生物课堂教学中的科学素质教育

安华镇中 宣明洁

一、问题的提出

站在哲学的高度来认识教育。“教育是人类特有的遗传和交往方式，是人类自身的再生产和再创造”，“是超生物经验的遗传方式”。按照这样的理解，教育所要解决的问题是使“自然的人”成为“真正的人”，就是说使“自然的生物体（初生婴儿）”成为“社会的生命体（真正的人）”。如果从这个角度来审视我们的教育，特别是来审视我们的学校教育，就会引起我们的一些思考：我们学校的教育是否意识到了自己的责任呢？又为“人”的教育真正起到了多大的作用呢？

虽然我们不能否认多少年来学校教育在“人”成长方面作出的重大贡献，但也越来越认识到现在学校教育在“人”的教育上缺乏“全面性”。在“升学”的“指挥”下出现了片面追求升学率、而忽略学生全面发展的现象。在此背景下，提出由“应试教育”向“素质教育”转变，正是恢复学校教育本来面目的契机。 十五大报告指出，“着力提高全民族的思想道德素质和科学文化素质”，可以为我国“经济发展和社会全面进步提供强大的精神动力和智力支持”。在基础教育阶段切实落实素质教育是战略性的问题。我个人认为科学文化素质的提高是学科教学中的重要任务，尤其是自然科学学科在进行科学文化素质的教育中更具有不可推卸的责任。因而，在学校教育中大力加强科学素质的教育是刻不容缓的。 二、科学素质教育的内涵

科学素质教育是以提高人的科学素质为目的的教育。现代教育理论认为：科学素质的要求是全方位的，除科学知识外，还要强调科学方法、科学思维和科学态度、科学精神，以及自然科学与人文科学的互相渗透和采合等。并且就素质教育的特点来讲，还应是“面向全体学生的教育”、为“终身学习”准备的教育。即科学素质教育的目标是使全体的受教育者在科学素质方面得到全面提高、并能“学会学习”以适应社会发展和人类自身完善。

科学是对世界的真实性、系统性的认识和运用，科学也是一个过程（一个不断前进、不断”自我完善、自我矫正的过程），科学还是一种社会文化。从这样一个认识高度来考察学校教育中科学素质教育的内容，主要应包括科学知识、科学方法、科学精神、科学态度、科学价值等五个方面。 l、科学知识的教育 科学知识是“对客观世界各种现象和过程的本质的或规律性的反映”，科学知识具有“客观真实性”和“逻辑系统性”。科学知识有助于学生提高对客观世界的认识、有助于形成科学的世界观、有助于促进学生智力的发展，是进行各种科学活动的基础。因此，在任何时期，科学知识的教育都是首要的。在课堂教学中，科学知识的教育永远是一个中心的任务。 2、科学方法的教育

科学方法从本质上讲就是”认识世界、改造世界的方法”。科学方法的掌握利于学生更透彻地理解科学知识利于学生思维方式和行为方式的发展、利于学生创造性才华的培养。从“学会学习”的意义上讲，学生掌握科学方法比掌握科学知识更重要。科学方法教育应包括科学研究“过程技能”（问题一观察一假设一实验一结论）的教育，还应包括观察、调查、实验等方法的具体技能。科学方法教育中尤其要重视科学思维的训练，即努力使得学生将科学方法内化为自己的思维方式和行为方式。 3、科学精神的教育

科学精神是“约束科学家行为的价值规范或准则”。科学精神的教育利于学生更好的掌握科学知识和科学方法，同时利于‘学生科学品质的形成，中国科协把科学精神归纳为八个

字“求实、创新、协作、献身”。 4、科学态度的教育 科学态度是“面对实际问题，能够遵循事物本身的脉络，实事求是，做正确反应的倾向”。 科学态度利于学生良好的思维习惯养成和不断进取的科学精神的发展。科学态度应贯穿于“科学研究过程”教育的每一环节及每一教育活动之中。 5、科学价值观的教育 科学价值观即“对科学的共同的基本信念和做法”。科学价值观的教育建立在科学知识、科学方法、科学精神和科学态度教育的基础之上，是在科学教育过程中不断的思考、判断、选择而逐渐形成的。对于科学的信奉将利于学生整个世界观和价值观的确立。 从科学素质教育的角度来考虑，虽然科学素质教育的内容包括五个方面，但这五个方面在科学素质教育中的作用却不尽相同，科学知识和科学方法的教育是科学素质教育的中心，因为这是进行科学素质教育的基础，也是进行科学素质教育的“载体”，科学精神、科学态度、科学价值观的教育都需要贯彻和渗透在科学知识与科学方法教育的全过程之中，因为课堂教学中，有专门的知识教学，也可能有专门的方法教学，但很少有专门的科学精神、科学态度和科学价值观的，因为科学精神、科学态度和科学价值观是在科学知识及科学知识获取的过程中得以体现的，或在运用科学方法进行科学研究及获取科学知识过程中得以体现的。 虽然科学知识和科学方法的教育是科学素质教育的中心，但不能忽视科学精神、科学态度和科学价值观的教育，因为这是科学素质的灵魂。应该大力加强科学精神、科学态度和科学价值观的教育，并把这些教育贯穿于科学知识教育的全过程之中，通过这些方面的教育，使得学生能用科学的态度和方法面对生话中的问题，也只有这样，才能提高全体受教育者的科学素质。

三、科学素质教育的方法思考

科学素质教育是在教育过程中实现的，如何进行科学素质教育是科学素质教育成功与否的关键。应该从课程、教材、教法等多方面思考进行科学素质教育的方法。而就学科教学来讲，则应从教学目标体系、教学知识体系、教学方法体系、教学评估体系四个方面全方位思考进行科学素质教育的方法。我们按照这样的思路设计生物学科的学科教学，如：教学目标体系中，除了包容国家颁布的教学大纳内容外，在总的目标中加入了两个内容，一是“通过生物学的学习懂得自己是进化的产物而且只不过是庞大的生态棋子中的一个棋子”，二是“通过生物学的学习，学会一些生活法则，这些法则包括了人类行为的所有方面——“我们如何对待我们自己的和其他人的身体以及我们应如何对待我们所依赖的环境、帮助我们形成保健和饮食的良好习惯以及对社会作出明智的判断和决定”，在分目标体系中也加入了与此相关的一些目标内容；对教学知识体系的处理，我们选择了北京市的生物教材；教学评估体系也做了一些相应的处理。下面仅就教学方法体系方面如何进行科学素质教育谈几点想法和做法。

课堂教学是学校教育中进行素质教育的主渠道，如何在课堂教学中进行科学素质教育是教学方法体系的中心内容。根据现代教学理论的发展，教学方法体系的确定应充分考虑两个方面，一是教学的目标及目标具体化了的教学内容，二是学生、具有一定的认知结构和情感的学生。具体地说，就是根据不同的教学目标、教学内容的不同特点，考虑学生的认知结构特点，确定不同的单元教学内容和教学内容的组织形式；任何一种的单元教学，都应以学生为中心，充分发挥学生在课堂学习中的主体作用。

1、课堂教学中教学内容和教学内容组织形式的安排 （l）课堂教学内容的处理 课堂教学中，科学知识的教育内容无疑会成为主要的教学内容，要达到全面科学素质教育的要求，就要充分挖掘教材中的教育因素，例如对教材中科学史的知识要充分利用，要用

科学家的科学态度、探索精神和对科学真理的执着追求影响教育学生；对于教材中科学新进展的知识要有效开发，不仅要乐观地展望，还要引导学生对科学发展的负面效应进行客观的认识等。

（2）课堂教学内容组织形式的安排 课堂教学内容的组织形式，针对不同的教学目标和教学内容有不同的安排，下面分析几种常见的教学内容组织形式。

①以科学知识教育为中心的“结构一定向化”组织形式

“结构一定向化”组织形式，就是充分考虑学生学习过程中的认知特点，根据现代教育理论的研究成果，确定的以“帮助学生走向化构建认知结构”的教学内容组织形式。现代教育理论认为，学习的过程就是学生认知结构的定向构建过程，即在充分利用学生原有认知结构的基础上，合理安排教学内容的呈现顺序和方式，使得新的教学内容与原有的认知结构相关联，并在相互作用的过程中，改造或强化原有的认知结构，以形成新的认知结构。在这样的教学内容组织形式中，关键把握三个环节，一是清楚学生原有的认知结构、二是明确教学的目标即学生要构建的新的认知结构、三是找出新的知识内容与原有认知结构中的连接点或称相关知识，以“相关知识”为中心，组织教学内容的呈现顺序和方式。这种教学内容的组织形式，最适用于科学知识的教育，教学效果好、教学效率高。

②以科学方法教育为中心的“开放式”组织形式

“开放式”组织形式，就是利用科学研究过程中的“问题解决”的程序，在确定研究问题后，让学生模拟这样的研究程序，进行研究和学习。由于研究问题往往比较复杂，通常采用的是分解问题为几个子问题，由学生分组分别研究子问题，各自得出结论后，再集体汇报、研讨，课内进行的一般只是“提出问题”和“结果汇报”一“头”一“尾”两个环节，其余环节在课外由学生自由完成，因而是一种开放式的教学内容组织形式，这种教学内容的组织形式，对于科学知识的教育效率不高，但非常适合于科学方法的教育，同时在科学方法的教育中，渗透着科学态度等科学素质的教育。

③兼顾科学知识和方法的“探究式”组织形式 “探究式”教学组织形式，是尽量设法使科学知识的传授过程接近知识最初获取的过程，在课堂中对提出的问题进行“探索式研究”，这种探索式研究直接采用科学研究的一般程序，即“设定情境、提出问题”——“分析问题、提出假设”——“设计实验、验证假设”——“分析结果、得出结论”的程序，来设计整堂课的教学。学生根据教师设定的情境，自己提出问题、自己对问题的结果提出预测（即假设）、自己设计实验方案并进行实验验证自己的假设、自己得出结论，这样的教学内容组织形式，既利于科学知识的教育，教学效果好、教学效率高，也利于科学方法识的教育，是在对问题的探究过程之中学习了科学研究的方法，同时，也渗透着科学态度等的教育，是一种比较高效的科学素质教育的教学内容组织形式。 2．课堂教学中充分发挥学生的主体性

课堂教学是由教师的教与学生的学两个密切相关的过程组成的，而学生的学不仅是教学过程中的主要矛盾，也是课堂教学的最终目的，因而有“课堂教学中教师为主导、学生为主体”的说法。因此，课堂教学中充分发挥学生的主体性，使学生成为课堂的主人，焕发出课堂的生命力，是进行科学素质教育的保证。可以从卞三个方面加强：一是确定合理的教学知识体系，适合学生认知结构的组织特点，保证学生豪匀主体作用的发挥；二是确定合理的单元教学知识结构，适合学生认知结构的组织特点，促进学生原有知识结构向新知识结构的转化；三是合理运用“成就动机”，强化学生在学习过程中主体作用的发挥。

（1）确定合理的教学知识体系，适合学生认知结构的组织特点，保证学生学习主体作用的发挥。

教学知识体系是各个学科教学内容的有效组织，教学知识体系的合理与否将直接影响学

生学习的接受程度，进而影响学生学习主体作用的发挥。而教学知识体系合理与否的判定依据是“是否适合学生认知结构的组织特点”。根据“逐渐分化”的原则，学生首先应该学习最一般地、包摄性最广的概念，然后根据具体细节对他们逐渐加以分化。这种呈现教学内容的顺序，不仅与人类认知内容的自然顺序相一致，而且也与人类认知结构中表征、组织和初春知识的方式相吻合。所以，确定教学知识体系时，每门学科的教学单元应按包摄性程度由大到小依次呈现，这样就可以为每一教学单元提供理想的固定点，这样安排的教学知识体系，适合学生认知结构的组织特点，有效保证学生主体作用的发挥。

以初中生物学教学知识体系为例，北京版的教材在编写体系上比较符合“逐渐分化”的原则，总的教材以“生命的特征”和“生命科学研究方法”两条线索贯穿起来，先介绍总的“生命的特征”和“生命科学研究的基本方法”，然后逐渐展开。对于展开的各章内容，也是先介绍生物的这一方面的总的特征，再分化到不同生物种类的具体的特征。本人已对教材进行了将近两年的试教，认为这样的教学知识体系比较接近学生的认知结构的组织特点，学生的学习效率比较高，学生在学习中的主体积极性得到了充分的发挥。

（2）确定合理的单元教学知识结构，适合学生认知结构的组织特点，促进学生原有知识结构向新知识结构的转化。 具体到每一课的课堂教学，课堂的教学知识结构合理与否则成了学生主体性是否能得以发挥的关键。合理的教学知识结构，应该适合学生认和结构的组织特点，这要求教学知识结构能做到符合“逐渐分化”的原则、“整合协调”的原则，即在教学时，利用“先行组织者效应”，把最一般的、包摄性最广的概念教给学生，然后利用学生的这一概念，再把与之相关的“下位概念”教给学生，再在一定的时机，进一步“整合协调”出“组合概念”和“上位概念”。由此可见，在合理的教学知识结构中。“相关概念”（学生已知的与新概念有关的概念）的合理利用是关键，这样减少学生学习时的认知紧张，导致“意义学习”，从而保证了学生学习主体作用的发挥。 有了合理的教学知识体系，便为单元教学知识结构的合理确定奠定了基础。因为这保证了“相关概念”的存在。教师在确定教学知识结构时，首先应了解学生原有的知识结构是什么样子的，尤其是要找到其中与新知识有联系的概念，即“相关概念”，据此确定教学知识结构（即教学中知识的合理组织顺序），并在教师的指导下，发挥出学生认知上的主体作用，使新知识与原有知识结构相巨作用，直到学生建立起新的知识结构，这种促进学生原有知识结构向新知识结构的转化过程，就是发挥教师主导作用和学生主体作用的积极的教学过程。 以初中生物的“植物体的结构”教学为例，教学目标要达到使学生建立起“植物体的结构层次是“细胞一组织一器官一植物体整体”的概念。教师安排教学知识结构时，充分利用学生原有知识结构中有关“细胞”、“细胞生长、分裂、分化”的概念，从细胞出发，层层深入地组织起从“细胞”形成“组织”，再由“组织”构成“器官”，进一步由“器官”组成“植物休整体”这一过程，从而利用学生的原有知识结构，建立起新的关于植物体结构的知识结构，教学效果很好，这主要归功于在教师合理组织教学知识结构前提下的学生主体作用的发挥。

（2）合理运用“成就动机”，强化学生在学习过程中主体作用的发挥。

成就动机，即学生试图获得好成绩的倾向。一般是由三个方面的驱力所组成：认知驱力（渴望认知、理解和掌握知识，以及陈述和解决问题的倾向）、自我一增强驱力（凭自己的才能和成就获得相应社会地位的愿望）和附加驱力（为得到家长和教师的赞扬而学习的需要）。认知驱力是最重要、最稳定的部分，是内部动机；自我一增强驱力随着年龄的增长而日益加剧，是外部动机；附属驱力则受外界环境的影响很大，如在一个看重学习的群体里，则此动机指向于学习，否则指向于其它，属于典型的外部动机。

教师的艺术、在于如何认识、控制和调节影响成就动机的因素，使学生始终充满学习的

动机，因而学生始终保持学习的主动性，发挥主体作用。如教师设立一个问题的情境，需要学生在一定的认知努力后，能解决这样的问题；建立一个合适的奖惩、激励机制；建立良好的班风等。这些都可以从内部或外部强化学生的学习动机，进而强化学生在学习过程中的主体作用的发挥。

以“青春期生长发育评价”教学为例，教学的目标是学生自己通过合理的评价指标和一定的评价方法评价自己的生长发育状况，学生对自身评价的渴望成了强大的认知驱力，因此全身心地参与到了课堂教学之中，不仅对自身进行了生长发育的评价，还饶有兴趣地分析讨论形成的原因，并探讨促进良好生长发育的方法。 不论何种教学内容的组织形式，学生都应该是课堂教学活动的主体。任何一种教学方法都应最大限度地调动学生的学习积极性、最大限度地提供给学生主动参与的机会、最大限度地留给学生思考的空间，而不是使课堂成为教师精心设计的“一言堂”。对于课堂教学模式要灵活运用，最大程度发挥出其利于学习者学习的优势。这样才能培养学生的主体意识，提高学生的主体能力，进而创立开放、活泼、有生命力的课堂情境。 3、课堂教学中充分运用各种教学手段

科学素质教育五个方面的内容使得课堂教学任务非常繁重，而学生又需要在课堂教学中得以主动的发展，致使课堂教学陷入两难的境地。因而充分利用各种教学手段来提高课堂教学效率便显得意义重大。除了注意传统教学媒体如挂图、模型、标本等的开发利用之外，还应注意现代化教学媒体如投影、幻灯、录相等的开发利用，特别以计算机为代表带动发展起来的信息技术的开发利用，都将促进课堂教学的进程、加大课堂教学的容量，对于提高生物教学效率起到难以估量的作用。

例如：在“植物体的结构”教学中，就借助计算机模拟植物体的各个结构组成部分，并在组成顺序上进行组织，不仅加强了直观性，同时也大大提高了课堂教学效率。在“生殖的种类”教学中，计算机更成了教学内容、教学程序、教学考察的执行者，学生在计算机网络教室进行人机交互式的个别学习，完全改变了教学的模式，真正实现了面向全体学生的素质教育目标。

四、几点思考

1、加强科学素质教育的关键是教师。一方面是教师的教育观念，另一方面是教师的奉献精神，试教北京版教材就是一个契机，同时也付出了许多。

2、加强科学素质的教育，是一个全方位的系统工程、作为教育教学工作第一线的教师，应该在充分挖掘教材、改进课堂教学方法的基础之上，在课堂教学过程中进行加强科学素质教育的探索。在基础教育阶段，从科学教育的角度，有效地对学生进行科学素质的教育，为提高全民族的科学文化素质尽微薄之力。 参考文献： l、《呼唤新世纪的教育哲学一人类自身生产探秘》，桑新民，教育科学出版社，1995 .4 2、《结构化与定向化教学心理学原理》，冯忠良，北京师范大学出版社，1998．4 3、《中小学科学教育改革》，赵学漱，广东教育出版社，1995. 5 4、《生物科学教育要加强素质教育的研究》，朱正威，《生物学通报》，1996.8