盗取残骨；或在盛夏的夜晚，偷偷地来到绞刑架下，盗取罪犯的遗尸。为了寻求科学的事实，追求科学真理，把被抓、被杀的危险都置之度外，从而掌握了精湛熟练的解剖技术和珍贵可靠的第一手材料，写出《人体结构》这一巨著。科学精神是一种探索的精神，对未知的世界要勇于去研究、去发现，去揭示事物的本质规律。当细胞学说创立100年间，人们对细胞的研究还基本停留在简单观察的描述水平，克劳德经过艰苦的探索过程，摸索出采用不同转速对破碎细胞进行离心的方法，创造了一直沿用至今的对细胞定性定量分离细胞组分的经典方法。科学精神是一种理性的怀疑与批判的精神，面对科学现象和科学事实，要勇于改变甚至否定自我原来的观点。当面对“上帝创造世界”这一观点时，进化论之父拉马克由最初的虔诚的支持者转变为对这一观点的怀疑者、否定者，最后勇敢地提出了生物进化的观点，否定了上帝创造世界的宗教观点。

科学素质是科学知识、科学方法、科学思想和科学精神的有机统一整体，科学知识是基础，科学方法是手段，科学思想是指导，科学精神是力量，教学中以教材为依托，发挥教材的多元价值，尤其是教材的潜在价值，克服重视知识、轻视方法、没有思想、不谈精神的功利性教育，才能真正达到培养学生的科学素质，实现素质教育的目标。