与学生一道作生物科学探索者

杨守菊

(山东省东营市教育科学研究院 257091)

科学教育的一个重要目标是培养具有科学素养的人。义务教育阶段的生物学课程是科学教育的重要领域之一，以提高学生生物科学素养为主要目的。中学时期是学生学习科学知识、掌握科学方法、培养科学精神，树立正确的人生观和价值观的一个重要时期。美国《国家科学教育课程标准》中提出：科学学科(理科)的教师，就是科学界派往课堂的代表。由此演绎，生物学教师也应是生物科学界在课堂上的代表。因此，站在学生发展的角度，站在生物学科责任的高度，在教学实践中，教师应大胆尝试，力求做到“凝视课标、平视教材、仰视学生、审视经验”，让科学探索成为生物课堂教学的主旋律，引领学生享受探索的魅力，和学生一道做科学探索者，着力提升生物科学素养。

1 凝视课标，明晰生物科学探索蓝图

课程标准体现国家意志，是教学的依据，是科学探究的蓝图，也是最基本的教学要求。作为学科教师，应该用集中精力、聚精会神的“眼光”，透彻领悟课程标准，才能使其不“走形”、不“变样”，落实本真和内核。

例如，学习“生物进化的主要历程”时，《义务教育生物学课程标准(2011年版)》(以下简称“课标”)上的“实例9 生物进化主要历程拼图游戏”所提供的“生物进化树”是学生学习的主要材料。生物进化树描绘了生物进化的历程——从“树根”到“树梢”代表地质年代的延伸，“树干”代表不同生物类群的共同祖先，“树枝”代表相互关联的各个生物类群的进化线索。在探讨问题“生物进化的主要历程是怎样的”时，根据“生物进化树”，所得出的结论是“因为营养方式的不同，原始生命进化为原始单细胞藻类和原始单细胞动物，然后在此基础上不断进化，最终形成了现在丰富多彩的动物和植物类群。”那么，细菌、蓝藻等原核生物，身居何处？学生的困惑对“生物进化树”的学习提出更高的要求。面对这种情况，应该采取怎样的态度？课堂探讨的焦点转移到如何修正这个“小瑕疵”上。课后，学生纷纷查阅资料，在严谨求学的交流中，在智慧的互动碰撞中，师生一致商定，将“树根”基部稍作延长，此处衍生出原核生物和真核生物，将细菌、真菌、病毒也列席其中，这样“生物进化树”更加枝繁叶茂了。这看似小小的完善，却凝聚了师生对科学严谨精神的追寻。同时，完善后的“生物进化树” 没有 “生物” 缺席，贯通了前面的学习，梳理了生物次第进化的顺序。 这样的探索，不畏权威，不惧成见，真正体现了尊重科学、敬畏科学。

又如在学习要求上，明确课标是基本的学习要求，可以依据学生实际，力所能及地超越拔高。如课标对“概述生物进化的主要历程”的活动建议为“利用自制的‘生物进化主要历程’拼图游戏板开展拼图竞赛。”其具体要求描述是：自制生物进化拼图板，即在长方形纸板上画进化树，再分割成不同的形状，剪成小图块。分小组参与拼图竞赛，比一比哪一小组配合得好，能迅速而准确地把进化树重新拼合起来。笔者发现，拼图游戏中，学生只是简单动手，就能将进化树分割出的小块重新组合在一起，因为即使不知道生物进化历程，只要相邻的图块能“无缝隙”契合在一起，那就证明拼图成功，其中缺乏对生物学科知识的理解与应用，难以展示学生的思维含量。教学实践中，笔者对这一活动进行了“升级改造”：尝试用硬纸板、白纸、铁丝、胶水、彩笔等材料，设计制作生物进化树模型并说明依据。小组间展示交流，评选出既科学又美观的优秀作品。

这样的“升级改造”收到了令人欢欣鼓舞的效果。一是所选用材料来自生活物品，丰富了教学资源；二是满足了孩子“玩”的天性，学生们参与积极；三是设计进化树的过程，正是对学科知识的再加工再深入的过程，思维含量大增，可谓“一箭三雕”。

2 平视教材，生成生物科学探索素材

“教材既是教师开展教学活动的基本素材，又是学生学习的主要材料。” 叶圣陶先生说“教材无非是个例子”。新课程背景下，生物学教学已不再把教材看作是教学的“圣经”和不可改变的“规条”，而把它看作是一种教学过程中重要的课程资源，需要加以创造性利用、可以加工改造的素材。新课程倡导创造性地和个性化地使用教材，这意味着师生成为“课程的创生者”，从“教教材”转化为“用教材来教”。生物学教学中，教师应精心研读教材，并结合当地实际和学生情况，创造性地对教材进行“二次开发”，以“平视”的心态，生成既有利于自己教学、又能满足学生发展需要的科学探索的素材，更好地服务于教学。教师可以根据教学实际需要调整章节内容或者活动的先后顺序，重新安排某些内容的顺序，或适当更换教材的例子，达到教学“效益最大化”。

例如，在“细菌”一节中，教材安排了三个内容，依次是“细菌的发现”“细菌的形态和结构”和“细菌的生殖”。而课程标准对此部分内容的具体要求是“描述细菌的主要特征及其与人类生活的关系”，加之学生在小学科学课上已经对细菌有所了解，于是，教师可利用学生已有的知识储备和生活经验，直接进行细菌的形态、结构、生殖等的教学，这也是学生最为关注和感兴趣的内容。这样，本节的教学顺序调整为“细菌的形态和结构”“细菌的生殖”和“细菌的发现”。 实践证明，将“细菌的发现”放在最后，收到了良好的教学效果。因为，随着对细菌的了解逐步深入之后，学生心中最为困惑的一个问题就是“细菌如此微小，又是怎样被发现的呢？”自然而然，细菌的发现史会帮他们解开谜团。更为重要的是，在学习“细菌的发现”内容时，学生深深认识到科学的新发现是建立在缜密的思维和精细的实验基础上的，生物科学素养悄然植入学生心底。

3 仰视学生，尊重生物科学探索的主体

探究性学习是学生在好奇心驱使下，通过类似于科学家的科学探究活动的方式获取科学知识，并在此过程中学会科学的方法、技能以及思维方式，形成科学观点、树立科学精神的一种十分丰富的学习活动。教师在生物学教学中，应提倡并践行“仰视学生，尊重科学探索的主体”的理念，真正落实学生的主体地位，使整个课堂充满生命活力，促进了学生生物科学素养和创造才能的发展。

首先，鼓励学生多“思”。教学中，教师应鼓励学生积极思考，乐于探究，并赞许学生在大胆质疑中所展现出的求知欲望和探索精神。例如，在“绿色植物的光合作用”一节教学中，当学习了绿色植物是通过光合作用制造有机物来获得营养后，学生可能提出：是不是所有植物都可以进行光合作用？不同颜色的光对光合作用有怎样的影响呢？等问题。在学习“茎的结构”时，提出：木本植物的茎逐年增粗是因为形成层的活动，那么，玉米、小麦植株长大后的茎也要比幼苗的茎粗得多，这是为什么？学习“白细胞有防御保护作用，人体发炎时，白细胞增多，能杀灭病菌”时，有学生问：白血病也是白细胞增多，为什么又有害呢？……为了求得正确答案，教师可要求学生查阅资料，讨论交流，教师再加以引导、点拨，学生在循序渐进的“思”中锤炼自己，为探究能力的提高铺设了一条“高速路”。

其次，支持并鼓励学生多“做”。生物学教学中，教师应支持学生动手实践。例如，学习“探究种子萌发的条件”时，引导学生用生活中常见的物品，如水杯、过滤网、铁丝等制作 “种子萌发条件综合实验装置”，巧妙地用一套装置代替原来教材中的三套装置，使实验变得简单、易于操作。相信学生有着无穷的潜力，信任学生的创造力，从而成就学生的智慧。

4 审视经验，用实证奠定科学探索基石

对每一生命现象的研究都要经过大量的实验，充分的论证才能得出结论。“以实证为判别尺度”是科学的基本特点之一。实证，即实际的证明，确凿的验证。实证精神是一种客观的态度，在思考和研究中尽力地排除主观因素的影响，尽可能精确地揭示出事物的本来面目。生物学教学中，教师应注重向学生传递“审视经验，用实证奠定科学基石”的科学观念，培养学生严谨的科学态度和实证精神。

一是在探究活动中修正经验，体验实证精神。在生物学教学中，教师应重视指导学生收集资料、寻找证据、检验假设……通过实证，修正已有经验，用事实证明自己的观点。例如，在探究“种子萌发的外界条件”时，引导学生根据自己的生活经验，对其进行大胆猜测。有学生说：植物长在土壤里，土壤应该是种子萌发的条件；有的说：活细胞都要进行呼吸作用，空气应该是萌发的条件；有的说植物生活需要水，水自然也应该是萌发条件之一；有的说：万物生长靠太阳，种子萌发也需要光……但到底谁的猜测是正确的？一时间争议声此起披伏。最终解决方案是学生以小组为单位对各条件进行了实验探究，在事实面前，种子萌发的条件“不争自明”，从而修正了“前科学概念”。

二是在生物学史中审视经验，感悟实证精神。在生物学教学中融合科学史实，有助于学生养成批判质疑、客观实证的科学精神。例如，学习“光合作用的原料”这一内容时，教师问：“植物种于土壤，能不断地生长。植物为什么会生长呢？你怎样猜测？”学生推测“植物种在土壤，植物的生长当然来源于土壤。”教师介绍：“公元前3世纪，古希腊学者亚里士多德认为，小小的种子之所以能够长成参天大树，完全依靠于土壤。果真是来自土壤吗？来看17世纪，比利时科学家范·海尔蒙特的实验……”“如果亚里士多德的结论是正确的，你推测一下，5年后柳树增加的重量与土壤减少的重量是怎样的关系？” 学生推测后，展示海尔蒙特的实验结果：柳树重量增加了80多千克，而土壤的质量减少了不到100克。“根据这一事实，海尔蒙特会提出什么观点？据你了解该结论完全正确吗？……”在对光合作用原料的探究中，运用生物学史重现生物学成果产生发展的情境，可使学生感悟到科学精神也是实事求是的精神——“实践是检验真理的唯一标准”。