生物科学探究的一般过程范文

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生物新课标的“新”主要体现在新的课程理念和课程目标，即情感态度与就爱只管目标的提出。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、科学技术与社会四个维度来看，“提高生物科学素养”既是生物新课标提出的基本课程理念，又属于情感态度与价值观范畴，应该受到教师的重视。但是，在以往的教学中，教师却更注重基础知识的掌握和基本技能的训练，忽视对学生情感态度与价值观的培养，而新课标的提出恰使这一缺陷得到有效的弥补。教材中的生物科学史蕴含了丰厚的科学素养，它为生物科学知识提供重要的科学概念、原理、事实和方法技术，体现出科学理论的形成是一个不断探究、深化、修改的过程。教师若能在教学中有效的利用生物科学史，它将为提高学生的科学素养作出巨大贡献。以下，笔者就以有效教学策略整合生物科学史，提高学生生物科学素养进行阐述。

一、有效教学的含义

有效教学指教师在遵循教学活动的客观规律下，以尽可能少的投入，取得尽可能大的教学效果的一种教学活动。简单地说，就是教师要选择适当的教学策略整合教学内容，学生通过课堂学习，有效的的完成教学的三维目标。与传统的教学方法相比，有效教学以其开放性、实践性和生动性著称。

新的生物课程标准要求提高学生生物素养，倡导探究性学习。这要求学生在理解、掌握科学知识的同时，注重情感态度和价值观的培养。为达成这一目标，提高教师教学的有效性，就显得十分紧迫和必要。

二、生物科学史实施有效教学策略的研究

1.探究性学习策略

探究性学习是指学生在某学科领域或现实的生活情境中，选取某个问题作为突破点，通过质疑、发问、调查研究、分析讨论，最终解决问题，从中学生能够获得知识、激发兴趣、掌握科学探究的一般方法和程序，形成相应的科学观点和科学精神。按照教学方法的不同，可分为：发现探究式、问题探究式和归纳探究式，本文以归纳探究式的教学策略为例进行探讨。

教师要充分利用生物科学史这一有效资源，让学生在已有知识的基础上，根据老师的问题，收集事实，提出假设，在教师的逐步引导下，得出结论，解决问题。学生通过深入思考科学家们的研究过程，体会他们的科学态度、科学精神，习得科学探究的方法，掌握科学探究的一般技能，更好的理解科学知识，拓展自己的科学思维。有的时候，获得有效的学习方法的意义要远大于科学知识本身，就如美国科学家爱因斯坦所说的“ 你要知道科学方法的实质，不要去听一个科学家对你说些什么，而要仔细看他在做些什么。”生物科学史涉及知识目标、能力目标、情感态度和价值观目标三个维度，对培养学生的生物科学素养起着举足轻重的作用。教师在教学中，不应该只重视科学家们的研究结果，更应该带领学生跟着科学家一起，去探索、去发现，去主动获取知识与技能，体会科学家们浓厚的爱国主义情怀和不畏艰险、勇于探索、持之以恒为科学献身的敬业精神。

2.生物膜结构探索历程的归纳探究式教学

导入：课前，要求学生们收集课程相关的材料，可以是相关的知识，也可以是科学家们在探索中发生的趣味小故事。课上，教师拿出用橡皮泥制作的真核细胞的三维结构模型，提供三种用于制作细胞膜的材料，问学生哪个更适于体现细胞膜的功能？学生做出选择后，由教师宣布开启今天的细胞膜探索之旅。通过问题激发起学生强烈的好奇心和对知识的渴望，培养学生的科学态度。

教学过程：介绍欧文顿实验过程，让学生回答实验现象与假说。设疑：正是有了实验观察，科学家才有了严谨的推理和大胆的假设，才会使膜是由脂质组成这一假说在19世纪被提出，那假说是否还需要进一步的验证和完善呢？引出后来一些科学家验证假说及提出新假说的过程。学生体会科学理论的形成是一个不断探究、深化、修改过程的真谛。到罗伯特森提出了细胞膜的“三明治”结构，这一过程体现了科学家探索之路的艰辛、思维的严密，同时也伴随着科学技术的不断进步，让学生去体会科学家的科学精神，明白科技进步需要新技术的支持。学生讨论“三明治”模型有哪些局限呢？新技术―电镜冰冻蚀刻技术的出现，揭示了细胞膜结构中蛋白质的分布。到此，学生们了解了科学研究的一般方法和步骤。最后，桑格和尼克森总结生物膜流动镶嵌模型，学生在头脑中形成清晰的知识脉络。

课堂小结：在知识总结后，问一问学生：科学研究是很多科学家共同参与、共同努力的结果吗？科学研究过程是否真的离不开技术支持呢？科学研究需要理性思维和实验的结合吗？科学知识的建立过程是一个不断开拓、继承、修正和发展的过程吗？这节课，在有效的完成新课标中相应知识目标、能力目标的同时，升华学生的情感、态度和价值观。

因此，笔者认为，用探究性教学策略整合生物科学史的教学行为是有效的。它能在完成知识目标和技能目标的同时，培养学生的情感态度和价值观。充分满足生物课程改革的要求，方法简便、易于掌握和运用，是实际教学中行之有效的策略之一。

参考文献：

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《普通高中生物学课程标准》的基本理念之一是“提高生物科学素养”，生物新教材中加入了大量的生物科学史素材，如何将这些灿烂的生物科学史应用于日常教学并达到提高学生科学素养的目的，是我们每位高中生物教师应当努力思考并认真实践的课题。

一、关于高中生物科学史教育

1.生物科学史概念的界定

生物科学史是以生物科学产生和发展的过程为轮廓，以科学发展历程中带有重大转折作用的课题及事件为主线，用翔实的资料论述科学家的创造性劳动，生动地描述他们进行科学探索的思维过程和方法。在高中阶段，我们无需对整个生物科学的发展历程进行研究，我们关注的仅仅是教材中涉及的对我们理解知识有帮助的一些经典史事，从中我们可以体会科学探索精神，领悟科学探究的一般方法。

2.科学史教育的内涵

美国著名的科学史家萨顿说过：“一部科学史，在很大程度上就是一部工具史，这些工具，无论有形或无形，由一系列人物创造出来，以解决他们遇到的某些问题。”生物教师要带领学生感悟科学前辈们的科学探究方法，以此来指导学生的探究活动。反之，学生实施探究活动又为实践科学方法提供了切实的锻炼机会。两者互相促进，体现了理论与实践相结合的模式，对提高学生科学素养具有重要意义。

二、生物科学史教育在培养学生生物科学素养方面的实践价值

1.灵活运用科学史，激发学生的学习兴趣

恰当引用教材中出现的科学史事，可以激发学生的学习兴趣。有的科学史料能够作为新课的引入，例如，在导入伴性遗传时，若教师引用教材中关于色盲症的发现过程，可以在上课伊始就把学生的学习兴趣调动起来。有的可以提高学生对学科知识的理解，例如，学习完蛋白质的相关内容后，教师可以引导学生阅读科学史话――世界上第一个人工合成蛋白质的诞生以及科学前沿――国际人类蛋白质组计划。这两个科学史料不仅可以加深学生对蛋白质知识的理解，还可以激发学生进一步学习的兴趣和欲望。

2.巧妙运用科学史，引导学生掌握科学研究方法

生物科学史一般要经历提出问题、做出假设、设计实验、实施实验、推论总结等过程，学习生物科学史能使学生理解科学的本质和科学研究的方法。如，学生学习了萨顿的假说“基因在染色体上”后，对于萨顿所运用的科学研究方法――类比推理有了一定的认识，知道这种科学方法存在局限性，即结论没有通过实验的证明，至此学生会有疑问如何设计实验能证明基因在染色体上。此时教师巧妙引入摩尔根的科学故事，摩尔根无论对自己的假说，还是对别人的学说，都一概采取依靠事实和运用实验来检验理论是否正确的科学态度。学生阅读故事的同时感悟着科学探究的一般过程。

同样，在讲授光合作用的探究历程、酶本质等生物学知识时，都可以巧妙引用科学史，让学生领悟单一变量、对照实验等科学实验原则，引导学生一步步地完成科学探究。

3.适时运用科学史，渗透科学研究精神

在教材中写入科学家的姓名和事迹，不仅是对科学家的一种尊重和褒扬，更是对青年学生的一种教育。这种教育主要是科学家人格力量、科学态度、工作精神和人生观、价值观等对学生的启发与感召。

教育学生应该拥有怀疑的科学精神。摩尔根对孟德尔遗传规律的确证过程就是最好的例子。由于摩尔根在自己所进行的实验中没能取得类似的结果，他便对遗传定律产生了怀疑，于是，他勤奋地进行了一系列新的实验，当大量的果蝇实验结果确证了孟德尔的定律之后，他不仅承认，而且还发现了新的定律。

教育学生拥有探幽入微的研究精神。当克劳德决心把细胞内部的组分分离开，探索细胞内组分的结构和功能时，遭到了许多人的冷嘲热讽，认为把好好的细胞弄碎毫无意义。但是克劳德坚信这样做是十分必要的。经过艰苦的努力，他终于摸索出采用不同的转速对破碎的细胞进行离心的方法，将细胞内的不同组分分开。

以上这些生物科学发展史中鲜活的事例，能让学生从中受到感悟与点化，进而让他们形成正确的世界观、价值观、人生观。

综上所述，教师利用生物科学史教育，可以提高学生生物科学素养，让他们掌握生物科学概念，提高科学探究能力，理解科学、技术与社会的相互关系，形成科学的态度和价值观。

参考文献：

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【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2014）09B-0111-02

生物科学史全方位地展示了生命科学产生、形成、发展、演变的历程，它包含着实验探索、理论形成的科学规律与方法，每个科研成果的背后也蕴涵着科学家伟大的科学精神与人格魅力。《普通高中生物课程标准》中提出：“学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路，学习科学的本质和科学研究的方法，学习科学家献身科学的精神，这对提高学生的科学素养是很有意义的。”在生物教学过程中，教师应该重视生物科学史的教学，以趣味的科学故事激发学生的学习热情，以经典的科学实验帮助学生理解生物学知识和提高探究能力，以科学家严谨务实、一丝不苟的科学态度陶冶学生的科学精神，从而实现生物教学的目的。对此，文章从以下四个方面探讨生物科学史在生物教学中的教学价值。

一、利用生物科学史的趣味性提高学生的学习兴趣，激发其学习热情

在学习生物科学知识的过程中，很多学生会觉得枯燥乏味，甚至深奥难懂，因而对生物学习缺乏兴趣。事实上，生物科学史中不乏逸闻趣事，教师应在课堂上结合教学内容，列举一些有趣的事例，吸引学生的注意力，提高其学习兴趣。爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师”，学生对所学知识产生兴趣，就会提高其学习的积极性，从而提高学习效率。在生物课堂教学中，教师利用生物科学史导入新课，除了能够迅速使学生集中注意、激发认知需求外，还能促使学生形成学习期待。例如，在讲授细胞结构的知识点时，可以向学生讲述英国物理学家和天文学家罗伯特・虎克发现细胞的故事来导入；在讲解条件反射知识点时，可以向学生介绍俄国生理学家伊万・巴甫洛夫通过观察狗吃食物发现非条件反射的故事等。可见，教师应善于收集一些与生物教学有关的故事情节，在课堂上将生物科学史与生物教学巧妙融合，增加生物学知识的趣味性和故事性，从而激发学生的学习热情，促使其主动学习。

二、利用生物科学史的渐进性理解生物学知识，突破重难点

生物科学史是生命科学研究成果的发现过程，是揭示生命奥秘的过程。在生物教学的过程中，以科学史作为教学材料，能够顺理成章地展现生物科学知识的形成过程，有助于学生全面理解生物学基础知识，构建完整的知识体系，这也符合学生的认知规律。另外，层层递进的科学史知识，能够帮助学生深入地理解生物课堂上的重难点内容。

通过科学史可以全面了解生物科学的具体研究方法和思维方法，从而积累更多的知识经验，拓展学生的思维空间，提升学生突破重难点知识的综合能力。例如，在讲授高中生物《光合作用》的内容时，教师可将光合作用的发现史贯穿在课堂教学中，如讲授光合作用的产物时，可结合1864年德国科学家萨克斯的绿叶遮光实验来讲解；讲授光合作用的场所时，可通过1880年德国科学家恩吉尔曼用水绵实验来讲解；讲授光反应中氧气的来源时，可以结合1939年美国科学家鲁宾和卡门的氧同位素标记的实验来讲解。可见，不同的实验体现了不同的研究方法和思维方法，可加深学生对单一变量、对照等实验原则的理解，以及对同位素标记法等科学研究方法的掌握，从而使生物教学的重难点知识得以突破，提高学生解决问题的综合能力。

三、利用生物科学史的经典性体验科学过程，提高学生的探究能力

生物科学史中的一些经典实验，蕴涵着独特的生物学思维和科学研究方法。利用科学史上的经典实验进行教学，是培养学生探究学习能力的一个有效措施。在生物科学史课堂中，教师要灵活运用科学史，引用科学史资料来导入新课，创设探究情景、营造探究氛围，以发散学生思维，提高其科学探究能力。生物科学发展的历史就是一部科学探究的历史，在教学中可普及一些科学史的知识，让学生从中体验科学探究活动的整个过程。教师把经典的科学探究实验引入生物课堂，让学生身临其境地思考与探索，自主设计实验方案，感悟科学探究过程，理解科学家发现、探索和解决问题的科学精神。例如，在讲授“遗传定律”的内容时，可以融入奥地利生物学家格里哥・孟德尔经典豌豆实验的科学史，按照“假设――演绎法”的推理探究模式进行教学，使学生在体验遗传规律探究发现的过程中，不断深化对遗传定律基础知识的认识，掌握科学探究的基本方法，提高探究学习的能力。可见，教师在生物课堂上可以通过具体的科学史实例，让学生亲身体验科学探究的一般过程，即观察科学现象――提出科学假设――设计科学实验――假设的证实或证伪，培养学生的发散思维，提高其探究能力。

四、利用生物科学史的严谨性树立学生的科学观念，培养其科学素养

科学素养包括两个层面：一是对知识、情感和技能的掌握程度，二是在原有的基础上不断提升自身科学素养的能力。新课程改革的理念倡导转变学生的学习方式变被动为主动，提倡学生主动参与、勤于动手、乐于探究，注重培养学生搜集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力，全面提高学生的科学素养。学习生物科学史，就是追寻科学家探索生物奥秘的脚步，深入地理解生物科学的本质和科学研究的方法。生物科学史的故事中蕴涵了科学家的科学态度及精神，例如，青霉素的发现是1928年英国细菌学家弗莱明严谨不苟、求真务实态度的成果；自然选择学说的创立是英国生物学家达尔文合理质疑、勇于创新意识的指引；奥地利生物学家格里哥・孟德尔潜心研究了八年的植物杂交实验，最终总结出重要的孟德尔遗传规律，也体现出科学研究需要坚持不懈、一丝不苟的科学精神。在课堂教学中，教师应渗透这些生物科学史教育，有助于学生养成科学态度和科学精神，让学生在理解科学实验的发展过程中，提高学生发现、探索与解决问题的能力。因此说，科学实验的严谨性渗透在科学史中，能够帮助学生树立科学观念，培养其科学素养。

综上，生物科学史中蕴涵着科学家对生命世界探索的精彩片段，有效的生物科学史教学应选择适合的材料、运用恰当的手段，才能达到最佳的教学效果，让学生身临其境般地感受和领悟科学探索的过程。生物科学史是一部揭示生命科学发展历程的探究史，科学史的学习将知识传授、能力培养和情感态度价值观的发展等三个方面的教育融合起来，其趣味性能够激发学生的学习兴趣，使学生主动地沿着科学家探索生物奥秘的道路去发现与解决问题，真正理解生物科学的本质，感受生物科学蕴涵的精神，从而培养学生的科学思维方法和科学探究能力，促进学生科学而全面的发展，对培养学生的科学素养具有重要作用。

【参考文献】

[1]胡永.润物细无声――分析科学史在生物教育中的作用[J].中学生物教学，2008（6）

[2]黄丽坚.浅谈科学史在生物教学中的应用[J].中学教学参考，2011（17）

[3]丁金昌.应用生物科学史在教学中突破难点[J].生物学教学，2008（2）

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生物科学史是研究生物学概念、科学理论和科学思想的产生、演化过程及其发展规律，考察科学家的生平、成就、思维方式及研究方法上的特点。探讨科学家科研中的成败原因，研究科学家发展中不同观点和理论之间的纷争与融合，考察科学发展的内部逻辑、外部动力和相互关系，研究科学与发展的关系等等[2]。在生物课堂教学中加强生物科学史教育，在一定程度上是顺应学生身心发展特点。在教学基础上增加生物科学史教育，利用学生的好奇心作为激起兴趣为切入点，将学生的兴趣上升为学习的乐趣。另一方面，生物科学史同时向学生介绍科学家的奋斗历程、曲折经历等生平事迹。在科学探索过程中，科学家身上折射出的执着，求实，刻苦等高尚品质是一种宝贵的教学财富。所以在生物教学中增加生物科学史教育，不仅能培养高中生学习兴趣和实验能力以及创造性思维能力，也能培养他们发现问题、分析问题和解决问题的能力，更能使他们形成积极的科学态度和科学习惯。以高中生物人教版必修一以光合作用为例，在正式学习光合作用过程之前，进行光合作用科学史讲述，包括什么是光合作用，光合作用的意义以及光合作用是如何发现的等，教师可以用趣味性的，故事性的口吻来讲述，学生的兴趣能够得到激发，而且在轻松愉悦的氛围中学生也更乐于去汲取更多的生物学知识，更进一步提高学生的生物科学素养。

二、倡导探究性学习，培养学生自学能力和创新精神

探究性学习的三个基本目标是理智能力的发展、深层次的情感体验、建构知识掌握解决问题的一般方法。探究性学习是问题性、过程性、开放性的统一[3]。在探究性学习的教学中，教师是学生学习的引导者和促进者，而学生则是探索者、发现者，这种新的学习方式在我们今天的生物教学中培养学生科学素养有重要的指导意义。探究性学习的目的和新课标对学生的目的要求是一致的，都是提高学生的综合素养，是培养学生综合能力的一种学习方式。那么，在探究性学习中，要注意哪些问题呢？

首先，教师角色定位。虽然探究性学习倡导的是学生自己去发现、探索新知识，但是他们的学习仍然是具有一定的被动型的，所以要求教师能够有计划有目的并且有组织的进行，学生的独立学习能够进行下去，必须要有教师的引导，他们的学习效果才有可能事半功倍。因此在探究性学习中，要求教师的角色是引导者，教师要扮演好引导者这个角色，就必须做好充分的准备。在上课之前，教师可以根据教材准备导学案，内容包括本堂课的学习目标，重难点和基础知识以及基本技能、相关知识回顾和学生自测等。课堂上教师提出事先准备的问题来吸引学生注意，激发学生自觉解决问题的欲望。需要注意的是，在学生分析问题时，教师的职责是为学生提供时间和空间方便他们进行思维的交流和碰撞，切不可在一旁急于纠正学生的错误。在课堂的最后，教师着重对学生理解、讨论不透彻的问题进行精讲，帮助学生对深奥的生物学知识的理解。讲解完成后，将导学案上的本节课学生学习成果自测让学生独立完成，并由教师回收批阅。

其次，学生的角色定位。针对问题的探究活动是探究式学习的中心，学生在遇到各种使他们困惑的问题时就要想方设法寻找问题的答案，他们可以经过推理分析来找出解决问题的方向，然后通过观察和实验来收集事实;也可以通过其他的资料来进行归纳比较和分析，以形成对问题的解释;在经过讨论和交流后进一步澄清事实，发现新的问题，对问题进行更深入的研究。学生在主动参与的过程中进行学习，在探究问题的活动中获取知识，所以学生能更容易了解科学家的观点和科学精神，在做科学的过程中学习科学。

三、重视实验教学作用，训练学生生物学方法的养成

生物学实验无论是在生物科学发展的历史中，还是现代生物学的研究中，对生物学理论的建立，对科学方法和思想方法的获得，以及对学生各方面能力的培养都有十分重要的意义[4]。通过对近年来的高考试卷分析，我们不难发现，生物{考试卷每年都会有涉及关于实验设计的题目，是对学生实验设计综合能力的考核。但目前我们的生物实验教学中大都停留在教师讲学生做的阶段，实验步骤都是按照教师事先准备好的来做，学生操作也大都是在教师演示后进行的。学生欠缺对实验设计的思考，这有悖于实验本身的意义，它要求学生能够探究获取未知的东西。因此，在实验教学中，我们应当给予重视，改革实验的教学方法。

为了学生的生物科学方法的建立和形成，在实验教学中教师可以多加强学生探索性或者设计性实验的学习。教师可以引导、启发学生对现有实验进行思考，并且根据自己思考的思路设计实验进行探究，然后教师根据学生设计的实验方案和结果进行评价。这样学生在探究性实验中不断完善的过程，有利于他们思维的培养和科学方法的养成，使他们真正成为学习的主人。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准（实验）[M].北京：人民教育出版社，2003：9-11.

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1．重视基础知识的教学，帮助学生形成良好的知识结构

（1）构建主线突出、结构合理的知识体系

为凸显各模块在知识教育方面的价值，帮助学生形成良好的知识结构，每个模块的知识内容都围绕一定的主线展开；同时，根据学生的认知规律，确定知识内容的呈现顺序，使之形成结构合理的知识体系。例如，在《分子与细胞》模块，教材内容围绕“细胞是基本的生命系统”这一主线展开。

（2）重视基本概念、原理和规律

高中生物课程涵盖的知识内容广泛而丰富。对学生来说，知识性内容与生物学基本概念、原理和规律的相关性越高，实现迁移的可能性越大，其时效性越长久，对学生终身学习和发展的价值就越大。鉴于此，知识性内容着重围绕生物学基本概念、原理和规律展开，避免过多事实性知识的罗列堆砌和单纯描述，在认识“是什么”的基础上，更多地探讨“如何”和“为什么”。例如，关于动物和人体的激素调节，重点是让学生通过具体实例理解反馈调节和分级调节的原理，以及激素调节的特点，而不是罗列许多激素的分泌部位和生理作用。

（3）把握基础性，体现先进性

按照课程标准的要求，精选符合学生发展需求和认知水平的基础知识。知识内容的深难度总体上维持在现行高中生物教材的水平，避免出现深、难、重。

基础不等同于经典。教材展示给学生的生物学，应当具有时代特色，基础性应是现代意义上的基础性。在体现共同基础的必修教材中，一些基本概念和原理力求与现代生物科学相一致，体现先进性。例如，酶的概念不局限于蛋白质的范畴，中心法则不局限于克里克提出的经典法则，将免疫也视作一种调节方式，等等。此外，还以“科学前沿”、“科学•技术•社会”等形式介绍了生物科学的新进展，如通道蛋白、人类蛋白质组计划、DNA指纹技术、基因治疗、恢复生态学等。在满足学生多样化发展需要的选修教材中，内容紧扣时代脉搏，集中反映现代生物科学和生物技术及其应用，同时也注意到把握基础性，避免过深过难。例如，在《现代生物科技专题》中，侧重基本原理和方法及其应用的介绍，技术操作多用“生物技术资料卡”形式介绍，学生一般了解即可。

基础性与先进性之间有时会出现矛盾，矛盾的焦点是学生的认知水平和接受能力。对此，教材从高中阶段教育的性质和任务出发，做了灵活变通的处理。例如，关于水分子的跨膜运输，尽管已发现水通道，教材正文仍沿用目前细胞生物学专著中将其归为自由扩散的说法，而将通道蛋白的内容放在课外阅读材料“科学前沿”中介绍；关于细胞的衰老和癌变的原因，则采用在正文中排小号楷体字的办法，供感兴趣的学生选读。此外，教材不可能也无必要在反映新进展上面面俱到，为此，在正文和作业中常常提示学生搜集有关资料。

（4）突出重点，点面结合，使知识内容层次分明

教材中重要概念和原理的表述，以黑体字排印；其余需要学生认真阅读和理解的内容以宋体字排印；供学生一般了解或选学的内容以楷体字排印，或以“相关信息”、“资料卡”、“科学•技术•社会”等形式出现，有的内容明确标注“选学”。《生物技术实践》中帮助学生设计实验的资料也以楷体字排印。

（5）纵横衔接，促进知识网络的形成

体现生物学与数学、物理、化学等学科的横向联系，教材旁栏设有“学科交叉”栏目；为体现各个模块间、同一模块各章节间的联系，教材旁栏设有“知识链接”栏目。在必修模块各章后的自我检测中，大多安排画概念图的习题。

2．突出生物科学的过程与方法，培养学生的科学探究能力

有关科学过程与方法的内容，在教材中占有较大的比重。“过程”包括科学家的研究过程和学生亲自参加的探究过程。“方法”侧重在科学探究的一般方法，也包括学科内的方法，如分离细胞器的方法、放射性同位素标记法、标志重捕法等。

（1）关于科学方法的内容

教材中涉及的科学探究的一般方法如下图。

这些科学方法的内容贯穿在各个模块中，同时，不同模块在科学方法教育上又有不同的侧重点。例如，《分子与细胞》模块侧重观察和实证的方法，《遗传与进化》模块侧重假说演绎的方法，《稳态与环境》模块侧重系统分析的方法。

鉴于思维能力是科学探究能力的核心，教材注重思维方法的训练：①注重训练抽象思维和发展形象思维相结合；②注重形式逻辑思维与辩证逻辑思维相结合；③注重引导发散思维、求异思维和批判性思维；④重视数学方法、模型方法和系统方法的介绍和运用。

关于科学方法的内容，教材主要通过研究过程的介绍和探究活动的设计，让学生逐步领悟。此外，在必修模块中还辟有专门的栏目予以提炼和概括，其中属于科学探究一般方法的内容见下表。

分子与细胞遗传与进化稳态与环境

模型方法

提出假说

控制变量

对比实验假说—演绎法

类比推理预实验

调查法（样方法等）

数学模型

这里有两点需要说明：①教材中科学方法内容是建立在义务教育生物课程标准实验教科书基础上的，初中阶段已经讲述的方法不再作为重点介绍，如观察法、实验法、调查法、比较法、搜集资料的方法等；②系统分析的方法对高中学生来说过于深奥，教材通过研究群落、生态系统的结构和能量流动等内容来渗透其大致思路，而未作正式表述。

（2）强化科学方法教育、培养科学探究能力的途径

①安排丰富多样的科学探究活动，让学生通过活动体验过程，领悟和运用方法（见下表）。

类型特点能力目标侧重点

实验说明材料用具、方法步骤等培养操作技能和观察能力

探究学生自行制订探究方案

学生自主探究的空间大全面提高科学探究能力

模型建构提供一定的指导，由学生动手动脑建构模型领悟和运用建构模型的方法

资料分析提供让学生分析的资料培养信息处理能力

资料搜集和分析让学生搜集资料培养信息搜集和处理能力

思考与讨论，讨论提出要讨论的问题培养思维能力

技能训练就科学探究的某一环节创设情境，提出问题训练过程技能

调查提出要求和提示，让学生到自然界或社会中进行调查培养调查能力

②较多地介绍生物科学史的内容，特别是生物科学史上的经典案例。有的部分以科学发现的先后顺序作为构建框架的重要线索，如遗传部分。让学生分析科学家是怎样进行科学研究的，从中获得科学方法等方面的启示。

③鼓励学生积极思考和讨论。在资料分析、旁栏思考题、技能训练、练习、思考与探究、自我检测等栏目中有许多关于科学过程和方法的思考题，可以帮助学生领悟方法，活跃思维，提高科学探究能力。

3．关注科学、技术和社会的关系，深化情感、态度和价值观教育

通过教材展示给学生的生物学，是在先进的技术手段支持下不断成长的生物学，是通过技术而不断转化为现实生产力的生物学，是在广阔的社会背景中，对人类文明有着巨大推动作用，同时又可能产生一些负面影响和冲击的生物学。为此，教材一方面介绍有关生物科学、技术和社会关系的资料，另一方面还引导学生深入探讨生物科学、技术和社会三者之间复杂的互动关系，理解科学的价值和局限性，养成热爱科学、尊重科学、理智地运用科学成果的情感和意识，树立人与自然和谐发展的观念，形成科学的价值观。

教材通过多种方式，突出这方面的教育：

①通过资料搜集和分析、思考和讨论、调查、评价等多种活动，落实科学、技术和社会关系的教育。

②在必修模块中设置“科学•技术•社会”和“与生物学有关的职业”等栏目；正文辟“与社会的联系”小栏目。

③在选修模块中分别设置相应栏目。如《生物技术实践》中的“课题背景”，《生物科学与社会》模块中的“从社会中来”、“到社会中去”及“现实中的问题”，《现代生物科技专题》中的“实践活动”、“进展追踪”、“论坛”、“热点问题讨论”等。例如，设置“论坛”引导学生深入讨论生物技术的安全性和伦理问题。

④在教材的作业系统中设计相关的练习题。

教材通过介绍科学家从事科学研究的实例、安排学生探究活动和讲述有关知识等多种途径，试图构建具有生物学科特点和时代特色的情感态度价值观体系。

4．重视知识内容与生活经验的联系，激发求知欲，驱动知识的建构

借鉴有意义学习和建构主义学习理论，教材内容的表述不是从概念到概念，而是尽量从生活经验入手，创设较好的问题情境或悬念，激发学生的学习兴趣，促使学生头脑中发生新知识与原有经验之间的联系，完成知识的建构，同时也理解所学知识的价值。

①必修模块的每节都从“问题探讨”入手，该栏问题除出自科学史外，主要是从学生的生活经验中提炼。

②教材重要概念和过程的阐释，尽可能结合学生的经验和生活体验，使之亲切而生动。

③不少章节采用问题串的形式，引导学生步步深入地分析问题、解决问题，建构知识，发展能力。在《分子与细胞》模块，还设有“与生活的联系”栏目。

④作业系统中注意习题与生活、健康、环境等方面的联系和实际应用。

5．加强内容的引导性和开放性，促进探究性学习

为促进学生形成主动、探究、合作的学习方式，教材改变传统的注入式写法，也未停留在经典的启发式写法上，而是引导学生提出问题、分析问题、通过各种途径寻求答案，在解决问题的思路和科学方法上加强点拨和引导。

教材内容的开放性表现在以下几个方面：

①有些问题，不是直接给出答案，而是让学生自己探究；

②有些问题，并未叙述得面面俱到，而是提出要求，让学生自己搜集信息，特别是联系当地和当前实际的信息；

③探究活动的写法重在引导，探究的课题、材料用具和方法步骤不作过死的规定；对于难度较大的探究活动，教材提供了参考案例;

④介绍生物科学上目前尚未解决的疑难问题或存在的争议，体现科学体系的开放性；

⑤有些练习题的答案不惟一。

6．改进作业系统，促进评价的改革

评价方式的改革是课程改革的关键环节之一。教材改变了作业系统主要为巩固知识而设计的传统做法，以期促进生物课程的评价改革。

①作业系统围绕知识、能力和情感三方面的目标来设计，特别重视知识的迁移、方法的运用和发散思维的培养。例如，必修模块每章后都有“自我检测”题，帮助学生从知识的掌握和能力的发展等方面进行自我评价。

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根据教育部2003年制定的《普通高中课程方案（实验）》和《普通高中生物《课程标准》（实验）》（以下简称《课程标准》），课程教材研究所生物课程教材研究开发中心组织编写了生物学科六个模块的教材。现将整套教材的总体设计思路分析如下。

《课程标准》是教材编写的重要依据。本套教材总体设计思路是贯彻落实《课程标准》提出的基本理念，根据各模块的具体内容标准，结合学生的年龄特征、认知规律和教学实际，本着便于教和学的原则进行设计。概括地说，教材的编写要体现《课程标准》的基本理念，遵循《课程标准》的设计思路，落实《课程标准》中“具体内容标准”的要求。具体包括以下几个方面。

一、重视基础知识的教学，帮助学生形成良好的知识结构

（一）构建主线突出、结构合理的知识体系

为凸显各模块在知识教育方面的价值，帮助学生形成良好的知识结构，每个模块的知识内容都围绕一定的主线展开。同时，根据学生的认知规律，确定知识内容的呈现顺序，使之形成结构合理的知识体系。例如，在“分子与细胞”模块中，教材内容围绕“细胞是基本的生命系统”这一主线展开（见图1）。

图1

（二）重视基本概念、原理和规律

高中生物课程涵盖的知识内容广泛而丰富。对学生来说，知识性内容与生物学基本概念、原理和规律的相关性越高，实现迁移的可能性就越大；其时效性越长久，对学生终身学习和发展的价值就越高。鉴于此，知识性内容着重围绕生物学基本概念、原理和规律展开，避免过多事实性知识的堆砌和单纯描述，在认识“是什么”的基础上，更多地探讨“如何”和“为什么”。

例如，关于动物和人体的激素调节，重点是让学生通过具体实例理解反馈调节和分级调节的原理，以及激素调节的特点，而不是罗列许多激素的分泌部位和生理作用。

（三）把握基础性，体现先进性

按照《课程标准》的要求，精选符合学生发展需求和认知水平的基础知识。知识内容的深难度总体上维持在现行高中生物教材的水平，避免出现深、难、重。

基础不等同于经典。教材展示给学生的生物学，应当具有时代特色，基础性应是现代意义上的基础性。在体现共同基础的必修教材中，一些基本概念和原理力求与现代生物科学相一致，体现先进性。例如，酶的概念不局限于蛋白质的范畴，中心法则不局限于克里克提出的经典法则，将免疫也视作一种调节方式，等等。此外，还以“科学前沿”“科学·技术·社会”等形式介绍了生物科学的新进展，如通道蛋白、人类蛋白质组计划、DNA指纹技术、基因治疗、恢复生态学等。在满足学生多样化发展需要的选修教材中，内容紧扣时代脉搏，集中反映现代生物科学和生物技术及其应用，同时也注意到把握基础性，避免过深过难。例如，在“现代生物科技专题”中，侧重基本原理和方法及其应用的介绍，技术操作多用“生物技术资料卡”形式介绍，学生一般了解即可。

基础性与先进性之间有时会出现矛盾，矛盾的焦点是学生的认知水平和接受能力。对此，教材从高中阶段教育的性质和任务出发，做了灵活变通的处理。例如，关于水分子的跨膜运输，尽管已发现水通道，教材正文仍沿用目前细胞生物学专著中将其归为自由扩散的说法，而将通道蛋白的内容放在课外阅读材料“科学前沿”中介绍；关于细胞的衰老和癌变的原因，则采用在正文中排小号楷体字的办法，供感兴趣的学生选读。此外，教材不可能也无必要在反映新进展上面面俱到，为此，在正文和作业中常常提示学生搜集有关资料。

（四）突出重点，点面结合，使知识内容层次分明

教材中重要概念和原理的表述，以黑体字排印；其余需要学生认真阅读和理解的内容以宋体字排印；供学生一般了解或选学的内容以楷体字排印，或以“相关信息”“资料卡”“科学·技术·社会”等形式出现，有的内容明确标注“选学”。“生物技术实践”中帮助学生设计实验的资料也以楷体字排印。

（五）纵横衔接，促进知识网络的形成

为体现生物学与数学、物理、化学等学科的横向联系，教材旁栏设有“学科交叉”栏目；为体现各个模块间、同一模块各章节间的联系，教材旁栏设有“知识链接”栏目。在必修模块各章后的自我检测中，大多安排了画概念图的习题。

二、突出生物科学的过程与方法，培养学生的科学探究能力

有关科学过程与方法的内容，在教材中占有较大的比重。“过程”包括科学家的研究过程和学生亲自参加的探究过程。“方法”侧重在科学探究的一般方法，也包括学科内的方法，如分离细胞器的方法、放射性同位素标记法、标志重捕法等。

（一）关于科学方法的内容

教材中涉及的科学探究的一般方法如下图。

这些科学方法的内容贯穿在各个模块中，同时，不同模块在科学方法教育上又有不同的侧重点。例如，“分子与细胞”模块侧重观察和实证的方法，“遗传与进化”模块侧重假说演绎的方法，“稳态与环境”模块侧重系统分析的方法。

鉴于思维能力是科学探究能力的核心，教材注重思维方法的训练：1.注重训练抽象思维和发展形象思维相结合；2.注重形式逻辑思维与辩证逻辑思维相结合；3.注重引导发散思维、求异思维和批判性思维；4.重视数学方法、模型方法和系统方法的介绍和运用。

关于科学方法的内容，教材主要通过研究过程的介绍和探究活动的设计，让学生逐步领悟。此外，在必修模块中还辟有专门的栏目予以提炼和概括，其中属于科学探究一般方法的内容见下表。

这里有两点需要说明：1.教材中科学方法内容是建立在义务教育生物课程标准实验教科书基础上的，初中阶段已经讲述的方法不再作为重点介绍，如观察法、实验法、调查法、比较法、搜集资料的方法等；2.系统分析的方法对高中学生来说过于深奥，教材通过研究群落、生态系统的结构和能量流动等内容来渗透其大致思路，而未做正式表述。

（二）强化科学方法教育、培养科学探究能力的途径

1.安排丰富多样的科学探究活动，让学生通过活动体验过程，领悟和运用方法（见下表）。

2.较多地介绍生物科学史的内容，特别是生物科学史上的经典案例。有的部分将科学发现的先后顺序作为构建框架的重要线索，如遗传部分，让学生分析科学家是怎样进行科学研究的，从中获得科学方法等方面的启示。

3.鼓励学生积极思考和讨论。在资料分析、旁栏思考题、技能训练、练习、思考与探究、自我检测等栏目中有许多关于科学过程和方法的思考题，可以帮助学生领悟方法，活跃思维，提高科学探究能力。

三、关注科学、技术和社会的关系，深化情感态度与价值观教育

通过教材展示给学生的生物学，是在先进的技术手段支持下不断成长的生物学，是通过技术而不断转化为现实生产力的生物学，是在广阔的社会背景中，对人类文明有着巨大推动作用，同时又可能产生一些负面影响和冲击的生物学。为此，教材一方面介绍有关生物科学、技术和社会关系的资料，另一方面还引导学生深入探讨生物科学、技术和社会三者之间复杂的互动关系，理解科学的价值和局限性，养成热爱科学、尊重科学、理智地运用科学成果的情感和意识，树立人与自然和谐发展的观念，形成科学的价值观。

教材通过多种方式突出了这方面的教育。

1.通过资料搜集和分析、思考和讨论、调查、评价等多种活动，落实科学、技术和社会关系的教育。

2.在必修模块中设置“科学·技术·社会”和“与生物学有关的职业”等栏目；正文辟“与社会的联系”小栏目。

3.在选修模块中分别设置相应栏目。如“生物技术实践”中的“课题背景”，“生物科学与社会”模块中的“从社会中来”“到社会中去”及“现实中的问题”“现代生物科技专题”中的“实践活动”“进展追踪”“论坛”“热点问题讨论”等。例如，设置“论坛”引导学生深入讨论生物技术的安全性和伦理问题。

4.在教材的作业系统中设计相关的练习题。

教材通过介绍科学家从事科学研究的实例、安排学生探究活动和讲述有关知识等多种途径，试图构建具有生物学科特点和时代特色的情感态度与价值观体系（见图2）。

四、重视知识内容与生活经验的联系，激发求知欲，驱动知识的建构

借鉴有意义学习和建构主义学习理论，教材内容的表述不是从概念到概念，而是尽量从生活经验入手，创设较好的问题情境或悬念，激发学生的学习兴趣，促使学生头脑中发生新知识与原有经验之间的联系，完成知识的建构，同时也理解所学知识的价值。

1.必修模块的每节都从“问题探讨”入手，该栏问题除了出自科学史，主要是从学生的生活经验中提炼。

2.教材重要概念和过程的阐释，尽可能结合学生的经验和生活体验，使之亲切而生动。

3.不少章节采用问题串的形式，引导学生步步深入地分析问题，解决问题，建构知识，发展能力。在“分子与细胞”模块，还设有“与生活的联系”栏目。

4.作业系统中注意习题与生活、健康、环境等方面的联系和实际应用。

五、加强内容的引导性和开放性，促进探究性学习

为促进学生形成主动、探究、合作的学习方式，教材改变了传统的注入式写法，也未停留在经典的启发式写法上，而是引导学生提出问题，分析问题，通过各种途径寻求答案，在解决问题的思路和科学方法上加强点拨和引导。

教材内容的开放性表现在以下几个方面。

1.有些问题，不是直接给出答案，而是让学生自己探究。

2.有些问题，并未叙述得面面俱到，而是提出要求，让学生自己搜集信息，特别是联系当地和当前实际的信息。

3.探究活动的写法重在引导，探究的课题、材料用具和方法步骤不做过死的规定；对于难度较大的探究活动，教材提供了参考案例。

4.介绍生物科学上目前尚未解决的疑难问题或存在的争议，体现科学体系的开放性。

5.有些练习题的答案不唯一。

六、改进作业系统，促进评价的改革

评价方式的改革是课程改革的关键环节之一。教材改变了作业系统主要为巩固知识而设计的传统做法，以期促进生物课程的评价改革。

1.作业系统围绕知识、能力和情感三方面的目标来设计，特别重视知识的迁移、方法的运用和发散思维的培养。例如，必修模块每章后都有“自我检测”题（见图3），帮助学生从知识的掌握和能力的发展等方面进行自我评价。

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什么是“生物科学素养”呢？《普通高中生物学课程标准》指出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，以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。

在实际教学过程中，教师面对更多的困惑和挑战。一方面课时紧张，升学压力大；另一方面课程资源有限。如何克服困难，合理开发教材，在提高课堂教学效率的基础上，优化课堂，渗透生物科学素养的培育？以模块2（必修二）为例，笔者结合自身教学实际浅谈如下：

一、研究教材，渗透科学发展史教育

教材的编排涉及两条线索：一条是“人类对遗传物质的探索过程”，另一条是从孟德尔到摩尔根等对遗传问题的科学探究过程。体现了科学发展由表及里、由现象到本质的一般过程，也体现了从个体到细胞到分子的遗传学知识的内在逻辑联系，其中渗透着科学思维方法在实践中的运用，以及科学家表现出的科学态度和科学精神。教材中本身就蕴含丰富的课程资源，教师要善于挖掘和利用。

1.由表及里，按教材编排从孟德尔到减数分裂到摩尔根，让学生在科学研究的历程中获取知识。有助于学生从浓郁的历史感当中体悟科学发展的真实历程，培养其一般的逻辑思维能力。尽管有些教师喜欢将第二章减数分裂提前，似乎与必修一有丝分裂一起学习便于联系和比较，但破坏了知识的内在逻辑联系，影响学生对于科学研究真实历程的认知，这种对于教材的处理方式值得商榷。

2.引导学生利用各种资源了解人类对于遗传问题的研究历史，了解这一领域生物科学发展现状及其在生产生活中的应用状况；教师在课堂中及时对学生获取的资料进行展示评价和概括，利用课件介绍相关知识，与课堂教学有机结合起来。可以锻炼学生搜集信息处理信息的能力，并开阔视野从生物学视角认知世界。教学过程中介绍诸如人类基因组工程在生活中应用的实例。

3.从人类对遗传问题的认识到孟德尔的杂交实验，重视对科学家和科学研究过程的学习。在课堂教学中，利用多媒体概括性来讲述孟德尔的研究过程，既体现出孟德尔热爱科学、锲而不舍、敢于独立思考的精神，又体现出科学方法和创新精神在科学研究中的巨大作用。

二、开发教材，充分利用课程资源，渗透科学思维和方法教育

理解科学研究的过程和方法，最好的办法是亲自体验科学实验和探究的过程。

1.切实保障实验、探究等学习活动的数量和质量。必修二实验“性状分离比的模拟”可以利用小组活动，以乒乓球或玻璃球代表雌雄配子，模拟生物在生殖过程中雌雄配子随机结合的过程，并实践对数据的统计和处理。“技能训练：设计程序”也要重视，可以让学生自主地利用课余时间设计方案，以小组为单位利用自习时间交流讨论完善，最后在班级中展示，可以很好地锻炼学生合作交流探究的意识和行为习惯。

2.发掘教材，制作模型。在教学中，孟德尔对实验现象的解释是一个难点。在教学中，可以自己制作模型，以不同颜色的乒乓球组合代表基因型，以塑料板固定，演示配子产生过程，雌雄配子随机结合方式及子代基因组合类型。这样可以将遗传图解直观化，学生也乐于参与，大大提高了课堂效果。笔者在一堂市级公开课中利用自作模型讲授孟德尔“一对相对现状的杂交实验”，取得极好的课堂效果，获得一等奖的好成绩。可见，将抽象的知识直观化，提高学生的参与度，让其进入科学思维的探究历程中，有利于学生对知识的理解和掌握。

三、结合生活生产实际，理解科技与生产的联系，初步树立和形成解决问题的科学思维方法

一方面，可以将生活生产实践中的典型事例引入课堂，为我所用；另一方面，可以主动将教材知识或习题加以延伸，主动联系实践。

例如，刚学习完孟德尔“两对相对性状的杂交实验”，对于课后习题2（题目略），可将该选择题进一步延伸，联系育种实际设问：（1）该类型（抗倒伏抗病）基因型有几种？（2）比例是多少？（3）能否直接将获得的类型大量推广种植？（4）如何进一步选育？（5）由此推测，一般育种的程序是什么？反之，可以引入诸如水稻杂交、癌症治疗等实例引发学生课堂思考，培养学生尝试将理论应用于实践的意识和能力。

这样可以由浅入深，联系生产实际，引导学生思维纵向发展，一方面，可以将生活生产实践中的典型事例引入课堂，为我所用；另一方面，可以主动将教材知识或习题加以延伸，主动联系实践。

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生物学史教育可展示生物知识的来龙去脉，有利于学生加深对生物知识的理解，掌握科学方法，培养科学的态度和正确的价值观。但如果引入不恰当，会影响其应有的教学效果。因此，教师在课堂引入生物学史时要适时穿插，充分发挥生物学史的教学功能。

1.作为课前导入的背景材料。例如，在学习伴性遗传时，可以先介绍英国科学家道尔顿发现色盲症的故事，这样就为新知识的引入作了背景材料的铺垫。

2.作为课堂内容的补充资料。例如，在讲完细胞膜的结构后，补充介绍由尼科尔森和辛格于1972年提出的“流动镶嵌”模型，并对模型的优缺点进行简单的分析评价，这样既可以促进学生对生物知识的理解，又可以进一步提高学生的认知水平。

3.作为扩展性的阅读资料。生物教材中很多生物学史的内容均属扩展性的阅读材料，教师要充分利用它们拓宽学生的知识面，加深学生对所学知识的理解。如，“光合作用的发现”分别介绍了五位科学家所做的工作。英国科学家普里斯特利在1771年发现植物的光合作用能更新空气；德国科学家萨克斯在1864年通过实验证明绿叶在光合作用中有淀粉的合成；德国科学家恩吉尔曼在1880年用实验证明氧是叶绿体释放的和叶绿体是光合作用的场所；美国科学家鲁宾和卡门在20世纪30年代进一步证明光合作用释放的氧来自水而不是二氧化碳。这一介绍至少带给学生这样的信息：我们今天对光合作用的认识是经过几代科学家、历经300余年的艰苦探索才逐步建立的。在教材中写进科学家的姓名和事迹，是对科学家的一种尊重和褒扬，我们应珍惜前人科学研究的成果。

4.作为章末总结的系统资料。教师在某章小结的时候花上几分钟给学生介绍该章的学科简史，既不会加重学生的负担，也对完善学生的生物知识结构十分有益。

二、模拟生物学家的探究情境

在利用生物学史培养学生科学素养的过程中，如果只是了解生物学家科学研究的大致过程，学生难以真正理解科学的本质。模拟生物学家的探究情境，再现生物学家的实验设计和操作，让学生亲身体验和感受科学探究过程，有助于学生了解实验设计的基本思路，掌握科学研究的一般方法，养成正确的科学态度，形成科学探究的能力。

中学生的神经活动的兴奋过程强，抑制过程弱，他们富有热情，情感体验易受外因影响，尤其是在一定的情境之中情绪易受感染。教师若将生物学史内容中蕴含的积极情感通过声情并茂的讲授，又将音乐图画的情感渲染纳入创设的情境之中，更能让学生愉快地接受。

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【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）10-0096-01

人类社会的不断发展，自然呼唤着教育改革的不断深化，从而培养出更多适应现代社会的各种优秀人才。“面向全体学生、提高科学素养、倡导探究性学习”是《普通高中生物课程标准》中提出的三大新的课程理念。其中提高每个高中学生的生物科学素养也是新课程标准实施中的核心任务，而它的直接源头是素质教育的提出。《标准》中指出：“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，以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力”。 怎样培养高中生生物科学素养？我认为可以从下面几点入手：

一、设定问题情境，培养科学素养。

猎奇心理是科学态度形成的原始驱动力 。 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东西充满了好奇心。初中学生在上生物课时，对自然界中的形形的生命现象充满了热情，并在探索自然的过程中能够产生充实感和兴奋感。高中生物教师的任务就是要继续培养学生对科学产生好奇并将这种好奇心保持下来，使之转变成对科学、对学习的正确态度。例如，在学习《遗传核——系统的控制中心》时，教材中提供了相关的图文资料信息，我进行了这样的课堂情境设计：一上课我就提问： “你们听说过克隆羊多莉吗？”问题一提出学生们就开始七嘴八舌了，“听说过”“还有克隆牛，克隆人”，这时我又提出：“你们知道克隆是怎么回事吗，克隆羊多莉是怎么产生的？”带着问题，学生自己通过对教材中信息的分析了解了克隆，清楚了遗传物质在细胞核中。课堂结束之余我还提出“同学们既然提到了克隆人，现在又大体了解了克隆技术，那么你们对关于科学家克隆人的这一事件有何看法，请各小组收集有关信息，阐明你们的观点。”课后各小组学生积极准备了一个星期，将各自的观点带到了课堂上，大家你一句我一句争相发表自己的观点以及依据，“克隆人好，可以治疗一些现在无法治愈的疾病，有资料已经说了可以治癌症、老年痴呆症，还可以使瘫痪的人重新站起来”；“克隆人不好，坏人再克隆出一个坏人那不乱套了”；有的小组甚至说出“美国马萨诸塞州的生物工程公司的科学家克隆出的是人类的胚胎，而不是复制人的那种克隆”等等。下课时大家还意犹未尽，我为学生能够收集到如此丰富的资料而感到惊奇。在这个过程中我并没有发表任何见解，我觉得无须告诉学生什么是对是错，也不要求学生有最终的一个标准答案或者说是掌握什么，教学应该重在知识技能的应用而非掌握知识的数量；重在亲自参与探索性实践活动，获得感悟和体验，而非一般地接受别人传授的经验；重在全员参与。显而易见，通过这次活动，使学生收集和组织材料的能力、思维能力、表达能力都得到了锻炼。

二、注重生物科学史教育，培养科学素养。

教材有许多生物科学史上有关研究的事例和方法，生物学史是从辨证唯物主义和历史唯物主义出发，对生物科学的产生与发展作出的科学总结，是生物科学家思维的结晶。生物学史例能够将知识传授、能力培养和情意发展三方面教育融合起来，很好地体现生物学科的特点和素质教育的要求。

在教学中，要充分发挥生物学史例的教育作用，除了利用科学史“故事性”，培养学生的学习兴趣，利用生物学家的生平和事迹，对学生进行科学精神和价值观的教育之外，其中大多数如“酶的发现”、“光合作用的发现”、“生长素的发现”、“DNA是遗传物质的实验”等等史例是介绍有关研究的思维和方法。在生物学史例教学中，通过对一些经典实验和逻辑分析的再现，可以让学生体验生物学知识的形成过程，从中学习科学家的思维方法和理解生物学概念、原理的来龙去脉。使生物传统结论式教学变为过程式教学，达到既传授知识又培养学生的科学思维的目标。

三、做好探究实验，培养科学素质。

实验主要是让学生通过动手操作来增加感性认识，加深对所学知识的理解，培养学生动手操作能力。生物学是一门实验科学，实验教学是生物科学最基本的研究方法。“探究性”实验能激发学生的好奇心和钻研精神，能让学生在实验过程中体验获得成功的喜悦。因此教师可适当地变验证性实验为探索性实验，并尽可能让学生自己亲自设计与分析实验。例如在做“叶绿体中色素的提取和分离”实验时，教材是以菠菜为材料，我们可组织学生以不同叶片或花为材料，观察其色素，在满足学生好奇心的同时，培养了学生科学探究能力。

另外还可以尝试以现有实验为基础，改进实验方案。如在做质壁分离及复原实验时，可增加一组同浓度的硝酸钾溶液，让学生在对比观察中分析现象找出原因，加深对渗透作用的理解。同时以质壁分离及复原实验为认识基础要求学生设计观察细胞膜的实验方案，及测定细胞液浓度的实验方案，使所学知识融会贯通，以达到将知识转化为能力的目的。

总之， 培养高中生生物科学素养并非一朝一夕就能实现的，它需要我们教师在日常教学中从点点滴滴做起，切实把课标的理念贯彻于课堂教学之中。有目的、有意识地培养学生的科学精神、态度和价值观，重视方法、技能的提高和训练，使学生养成良好的科学行为和习惯，提高学生的综合素质和能力，潜移默化地提高每一个学生的生物科学素养。

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1 人教版生物教材中生物科学史举例

1.1 必修一第5章第4节《能量之源—光与光合作用》

在光合作用的探究历程中分别介绍了五位科学家所做的工作。1771年英国科学家普里斯特利发现植物的光合作用能更新空气;德国科学家萨克斯在1864年证明绿叶在光合作用中有淀粉的合成;美国科学家鲁宾和卡门1939年进一步证明光合作用释放的氧来自水而不是二氧化碳;随后美国科学家爱卡尔文用放射性同位素探明了光合作用的反应过程。光合作用历经300余年的艰苦探索才终于呈现在世人面前。

1.2 必修二第3章第1节《dna是主要的遗传物质》

介绍了对遗传物质的探究历程。1928年英国科学家格里菲斯的肺炎双球菌的转化实验推断出s型细菌中有一种转化因子;1944年美国科学家艾弗里通过提纯和鉴定证明了dna是使r型细菌产生稳定遗传变化的物质;1952年赫尔希和蔡斯用放射性同位素和噬菌体最终确立了dna是遗传物质;后来通过烟草花叶病毒的实验科学家修正了遗传物质的范围把rna也列入其中。dna的发现过程有着严谨的实验方法和推论过程,肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染大肠杆菌实验具有非常好的智育价值。

1.3 必修三第3章第1节《植物生长素的发现》

介绍发现生长素长达54年的艰苦探索。首先达尔文在19世纪末提出胚芽鞘尖端会产生某种刺激;詹森于1910年证明这种刺激可以透过琼脂片传递给下部;1914年拜尔证明了尖端产生的刺激在下端分布不均造成了胚芽鞘的弯曲生长;1928年温特证明这种刺激是化学物质;1946年科学家才从高等植物中提取出生长素吲哚乙酸。这节教学内容突出了科学发现中逻辑推理的思维法,对培养学生的科研能力和思维能力都大有好处。

2 在高中生物教学中引入生物科学史教育的策略

2.1 作为导入新课的引子,激发学生学习兴趣

兴趣是学生学习的内在动力,趣味横生的科学逸事、舌枪唇箭的科学论争、催人泪下的科学事迹、鬼斧神工的科学方法、意蕴丛丛的科学疑案等都能充分激起学生的好奇心,集中学生注意力,为课堂学习做好心理铺垫。如在学习《atp的主要来源—细胞呼吸》之前介绍拉瓦锡等人对呼吸作用的研究,既激发了学生的求知欲,又为新知识的引入做了背景材料的铺垫。如伴性遗传的学习可以插入红绿色盲发现的小故事,或者讲述英国皇室血友病的例子,激发学生的学习兴趣,让学生积极主动的参与到课堂学习中去寻求答案。

2.2 作为课程探究的支架,引导学生主动探究

生物科学史一般要经历提出问题、做出假设、设计实验、实施实验、推论总结等过程。学习生物科学史能使学生理解科学的本质和科学研究的方法,让学生亲身体会科学家是如何发现问题并解决问题的,培养学生勇于质疑大胆探究的科学态度和思维品质。如在学习《dna是主要的遗传物质》时,让学生循着科学家的方法提出假设设计实验,同时渗透单一变量、同位素追踪等实验方式,引导学生一步步的验证假设、设计排除实验。如在学习光合作用的发现时,引导学生大胆猜想,再用排除法一步步推论直到得到正确结论。

2.3 作为补充阅读的材料,加深学生记忆理解

人教版新课程教材“科学史话”、“资料分析”、“科学前沿”等栏目有很多科学史知识,也可向学生推荐与科学史相关的课外读物和网页作为扩展性的阅读材料,引导学生养成课外阅读的好习惯,巩固新知识。如在学完细胞膜后,不知学生查阅2003年两位诺贝尔奖得主对通道蛋白的研究资料,让学生接触科学的前沿。在学完遗传学知识后,让学生以生物科学史的顺序为线索,从孟德尔发现两个遗传定律,到摩尔根证明基因在染色体上,再到沃森和克里克发现dna双螺旋结构模型等,引导学生循着人类认识基因之路回顾遗传学知识体系,整理知识脉络,加深对遗传学知识的系统掌握。

2.4 作为课外活动的迁移,培养学生探究精神

教师可以引导学生开展基于生物科学史的各项课外活动,包括探究性实验、专题讲座、知识竞赛、辩论赛等。如引导学生课后自行搜集生物进化理论发展相关材料撰写研究综述,或让学生搜集有关干细胞研究进展资料进行克隆技术方面的辩论。通过资料搜寻,学生可联系社会生活实际,继续探讨所学知识在现实生活中的应用和最新发展状况,深化生物学基础知识,提高学生解决问题的能力,实现知识与能力的迁移。

3 在高中生物教学中引入生物科学史教育的意义

3.1 利用科学史的趣味性,激发学生学习兴趣

生物科学史大多具有故事性,如孟德尔发现豌豆的遗传规律、达尔文提出进化论等,每项科学成果的背后都有一个感人的故事。教学中以故事作导入或在枯燥的学习中插入有趣的故事,能激发学习兴趣,减少大脑疲劳,提高课堂效率。

3.2 再现知识的探究过程,促进教学方式转变

通过科学史中对一些经典实验和逻辑分析的再现,引导学生进行科学探究,体验生物学知识的形成过程,可以有效避免强制灌输和被动接受的教学方式,变死记硬背为主动探究,充分发挥学生的主体性,切合学生的心理特点。

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《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》提出：开展素质教育，全面提高学生的科学素养，培养学生的创新精神和实践能力。生物实践能力作为生物科学素养的核心内容，培养学生生物实践能力则成为素质教育的一个重要内容，新编教学大纲在“课程目的”第3条规定为：要求学生初步学会生物科学探究的一般方法，具有较强的生物学基本操作技能、收集和处理信息的能力、观察能力、实验能力、思维能力和解决实际问题的能力。目前中学生生物实践能力的现状不容乐观，具体表现在以上能力较差。面临高考的高三学生，我们来探讨一下如何培养他们的实践能力。

一、影响中学生生物实践能力的因素

影响中学生生物实践能力的因素有学生主体因素、学校因素、家庭和社会环境因素等。其中学生主体因素是影响学生生物实践能力发展的核心要素，学生本人是教学主体，他的生物实践兴趣、态度及动机等都对能力产生巨大影响；学校是制约中学生生物实践能力发展的关键因素，有的学校由于受实验条件的限制，只是教师讲实验，画实验，让学生背实验。也有的学校“做”实验，怕学生犯错误，模仿书本的实验或教师演示实验操作，机械性强。以是否记住书本知识为目标，忽略了学生实践能力的培养。另外，家庭和社会环境也是影响学生生物实践能力发展的重要因素。

二、实践能力的培养措施

培养实践能力的主要“载体”，就是在“课程安排”和“教学内容”中加强实践活动的内容，安排实验、实习和研究性课题。教师要积极创造条件，按照大纲要求让学生有效、安全地完成实验、实习和研究性课题等实践活动，初步学会生物科学探究的一般方法，掌握基本的操作技能，努力使学生学会提出问题、做出假设和实践验证等方法，培养他们观察能力、收集和处理生物科学信息的能力，以及应用生物学知识解决简单实际问题的能力。

实践能力要通过多种途径来实现。首先是教师的原因，要从课堂教学上真正实现由重视“教师的教”向关注“学生的学”的转变。建立以学生为主体，教师为主导的新型高效实验课堂教学模式，提供足够的实践机会，切实指导学生进行实验，引导学生进行实验探究，培养学生的实验探究能力，是新课标所倡导的，也是新课程改革的一个基本要求。另外，要开展课外实践活动，扩展生物课程资源，加强家校联合，全方位培养学生的生物实践能力。

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高中生物新的课程标准的目标是：面向全体学生，培养学生的科学素养，培养学生的探究能力.由这个目标制定出的人民教育出版社的教材中涉及了很多的生物科学史.如，必修一：细胞学说建立过程、细胞核的功能、生物膜结构的探索历程、关于酶本质的探索历程、光合作用的探究历程.必修二：孟德尔的豌豆杂交实验（遗传定律发现史）（假说-演译法）、萨顿的推论及摩尔根关于基因位于染色体上的实验、肺炎双球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌的实验、DNA双螺旋结构模型的建构、生物进化学说的发展.必修三：促胰液素的发现、生长素的发现历程等.

二、高中生物教材中生物科学史的教学价值

高中新教材中展示了大量的生物科学史的内容，对于学生科学素养的培养是一个非常重要而且可行的途径.其作用主要体现在以下几个方面：

第一，激发学生对科学的好奇心，帮助学生深刻理解生物学知识.生物学史的内容展示了科学家所处的时代背景，科学家对生命现象的研究过程，各种观点的碰撞和论争过程，同时也蕴含了许多生物科学的基本概念、基本原理、基本规律等生物科学知识.教学中合理地进行生物学史的教学，不但可以增加生物教学的趣味性，激发学生学习高中生物的兴趣，还有助于学生对生物学知识更好的理解和掌握.

第二，体验科学探究的历程，培养学生的科学精神.恩格斯在谈到科学家的科学精神时，曾指出：“怀疑――批判”的头脑是科学家的一个“主要仪器”.在教学中合理地开展生物学史的教学，通过重演和再现知识的发生过程，不仅能使学生了解科学结论的由来，还能使学生体验科学家思维发生发展的轨迹，体验科学知识及其理论体系的演变和完善过程，从而使他们学会用发展的、批判的眼光审视现有的科学知识.

第三，有助于训练学生的思维能力，进行科学方法的教育.生物科学史不仅揭示了生物知识的探究历程，更重要的是揭示了科学家在这一过程中的思维的火花、求知的态度、探究的方法，通过让学生体会当时的场景进行探究实验设计和模拟实验，对学生渗透科学方法教育.

三、利用生物科学史渗透科学方法教育的基本途径

科学方法往往寓于具体科学知识的认识过程中，只有把认识过程合理地展现出来，学生才能领会科学方法是如何提出的，从什么角度，用什么方法解决问题，从而掌握科学方法.而在当前中学生物课堂教学过程中，很多教师只是把生物史作为一种知识，附加在生物知识教学内容上，而忽略了生物史的科学探究过程，疏于从思想与方法的历史角度去对学生进行科学方法的教育.因此，在应用生物学史开展科学方法教育的课堂教学组织过程中，我们应从课堂教学的各个环节入手，把握好“科学史”与“科学方法”这两条主要线索，组织“探究性学习”，让学生在“体验生物科学史”的过程中，实现对“科学方法”的教育.下面结合植物生长素的发现教学过程谈谈渗透科学方法教育的基本途径.

1.利用生物科学史创设情境，激发学生科学探究的兴趣

“兴趣是最好的老师”.上课伊始阶段，教师将生物科学史上引发科学家对某一问题研究的生物学现象作为问题情境呈现给学生，一方面能可以激发他们的学习兴趣，创设学习情境，更重要的是让学生切身感受什么是科学发现，怎样提出问题，并在他们脑海中留下深刻印象.教师可以采用幻灯片、讲故事、文字展示或角色扮演等形式，再现生物学现象，然后启发鼓励学生提出问题.在学习“植物生长素的发现”时，教师先展示同学们熟悉的日常生活中植物向光性的图片，再播放达尔文观察植物向光性的动画引发学生思考，提出问题“植物向光性的原因是什么？”“单侧光和尖端在植物的向光性现象中都起了什么样的作用呢？”问题情境的创设使学生很自然地迈出了科学探究的第一步.

2.沿着科学史的发展轨迹，体会科学研究的方法――假说、演绎推理法

在生物科学史中，一般都展示科学家在研究过程中出现的问题和解决的方法，生物学史的学习过程就等于学生沿着科学家的发现思路作了一次思维的探究.针对上面所提的问题，教师引导学生对达尔文的几组实验进行比较分析提出自己关于向光性原因的假设或猜想，并请他们用自己的方式进行表达.然后教师再引入科学史中达尔文的假说，让学生结合当时的达尔文所处的历史背景讨论思考为什么达尔文会有这种假设，再思考自己所做的假设是否合理，这样可以使学生在心理上和情感上更接近科学研究，并能体会达尔文得出结论所采用的具体科学方法――假说法.假说的结论是否正确呢？我们如何来验证？自然地引出詹森和拜尔的实验，从不同角度验证达尔文的假说.然后师生一起分析詹森、拜尔的实验思路、结论：尖端产生的刺激可以透过琼脂片传到下部，弯曲的原因是尖端产生的刺激在下部分布不均匀.提出假说：尖端产生的刺激可能是一种化学物质.该假说是否正确呢？科学家继续探索的步伐前进到了温特的实验：让接触过尖端的琼脂块放在切掉尖端的胚芽鞘上结果胚芽鞘生长或弯曲生长了，从而验证了假说的正确性.生长素的发现，是众多科学家利用多种科学方法共同合作的结晶，通过该过程的学习既让学生理解了实验设计原则与方法，又在这一过程中，体验了科学家的探索精神，在现有手段的基础上对于事物本质不断探索的精神，使学生体会科学家在做出猜想和假设时所用的具体科学方法，从而实现渗透具体科学方法教育的目的.

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在新课标必修各个模块中都有与健康有关的知识，分子与细胞模块涉及到的有“必需氨基酸”“囊性纤维病”“细胞的癌变”；遗传与进化模块涉及到的有“人类的遗传病”；稳态与环境模块涉及到的有“人体的稳态”“人体的免疫功能”。对于这些知识的学习，一定要联系实际，联系生活，引导学生主动参与，乐于探究。如对于“必需氨基酸”的学习，就要联系到人体的营养，联系到日常的膳食种类，联系到不同食物的营养价值标准，从而激起学生的兴趣。对于“细胞的癌变”“人体的稳态”“人体的免疫功能”有关知识的学习，要结合癌症、糖尿病、艾滋病等有关疾病的发病机理，引导学生探究不同的生活方式与患病概率的关系，让学生认识到健康的生活方式对我们的重要性。对于“人类的遗传病”有关知识的学习，要结合优生优育这些与人们关系紧密的话题，培养学生的优生观念。

让学生对生命现象的本质有深刻的理解是高中生物教学的重要目标。我们应充分利用教材上提供的对生命现象本质的探究历程，比如对生物体组成元素的探索、细胞学说的建立历程、生物膜成分与结构的认识历程、酶本质的认识历程、光合作用的探究历程等，通过让学生重温生命现象的探究历程，让学生认识到生命的本质是物质的，是需要能量驱动的，是运动的，是联系的，是不断向前进化的。今天的环保问题是摆在人类面前的最重要也是最难解决的问题，可以这样说，一个人如果不具备基本的环保知识与意识，他的知识结构是不完整的，他无论干什么工作都不能做到尽善尽美，都会是有缺陷的。我们应该通过让学生调查身边发生的与环境有关的事件，让学生了解环境恶化对我们的生活质量的影响，甚至对我们生存的威胁。把学生培养成具备环保知识与意识的合格的现代化的人才。在未来的生活中，生物科学与技术的影响将越来越大，由基因工程、细胞工程、胚胎工程、生态工程、发酵工程、酶工程等组成的生物工程将给人们带来巨大的经济价值和生活上的便利。基因工程药品的出现使昂贵的药品变成了普通人能消费得起的药品，克隆技术的发展将最终解决器官移植供体不足及免疫排斥的问题，生态工程将是解决我们面临的环境难题的一剂良药。通过让学生了解这些前沿的生物科学与技术，可以给学生打开一扇门，一条通向立志为生物科学发展作出贡献的大门。