20世纪以来，科学技术进入了有史以来发展最快的历史时期。在以相对论、量子论、DNA双螺旋结构和板块学说的提出为标志的科学革命的推动下，科学理论无论在深度和广度上均得到迅猛的发展。信息技术、现代生物技术、新材料技术、新能源技术、航天技术等迅速地改变着世界的面貌，推动着社会的进步。另一方面，在科学技术与社会发展的同时，也产生了生态环境恶化、资源枯竭等一系列负面的问题，严重阻碍了社会的可持续发展。这些都对教育提出了严峻的挑战。面对上述挑战，学生必须逐步领会科学的本质，全面提高每一个学生的科学素质成为科学课程的核心理念。生物课程是自然科学课程，在培养学生科学素质方面有着重要的任务。
一、 科学的本质
科学是一种特殊的探究自然的活动。科学探究不仅涉及逻辑推理和实验活动，同
时还是一个充满创造性思维的过程。为了使科学活动健康而有效地进行，科学活动受到科学道德和社会一般道德的双重约束。这种约束的结晶就是科学精神。科学强调和尊重经验事实对科学理论的检验。科学理论即科学知识是这种探究活动的结果。科学是认识自然最有效的途径。科学知识反映了人类对自然本质的认识，对自然现象具有解释和预见的功能。科学知识具有相对的稳定性并不断发展和进步，它不是绝对真理，只能在一定的条件与范围内适用，可验证性是科学与伪科学的重要区别之一。科学可以转化为技术，变成改变世界的物质力量。科学不仅是科学家的事业，而且是一项全社会的事业。每一个人都应当关注科学技术的发展。
因此，科学本质的内涵是多方面的，其过程是科学探究活动，其成果是科学理论知识，其认知主体是科学家，其活动规范是科学精神，其社会功能是促进社会的物质文明和精神文明建设。
二、 中学生科学素质的内涵
根据中学生的心理特点及认识水平，中学生科学素质的内涵包括：
1. 科学知识与技能
中学生应该了解或理解基本科学事实、概念、原理和规律，学会或掌握相应的基本技能。能用所学知识解释生活和生产中的有关现象，解决有关问题。了解科学在现代生活和技术中的应用及其对社会发展的意义。
2. 科学探究（过程、方法与能力）
科学探究是科学方法的核心。通过科学教育，中学生应进一步发展科学探究所需要的能力，增进对科学探究的理解。如观察现象和提出问题的能力；提出猜想和形成假设的能力；制订计划、进行简单的实验设计和手脑并用的实践能力；收集信息和处理信息的能力；科学解释和评价的能力；表达和交流的能力等。
3. 科学态度、情感与价值观
科学态度、情感与价值观是科学精神的重要内容。如热爱自然、热爱科学、勇于创新、崇尚真理、严谨求实，养成善于与人交流和协作的习惯，增强社会责任感等。
4. 理解科学、技术与社会的关系
理解科学、技术与社会的关系是现代公民科学素质的重要内涵，通过科学教育，使
学生认识科学推动技术进步、技术又促进科学发展的相互关系，认识社会需求是科学技术发展的强大动力；了解科学技术是第一生产力，是一项重要的社会事业；了解技术也会对自然、人类生活和社会产生负面影响；关注环境、资源等社会重大问题，增强社会责任感，知道应当用科学的原理和方法解释自然现象和解决生活中遇到的实际问题。
三、 高中生物教学实施科学素质教育的策略
根据中学生科学素质的内涵，高中生物科学素质教育必须重视生物学知识的教
学，重视科学探究过程的教学，重视科学态度、情感与价值观的渗透，重视科学、技术与社会关系的教学等诸方面进行科学素质教育。
（一） 重视生物学知识的教学
高中生物学知识的教学，包括两层涵义：一是生物学的基础知识本身就是一个合格公民都必须具备的最基本的、也是非常重要的科学素质。这些知识不仅指其本身，也包括其提出的背景、变化和完善过程，以及应用；二是通过生物学基础知识的教学，使学生对自然、对事物的形成正确的基本观点，其中包括对事物所应采取的实事求是的科学态度。
如通过对细胞结构和功能的学习，可以让学生树立结构与功能相适应，局部与整体相统一的生物学观点，体会生命的精致完美，教育学生崇尚生命、热爱科学；通过对细胞周期以及有丝分裂过程中DNA和染色体的规律性变化的学习，培养学生树立唯物主义的世界观，使学生对生命的运动性、对事物发展变化过程中由量变到质变的转化等哲学问题有正确的认识；通过学习三大类有机物的代谢使学生建立普遍联系的观点；合成与分解、同化和异化、内环境的稳态使学生建立对立统一的观；通过对细胞的发生、成长、衰老、死亡，永恒变化的观点；从微观到宏观，生物膜系→细胞器水平→细胞水平→组织水平→器官水平→系统水平→个体水平→群落水平→生态系统水平→生物圈的学习，有利于学生建立系统的观点；通过学习动物个体发育主要由遗传决定，并受环境条件的影响，使学生树立事物发展是内因和外因共同作用的结果；通过学习陆生脊椎动物羊膜的出现，培养进化论的思想以及生物与环境相适应的观念等等。通过生物学知识的学习可以使学生树立辩证唯物主义自然观，逐步建立科学的世界观。
（二） 重视科学探究过程的教学
发展学生的科学素养离不开科学的学习过程。科学的核心是探究，教育的重要目标是促进学生的发展，高中生物学教学应突出科学探究的学习方式。应给学生提供充分的科学探究机会，让学生通过手脑并用的探究活动，体验探究过程的曲折和乐趣，学习科学方法，发展科学探究所需要的能力并增进对科学探究的理解。
实施科学素质教育，教师指导下的科学探究应该把重点放在以下四个方面：（1）通过探究满足学生求知欲；（2）通过探究获得关于身边世界的理解；（3）通过探究培养科学思维能力，锻炼问题解决能力、合作与交流能力，培养科学精神与态度，初步习得科学方法；（4）逐步获得对科学探究本身及科学本质的理解。尤其要应注意引导学生通过直接参与探究过程，并通过自己的反省与思考，从亲身体验中获得对探究特征的深刻认识，以及深刻理解探究是怎样导致科学发现的等一系列与科学的本质有关的问题。
如生长素的发现过程，是多位科学家智慧的结晶，是培养科学探究的好教材。教师可用角色转换的方法，请学生把当时的科学家换成你自己，假设自己处于当时条件下，看是否会像科学家那样进行思维，课堂教学可以设置成下列结构程式：
提出问题→形成假设→设计实验→预测实验结果→实施实验→解释实验事实
并在每一个环节渗透探究教学的理念。
（三） 重视生物实验的教学
生物学是一门以实验为主的自然科学，科学实验是培养学生科学素质的重要途径。生物学实验通过指导学生观察、实验，以及对观察、实验现象与结果进行分析、理解、概括和综合，不仅有利于学生形成概念、掌握理论，还有利于加强科学观察、科学分析等科学实验能力的培养，有利于加强科学认识、科学思辩等思维品质的培养。
进行探索性实验不仅能激发学生的浓厚兴趣，而且能培养学生观察问题、分析问题、解决问题的能力。如探索影响淀粉酶活性的条件，在教师应更多地引导学生思考：实验过程为什么要这样设计、这种设计包含了什么样的科学思想?让学生在实验探究中学会如何把握研究变量，排除无关变量，通过严谨的科学方法去解决问题。又如在学习新知识前，先由学生阅读课外读“DNA双螺旋结构的发现”，了解两位合作者发现DNA双螺旋结构的科学发现史，然后让学生做“制作DNA双螺旋结构模型”的实验，模拟沃森和克里克的科学研究，两人小组合作完成DNA双螺旋结构模型，不仅使学生对DNA双螺旋结构有了清楚地认识，而且感受了主动发现的乐趣、增强进一步探索科学的热情，同时也是学生感受、理解和体验知识产生、发展的过程。
（四） 渗透生命科学史的教学
把生命科学史引入生物学教学，让学生重温科学家当年研究的历程，将科学结论产生的过程和方法同学生学习过程结合起来，能使学生在学习知识时感觉到一种历史的厚重感，感悟到历史上科学家的探索精神、科学态度和思想方法；体验到科学是一个开放的、不断发展的系统；加深对科学、技术与社会的相互关系的理解，进而感受科学在人类文化与社会进步过程中的地位和影响。
如：通过对酶的发现的科学史的学习，不仅使学生了解了酶的化学本质，而且切身体会到生物学的实验研究在科学发展中所起到的举足轻重的作用，更好地理解科学是发展的，探索是无止境的，科学知识具有相对的稳定性并不断发展和进步。
如：通过光合作用的发现过程进行科学史的教育，可以使学生了解到，科学家用了200多年的时间，才对光合作用的生理过程有了比较清楚的认识，从而使学生认识到科学发现的艰难、科学研究方法的重要，以及综合利用各学科的成果和研究手段的重要性。例如没有核科学的发展，就不会有同位素标记法。
又如：从孟德尔遗传定律的重新发现，我们不难看出，一门学科的诞生，从先知先觉者的崭新思维开始，到被公众发认可，要经历多么漫长的岁月。而三位科学家尽管经历艰苦劳动，独立地发现了自然界的规律，可是当知悉“优先权”已物有其主时，就毫不犹豫地承认事实，没有丝毫非份之想，同学们看到了三位科学家不为名利所困的高尚品格和实事求是的科学精神。
（五） 重视科学、技术、社会（STS）关系的教学
科学、技术与社会的关系的学习对培养学生理论联系实际，认识科学、技术对社会发展的深刻影响，形成参与社会决策意识、形成可持续发展观念等都有其独特的作用。当代社会面临的人口、粮食、能源、环境、健康等重大问题，既是广义的STS问题，也是不同程度的生物与社会问题。
教师应对STS问题有敏锐的观察力，善于发现和捕捉，并把它纳入到相关的教学内容之中，组织学生参与学习、讨论、调查和探究，使生物科学教育的内容和教学过程生动活泼起来，如 “非典”时期组织学生对“SARS”病毒结构、传播途径、预防措施以及由些引起的社会、经济、生活问题的讨论，既使基本的生物学知识掌握得好，又在联系和参与中培养学生多方面的能力、积极的态度和树立正确的价值观。
通过STS问题教学，使学生认识到科学发展的动力来自两个方面，一是科学内部，科学解决问题的同时，产生了新的问题，新的问题的出现，促使科学的发展。二是科学外部的力量，即社会的需求，社会产生和生活不断提出新的要求和新的问题，促使科学来解决实际的问题，如现在环境污染问题强烈呼唤“新能源”的开发，随着新技术的发展“清洁无污染”的能源越来越可能、越来越广泛；而新能源的利用也推动了科学的进步（如美国火星探测依靠的就是太阳能）。这些事例使学生更深刻地理解科学、技术和社会三者之间的关系是密切联系不可分割的。在宣传科学技术给社会带来好处的同时，也应注意到给社会带来的负面影响。如基因技术能改良作物，但也可能对人体及环境造成潜在危险。
（六） 重视研究性学习
研究性学习是学生自主性、探索性的学习活动，可以使学生获得亲身参与研究探索的体验、提高发现问题和解决问题能力、发展乐于合作的团队精神、养成科学态度、增强社会责任感，对于培养学生创新精神和实践能力，完善学生的科学素质无疑是有着重要意义的。
在高中《生物》必修课和选修课中都安排了研究性课题。学生以独立或小组合作的方式进行研究性学习的过程中，教师应给以适当指导，如指导课题分析、参与课题讨论、思路指津等，及时了解课题研究的进展，并对学生过程进行积极地评价。研究性课题的选择也可以结合课程内容和社会热点， 在课题研究活动中着重发展学生的科学探究和实践能力，包括收集和处理信息的能力，分析和解决问题的能力，语言文字表达能力，以及团结协作和一定的社会活动能力，尤其要鼓励创新精神和实践能力。
培养学生的科学素质是实施素质教育的重要组成部分，高中生物教学中实施科
学素质教育，有利全面达到学生的科学素质教育目标。然而教育的最终目的是培养具有创新意识和创新能力的人，提高国民素质。而科学素质只是人的基本素质的一个方面，因此，科学素质的培养是科学素质教育的重要目的，但不是唯一目的。在实施科学素质教育的同时，还应该注意学生的心理素质、文化素质、身体素质、人格素质、审美素质等的全面发展。教师是科学素质教育的执行者，在渗透科学素质教育的过程中，注意与教学内容的有机融合，注意方法上的灵活性、形式上的多样性，将会显著提高学生的科学素质。
参考书：
1.《应给中学生以什么样的科学素质》袁运开 王顺义 《科学》2001年第5期
2.全日制普通高中《生物教学大纲》
3.全日制普通高级中学教科书（必修）
