探析科普教育与高中生物学课程教学的融合

（湖南科技大学生命科学学院 湖南 湘潭 411201）

科技是国家竞争力的核心组成部分，其作用在经济社会发展中日益重要。科技是第一生产力，科技创新不仅能使人们的需求得到最大化的满足，而且对国家的发展也有促进作用[1]。2016年，国务院在《全民科学素质行动计划纲要实施方案（2016—2020年）》中提出到2020年，要实现公民具备科学素质的比例由2015年的6.20%提升到10%以上的目标。党的十八大报告更强调指出要将科技创新摆在国家发展全局的核心位置。

青少年是国家发展的后备军，是保证国家科技实力、经济实力等持续高质量发展的主力，提高青少年的科技创新能力，是不可懈怠的重要任务。在青少年成长和学习中，学校和社会均有重要的影响，学校教育是培养青少年科技创新能力的重要部分[2]。因此，中学教师在教育教学中对中学生有意识地进行科普教育，对于传播科学技术知识，提高公民的科学素质具有重要意义。

一、科普及科普教育

（一）科普的概念

“科普”的概念起源于西方，译自英文PopularScience，是科学普及的简称。英美等国将其译为“公众理解科学（Publicunderstandingofscience)”，加拿大将其理解为“科学文化”，总之，不同的国家由于各种差异有不同的说法。《中华人民共和国科普法》将“科普”界定为国家和社会采取易于公众理解、接受、参与的方式，普及科学技术知识、倡导科学方法、传播科学思想、弘扬科学精神的活动[3]，这四个方面缺一不可。邓小平同志于1988年提出了“科学技术是第一生产力”的重要论断，科学技术知识是能够直接转化为生产力的，科学方法和科学精神能够指导人们正确学习、利用、科学技术知识，也能够促使科学技术向更广、更深、更好的方向发展。科学思想是人们尊重科学、相信科学、崇尚科学的思想基础，培根曾说“思想是行动的先导，认识是行动的动力”，一个人的行动是受思想指导的，因此，要实现全民科学素质的提高，实现用科技提高生产力，实现科技创新，就必须培养全民的科学思想。

（二）科普教育的内涵

科普教育指采取一定的手段和方法，通过合适的途径，由科普工作人员或科学技术人员向公民普及科学技术知识等。科普教育存在于各行各业，途径也比较多，例如科普展览、科普读物、科普讲座、科普影视资源等等。

二、将科普教育与高中生物学课程的教学相融合

（一）科普教育与高中生物学课程教学融合的必要性与可行性

生物学是一门以实验为基础，研究生命现象和生命活动的科学，属于自然科学。高中生物学课程的内容是生物科学的基础知识，与科普知识具有天然的相关性，二者有机融合在提高教学效果、普及生命科学知识方面相互促进。《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》明确高中生物学教学以培养和发展学生的生物学学科核心素养为宗旨，这也表明将科普教育融入高中生物学课程教学很有必要。

对中学生尤其是高中生进行科普教育也是可行的。从心理发展角度说，高中生有过渡性、社会性、动荡性等特点，他们对各种事物有极大的兴趣，精力充沛；因此，高中阶段是教育和培养的重要时期。在认知发展方面，根据皮亚杰的认知发展理论，中学生的认知发展进入了形式运算阶段，他们能够将直接经验与间接经验联系起来，且能够运用经验、采用假说—演绎推理的方式解决问题，其思维具有可逆性，是非常适合进行科普教育，帮助其将所学知识与现实生活联系起来，用科学知识指导日常行为。

科普教育面向全体民众，以实现全民科学素质的提高，需要选择有效的、高质量的途径，使用恰当的、高效的方式。高中生在学习能力、知识储备、思想认识等方面已经达到一定的水平，学习科学知识、理解运用科学知识是比较容易做到的。高中生不仅能够接受科普教育，在弘扬科学精神等方面也起到一定的作用。比如教师布置课后任务：请高中生将自己的所学的科学知识、原理运用到生活实践中，与家人交流、讨论生活现象与科学知识的联系等，都可以促使更多的公民学习科学技术知识，帮助更多的人更好地生产生活。因此，对高中生进行科普教育是提高全民科学素质的一条有效途径。

（二）科普教育与高中生物课教学的融合策略

高中生接受学校教育的主要途径是课堂教学。课堂教学包括教师的教和学生的学。可以运用以下三种策略将科普教育嵌入课堂教学。

1.在课堂导入中融合科普教育

“好的开端是成功的一半”，课堂教学也是如此。课堂教学要尽可能地吸引学生的注意力，激发学生的学生兴趣。注意力起源于无意注意，而最初无意注意的产生需要外部刺激。课堂教学要创造足够吸引学生的外部刺激，引起学生的注意，激发他们内在的学习动力，能在一定程度上提高教学效果，比如利用学生已了解的但存在疑惑的事物。

2.在课堂探究中嵌入科普教育

课堂教学需要让学生掌握科学文化知识，可将生产生活中的现象引入教学内容，提出问题，让学生在情境中进行探究学习，挖掘知识，不仅能让其理解知识的运用，也能够培养学生观察生活、提出问题的能力，帮助其科学地看待世界。

3.在课后学习中渗透科普教育

中学生的学习不仅限于课堂，课外的资源也能作为学习资料。科普教育与生产生活联系紧密，课堂之外，也有许多的科学问题、科学现象，也能进行科普教育。高中生物课教师可以适当布置课后探究的任务，比如让学生搜集生活中的与生物学有关的现象，思考其中包含的原理，并提出问题，然后与教师探讨，与同学、家人交流。

（三）科普教育与高中生物课教学的融合手段

科普教育与高中生物课融合可以采用如下手段：

1.对语言进行处理，让其更适合进行科普教育语言是用来交流的传播的，媒介吸引、人的语言能带来更好的教学效果，进行科普教育时可以对相关知识进行加工，让其具有趣味性或艺术性，对学生理解和接受知识有一定的帮助[4]。

2.灵活运用图片和视频，让科普教育更易于接受

图片具有形象、生动的特点，视频对人的感官的冲击力强，能够让人一目了然。生物学研究的对象是生命及其相关的物质，与人类密切相关，学生在日常生活中感受过或者看过，不会觉得陌生难懂；因此图片、视频在科普教育中是非常有效的手段。

3.合理运用实物或模型

实物和模型在培养学生的动手能力、空间认知能力等方面能起到重要的作用。在高中生物课教学中进行科普教育会涉及结构，树立“结构与功能观”时需要让学生理解物质的结构及结构特点等，而让学生想象微观结构存在一些困难，比如太抽象，或者太复杂，而使用模型或实物能帮助学生更好地理解其结构，并且在描述结构时让学生看着模型或实物，教学效果会更好。

4.让学生适当动手操作，培养其动手能力，增加科普教育的广度和深度

将一些适合动手操作的内容整理出来进行设计，让学生自己动手操作。掌握知识的过程中让学生自己动手，能加深记忆，加强理解，并且能在更多更深的层面上进行科普教育，比如培养他们尊重科学的态度，树立科学精神。

三、科普教育与高中生物课教学融合的实例分析

高中生物许多章节中都包含可以进行科普教育的自然科学知识，教师获取科学技术知识的途径也很多，比如生物学方面的知识可以通过“科学网”，由中国科学技术协会主办的国家科普品牌“科普中国”App，以及由自媒体和个人创办的非官方科普微信公众号[5]。以下是笔者在教学中设计并实践过的案例。

（一）在课堂导入中进行科普教育

高中生物学必修一第5章第3节的内容是细胞呼吸的原理及应用，这一章节可以用“创可贴的使用”导入。原因是创可贴使用时的注意事项涉及细胞呼吸的原理；创可贴使用广泛，许多家庭的医药箱中都常备。创可贴具有止血、保护伤口的作用，简单、方便，但如果缺乏科学知识，也会出现创可贴使用不当而导致严重后果的情况，学生对此会比较感兴趣，因此可用创可贴的使用作为导入。并且笔者在教学中进行了实践，简要叙述如下：在课件首页放几张创可贴的图片，突出创可贴包装盒上“透气”的字眼，这时提问学生平时会在什么时候使用创可贴？购买和使用时是否会选用含有“透气”字眼的创可贴？如果会，是否知道为什么要选用透气的创可贴？提出问题后，给学生1分钟时间自由讨论，随后请学生发言，然后由教师进行总结，并指出使用创可贴的注意事项：第一，如需选用透气的创可贴，使用前需对伤口进行消毒；第二，并不是所有伤口都能使用创可贴，用创可贴是运用了细胞呼吸的原理。这时学生的学习兴趣被激发，对细胞呼吸的原理产生了好奇心。在这个基础上讲解细胞呼吸的原理，对创可贴的使用进行说明，以此帮助学生了解如何科学使用创可贴，如深而小的伤口、溃烂的伤口等都不能贴创可贴，并且让学生根据所学知识解释其原因，学会运用科学知识。

（二）在课堂探究中进行科普教育

在学习《组成细胞的分子》这一章节时，可以进行食品、健康方面的科普教育。例如在学习胆固醇中的维生素D和胆固醇的功能知识时可进行科普教育，仅仅讲述维生素D和胆固醇的功能，并让学生记住会比较枯燥，而在此时向学生提问为什么补钙后还需要晒太阳，以此进一步介绍维生素D和胆固醇：维生素D是人和动物体内一种重要的脂溶性物质，对人和动物吸收钙、磷有促进作用；胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分。而人体皮肤中有一种胆固醇能在紫外线作用下形成维生素D，因此补钙之后需要适度晒太阳。在学习蛋白质的结构、蛋白质变性的现象知识时，除了向学生介绍含蛋白质丰富的食物外，还可以对一些现象进行解释，比如热牛奶放凉之后会结一层“白皮”，俗称“奶皮”，这是蛋白质变性的一种现象：牛奶加热后，其中富含的乳清蛋白等蛋白质会发生变性，而牛奶中不仅富含蛋白质，也含有一定量的脂肪，蛋白质变性后会与脂肪分子凝聚，当热牛奶中的部分水分从表面蒸发后，便形成了一层“白皮”。此外，人们常吃的腐竹也是热豆浆中的蛋白质变性后聚集而成的。

（三）在课后进行科普教育

酵母菌的无氧呼吸会产生酒精，因此面包等食品中可能含有酒精，但酒精易挥发，在食品放置过程中或人体中会在较短时间内挥发出去。讲授酵母菌的无氧呼吸时，教师可以搜集关于食用面包等食品后被检测出涉嫌酒驾的案例，给学生布置课后思考讨论题：为什么会出现这样的情况？该如何处理？并且可以让学生给家长、亲戚朋友等进行科普，帮助更多的人用科学知识指导日常行为。因此，这种做法在传播科学知识，树立尊重科学的社会风气等方面有一定的带动作用。

四、结语

科普教育在现代社会中已经越来越重要，在高中生物课教学中对高中生进行科普教育，能够帮助学生将科学、社会、生活更好地联系起来。结合生活中的现象进行科普教育，能够吸引学生的注意力，充实课堂内容，对激发学生的学习兴趣、学习动机有促进作用，而中学生在课后传播普及科学知识方面亦能发挥独特作用。因此，在高中生物课教学中融合科普教育对提升公民的科学素质有一定的帮助和作用。