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光合作用發展史范文1
關鍵詞：生物科學史 新課程 光合作用
科學史的創始人喬治?薩頓認為, 科學史是自然科學與人文科學之間的橋梁, 它能夠幫助學生獲得自然科學的整體形象, 從而全面地理解科學與人文的關系。高中生物課程不再只限于理論知識的講解，而是更多地引入生物發展史上的經典事例，向學生系統地介紹生命科學的起源和發展。這樣不但能充分激發學生的好奇心與求知欲，同時還能培養學生科學的世界觀，養成勇于探索、實事求是的科學態度。本文僅就如何應用光合作用的科學史進行生物教學展開了討論。
早在公元前3世紀，古希臘亞里士多德就提出土壤是構成植物組分的觀點。這一觀點統治西方將近2000年，這也是人們對光合作用最早的認識。
1648年，海爾蒙特的盆栽柳樹實驗證明樹木的重量增加來自雨水而非土壤，世界各地生物課本都會提到這一段記載。他所做的柳樹實驗說明光合作用過程中有水的參與，也是生物研究上劃時代的工作，向傳統的認識提出了新的挑戰，為人們的研究指明了方向。
1771年，普利斯特利通過實驗發現，植物可以更新空氣。但是，他并不知道更新了空氣中的哪種成分，也沒有發現光在這個過程中所起的關鍵作用。問題的研究進一步深化，問題更加具體化。
1779年，荷蘭科學家英格豪斯做了500多次植物更新空氣的實驗，并進一步證實光照是這一實驗成功的秘訣，即光照是植物放氧的先決條件。
隨著化學水平的發展人們發現了空氣的組成，到了1782年，日內瓦教師塞尼比爾發現在煮沸過的水中放入綠葉時，即使光照充足也不能收集到氧氣；只有在水中通入CO2后，才能看到氣泡的出現。因此，他認為，植物在光照下如果產生O2就必須有CO2的存在，O2是來自CO2的；指出CO2是光合作用的原料，氧氣是產物，而且CO2也是產物氧氣的來源。
1804年，法國科學家德?索敘爾通過定量分析植物所吸收的CO2、釋放的O2及植物體的增加量發現，綠色植物在陽光照射下，用CO2與H2O在植物體內合成了有機物質，并產生了與CO2大致相等體積的O2。他提出，CO2和H2O是植物體有機物質的來源，即兩者是光合作用的原料。
1864年，德國科學家薩克斯用天竺葵做實驗材料得出結論：天竺葵的葉子在光下制造了淀粉，同時也說明光合作用需要光，產物為淀粉。
1880年，美國科學家恩格爾曼用水綿和好氧型細菌進行實驗說明：氧是葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所。這就有力地說明了葉綠體是光合作用的場所，氧氣是光合作用的產物。
1937年，英國科學家希爾將離體的葉綠體加到具有適當氫受體的水溶液中，光照后放出氧氣，此反應稱為希爾反應。氫受體有2，6―二氯酚靛酚、苯醌、NADP+和NAD+等，說明氧氣是在水的光解過程中產生的，為人們研究光合作用產物氧氣的來源提出了新的見解。
1939年，美國科學家魯賓和卡門利用同位素標記法進行探究實驗，有力地證明了光合作用釋放的氧氣來自水。
進入20世紀40年代，美國科學家卡爾文等用小球藻做實驗，采用放射性同位素14C做標記，最終探明了CO2中的碳在光合作用中轉化成有機物中碳的途徑。至此，根據科學的發展進程可歸納出光合作用的定義和反應式：
光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存能量的有機物，并且釋放出氧的過程。即：
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要提高課堂教學質量。需要老師根據教學內容創設多樣化的教學情境，使抽象的知識具體化、形象化，直觀化，來解決學生認識過程中的形象與抽象、實際與理論、感性與理性、舊知與新知、背景與知識以及問題與思維的關系和矛盾，既為學生的學習提供認知?？奎c，又激發了學生的學習心向。根據目前新課程理念和新課程標準的要求，結合課堂教學實踐，我就如何創設教學情境進行了實際的探索與運用：
一、精心設疑，創設問題情境
學生的學習是一種思維活動，思維貫穿于學習活動的始終，離開了思維，任何能力都難以形成和發展。而思維是在一定的問題情境中產生的，思維過程就是一個不斷發現問題和解決問題的過程。發現問題是思維的起點，也是思維的動力。因此在課堂教學中，通過創設新穎的問題情境，設計一些富有激趣性、啟發性和探索性的問題，能夠有效地引起學生注意、能引發學生積極參與的心理，、激發學生學習動機、啟迪學生思維、能使學生始終保持在興奮的狀態下探索和發現知識，從而達到培養學生創新能力目的。
二、關注社會，創設時事熱點情境
時事熱點一直是學生十分關注的內容，時事熱點包括政治的、軍事的、社會的以及科學的最新發展動態。教師將這些備受學生關注的時事熱點巧妙地設置成教學情境，對促進學生探究學習興趣有很大作用。例如：如納米科技的迅速發展，優良品種的篩選，青霉素的發現與應用，雜交水稻的培育與推廣，基因工程的研究與開發，轉基因食品擺上百姓餐桌，人類基因組序列圖的繪制完成，克隆羊“多利”的橫空出世，DNA“指紋”技術在親子鑒定、刑事偵察中的應用，干細胞的研究與應用等等，已經并正在改變和影響著人類的生活，這些重大的科學技術的發展，都能使學生形成熱愛科學、關心社會的意識。在新技術革命的浪潮中，生物技術更是挺立潮頭，在21世紀的自然科學發展中獨執牛耳。因此，挖掘與生物學相關的熱點問題創設教學情境，有利于培養學生理論聯系實際、學以致用的意識，又能更切實全面地提高學生的科學素養，滲透人、自然、社會和諧統一的思想。
三、聯系生產生活，創設自然社會的真實情境
學生的現實生活世界中蘊藏著無窮無盡的教育資源，教育要通過生活才能發出力量而成為真正的教育。因此，作為新時期的生物教師，只有努力學習現代教育教學理論，密切關注新課改的發展方向，立足于課堂，著眼于學生的生產、生活實際，才能激活課堂，讓生物課堂散發著生活的氣息，使生物教學熠熠生輝。那么如何做到教學內容聯系學生的實際生活?就是教師要善于利用學生日常生活密切相關，生產實踐常見的現象來創設教學情境。例如：①觀察到的生活現象。農村同學觀察到的釀糯米酒現象，飯菜變餿變質現象，潮濕種子堆放久了變熱現象等。②從事生產實踐時觀察體驗到的現象。農作物栽培、養殖業等。③學生自身體驗的現象。青春期心理生理變化、疾病治療和預防等生活實踐情境由于與學生密切相關。學生比較熟悉，可以增加學生的親切度，縮短師生的距離。但同時學生對這些知識常?！爸淙欢恢渌匀弧?，教師創設情境之后，學生必然有一個一探究竟的心理。從而成功地激發學生探究的興趣和主動性。
四、利用資料史實，創設生物學史情境
生物學史的內容包括生物科學發展史、科學發明的歷史、科學實驗的過程、科學家生活史。生物學史的教學可激發學生對生物學學習的興趣和愛好，這種興趣和自豪又能成為他們學習生物學的動力。學生受到生物學家的創造性思維的啟發，也會在生物學學習中表現出創造性。生物學史的教學還有助于培養學生的愛國主義情感、辯證唯物主義世界觀和頑強的意志和毅力等個性傾向和個性品質，是培養學生創造力的非智力因素的重要方法，絕不能等閑視之。例如，在“光合作用的探究歷程”教學過程中，我充分利用史實這一教學資源，展示了科學知識的發展過程：
——古希臘學者亞里士多德認為，植物生長在土壤中，土壤是植物體的食物來源。
——1648－1653年，比利時醫生海爾蒙特做了一個簡單而有意義的試驗：分別對柳樹和土壤進行稱重，五年后進行比較，發現柳樹增重了，但土壤沒減輕。
——1773年，英國科學家普利斯特利用玻璃鐘罩、蠟燭、小鼠、植物做了實驗。
——1779年，荷蘭植物生理學家英杰豪斯利用漏斗和金魚藻證明植物只能在光下通過其綠色部分改善空氣。
——1864年，德國科學家薩克斯證明光合作用產生了淀粉。
——1880年，德國生物學家恩吉爾曼利用好氧細菌證明氧氣是光合作用的原料。
——1939年，美國生物化學家卡門利用同位素180進行示蹤實驗證明光合作用釋放的氧氣來自水。
——1957年，美國生物學家卡爾文發現了卡爾文循環。
——最后我結合了中科院研究的光合作用蛋白質復合體，讓學生明確光合作用的研究永遠沒有停止。
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一、充分利用感性材料，使抽象的概念具體化。
概念是抽象的，是用語言文字敘述的，學生理解起來比較困難，概念的獲得有賴于感性材料和經驗，如果學習缺乏一定的感性材料或經驗的支持，容易使學生死背定義而未能理解和掌握其真正涵義。前蘇聯心理學家魯賓斯坦說：“任何思維，不論它是多么抽象多么理論的，都是從分析經驗材料開始，而不可能是從任何其他東西開始的。”這里所說的經驗材料，主要是感性材料?？傊行圆牧显截S富、越全面，概念掌握越準確。例如“應激性”的教學，先演示盆栽植物含羞草，讓同學親自觸摸，觀察含羞草葉的反應狀況；讓學生自己觀察草履蟲在顯微鏡下，滴加NaCl溶液后它的運動方向；通過學生做實驗親自體驗了這兩個現象后，再引導學生自己總結，并對概念下定義，這樣能讓學生從不懂到懂，深刻理解概念。運用資料分析的策略，引導學生對資料進行分析，歸納推理，邏輯加工，生成新概念
任何一個概念的形成都經歷著由感性到理性的抽象概括過程。如果這些過程在教師的指導下，學生能夠主動參與形成規律的揭示，那么就能領悟到知識形成過程中蘊涵的思想方法，使學生知其然，知其所以然，避免囫圇吞棗，死記硬背。例如：在《光合作用》這節課中，教材中就引用了大量在光合作用的發現史上起著重要作用的經典實驗，通過實驗的層層遞進，闡述光合作用的概念及其發現過程，并力圖使學生在學習的過程中體會科學研究的方法。但由于文字量較多，實驗的數目也較多，學生整體看下來，往往會不知所云，所以，我在課堂教學中，注意引導學生分步閱讀，弄清每個實驗的做法，每個實驗的結論是什么？哪些實驗具有層進的關系？在把每個實驗得出的結論提取出來后，加以歸納提升，最終得出光合作用的概念。在此學習的過程中，學生不但生成了新的概念，而且體驗科學概念生成的過程，培養了根據實驗現象得出結論的能力。
三、建立概念體系，提高概念教學的有效性
對概念的理解不到位，特別是對概念之間的關系理解不到位，這是學生在概念學習中的最大的困難。因此，學生能否將學過的知識，建立概念體系顯得尤為重要。例如：許多概念之間有包含與被包含，或者出現交集的情況，這些內容相關的概念可以用借助數學用直觀的幾何圖形來表示幾個概念之間的關系。如：“酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質”“激素是內分泌器官（或細胞）分泌的化學物質，有些激素是蛋白質。免疫包括特異性免疫、非特異性免疫，特異性免疫又包括細胞免疫、體液免疫。
四、注重概念的運用，及時進行檢查反饋，矯正，鞏固概念
學生對概念的掌握并不是以學生復述、解釋概念為最終目標，而是要以學生能運用概念解決問題為最終目標。因此要注重概念的應用。講完概念后要及時布置練習，促使學生去理解概念。這是概念教學中關鍵的一環，是教學的成功與否的標志。
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教學設計是一門藝術，而情境創設是教學設計的重要內容之一，精心創設教學情境，是點燃學生思維火花，激發學生探究欲望的關鍵。在教學設計中，應提供與學習主題內容相關，與現實生活相類似的情境，幫助學生在這種環境中去發現、探索與解決問題。
1.引趣激趣，創設問題情境
創設問題情境是在教學活動中，根據學生情況、教學內容和生活實際，營造一種現實而富有吸引力的氣氛，使學生在提出問題、思考問題、解決問題的動態過程中主動參與學習，使學生處于"心欲求而未得，口欲言而不能"的狀態，自覺或不自覺地參與到學習活動中。一個好的生物問題情境，能集中學生的注意力，誘發學生積極思維，調動學生已有的知識、經驗和感受，從而更加主動地參與知識的獲取，問題的解決。
例如：在"物質跨膜運輸的實例"教學設計中，可設計幾個現實問題作開場白：萎焉的青菜放入清水中一段時間后為什么會堅挺？做糖醋蘿卜時為什么會有大量水滲出？炒肉時為什么要臨炒前拌鹽才鮮嫩？學生對這幾個貼近生活的問題會表現出濃厚的興趣。再如：在學習"生物膜的流動鑲嵌模型"時提出：為何脂溶性物質很容易透過細胞膜，而非脂溶性物質透過十分緩慢？通過問題引導學生思考討論，能順利導入新課題的學習，層層深入。
好的問題情境應符合：①能激發學生學習的熱情和好奇心；②能引發學生思考，并能迅速引入主題。在教學中營造現實的、富有吸引力的、環環相扣的問題情境，可以激發學生智力、誘發思維，使課堂活起來，營造一種"韻味無窮"的教學情境。
2.做好生物實驗，創設參與情境
生物是一門以實驗為基礎的自然科學，許多生物知識都是通過實驗獲取的，一些科學家為了探求規律獲得真知，常常要做許許多多的的實驗。"好記憶不如爛筆頭"，同樣道理，在教學過程中，教師再會講解也不如讓學生做一次實驗記憶深刻。
2.1做好演示實驗，規范實驗操作。有些實驗過程步驟要求嚴格，注意事項多，教師可在分組實驗前先做演示實驗，以規范學生實驗操作。有些實驗限于實驗器材、實驗場所、實驗時間的要求，不能分組實驗，只能由老師做演示實驗，讓學生觀摩體會實驗過程，觀察實驗結果。如"驗證光合作用產生淀粉"實驗，在實驗時應提前將植物放在黑暗處饑餓處理一天，然后將葉片一半遮光一半置于光照下一段時間，檢測葉片的兩半是否有淀粉出現，該實驗所需時間長，不便于學生分組實驗，可通過教師演示實驗增強感性知識。
2.2做好分組實驗，體會學習的快樂。在條件允許的情況下，盡量讓學生分組實驗，讓學生知道生物知識并不是抽象的空洞的純理論性的東西，而是客觀事實、科學規律的反映，讓學生在實驗中感受探究性學習的快樂，鍛煉學生團結互助的精神，提高實踐操作能力。
2.3鼓勵學生完成社會實踐，激發學生學習興趣。教師可根據教材，結合本地情況設置一些社會實踐內容，讓學生學以致用，不僅可以培養學習興趣，還可以讓學生關注生活、關注社會，留心身邊的事物，培養發現問題、研究問題的能力。如讓學生對"山的南坡和北坡植物類群和密度進行調查"，從而了解光照、溫度、水份等生態因素對生物分布的影響；讓學生在陽臺內側用花盆種植木本植物，觀察枝條的生長情況，通過觀察，讓學生知道單側光會影響植物激素的分布，從而導致植物向光生長。
3.借助信息技術，創設逼真的虛擬情境
真實的情景創設是有效教學的前提，然而，由于教學內容和教學條件的限制，生物教學不可能全部采用真實情景進行教學活動。如減數分裂和受精作用、自然選擇和生物進化等，在沒有真實情景的情況下，直接和學生討論這些問題會讓學生覺得抽象，難于接受，現代信息技術為我們提供了彌補這種缺陷的可能，我們可以通過網絡搜索、篩選和加工，以多媒體平臺的形式進行展示，在課堂教學中創設逼真的虛擬情景，取得良好的效果。如“基因工程”的學習過程中，目的基因的獲取和基因表達載體的構建是分子學水平的技術，比較抽象，如果把基因工程"四步曲"制成課件，用多媒體展示PCR技術擴增目的基因的動畫過程，演示基因表達載體的構建過程，則可以把抽象的東西形象化，化繁為簡，加深學生理解。
4.滲透科學史教育，再現生動的歷史情境
高中生物教學中穿插了許多科學家及其科學發現的介紹，其中蘊含著豐富的科學知識、科學方法和科學精神，利用好這些材料，對學生進行科學方法、科學精神方面的教育，將對學生以后的發展具有重要意義。
4.1獲得科學知識。每個科學研究都是在特定的歷史條件下進行的，都是在前人研究的基礎之上進行的，把不同的科學研究按時間串聯起來，就構成了科學的發展史，從中可以知道知識的來龍去脈，發展變化，對整個知識體系的構建具有指導作用。
4.2掌握科學方法?？茖W隨著歷史的發展而發展，不同的歷史時期、不同的研究對象，有不同的研究方法。如"薩克斯用半葉法實驗證明光合作用能產生淀粉"、"魯賓和卡門用同位素標記法證明光合作用產生的氧來自水"、"孟德爾為驗證基因的分離定律和自由組合定律巧妙地設計了測交實驗"、"米爾斯坦和科勒大膽想象極富創造性地用動物細胞融合來生產單克隆抗體"等等，通過這些不同研究方法的學習，可以培養學生的科學研究和創新能力。
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關鍵詞 體驗式學習 生物教學 情境創設
轉變學生的學習方式，是新課程改革的重點和難點。高中生物新課程改革倡導讓學生在活動、體驗的過程中獲取知識、自主發展，既強調了學生必須掌握的知識與技能，又強調了過程與方法、情感態度與價值觀。體驗學習是一種符合時代精神和青少年學生身心發展特點的教學方式。在學生生物科學素養的形成和能力發展過程中，體驗式學習起著極為重要的作用。
1 體驗式學習是一種以學習者為中心的教學方式
體驗式學習是指學習者在學習的過程中經歷從觀察、思考、反思到實踐的流程，從行為和感情上直接參與到教學活動中來，通過自身的體驗和親歷來建構知識。體驗式學習強調學習者從對事物的感性認識飛躍到理性認識，形成對事物的獨特看法，在體驗中讓認知得以深化，情感得以升華。
體驗式學習的基本特征是親歷性。親歷既包括親身經歷，也包括親“心”經歷。只有親歷，才能觸動人的心靈深處；只有觸動到心靈深處，才能產生情感、生成意義、發展素質。因此，可以說，體驗式學習是生物科學素養形成和發展的前提條件。
體驗式教學凸顯了學生的主體地位。在教學過程中，教師的角色轉變為學生學習和成躍的幫助者和促進者。教師關注的根本點是：怎樣幫助學生進行研究式和體驗式的學習；如何利用可視、可聽、可感的教學媒體為學生做好體驗開始前的準備工作，讓學生產生一種渴望學習的沖動，自愿、全身心地投入學習過程；在體驗學習過程中教師應該準確地發現學生的需求并提供恰當的幫助。
2 高中生物教學中體驗式學習的教學策略
2.1創設親“心”經歷的教學情境，激發學生的學習興趣
2.1.1利用生物科學發展史創設體驗學習的情境
通過對生物科學發展史的體驗學習，可以豐富學生對科學探究本質的理解，從而能夠了解科學概念是如何發展變化的，了解科學概念如何受到當時流行的價值觀概念和當時所具有的資源的影響。通過生物科學發展史的思維體驗學習，能促使學生體驗科學的艱辛，增強其探索欲望和培養其創新意識。
例如：“光合作用的發現”一節的教學可以通過發動學生自己查閱資料，課堂合作探究的方式引導學生體驗學習光合作用的發現的主要歷程。課堂教學活動圍繞著5個思維探究體驗來進行。
探究體驗一：傳統觀念認為“土壤是建造植物體的原料”，直至1648年海爾蒙特提出了質疑：為何經過五年。樹增重80多千克而土壤只減少了100克?請同學們嘗試像科學家一樣思考，完成海爾蒙特的探究實驗并得出結論。他的結論完善嗎，存在什么問題?
探究體驗二：利用CAI模擬1771年普里斯特利實驗，觀察實驗現象，嘗試得出實驗結論。
探究體驗三：課外興趣小組展示1864年德國科學家薩克斯的天竺葵實驗。思考：為何將綠色葉片暗處理幾個小時?實驗時為何將葉片一半遮光一半曝光?引導學生思考后再問：實驗現象是什么?能得出什么結論?
探究體驗四：利用CAI模擬恩格爾的水綿實驗。提問：好氧細菌集中于葉綠體受光部位，說明什么?實驗的巧妙之處在哪里?
探究體驗五：光合作用中放出的氧是來自水還是二氧化碳呢?請大家探討魯賓、卡門的實驗。該實驗采用了什么科學技術方法，實驗現象證明了什么?
生物科學史的教學不是簡單地讓學生記住這段歷史和結論，而是要將探究性學習的教學方法整合其中。教師選擇經典的科學史料進行加工，創設的情境中蘊涵的科學本質更為鮮明，更突出了科學探究的過程與特點，更有助于探究體驗學習的展開和深入，進而感悟科學家發現問題、解決問題、深化認識的過程和探索的精神。
2.1.2從生活生產實際人手創設體驗學習的情境
將生物科學知識與學生的生活經驗相聯系，能激發學生的求知欲，驅動其知識的建構。充盈學生生活經歷，豐富學生情感體驗，能促進學生經驗的改組，促進學生將書本知識向實踐能力的轉化，樹立正確的自然觀、世界觀和價值觀；生活化教學還能開闊視野、增強社會責任感，為學生的可持續發展奠定良好的基礎。
比如在學“水和無機鹽的平衡和調節”時，我精心設計問題情景：吃的東西過咸，為什么會感到口渴?為什么夏天尿少，而冬天尿多?大量出汗后為什么要喝點鹽水?“以飲料代水”的做法科學嗎?問題的提出，使學生產生濃厚的興趣，激起疑惑，產生了探究的欲望，又引出了本節課的課題。
2.1.3利用視頻、圖片等媒體技術創設體驗學習的情境
視聽媒體較語言和文字更能為學生提供具體和易于理解的經驗，并能沖破時空的限制，彌補學生直接經驗的不足。同時多媒體以其形、光、聲、色等多種功能作用于學生的多個感官，吸引學生的注意力，極大地調動他們的學習熱情，使其積極主動地投入到學習之中，呈現最佳的學習狀態。在生物教學中利用現代媒體技術可以使學生在短時間內看到動植物的生長發育、生物的進化、生命起源的連續過程；看到動物的取食、洄游、遷徙、生殖等各種行為的連續過程；看到只有通過顯微攝影才能表現出來的，生物體內生理生化的變化過程：看到各種生物實驗的連續操作過程。甚至可以用計算機語言程序實現模擬實驗，這些都是傳統的生物課堂教學無法比擬的。
2.2促使學生親身經歷科學探究過程，加深學習體驗
2.2.1指導學生自己設計并操作實驗
生物學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗是人們認識和研究生命科學現象或驗證生命科學理論的重要方法。吸引學生參與到實驗中來，不僅能培養學生的觀察能力、思維能力、分析問題和解決問題的能力。也能培養學生的動手能力和實事求是、認真嚴肅的科學態度。學生親自動手參與實驗設計與操作是一種重要的體驗學習方式。如：“生物組織中可溶性還原糖的鑒定”實驗教學可以這樣進行：
問題情境 糖類是生物體中主要的能源物質，糖類攝取量的多少與身體健康有密切的關系。如何用科學的實驗方法來驗證食物中是否含有還原糖呢?
課前準備
1)在課前布置學生查閱資料調查。①哪些生物組織中糖類的含量相對較高?②其中的哪些材料更易于采用課本中的實驗方法進行糖類的鑒定?
2)設計糖類鑒定的方案。
課堂實驗
實驗器具?、俨牧蠝蕚洌何鞴现?、梨汁、淀粉溶液、蔗糖溶液、葡萄糖溶液。②鑒定試劑：斐林試劑。
實驗探究 學生親自動手實施實驗方案，比較各個實驗組的實驗現象及實驗效果。
實驗成敗分析
學生產生誤區和問題：①為什么蔗糖沒有顯色反應?②梨汁中有顯色反應說明其中存在還原糖，西瓜汁和淀粉溶液沒有顯色反應，也就不存在還原糖。③梨汁中的顯色反應不明顯。
師生共同討論，根據查閱的資料和實驗原理得出結論：①斐林試劑鑒定的是可溶性還原糖，富含還原糖的植物材料很多，但并不是每一種材料都是可以用斐林試劑鑒定的，蔗糖和淀粉不具備還原性。因此在該實驗中不顯色。②西瓜汁顏色深容易將反應中出現的顏色遮蔽。最理想的實驗材料是含糖較高而顏色較淺的生物組織(或器官)，如梨的果實。③斐林試劑的配制和使用方法要正確。
2.2.2組織調查訪談活動
實踐出真知。適當組織社會調查活動，鼓勵學生積極參與，讓學生在實踐中去思考、去頓悟、去感受知識。如《生態系統的穩定性》教學可以讓同學們對城市濕地的環境污染做一次調查，并針對如何防治和處理提出自己的見解。將全班同學分成若干組并指定組長。對組內分工，具體怎樣開展活動，均由小組成員自定。要求做到人人有事，共同參與學習活動。
2.2.3在課堂教學中組織合作學習
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一、科學素養的含義及其培養的重要性
科學素養一詞源自英文“Scientific Literacy”，原意是指對科學和技術的基本知識、基本觀點和科學價值觀所具有基本的了解。但隨著時代的發展，“科學素養”內涵被不斷擴充，其最基本的含義是指人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。
《全民科學素質行動計劃綱要》對科學素質作了如下界定：“科學素質是公民素質的重要組成部分。公民具備的基本科學素質一般指了解必要的科學技術知識，掌握基本的科學方法，樹立科學思想，崇尚科學精神，并具有一定的應用它們處理實際問題、參與公共事務的能力?！?/p>
《全日制義務教育生物課程標準》明確提出：，以提高每個學生的科學素養為總目標，同時要求生物教育面向全體學生、提高生物科學素養、倡導探究性學習。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。
科學素養是公民素養的重要組成部分。對于教育來說，培養學生的科學素養是教育的重要目標和任務。
二、課程標準對培養學生科學素養的要求
1.科學精神和科學態度
科學是一個探索的過程，是一個不斷接近真理的過程，進行科學探索就是追求真理，而追求真理不是輕而易舉的，需要付出艱辛的努力，在追求真理過程中需要一種高度熱情、忘我奉獻的精神，需要具有不怕困難、不畏艱險、不怕挫折的頑強的意志和堅韌的毅力以及積極的進取精神等等。
學生對知識的認知和掌握是一個對知識重新建構探索的過程，是需要學生保持探索的興趣，創新的欲望，堅持實事求是，學會合作與協作，體驗探索和發現過程的艱辛與喜悅，感受科學思想形成的過程。這樣才能使學到的知識真正成為認知結構的一個組成部分。
2.科學方法與科學思維
科學方法是指人們在科學發展和社會實踐基礎上形成的行之有效的，正確反映客觀事物本質及其規律的認識世界和改造世界的方法，學生在認識和反映對象的過程中，也遵循著認識過程的一般規律并要學會恰當地采用科學的方法。如比較法、推理法、歸納法等等。
科學思維，顧名思義就是用科學的方法進行思維，它是科學方法在個體思維過程中的具體表現。如辯證思維、分析、判斷、推理等等。
3.生物學知識
生物學知識包括基本的生物學概念、原理和規律。讓學生掌握一定的生物學知識是生物課程所規定的基本任務之一。
生物課程要求學生了解現代生物學的進展，了解現代生物技術對人類社會和人們生活的影響，并學會運用知識，能夠利用所學的生物學知識和方法去解決身邊的問題。
《全日制義務教育生物課程標準》提出關于提高學生生物科學素養的理念，就是要把我們在教學中只注重對學生科學知識的傳授轉向全面地提高學生科學素養的教育。強調學生在科學知識、能力、方法、意識、品質等方面的全面發展。
三、中學生物教學中科學素養培養的實施途徑
1.結合生物發展史，及時更新、擴充教學內容
(1)通過當代生物發展現狀的學習，培養學生的科學探究意識，激發學生科學研究的興趣
教師可充分利用課堂教學，介紹當前生物科學的一些前沿知識，如：分子病的診斷、癌基因的發現、H1NI病毒的前世今生、生物反應器、瘋牛病與阮病毒等，以引起學生的關注，提高學生的興趣。教師還可以利用課余時間開展一些專題講座，介紹當前生物學科的一些重大事件。例如：“人類基因組計劃”、“克隆”“生物工程”、“基因工程”、“酶工程”、“分子工程”等等，以調動學生對未知領域的探索欲望，激發學生的學習興趣，培養學生的科學探究意識。
(2)通過對生物發展史上重大事件的系統學習，充分挖掘并利用其中的育人功能
教師在講解生物知識的同時，可結合介紹知識的產生過程，充分挖掘并利用其中的育人功能。例如麥爾首先發現并命名了煙草花葉病并證明了煙草花葉病是一種傳染性疾病，但他卻始終沒能找到致病的細菌或真菌。直到6年后伊凡諾夫斯基通過重復了麥爾的實驗，并利用細菌過濾器進一步發現證實它是比任何一種細菌都小的病原體；最后由貝杰克林進行了類似伊凡諾夫斯基的工作，才首次認識和命名病毒并得到病毒的最初概念。在對這一病毒發現過程的介紹時，應強調辛勤勞動包涵了科學家對知識執著的追求精神和實事求是精神；實驗在生物學研究中起著重要作用的科學方法；知識的相對性、動態性；科學研究是一種群體性活動，需要幾個甚至幾代科學家的等教育因素。
(3)通過介紹在生物發展史上起重要作用的科學家，有意識地培養學生嚴謹的科學作風
教師可通過介紹達爾文、哈維、林奈、孟德爾等科學家的事跡，讓學生感受到他們在追求真理過程中的一種高度的科學探究熱情、忘我奉獻的精神，嚴謹的科學態度，不怕困難、不畏艱險、不怕挫折的頑強的意志，堅韌的毅力，精益求精的工作作風和積極的進取精神等等。如：盂德爾經過8年的辛勤勞作，才發現了生物遺傳的基本規律，并得到了相應的數學關系式即“孟德爾第一定律”和“孟德爾第二定律”。雖然孟德爾清楚自己的發現所具有的劃時代意義，但他還是慎重地重復實驗了多年，以期更加臻于完善。
2.結合實驗教學，強化培養學生科學素養
(1)通過實驗課，培養學生基本的操作技能
生物學是一門實驗科學，實驗性是生物學的一個突出特點。在生物學實驗教學中，尤其要重視操作能力的培養。
首先，實驗課上，應該是以學生為主體，由學生自主完成實驗。教師起引導、提示、指導學生正確地操作的作用。為了讓每個學生都有動手機會，實驗分組時盡量2。3人一組，這樣就增加每位學生自己獨立操作的時間，讓每位學生都可以在教師的指導下獨立完成實驗。另外，如果實驗沒有成功，不允許學生抄襲他人實驗結果，要求學生及時分析，努力找出問題所在，重新進行實驗，直到成功為止。這樣，通過平時的潛移默化，既培養了學生嚴謹求實的科學作風，也提高了學生基本的實驗操作技能。
其次，結合科學家的經典實驗，強調嚴格規范基本的實驗操作的重要性。例如對于顯微鏡的使用很多學生不是對光不準確就是高低倍鏡混用，或是觀察時用眼不規范，有的甚至許久學不會調焦等等。教師可通過介紹列文虎克如何在1675年首次發現
微生物，強調顯微鏡是生物學最基本的研究工具。對它的正確使用是最基本的生物實驗操作技能，以引起學生的高度重視。再如可結合巴斯德利用鵝頸瓶和肉湯進行微生物驗證性實驗、結合伊萬諾夫斯基和貝杰林克通過實驗創造性地發現了煙草花葉病毒等等，強調實驗的設置，儀器選擇和規范使用的重要性。教師還可親自示范吸管的正確操作，液體、固體的嚴格稱量，通過反復強調，嚴格要求，以避免學生隨心所欲地操作，使學生都養成良好的實驗習慣。
再次，通過生物史上重大事件的介紹。強調實驗記錄的重要性。例如通過介紹達爾文《物種起源》的出版、生物進化理論的提出，林奈人為分類體系的建立和雙名制命名法的誕生，強調認真觀察、如實記錄實驗現象的重要性。通過孟德爾的豌豆實驗的介紹，強調如實記錄實驗結果的重要性。因此，教師在每個實驗中都應要求學生每人都準備一個記錄本，要求學生把實驗過程中一切實驗現象與實驗數據必須如實記錄下來，從小養成良好的科學習慣，培養實事求是的學習作風，樹立對科學研究的嚴謹態度。
(2)創設科學研究的環境，營造科學發現的過程，引導學生參與其中
例如，在講光合作用時。在介紹英國科學家普早斯特利和荷蘭科學家英格豪斯的鐘罩實驗前，教師可先提出下列問題：光合作用發現的背景?其他生物學家在這方面做了哪些工作?鐘罩實驗的實驗關鍵是什么?實驗的注意事項有哪些?實驗結論是什么?鐘罩實驗在實驗過程中使用了哪些思想和方法?表現出哪些科學精神?鐘罩實驗對光合作用的發現起到了怎樣的作用?等等。然后教師引導學生查找資料、進行自學，猶如親自參與了這一研究過程。
(3)改變實驗教學，鼓勵學生設計實驗，嘗試變驗證性實驗為探索性實驗
在生物學的實驗教學中，許多實驗基本上都是以老師講解、演示為主，學生只是機械性的重復，很少對出現的問題進行思考，更多的是向預期的實驗結果靠攏。教師可以積極地鼓勵學生，指導學生在現有的實驗基礎上，有針對性地對實驗重新設計，重新制定具體的操作步驟，實施實驗，整理實驗數據并分析其合理性，以驗證或發現其他的問題。如：做饅頭在口腔中變化的實驗時，首先教師幫助指導設計一組實驗，觀察饅頭在口腔中變化；這個實驗完成后，教師再啟發學生自己設計一組新的實驗，觀察溫度、DH等因素對唾液淀粉酶活性的影響，通過自己設計實驗使學生有獨立思維及動手能力。
四、教學中科學素養培養的實施原則
1.科學性原則
我們所傳授的知識和方法，不管它是顯性的還是隱性的，都不能偏離科學的基本知識、基本原理，應該都是科學的，而不是經驗的，這是教育教學成功的前提。
2.公平性原則
教學中經常會涉及到一個公平性的問題，教師應該盡量顧及各個層次的學生，盡量使全體的學生都有機會積極地參與到教育教學活動中去。
3.可行性原則
在執行教材中一些知識的教學要求時，可能出現學生獨立完成的難度大，對教學設備要求過高，費時費力等情況，此時教師可適當轉變教學策略，使之確實可行又行之有效。
4.適切性原則