在研究性学习中提升学生的科学素养

周玉华

摘 要： 在高中教学中进行研究性学习已成为教改的主流之一，势在必行。如何在研究性学习中提升学生的科学素养，分以下步骤：一是研究性学习题目的选择。二是研究前的准备工作。三是研究性学习的具体实施（以“潞横河水污染的调查”为例）。四是展示研究性学习成果，产生激励机制。学生在每个步骤的具体实施中提高了科学素养。

关键词： 研究性学习 科学素养 高中教学

研究性学习以培养“创新意识与实践能力”为核心的教学目标而被国家教育部提出，主要以学生的自主性、探索性学习为基础，以个人或小组合作方式进行，通过亲身实践获取直接经验，形成科学精神和科学态度，掌握基本的科学方法，提高综合运用所学知识解决实际问题的能力。当今时代是创新的时代，在高中课程内容中增加研究性课题，并将其作为必学内容，體现了新时代的要求，是现代科技发展牵动教育的必然走向。

科学素养是什么？科学素养是人们能够认识自然和应用自然规律的特质。它包括知识、技能、科学方法和品德。首先，知识是由许多基本概念、基本原理、基本规律组成的，是人类世代积累和传递下来的宝贵财产，在科学素养中起着基础和核心作用，没有科学知识就根本不可能有科学实践。其次，技能是构成科学素养的第二要素，包括观察、实验、思维和创新等因素。科学研究是在一定的科学知识和技能的基础上形成和发展起来的。再次，科学方法是人们认识自然的方法，主要包括数学方法和逻辑方法。我们在教学实践中应当重视对学生进行科学方法的培养。最后，品德是一种非智力因素，主要包括兴趣、情感、意志、作风等。所以科学素养是人们在学习和应用科学知识的过程中表现出来的内禀特质。

我结合在高中生物教学中指导学生进行研究性学习的具体实践活动，谈谈如何在研究性学习中提高学生科学素养。

一、研究性学习题目的选择

“提出一个问题比解决一个问题更重要”。研究性课题其实是从学生提出的问题中提炼而来的，可以提高学生的研究热情。我校生物组依据学生的问题和兴趣，提供多个课题让学生进行选择，我主要负责“人与自然”这一课题。学生先确定了这个大课题后，继续讨论确定了很多小课题，例如同学们谈到学校门前的“潞横河”污染严重。据了解，当地政府曾多次对该河进行治理，可是，现在乱扔、乱倒的现象仍然存在。同学们就想通过“潞横河水污染的调查”的研究，深入了解环境保护的重要性，并对目前存在的问题，提出一些好的措施。出于这样的目的，同学们决定针对潞横河的水污染情况展开调查，从而得到了小课题“潞横河水污染的调查”。以下都以这个小课题为例。

二、研究前的准备工作

1.知识准备阶段

教师利用一节课时间，开设有关讲座，让学生了解一些课题理论、研究性学习的特征和方法等。

2.组建课题组准备

在学生自主选择课题、自愿报名的前提下，分成若干研究小组，确定组长，明确分工，使每个学生都能真正参与，能在自主探索、合作交流中展示自己的所长，体现自身价值，使学生树立参与研究性活动的自信和兴趣，保证活动的可持续发展。

3.确定课题

课题组选题，填写《申报表》，并由指导老师评定。

4.课题论证

由课题组在全班陈述本组的研究内容和初步的研究计划，其他小组和指导老师给出好的建议，并对研究内容和方案进行评价，以保证课题研究工作的顺利进行，提高研究质量。

（1）初步论证：课题组在填写《申报表》时，在组内已作初步论证，那时主要考虑的是该课题是否有研究价值及研究的可行性。

（2）课题组论证：论证主要围绕研究内容、研究方法、研究步骤、条件分析和任务分工等问题进行。

（3）班级论证：通过以班级（临时班级）为单位举行课题论证交流会，听取指导老师和其他小组的意见，修正原有方案，确保研究质量，并为制订“课题研究计划”做准备。

（4）指导老师论证：指导老师通过文字材料和开题报告会，对课题做出评价。

三、研究性学习的具体实施

1.前期调查阶段

同学们通过上网、到图书馆查阅资料等方法，初步了解各地河道污染的一般来源及河道治理的方法，为以后的研究工作打下基础。

2.实验研究阶段

实验组的同学首先到潞横河取河水。学生找来小桶，利用上体育课时用的绳子自己制作了简易取水装置，选好地点，进行取水。

在检测河水的污染程度时，我们通过上网查询资料，结合当地的植物种类，决定利用吊兰的培养检测。

同学们选用3个干净、等大的烧杯。1号烧杯注入一定量的河水，2号烧杯注入等量的自来水，3号烧杯注入等量的已知有害污水。有同学认为，香烟既然含有很多对人体有害的物质，那么它的浸出液，同样不会使种子萌发，所以还设置了一组等量的香烟浸出液。他们结合实验设计原则设置3组实验做对照，通过一段时间后，观察3棵吊兰的生长情况，判断河水的污染程度。但是同学们担心通过培养吊兰需要较长时间，这样将会影响到其他小组的研究进程。所以，同学们又想到另外做了一组实验，利用不同水质的水培养种子，通过观察种子的萌发情况，推测河水的污染情况。于是同学们取了4个洁净的等大烧杯，在每个烧杯的底部垫上2层滤纸，然后在每个烧杯中均匀地放入30粒完好的青菜种子。然后1号烧杯每天洒入适量河水，2号烧杯每天洒入等量自来水，3号烧杯洒入等量已知有害污水，4号烧杯洒入等量香烟浸出液。为什么同学们会想到用香烟浸出液呢，他们原本认为，香烟既然含有很多对人体有害的物质，那么它的浸出液，同样不会使种子萌发。一段时间后，观察现象，同学们观察到1号烧杯的种子萌发情况没有2号好。1号和3号情况差不多，但是我们发现4号烧杯比2号萌发的居然要好。针对这一现象，实验组的同学和资料收集、整理组的同学一起查询资料，最后发现，其实香烟中同样含有很多对种子萌发有利的营养元素，比如：N、P、K等。而且只有它的浓度达到一定量时，才会对人体、对种子造成不利的影响。实验组的同学继续深入观察，每天利用中午午休课时间，到生物探究实验室，对吊兰和种子的生长情况进行调查和记录，为其他组的研究提供了宝贵依据。通过实验，我们发现，潞横河的河水的污染情况非常严重，已经对植物的生长造成了不利影响。

针对实验组同学的实验结果，调查组的同学开始准备对潞横河周边的居民展开调查，了解河水的污染情况。

3.实地考察阶段和调查阶段

同学们先接受安全教育，准备好外出所需的备用品，做好资料的收集工作，明确实地考察的目的和任务。然后深入现场，实地考察。通过我们切身观察河道情况及周边植物生长情况，以及调查河道周边居民对河道情况的问卷调查，了解河道的污染情况及污染的原因。在调查过程中，同学们意识到在设计问题和请居民调查的沟通上仍存在很多不足之处。

4.资料汇总、总结阶段

（1）资料收集、整理组的同学对课题研究过程进行记录和整理，完成结题报告。

（2）针对各组的研究结果，学生进行心得交流，成功展示课题研究成果。

5.总结与评价阶段

本课题组同学进行组内自评、互评，并且与其他课题组的同学进行交流和接受老师的评价，从而使本组的研究结果更加完善，并且认识到本组在研究过程中存在的不足。

三、展示研究结果，产生激励机制

我校专门举办了研究性成果展，展示各课题小组的研究成果，并进行了评比，同学们平时展示的机会不是太多，所以特别珍惜这样的平台，而且这样做有利于激发他们学习的热情，变苦学为乐学，也在无形中提升了他们的科学素养。在校评比中，“潞横河水污染的调查”获得了一等奖。他们展示的研究结果如下：

1.同学们研究发现

（1）水污染对植物的生长确实有很大影响，比如我们用污染的潞横河的河水培育的植物长势最差，而且发现根部有腐烂的趋势。

（2）通过实验我们发现潞横河污染形势非常严峻。

（3）我们发现其污染源来自生活污水，农业农药、化肥污染、化工污染等。

（4）人们对潞横河能早日恢复原貌寄予迫切的期望。

2.提出治理方案

方案一：

生活污水中含有大量有机营养物、氮、磷、钾肥成分，这些物质容易变质、发臭，造成环境污染。

治理方法：采用放养贝、螺、鱼等各种生物，利用生物吞吃各种有机营养物，达到治理生活污水的目的。据资料显示，这种方法效果较好，而且具有投资少、设备费用低等好处。

方案二：

相关资料：一年前，南京市有关部门在内秦淮河尝试用生态治理水污染种植的4000多盆美人蕉、水屈菜、鸢尾、水竹等挺水植物和400多盆睡莲等浮水植物，今夏生长茂盛。这些水生植物不仅能吸附水中氮、磷等富营养物质，达到了净化改善水质的良好效果，而且五顏六色的植物犹如水上花园，成了一道靓丽景观。在河道里栽花种草，不仅能美化环境，而且可治理河里的污水。

通过本次研究活动，我们可以看到同学们参与研究探索的热情高涨，学会了用科学的研究方法去提出问题并想办法解决问题，这在一定程度上提高了他们发现问题和解决问题的能力，从中也学会了和他人分享与合作，增强了社会实践能力，学生收获的这些就是科学素养。

参考文献：

[1]余清臣.研究性学习.北京教育科学出版社，2003.06.

[2]刘婉华.聚焦研究性学习，从理论到实践.广州中山大学出版社.

[3]张胜.提高科学素养.四川师范大学电子出版社，2011.12.