提高生物科学素养的重要性及培养方法

在科学教育领域，“科学素养”的提出并不是近几年的事情，20世纪70年代初期，在一些教育发达国家的中学自然科学课程中（如澳大利亚）就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。在最近十多年间，这一课程理念已成为科学教育家和大多数理科教师的共同理念，成为当今理科课程发展的一个共同趋势。

对于科学素养的解释，在不同的时代有所不同，随着时代的发展，人们对科学素养的认识也在不断变化。即便是在同一个时代，不同的机构、组织或不同的专家对科学素养的解释也不完全相同。因此，目前尚没有一个严格的、统一的定义。

国内现在多数人认可的解释是：科学素养是指了解并能够进行个人决策、参与公民事务和文化事务、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。

公民的科学素养包括了两个方面：一方面是他对科学知识、情感态度与价值观及科学技能的掌握情况；另一方面是他在已有基础上能够不断提高自己科学素养的能力。

一些专家和科学教育组织回避直接定义科学素养，而是用对具备科学素养的人的描述，来间接地解释这一理念。如，具备科学素养的人应该：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；掌握了科学（生物学）的基本概念和原理；具有基本的科学探究能力及对事物做出各种解释的能力和相关决策的能力等。

在科学技术不断地改变我们生活、改变我们周围世界的今天，具有科学素养是每个公民必不可少的。一个具有科学素养的毕业生不一定要以科学或工程技术为职业。然而，当面对日常生活中的科学现象、事件和观点时，他应能够运用科学的原理和科学方法去作出判断或决策。在这方面，科学素养可以增加人们观察事物的能力，思考问题的能力，创造性地解决问题的能力，批判性思维的能力及在团队中的合作能力等。

科学教育的基本任务是培养学生必备的、可持续发展的科学素养。生物科学是自然科学的一部分，因此，生物学教育的基本任务，是培养和提高学生的生物科学素养。生物学教师应该努力让所有的学生经过生物课程的学习都有机会使自己成为具有良好科学素养的人。

科学素养与生物科学素养之间有不可分割的包含关系。《标准》指出：“生物科学素养是公民科学素养构成中重要的组成部分。生物科学素养是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观，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，以及在已有的基础上不断提高自身科学素养的能力。提高每个高中学生的生物科学素养是本课程标准实施中的核心任务。”

生物科学素养反映了一个人对生物学领域中核心基础内容掌握的情况，根据高中生物课程的任务，这个基础也就应该成为高中生物课程的核心内容和基本要求。那么如何理解“核心基础内容”呢？一些生物学教育专家认为，生物学的核心基础至少包括以下5个方面：

（1）学生理解生物学基本现象、事实、规律，以及生物学原理是如何用于生物技术领域之中的；

（2）学生能够解释发生在身边的生物学现象；

（3）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；

（4）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；

（5）学生应在学习生物课程的过程中，形成终身学习的基本能力和习惯。

基于这样的认识，标准组从以上5个方面构建了高中生物课程的内容。生物学教师在实施课程标准的过程中，也要准确把握课程标准的理念，全面落实课程标准的这些要求。

为了便于教师在高中生物课程中落实“提高学生科学素养”的理念，并将这一理念同日常教学活动和教学习惯相吻合，教师可以从“科学态度和科学的世界观，生物学基础知识，科学探究方法与技能，科学、技术与社会（STS）”四个维度来理解生物科学素养，并使学生通过生物课程的学习在这四方面得到发展。

（一）科学态度和科学的世界观

1.科学态度是人基于对科学知识的正确理解和对科学发展的认识而形成的科学的信念和科学习惯。一个有效的、高质量的高中生物课程应该使学生在以下方面得到发展。

（1）好奇心：每个学生都是天生的科学家。他们生来就对周围的世界，尤其对自然界中那些有生命的事物充满了好奇心。许多学生在现实生活中和生物课程的学习中，对自然界中形形色色的生命现象充满了热情，并在探索生命规律的过程中能够产生充实感和兴奋感。生物学教师的任务就是培养学生对生物科学产生好奇，进而将这种好奇心保持下来，并将其转变成对科学和对学习科学的正确态度。

（2）诚实：我们经常说的实事求是对于学生来说是一种非常重要的品质。在生物学教育中，对学生诚实的品质的培养可以渗透在日常教学活动之中，如要求学生要真实地报告和记录在实验中观察到的东西，而不是学生想像中应该是的东西，也不是学生认为老师期望的东西。

（3）合作：随着科学的不断发展和进步，科学研究的规模和范围变得越来越大，越来越多的研究项目要求有不同背景的人员组织起来共同研究或开发，一项重大科学研究往往需要许多的科研人员共同参与。不仅在科学领域，在当今社会生活的几乎各个领域的工作，都需员工具有合作精神与合作能力。因此，具有团队成员之间的合作意识是科学精神的重要组成部分。

（4）创造力：创造力一般分为两种。一种是特殊才能的创造力，主要是指科学家、发明家和艺术家等杰出人物的创造力。另一种是自我实现的创造力，它指的是对人类社会和其他人来讲未必是新的但对自己来说是初次进行的、新的、前所未有的创造力。拓展中学生的创造力主要不是要求每个学生都去搞发明创造，而是要求学生进行独立思考的创造性学习。因此，中学生的创造力主要是自我实现的创造力。

2.科学的世界观是人们对自然界和科学持有的一些基本的信念和态度。

科学的世界观主要包括：(www.xing528.com)

（1）科学认为世界是能够被认知的，世间的万事万物都是以恒定的模式发生和发展的，只要通过认真系统地研究都可以被认知。

（2）科学知识是不断变化的，科学是一个产生知识的过程，知识的变化是不可避免的。有些新的发现会对已有的理论构成挑战，从而要不断地对这些理论进行检验和修改。

（3）科学虽然处于不断的变化中，但这种变化只是处于缓慢的修正之中，绝大部分科学知识是非常稳定的。所以，科学知识的主体具有连续性和稳定性。

（4）科学不能为一切问题提供全部答案。世界上还有很多事物不能用科学的方法来验证，因此，科学还不能解决所有问题。人类面临的很多问题，是由政治、经济、文化和环境共同决定的，科学只是其中的因素之一。

（二）生物学基础知识

生物学基础知识包括基本的生物学概念、原理和规律。让学生掌握一定的生物学知识既是生物课程所规定的基本任务之一，又是学生具有生物科学素养的基本要求和标志。我国学生在义务教育初中阶段获得有关生物体的结构层次、生命活动、生物与环境、生物进化以及生物技术等生物学基本事实、基本原理和规律，对生物学的整体画面有一个大致的了解；高中阶段，每个学生还要在义务教育的基础上，进一步学习分子与细胞、遗传与进化、稳态与调控、生物与环境等生物学的概念、规律和观点，使他们对生物学的核心知识有更深入的理解和掌握，进而形成科学的自然观。高中生物课程通过选修模块，给学生提供机会让他们了解生物技术在现实生产和生活中的作用，现代生物学的新进展，现代生物科学和技术对人类社会和人们生活的影响，并为他们在生命科学领域中选择进一步学习和就业的方向提供咨询和帮助。高中生物课程要求学生在探究性学习或实践活动中获取新的知识或利用所学的生物学知识和方法去解决身边的问题，使学生具有学习能力、运用知识解决问题的能力，这些不仅是生物课程关于知识领域的一个重要目标，也是对生物科学素养追求的一个重要方面。

（三）科学探究的方法与技能

（1）科学探究技能不是仅仅属于科学家的本领，它也是对具有科学素养的现代公民的基本要求。近几十年来，许多科学教育家认为科学探究是学生学习科学的有效方式之一。学校的科学探究活动通常是指学生们用以获取知识，领悟科学的思想观念，领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。

学习科学应该是一种积极主动的过程。探究是学习科学的重要途径之一。每个高中学生都应该学习科学探究的基本技能，掌握了这种技能可以使人终身受用。

如果学生在学校学习期间亲身经历了科学探究活动，那么，当他离开学校时，对生物学会形成更深的印象和积极、正面的态度。在《标准》的内容标准部分有一些探究实验的建议，这些探究活动可以帮助学生很好地了解科学探究的性质，形成科学态度和科学精神，培养他们的科学过程技能。但是，这些建议活动只是实现课程目标所需要的一部分，教材编写人员和教师还要根据教学内容和当地实际情况提出生物学探究课题，使他们在解决实际问题的过程中达成课程目标。高中毕业前，学生们应该以个人或小组的形式，至少进行一次“真正的”科学探究活动。他们要在教师的指导下，自己提出课题、设计方法、做出计划、实施计划，并最后写出报告，进行交流。

在参与探究时，学生应该掌握科学探究的一般技能，包括：提出问题、作出假设、制定计划、收集证据、得出结论、表达和交流的科学探究能力。

让学生进行探究的真正意图，不仅在于掌握生物学知识本身，也在于让学生学会科学探究的一般方法，让他们亲身体会到科学家是如何困惑于问题、如何假设问题的“答案”、考虑从哪些途径去解决问题，并以此渐渐地养成探究的态度、方法和思维的品质。

（2）科学思维的方式包括形式逻辑思维、批判性思维和发散性思维等。科学的思维习惯不神秘，也不是科学家所特有的，是每个高中生应该具有的思维习惯。一个人一旦掌握了这样的思维方式，无论他从事何种职业都可以更高效地工作并终生享用。在《标准》的目标中，第一次提出了批判性思维的要求。批判性思维是对自己或别人的观点进行反思、提出质疑、弄清情况和进行独立分析的过程。在科学教育中培养学生的批判性思维尤其显得重要，有了这种思维品质，学生就能够对生物学问题做科学的分析及批评，做出理性的决定。同时，在实践中当自己的意见与绝大多数同学不同时，能够勇于发表自己的见解，敢于坚持，而不是人云亦云。

（四）科学、技术与社会（STS）

高中生物课程对学生进行STS的教育，目的在于使学生理解科学的本质、理解技术的本质和特征，认识科学、技术、社会之间的关系，即教育、教学内容的出发点既要考虑科学、技术知识本身，也强调三者之间的关系。在STS的教育中，教师要注意渗透以下观点：

科学是知识的一种存在形式，是人类长期努力探索的产物。但是，科学不仅仅局限于具体的科学知识，即结论性的知识；它包括在历史中逐渐形成的一套行之有效的方法，即程序性的知识，包括探究、实验、观察、测量、对数据的分析、结果的报告。

技术是对包括不同学科内的不同科学概念和技能方面的知识的应用，同时也是为满足和解决一些特殊的需要和问题而对诸如材料、能量、工具的应用。技术同科学一样，也包含一种求知的方法和一个探究、实验、解决问题的过程。

科学提供知识，技术提供应用这些知识的方法，而价值观念则指导人们如何去对待这些知识和方法。

科学、技术与社会是紧密相连的。解决技术问题需要科学知识，而一项新的技术的产生又使科学家有可能用新的方法来扩展他们的研究、获取新的知识。

技术对社会的影响通常比科学对社会的影响更为直接。

学生在生物课程的学习过程中，通过参与和解决现实世界中具体问题，来获取科学与技术的知识；增强正确的态度、价值观和社会责任感。这样，在日常生活中，他们就知道如何把所学的知识和方法与实践相结合，对科技引发的新的问题进行思考和判断，当他们参与社会活动时，能够依照正确的价值观对某些问题做出合理的价值判断，并能够采取适当的行动。

《标准》提出关于科学素养的理念，就是要把我们在教学中只注重对学生科学知识的传授转向全面的提高学生科学素养的教育，强调学生在生物学知识，科学探究的技能和思维品质，态度、情感、价值观以及对科学、技术和社会的认识等领域的全面发展。本书中对科学素养的理念的介绍，并不是对这一理念的全面讲解，只是就那些我们在以往教学中被忽视，而又是《标准》中突出强调的部分作了一些粗浅的说明，供老师们在贯彻《标准》的过程中参考。由于篇幅的限制，对于实验技能、爱国主义教育等我们以往十分熟悉、具有传统优势的内容文中没有涉及，但它们仍然是我们在新课程中要保持和发扬的。