关于初中生生物科学素养的培养研究

北京师范大学 教育技术学院 郭娜

【摘要】生物科学素养的培养一直是初中生全面发展的一个重要目标。本文在综合分析现有对初中生生物科学素养的培养的研究文献基础上，对其中的培养方法进行了分类归纳，并提出了其中存在的问题以及建议的解决方法。

【关键词】初中生 生物科学素养 培养研究 文献综述

abstract

Biological science literacy training has been an important goal of the comprehensive development of junior high school students. On the basis of a comprehensive analysis of the existing literature on the junior high school biological science literacy training research, this paper classified and summarized the methods of cultivation and presented problems in the training research and recommended solutions.

Keywords: Junior high school student, biological science literacy, training research，literature review

目录

1科学素养与生物科学素养的概念明晰

1.1科学素养

在科技传播特别是在科学普及研究中,科学素养是一个重要的概念,与科学普及的目标、意义等密切相关。科学素养成为日常领域中国民素质的重要方面,已成为一个深人人心的教育口号。[1]在英文中,科学素养(scientific literacy)通常和另一说法“公众理解科学”(public understanding of science)同义。

对科学素养的解释还处于研究完善阶段，并没有形成统一、广泛认可的表述，近些年来出现了一些重要的变化，从最初指称公众拥有阅读和理解与科学相关的文章的能力，到目前强调对科学原理及其在日常生活中的应用的理。早期的科学素养定义往往会列出一个需要公众具备的、长长的技能清单，20世纪70年代学者们提出“实用科学素养”、“公民科学素养”、“文化科学素养”概念，尝试通过分层更精确地讨论科学素养问题。所谓“实用科学素养”指的是公众拥有能够用来解决实际问题的科学知识，“公民科学素养”指的是作为一个公民应该拥有能够参与政策议题讨论的科学知识和科学认识，“文化科学素养”则指公众能够将科学看作人类卓越的文化成就。

关于科学素养概念的阐述，其中有代表性的四个为：1、国际经济合作组织（OECD）认为，科学素养是运用科学知识，确定问题和作出具有证据的结论，以便对自然世界和通过人类活动对自然世界的改变进行理解和作出决定的能力；2、国际学生科学素养测试大纲（PISA）中提出，科学素养的测试应该由三个方面组成：科学基本观念、实践过程、科学场景，在测试范围上由科学知识、科学研究的过程和科学对社会的作用三个方面组成；3、美国学者米勒认为，公众科学素养由相互关联的三部分组成：科学知识、科学方法和科学对社会的作用，具体说就是，具有足够的可以阅读报刊上各种不同科学观点的词汇量和理解科学技术术语的能力，理解科学探究过程的能力，关于科学技术对人类生活和工作所产生的影响的认识能力；4、欧盟国家科学素质调查的领导人J·杜兰特认为，科学素养由三部分组成：理解基本科学观点、理解科学方法、理解科学研究机构的功能。

在本文中，我们采用美国学者米勒的科学素养概念定义，并根据一般学科科学知识的分类，对其中的生物科学素养进行调查研究。

1.2生物科学素养

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。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, 并将其作为生物学课程的基本目的。我国对中学生物学课程应提高学生的生物科学素养的认识正在被广泛接受。《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》和《普通高中生物课程标准(实验)》中, 提出以提高学生的生物科学素养为课程的主要目的。其中，《标准》提出关于生物科学素养的概念，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、科学探究技能、情感态度与价值观、思维品质以及对科学、技术和社会的认识等领域的全面发展。

董宇达在《初中生生物科学素养现状的调查分析及思考》中认为，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。^[1]生物课程的根本任务就是提高学生的科学素养。

王玉英在《提高中学生生物科学素养初探》一文中指出，我国将生物学教育提高到一个新的高度。课程标准提出“提高学生生物科学素养”的概念，是期望学生通过生物课的学习能够在四个领域得到发展：①好奇心，生物学教师的任务就是培养学生对科学现象产生好奇，并将这种好奇心转变成对科学和对学习科学的积极态度；②诚实，在生物学教育中，培养学生诚实的品质就要求学生要真实地报告和记录在实验中观察到的东西，而不是他想象中应该是的东西，也不是他认为老师想要的东西；③合作，团体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，生物学素养的高低是一个连续变化的过程，每个学生都处于这种连续变化的不同位置上，在科学实验探究的过程中，鼓励学生质疑精神的发展，保护学生的创造力是生物学教师的基本素养。

2培养初中生生物科学素养的必要性

当今世界各国的竞争实际上就是科技和人才的竞争，因此，全面提高公民的科学素养已成为各国政府科学教育的重要目标。作为世纪发展最为迅速的自然科学之一，生物学在健康、科技等领域的作用突显，生物科学素养成为科学素养不可缺少的组成部分，生物学作为自然科学的分支，是中小学科学教育的重要组成部分,学生生物科学素养的程度关系到整体科学素养的提高。初中阶段是中学的开端，是培养科学素养的关键时期，初中生物科学素养作为初中生科学素养的组成部分，是学生的自身全面发展和终身发展的需要，是学生未来生活和工作的需要，是学生未来参与竞争的需要，是形成一种科学的、文明的和健康的生活方式的需要。

初中教学法大纲明确要求：要面向全体学生，以提高学生的科学素养为宗旨，以培养学生的创新精神和实践为重点，以促进学生转变学习方法变被动接受学习为探究式学习，提高全体初中学行的生物科学素养，倡导探究性学习。^[14]

总之,提高学生的科学素养将成为基础教育科学课程改革的首要任务，而生物科学素养是其中的重要方面，因此，培养初中生的生物科学素养有很大的必要性。

3现在的培养模式

3.1加强实践动手能力，变验证性实验为探究性实验

根据《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》的要求，为提高生物科学素养，学校积极提倡加强生物实践动手操作能力和实验教学并培养学生实验观察能力。首先生物学是一门实验性很强的科学，重视实验教学，培养探究创新实践能力是新课标的最大特点之一；其次，科学技能是构成科学素养的另一个基础要素，新课标对此有明确要求，实验操作能调动学生的参与意识。在教学中，采用开放实验室、课内课外相结合的形式，加强实验操作，让学生多动手、多实践，从操作的角度培养学生的科学技能，并严格要求学生在操作过程中科学观察、记录、完成实验报告，通过分析和解释实验中产生的现象或数据，得出符合实际的科学结论，可以有效地激发学生学习的内在动机和培养学生的生物学技能，也是提高学生学习兴趣的一个重要手段。^[13]最后，在平时的教学过程中，通过使验证性试验转变为探究性试验，让学生在学习设计、动手操作、尝试分析中体验科学研究的滋味。

3.2加强教学与生活生产实践联系

在与生活生产实践联系上，就如何培养初中生的生物科学素养，从分析文献的结果看，主要集中在社会调查和社会实践方面，比如开展社区服务，进行研究性学习以及开展课外科技活动等。

研究性学习是以学生的现实生活和社会实践为基础开发课程资源,通过学生在动态、开放、主动、多元的学习环境中的主动参与、感受、体验,从而培养学生的思维品质和能力的过程。由于重视学生在学习过程中思维方法的掌握、感受和体验,学生就成为了某一个课题的提出者、设计者、实施者,学生真正被置于学习的主体地位，这对培养学生优良的道德品质,形成良好的心理素质和创新意识等有重要的意义。^[6]

课外科技活动是科学研究的基本雏形,是培养学生生物科学素养的重要渠道之一。^[8]生物课外科技活动包括栽培和养殖、生物科学小实验、科技小制作、当地生物资源和生态环境调查、学术报告、社会实践等。在参加农作物、蔬菜、花卉栽培, 食用菌培育与小动物饲养等科技活动中,学生直接观察动植物和食用菌的生活习性、形态结构,可丰富和完善教材的生物科学知识,培养学生的科学精神、科学意识、科学品质和科学能力, 使其掌握正确的科学方法。教师要广泛开展生物课外科技活动,培养学生的生物科学素养。

3.3增加生物史的教育

生物科学的发展史是生物学家们不畏艰辛、甚至不惜献出生命来奋勇探索的历史。^[11]学习生物科学史可以了解过去，把握现在，展望未来。学习生物科学史，还可以对生命科学发展有一个整体的认识，树立科学的世界观，学习到正确的科学方法和科学家的奋斗精神，以此来指导学生的价值观和世界观的形成。通过了解生物科学发展的过去以及现在，可以预见生物科学的将来，让学生对生物学产生好奇和兴趣，还开阔了视野。也通过一个个科学家科学研究的故事，树立不畏艰险、不怕失败、坚持不懈的钻研精神，也培养了学生的生物意识。如孟德尔做“豌豆杂交试验”经历了 12 年的风风雨雨，终于得出了基因的分离定律和自由组合定律；达尔文的 5 年环球航行把他由一个神创论者变成了一个进化论者。很多生物学家都为科学的发展做出了很大的贡献。现代生物科学的发展也给我们的生活带来的好处，杂交水稻的研制成功、人类基因的测序完成等等，都会让学生觉得生物科学就在他们身边，无处不在，与现实生活息息相关。

3.4渗透STS教育

STS 教育是近年来世界各国科学教育改革中形成的一种新的教育构想，它强调科学、技术和社会三者之间的相互影响，教学过程中教师要引导学生将课本知识与社会、生活与生产等实际问题相联系，做出正确的决策，做到学以致用；引导学生运用所学的概念、原理分析和解决新的情境下和现实生活中的实际问题。^[15]例如：在七年级下册生物“人体内物质的运输”中讲到血液，可以联系到造血干细胞的相关知识并进一步使学生了解白血病的简单发病机理及治疗，呼吁学生捐献造血干细胞，建立正确的献血观念。学生在珍惜生命、关爱他人的情感上也得以升华。在学习生态系统时提到环境污染、臭氧层破坏等威胁人类的问题，让学生切身体会到保护环境的重要性。在生物技术版块学习的基因工程和克隆技术，这样先进的科学技术给人类带来好处的同时，也应该看到克隆人是否违背伦理道德、转基因生物是否破坏生物多样性等方面所带来的新情况。

3.5家庭、社会、学校提供良好环境

父母是孩子的第一任老师，良好的家庭环境有利于孩子各方面的发展，包括科学素养的培养，所以父母自己要为孩子做好榜样作用，提高自身的科学素养。

社会应该为学生提供更多的科普活动场所和参与科普认识的机会，使学生能够在学校的课堂之外获取更多的及时的生物学信息。同时社会导向也不能只是指向中考过后考入重点高中的人数，而应该把关注的重点集中在学生的整体水平提高上来。

学校作为科学素养的主要培养阵地，除了基本的课堂教学策略上来提供初中生的科学素养，还可以在课程建设上进行改进，比如学校可以开发优秀的课程资源，设立本校独特的校本课程，充分利用校内生物资源。

3.6教学手段多样化，结合当前生物学热点和生物科技前沿进行教学

在初中生生物课堂教学的教学手段上，现在逐渐意识到教学手段应多样化，不仅有课堂的讲授法，还可以开展合作学习，合作学习是指学生在小组或团队中为了完成共同的任务，有明确的责任分工的互助性学习。合作学习既有助于培养学生的合作精神、团队意识和集体观念，又有助于培养学生的竞争意识与竞争能力；合作学习还有助于因材施教，可以弥补一个教师难以面向有差异的众多学生教学的不足，从而真正实现使每个学生都得到发展的目标。^[17]

除了合作学习，提到最多的还有探究性教学，它不仅引导学生了解科学探究的过程，让学生掌握科学探究的方法，还培养了学生科学探究的能力。科学探究的过程主要涉及提出问题、猜想结果、制定计划、观察、实验、制作、搜集证据、思考得出结论、表达与交流等活动。在科学教学中，我们要创造一切条件和机会，引导学生参与科学探究活动，让学生通过动手动脑、亲自实践，充分感知体验的基础上，内化形成科学知识，掌握科学探究方法。

结合当前生物学热点和生物科技前沿进行教学,可以提高学生的学习兴趣，兴趣是作好一切事的前提,每个学生生来就对周围的事物充满好奇心,特别对大自然有生命的生物充满了好奇,教师在教学中结合当前的生物学热点和生物科技前沿，让学生感觉到学习也是一件很生活化的事，可以消除学生对学习生物知识死记硬背的逆反感，体验到学习即生活，在潜移默化中培养学生的生物科学素养。也让学生体会到生物科学与人类自身的密切关系，培养学生的科学价值观。

3.7注重科学品质培养，转变教学思想

科学素养较之传统的科学教育目标的一个区别就是更加关注科学品质的发展。传统的科学教育目标主要关注学生的知识、技能和方法等方面的培养，很少关注他们的情感态度和价值观以及科学精神等方面的发展。科学品质是科学素养的最核心部分。如果对科学没有兴趣，即使科学知识学得再好，科学研究也可能会产生负面作用。其次，科学精神是科学的本质和灵魂，学习生物科学知识，不但要让学生了解科学的过程，理解科学的本质，更要养成科学的态度和科学的精神，让学生认识到科学的进步与成功，凝聚了无数科学家的心血，他们的每一步成功都经历了无数次的挫折和失败，让学生体会到科学研究需要有顽强的毅力和聪明的才智以及不断的探索通力合作，才能取得成功。

生物科学品质的培养还有一点，就是要培养学生形成主动发现问题，解决问题的思维习惯，并且在坚持不懈的探索中寻找解决问题的方法和答案。科学探究都源于对某些事实产生疑问，问题意识是科学研究的前提，在介绍科学家的成就时，科学家如何发现问题，又是如何在一个个的问题的指引下接近真理的历程，能帮助学生提高问题意识，养成良好的质疑品质，敢于质疑，善于质疑，实现思维的创新，发展学生创新能力。

另外，教师的教学思想要从升学考试的束缚中逐渐解脱出来，站在学生全面发展、终身发展的高度，给学生教授知识、技能与能力，让学生感受到学习即生活，在生活中学习，在生活中成长，在生活中发展，消除学生对学校、学习的逆反感，感受到学习的魅力，学校的乐趣。

4存在的问题

根据前面的文献整体分析，首先，我们发现关于初中生生物科学素养的培养研究主要集中在初中生的生物课堂教学上，包括教学思想转变、教学方法手段的改进、渗透STS和生物史教育，以及要求学校、家长、社会提供优良的学习环境等，但是对于初中生如何在其个人身上全面发展生物科学素养的研究不多，仅仅有部分文献稍微提及，对于研究的深度还有待推进；其次，在本身生物课堂教学上，大部分的文献在如何培养初中生的生物科学素养上方法雷同度较高，缺少创新思想；最后，针对初中生的生物科学素养培养未能很好的突出初中学生的发展特点，也很少有涉及针对初中生的生物科学素养的针对性研究，大部分都存在适应范围太广的问题，问题解决针对性较差。

5建议

针对文本第四部分提出的三个问题，本文有如下的建议：

1. 加强学校与社会的沟通，建立学校与科技场馆或博物馆的定期交流机制，让学生走出课堂，走进生活，体验科学，培养科学素养。

2. 扩展学生获取科学知识的途径，报纸、图书、期刊、广播、电视、互联网都可以让学生从中学习生物科学知识，培养初中生发现问题、解决问题的科学思维方式。

3. 转换研究视角，从多学科交叉，或多学科研究问题的视角对初中生的生物科学素养培养的进行研究，创新培养手段，创新培养精神。

4. 分析初中生的生理、心理、社会环境特点，建设有针对性的生物科学素养培养方案，让初中生感觉到他们的特别之处，让他们在全社会的关爱下全面健康发展成长。

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