时间:2023-08-16 17:29:10
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇高中生物科学史总结,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
1 前言
20世纪80年代起,西方科学教育界开始将HPS教育――科学史、科学哲学、科学社会教育作为新的科学教育范式用于科学史教学,提出了包括6个环节的HPS教育模式。我国也在《高中生物课程标准(实验)》实施建议的教学建议(七)中明确提出注重学生对于生物科学史的学习,对提高学生的科学素养很有意义。那我国生物科学史的教学现状如何?是否可以实施HPS教育?
选取广东实验中学、佛山一中、汕头东厦中学等六所高中的高一、高二学生进行“高中生物科学史教学现状”的问卷调查,并对授课教师进行访谈,可以发现学生对科学史学习很感兴趣并认为教材应该适当增加素材,但由于不是教师授课的重点和课余学习时间不够,科学史并没有充分发挥其价值。教师们则表示由于课时限制及自己的知识水平有限,没办法在短时间内将科学史的科学方法、思维抽提出来传授给学生,也缺少相应的教学方法指导。要想在我国更好地实施HPS教育进行生物科学史教学,就必须解决正课课时不够、教师知识储备不足、集中学习和训练的机会匮乏等困难。因此笔者提出开发HPS教育融入生物科学史的校本课程,其意义有以下几点:(1) 补充教材中的科学史知识、增加学习课时、实现集中训练,有助于培养学生生物科学素养;(2) 为生物教师进行科学史教学提供应用素材和教学参考;(3) 响应现课程标准中“注重学生生物科学史学习”及即将颁布的新课标中“开设有特色的校本课程”和“丰富校本课程内容”的要求;(4) 顺应国际科学教育改革的趋势,拓宽国内HPS教育的研究领域,为实践应用提供参考。
2 高中生物HPS教育融入科学史的校本课程开发设计
2.1 课程目标的确定
根据科学素养的内涵和所涉及的范围,以及核心素养生命观念、理性思维、科学探究与社会责任4个维度来设置以下的三维课程目标:
知识目标:明确高中生物一些核心概念的科学发展史进程;讲述生物科学发展史上的大事件。
能力目标:获得科学问题分析和探究的哲学思维;掌握科学探究能力及研究方法;培养批判性思维和创新能力。
情感、态度与价值观目标:重走科学家之路,体会探究过程中观点的碰撞与争论,体会科学探究的辛酸曲折;分享科学家成功的喜悦,感受合作的力量,体会技术革新对生命现象研究的推动作用,领悟科学和技术的关系;增强学科的学习兴趣,提升科学素养及教育科学本质观。
2.2 课程名称及内容的确定
考虑到课程名称要有一定的吸引力,且在这门课中要尽可能地帮助学生在思维上穿越回生物科学史上重大发现的现场,让学生像科学家那样思考,像科学家那样探索,和科学家一起经历探究的曲折心酸与成功喜悦,所以确定该校本课程名为“穿越!生物科学史的15个大场面”。
从知识角度看,核心概念是学好生物学科的关键,其发展历程可以有效帮助学生深刻理解核心概念及构建生物学科知识体系,所以该校本课程的主要内容可以选取生物核心概念的发展历程来讲授。根据对高中生物核心概念的分析,以下发现历程非常重要:必修一的蛋白质、生命系统、生物膜系统、酶、细胞呼吸、光合作用、细胞分化;必修二的遗传因子的发现与定位、遗传物质的确定及传递、变异与进化;必修三的动植物生命活动的调节、生态学核心概念发展的探究历程等。
从能力角度看,学生不仅要从核心概念的科学史中获得科学研究思维和科学探究能力,更应该将这些思维与能力应用到探究自己生活中的科学研究历程上。因此,在该校本课程中可以增加一些学生身边的科学热点事件的发现历程来引导学生应用所学的HPS视角分析科学史,提高生物科学素养,比如青蒿素的发现等。还可以适当增加一些科学探究历程中有趣的实验来训练学生的科学探究能力,比如用面粉制面筋的蛋白质发现实验、DNA双螺旋的模型制作等。
从情感、态度与价值观看,学习生物科学史是让学生爱上生物的有效方法之一,在该课程教学过程中要注重对学生学习生物的兴趣培养。教师可以在讲解专题时推荐相应的科学名著,并展示名著中对该段科学史的叙述及评价,进而培养学生阅读科学名著的兴趣,增强科学素养。此外,还可以准备一些精致的科学史小视频,让学生在轻松、愉悦的探索氛围中与科学家一起探索与发现。
基于以上分析,确定该课程的内容主题(表1)。
2.3 HPS教育融入科学史的教学案例设计
2.3.1 使用HPS教育模式进行设计
HPS教育模式在教学中主要分为6个环节。首先,教师陈述本节课要探讨的自然现象,引导学生进行头脑风暴,提出他们对现象解释的不同观念。接着,教师为学生铺垫历史背景,讲述科学家的观点,引导学生选择一种自己支持的观点来设计实验(包括思维实验过程),并通过进行实验呈现科学家观点的检验过程。最后总结与评价,以科学家的历程向学生渗透科学探究的本质,并对比当时社会背景下不同科学家的选择,让学生深刻认识到成功的关键,加深对科学本质的理解。上述HPS教学模式实施的流程示意见图1。
2.3.2 使用HPS视角进行设计
HPS教育强调的是以科学史、科学哲学、科学社会三个视角共同学习科学史,所以教师在教学设计上应特别注重三者的融合。比如教学素材的选择要能体现三者的关系,教学环节的设计要围绕三者展开,教学过程的实施要注重引导学生综合运用三个视角对科学发展历程进行讨论和反思、总结与评价。
2.3.3 设计教学案例的素材来源
经过大量的阅读与筛选,笔者选择出一些科学名著和关于科学史、科学哲学和科学社会的书籍供备课参考(表2)。
2.4 课程学时及授课对象的确定
校本课程的标准课时是18课时,因此教师可根据实际情况对15个专题进行课时分配。从课程主题来看,虽然高二学生比高一学生具有更多相关的知识基础,但笔者认为授课对象可以不限于高二学生,在实际授课中同时包括了高一和高二的学生。这样,实践后可以研究该校本课程更适合在哪个年级开设,或都适合,从而完善和调整课程设计。
2.5 课程评价方式的确定
针对该课程的三维目标及出发点(提高学生生物科学素养),设置以下的课程评价方式:
知识目标的检测:课堂小测、课堂反思问卷检测、生物必修课学科考试(辅)。
能力目标的检测:科学探究能力、创新能力、批判性思维的量表测验。
情感、态度与价值观目标的检测:科学本质观、生物学科学习方法、态度与兴趣的问卷调查。
3 课程开发的特色
从生物科学史教学存在的问题出发来设计能够解决教学困难的校本课程,这种开发校本课程的思路给高中生物教师进行科学史教学和校本课程开发提供参考。教师可根据自身学校特色及需求对该校本课程设计进行适当的调整。在此之前,将HPS教育融入高中生物科学史作为校本课程开发的研究尚未见报道,这样的结合不仅为教师们提供了教学思路和素材,也满足学生“适当增加科学史素材”的需求,在一定程度上可以改善生物科学史的教学现状。
一般的生物课堂上只能为学生提供分散的、有限的科学史学习机会,而校本课程则可以提供集中、长时间的学习和训练,这对学生科学素养和教师教学水平的提高非常有意义。此外,该校本课程还秉承“知识能力方法并重,动手动脑趣味无穷”的特点,还原学生完整的教育生活,发展学生的多元性格与能力。
参考文献:
[1] (美)奥尔顿・比格斯等著.廖苏美等译.科学发现者丛书・生物:生命的动力上册[M].杭州:浙江教育出版社,2008,2.
一、高中生物科学史教学内涵
生物科学史的主要内容是揭示生物科学的研究和发现的过程,介绍科学家的生平及科学研究经历,对科学家的钻研精神及奋斗精神予以赞扬,同时对科学家在进行科学探究过程中遇到的各种挫折和问题进行说明.科学史是一个漫长的发现史,它贯古通今,一方面对科学发展的历史经历予以说明,对科学成果加以细分.另一方面它又对科学研究的盲点予以指出,对未来生物科学发展的研究方向进行说明.以客观的语言和叙述视角对生物科学的内涵加以揭示,点明人类目前对生物科学的研究步伐和研究阶段,同时在精神上诉说后来者应站在巨人肩膀上探索生物时应有的严谨态度.在介绍科学家的生平、研究经历、成败经过及奋斗历程的同时,让学生看到科学家身上折射出的巨大光辉,学习他们身上各种优秀品质,同时认识到一个科学观点的提出是经过一遍遍证实和一次次失败.了解到这些科学家身上诸如对科学的专注、严谨认真的态度、坚持不懈的优秀品质和对科学无私执着的奋斗热情是科学成果得来的必需要素,在科学史学习中对一类人的道德进行总结,体现生物科学史重要的教学意义.
二、高中生物科学史的教学价值
1.能够培养学生的科学素质
(1)使学生认识到科学知识的本质
以往的教学经验中我们可以看出,学生对科学知识的认识依然很浅显,对于深层的含义还不能触及到.而生物科学史正是从源头让学生了解到生物科学发展的整个过程,在学生学习生物知识的过程中,必然会增添从没有过的学科亲近感,拉近学生与学科的距离,使学生真正爱上生物科学,了解到生物研究的方方面面,就像了解一个老朋友的过去一般,使生物从原来无血肉的枯燥知识中升华出来,成为活灵活现的现代科学.对生物科学知识的本质将有更深层次的认识.另外,科学史在各项生物科学知识中起到贯通作用,对于知识的由来有大致的了解,不致学生盲目学习,有利于生物知识的整体建构.以“光合作用”的研究发展史为例,鲁宾、卡尔文、卡门、恩格尔曼等多位科学家都进行一系列的研究,而最终发现植物光合作用的发生条件、因素及产物,整个过程清晰地摆在学生眼前,有利于学生对知识的具体学习,同时能够使学生感受到科学探索的氛围,使学生了解科学知识的本质.
(2)能够培养学生的探索能力,了解科学研究的方法
科学结论的得出是一个漫长的过程,每一位科学家在研究科学现象时都不是一蹴而就的,也绝不是不负责任的寥寥数句就将科学现象定格了的,而是经过研究立意确定发现问题后进行一般假设并反复实验证实,对问题不断的提出假设和质疑的循环往复的过程,在疑虑打消之后还要进行社会的证实和之后的学术探讨.生物科学史的全盘呈现有利于学生沿着科学家的探索步伐了解科学探究的方法,领悟科学研究的思维过程,学习探究的形式和态度.同时在效仿中也培养学生的科学探索能力.
2.培养良好的科学学习态度和人文精神
正如之前所说,科学家在科学钻研中体现的各种优良品德能够感染学生,不断的培养学生产生相同的研究态度,同时有利于学生对科学知识学习产生浓厚的兴趣,形成科学的态度和科学化的世界观.如达尔文的“进化论”,这一巨大的生物学发现对当时的欧洲乃至全世界产生了巨大的影响,人们纷纷的进行批判、反对,尤其对宗教是一个极大的冲击,被称为“异端”,但是在当时的社会环境下,达尔文仍然坚持不懈的进行科学钻研,用5年了时间完成了震惊世界的科学巨著《物种起源》.这种科学发现体现的人文精神是值得所有人学习的,学生了解到科学发展过程中的艰辛以及科学家起的表率示范作用,更能够激发学生创新和科学探索的热情,埋下科学探索的种子.对于这些人文精神的培养和借鉴即使走出生物课堂、生物领域,在其他领域和今后的学习生活中都有着关键性的作用.
关键词 高中生物复习 核心概念 教学策略
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
现行《普通高中生物课程标准(实验)》中明确指出:“注重学生在现实生活的背景中学习生物学,倡导学生在解决问题的过程中深入理解生物学的核心概念。”生物学核心概念是位于生物学科中心的概念性知识,包括对重要概念、原理、理论等的基本理解和解释。这些内容能够展现当代生物学科图景,是生物学科结构的主干部分,并能展现生物学科的逻辑结构;同时,它还具有高度的统领性、包摄性以及引领性,能够反映核心问题。教师围绕高中生物复习中的核心概念进行教学,能使学生少走弯路,少绕圈子,直达问题的主干及核心;围绕核心概念进行教学,还可把孤立、零乱的知识以点连线,以线带面地进行整合,把相关的知识进行有效的构建,从而达到高三一轮复习有效、高效的课堂教学。
1 核心概念的界定
在高中生物复习中,教师经常会对一些概念的理解存在偏差,比如对一般概念、重要概念以及核心概念的把握不准确,定位不精准,这些都会影响一轮复习的有效备考。因此,如何对教材核心概念进行界定,而不是简单通过感性印象对其甄别,显得尤为重要。美国课程专家埃里克森认为:“核心概念是指居于学科中心,具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值的关键性概念、原理或方法。这些核心概念具有广阔的解释空间,源于学科中各种概念、原理、理论和解释体系,为领域的发展提供了深入的角度,还为学科之间提供了联系。”国内课程专家刘恩山教授也指出:“核心概念是基于整个课程标准某个主题的知识框架中概括总结出来的,强调概念之间的关联和概念体系的结构。”基于学者们的观点,生物学教材中的核心概念是能够反映该教材核心问题,统领包摄教材章节中的基本概念、事实、原理及规律,是构建整个生物学教材的基本骨架,并且能经得起时间和实践的检验。
例如,在复习《选修3・现代生物科技》中“细胞工程”这一专题时,笔者通过罗列比较一般概念、重要概念,从而界定出该专题中具有统领和包摄作用的“核心概念”。在“细胞工程”专题中,一般概念有16个,分别是细胞工程、脱分化、微型繁殖、胚状体、外植体、细胞贴壁生长、接触抑制、原代培养、传代培养、原生质体、合成培养基、愈伤组织、生物反应器、细胞株、细胞系、克隆。而重要概念有7个,分别是细胞全能性、植物细胞组织培养、植物体细胞杂交、动物细胞培养、核移植、动物细胞融合、单克隆抗体。而通过比对、分析和界定后,发现该专题中的核心概念其实只有3个,是细胞全能性、植物组织培养技术、单克隆抗体。正是这三个核心概念,很好地诠释了整个细胞工程的核心内容和知识所在。比如一般概念中的脱分化、微型繁殖、胚状体、外植体、原代培养、传代培养、愈伤组织、细胞株、细胞系都是围绕细胞全能性这一核心概念进行阐述。这样,通过比较对比,学生就能够对这一专题进行深刻的理解和感悟了。
2 核心概念教学
2.1 运用概念图,整合新的核心概念
概念图是由概念节点和连线组成的一系列概念的结构化特征,概念节点是表示某一命题或知识领域的各概念,连线表示各概念间的逻辑关系。在高中生物复习当中,教师通过运用概念图进行教学,能清晰有效地呈现教材内容,有利于学生对已有知识进行迁移和联系,进行有效的复习备考;同时,也有利于理清相近概念的层级关系和逻辑关系,便于学生对核心概念和相关概念进行梳理和整合,培养学生对知识迁移、归纳的能力和兴趣。例如,在复习“植物组织培养”时,教师以必修部分的概念和原理为前提,利用概念图呈现核心概念和相关概念的联系,在学生唤醒原有知识的基础,促进理解和掌握新知识(图1)。
2.2 设计“问题串”,引导学生对核心概念的学习
所谓“问题串”,就是指教师为实现一定的教学目标,根据学生已有的知识或经验,针对学生学习过程中将要产生或可能产生的困惑,将教材知识转换为层次分明、具有系统性的一连串问题。在高考生物复习时,教师可以围绕核心概念精心设计一组具有针对性、探究性的问题,激发学生去发现、探索的欲望,从而培养学生热情和动力。如,在讲授“单克隆抗体”这一概念时,教师运用一组“问题串”(图2)进行巧妙设问,使得学生对这一概念的理解更加深刻,不易忘记。
2.3 演示认知过程,学概念
在高考生物复习中,有许多概念是纯理论性的,内容很抽象,学生理解起来相对比较困难,久而久之就会有挫败感,产生厌学的情绪。因此,教师在教学过程中可以适当地转换教学方式,把抽象的问题通过演示知识过程来帮助学生理解抽象的生物学核心概念。
以“通过神经系统的调节”一节内容中为例,“动作电位”这一核心概念并不是很好理解。教师倘若通过传统的教学方式让学生看教材,读概念“由相对静止变为显著活跃的电位变化过程”,则显得抽象不易理解。那么,如何通过形象生动的具体指标来展示“动作电位”,从而让学生掌握一些列的静息电位、电位差、电荷移动、局部电流等相关概念呢?教师可以利用图解(图3)逐一演示,并加以说明,使学生有逐步认知的过程。
首先,神经纤维处于静息状态,即相对静止时,膜上有一个“内负外正”的电势差,这电势差的形成是由靠能量来维持,而维系这一电势差的能量主要依靠膜上的3个结构。
第一个结构是“Na-K离子泵”,它是由蛋白质构成,在消耗一个ATP分子的情况下,能够向膜外泵出3个Na+,向膜内泵入2个K+。这样一个过程已经使得膜外的阳离子偏多。第二个结构称为“K+通道”,通过前面第一个过程,膜内K+浓度明显高于膜外,于是膜内外之间形成一个浓度差,使得膜内有一个向外扩散K+的趋势。在静息状态下,膜上仅有K+这个通道会打开,不断向外运输K+。通过上述两个结构,膜外的阳离子越聚越多,导致的结果就形成了一个“内负外正”的状态,这就是“静息电位”。第三个要介绍的是“Na+通道”。前面由于“Na-K离子泵”的作用,膜外的Na+浓度很高,当受到某一刺激时,Na+通道会迅速打开,在短时间内膜外的Na+会迅速向膜内回流,而回流的结果就使得膜内外的电势差瞬间发生改变,在一个非常短的时间内形成了一个“内正外负”的状态,这就是“动作电位”。利用以上图解,学生对于电位的形成机制及概念的相应内涵与要点都有了一个比较清晰的认识,从而也就达到了对“动作电位”这一核心概念深入理解的目的。
可见,演示认知是学概念的一个重要策略,也是学习教材内容,掌握学科知识的必要能力。通过演示知识呈现过程,使得许多抽象的概念知识形象易懂,从而提高高考生物复习的有效性。
2.4 利用生物科学史,构建核心概念
全国新课标卷Ⅰ相对广东卷而言,更注重生物科学史的考查。利用科学史促进高中生物核心概念建构,也是高中生物复习当中的一个重要策略。以科学发展史为材料,让学生重走科学家的研究历程,培养学生的科学探究能力,使学生体会概念的建构过程,加深对核心概念的理解。
例如,“DNA是遗传物质”的探索历程就是一个很好的素材。此前,孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状由遗传因子控制;摩尔根通过果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上;科学家接下来又发现:染色的成分是蛋白质和DNA,而染色体在遗传上具有连续性和稳定性。因此,探究遗传物质的本质无疑就落在蛋白质和DNA上了。对遗传物质的早期推测,一开始就有人认为是蛋白质,他们的理由是:蛋白质的基本组成单位――氨基酸,氨基酸多种多样的排列可能蕴含遗传信息,因而认为蛋白质是生物体主要的遗传物质。但又有不少人对这一观点提出质疑,挑战这一观点的有以下几个经典实验:1928年,格里菲思利用小鼠作为实验对象,进行了肺炎双球菌的体内转化实验,得出了“已经被加热杀死的S型细菌中,必然含有某种促成这一转化的活性物质――转化因子”的结论,但是转化因子究竟是什么,格里菲斯却未能搞清楚。紧接着,1940年艾弗里为了搞清楚什么是“转化因子”,以肺炎双球菌作为实验材料,进行了体外转化实验。他设法把S型细菌的各种成分相互分离,分别单独和R型细菌进行培养,结果发现,只有添加了S型细菌DNA成分的培养基上,部分R型会转化为S型细菌,并且这种转化后的S型细菌可以进行增殖,于是艾弗里得出了“转化因子是DNA,DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质”这一结论。遗憾的是,艾弗里实验中提取出的DNA,纯度最高时也还有0.02%的蛋白质,因此,仍有人对实验结论表示怀疑。于是1952年,赫尔希和蔡斯以“T2噬菌体”为实验材料,利用“放射性同位素标记”技术,完成了另一个更具有说服力的实验:“首先分别利用35S、32P标记的细菌培养噬菌体进行同位素标记,然后将带标记元素的噬菌体与大肠杆菌进行混合培养,观察同位素的去向。”如此,巧妙地把蛋白质和DNA区分开,直接、单独地观察DNA和蛋白质的作用,从而进一步证明了“DNA是遗传物质”。
教师通过讲解“遗传物质的探索过程”这一生物科学史,让学生清楚地认识到科学探究是要经历了“发现问题―作出假设―实验验证―得出结论”的过程,从而形成质疑与严谨的科学态度以及良好的生物科学素养。同时,通过对发现史进行梳理,“DNA是遗传物质”这一核心概念也得到了构建。
3 小结
总之,高中生物复习教学关键在于核心概念的构建,针对不同的概念类型和教学内容,有选择地运用概念图、设计问题串、演示认知过程和利用生物科学史等策略进行核心概念的重构,是提高高中生物复习的重要策略。同时,教师还要加强学生梳理、归纳知识的能力,帮助他们正确理解和内化相关概念,从而提高概念教学的有效性。
参考文献:
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2011.
[2] 兰英,译.埃里克森.概念为本的课程与教学[M].北京:中国轻工业出版社,2003.
[3] 刘恩山,张颖之.课堂教学中的生物学概念及其表述方法[J].生物学通报,2010,45(7):40-42.
关键词:高中生物;科学史教育;实践感悟
“科学史”这个词跟“历史”一样有两个层次的意思,第一层次指的是对过去实际发生的事情的述说,第二层次则是指对这种述说背后起支配作用的观念进行反思和解释。生物科学发展史既包括科学家对生命现象的研究过程,又包括科学家研究生命现象时所持有的不同观点和态度;既包括生物学理论和方法的形成演变,又包括不同学科之间的联系、科学与社会的相互影响。
随着科学普及实践中对科学的文化方面越来越多的注重,科学史教育已经成为更好地理解科学、更好地将科学文化与人文文化相结合、更好地普及科学的最重要的手段之一。《普通高中生物课程标准》亦明确提出,学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路,理解科学的本质和科学研究的方法,学习科学家献身科学的精神。
在教学过程中,可以利用生物科学发展史资料,有目的地引入、创设与教学内容相符的生动具体的场景,将间接知识演化为直观内容,以此激发学生的好奇心,促使他们去探索生命规律。生物科学史是科学方法不断发展的历史,学生关注其中,可体味科学家发现与解决问题的思路与方法,培养学生实验能力和思维能力,提高学生科学素养,从科学家追寻的价值观和规范中激发学生敢于质疑、敢于创新的精神。
一、利用科学史资料创设情境,引入新课题
1.科学史本身就有其历史性和科学性,同时,许多生物科学史生动有趣,用它们来创设情境,引入新课题,能激发学生的求知欲望,吸引学生的注意力。
如,在介绍《伴性遗传》时,可以利用18世纪英国著名的化学家兼物理学家道尔顿的圣诞礼物与红绿色盲的故事,通过历史故事创设情境。借以引入对红绿色盲这一遗传病的分析,吸引学生的注意,引入对伴性遗传内容的学习。
2.在介绍科学史时,可以采取多种方式呈现资料,用问题驱动的方式创设情境,像科学家那样产生疑问,发现问题,把学生从对故事的兴趣转入到对科学探索的兴趣。
如,教学《DNA是主要的遗传物质》时,可利用遗传物质研究进程的资料展开讨论引入新课。“20世纪中叶,科学家用超速离心技术发现染色体主要是由蛋白质和DNA构成。科学家产生一个疑问并对此争论不休。由此,可以通过问题引导,展开讨论:你认为遗传物质可能有哪些特点?你认为证明某种物质是遗传物的方法有哪些?”并可进一步引导学生探讨:实验是最有说服力的方法,科学家该用哪类生物作为实验材料呢?是高等生物,还是低等生物?为什么?
如此层层递进,引导学生追随科学家探索的脚步,逐步深入理性思考,同时得到了科学思维的训练。
二、利用生物科学史的材料组织进行探究性学习
利用生物学史的材料进行探究,是生物学新课程教学中常用的一种方法。根据新课程标准中相关内容的要求,对科学史的材料进行适当的选择和组织,加以整理、转化,设计成为有科学性和启发性的探究课题。在教学中,应着重引导学生沿着科学家的思维和工作历程,领悟科学家是如何发现问题、大胆假设、寻找证据、小心求证的,体验科学家不断深化对问题认识的过程和科学探索的精神。
如,在向学生介绍《DNA分子的结构》时,挖掘探究素材,设计探究过程,创造探究环境,引导学生参与构建DNA分子结构模型的探究活动当中。
1.借鉴前人的研究经验,获得灵感,确定构建模型的研究方法
查找沃森在构建DNA双螺旋结构模型的有关科学史,将他们当时如何开展对DNA分子结构模型的研究工作,以及在探究DNA双螺旋结构过程当中,如何获得灵感并得到了哪些方法上的借鉴展示给学生。
沃森在《双螺旋―――发现DNA结构的故事》一书中写道:
“特别重要的是,我们曾认真讨论了鲍林是怎样发现蛋白质α螺旋的……不久,有人告诉我说鲍林的成功也很平常,并不是复杂的数学推理的结果……鲍林发现α螺旋并不是仅仅靠研究X射线衍射图谱。主要方法是探讨原子之间的相互关系。不用纸和笔,他的主要工具是一组分子模型。这些模型表面上看来与学龄前儿童的玩具非常相似……用同样的方法解决DNA的问题!我们只要制作一组分子模型,开始摆弄起来就行了。”
在学生阅读的基础上,设置问题:这段描述,带给你怎样的启示?鲍林带给沃森的灵感是什么?沃森等科学家在揭示DNA结构的过程中,采用的研究方法是什么?引导学生进行思维探究,确定构建物理模型的研究方法。同时,也可以让学生在潜移默化中感受科学家对科学探究的热爱及科学态度、科学精神。
2.构建DNA双螺旋结构物理模型
(1)构建DNA基本单位――脱氧核苷酸的结构模型
查找科学家研究DNA分子结构的有关科学史,将DNA的基本单位――脱氧核苷酸的相关情况整理后,展示给学生。
将脱氧核苷酸的相关情况,整理成探究性问题:组成DNA的基本结构单位是什么?每个基本单位是由哪几部分构成的?组成DNA的碱基有哪几种?并组织学生动手实践,构建DNA的基本单位――脱氧核苷酸的结构模型。
(2)构建DNA分子的双螺旋结构模型
①整理科学史,将科学家研究的DNA衍射图谱及推算的DNA分子的结构、直径的实验结果,展示给学生。向学生提出问题:获取上述信息,运用模型法,你将构建怎样的模型?可能要考虑的问题有哪些?进而展开开放式讨论,让学生像当年科学家一样,亲历科学探索过程,引发学生思考,激发学生探究激情。
②查找并整理沃森、克里克在构建DNA双螺旋结构模型过程中的种种尝试,展示给学生。向学生提出问题进行探讨:错误的理由可能是什么?有哪些是有价值的?引导学生追寻科学家的思维历程,领悟科学家是如何发现问题、寻找证据、合理推理的。
③在研究暂时陷入僵局时,看沃森和克里克又得到了谁的启示,整理并向学生展示查哥夫带来的信息:腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量;鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量。根据科学史资料中的相关信息,向学生提出探究问题:a.碱基配对方式应是怎样的?b.对原有模型的修订是什么?保留什么?
④提出探究问题,引导学生深入思考:碱基如何连接?A-T与G-C碱基对组成的DNA分子具有稳定的直径吗?整理科学史中的相关研究结构,并向学生展示:四种碱基的分子结构示意图,比较嘌呤和嘧啶分子结构。解释碱基的连接方式―-形成氢键,A=T,CG。
通过问题,引导学生分析科学史的有关资料,重现这一经典的模型构建历程,让学生参与教学过程和思考探究,完成思维性的探究式学习,进而组织学生动手实践,制作并展示DNA分子的双螺旋结构物理模型,并与沃森和克里克构建的物理模型相比较,不仅可以获得成功感,更将思维型探究式学习与操作性的模型构建相结合。同时,在模型建构的探究活动中,引导学生不断地发现问题和解决问题,使学生在学习DNA分子结构的同时,不仅得到科学方法的训练,并且体验尊重事实,尊重客观规律,善于反思,敢于质疑,勇于实践等的科学态度和科学精神。并通过讨论交流,动手实践,增强合作精神。
科学史其实本身也是科学知识,它丰富了对科学知识的阐述,但作为科学史教育目标来说,科学知识不应仅仅在这一方面,还应在于科学史能提供科学知识的来龙去脉,科学知识的发展变化。同样目前我们所取得的科技成就也是暂时的,需要不断地发展与完善。生物科学史中沉淀了众多科学家对生命世界探索的精彩片段。良好的生物科学史的教学,应该是从中选择了恰当的材料,运用了恰当的手段,达到了最佳教学效果,让学生似乎身临其境,从而获得众多启示的教学。托克维尔曾说:“当过去不再照亮未来时,人心将在黑暗中徘徊。”那么,在中学生物课堂中,生物科学史不但丰富了学生的科学知识,而且照亮了学生的未来。
参考文献:
[1]玛格纳.生物科学史[M].天津:百花文艺出版社,2002.
[2]刘兵.科学史与科学文化论[M].上海科学教育出版社,2004:47.
[3]杨德平.利用生物发展史组织高中生物新课程探究性教学[J].宁德师专学报:自然科学版,2005(3):321-328.
[4]刘本举.例析科学史的教育功能与教育实践[J].生物学教学,2006,31(2):22-24.
关键词:科学发展史教学;导入设计;探究过程
生命科学史揭示了科学家思考和解决生物学问题的思想历程,展示了人们的合作过程,揭示了各种思想的碰撞和论争过程,展示了科学家的科学态度和科学精神。教材中引入科学史的目的是促使学生更深刻地理解知识的发生过程,理解和掌握生命科学研究的基本思路和基本方法。重视和做好科学发展史的教学对学生学好生物学知识、提高生物学素养、培养创新精神和实践能力具有重要意义。
生长素是科学家通过植物向光性的探究发现的第一种植物激素。新课标人教版高中生物必修3教材第3章第1节以生长素发现的历史为线索,选取几个关键科学史实进行组织,以引导学生体验科学家的探索过程以及科学知识的发现过程,并引导学生领悟科学家是怎样发现问题,寻找证据,并在严密推理的前提下做出合理的假设,又是如何设计严密的实验对假设进行验证。下面就以“生长素的发现”为例,浅谈科学史教学的几点看法。
一、导入设计贵在“新奇”
俗话说:“良好的开端是成功的一半。”在教学论中,教学的第一步是激发学生的兴趣和学习动机。教学的艺术不在于传授本领,而在于唤醒、激励、鼓舞。在本节课一开始,我就声情并茂地讲述“上周,在我住的宿舍楼发生一起坠楼事件,太惨了,粉身碎骨啊!”学生一个个睁大了双眼互相打听,“多好的一盆植物啊,主人太懒了,把它放在窗台上就没再管它,它一天天往外伸,终于义无反顾的投身楼下”。讲到这里学生终于恍然大悟,开始讨论那盆植物为什么会自己“跳楼”。新颖、巧妙、独特的导入可以诱发学生积极的思维,激发学生的学习热情,使学生迅速充满激情地投入到课堂中。
二、探究过程贵在“自主”
生长素的发现,教材中列出了四位代表性的科学家达尔文、詹森、拜尔、温特的实验。该怎样让学生动起来呢?课前我印发四位科学家的探究学案,主要包括几个问题:
1.科学家要证明什么问题?
2.科学家做出了什么假设?
3.科学家的实验设计思路是什么?
4.记录的实验结果是什么?得到什么结论?
让学生分成达尔文组、詹森组、拜尔组、温特组进行实验设计和探究,课上采取了PK法,全班分成四个小组进行较量,每组推出一名代表发言,如果进行不下去或错误本组成员可及时补充更正,如果本组无法进行下去,他组可抢答。事实证明,只要把课堂还给学生,学生就会给你带来很多惊喜。每一组学生都分析得头头是道,并能在书本实验的基础上补充对照实验,使实验更严密。
三、探究过程贵在“清晰”
1.用合适的过渡语帮助学生理清科学家的思路
在备课过程中,我查阅大量的资料,对各位科学家的实验进行了详细的分析,试图找出思维过程。科学史教学中应注意使用不着痕迹的过渡语。巧妙的、水到渠成般的过渡不仅能给人以艺术上的享受,更重要的是能帮助学生理清知识脉络,从整体上加深其对知识的理解。
在学生兴致勃勃地猜测植物“跳楼”的种种原因时,教师适时质疑“怎么证明光导致了植物的弯曲生长”,在证明了光是植物弯曲生长的外因后,教师提出,“达尔文在实验过程中发现尖端只有几个毫米,在生长弯曲中基本没有变化,倒是尖端以下的部位明显生长弯曲,所以生长弯曲的部位是尖端以下一端,那尖端是不是没有作用呢?”顺利过渡到达尔文第二个实验证明弯曲生长与尖端也有关。之后,教师顺理成章地提出:“既然弯曲生长跟尖端及尖端以下部位都有关,那么光照是通过影响哪个部位使植物弯曲生长的”顺利引入达尔文的第三个实验:探究胚芽鞘的感光部位。在达尔文提出两个推论后,教师提出“怎么证明下部生长是因为尖端产生了某种物质影响到下部的生长”过渡到詹森的实验,证明了达尔文的第一个推论。接着教师提出“为什么会弯曲生长,背光侧生长为什么比向光侧生长快,怎么证明你们的假设?水到渠成地导入拜尔的实验。詹森、拜尔的实验初步证明了尖端确实产生了某种物质,这种物质在下部分布不均匀导致了弯曲生长。教师接着过渡“这种物质真的就是化学物质吗?如果真的是化学物质我们应该可以收集到,有什么办法可以收集到,并证明就是化学物质?”从而过渡到温特的实验。
2.利用图解总结发现历程,帮助学生理清思路
四、课堂小结贵在“有效”
课前就把学生分成达尔文组、詹森组、拜尔组、温特组,印发探究学案让学生把自己置身于19世纪,像科学家那样去思考、去探究。课堂小结时,让每组代表四位科学家谈一谈他们对生长素发现的主要贡献,每组派一个发言人,组内其他成员补充,其他组成员可以质疑。通过这种方式调动学生的积极性,主动去归纳总结知识,每位学生都跃跃欲试。
关键词:创造性思维;假说――演绎法;生物学;促胰液素;生物学史
一、生物学史的地位与作用
现代社会,科学的发展推动着经济的发展,而科学发展又以人的科学素养的提高为基础。由于长期以来受高考压力、应试教育的影响,很多地方依然重视科学知识的传授,而忽略了对学生能力的培养。尤其是在对生物学史内容的学习上,很多教师把其发展过程跳过不讲,只让学生记住其结果,更别提挖掘生物学史中所蕴含的丰富内容了。这样一来,不仅使生物课堂枯燥无味,同时也在无形之中扼杀了对学生各种能力的培养。
二、科学探究的一般过程
高中生物学史大致用了以下几种方法:观察法、实验法、调查法、假说演绎法、类比推理法、构建模型法、同位素标记法等。在培养学生创新思维能力教学中可利用“假说――演绎法”教学。如促胰液素的发现史的科学探究过程。
在学生对“促胰液素的发现”历程运用假说――演绎法积极主动思考之后,教师应该做出准确的指导,对学生的思路加以整理总结,并准确地综合运用教学语言展示正确的思路,对思维能力强的学生,教师要给予肯定,其余学生通过对比发现自己的不足并由教师指出。从而使学生对学习有信心,认识自己能力不足的同时,能够积极地与教师沟通,以后也能够大胆创新。下面是教师自己的演示。
沃泰默的实验(假说――演绎法)
实验假设:胃酸刺激小肠的神经,神经将兴奋传给胰腺,使胰腺分泌胰液。
实验过程:(1)稀盐酸一段小肠肠腔胰腺分泌胰液;(2)稀盐酸狗的血液中胰腺不分泌胰液;(3)稀盐酸上段小肠肠腔(切除通向该段小肠的神经,留下血管)胰腺分泌胰液。
实验分析:1.实验中用稀盐酸代替胃酸,刺激小肠,(1)与(2),(2)与(3)对照说明刺激小肠时才能促进胰腺分泌胰液;
2.(2)与(3)对照说明小肠内神经有无不影响胰液分泌。
实验结论:将稀盐酸注入小肠肠腔内引起胰液分泌是一个十分顽固的神经反射。
斯他林和贝利斯的实验(假说――演绎法)
实验假设:在盐酸的作用下,小肠黏膜产生了一种化学物质,这种物质进入血液后,随着血流到达胰腺,引起胰液的分泌。
实验过程:小肠黏膜+稀盐酸+砂子磨碎后制成提取液并注入同一条狗静脉,结果显示胰液分泌增加。
实验分析:该实验的对照组是沃泰默实验中的(2)组,更说明小肠产生了一种化学物质,随血液流到胰腺,引起胰液分泌。
实验结论:在稀盐酸作用下,小肠黏膜产生了促胰液素,引起胰液的分泌。
通过教师准确简明地概括,使得学生抓住教学内容的重点,将所学的知识系统化,并能形成、构建出一定的知识体系。通过对以上科学史的分析,使学生的生物知识素养,思想情感与价值观方面的素养,生物能力的素养都有很大的提高。
三、生物科学史的价值
生物科学史把生物与历史相结合,它的研究对象是生物,它的任务是研究人们对生物学的发展的认识。它用详细的资料论述了科学家的创造性劳动,生动地描述了科学家在研究过程中的思维及探究方法。它的价值主要体现在以下几个方面:
1.有助于学生掌握生物学知识
生物科学史可以让学生体会生物学知识的形成过程,为学生构建知识体系,有助于学生对概念的理解。如学习“DNA是主要遗传物质”的科学史时,通过艾弗里的体外转化实验,以及赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验,让学生在体会将蛋白质和DNA分离开,单独去观察他们的作用的科学理念的同时,更好地掌握DNA是遗传物质的概念。
2.有助于学生掌握科学的探索方法
生物课程的目标之一就是让学生形成终身学习的能力和基本习惯。新课程理念倡导探究性学习,主张学生通过探究活动主动地学习科学方法,获取科学知识。例如,通过对孟德尔遗传定律以及摩尔根果蝇杂交实验的学习,让学生掌握假说演绎法的基本步骤;通过对萨顿假说的学习,来体会类比推理法的真谛。
四、总结
陶行知先生说过:“处处是创造之地,天天是创造之时,人人是创造之人。”只有把培养创造性思维应用到教学中,素质教育才能够实施,也才能培养具有创造性思维的人才,最终达到“科教兴国”的目的。
通过几年的教学实践,我认识到在教学过程中不仅要注重教学内容的传授,更要注重学生思维能力的训练。只有训练学生不墨守成规,不拘泥常法,不死记硬背,善于开拓创新,寻找多种方法和途径,使思维时而收敛时而发散,引申推广,对比择优,才能培养出适应21世纪发展的创新人才。
参考文献:
1.杨恩德.浅谈新课改下如何培养中学生的生物学创造性思维.,2011.7.
2.史晓胜.生物学课堂教学中学生发散性思维能力的培养.生物学教学,2004.1.
关键词:阅读方法;自主学习;阅读习惯
建构主义学习观认为“学习不是由教师把知识简单地传递给学生,而是由学生自己建构知识的过程。学生不是简单被动地接收信息,而是利用各种信息资源,主动地建构知识的意义,这种建构是无法由他人来代替的。”我认为学生要能自主建构知识,必须能有内心的渴望,与知识产生共鸣,那么阅读就是一种很好的方法,它是生命的光合作用。
一、阅读的定义
阅读的本质是什么?简而言之,读书,就是与文本沟通,具体地说就是对一套符号系统的破解,对文本内容的体验,对未知事物的求知,发展思维并拓展想象力,与文本进行信息、思想、观念、情感的交流,通过文本感悟新的内容,发现新的线索,找寻新的答案。
二、阅读的意义
高中生物新课程的理念是提高公民的生物科学素养,倡导探究性学习……力图促进学生学习方式的变革,引导学生主动参与探究性过程,逐步培养学生搜集和处理信息的能力,获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力。我认为阅读是获取信息最基本的学习活动。
同时,生物科学技术发展迅猛,日新月异,近年来高考中出现了大量以现代科学发展的前沿理论、社会热点并结合生活实际为背景知识,这些题目情境新、题干叙述长、信息量大、阅读量大,需要学生快速、仔细地从叙述中接受新信息、处理新信息,并与已有的知识储备相连接,找到解决问题的思路。这必然要求学生有强大的阅读能力。
三、学生阅读的现状、困难
1.阅读能力较低,自主性不高
快餐式文化横亘天下,学生从小到大接触的多为漫画、电视、电脑、手机等各种声讯媒体,长期在这种直观文化、被动式学习的影响下,学生越来越懒,越来越不爱读书,阅读归纳概括能力差、自然科学素养低,且初中生物结业考试基本是“背背就能考”,学生在某种程度上养成了“死记硬背”生物知识的习惯,认为生物是理科中的文科,丧失了学习的兴趣和热情,丧失了学习的主动性,扼杀了自身的思维能力和创造力。
2.课堂阅读重视不够,缺乏必要的阅读指导
虽然课改进行了多年,多数老师也深知新课程理念,但难改教学方式,仍然力求把教科书分析得淋漓尽致,内容讲得面面俱到,环节设计得丝丝相扣,把讲得好、讲得到位、讲得全面作为追求的目标,认为只有这样学生才会学得好、考得好,因而忽视对学生阅读素质的培养与提高,剥夺了学生阅读的机会,代替了学生思考的需要,造成学生在高中生物课上总是不断地识记知识;课后不断地整理知识;考试时不断地背诵知识。总之,一切的教学都是围绕“知识”展开的,完全忽略了学生的“能力和素养”。
3.生物学科的专有名词和专业术语,抽象微观、模糊
生物专有名词如“原生质层”“原生质体”“同源染色体”“等位基因”“囊胚”“极体”;模糊的词如“主要”“几乎”“一般”“大多”“通常”都可能阻碍学生的理解与认知。
著名教育家苏霍姆林斯基曾经说过:“为什么有些学生在童年时期聪明伶俐、理解力强、勤学好问,而到了少年时期却变得智力下降,对知识的态度冷淡,头脑不灵活了呢?就是因为他们不会阅读!”所以,我们必须教会学生进行阅读和思考。
四、以阅读促自主学习能力发展策略
1.列出参考课外读物,推荐学生阅读
高一新生可塑性强,课余时间多,习惯容易养成,兴趣也容易培养。根据学生的学习心理特点,由浅入深,从科普、科学家传记到专业书籍,借用校图书馆资源,列一些书目给学生自行阅读,如《生物知识探源》《青少年应该知道的干细胞》《物种起源》《进化之谜》《生物发展史》《双螺旋――发现DNA结构的故事》《生命的微观旅程――基因的故事》《生物学核心概念的发展――高中生物新课程的科学史资源》《人体地图》……对于有志于参加竞赛的同学还可以推荐《普通生物学》《生物奥赛教程》《精英教案》等书目,通过课外阅读,有利于学生从初中的形象思维――对宏观生物的认识过渡到高中生物抽象思维――对微观生物世界的认识,有利于学生对生物学科前沿发展的了解,增加兴趣,有利于学生在课堂学习中对情境的感受,对生物知识、名词有亲切感,从而乐于研究新知识。通过实践表明,读书百遍,其义自现,一些学生没有经过老师专门培训而自学竞赛材料,参加竞赛也能获奖。显然好学生可以不是教出来,而是自己学出来的。
2.指导课堂阅读,通过类比培养阅读方法
如果课外阅读是泛读,那么课堂阅读则是精读。关于阅读,最重要的不是读过什么书,而是知道如何读书,所以,要尽量在有限的课堂时间内,培养学生的阅读方法。
人教版教材在设计时每个模块的知识内容都围绕一定的主线展开。同时,根据学生的认知规律,确定知识内容的呈现顺序,使之形成结构合理的知识体系。除了教材整体编写有这一特点外,每一章节的编写往往也是如此。基于此,高中第一堂生物课我便指导学生浏览必修1《分子与细胞》的目录,了解6个章节间的相互关系,搭建整本书总的框架,避免“只见树木,不见森林”的现象出现。如,第一章《走近细胞》为初中和高中教材的衔接,承上启下,体验细胞是生物体结构和功能的基本单位,感知细胞是最基本的生命系统,并通过生命系统各个层次这条主线贯彻3本必修课本。第二章《组成细胞的分子》表明生命是由物质组成的,阐明生命现象的规律,必须建立在阐明生物大分子的结构上。第三章《细胞的基本结构》是初中教材的拖延与延伸,从亚显微结构层面认识细胞。第四章《细胞的物质输入和输出》是对细胞膜结构与功能的进一步拓展。第五章《细胞的能量供应和利用》体现了细胞质中物质和能量的代谢,体现了细胞器的分工与合作。第六章《细胞的生命历程》则以细胞核为核心,体现了遗传信息的细胞增殖、分化、衰老、凋亡、癌变过程的传递与表达。
分析完目录后,引领学生用这个线索分析章与节的联系、节与标题的联系,建立知识间的框架。通过类比学习,学生知道通过某章的每一节的标题,了解该章的基本结构;通过某一节文中的标题,读出该节的基本结构,并通过本节内容的具体学习将其内化成自己的结构体系。
现行人教版教材中每一小节一般由本节聚焦、问题探讨、旁栏思考、资料分析、与生活的联系、相关信息、知识链接等几部分构成。其中本节聚焦是每一小节的核心知识和学习目标,是学生的必学内容;旁栏思考内容丰富新颖,很容易激发学生的学习兴趣,发展他们的思维;资料分析则是培养基于问题的信息处理能力;知识链接是前后概念间形成的知识网络;课外阅读则是必修知识的补充和延伸,它可引导学生深入阅读课本。
新教材中的这些栏目通过设置一系列的问题,创设了学习的问题情境,“学起于思,思源于疑”。问题是思考的前提,是探索的根源,是学习的动力。在课堂教学中指导学生阅读课本时,学生能有计划、按步骤地按照这些栏目设置的问题串,不断地寻求问题的答案,在过程中得到方法,进行知识构建。
3.尝试独立学习,整理归纳知识点
反思是不断进步的基石,经常反思自己的阅读方式、习惯、方法等,对学生阅读能力的提高大有帮助。学无定法,但是有章法,这个阶段主要集中精力培养学生独立思考、独立归纳的能力。
课例:《细胞的分化》片段
师出示课文资料:“有的细胞发育为红细胞,合成运输氧的血红蛋白,有的细胞发育为心肌细胞,合成行使运动功能的蛋白”。
生:通过上诉资料分析,认识到“分化的细胞所呈现出的形态、结构和生理功能的变化,首先源于细胞内化学物质的变化”。
师:如图,分析这个细胞,并结合所学知识,谈谈这个分化的细胞内化学物质的变化和代谢特点。
生:①该细胞为胰岛B细胞
②该细胞能进行有氧呼吸:葡萄糖丙酮酸,丙酮酸+H2O[H]+CO2,[H]+O2H2O
③该细胞体内有ATP和ADP的相互转化:ATPADP+Pi+能量,ADP+Pi+能量ATP
④胰岛素分泌蛋白,它的合成和分泌过程:
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⑤有些代谢是维持生命所必需的,不同细胞,都要进行代谢,如细胞呼吸和ATP和ADP的相互转化;但有些代谢只能在特定的细胞中进行,如胰岛素的合成和分泌。
师:细胞分化过程中遗传物质并没有改变,你能也用实验证明吗?
生:植物,植物组织培养;动物,核移植。
上面这个课例,学生能从一小段简单的资料,分析到细胞分化其内涵是细胞内化学物质的变化,并能结合生物体内一个常见的细胞,将细胞内的代谢一一罗列,表明学生已经具备了一定的归纳能力,并能思考知识间的联系并加以灵活应用。
4.研读课外资料,体验知识间的联系
对知识进行归纳总结,也是对阅读技能的顿悟提升阶段,重点关注知识之间的联系,总结规律,构建知识体系。
例如,必修1第六章第四节《细胞的癌变》在完成课标要求后,可以补充一些课外资料:1931年,诺贝尔医学奖获得者德国著名医学家奥托・海因里希・瓦尔堡博士(Dr.OttoWarburg)发现,癌细胞和正常分化细胞在有氧条件下产生的ATP总量没有明显差异,但癌细胞从内环境中摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖是正常细胞的若干倍。这个例子中,癌变的细胞有哪些代谢的变化?
学生通过阅读资料推理:癌细胞即使在氧供应充分的条件下也主要是通过无氧呼吸途径获取能量氧条件下,癌细胞中与无氧呼吸有关的酶的活性增加了有癌细胞的线粒体可能存在功能障碍长期无氧呼吸为主,易引起内环境pH失调癌细胞的生长速度远大于正常细胞的原因来自于能量的来源差别。由此,学生分析体验癌变的细胞终究还是因为遗传信息改变引起的细胞代谢异常,而不仅仅只是会举例癌变细胞的特征和致癌因子。
5.每课分享
生物学科是一个既古老又年轻的学科,他历史悠久,又随着科学技术的进步日新月异。科学史,最能见人、见事、见知识、见过程、见方法、见精神,每节课留5~10分钟把讲台交给学生,分享一个与课程相关的科学史或科技新进展,引导学生从教材中的阅读科学史话、科学前沿、科学家的故事等栏目展开去,用此法推动学生收集信息、整理资料、语言表达等能力的全面发展,从科学家身上感悟研究精神、研究态度甚至人生规划。
学生在高中阶段所学的知识只是冰山一角,所以教师教给学生的不能仅仅是知识,更重要的是方法和能力。著名教育家苏霍姆林斯基说得好:“如果学生的智力生活仅局限于教科书,如果他做完了功课就觉得任务已经完成,那么他是不可能有自己特别爱好的科学的。”所以我们必须力争使每个学生在书籍的世界里有自己的生活,学会学习、学会思维,乐于不断获取新知和主动探索,善于搜取、辨别和加工各种可得信息,懂得规划和设计自己的人生。
参考文献:
[1]巴丹.阅读改变人生:中国当代文化名人读书启示录[M].北京:东方出版社,2010:40.
当今,普通高中学校普遍开展的研究性学习就是把倡导探究性学习具体化,在研究性学习活动中引导学生参与探究过程,勤于动手和动脑,培养学生各方面的能力,特别是在培养创新精神和实践能力。但在研究性学习活动过程中又会遇到许多问题:教学改革的相关理论和教学实例如何与具体的研究性学习相结合;流于形式还是重在学生能力的培养;怎样把研究性学习与课程教学相结合,充分发挥生物学科的资源优势搞好研究性学习。针对以上问题,我们成立了《高中生物研究性学习能力的培养》课题组,本课题组成员都在一线从事高中生物学科的教学,大家都热爱自已所从事的教学工作,响应与倡导新课改的精神,如何通过研究性学习来培养学生的探究能力。课题组一方面加强理论学习,另一方面不断进行实践探究,探索培养学生研究性学习能力的方法与途径。
一、加强学习,领会研究性学习的意义。
第二次课程改革是20世纪50~60年代,以布鲁纳为代表的教育改革家发起的在短时间内提高美国人的智力水平与创造性的教育改革运动,出发点是提高美国的科技水平。如今课程改革之风已吹遍世界各地,注重学生能力的培养与创造性的培养已形成共识;我国教育的根本问题在哪里呢?过去过于重视应试教育而忽视学生素质的培养,忽视能力的培养,学生的创造力没有得到开发。而高中生物是一门实践性很强的科学,可以充分利用生活中的课程资源培养学生的研究性学习能力。
新课程教学改革坚持以学生为本,为了学生的一切,为了一切的学生,在教学中注重学生是学习的主体,做到重教学过程,重教学体验与教学探究,培养学生的能力与创造性。开展“高中生物研究性学习能力的培养”的研究,一方面有助于教师转变教学观念,掌握新的教学方法,适应新课程改革的要求,从而提高自己的教育教学水平;另一方面,通过对学生进行科学态度、科学精神,特别是发现问题、提出问题、归纳与分析问题、解决问题能力的培养,有利于提高学生的创新精神和实践能力,提高学生的主体性、动手能力、团队协作能力;实现学生学习方式的转变,全面提高学生的素质。
二、培养学生研究性学习能力的方法与途径。
(一)结合课堂教学开展研究性学习
课堂是普通高中教育教学的主阵地,培养学生研究性学习能力离不开课堂教学,这就要求生物教师必须在日常的课堂教学中开展研究性学习,落实对学生研究性学习能力的培养。在课堂教学过程中教师根据所教内容,创设类似科学研究的情境或途径,让学生在教师引导下,根据所学内容主动探究,用类似科学研究的方式,主动探索、发现和体验。
普通高中新课程生物学科教材与旧教材相比“特色栏目”丰富,增加了科学家访谈、问题探讨、本节聚焦、相关信息、思考与讨论、科学史话、科学家的故事、本章小结、网站登录等,这些栏目为新课程教学目标的达成起到桥梁和纽带作用,有利于在课堂教学中开展研究性学习。如:在教学“必修模块1”第2章组成细胞的分子、第2节生命活动的主要承担者―蛋白质,教师巧妙引导学生把问题讨论与一日三餐的食物相结合,理解氨基酸及其种类;运用数学的知识引导学生“思考与讨论”,认识蛋白质的多样性;在认识蛋白质的多样性的基础上理解蛋白质的功能多样性。课后通过“科学史话”、“科学前沿”拓展学生的视野,提高学生学习生物学的兴趣。对学生进行科学态度、科学精神的培养,特别是发现问题、提出问题、归纳与分析问题、解决问题能力的培养,有利于提高学生的创新精神。
(二)结合日常生活开展研究性学习
生物学科与我们的日常生活关系密切,关注日常生活,会发现我们的日常生活中提供了丰富的开展研究性学习的课程资源。生物学是研究生物的形态、结构、生理、分布、遗传和变异、进化、生态的科学。我们日常生活都离不开衣、食、住、行,这其中的每一项都与生物密切相关。由于学校的资金与设备有限,我们可以关注日常生活的课程资源开展研究性学习,例如:每个家庭买回家的食物,其中的鸡、鸭、鱼等,就是最好的解剖形态学方面的课程资源;每天上学、放学的道路两旁在一年四季都能观察到的生物就是最鲜活的生物标本,可以根据其形态进行分类识别,在校园里往往都种有许多的花草树木,这就是一个自然花园,可以观察植物的个体发育过程;通过我们的一日三餐联想衣食的来源,理解人与自然的和谐相处等等;我们的日常生活可以说为我们提供了非常丰富的开展研究性学习的课程资源。
(三)结合当地生产实践与环保工作开展研究性学习
人们所从事的生产劳动为高中生物开展研究性学习提供了丰富的课程资源。生物科学与农业,生物科学与工业,生物科学与健康,生物科学与环境保护是紧密结合的,迅速发展的现代生物技术已被广泛地运用到人类生产生活的各个领域;当然,人类所从事的生产劳动也为我们学习高中生物开展研究性学习提供了丰富的课程资源。
1 教师可以引导学生根据当地的农业生产,根据当地的生产实际确定研究性学习的课题。当地的农作物栽培技术,繁殖控制技术,主要农作物的病虫害的防治措施和效果,生态农业与绿色食品等等,都是生动的开展生物研究性学习的课程资源。如:在教学“必修模块1”第五章细胞的能量供应和利用、第四节能量之源――光与光合作用中,教师引导学生了解当地的大棚种植,探究不同颜色的光照对植物光合作用的影响。
2 教师可以引导学生了解当地的工业生产中运用了哪些生物科学技术,从网络信息中了解生物技术在工业生产中的应用,拓展开展研究性学习的课程资源。从当地的酿酒业了解酵母菌,认识发酵与食品生产;从加酶洗衣粉的生产,认识酶在工业生产中的应用,通过调查了解哪些药品和疫苗是利用生物工程技术研发的,认识生物工程技术在医药、医疗领域的应用等。
3 教师可以引导学生了解社会的经济发展与环境保护的关系,认识环境保护中的生物学知识的应用,确定课题开展研究性学习。了
解当地的生产环境,识别环境污染的种类,利用所学的生物净化原理和方法,讨论如何治理整顿环境污染的计划及作出决策;从生物学角度探索新的生产模式,做到人与自然和谐相处,保持人类社会的可持续发展之路。
三、在开展高中生物研究性学习过程中,如何使学生明确研究性学习的目的,增加兴趣,提高学生在研究性学习中运用生物学知识解决实际问题的能力,培养学生的科学素养。
关键是如何运用好生活环境与生产环境中的课程资源。教材是全国统一的,而不同地理区域的不同学校有着不同的自然环境、不同的人文历史、不同的生产历史,仅仅是为教材而教教材很难提高学生的学习兴趣;如果积极开展高中生物研究性学习,能不断提高学生用生物学知识解决实际问题的能力,达到培养学生的科学素养的目的。怎么样运用生活环境与生产环境中的课程资源开展生物学科研究性学习呢?
1.指导学生善于观察,从当地的生活、生产中发现问题,确定课题。我们在看电视剧时发现,每集的结尾必然有一悬念,深深吸引我们下集一定不能错过。学习也是这样,教师要善于创设悬念,利用学生的求知激情,开展研究性学习,使之转化为兴趣。在我们的生产、生活环境中有取之不尽的研究性学习资源,记得我在上高中生物第二章生命的结构基础、第二节细胞增殖的第一堂课时,首先提出:每位同学回忆自己熟悉的一种植物(可以是蔬菜、水果、花卉等),为什么植物能够长高、长大呢?从而导入新课――其原因之一是细胞增殖。植物细胞是如何增殖的呢?在课堂上不断引导学生进行探究,激发学生的学习热情,培养学生对研究性学习的兴趣。
2.通过开展研究性学习,运用生物知识为当地的生活、生产中遇到的问题解难释疑,能够起到理论联系实际的作用,提高学生积极开展研究性学习的兴趣。人们认识和接受新知识、新事物是一个循序渐进的过程,往往是以现有的知识、经验、感受等为基础,用已知去探索未知。在高中生物教学中开展研究性学习,恰当运用生物学知识为当地生活与生产中遇到的问题解难释疑,能够促进学生探究与创新能力的培养。巧妙运用当地生活环境与生产环境中的课程资源创造性地开展研究性学习,能够缓解当地学校的教学经费不足,教学设备短缺的矛盾。
一、 几个不变与几个变化
不变之一:今年理科综合能力测试中的生物试题仍然是72分,其中I卷有5道选择题,Ⅱ卷有2道大题。试卷结构与去年基本相同。
不变之二:在阅卷过程中,我对试卷考点分布做了相关整理(见表1)。
由考点分析不难看出试卷中明显的“回归课本”倾向。试题涉及的知识点大多是教材的主干知识。其中选择题的1、2、4题以及第30题的第Ⅰ小题都属于基础题;遗传、生命活动的调节以及新陈代谢这三部分内容所占的比率为试题总量的75%,主干知识得到了重点突出,符合考纲要求的“注重考查生物学核心知识”的命题思路。
不变之三:注重对识图、析图能力,图文转换能力以及推理能力的考查。比如选择题的第1题、第5题。选择题第4题尽管没有以曲线的形式呈现,但考生只有在准确地把握种群增长的“S”曲线的特点后才能进行正确的解答。
变化之一:从分值的分配来看,往年2个大题分别为22分和20分,或各为21分;而今年一道大题为27分,另一道大题为15分,分值相差较大。
变化之二:从考查的知识点来看,高中生物学教材中关于伴性遗传的知识只要求掌握伴X遗传,但第31题却考查了教材不作要求的X、Y染色体同源段上的等位基因的传递规律。这是一个较有新意的亮点,达到了既遵循考纲又不拘泥于考纲,既考查基础知识又考查分析推理能力的要求。
变化之三:本次考题内容中选修本所占的比例增大。在5道选择题中有3道题的考点都属于现行选修本教材的知识内容;在2道非选择题中,第30题的第Ⅰ小题也属于现行选修本教材的知识内容,选修本中的知识点占了考试内容的45.8%。这或许是现行高中生物教学向新一轮高中课改迈进的信号,是与高中《生物课程标准》接轨的过渡,同时也预示着在新的高中课改过渡过程中,选修本的教学内容不容忽视并应加强。
二、对今后学习与复习的建议
针对上述试题特点,我在这里着重提出以下几点复习建议:
1. 强化基础知识
同学们应该首先切实地理解并掌握课本中的基础知识内容和基础实验,同时对选修教材中的一些重点内容给予足够的重视和关注。
2. 加强适应性训练
平时加强对多选题、实验设计题等一系列开放性试题的训练,努力做到见多识广,熟能生巧。
3. 加强迁移能力的培养
对典型例题进行相关的变式训练,培养发散思维能力,加强迁移能力,举一反三,融会贯通。
4. 加强实验设计能力的培养通读课本上的分组实验、演示实验以及生物科学史上的经典实验,切实理解掌握课本基础实验的相关原理和方法,归纳总结实验题的基本解题思路与技巧。
【关键词】 高中生物;课堂教学;应对策略
【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)22-0-01
我们学校是地处边远的山区,学生的入学成绩与周边的兄弟校相比明显偏低,而且初三、高一两年时间没念生物,加上学生原有的生物学基础比较薄落,学习习惯不良,大多数学生心理上还停留在生物是次要科目,没什么可念,基于这样的一种现状,我认为要让农村学生学好高中生物,首先要在课堂消除学生认识偏差,培养学生学习生物的兴趣,更新教学理念,注重对不同程度学生的关爱。
一、正确引导,消除认识偏差
由于受陈旧观念束缚,学生对生物这门学科认识不清,没有真正体会到生物科学的重要性,因此,教师应通过新学期、新学年的“开场白”,如绪论或前言等及时给学生讲解,向学生说明生物科学是研究生命现象和生命活动规律的科学,与我们人类生产、生活、健康有密切的关系,是自然科学的前沿学科,学习生物科学有重要意义。比如,生物科学在医学、医药的应用,在农业、能源开发、环境保护等方面的应用,这些将使学生视野扩大,充分认识到生物科学的广阔前景,从而改变学生的早期认识偏差,下定决心去学生物学。
二、培养学生学习生物的兴趣
学习兴趣是指学生对学习活动产生的心理上的爱好和追求的顷向。在实践中,兴趣对人的活动将产生巨大的推动作用,一旦对学习发生兴趣,就会充分发挥自己的主动性和积极性,浓厚的兴趣将是人们刻苦钻研,勇于攻关的强大动力。爱因斯坦说:“兴趣是最好的老师”。学生只有对生物学感兴趣,才想学,爱学,才能学好,因此如何激发学生学习生物的兴趣,是提高教学质量的关键。我觉得以下两种方法很重要。
1、充分利用课堂培养学生的生物情感
教学活动需要师生双方的默契配合,教师在情感、自身素质、语言、教态等方面都感染着学生。首先,教学中教师对学生要有深厚的感情,高度重视师生之间的情感交流,防止和消除感情上的隔阂。同时给学生创造宽松有序的课堂环境,培养人人善问的习惯,激发人人求知的欲望,通过不同难度问题的提出,给予人人成功体验,学生因“亲其师而信其道”,这样就使每一个学生在课堂上都积极参与。其次,教师的自身素质和教学艺术对学生生物情感的培养也起着举足轻重的作用。在课前教师要做好充分的准备,包括钻研大纲、教材、习题等,同时尽可能多的预见课堂上有可能发生情况和学生可能提出的问题。在课堂上需要灵活、恰当地处理课下没能预见到的问题,授课的语言生动、简洁、准确,板书流畅、美观,教态优雅、大方,表情从容、自信,教学方法灵活、实用。这些都潜移默化地感染着学生,学生因“亲其师而信其道”,从而对生物产生浓厚的兴趣。
2、通过生物科学史教学,培养学生的生物科学探索精神
通过生物科学史教学,学生不但能了解生物知识的产生发展过程,而且还能从中学到生物生物科学的研究方法和思维方法,更重要的是体验到了科学的态度和精神,如向学生介绍沃森和克里克发现DNA双螺旋过程,他们这种勇于探索和献身的精神,正是由于对事业和崇高理想的追求,为人类的进步作出了伟大的贡献,进而培养学生了解生物,学习生物,发展生物的兴趣。
三、转变观念,更新教学理念
中学生物教学方法是多种多样的,但是却没有一种普遍适用的,这就是我们常说的“教学有法,教无定法”,不同的教学方法所适用的情况和取得的效果是不同的,为了最佳的教学效果,就必须转变观念,更新教学理念,我认为以下两种方法很重要。
1、注重阅读,提高学生的自学能力
阅读能力是学生必须掌握的基本技能,自学能力是多种心理机能参与的一种综合能力,培养学生的自学能力是一项比传播知识更重要的任务,通过看书阅读是培养学生自学能力的重要方法。
首先,阅读是学生获取知识的重要手段,指导学生阅读教材,抓住教材重点、难点,带着问题听课,这样就能较快把握教材重点、难点,同时注意前后知识的联系,使其在原有的知识基础上掌握新的知识,即提高了学生听课效率,也促进了学生自学能力的形成。
其次,指导学生利用课外资料,尤其是当前学过的课本有关参考资料,以扩充学生知识视野,帮助学生归纳、总结,在归纳总结中巩固和提高,因此要告戒学生课后不要急于完成作业,不要只顾做大量习题,把自己淹没在“题海”中,而应根据课堂要求,立即复习巩固,并参考课外书上的一些体例格式及教师强调的重点和难点,把每节、每章整理出纲目,把易混淆的内容进行比较辨析。实践经验表明,理解的知识和结构化、系统化的知识更容易储存在大脑,也便于提取应用,此外,学生有选择地阅读一些课外资料,也能发现新问题、新知识,能发现新问题本身就是一种创新,这样能激发学生的学习的热情,使学生全身心投入到学习中,有助于学生理解、掌握教材重点、难点。
2、培养学生正确的解题思路
俗话说,“教学不是单纯地向学生传授知识,而是培养学生思维方法、能力,教会学生自己学”,因此,在教学中,除了传授知识外,应注重学生学科思维方法的训练和正确的解题思路。在学生的头脑中,如果没有相关的生物学知识和相应解题方法和思路,那么,学生在思考问题的时候,就没有明确的目标和方向,以致在答题时,答非所问,不得要领。
事实上,由于生物的学科特点和解题的需要,已经形成了一些行之有效解题思路,让学生掌握这些解题思路是至关重要的,比如解生物实验题,首先,应了解实验目的,从而确定实验变量。其次,明确实验原理。第三,依据实验原理,设计实验步骤。其中设计实验步骤时,要注意遵循等同条件,单一变量的原则,大体的实验步骤可归纳为:(1)选材、分组、编号,(2)设置实验组和对照组,(3)观察、记录数据。最后,分析实验结果,得出实验结论。
当然,对于有些生物题目还有一些具体或特殊的思路,为了让学生掌握这些思路,单靠死记硬背是不行的,要经常性的教和练,教主要是教师在整个教学过程中,按照清晰的科学思路和方法去讲解和分析,并在讲后提示学生是否有更好的思路和方法,教师良好的示范性必然对学生有耳濡目染的作用。而练主要是要求学生回答问题和表达时能按照科学的思路去思考和表述。
四、注重对不同程度学生的关爱
普通农村中学的学生对学好生物学往往信心不足,大多数是由于低年级未能重视,导致基础知识薄弱,知识积累少,基本技能匮乏。同时,由于长期的学业失败而造成自卑心理,致使缺乏自信,丧失学习生物的兴趣和动机。为了改变学生的这种状况,我的做法是:降低标准,分层要求,多鼓励,少批评,让学生在学习生物学过程中增强信心。比如,在课堂教学过程中要注重对中下学生、学困生的提问,并予以鼓励,使他们感受到自己在班上有受到老师关注的。同时,教学中要讲清、讲透每一个概念、规律,弄清其性质、用途,并用一些学生力所能及的习题进行巩固,使学生及时体验到成功的感觉,树立学习的信心。另外,课后作业批改时,不要忘记写上几句鼓励性语言。这些举措在一定程度上使学生感受到了老师的关爱,从而增强了学生学习的信心和动力。
总之,让学生学好生物并非一朝一夕的事,教师要从分利用生物学科特点,有计划、有目的、有步骤地帮助学生消除认识偏差,树立学习信心,培养学生学生热爱生物科学。同时教师要转变观念,更新教学理念,丰富学生生物科学知识,发展生物科学能力,还要加强生物科学精神和科学思想教育,挖掘生物教学中的人文因素,把人文精神和科学精神有机结合起来,使不同程度的学生都能获得发展,促进农村高中生物教学的发展。
参考文献
[1]《生物学教学论》主编:张迎春,汪忠
关键词:科学素养;资料分析;生物
中图分类号:G633.91 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2013)18-0144-02
近几十年来,新的生物技术给农业、食品工业及医药业注入了生机,对教育和教学,尤其是生物教学提出了更高的要求。新课程教材也对应地作了全面的修改,新增了“资料分析”、“资料搜集与分析”、“科学前沿”、“科学史话”、“科学・技术・社会”等素材。笔者决定,利用“资料分析”中文字、图片、数据资料、表格等多样形式,结合学生的认知发展情况,尝试从“科学思维”、“科学态度”、“知识应用” 和“科学、技术与社会”这四个维度来培养学生的生物科学素养。
一、转变学习方式,训练科学思维
有效使用“资料分析”可激励学生亲自参与丰富、生动的思维活动过程,从而改变单一、被动接受式的学习方式,让学生主动探索和发现知识,真正建构科学的素质教育课堂;以“师生互动、生生互动、自主探究、合作交流”等教学方式来激发学生的求知欲,提高学习的主动性。
在必修1“关于酶本质的探索”中,教师可以利用资料分析所提供的素材,利用“师生互动、合作交流”的形式探究酶的本质,从而对学生进行想象、比较、综合、推理和假说―演绎等多方面的科学思维训练。例如,由酒为什么变酸这个生产实践问题,引入酶本质的探究。在这个过程中,科学家表现出多种思维方法,如李比希在应用推理的直觉思维,提出发酵是由酵母菌死后的产物引起的;毕希纳通过调查研究,提出“发酵是由酵母菌的整个细胞还是酵母菌细胞中的某些物质在起作用?”的问题,从而设计实验进行探究;萨姆纳则应用刀豆种子作为实验材料,证明了酶是蛋白质,继而科学家们从其他生物体内也发现和证明了胃蛋白酶、胰蛋白酶等是蛋白质,应用归纳推理的方法总结出:酶是蛋白质。接着,科学家切赫和奥特曼通过大胆质疑,发现少数RNA也是酶,从而发展了酶的定义。
二、展现科学史料,培养科学态度
科学态度是人们对科学知识的正确理解和对科学发展的认识。生物新教材“资料分析”大多展现许多生物科学史上研究的事例和方法,不仅记载着生物科学知识的形成过程,而且蕴含着科学家的创造思维和科学方法的轨迹。在教学中,教师要注重发挥生物学史例的教育作用,利用科学史的“故事性”,培养学生的学习兴趣;利用生物学家的生平和事迹,对学生进行科学精神和价值观的教育;通过对一些经典实验和探究过程的再现,让学生体验生物学知识的形成过程,从中学习科学家的思维方法。
必修模块1“细胞学说建立的过程”的资料分析,通过展示科学家们探究细胞的整个历程的科学史料,让学生在分析和讨论的基础上领悟到:科学发现是很多科学家共同参与、共同努力的结果。其中,显微镜的发明和使用,使得德国的植物学家施莱登和动物学家施旺能在细胞水平上研究生物体的结构,并发现了生物体结构的统一性的重大结论――细胞学说,让学生体会科学发现离不开技术的支持。让学生在阅读的同时还能感悟到科学家实事求是的科学态度和勇于创新、善于合作、无私奉献的科学精神。
三、理解科学知识,强化应用意识
生物中的科学知识在日常生活中用途非常广泛,强化理论联系实际,加强知识的应用性也是提高学生生物科学素养的重要途径。教师教学要根据生物学科的特点,有效结合教材内容,以“资料分析”板块为载体,联系身边的生活实例,将其渗透于课堂教学中,使学生能够有意识地将所学的科学知识运用到社会及个人生活中,这样不仅有利于学生理解科学概念的内涵,而且有助于其提高自身实际应用能力。
生产、生活实践中的生物学问题很多,如资料分析“分析细胞呼吸原理的应用”和“评述植物生长调节剂的应用”等,通过教材展示的有关图文,采取了引导学生分析和交流的方式,说明这些事例中所应用的细胞呼吸原理和如何正确选择植物生长调节剂,并将其用于生产实践中。再让学生联想其他事例,进行讨论和交流,从而认识到细胞呼吸原理和植物生长调节剂的作用在日常生活和工农业生产中应用的广泛性。
四、紧密联系生活,渗透STS教育
STS指的是科学(Science)、技术(Technology)、社会(Society)。从20世纪中期开始,西方一些国家率先开始STS教育,后来到20世纪80年代,STS教育已经成为了世界的潮流。STS教育强调的是科学、技术与社会三者的关系及科学技术在社会生产、生活和人类发展中的应用。教学中可通过教材中“资料分析”提供的各种生物与环境和生活相关的素材、资料,以提高学生学习科学知识的兴趣。同时,让学生关注和参加与生物科学相关的社会问题讨论,是培养其科学素养的又一途径。
例如,“艾滋病死因和免疫系统受损的关系”、“器官移植所面临的问题”、“转基因生物与转基因食品的安全性’’、“健康的生活方式与防癌"、“我国人口增长的情况”、“生物与环境的协调与平衡"等资料,紧密联系学生身边的热点新闻、医疗健康、个人生活、当地资源环境保护等话题,既能增加学生对生物学的学习兴趣,又有利于引导学生深入探讨生物科学、技术和社会三者之间复杂的互动关系,从而逐步地培养科学的价值观。
参考文献:
1 更新教师教学理念
新课程的一个核心理念是以学生发展为中心。每位教师都应充分认识到,学校的一切工作,最终都是为了促进每一个学生的发展。在人的发展中,最核心的部分是人的情感、态度和价值观,所以,教师在设计、组织和反思教学活动的全过程中,不仅要关注学生对知识和技能的掌握和训练,更要关注学生的情感体验,关注他们的人格建树和智慧生成。在课堂教学目标的设置上,应强调通过丰富的生物实验实践活动,使学生形成正面而积极的情感态度价值观,这是生物科学素养养成的重要途径,其实这也反映出生物教师的“教学境界”。在当前生物课堂里,许多教师把知识的记忆和理解当作教学的一切,这样做是很不利于培养学生学习生物学的兴趣和理解生物学的学科思维的。其实若能围绕一些知识点教师常能开展一些学生参与的活动,如引导学生分析相关的科学史实和科技新闻、生物学原理在实践中的应用、学生动手进行一些生物实验、野外考察等实践活动或者在课堂里围绕某个学生关心的生物学命题引导学生搜集资料开展辩论(如到底能否支持克隆人类的研究等)等,这样既能发挥学生学习生物学的能动性,又能为学生提供机会进行多种能力的锻炼和提高。
2 开展有成效的生物校本教研活动
教研组是开展校本教研的实体,也是教师专业化发展的依托。加强教研组的建设与发展,是推动学校每位教师专业化发展的一个有效抓手。加于规模较大的学校来说,备课组也是开展生物校本教研活动的重要载体。笔者认为,抓好学校教研组和备课组的建设,要重视以下几个方面:一是学校要重视研究和制定教研组的详细发展规划,根据生物的学科特点和教师实际,善加压力,为生物教师的专业发展提供目标和动力支持;二是生物教研组长要重视帮助每位生物教师确立明晰的发展目标和工作任务,重视发挥组内名师和骨干教师等的帮教作用,发挥每位教师的工作积极性,形成校本教研工作的合力;三是重视设计和组织好每次生物教研活动,做到有主题、有分工、有讨论、有总结,建立有良好合作氛围的生物团队;四是应以案例研究及反思为主要的生物教研活动方式,建立规范有效的活动方式,争取使不同的教师都能从每次活动有收获、有提高,目的是要将案例的研究深化,善于通过活动使教师心得从理性认识转化为教学成果,促进教学经验的理性升华,从而能有效地促进教师的专业发展。
3 开展有实效的探究式教学
探究学习应成为高中生物课堂教学改革的重点,教学中如何才能组织好生物的探究教学?笔者认为要做好以下几点:第一,要使教师正确认识探究学习的教学价值。
在教学中不能仅为追求探究而进行探究教学,最重要的是要理解探究学习是学生养成生物科学素养的必要途径。第二,因地制宜,围绕教学重难点问题,尽量设计一些利于学生实施的生物实验、调查、考察等探究活动。通过这些活动,一方面,可有效防止探究活动设计的泛化和探究点的偏离;另一方面,有利于培养学生对生物科学现象和问题的探究兴趣,增强学生对实际生活中的生物科学实践问题的关注和分析,还学生以学习的主动权,提高他们的探究能力和意识。第三,要重视培养学生的问题意识。问题意识的培养是促进探究学习的重要一环,在教学中怎样更好地培养学生的问题意识呢?教师要重视二个转变:一是改变课堂教学的目标观,即要把教师解决学生的问题转变为让学生产生新的疑惑作为课堂教学的终极目标;二是改变问题教学的顺序和方式,即要把教师发现问题、提出问题转变为教师通过创设情境让学生发现问题、提出问题。第四,重视营造宜于探究的课堂氛围。教师在教学中要特别重视建立相互尊重、民主宽容的师生关系,善于鼓励学生表达和争论各种不同的观点,并重视培养学生积极听取和表达不同的观点的习惯,为探究成果的达成和共享提供良好的机会和课堂心理氛围。
4 采用多种手段激发学习兴趣
4.1 利用演示实验,激发学习兴趣。演示实验具有直观形象、鲜明性的特点,而且能给学生以强烈的感官刺激。如果能较好地运用这一教学方法,就能大大激发学生的学习兴趣。这一点在高中生物教学中尤为重要,因为与初中生物学相比,高中生物学已经明显不那么具有可触摸性,学生的学习兴趣比初中阶段有所减退,这就更加要求教师注意挖掘教材,通过演示实验使抽象的内容具体化、形象化。
4.2 制造认知冲突,激发学习兴趣。教师在教学中,可以通过设置情境,以问题来引发学生的认知冲突,使学生产生迫切学习的心理需求,从而营造积极的课堂气氛。
4.3 联系现实生活,激发学习兴趣。生物学是农业科学、医药科学、环境科学以及其他有关科学和技术的基础,“注重与现实生活的联系”是高中生物新课程的四大基本理念之一。心理学研究也表明:向学生展示科学知识的应用价值,可以激发和维持学生持久的学习动机。随着生命科学技术的不断发展,与之相关的生产、生活、社会实践的问题日益增多,因此,在教学的过程中,教师应充分联系现实生活,以此来激发学生的学习兴趣。
4.4 利用课外活动,培养学习兴趣。选择生物课外活动,要符合学生年龄特点和知识水平,力求做到科学性、可行性、新颖性、趣味性。
5 培养学生进行合作学习的意识和技能
首先,要加强学生对合作学习重要性的认识,同时加强学生对合作学习技能的训练和合作交流习惯的养成,教师再有计划、有步骤地对通过训练,使学生将在小组内和小组间的合作形成一种默契,训练时应坚持“由易而难,由意识到行为,循序渐进”的原则。