中学生物教学中培养学生科学素养初探

中学生物教学中培养学生科学素养初探

武穴市红旗中学张晓凌

中学生物教学的课程目标之一就是通过生物学知识的学习，初步形成生物体的结构和功能、局部和整体、多样性与共同性统一的观点，生物进化观点和生态学观点，树立辩证唯物主义自然观，逐步建立科学的世界观，围绕上述课程目标，我们在平时的生物教学中结合实例对学生素养的培养进行了一些有益的探索。

一、生命的物质性

生物是由物质组成，一切生命活动都有其物质基础，从生命起源的化学进化历程看，生命是由非生命物质逐渐演变而成；从生态系统的功能上看，组成生物体的基本元素在生态系统的生物群落与无机环境之间反复的循环运动，从而形成生态系统的物质循环；从个体的新陈代谢看，生物体每时每刻都在与外界进行物质交换，故生命的物质性体现在生命现象各个不同层次中，一切生命活动都是通过一定的生命物质来实现的，如果没有生命物质也没有生命活动。

实例一：生物体进行一切生命活动的基础，以及生物的最根本特征都里新陈代谢。因为活的生物体都不停地与周围环境进行物质和能量的交换，从外界摄取所需的营养物质，用来组成自己的身体，储存能量；同时将自身的一部分物质加以分解，并将所产生的最终产物排出体外，释放能量，这就是生物体的新陈代谢，新陈代谢一旦停止，则标志生物的生命结束，只有生物体进行正常的新陈代谢，才可有具有生长现象、应激性、生殖和发育、遗传和变异等生物的基本特征，所以一切生命活动都是通过生命物质来实现的。

实验二：生物进化最可靠的证据之一是生物化石在地层里按一定顺序

出现，因为化石是保存在地层的古代生物的遗体、遗迹或遗物。它们在地层中按照一定顺序出现是证明生物进化历程的最有力的证据，所以生物（生命物质）——化石（非生物质）

二、结构与功能相统一

结构与功能相统一的思想包括两层意思：一是有一定的结构就必然有与之相对应的功能的存在；二是任何功能都需要一定的结构来完成。结构与功能相统一的思想贯穿于中学生生物全部教学中，无论在分子水平、细胞水平及组织、器官、系统和个体水平，还是种群、群落、生态系统水平都体现这一科学思想。

实例一：德国科学家华尔柏在研究线粒体时，统计了某种动物的部分

分析上表可知，心肌细胞线粒体数量最多，这是因为心脏运动量大，不停地收缩，需能量多；动物冬眠状态下的肝脏细胞中线粒体比常态下多，是因为肝脏分解贮存营养物质功能增强中，需能多；从表中所示数据还可能分析，线粒体多少与细胞新陈代谢强弱有关。由此，进一步得出：不同的细胞中线粒体数量不同，这体现细胞水平上的结构与功能相统一的科学思想。

实例二：生产者是生态系统的主要成分，这是因为生产者利用光能制造有机物。生产者主要指绿色植物，它们能够利用阳光，通过光合作用，把无机制造成有机物，把光能转变为贮存在有机物中的化学能，因此把它做生产者，没有生产者，生态系统中其他生物就不能生存，所以生产者是生态系统的主要成分。

实例一：地球上生命起源过程中最关键的一个阶段是由分子体系进化为原始生命。生命起源的化学进化过程包括四个阶段，即：从无机小分子物质生成有机小分子物质；从有机小分子物质形成有机高分子物质；从有机高分子物质组成多分子体系；从多分子体系演变为原始生命，其中最复杂、最关键、最具有决定意义的阶段是第四阶段，因为此阶段最后要演变为具有原始新陈代谢和能够进行繁殖的原始生命，由此体现出，生命是由非生命物质经历漫长的演变而产生的。

实例二：恐龙类动物是中生代时期最繁盛的一类大型爬行动物，但是，后来却在地球上消失了。从生物进化角度来看，恐龙这类动物灭绝的原因可有是由于生存斗争失败而被自然所淘汰。中生代可以说是恐龙的时代，据考古学研究表明，恐龙在中生代是地球上最大的动物之一，其中也有非常凶猛的种类，当时没有比它们更凶猛的种类了。恐龙的灭绝主要是由于地球环境的巨大变化，食物需求量大，不能适应环境的变化，于是在同自然界变化的生存斗争中失败，最后被淘汰，恐龙的兴衰史体现了生物的科学思想。

六、学科渗透素养

生命科学是一门很年轻的自然学科，随着较成熟的物理，化学等学科的知识在生命科学研究中的应用、渗透、极大地促进了生命科学的发展，可以说出当今生命科学已经与物理，化学等学科紧密地联系在一起，所以在平时的生物教学过程中，应注意培养学科渗透素养，形成学科综合能力。

实例一：科学研究发现，萤火虫发光的原理是由于萤火虫内含有萤光素和萤光酶两种物质，在萤光酶作用下，萤光素在细胞内与氧化合发出萤光。科学家已能用化学方法人工合成萤光素和萤光酶而制成生物光源。（1）与普通的电灯相比，这种生物光源更适合于在充满瓦斯的矿中当闪光灯及在清除磁性水雷时用以照明、试简述理由。答案：生物光源光热效应和磁

效应。（2）白炽灯，日光灯，生物光源三者相比，哪一种光源的发光效率最高？答案：生物淘汰。（3）哪一种光源使用过程对环境造成的负面影响最大？答案：日光灯。这是一道以生物为背景，渗透物理，化学知识的跨学科综合题，只要紧扣题意，联系三科知识即可得解。

实例二：能源是人类生存和发展的重要支撑因素。请回答以下有关能源问题。

（1）人类所使用的能量绝大部分来源于太阳能。捕获太阳能的主要为绿色植物。绿色植物能够通过光合作用把太阳能转化为化学能，光合作用的总反应式是，答案：6CO2＋12H2O????→

C6H12+6H2O+6O2，光合作

光能

叶绿素

用释放的氧气则来自于参加反应的哪种物质？答案：水

（2）煤、石油、天然气、水能及生物能等是多年来大规模使用的能源，被称为，答案：常规能源。而核能、地热、海洋能、沼气以及太阳能、风能等都被称为，答案：新能源。

（3）煤、石油、天然气等能源以热的形式供给人们需要的能量。试以它们各自的主要成分C，CnH2n+1和CH4为代表，写出它们燃烧过程中的化学方程式。指出它们质量相同时，哪一种燃料对环境造成的负面影响

n+02＝nCO2（产生温室效应）最小。答案：C＋O2＝CO2，CnH2n+2＋31

2

＋（n＋1）H2O，CH4＋2O2＝CO2＋H2O，CH4产生的CO2最少，对环境造成负面影响最小。解答本题的关键是：以“能源”为核心，抓住能源的形成，发展利用以及与环保可持续发展的关系去正确分析解答。

生产者是生态系统的主要成分，其原因是因为生产者在生态系统中的功能非常重要。由此在群体水平上体现了结构与功能相统一的思想。

三、生物与环境的统一

任何生物都生活在一定环境中，一方面生物必须适应环境才能生存，同时，又影响着环境；另一方面环境又反过来影响和制约着生物，生物与

环境之间是相互作用、相互依赖的，它们是一个不可分割的统一整体。

实例一：对提高家禽产蛋量影响最大的是日照长短，家禽的产蛋量与卵巢排卵有关。实践证明，适当增加光照，其产蛋明显提高，由此可见，光照是影响家禽排卵的主要非生物因素。体现了环境能影响、制约生物、影响生物的生活习性、分布、形态等。

实例二：澳大利亚为发展畜牧业，引进了大量黄牛。几年后千万头牛的粪便便覆盖了草场，已经威胁牧草的生长，以后又从亚洲引进了蜣螂，它们把牛粪滚成团推运到地下，既清除了牛粪，又肥沃了土壤，重新促进牧草生长。生态系统保持生态平衡的关键是生产者和分解者，在引进黄牛之前，草原生态系统处于一种动态的平衡状态，引进黄牛后，由于黄牛大量繁殖，牧草被大量啃食，同时黄牛排出的大量粪便覆盖草原，威胁牧草（生产者）的生长，从而破坏了原来的平衡，直接危及生态系统。引进蜣螂（分解者）后，生态平衡才得以恢复。这一事实告诉我们，只有注意保护生态环境，合理开发资源，遵循生态系统自身规律，才能实现生态系统的良性循环，过分的外来干扰会破坏生态平衡。人类社会的发展进程中产生了环境问题，人类与环境的矛盾，处于不断变化之中，永无止境。人类的生存与发展与环境密切相关。

四、生物的整体性

系统论有一个重要的思想，就是整体大于各部分之和，这一思想也完全适合于生物领域，不论是细胞水平、组织水平、器官水平，还是个体水平，甚至包括种群水平和群落水平，都体现出整体性的特点，都表现出局部和整体的统一。离开了整体，局部无法完成正常的生物学功能。

实例一：泪腺细胞能分泌泪液，泪液中含有溶菌酶，泪腺细胞中与泪液的合成和分泌有关的细胞器是核糖体、高尔基体、溶菌酶是蛋白质类物质，合成蛋白质原场所是核糖体。核糖体合成的蛋白质经高尔基体的浓缩、

加工、运输、分泌到细胞外。因此，与泪液的合成和分泌有关的细胞器是核糖水和高尔基体，溶菌酶的合成与分泌是靠多种细胞器协同合作才能完成。体现了细胞水平功能的整体性。

实例二：在一个密闭的养鱼缸，内含半缸水（25℃），空气、河泥（内含多种微生物），金鱼藻、鱼等，并给予充足的阳光照射。它是一个自我平衡的生态系统。该养鱼缸在一定时间内能够保持动态平衡的原因，从该生态系统的结构看，有非生物的物质和能量，如阳光、水分、空气、河泥等。有生产者——金鱼藻、消费者——鱼，分解者——河泥中的多种微生物。从该生态系统的功能看，物质循环和能量流动同时进行，单独的鱼或金鱼藻在密封的养鱼缸内均不能长时间生存，它们只有和有关无机环境一起才能形成一个平衡系统。由此在群体水平上体现了生物整体性的思想。

五、生物进化的思想

辩证法认为，一切生物都处在不断的运动变化之中，任何事情都有一个产生、发展与灭亡的过程，生物界也不例外，也有一个产生和发展过程，所谓产生就是生命的起源，所谓发展就是生物的进化。生物界的一切生物不是一成不变的，总在不断地运动变化着，我们应该用发展、变化听观点去分析、观察和研究一切生命现象和生命活动。这就是生物进化的科学思想。

浅谈初中生物课堂教学形式的创新

武穴市红旗中学张晓凌

初中生物教学时间少、内容多、装备缺、组织难，如何充分利用好有限的四十分钟，全面完成生物课堂教学目标，切实提高生物教学质量，是初中生物教师面临的第一大难题，在新的形势下，更是这样，应该说，提高生物课堂教学效率的途径很多，笔者曾围绕课堂教学形式的创新进行过探讨，总结出了探究式、组谈式、引做式、启思式、热点浅谈式五种课堂教学形式，现将这五种教学形式，简要说明如下：

（一）探究式

探究式是在教师的引导下，学生根据教师提供的素材，围绕探究的目的，学生自主探究的教学过程。在这种教学形式中，实验和演示非常重要，应该说可以演示的材料是很广泛的，根据其特点，可分为实物、标本、模型、挂图、幻灯、板图、板书、多媒体课件让学生进行观察、思考、设题、描述，提出问题，教师运用它们展示生物现象，从各种渠道查找提出假设、思维判断，做出解释，从中学到生物知识，这样的学习是一种省时、省力的学习，是一种高效的学习方法。例如：讲《认识生物世界》，打破课堂内外的约束，有计划地安排学生走出课堂，让学生认识周围的生物世界，了解校内生物的基本情况，让学生自主描述周围的生物，怎样将生物进行分类观察，绚丽多彩的生物世界强烈地吸引着青少年的好奇心；对生物是奥秘的探索，对人体自身的思考常常激发和培养了学生的学习兴趣，把学生带进了生物世界，不断激发学生探究自然奥秘的热情。

（二）组谈式

组谈式是在老师有目的、有计划地安排下，学生通过谈而获得生物知识和能力的一种教学形式。这种教学形式，历史悠悠，应用广泛。例如：讲《根的组成》，学生先预习，课前要求准备好标本如菜、豆的主根和侧根、

小麦的不定根、高粱玉米等植物的不定根，采一些具有直根系的植物（如小白菜）和具有须根系的植物（葱），由学生干部自己分组，共同讨论哪些植物是直根系？哪些植物是须根系？由学生自己观察、自己认识、自己讲解，最后教师归纳。在教师的精心组织下，提出一些有针对性问题，就很好的活跃课堂气氛，激发学生积极进行思维活动。在组谈式教学中，学生必须动脑想、动口说，所以学生的口头表达能力和思维能力会得到全面发展。

（三）引做式

引做式是在教学的引导下，学生通过亲自动手操作来获取知识和能力的一种教学形式。随着教学改革的深入，这种形式在生物教学中占的比重越来越大。生物教学中的引做式又包括实验、实习、绘图、书写、采集标本等。

例如：观察植物细胞的结构，要使学生掌握细胞结构的基础知识，最好的方法是从显微镜的实验观察中先取得感性知识。

教师演示怎样使用显微镜，制作临时装片，让学生轮流观看，学生看到的细胞图（黑白线条图），一般是平面图，所以教师在讲课时要教给学生识图的知识，告诉学生在一般生物图里都用细圆的小黑点表示白胞质。因为细胞核是更粘稠的物质，因此细圆的小黑点画得更密一些，帮助学生识图，教师的演示能为学生以后做实验作示范。

（四）启思式

启思式是在教师的启发下，学生要以获得一些感性认识，要使这些感性认识上升为概念和规律，就必须经过学生思考，通过思考还可以把已学到的零散知识串起来，理清知识的内在联系，使学知识融会贯通，学生思维的培养，除需一定的知识做基础外，主要靠学生的思维、实践，再实践。例如讲《种子结构》，对学生能力的培养方面有能用简单的解剖仪器。在正确的切面解剖种子，找到各个结构的位置，能比较单、双子叶植物种子结

构异同，充分了解种子的结构及以及各部分结构的从属关系，可以要求学生自己列表，归纳种子各部分结构的名称。每人分发二、三种植物种子，要求学生解剖，分辨这些种子属于单子叶植物、或是双子叶植物。在此过程中培养了学生耐心细致的学习态度，学生的思维也得到发展。

（五）热点浅谈式

热点浅谈式，教师试图把一些最新的、有趣的知识介绍给同学，激发同学的好奇心和科学兴趣。例如我们学习《呼吸系统》，说吸烟会给你带来什么？据有关人士统计，全世界每年有300多万人死于吸烟有关的疾病，中国有烟民3.2亿，占世界烟民1/4，每天有2055人因吸烟致病而死亡，烟草中含有数百种对人体有害的物质，其中焦油、尼古丁、CO、酚类、醇类、酫类等40余种是有毒和致癌物质，尼古丁是烟草中特有的剧毒物碱，一支香烟所含有的尼古丁可以毒死一只白鼠，20支香烟中的尼古丁可以毒死一头牛，少量尼古丁使神经系统兴奋，肾上腺素分泌增加、心率加快，小动脉痉挛；大剂量尼古丁则引起神经系统抑制和麻痹。烟中焦油刺激气管和支气管粘膜，使其分泌物增多，粘膜纤毛运动受阻，造成气管支气管炎症。焦油刺激肺泡壁，使其失云弹性，膨胀、破裂、形成肺气肿，烟雾中的有害物质粘附在咽、喉、气管和支气管粘表面，积存过多，时间过久可诱发细胞异常增生，引起癌症。全世界每年死于肺癌者高达100万人，其中90％是直接由吸烟引起的。吸患喉癌的危险性比不吸烟者大10倍，烟雾中含CO3％——6％，CO与血红蛋白的亲合力比O大300多倍，使红细胞携带O的能力下降，致使心肌和细胞供O不足，动物实验证明尼古丁，CO可使心室纤颤的阈值下降，血小板的凝血功能亢进，使血栓生成，这些因素都增加了心肌梗死和脑卒中危险性，大量研究证明，目前30％的癌症，75％的慢性支气管炎和肺气肿及25％的心脏病由吸烟引起的，如果不采取有效措施，到2025年，全世界每年约1000万人（其中1/4在中国），即每天有2.7万人死于吸烟引起的疾病，其中70％在发展中国家，吸烟有

害而无一利，吸烟致死是全世界面临的“最大流行病”，可能成为21世纪的“癌疫”。吸烟会给人类健康带来严重危害，请丢掉手中的白色魔棍，请速戒之！

例如学习昆虫纲时，谈生物间通讯和生物防治，许多昆虫都能向体外散发各处独物的化学物质，这些物质能用来标明地址，区分同类，引诱异性，寻找配偶中，报警或者集合群体等。生物学将通过化学物质传递信息的方式称为化学通讯，在生物间起信号作用的化学物质就称为信息性。蜜蜂或马蜂等受到侵扰，会反击，用毒刺蛰人，同时放出警戒素，留在人皮肤中的警戒素就成了标志敌人位置的信息素，吸引蜂群大举进攻。蚂蚁、蚜虫也分泌警戒素，有人观察过警戒素深度对蚂蚁行为的影响，发现少量的警戒素有报警作用，浓度升高，则蚁群逃窜，浓度继续增加，则使蚁群自相残杀。蚂蚁的工蚁在爬行中或者蜜蜂的工蜂在飞行中还会留下表示路标的示踪外激素，引导同伴前往聚餐和返程，在信息素中最普通、最重要的是吸引异性的性息素或性外激素。性自素对昆虫的交配繁殖非常重要，可以说是决定昆虫生存的关键物质。50万只雌蚕蛾才能提取到12mg性息素，现在有些性息素已经能人工合成的性息素干扰农作物害虫的交配，对害虫进行生物防治。

总之，通过以上五种教学方式，让学生了解人与生物圈的关系，而环境与人、环境保护、人类的健康、青春期卫生等知识，以及运用生物科学和技术、解决农业、医药、环境等实际问题。

以上五种基本形式，在教学中应根据教学目的、教学内容，学生情况和教学设备等不同而灵活运用，让学生通过学习能在创新精神和解决实际问题能力方面，以及科学探究的技能方面都得到更进一步提高。

生物教学中如何培养学生的创新能力

武穴市红旗中学张晓凌

随着教育改革的不断深入，加强素质教育已是教育界的共识。作为素质教育的一项重要内容，就是培养学生成为具用创新精神和实践能力的人才，克服以往的高分低能现象，确立全新的教育观、质量观和人才观。而生物学是在观察和实验基础上发展起来的一门自然科学，它对开发学生的智力，培养学生的创新能力具有独特的重要作用。那么，在生物教学中怎样培养学生的创新能力和科学素质呢?

一、提高认识，激发创新精神

从小学进入初中的学生，从他们的心理特征来说，虽然年龄稍有增长，但仍处在以形象思维为主逐渐转向抽象思维为主的过渡阶段，从他们的个性来说，爱问、爱动、好奇心、求知欲强，教师在教学中，务必掌握学生的这些年龄特征。生物课对于学生来说，又是一门新课，教师在教学中必须利用教材中的大量插图、自制教具、电脑课件等来提高他们的感性认识，只有这样才能使学生认识到生物学科与其它学科的不同点。

教师还要特别注意指导学生阅读课后的阅读材料，如《袁隆平与杂交水稻》《李时珍的故事><一个著名的科学实验>……这些材料都有很强的可读性，通过这些材料学习，学生认识到生物与语文、数学等学科一样有用，能为国家作贡献，能成为世界著名的科学家来提高他们的认识，从而激发他们的兴趣，发挥他们在教学中的主体作用。

二、积极实践，培养创新潜能

生物科学是一门实验科学，通过观察和实验不但使学生学到真实的知识，而且能够使学生初步获得研究生物的本领。这样，教师不但要指导学

生做好课本中要求做的每一个实验，而且还要适当地增加一些课外实验，作为教师要向学生讲清楚实验过程中的目的，要求及注意事项，指导学生动手完成整个实验过程。如：在做“显微镜使用"这一实验，是学生做的第一个实验，这个实验的目的，不但要使学生掌握显微镜的正确使用方法，还要激发学生做实验的兴趣，强调显微镜不仅是从事生物学研究的工具，还是医学化验的主要仪器，使学生懂得显微镜的用处很大，而且了解到生物学与其它自然科学的关系非常密切，使学生做实验时兴趣更浓，自然而然就手、眼、脑并用，以达到良好的实验效果。如在做“唾液定粉酶的消化作用”这一实验中，学生观察到的现象就有很大差别，这就要求学生在实验中多思考多提问，积极探索，提出新问题、新观点，并且让学生自己讨论“为什么"，从不同的思维，从每个学生的想象中寻求问题的正确答案，这样不知不觉中开发了学生的创新潜新。

三、学以致用，树立创新意识

通过生物学的学习，可以获得生物学的基础知识，这些知识与日常生活、农业生产联系得相当紧密，可以解决实际生产、生活中的许多问题，例如：在“根对无机盐的吸收"一节内容经过学习，就可以用来指导不同农作物需要不同的无机盐，同一种农作物在不同的生长期，即长枝叶期，开花期结果期等，这不同的生长期也应施加不同的无机盐。在“植物的呼吸作用"这一节内容学习后，可以应用到粮食的贮存和种子的保管上，这对我们农村学生来说，更为现实，可向农民解释为什么要及时给农田松土和排涝的原因，这样，培养学生灵活运用新学的知识来解决实际问题的基本技能。学生在应用知识的过程中，还可以学到一些农业生产中的新知识，对于这些积极动脑的学生，教师要多表扬，多鼓励，多指导，让学生多提出一些

创见，来解决农业生产中的实际问题，这样，为他们今后科学地进行农业生产打下良好的基础。

四、勇于实践，培养创新能力

积极参加“生物和环境科学实践活动”，在课余的生物和环境科学实践活动内容有：野外考察、调查研究、实践操作、栽培饲养……在我们农村中学，生物科技实践活动具有天然的物质条件，教师要指导学生进行选题、实验、记载、分析和总结，学生在实践中，要认真实践、细心观察、仔细记录、周密分析等一系列工作。

在实践的讨论中，一定要尊重学生的主体地位，即允许学生自主地解决问题，在民主的氛围中，心情舒畅，思维就始终处于积极活跃状态，营造良好的创新气氛，让学生积极实践，在实践中，使学生做到，头脑中有一种探索未知的欲望，培养学生警觉地在日常生活中学习、阅滥，在广泛的生物活动中注意发现捕捉那些新奇的，不寻常的现象，能探明或揭示某种植物生活、生长的规律，能观察到某种动、植物训化、培养、改良达到的优良效果，能观察到某种物质对人类及动植物的危害，从而提出防治措施，能够提出改革某一地区生态环境的设想的新课题，只有这样，才能真正达到培养学生创新能力提高科学素质的目的。