素质教育包括对学生进行道德素质教育、文化素质教育、心理素质教育、身体素质教育、科学素质教育等等。其中在中学生物课堂上培养学生的科学素质是生物教师的重要任务之一。

在中学生物教学中,对学生进行科学素质的培养,重要的是在学生获得生物学基础知识的同时,重视科学思维的培养;在学习知识的过程中,重视探索能力的培养和科学方法的培养。科学素质的培养应始终贯穿在科学知识的获取过程中,而中学生获取知识的主渠道是课堂教学,因而在课堂教学中如何培养学生的科学素质是中学生物教师需重点研究的课题。本文就如何利用生物课堂教学过程(这里指狭义的课堂教学)培养学生的科学素质谈一些浅显的看法和做法。

1.精心设计课堂结构,培养科学思维能力　

教师给学生传授知识的依据是教材,但教材编写主要侧重于知识的系统性,不一定适合科学思维的过程,也不一定适合教学结构。因此,教师在备课时,应对原教材进行深入研究,在其逻辑结构的基础上,根据自己对教材的理解,结合学生的实际情况(如学习准备状态,心理发展水平,背景知识以及可接受程度等),通过巧妙的构思,重新组合和设计,以形成独特的教学逻辑结构,揭示科学思维过程,使之尽可能激发学生的思维,有利于培养学生科学的思维能力。

如高中生物教材中“生命的起源和生物进化”一章,教材的原顺序是:

(1)生命的起源;

(2)生物进化的证据;

(3)生物进化的理论。

笔者在讲授时变顺序为(2)→(1)→(3),即根据现存的众多生物是从哪里来的?彼此之间有无亲缘关系等,引出特创论和进化论的论点,让学生思考分析。然后讲述生物进化的证据以及特创论与客观事实相矛盾之处,使学生在积极思维的过程中,接受进化论而批驳特创论。当学生接受了进化论思想后,一定会继续深入思考:地球上最原始的生命又是从哪里来的呢?生物进化的基础和动力又是什么呢?为后两个问题的进一步阐述奠定了基础。这样的教学结构,容易使学生的思维始终处于活跃状态,使他们在获取知识的同时,培养其科学的思维方法。

又如高中生物中关于细胞膜结构和结构特性仅有几句描述性语言,使学生感到这部分知识无思维而言,只要记住就可以了。笔者在讲这部分内容时,设计了以下课堂教学结构:通过一系列实验的讲解和设问,使学生处在积极的思维之中,理解科学推理的思维过程,具体的做法简述如下:

(1)让学生观察鸡蛋黄外的薄膜,对细胞膜建立感性认识。

(2)展示电子显微镜下所观察到的细胞膜结构图片(示三层结构)。

(3)讲述科学家对细胞膜化学成分的分析结果。

(4)让学生回忆磷脂分子的结构特性。

(5)引导学生推导磷脂分子在细胞膜上可能的排布方式,学生不难推出双分子层的基本骨架。

(6)介绍细胞杂交技术和荧光标记实验,让学生理解细胞膜具有流动性的结构特性。

(7)合理解释电子显微镜下所观察到的细胞膜结构,并理解教材中所提出的细胞膜结构模型。

至此,看上去增加了部分教材并未涉及到的内容。但并没有增加学生的负担,反而使学生在积极思维的过程中理解掌握了教材的内容。

2.精心质疑,培养科学探索能力　

科学研究过程其实质就是发现问题、分析问题、解决问题的过程,也就是科学的探索过程。在教学过程中,教师主导作用的一个重要方面就是善于从教材内容和学生心理状态出发,采用各种方式设计富有启发性的问题,创设探索的情境,激发学生思考和探索的欲望,从而达到在获取知识的同时培养他们的科学探索能力。如在讲遗传物质的证据中,笔者设计以下系列质疑和步骤充分调动学生的思维,使其在获取知识的过程中,培养他们的探究能力。

(1)先介绍单细胞伞藻的嫁接实验,让学生分析思考伞藻的帽形是由哪里的物质控制的。学生不难分析出控制其性状的物质在细胞核内。

(2)在此结论的基础上设问:细胞核内有哪些主要成分呢?哪种成分是遗传物质呢?

(3)引导分析遗传物质应具备的特点。

(4)联系细胞有丝分裂、减数分裂、受精作用中DNA和染色体数量变化规律和行为变化规律。使学生分析得出染色体的数量和行为变化与遗传物质具有平行关系。

(5)设问:染色体是遗传物质吗?染色体是由什么成分构成的呢?

(6)讲解大肠杆菌噬菌体T4的侵染实验,介绍同位素示踪法,通过分析得出DNA是遗传物质以及DNA在细胞内存在的形式,使学生理解染色体是遗传物质的主要载体。

(7)介绍烟草花叶病毒的重组实验,以及金鱼和鲫鱼的核移植实验,引导学生得出:DNA是主要的遗传物质,生物的遗传是由细胞核和细胞质共同控制的。

3.重视科学发现过程的讲解,让学生了解科学研究方法　

在高中生物教材中有许多内容涉及到科学发现过程。在生物课堂教学过程中,重视科学发现过程的讲解和归纳,模拟或设想当时科学家探索科学真理的情境,使学生在获取知识的同时能够感悟科学家的思路,总结他们研究科学问题的一般原理和方法,有助于学生了解生物科学的研究方法。

在高中生物教材中最为典型的是孟德尔遗传规律的叙述。笔者对这部分教材采用以下步骤授课:

(1)先叙述孟德尔关于碗豆一对相对性状的杂交实验结果。

(2)设问:为什么子一代只表现一种亲本的性状呢?子二代为什么会出现性状的分离呢?为什么分离比为3∶1呢?

(3)引出孟德尔的假说和对该现象的解释。

(4)设问:孟德尔的解释是否合理呢?引出测交的概念,并讲述测交的原理和实验结果。

(5)归纳得出孟德尔的分离规律以及在农业生产和预防遗传病中的应用。

(6)引导学生归纳孟德尔研究问题的程序和一般的科学方法。学生不难得出“实验→实验现象→分析现象提出假说→通过实验验证假说→归纳总结形成理论→应用。”这样可以使学生在理解掌握分离规律的同时,认识到科学研究并非深不可测,而是有章可循的,只要采用科学的研究方法和程序就能对自然现象进行研究和探索。随后在讲自由组合规律时,首先展示孟德尔关于碗豆的两对相对性状的杂交实验结果(即表明现象),在不让学生看书的情况下,相互讨论并提出合理解释(假说),提出验证假说的方法和原理,然后通过师生讨论得出结论(理论),最后阅读或讲解教材内容对假说进行修正并上升为理论。通过这种循序渐进的教学,使学生在获取知识的同时,受到科学方法的训练和培养。

当然在中学生物教学中培养学生科学素质的方法和途径是很多的。例如,开展第二课堂活动,努力进行探究式教学,强化实验课等等,均不失为好的形式和方法。但是鉴于目前中学生物课的地位,充分发挥课堂教学主渠道,优化课堂结构,精心设疑,重视科学发现过程的讲解,无疑是培养学生科学素质的有效途径。