中學生物學教學中的科學精神教育探究

中學生物學教學中的科學精神教育探究 1 科學精神內(nèi)涵的考察 

科學（Science）一詞來源于拉丁文Scienitia，原意為知識、學問。關(guān)于科學的論述有很多，《中國大百科全書·哲學卷》（1987年版）：“科學是以范疇、定理、定律形式反映現(xiàn)實世界多種現(xiàn)象的本質(zhì)和運動規(guī)律的知識體系”�！掇o海》（1997年版）：“科學是關(guān)于自然、社會和思維的知識體系，是社會經(jīng)驗的總結(jié)，并在社會實踐中得到檢驗和發(fā)展�！本C合各家所言，廣義的科學就是以理性的手段對確定的對象進行客觀、準確認識及其成果。隨著人類的發(fā)展，科學已經(jīng)不能用定義來詮釋，科學可以取若干形象，每一個形象都反映科學在某一方面所具有的本質(zhì)�？茖W是一種建制，科學是一種方法，科學是一種維持或發(fā)展生產(chǎn)的主要因素，科學還是一種重要的精神來源�？茖W的本質(zhì)不在于已經(jīng)認識的真理，而在于探索真理。科學本身不是知識，而是產(chǎn)生知識的社會活動，是一種教育生產(chǎn)。聯(lián)合國教科文組織于1986年12月召開了第40屆國際教育會議，會議通過的文件《面臨科技挑戰(zhàn)的中等教育》里專門論述了科學教育的主要內(nèi)容：科學知識、方法、精神和價值等。 

科學精神的內(nèi)涵很豐富，可以從不同的層面來理解�！翱茖W精神包括：懷疑一切既定權(quán)威的求實態(tài)度；對理性的真誠信仰，對知識的渴求，對可操作程序的執(zhí)著；對真理的熱愛和對一切弄虛作假行為的憎惡；對公正、普遍、創(chuàng)新等準則的遵循�！薄翱茖W精神包括：探索求知的理性精神，實事求是的嚴謹精神，批判創(chuàng)新的進取精神，互助共進的協(xié)作精神�！薄皩嵤虑笫恰㈤_拓創(chuàng)新”是科學精神的核心與實質(zhì)，科學精神教育的核心問題是教育學生要具有實事求是、開拓創(chuàng)新的精神。 

2 中學生物學教學中科學精神教育的主要內(nèi)容 

中學生物學教學中的科學精神教育，應當有科學的內(nèi)容和合適的形式。在內(nèi)容方面，應當啟發(fā)學生學會： 

l）全面地看待自然界、生物界和生物學知識，克服認識上的片面性。 

2）用變化的觀點來看待生命活動過程，避免孤立、靜止地看待生命活動。 

3）對生物和生物學知識能夠具體問題具體分析，學會相對地看問題，克服認識絕對化。 

4）通過觀察、實驗、實習、參觀、采集制作標本和搜集整理資料等實踐活動來發(fā)現(xiàn)和認識事物和學習生物學知識，避免單純地接受知識、死記硬背知識的傾向。 

5）運用所學知識解釋生活、生產(chǎn)實踐中的各種具體問題．增強現(xiàn)論與實際的聯(lián)系。 

6）把獲得的生物學知識的感性認識上升為理性認識，避免認識僅停留在低級階段。 

7）在各種實踐活動中，特別是在觀察、實驗和實習等實踐活動中，積累、記錄有關(guān)資料，有序地進行操作，善始善終地完成全過程，克服實踐活動中行動或行為的隨意性。對觀察、實驗、實習等的過程和數(shù)據(jù)應如實記載，不容篡改（即使與權(quán)威或教材相反也應如實記載，不容篡改），培養(yǎng)對理性的“真誠信仰和執(zhí)著”的科學精神。 

8）正確使用生物科學術(shù)語，運用科學的思維方法和學習方法來掌握生物科學的概念、規(guī)律、原理和觀點等，避免學習行為的無序性，培養(yǎng)學生的“對真理的熱愛和對一切弄虛作假行為的憎惡；對公正、普遍、創(chuàng)新等準則的遵循”的科學精神。 

9）滲透開拓創(chuàng)新的科學精神，引導學生“由‘知識就是力量’向‘創(chuàng)新才有力量’轉(zhuǎn)變”�！爸�識就是力量”，是英國科學家弗蘭西斯·培根在1620年提出的，曾經(jīng)風行世界。近400年的實踐，人們不難發(fā)現(xiàn)真正的力量，不是知識收藏者，而是知識創(chuàng)新者，通過下列對比可以證實：英國人亞克敦，讀遍藏書7萬冊，還做了大量讀書筆記，卻一輩子沒有自己的科研成果；美國科學家愛迪生，雖沒受過正規(guī)教育，卻完成2000多種發(fā)明。千萬個相似的案例說明：“知識就是力量”的時代，已經(jīng)轉(zhuǎn)入創(chuàng)新才有力量的時代。在進行科學精神教育時，要重視學生的思維科學化，在教學中滲透創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技法。 

3 中學生物學教學中科學精神教育的初探 

3．1 中學生物學教學中的科學精神教育的落實 按照《中學生物教學大綱》的要求，認真組織觀察、實驗、參觀、討論和實習等教學活動。真正做到教學活動有目的、有次序、有要求和有結(jié)果，使科學精神教育落到實處。 

通過“科學界的弄虛作假”等反面教材的教育，培養(yǎng)學生對真理的熱愛和對一切弄虛作假行為的憎惡。有些教師講“變異是不定向的”，真的嗎？教材上的原話是“變異一般是不定向的”，引導學生挑戰(zhàn)權(quán)威、追求真理，培養(yǎng)“懷疑一切既定權(quán)威的求實態(tài)度和對知識的渴求”的科學精神。 

l）觀察：科學觀察的基本要求是客觀地反映可觀察的事物，并且是可以檢驗的。觀察結(jié)果必須是可以重復的。只有可重復的結(jié)果才是可檢驗的，從而才是可靠的結(jié)果。應當使學生明確科學知識是觀察的基礎(chǔ)。例如，在顯微鏡下觀察人的染色體的制片，一個毫無生物學知識的人，他除了看到密密麻麻的一團桿狀的小東西以外，什么也看不出來。如果讓一位遺傳學家來看，他能看到很多很多�！皟�(nèi)行看門道，外行看熱鬧”，應當引導學生從看熱鬧中逐漸深入而發(fā)現(xiàn)其中的“門道”。無論是課內(nèi)觀察還是課外觀察，是觀察標本、實物、實驗，還是觀察圖表、模型等，重要的是掌握觀察的順序和觀察的記錄。古人說“有道之士，貴以近知遠，以個知古。以益所見，知所不見。故審堂下之陰而知日月之行，陰陽之變；見瓶水之冰，而知天下之寒，魚鱉之藏也”（《呂氏春秋·慎大覽》）。 

例如，在觀察葉芽的結(jié)構(gòu)時，應當用刀片縱切開葉芽，按照由外到內(nèi)、由上而下的順序進行觀察，然后按照實物畫出葉芽縱剖面示意圖（這是一種觀察記錄），再對照書上的圖辨認各部分的結(jié)構(gòu)并記錄名稱。這一過程既觀察了實物，又觀察了插圖，學生不僅獲得了知識、方法，還受到了實事求是的科學精神教育。 

在觀察青蛙的外部形態(tài)時，應當先測量其頭、前肢、后肢和軀干的長度，并做好數(shù)據(jù)的記錄。然后計算各部分長度的比例，并記錄數(shù)據(jù)。若條件許可還可以做蟾蜍的對照、比較實驗。學生通過測量、分析，較容易發(fā)現(xiàn)：青蛙的后肢發(fā)達是與善于跳躍的運動方式相適應的；而蟾蜍的后肢不如青蛙的發(fā)達，進而得出蟾蜍不善于跳躍（而善于爬行）的特點。這一過程將定性觀察拓展到定量觀察、分析，使得出的結(jié)論更為準確，更能說明事物的本質(zhì)特征，更符合實際情況，這時教師適時地指出實事求是的科學精神的意義，將起到事半功倍的效果。 

在觀察人體的形態(tài)結(jié)構(gòu)時，引導學生按從上到下、由表及里的順序觀察自己的身體、人體模型或插圖。觀察后學生會發(fā)現(xiàn)人體的形態(tài)結(jié)構(gòu)可按觀察順序分成“四部分”（即頭、頸、軀干、四肢）、“三層”（即皮膚、肌肉、骨骼）、“兩腔”（即顱腔、體膠，體臟又包括胸腔和腹腔，腹腔的下端為盆腔）、“一管”（即椎管）。通過觀察、總結(jié)和歸納，學生對人體形態(tài)結(jié)構(gòu)有了一個整體的、有序的認識，同時，也能得到“對可操作程序的執(zhí)著”科學精神教育和學習方法的指導。 

2）實驗：生物學是一門實驗性學科，實驗的過程、數(shù)據(jù)不容篡改，培養(yǎng)學生實事求是的、嚴謹?shù)目茖W精神。 

實驗包括學生分組實驗、教師演示實驗和學生課外實驗等。在實驗教學中進行科學精神教育要引導學生明確：①每一個實驗的目的，了解實驗儀器和裝置的使用方法，以及實驗材料的培養(yǎng)和選擇；②了解實驗的方法、步驟和注意事項；③能夠解釋實驗的原理和結(jié)果；④學會繪制生物圖和填寫實驗報告；練習或?qū)W會設(shè)計一些簡單的實驗；實驗完成后，清潔、整理實驗用品和實驗室，養(yǎng)成善始善終的習慣。 

例如，植物細胞的吸水和失水（演示）實驗，完全可以讓學生在課外進行，然后請學生分析、討論實驗的結(jié)果和理論上的結(jié)論。還可以請學生按照實驗原理，設(shè)計一些不同的實驗方法。在實驗過程中，應特別強調(diào)“等量”的問題，只有條件相同、材料相等，實驗才具有可比性，才有可能得出符合實際的正確結(jié)論，這是進行科學精神教育的關(guān)鍵之一。 

在高中《生物》“觀察根對礦質(zhì)元素離子的交換吸附現(xiàn)象”的實驗中，有兩個“等量”的問題：一是把染過色的根分成兩份；一是蒸餾水和CaCI2溶液要等量。此外，還應強調(diào)將染過色的根浸于蒸餾水中的目的是起對照實驗的作用，這也是科學精神教育的重要內(nèi)容。 

高中《生物》“葉綠體中的色素的提取和分離”的實驗過程是較復雜的，要進行科學精神教育，就應當實事求是地對整個實驗過程進行詳細的分析，引導學生明確以下問題： 

研磨葉片時，為什么要加入少許SiO2、CaCO3和丙酮？ 

為什么要迅速、充分？ 

研磨液為什么要用棉纖維過濾？ 

濾液收集到試管中，為什么要用棉塞將試管口塞緊？ 

制備濾紙條時，為什么要將紙條的一端剪去兩角？ 

劃濾液細線，為什么線條越細越好？ 

為什么不能讓層析液沒及濾液細線？ 

為什么要用培養(yǎng)皿蓋在層析液的燒杯上？ 

實驗結(jié)束，濾紙條上的色素帶，自上而下依次是什么顏色、什么色素？ 

色素為什么能在濾紙條分離？ 

移動最快與最慢的各是哪一種色素？各具有什么顏色？ 

最寬與最窄的各是哪一種色素？各具什么顏色？為什么各種色素帶的寬窄有異？ 

實驗后的濾紙條經(jīng)干燥后，為什么要避光保存？ 

實驗結(jié)束后，為什么要用肥皂把手洗干凈？此實驗來用的是什么方法？ 

通過實驗和對實驗結(jié)果的分析，能說明什么問題？ 

通過實驗，引導學生從實驗的實踐中獲取知識和方法，這對

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