科學素養培養研究論文

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生物學隸屬于自然科學。生物學課程是一門科學課程，這是生物學課程的基本性質之一。科學是一個內容豐富的知識體系，其中就包括人類認識自然界的一些特殊途徑和方法。正由于有了這些對生命世界準確地提出問題及獲取較為可靠答案的方法，如觀察、量化、求證和思考等，人類對自身和環境的認知才能日益深入、全面和可靠。這些方法反映出自然科學與其他領域認知模式的不同，也體現了科學最基本的特征和本質。生物學課程作為一門科學課程，不僅要傳播科學的事實和概念，更要體現科學是一個探究的過程。生物學教育的宗旨應該是培養全體學生的生物科學素養。這一宗旨的確立，將使我國生物學課程產生一些重大變化。理解這一新的課程理念，也將有助于生物老師們的教學改革和實踐。

一、關于科學素養的認知

我國基礎教育的任務是培養未來的合格公民。在當今科技產品比比皆是、科學問題在我們的生活中無處不在的時代，未來的公民中有一部分人將會成為科學知識或科技產品的創造者或生產者，而幾乎所有的人都將是科技產品的消費者。他們在個人生活和社會生活中，要去面對各種各樣與科學相關的問題，并做出決策。這些都要求生活在當今和未來社會中的公民具有一定的科學素養。

(一)科學素養概念的提出

20世紀60年代以前，中學科學教育并不強調“科學素養”。隨著60年代的理科課程改革的浪潮，人們才提出了科學素養理念。70年代初期，在一些教育發達國家的中學自然科學課程中就提出了科學素養的理念，并把培養學生的科學素養作為課程的基本任務。80年代以后，這一課程理念已經被科學教育家和大多數理科教師所認同，成為當今理科課程發展的一個共同趨勢。對科學素養的解釋，因時代而有所不同，并且隨著時代的發展而發生認識上的變化。即便是在同一個時代，不同的機構、組織或不同的專家對科學素養的解釋也不完全相同。因此，目前尚沒有一個嚴格的、統一的定義。國內現在多數人認可的解釋是：科學素養是指了解進行個人決策、參與公民和文化事務、從事經濟生產所需要的科學概念和科學過程。科學素養最基本的含義是指學生能夠合理地將所學到的科學知識運用到社會及個人生活中。由此可見，科學素養包括了兩個不同的方面：一方面是對科學知識、態度情感、價值觀及科學技能的掌握情況；另一方面是在已有基礎上提高自己科學素養的能力。還有一些人認為，科學素養是指一個人對自然科學領域中核心的基礎內容的掌握情況，自然科學的核心基礎應該包括：①學生理解基本科學現象、規律，以及科學原理是如何用于技術領域之中的；②學生以在學校的學習為基礎，形成終身學習的基本能力和習慣；③學生能夠理解或解釋發生在身邊的科學現象；④學生能夠形成正確的態度、情感、價值觀和科學的世界觀，并以此來指導自己的行為；⑤學生應掌握一系列的相關技能，包括操作技能、科學探究一般技能、比較、判斷、分析和推理等思維技能，以及創造性和批判性的思維方式。

不同的學生在學習自然科學時會表現出不同的天賦和特點，有些學生在學習理科時能表現出很強的數理邏輯優勢，有些則會在理科的學習中遇到困難。現代科學教育強調面向所有學生，旨在培養所有未來公民科學素養。因此，對不同的學生來說，科學素養應該有不同的要求。但不論要求的差異如何，科學教育都要使這些學生在原有的基礎上得到發展，達到一個最基本的要求。一個具有科學素養的中學畢業生不一定要以科學或工程技術為職業，然而每個公民必須具備科學素養，才能使他們在面對日常生活中的科學現象、事件和觀點時，能夠運用科學的原理和方法去做出判斷或決策。

(二)具有科學素養的人

嚴格地定義科學素養會有一些困難，因此一些專家和科學教育組織回避去直接定義科學素養，而是用對具備科學素養的人進行描述，間接地解釋這一理念。如具備科學素養的人應該：①具有良好的科學態度和科學情感，包括探索自然的好奇心和求知欲、科學的價值觀念、對科學學習的正確態度；②掌握了科學的基本概念和原理；③具有基本的科學探究能力，及對事物的觀察能力，思考問題的能力，創造性地解決問題的能力，具有批判性思維的能力及在團隊中的合作能力等。

科學素養理念的提出，為中學自然科學課程指出了新的方向和任務。理解這一理念，將有助于生物學教育工作者更好地去制定和實施中學生物學課程方案。

二、關于生物科學素養的認知

“科學素養”是20世紀90年代以后許多國家的教育家在課程改革中的共同聲音。它已成為我國新一輪理科課程改革的基本目標。在理科課程分科設課的國家、地區或學校提高學生“科學素養”的目的是由各分科課程——生物學、物理學、化學等來共同完成的。中學生物學課程要擔負著培養學生科學素養的重要任務。

(一)生物學素養概念的提出

1993年，美國BSCS(生物學課程研究所)出版了名為“發展生物學素養”的生物學課程指南，對生物學素養作了詳盡的論述，并把它作為生物學課程的基本目的。BSCS認為，一個具有生物學素養的學生需要對科學的本質和特點有起碼的理解。學生對科學知識特點的認知和理解，對科學的價值以及科學探究的過程和方法的理解和掌握，是生物學素養的基本要點。BSCS還具體地描述了一個有生物學素養的人應能表現出的具體特點：他應能理解生物學的基本原理和重要的生物學概念；了解人類對生物圈的影響；領悟科學探究的過程，知道歷史上生物學概念的發展。他應該對科學探究、生物的多樣性與文化的多樣性等問題具有正確的態度，對生物學和技術對社會的影響、生物學對個人的重要作用有正確的態度和價值觀。他應該能夠對自然界的現象提出不同的問題，具備創造性的思維；知道如何正確地利用科學技術；能夠在與生物學相關的問題上做出個人或社會決策；能夠應用知識來解決現實社會中的實際問題。

我國是在2001年教育部頒布的《全日制義務教育生物課程標準(實驗稿)》中將生物科學素養的概念正式引入中學生物學課程的，并將它作為初中生物課程的主要目的。《全日制義務教育生物課程標準(實驗稿)》中指出：“義務教育階段的生物課程是國家統一規定的，以提高學生生物科學素養為主要目的的必修課程，是科學教育的重要領域之一。”《全日制義務教育生物課程標準(實驗稿)》還將“提高生物科學素養”作為課程的基本理念加以論述。將提高生物學素養作為課程的主要目的和基本課程理念，標志著我國生物課程有了重大變化，這有助于將我國生物學教育提高到一個新的高度。

(二)生物課程標準中的生物科學素養

2001年頒布的《全日制義務教育生物課程標準(實驗稿)》對于生物科學素養的解釋是：“生物科學素養是指參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學概念和科學探究能力，包括理解科學、技術與社會的相互關系，理解科學的本質以及形成科學的態度和價值觀。”

課程標準提出“提高學生科學素養”的理念，是期望學生通過生物課的學習能夠在以下四個領域得到發展：

1.科學態度和科學的世界觀

科學態度是人基于對科學知識的正確理解和對科學發展的認識而形成科學的信念和科學習慣。科學態度包括：①好奇心。生物學教師的任務就是培養學生對科學現象產生好奇，并將這種好奇心轉變成對科學和對學習科學的積極態度。②誠實。在生物學教育中，培養學生誠實的品質就要求學生要真實地報告和記錄在實驗中觀察到的東西，而不是他想象中應該是的東西，也不是他認為老師想要的東西。③合作。團體成員之間的合作意識是科學精神的重要組成部分。④創造力。創造力一般分為兩種：一種是特殊才能的創造力，主要是指科學家、發明家和藝術家等杰出人物的創造力；另一種是自我實現的創造力，它指的是對人類社會和其他人來講未必是新的東西，但對自己來說是初次進行的、新的、前所未有的認識或創造。培養中學生的創造力主要是要求學生能夠進行獨立思考的創造性學習。因此，中學生的創造力主要是自我實現的創造力。

科學的世界觀是指科學家對科學有一些基本的信念和態度，主要包括：①科學認為世界是能夠被認知的，世間的萬事萬物都是以恒定的模式發生和發展，只要通過認真系統的研究都可以被認知。②科學知識是不斷變化的，知識的變化是不可避免的。有些新的發現會對已有的理論構成挑戰，從而要不斷地對這些理論進行檢驗和修改。③科學雖然處于不斷變化中，但這種變化只是處于緩慢的修正之中，絕大部分科學知識是非常穩定的，所以科學知識的主體具有連續性和穩定性。④科學不能為一切問題提供全部答案。人類面臨的很多問題，是由政治、經濟、文化和環境共同決定的，科學只是其中的因素之一。

此外還有愛國主義教育，包括積極培養熱愛大自然，珍愛生命，愛家鄉、愛祖國的情感，正確理解人與自然和諧發展的意義，從而增強振興祖國和改變祖國面貌的使命感與責任感。

2.科學探究方法與技能

科學探究不是僅僅屬于科學家的方法和技能，它也是學生學習科學的有效方式之一。學校的科學探究活動通常是指學生們用以獲取知識、領悟科學的思想觀念、領悟科學家們研究自然界所用的方法而進行的各種活動。學生們應該掌握科學探究的一般技能，包括：提出問題、做出假設、制定計劃、收集證據、得出結論、表達和交流的科學探究能力。學生進行探究的真正意圖，不僅在于掌握生物學知識本身，而更重要的是要讓學生學會科學探究的一般方法，讓他們親身體會科學家是如何困惑于問題、如何假設問題的“答案”、考慮從哪些途徑去解決問題，并以此漸漸地養成探究的態度和方法。

科學思維的方法，包括形式邏輯思維、辯證邏輯思維、批判性思維和發散性思維等思維方式和思維習慣。科學的思維習慣不是科學家所特有的，是每個人可以掌握、應該掌握的技能。

3.科學、技術與社會(STS)

生物學課程對學生進行STS的教育，目的在于突出科學、技術、社會之間的關系。學生要了解什么是科學，什么是技術，以及科學和技術的聯系。解決技術問題需要科學知識，而一項新的技術的產生又使科學家有可能用新的方法來擴展他們的研究。科學、技術與社會是緊密相連的。社會可以影響科學和技術的發展，科學和技術又會影響社會。通常技術對社會的影響比科學對社會的影響更為直接。

學生在生物學課程的學習過程中，通過參與和解決現實世界中具體問題，來獲取科學與技術的知識，形成正確的態度、價值觀和社會責任感。這樣，在日常生活中，他們就知道如何把所學的知識、方法與實踐相結合，如何對科技引起的新的問題進行思考和判斷。

4.生物學知識和操作技能

這是生物學教育中我們熟知的一個領域。生物學知識包括基本的生物學概念、原理和規律。操作技能包括正確使用顯微鏡等生物學實驗中的常用工具和儀器，基本的實驗操作技能。讓學生掌握一定的生物學知識和操作技能也是生物課程所規定的基本任務之一。學生在義務教育初中階段應獲得有關生物體的結構層次、生命活動、生物與環境、生物進化以及生物技術等生物學基本事實、基本原理和規律，對生物學的整體畫面有一個大致的了解。

生物課程標準提出關于科學素養的理念，是強調在生物學教學中注重學生在知識、科學探究、態度情感、價值觀以及對科學、技術和社會的認識等四個領域的全面發展。

(三)生物科學素養的不同水平

培養學生的生物科學素養是我國中學生物學課程的總目標。這一目標指明了生物教師和學生的努力方向。教師的任務是使所有的學生在這個指定的方向上有盡可能大的進步。學生在剛剛進入中學生物學課堂時，他們每個人的起點不盡相同。按照澳大利亞生物教育家DavidMorgan博士的觀點，學生開始這門課的時候，他們一般不是零起點；而當學生結束這門課程的學習時，他們大多數人也不會達到課程目標的100%。但他們所有的人都應在自己原有的起點上前進了許多。

美國生物學課程研究所(BSCS)也認為，生物學素養的高低是一個連續變化的過程，每個學生都處于這種連續變化的不同位置上，不同的位置反映了他們對生物學理解的程度。該研究所還將這種連續的生物學素養分為4個水平，分別是膚淺的生物學素養、功能化的生物學素養、結構化的生物學素養和多維的生物學素養。了解了生物學素養的特點，有助于生物學教師在教學中選擇適當的教學策略，并實現課程的目的——培養學生的生物學素養。

1.膚淺的生物學素養

學生在日常生活中能夠認出哪些是生物學的術語和概念，并能夠將這些術語與自然界中的現象相對應。但他們仍然有錯誤概念，對生物學概念的理解也很不準確。

2.功能化的生物學素養

學生能夠使用正確的生物學詞匯，對術語的定義表述也很準確。但大都是基于記憶。

3.結構化的生物學素養

學生應能夠理解生物學的概念體系，理解科學探究過程的知識和技能，能夠用他們自己的話來解釋概念。學生能將所學的知識與他們個人生活實際相聯系，對于生物學的學習充滿興趣；他們從學習或實踐的經歷中構建了概念的意義和對概念的理解。

4.多維的生物學素養

學生理解生物學素養在諸多自然學科中的地位，知道生物學的發展史和生物學的本質、特點，理解生物學與社會之間的相互作用。學生能夠意識到自己在知識或技能方面的不足，自己主動去獲取更多的知識或技能；能夠將學科知識應用于解決問題或尋找答案的行動之中。

我們對所有的學生進行科學教育，其核心目標就是培養學生的科學素養。生物科學素養是科學素養的基本組成之一。從培養科學素養的視角來看中學生物教學，中學生物學教師的任務就是將學生的生物科學素養從較低的水平提高到較高的水平。

參考文獻：

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[3]余自強，鄭春和等.《生物課程標準研修》[M]．北京：高等教育出版社，2004