科学的本质与生物学素养

第二章科学的本质与生物学素养自然科学的四个维度科学素养生物科学素养科学的本质和特征第一节关于自然科学一、科学的本质和特征科学是什么？（并不是一个容易定义的概念）科学是建立在实践基础上，经过实践检验和严密逻辑论证的，关于客观世界各种事物的本质及运动规律的知识体系1.“科学”的诞生2.科学的本质和特征第一节关于自然科学1定量化2观察和实验3人们在研究自然界的过程中对预期的要求2.科学的本质和特征第一节关于自然科学1在自我更正的过程中积累2科学过程科学过程主要有如下的工作步骤：确认和表述问题根据问题提出假设为检验假设而寻找证据根据证据来评价假设的真实性，如有必要，对假设进行修改。得出结论，并将结论应用于解决相似的问题之中第一节关于自然科学列举科学过程的运用：第一节关于自然科学2003年，SARS的大面积爆发，引起了世人的关注（确认和表述问题）科学家们大胆推测，SARS是由病毒引起的非典型性肺炎（根据问题提出假设）科学家们从病患身上采集样品（为检验假设而寻找证据）确认SARS是由病毒引起的（根据证据来评价假设的真实性，如有必要，对假设进行修改。）确定SRAS的成因以及各类症状，研发新型药物。（得出结论，并将结论应用于解决相似的问题之中）列举科学过程的运用：第一节关于自然科学（确认和表述问题）（根据问题提出假设）（为检验假设而寻找证据）（根据证据来评价假设的真实性，如有必要，对假设进行修改。）（得出结论，并将结论应用于解决相似的问题之中）科学课程应该体现自然科学的特点，这些特点包括：第一节关于自然科学精确的测量、严格细致的观察、对照实验、预期、用实验检验预期和假设、科学在自我更正过程中积累和进步以及科学过程。科学生物学教学LOGO自然科学的四个维度科学四个维度科学是一系列的思维方式1科学是一套研究的方法2科学是一个知识体3科学-技术-社会的相互作用4科学的四个维度科学的四个维度科学是一系列的思维方式科学家的思维方式和思维习惯是构成科学的主要维度之一。人的思维活动，推动深入的思考和推理;而两者均是科学工作的重要部分。科学离不开思维，思维存在于科学中。科学是一系列的思维方式科学是一系列的科学是一套研究的方法假设观察实验科学研究的三个环节科学是一套研究的方法科学是一套研究科学是一个知识体静态的维度——科学知识是科学探究的结果动静结合动态的维度——科学具有科学探究的过程——不断发展和完善科学是一个知识体科学是一个知识科学－技术－社会的相互作用科学技术社会●科学和技术是一个硬币的两个面。●科学的成长和发展扎根于社会之中科学技术社会的相互作用科学技术社会传统的教育模式引发的问题：学生对科学学习的兴趣低落科学教育内容与学生生活脱节学生无法将所学内容应用于生活中……科学技术社会的相互作用科学技术社会LOGO第二节科学素养与生物科学素养一、科学素养科学素养概念的提出科学素养具有科学素养的人科学素养概念的提出20世纪60年代以前，中学科学教育并不强调“科学素养”60年代开始，随着课程改革的浪潮，才提出了科学素养理念70年代初期，一些教育发达的国家在中学自然科学课程中提出了科学素养的理念，并把培养学生科学素养的理念作为课程的基本任务80年代以后，这一理念被科学教育家和大多数理科教师所认同什么是科学素养指一个人对自然科学领域中核心的基础内容的掌握情况????理解现象及规律、运用原理终身学习的基本能力和习惯理解或解释身边的科学现象掌握技能指导行为自然科学的核心基础科学素养的概念科学素养是指个人决策参与公民事务所需要从事经济生产基本含义：指学生能够合理地将所学到的科学知识运用到社会及个人生活中。科学概念科学过程LOGO二、生物科学素养弗莱明出生在苏格兰的亚尔郡，姊妹8个，弗莱明最小。由于家道中落，他不能完成高等教育，十六岁便要出来谋生；在二十岁那年，承受了姑母的一笔遗产，才可以继续学业。二十五岁医学院毕业之后，便一直从事医学研究工作。1928年，弗莱明在伦敦大学讲解细菌学，无意中发现霉菌有杀菌作用，这种霉菌在显微镜下看来像刷子，所以弗莱明便叫它为“盘尼西林”(Penicillin的原意是有细毛的)。从这时开始，弗莱明便对盘尼西林作系统的研究，到了1938年，盘尼西林才正式在病人身上使用。在第二次世界大战期间，盘尼西林救活了无数人的生命。亚历山大.弗莱明的故事伦琴的故事1861年，英国科学家威廉·克鲁克斯发现通电的阴极射线管有放电产生的光线，于是就想拍下来。可显影后发现整张干版上什么也没有，一片模糊。他认为干版旧了，又用新干版连续照了三次，依然如此。克鲁克斯的实验室非常简陋，他认为是干版有毛病，退给了厂家，就这样，一个伟大的发现与他失之交臂。20多年后的1895年10月，伦琴也发现这个现象，他决心查个水落石出。年过半百的伦琴吃住在实验室，一连做了7个星期的秘密实验。11月8日，他用黑纸把阴极射线管严密地包起来，只留下一条窄缝。这次他发现电流通过时，两米开外一个涂了氰亚铂酸钡的小屏发出明亮的荧光。伦琴证明了这种效应是一种看不见的射线引起的，它能穿过纸和2--3厘米厚的木头，能穿过薄铝片，但不能穿过较厚的金属和其他致密物质。如果把手放在管子与荧光屏之间，可以看到手上的骨骼。12月28日，他宣布了自己的新发现，并将这个性质不明的射线叫做X射线。后人将X线以他的名字命名，成为伦琴射线。中国人的科学素养复杂的问题各人都有自己观点（不要忘记：中国脱离封建社会才有半个多世纪）测试1.地心的温度非常高2.地球围绕太阳转3.我们呼吸的氧气来源于植物4.父亲的基因决定孩子的性别5.激光因汇聚声波而产生6.电子比原子小7.抗生素既能杀死细菌也能杀死病毒8.宇宙产生于大爆炸9.数百万年来，我们生活的大陆一直在缓慢地漂移并将继续漂移10.就我们目前所知，人类是从早期动物进化而来11.吸烟会导致肺癌12.最早期的人类与恐龙生活在同一个年代13.含有放射性物质的牛奶经过煮沸后对人体无害14.光速比声速快15.所有的放射性现象都是人为造成的16.地球围绕太阳转一圈的时间为一天17.水中加添加剂能驱动汽车18.吃出来的病能吃回去5、7、12、13、15、161、2、3、4、6、8、9、10、11、14(一)生物学素养概念的提出1987年,Ewing《美国生物学教师》1989年，Jone《美国生物教师》1992年，Gibbs研究了公众科学素养与高中、高校生物学教科书的关系。1993年，美国BSCS(biologicalsciencecurriculumstudy)《发展生物学素养》，认为一个具有生物学素养的学生需要对科学的本质和特点有起码的理解。2001年，中国《全日制义务教育生物课程标准（实验稿）》将生物科学素养的概念正式引入中学生物学课程，并将它作为初中生物课程的主要目的BSCS具体描述了有生物学素养的人应能表现出的具体特点：理解生物学的基本原理和重要生物学概念;了解人类对生物圈的影响；领悟科学探究的过程，知道历史上生物学概念的发展能够对自然界的现象提出不同的问题，具备创造性的思维；知道如何正确的利用科学技术；能够在与生物学相关的问题上做出个人或社会决策；能够应用知识来解决现实社会中的实际问题对科学研究，生物多样性与文化的多样性等问题具有正确的态度，对生物学和技术对社会的影响、生物学对个人的重要作用有正确的态度和价值观（二）生物课程标准中的生物学素养1.科学态度和科学的世界观2.科学探究方法与技能3.科学、技术与社会（STS）4.生物学知识和操作技能1.科学态度和科学的世界观（1）科学态度：是人基于对科学知识的正确理解和科学发展的认识而形成科学的信念和科学的习惯。好奇心诚实合作创造力（2）科学的世界观：科学家对科学有一些基本的信念和态度。科学认为世界是能够被认识的科学知识是不断变化的，科学知识的主体具有连续性和稳定性科学还不能解决所有的问题2.科学探究方法与技能（1）科学探究不是仅仅属于科学家的方法和技能，也是学生学习科学的有效方式之一。学生们应该掌握科学探究的一般技能，包括：提出问题、做出假设、制定计划、收集证据、得出结论、表达和交流的科学探究能力科学探究更重要的是在于它的过程而不完全是结果（2）科学的思维方法，包括形式逻辑思维、辩证逻辑思维、批判性思维和发散性思维等思维方式和思维习惯。要记住：科学的思维方式不是科学家所特有的3.科学、技术与社会（STS）I.目的：突出科学、技术、社会之间的关系，即教育、教学内容的出发点不仅限于科学知识本身，也强调三者之间的关系。II.三者之间的关系：科学，技术与社会是紧密相连的。社会可以影响科学和技术的发展，科学和技术又会影响社会。通常技术对社会的影响比科学对社会的影响更为直接。4.生物学知识和操作技能让学生掌握一定的生物学知识和操作技能也是生物课程所规定的基本任务之一。生物学知识包括基本的生物学、概念、原理和规律操作技能包括正确使用显微镜等生物学实验中的常用工具和仪器，基本的实验操作技能。（三）生物科学素养的不同水平课程目标：生物学素养0学生起点的位置学生毕业时的位置100℅连续变化的生物学素养的四个水平I.肤浅的生物学素养II.功能化的生物学素养III.结构化的生物学素养IV.多维的生物学素养