福建省晉江市第二中學(xué)

1、福建省晉江市第二中學(xué) 陳英水      摘要：課外科技活動(dòng)對(duì)于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的開(kāi)拓精神和創(chuàng)造力，促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)的全面發(fā)展，起著課堂教學(xué)不可替代的作用。本文主要闡述開(kāi)展課外科技活動(dòng)應(yīng)遵循的原則，科研方法訓(xùn)練的策略等。 關(guān)鍵詞：課外科技活動(dòng)  開(kāi)展原則  訓(xùn)練方法策略   一、開(kāi)展課外科技活動(dòng)應(yīng)遵循哪些原則    1.科學(xué)性原則   活動(dòng)內(nèi)容具有科學(xué)性，通過(guò)活動(dòng)培養(yǎng)觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退季S能力，使學(xué)生養(yǎng)成良好的科學(xué)態(tài)度，形成良好的科學(xué)素質(zhì)。因此必須做到

2、：       (1)重視學(xué)生科學(xué)能力的培養(yǎng)     觀察能力是一種有目的、有計(jì)劃的并與思維活動(dòng)緊密結(jié)合的知覺(jué)活動(dòng)，是學(xué)生通過(guò)視、聽(tīng)、觸、嗅等感官，觀察和感知生物體和生命現(xiàn)象及其本質(zhì)特征的能力。開(kāi)展活動(dòng)時(shí)，要應(yīng)用各種方法激發(fā)學(xué)生的觀察興趣，使之形成良好的觀察習(xí)慣，讓之學(xué)會(huì)如何觀察，逐步培養(yǎng)提高其觀察能力。例如在觀察環(huán)境污染狀況時(shí)，教會(huì)學(xué)生觀察污染的種類(lèi)、具體有哪些污染物(生活垃圾類(lèi)別、下腳料等)、污染點(diǎn)的分布情況、焚燒時(shí)污染狀況及風(fēng)向或水質(zhì)污染狀況、對(duì)周?chē)h(huán)境或水體生物帶來(lái)什么影響等等，并做好攝像記錄。例

3、如筆者指導(dǎo)高二學(xué)生所做的學(xué)校周邊環(huán)境污染狀況調(diào)查具有一定的突破，獲得了晉江市科協(xié)一等獎(jiǎng)。       實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ窃谝欢l件下模擬自然現(xiàn)象，從中認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律的能力。它包括實(shí)驗(yàn)操作能力和根據(jù)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、推理、結(jié)論表達(dá)等能力，是一種全面的綜合能力。使學(xué)生學(xué)會(huì)使用顯微鏡、標(biāo)本裝片制作動(dòng)植物解剖等操作技能，訓(xùn)練學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象準(zhǔn)確觀察記錄，對(duì)信息的整理，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，導(dǎo)出正確的結(jié)論。   思維能力是人腦對(duì)客觀事物進(jìn)行綜合概括的過(guò)程，它包括分析、綜合、比較、概括、判斷和推理?？萍蓟顒?dòng)使學(xué)生在活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，通過(guò)討論分析，從而提出假設(shè)

4、，再通過(guò)活動(dòng)設(shè)計(jì)驗(yàn)證假設(shè)，從而得出正確結(jié)論。便如水仙花雕刻活動(dòng)中，有的同學(xué)提出為何要雕刻，不雕刻能否開(kāi)花這個(gè)問(wèn)題。筆者將學(xué)生分成兩組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，挑選近似的花球，一組雕刻，一組不雕刻。經(jīng)過(guò)一個(gè)半月的培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)，兩者均能正常開(kāi)花，只是不雕刻者開(kāi)花較遲且葉長(zhǎng)得高大，而雕刻者花期早，葉形卷曲。學(xué)生分析原因是，不雕刻的花苞包在鱗莖中，難以長(zhǎng)出因此開(kāi)花延遲，而造成葉的徒長(zhǎng)。雕刻的由于葉受傷一側(cè)停止生長(zhǎng)，而未受傷一側(cè)正常生長(zhǎng)，從而造成葉片卷曲。       (2)課題選擇和課題內(nèi)容必須是科學(xué)的 課題選擇要符合學(xué)生的年齡特點(diǎn)，能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，并且宜小不宜大。在

5、低年級(jí)可以選擇觀察、實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手制作生物標(biāo)本為主，高年級(jí)的主要選擇社會(huì)調(diào)查、研究生物生活習(xí)性及生長(zhǎng)規(guī)律為主的課題。課題內(nèi)容要有科學(xué)依據(jù)，能反映科學(xué)真理。此外還要培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。   2.教育性原則       生物科技活動(dòng)要始終貫穿教育性原則，它包括德育、智育和科學(xué)觀點(diǎn)教育等幾個(gè)方面。     德育：內(nèi)容非常豐富，包括辯證唯物主義思想教育、愛(ài)國(guó)主義思想教育、熱愛(ài)大自然教育、思想品德教育、社會(huì)責(zé)任感教育、義務(wù)感教育、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神教育、良好的意志品質(zhì)教育等，將德育滲透于活動(dòng)中。例如關(guān)于環(huán)保

6、問(wèn)題，首先給學(xué)生作“環(huán)境與人類(lèi)”的專(zhuān)題講座，培養(yǎng)學(xué)生愛(ài)國(guó)熱情(我國(guó)生物多樣性豐富等)和進(jìn)行環(huán)保及環(huán)保宣傳的重任(環(huán)境惡化，許多生物瀕臨滅絕，仍有許多人在破壞環(huán)境，吃“野味”等等)，從我做起，從學(xué)校及其周?chē)銎?，宣傳和制止破壞學(xué)?；ú?，破壞校園周邊環(huán)境(鞋業(yè)下腳料的無(wú)序焚燒)。增強(qiáng)了學(xué)生的責(zé)任，培養(yǎng)了愛(ài)護(hù)環(huán)境的責(zé)任心，集體主義精神和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神等。   智育：科技活動(dòng)要符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，要與中學(xué)教學(xué)實(shí)際密切聯(lián)系，結(jié)合學(xué)生實(shí)際，開(kāi)展活動(dòng)。如初一動(dòng)植物標(biāo)本采集與制作，小動(dòng)物飼養(yǎng)，動(dòng)植物貼畫(huà)、書(shū)法藝術(shù)等。初二齲齒，近視調(diào)查及愛(ài)牙、愛(ài)眼活動(dòng)等。高中則結(jié)合生態(tài)學(xué)知識(shí)進(jìn)行生態(tài)資源和環(huán)保調(diào)查，

7、結(jié)合遺傳知識(shí)開(kāi)展遺傳性狀(如遺傳病)調(diào)查。學(xué)生學(xué)會(huì)了科研方法，提高了動(dòng)手能力，加深了對(duì)課本知識(shí)的理解。   科學(xué)觀點(diǎn)教育：科學(xué)觀點(diǎn)包括唯物主義觀點(diǎn)、生物多樣性觀點(diǎn)、生物進(jìn)化觀點(diǎn)、生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)，可持續(xù)發(fā)展觀點(diǎn)等，在活動(dòng)中滲透這些觀點(diǎn)。如校園植物資源調(diào)查、綠化設(shè)計(jì)、病蟲(chóng)害防治等活動(dòng)就滲透了上述觀點(diǎn)。   3.優(yōu)勢(shì)性原則       教師在開(kāi)展活動(dòng)中要因地制宜，發(fā)揮和調(diào)動(dòng)各方面優(yōu)勢(shì)，保證活動(dòng)的順利進(jìn)行。 首先應(yīng)發(fā)揮周邊科研單位的優(yōu)勢(shì)，在中學(xué)由于條件的限制，中學(xué)教師知識(shí)結(jié)構(gòu)的不足，不少課題和活動(dòng)難于開(kāi)展。因此，必須發(fā)揮周邊單位和大專(zhuān)院

8、校的科研技術(shù)和硬件設(shè)施的優(yōu)勢(shì)，選擇一些難度不大、周期短，有一定研究?jī)r(jià)值的課題，或者直接從科研單位分擔(dān)一些力所能及的課題進(jìn)行研究。例如與環(huán)保局合作，在校內(nèi)成立環(huán)?？茖W(xué)小組，開(kāi)展環(huán)保監(jiān)測(cè)，即為環(huán)保局提供參考數(shù)據(jù)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科研能力效果顯著。   其次，要發(fā)揮地理環(huán)境優(yōu)勢(shì)。例如農(nóng)村中學(xué)可利用土地資源和動(dòng)植物資源豐富的優(yōu)勢(shì)，自己動(dòng)手，把書(shū)本知識(shí)和農(nóng)村實(shí)際相結(jié)合，培養(yǎng)和開(kāi)發(fā)一些經(jīng)濟(jì)動(dòng)植物品種，為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)建設(shè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。例如建立校內(nèi)植物園，可分為6個(gè)區(qū)：標(biāo)本區(qū)、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)區(qū)、樹(shù)木果林區(qū)、花卉區(qū)、苗圃區(qū)和溫室區(qū)。一方面為開(kāi)展科技活動(dòng)提供場(chǎng)所，另一方面在實(shí)驗(yàn)區(qū)開(kāi)展新品種引進(jìn)，植物栽培、土壤肥料等

9、科學(xué)實(shí)驗(yàn)。對(duì)城市中學(xué)來(lái)說(shuō)由于城市人口密集，廠礦企業(yè)多，環(huán)境污染現(xiàn)象嚴(yán)重，因此，可結(jié)合生態(tài)知識(shí)，開(kāi)展系列環(huán)保活動(dòng)。如酸雨監(jiān)測(cè)、污水監(jiān)測(cè)和處理等都是很好的課題。   4.應(yīng)用性原則   即開(kāi)展活動(dòng)應(yīng)為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)，要有一定的經(jīng)濟(jì)效益。在農(nóng)村，應(yīng)與農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)以及養(yǎng)殖業(yè)相結(jié)合，開(kāi)展特種養(yǎng)殖和種植。開(kāi)發(fā)新的動(dòng)植物品種和新種養(yǎng)殖技術(shù)等。例如滴灌技術(shù)的應(yīng)用，既可提高農(nóng)作物產(chǎn)量，又能節(jié)約水資源。蛆是一種高蛋白生物，如何繁殖、加工、保存等。晉江境內(nèi)野生菊、蓖麻豐富，如何開(kāi)發(fā)利用(含生物學(xué)特性研究)等等。在城市則應(yīng)與現(xiàn)實(shí)生活相聯(lián)系，解決現(xiàn)實(shí)中存在的問(wèn)題，并取得社會(huì)效益，如洗滌劑的類(lèi)

10、別及其對(duì)水資源的污染，城市垃圾調(diào)查及其處理現(xiàn)狀與未來(lái)展望，香煙煙霧對(duì)家蠶的影響等等?？萍蓟顒?dòng)是實(shí)施素質(zhì)教育的重要渠道，而科技活動(dòng)急需解決的問(wèn)題是如何提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)(科學(xué)觀點(diǎn)、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度、科研能力)，尤其是科研方法的訓(xùn)練是難點(diǎn)，是跨世紀(jì)人才具有參與可持續(xù)發(fā)展能力的更高要求。   1.科研方法訓(xùn)練的實(shí)施策略   科研方法訓(xùn)練實(shí)施策略是對(duì)全局的籌劃，實(shí)踐做法是：   (1)激發(fā)學(xué)生提出問(wèn)題。確定課題是科研的第一步，也是極重要的一步。學(xué)生對(duì)生命現(xiàn)象的好奇心往往促使其產(chǎn)生定向探究反射。因此教師激發(fā)顯得尤為重要。首先將知識(shí)的科學(xué)性與趣味性有機(jī)地結(jié)合，如探究葉的結(jié)構(gòu)時(shí)

11、，讓學(xué)生將葉片浸在溫水中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)有許多小氣泡從中冒出來(lái)，激發(fā)學(xué)生提出“葉片上有什么結(jié)構(gòu)，才會(huì)出這樣的現(xiàn)象呢？”挖掘知識(shí)的固有趣味，激發(fā)學(xué)生提問(wèn)題，能夠提示知識(shí)的本質(zhì)規(guī)律，促使學(xué)生進(jìn)一步用顯微鏡進(jìn)行葉的結(jié)構(gòu)的探索。其次，將科學(xué)理論與實(shí)際需要解決的問(wèn)題相結(jié)合，圍繞參加全國(guó)青少年生物與環(huán)境科學(xué)探索實(shí)踐活動(dòng)，結(jié)合我校實(shí)際特點(diǎn)(校園周邊鞋廠多，受鞋業(yè)下腳料等污染和無(wú)序焚化的空氣污染等的嚴(yán)重威脅等，學(xué)校蚊蟲(chóng)多，學(xué)生發(fā)病率有上升趨勢(shì)等等)，激發(fā)學(xué)生提出環(huán)保課題。使課題研究能“從小、就近、求實(shí)、搞活”地深入開(kāi)展。   (2)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。由于生物學(xué)研究是探索生命及其規(guī)律的嚴(yán)密過(guò)程，因此研究

12、方案的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。如前述，當(dāng)學(xué)生提出“葉片上有什么結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)氣泡冒出的現(xiàn)象？”時(shí)，筆者引導(dǎo)學(xué)生利用多種媒體查閱文獻(xiàn)，實(shí)驗(yàn)觀察等進(jìn)行探究，使學(xué)生設(shè)計(jì)出最佳方案。又如“教學(xué)環(huán)境細(xì)菌的檢測(cè)及其治理對(duì)策”，啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物學(xué)課題的研究離不開(kāi)調(diào)查和實(shí)驗(yàn)。在筆者引導(dǎo)下，學(xué)生設(shè)計(jì)出學(xué)生健康狀況調(diào)查表，提出理論假設(shè)，進(jìn)行探究發(fā)現(xiàn)，驗(yàn)證假設(shè)為主要環(huán)節(jié)的實(shí)施方案。   (3)誘導(dǎo)學(xué)生提出假設(shè)。假設(shè)是一種至少有可能獲得檢驗(yàn)所必要的證據(jù)的嘗試性解釋。假設(shè)有目前獲得的證據(jù)不充分的意思。例如學(xué)生在調(diào)查健康狀況后，發(fā)現(xiàn)學(xué)生上呼吸道感染、皮膚感染病(如腳癬等)等疾病較多，據(jù)微生物性狀，誘導(dǎo)學(xué)生提出“教學(xué)環(huán)境中可

13、能存在致病鏈球菌、金黃色葡萄球菌、多種皮膚癬菌(真菌)等”的假設(shè)。假設(shè)僅僅是嘗試性的解釋和推測(cè)，教師在誘導(dǎo)時(shí)要啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)到，提出假設(shè)要具有科學(xué)性，要以科學(xué)和事實(shí)(如調(diào)查)為基礎(chǔ)，它必須是一個(gè)可以檢驗(yàn)的陳述，據(jù)科學(xué)檢驗(yàn)的結(jié)果，假設(shè)才能得到肯定或否定。   (4)實(shí)施探究發(fā)現(xiàn)。這是學(xué)生選擇科學(xué)研究方法的主要步驟。此環(huán)節(jié)，教師要特別注重密切注意學(xué)生操作活動(dòng)，對(duì)學(xué)生的反饋信息及時(shí)處理，為學(xué)生鋪設(shè)符合認(rèn)知規(guī)律的探究過(guò)程和思維坡度。如學(xué)生形成上述的假設(shè)后，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行。教學(xué)環(huán)境空氣細(xì)菌的檢測(cè)和常用品表面上的細(xì)菌檢測(cè)兩項(xiàng)探究實(shí)驗(yàn)。   探究中注意引導(dǎo)學(xué)生做到：科學(xué)取樣：取樣的代表性是收

14、集材料的可靠性的重要因素，應(yīng)隨機(jī)取樣，以保證科研結(jié)果的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)；學(xué)會(huì)設(shè)立對(duì)照：這是實(shí)驗(yàn)的重要原則，許多實(shí)驗(yàn)都是通過(guò)干預(yù)或控制研究對(duì)象在典型環(huán)境中或特殊條件下進(jìn)行的探索活動(dòng)。其中被干預(yù)或被控制的對(duì)象為處理因素。如上述實(shí)驗(yàn)中引導(dǎo)學(xué)生把對(duì)教學(xué)環(huán)境進(jìn)行消毒后檢測(cè)即為處理因素。而沒(méi)有被干預(yù)或被控制的研究對(duì)象則為非處理因素，即前期檢測(cè)作為對(duì)照。對(duì)照實(shí)驗(yàn)可以鑒別實(shí)驗(yàn)中處理因素同非處理因素的差異，從而得出結(jié)論：定期對(duì)教學(xué)環(huán)境進(jìn)行消毒是治理教學(xué)環(huán)境的有效方法；學(xué)會(huì)收集和整理數(shù)據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)方法應(yīng)考慮事物的質(zhì)與量?jī)蓚€(gè)方面。在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中，數(shù)據(jù)的記錄、整理、處理和分析這一系列的方法是十分重要的。教師精心設(shè)計(jì)

15、表格、曲線能為學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和整理鋪設(shè)橋梁，使學(xué)生在記錄中能得心應(yīng)手的操作，并獲得設(shè)計(jì)表格整理數(shù)據(jù)的方法。   (5)進(jìn)行結(jié)果分析。這時(shí)教師要幫助學(xué)生通過(guò)歸納和演繹判斷事物之間的因果關(guān)系，使學(xué)生從具體、個(gè)別的事物中抽象概括出一般原理。結(jié)果分析是去粗取精，去偽存真的思維過(guò)程，是科研的最后階段，如果結(jié)果驗(yàn)證假設(shè)，則假設(shè)的可信度提高。否則要分析原因，進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證假設(shè)。如實(shí)驗(yàn)后教師引導(dǎo)學(xué)生得出的結(jié)論初步驗(yàn)證了假設(shè)，并進(jìn)一步提出處理對(duì)策。教師還應(yīng)點(diǎn)撥學(xué)生認(rèn)識(shí)被否定的假設(shè)對(duì)科研的意義，它與被肯定的假設(shè)一樣，都很重要。否定了原來(lái)提出的假設(shè)的研究，同樣是一個(gè)成功的研究。因?yàn)橐粋€(gè)研究的成功與否并不在于原來(lái)的假設(shè)是否被驗(yàn)證，而在于提出的問(wèn)題和研究的方法是否科學(xué)。如在上述課題實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析時(shí)，得出“教學(xué)環(huán)境存在致病性鏈球菌，金黃色葡萄球菌和多種皮膚癬菌，其它雜菌”的結(jié)論；同時(shí)，對(duì)假設(shè)中未檢驗(yàn)出的致病菌進(jìn)行原因分析，還可以得出“教學(xué)環(huán)境中腸道桿菌含量較少，致病性鏈球菌在人工培養(yǎng)條件下不易存活”等結(jié)論。   2.科研方法訓(xùn)練的一般模式    綜上所述，科研方法的訓(xùn)練的一般模式可用下表進(jìn)行概括。 階段  學(xué)生活動(dòng)  教師活動(dòng)   提出問(wèn)題  生疑、啟動(dòng)探究愿望  激發(fā)學(xué)生興趣、引疑   設(shè)計(jì)方案 &