【www.myl5520.com--生物教案】
科学的本质与生物学素养
篇一:生物学科素养生命观念
科学的本质与生物学素养
作者：北京师范大学生命科学院教授刘恩山
科学教育(包括生物学教育)是以两个方面的认识为基石的:一方面是对儿童的特点和他们的学习规律的认识(将在第五章讨论).另一方面是对科学的性质.特点和科学思维方法的认识。
科学教育工作者.不论是课程设计人员还是一线的教师.对这两个问题的不同认识.将会直接导致有不同的教育产品。因此.本章内容涉及科学的性质和特点.为什么要在科学教育中体现这些特点.如何体现这些特点.还讨论了对科学教育最基本的认识及能够让学生更有效地学习科学的途径。
自然科学是人类活动的一个重要方面。经过不断努力.人类获得了很多关于自然界运动规律的认识.这些科学知识不断地被验证和完善.并且世代相传。在探索自然界的过程中.科学家们使用了一些特殊的方法来观察.思考和求证。并以此形成了科学的特征。这些特征反映出了科学性质的基本方面.以及自然科学与艺术.文学等领域的不同之处。
关于自然科学
一.科学的本质和特征
(一)定量化
定量化是科学的基本特征之一。科学依赖于定量化的工作、依赖于精确的测量。在自然科学的许多领域中，科学家给予可定量化研究的问题最高的优先权。科学家常常要考虑:这些现象能否被测量它的变化速率是怎样的。
例如：金鱼在常温下的呼吸速率是多少？在低温下的呼吸速率是多少？要研究这些问题，测量是基本的工作内容。
科学工作定量化的特点将科学与数学结合在一起。我们对研究的对象进行测量之后，会得到一些数据，对数据的分析和处理需要运用数学的方法。运用数学的方法，可以将事物之间的联系以简明、准确、显而易见的形式表示出来。
当一种自然规律以数学公式表示时，要比用文字的方法更准确，更容易让学生理解。定量化、精确的测量，以及充分使用数学的方法，是自然科学的特征之一。
(二)观察与实验
科学家在对自然界的研究中，要进行实验和严格细致的观察，这使得观察和实验成为自然科学的基石，也是自然科学区别于其他学科的又一个重要特征。
通过实验来研究事物，特别是通过精确的对照实验来探究问题，是自然科学的突出特征。因此，科学家在研究不同的问题时，必须设计精确的对照实验。在自然科学领域，实验是向自然界准确的提出问题，寻找答案的方法。
科学家强调，实验是一种特殊的经历。在一个(科学)实验中研究人员有一个要解决的真正的问题，并力图通过实验去找出事物之间的关系，寻求问题的答案。实验是人们从事的具有创造性的活动。
(三)人们在研究自然界的过程中对预期的要求
预期是出自人们对自然界的认识，认为自然界的运动是有规律的。一旦人们了解了其中的规律，便能够做出的预期。
预期要经得住实验的检验。科学理论只有当它们被实验反复证实之后，科学家们才会接受。
例如：我们相信绿色植物在有光的条件下才能进行光合作用，产生植物所需的营养物质。我们可以据此做出合理的预期:当我们改变光照强度时，植物产生营养
物质的过程会受到影响。我们可以用多次实验来检验这一预期能否实现。
在科学研究中，预期常常是根据假设做出的；当预期被实验验证之后，就增加了假设成立的可能性。
(四)在自我更正的过程中积累
自然科学的另一个特点是它的积累和进步。
积累-----自我更正------实现科学的积累和进步。
在科学研究的过程中，科学家对有些问题会进行激烈的争论，但随着科学的进步，会最终达成共识。1895年，达尔文的自然选择的观点发表后，有长达几十年的争论，直至20世纪才被广泛接受。
许多学术观点或理论发表之后，随着时间的推移，会积累更多的证据，新的证据使得原有的理论被修改，被推翻或被接受，成为科学知识的一部分。早期成果中的错误会很快被暴露，被修改或纠正。这一过程实现了科学的积累和进步。
自然科学的这一特点，与学术交流机制的特点及科学家们诚实、严谨的科学态度是分不开的。生物学科素养生命观念。
(五)科学过程
自然科学包括动态和静态两个部分。静态部分是相对稳定的研究结果及由此而构成的知识体系；动态部分是科学家们在探索自然奥秘方面做出的不懈的努力，以及科学家们在思考和解决问题中所运用的思维方式和工作方法，人们称之为科学过程。正是因为科学的动态部分的存在，才使科学知识呈爆炸式的增长。学生在学习科学课程中，要使他们对科学的这两部分内容都有所了解。
科学过程的工作步骤生物学科素养生命观念。
①确认和表述问题；
②根据问题提出假设；
③为检验假设而寻找证据；
④根据证据来评价假设的真实性，如有必要，对假设进行修改；
⑤得出结论，并将结论应用于解决相似的问题之中。
二 .自然科学的四个维度
科学是一个知识体系，
科学是一系列的思维方式，
科学是一套探究的方法，
科学要与技术和社会相互作用。
(一) 科学是一系列的思维方式
科学家的思维方式和思维习惯是构成科学的主要维度之一
科学家对自然界，对他们研究的领域有强烈的好奇心和求知欲。这种求知欲是他们深入思考和从事艰苦、被许多人看来是单调乏味的工作的动力。他们所具有的态度，信念和价值观，激励着他们不断提出问题，解决问题。
科学家在解决问题和解释生物现象时运用推理的方法
科学工作中许多是创造性的工作，这些创造性的工作首先要有新的想法，观点或新的解释，这些都是大脑中的工作，是人的思维活动。深入的思考和推理是科学工作的重要部分，它推动着科学的不断进步。
(二)科学是一套研究的方法
科学家获取知识的过程，人们叫做科学过程(技能)。它是一套研究解决自然界问题的方法，是构成科学的另一个重要的维度。
自然科学的研究方法有多种.在不同的研究领域.科学家们经常使用的研究方
法不同。
如生态学研究中常常运用观察和预期的方法;微生物学则更多地依靠实验室的实验。
在生物学研究中.经常使用的过程(技能)方法有:观察.解释.假设.预期.测量.变量控制.进行实验.数据处理与分析及得出结论。
科学研究中三个十分重要的环节生物学科素养生命观念。
假设 假设是科学探究过程中的有用工具.可以帮助研究者准确地表述自己的想法.或事物的关系.以便于进一步地检验这些想法。假设是一简短的陈述.用以说明一个模式或预期一种现象。假设是一些试探性的想法.是根据要研究的问题而提出的。假设必须经过观察和实验来检验。
观察 观察是科学的基石。多数观察是基于视觉.但观察也包括听觉.触觉.嗅觉和味觉等多种感觉。科学家通过观察来获取信息和数据.并通过对观察结果的分析找出规律。事实是观察的结果.事实可用于检验假设并进一步形成理论。科学知识体的形成也是大量观察工作的结果。观察在科学探究中起着核心的作用.但观察技能与观察者的知识.思维和动机密切相关。观察是探究中最基本的技能.但也是一种复杂的活动。
实验 同观察一样.实验在科学事业中和现代科学进展中起着核心作用。通过实验.一些想法可以得到证实和支持.错误的信念可以被推翻。实验为我们提供了深入探索大自然奥秘的探针。对照实验可以使科学家检验猜想.查明事物的因果关系。实验活动可小到用火柴点燃一粒花生.大到使用十分昂贵的设备来完成实验。
(三)科学是一个知识体
科学是一个庞大的知识体.正在迅速地.爆炸式地增长。
科学的知识体由事实.概念.原理.定律.假说.理论及模型等不同形式的知识构成.
科学知识可分成地球与空间科学;物质科学和生命科学等。在一个科学领域中.又可划分为不同的学科.如生物学.医学等。
科学知识是科学探究的结果.是科学静态的维度。科学知识体的猛增.是因为科学还有动态的维度.即科学探究的过程。离开了科学动态的维度.科学就不会再发展。因此.科学知识和科学探究是科学不可分割的两个方面。
(四)科学—技术—社会的相互作用
科学-技术-社会的相互作用.构成了科学的另外一个重要维度。科学和技术各有不同的特点和追求。但科学和技术又常常是密不可分。科学的进步.新的科学知识的产生会推动技术的发展。人们运用新知识可以制造出新的产品。技术的进步反过来也能推动科学的发展。
科学对社会产生了重要的影响。科技在改变着我们的生活。社会也在影响着科学。此外.科研机构和人员的管理机制也会对科学工作产生影响。科学的成长和发展是扎根于社会之中的。
科学与技术和社会的相互作用是科学的特点之一.是构成科学的另一个重要的维度。这一维度应成为科学教育中的一部分。
科学素养与生物科学素养教育
科学素养的构成:物质科学素养.生命科学素养.地球与空间科学素养等.生物科学素养是是公民科学素养构成中重要的组成部分。
我国基础教育的任务是培养未来的公民。在当今科技产品比比皆是.科学问题在我们的生活中无处不在的时代.未来的公民中有一部分人将会成为科学知识或科
技产品的创造者或生产者.而几乎所有的人都将是科技产品的消费者.他们在个人生活和社会生活中.要去面对各种各样与科学相关的问题.并做出决策。这些都要求生活在当今和未来社会中的公民具有一定的科学素养。
公众科学素养调查
公众科学素养由三部分组成:一是对科学知识的基本了解程度;二是对科学方法的基本了解程度;三是对于科学技术对社会和个人所产生的影响的基本了解程度。
美国.日本.加拿大.原欧共体成员国等发达国家对进行集科学性.社会性和基础性为一体的公众科学素养的调查工作十分重视.经常和定期地对本国公众科学素养状况进行调查.分析和评估.并积累了大量的连续数据.为国家科技进步.社会经济发展有关决策打下了坚实基础。
我国自20世纪90年代初开始借鉴国外公众科学素养调查的指标体系和调查经验.逐步开展了有关调查工作。
一.科学素养
科学素养是指一个人对自然科学领域中核心的基础内容的掌握情况。
自然科学的核心基础包括:
①学生理解基本科学现象.规律.以及科学原理是如何用于技术领域之中的; ②学生以在学校的学习为基础.形成终身学习的基本能力和习惯;
③学生能够理解或解释发生在身边的科学现象;
④学生能够形成正确的态度.情感.价值观和科学的世界观.并以此来指导自己的行为;
⑤学生应掌握一系列的相关技能.包括操作技能.科学探究一般技能.比较.判断.分析和推理等思维技能.以及创造性和批判性的思维方式。
(一)科学素养概念的提出
随着20世纪60年代的理科课程改革的浪潮.在70年代初期.一些教育发达国家(如美国.澳大利亚)提出了科学素养的理念.并把培养学生的科学素养作为课程的基本任务。80年代以后.这一课程理念已经被科学教育家和大多数理科教师所认同.成为当今理科课程发展的一个共同趋势。
科学素养:科学素养是指了解进行个人决策.参与公民和文化事务.从事经济生产所需要的科学概念和科学过程。
科学素养最基本的含义是指学生能够合理地将所学到的科学知识运用到社会及个人生活中。科学素养包括了两个不同的方面:一方面是对科学知识.态度情感价值观及科学技能的掌握情况;另一方面是在已有基础上提高自己科学素养的能力。
(二)具有科学素养的人
①具有良好的科学态度和科学情感.包括探索自然的好奇心和求知欲.科学的价值观念.对科学学习的正确态度;
②掌握了科学的基本概念和原理;
③具有基本的科学探究能力.及对事物的观察能力.思考问题的能力.创造性地解决问题的能力.具有批判性思维的能力及在团队中的合作能力等。
一个人科学素养的具体地表现:
阅读科技文章.倾听并参与科学问题讨论.能将所学知识用于解决现实生活中的问题.熟悉常见的自然现象及其规律.了解科学原理在实用技术中的应用等。
二 .生物科学素养
"科学素养"是20世纪90年代以后许多国家的教育家在课程改革中的共同声
音。它也成为我国新一轮理科课程改革的基本目标。在理科课程分科设课的国家.地区或学校提高学生"科学素养"的目的是由各分科课程——生物学.物理学.化学来共同完成的。中学生物学课程要担负着培养学生科学素养的一个方面的重要任务:培养所有学生的生物学素养。
(一)生物学素养概念的提出
1987年.Ewing等人在《美国生物学教师》发表研究报告时.使用了生物学素养这一概念。
1989年.June在《美国生物教师》发表了题为"生物学素养"的文章:讨论了美国公民缺乏科学素养.及生物学课程等问题。
1992年.Gibbs等人研究了公众科学素养与高中.高校生物学教科书的关系.指出.这些教科书作者本人科学素养不够.会直接影响到教科书的质量.并影响了学生。此后又陆续有人发表了关于生物学素养的文章.都使用了生物学素养(biology literacy)这一概念.从不同侧面讨论生物学素养.但没有把它作为生物学课程的目的来论述。
1993年.美国BSCS出版了名为"发展生物学素养"的生物学课程指南.对生物学素养作了详尽的论述.并把它作为生物学课程的基本目的。
BSCS是"生物科学课程研究所"的缩写. BSCS最初是由美国生物科学协会的教育委员会于1958年提出的国家级项目.目的是改革20世纪50年代的静态课程.在各个方面促进生物教育.使学生通过中学生物课程的学习.在离开高中进入社会时具有生物科学领域所需的基本技能。
BSCS认为.一个具有生物学素养的学生需要对科学的本质和特点有起码的理解。学生对科学知识特点的认识和理解.对科学的价值.以及科学探究的过程和方法的理解和掌握.是生物学素养的基本要点。
BSCS描述的一个有生物学素养的人表现特点:
应能理解生物学的基本原理和重要的生物学概念;了解人类对生物圈的影响;领悟科学探究的过程.知道历史上生物学概念的发展。
对科学探究.生物的多样性与文化的多样性等问题具有正确的态度.对生物学和技术对社会的影响.生物学对个人的重要作用有正确的态度和价值观。能够对自然界的现象提出不同的问题.具备创造性的思维;知道如何正确地利用科学技术;能够在与生物学相关的问题上做出个人或社会决策;能够应用知识来解决现实社会中的实际问题。
(一)生物科学素养的内涵
生物科学素养是指参加社会生活.经济活动.生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力.包括理解科学.技术与社会的相互关系.理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平.以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。
生物科学的核心基础包括:
* 学生理解基本科学现象.规律.以及科学原理是如何用于技术领域之中的; * 学生以在学校的学习为基础.形成终身学习基础知识.基本学习能力和习惯; * 学生能够理解或解释发生在身边的生物科学现象;
* 学生能够形成正确的情感.态度.价值观和科学的世界观.并以此来指导自己的行为;
* 学生应掌握一系列的相关技能.包括操作技能.科学探究一般技能.比较.判断.分析和推理等思维技能.以及创造性和批判性的思维方式。
初中生物教学中的生物文化素养培养
篇二:生物学科素养生命观念
略说初中生物教学中的文化素养的培养
榆中县第六中学 谈建忠
当世界进入知识经济时代，初中生物教学就处在一个新的历史时期。无论是社会发展还是人类的命运，都与生物学有着密不可分的联系。我国目前的初中教育现状，最明显的特征是出现了科学教育与人文教育之间的分裂，“文理分家”的现象已经成为影响我国教育发展的“顽症”。尽管在科技飞速发展的今天，生物学处于在科技发展前沿，成为主流，使很多青少年对此产生了浓厚的兴趣。但是如何将人文教育与生物教育相融合，让学生充分感受生物文化的魅力，成为教师们的新课题。《全民科学素质行动计划纲要实施方案（2016—2020年）》中明确指出：“宣传创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，普及科学知识和科学方法，激发青少年科学兴趣，培养青少年科学思想和科学精神。”“增强中学数学、物理、化学、生物等学科教学的横向配合。”具体来讲，在初中生物课堂教学中，为了进一步的培养学生的生物文化素养，我们可以尝试从以下几个方面入手。
1、生态文化
比如《生物和生物圈》这一章，通过“认识生物”和“生物圈是所有生物的家”两个部分介绍了生物的特征、生物圈的概念、环境对生物的影响、生物对环境的适应和影响以及生态系统的概念。
本章内容是初中生物的起点，是学生接触生物、了解生物的开端，首先就要确立学生“天人合一”的思想，强调人与各类生物都平等地生活在地球中的大生物圈内，通过食物链和食物网形成平衡关系的生态系统，并相互依存。借此强调要维护生态系统，维护我们赖以生存的家园。在这里，教师可以通过宏观的知识介绍引入环境保护的知识，激发学生环境保护的意识，让学生从生物知识中感受到精神层面的影响，进而达到人文教育的目标。
2、教育文化
在初中生物课堂教学中，如何落实对孩子们的优秀品质的培养，把生物课堂打造成教育课堂，而不仅仅是知识和能力的灌输和传承。这是我们每一位老师要时时刻刻认真思考和反省的一个事项，不断设计和完善的一种教育境界。例如在生物课堂上通过解剖蛙、兔等小动物的方式，有可能让初中学生幼小的心灵中种下这样的深刻的印象：为了课程，为了我们的人类的目的，我们可以随意残忍杀死一个弱小的生命。下面举几个例子来说明。
（1）感恩心：七年级下第一节《精卵结合孕育新生命》这一节提到，胚胎在母体子宫内发育需要280天，故有十月怀胎的说法。老师可以稍加拓展，让学生了解到怀孕就是这样的，睡眠困难，身体沉重，腰酸背痛，水肿，尿频，各种不适，当妈妈是很辛苦的，生产过程中也有许多风险。从而
在侧面引导学生了解父母的养育之苦，进而培养学生的感恩之心。
（2）尊重生命：七年级生物学下第二章第二节《探索生命的方法》有一项探索活动：蚯蚓在什么样的物体表面爬得快？这一部分内容要让学生探究蚯蚓在硬纸板和玻璃板上的爬行速度。不论这个实验是在学校进行，还是在校外进行，老师都应该叮嘱学生，实验完毕要将蚯蚓放生，放归到它们适宜的生活环境中去，千万不能因为觉得好玩伤害甚至弄死蚯蚓。其他的例子，比如观察鼠妇的生活习性等等，教师都能更改做到及时的提醒和善意的忠告，从而培养学生尊重生命，爱护生命的意识，让学生明白动物具有天然的生存权，我们人类没有随意杀害动物的权利。
（3）注重环保：冀教版七年级生物学下第十三章第一节《关注生物圈——环境在恶化》，教师联系“模拟酸雨对植物种子的萌发的影响”的实验，可以引导学生关注更多的其他环保问题，例如：“温室效应”、“水体污染”、“噪声污染”、“土壤污染”、“垃圾污染”，使学生对环境污染问题有更深层次的了解和认识。同时，联系生活现象，比如随地大小便，随地吐痰、乱丢杂物、不节约用水、吸烟、不注意饮食卫生、吃野生动物、猎杀野生动物等不良习惯甚至违法的行为，引导学生积极思考和讨论环境污染对人类生存和发展的影响、人类传染病与环境污染的关系、保持生态平衡的重
要性等一系列与环保有关的问题。
（4）爱护和保护动物：冀教版生物学八年级下第二十一章第五节《鸟类的生殖与发育》，导入这一部分，播放了一分钟的朱哲琴唱的《丹顶鹤的故事》，通过歌声，通过徐秀娟烈士真实的故事，培养学士爱护动物，爱护生物的慈爱心和同情心。
3、历史文化
生物教师在课堂上要渗透生物历史文化。八年级下册第二十三章第二节《食品保存》，这一节中讲到食品保存的方法之一，用到了溶菌酶。教师在此处不妨稍微加以拓展，介绍一下溶菌酶的发现者弗莱明：
弗莱明，溶菌酶的发现者，他也是青霉素的发现者。一天，患感冒的弗莱明在观察培养皿中的菌种，鼻涕不断流出，他突然灵机一动，取了一点自己的鼻粘液，加到一个培养皿中。紧接着，发生了奇怪的事情，粘液周围的细菌几乎立刻被溶解了。显然，粘液中有某种东西对这些细菌有致命的作用，进一步的研究发现，这种物质是人体抵抗病菌的天然防御物，因为很像酶，而且能够溶解细菌，弗莱明便命名为溶菌酶。
这种生物历史文化的渗透，不仅可以增加课堂的故事性，更可以提高学生学习的兴趣性，使学生对生物的发展史有更加深入的认识，还可以增添一些我们民族史上的生物历史文
化，比如神农尝百草，辨百药、屠呦呦发明青蒿素、谈家桢为中国遗传学的发展作出重要贡献等。
4、哲学文化
生物哲学是生物学与哲学交叉产生的一门新学科，它研究生命的本质、生物学的理论结构、概念框架、一般方法等问题。在初中课堂，适时适度的渗透一些哲学文化，可以为学生当下的学习和将来的发展奠定更加坚实的基础，构建更加宽广的平台。
《生物和生物圈》这一章，通过“认识生物”和“生物圈是所有生物的家”两个部分介绍了生物的特征、生物圈的概念、环境对生物的影响、生物对环境的适应和影响以及生态系统的概念。在这一章里可以要确立学生“天人合一”的思想，强调人与各类生物都平等地生活在地球中的大生物圈内，通过食物链和食物网形成平衡关系的生态系统，并相互依存。生态系统中的各种变化都会对人产生影响，借此强调要维护生态系统，维护我们赖以生存的家园。
5、诗歌文化：
在生物学的教学中，还必须注重诗歌文化的渗透，提高学生的文学修养。同时，经常有意识地引用一些精炼的、脍炙人口的有关生物学的文学名句、诗词，能让学生更好地理解生物学，感受自然之美、生命之美，感受诗词所描绘的意境之美。这样既可以给学生提供从人文的视角去看生物学