时间:2023-08-18 17:17:10
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篇生物科学知识点,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。
生物教学提问策略要注重层次性,由“表”及“里”.通过教师设计的问题组把学生引入思维的深处,同时,教师提出的问题应前后关联,层层深入,所以教师设置的问题要循循善诱,这些问题能帮助学生拾阶而上.例如,在讲“质膜的结构模型”时,教师可提出一系列“层递式”的问题:(1)溶于脂质的物质容易通过质膜,不溶于脂质的物质不能通过质膜,这一事实可以推测质膜的组成成分中含有什么物质?(2)将红细胞膜上的磷脂在空气—水界面上展开,这片磷脂层的面积是原来红细胞膜表面积的2倍,据此得出什么结论?为什么?(3)质膜易被蛋白酶水解,说明质膜的组成成分中有什么物质?(4)质膜中只有蛋白质和脂质这两种物质吗?(5)组成质膜的三种物质是如何排布的?(6)质膜会流动吗?通过以上问题组的设计,学生就能充分理解质膜的成分及流动性,并且帮助学生建立一种质膜的动态模型,犹如在观看质膜结构模型的动画,栩栩如生.
2生物教学提问要有科学性
(1)联系生活实际提问
生物科学来自于实践,应用于实践.教师在课堂教学提问时一定要做到理论和实践相结合,让学生在理解生物学理论时有思考的落脚点.
(2)利用生物科学史提问
生物科学的发展经过了一段漫长的历史过程,生物科学史记载的是科学家们不畏艰难困苦、奋力攀登科学高峰的历史.在这些科学史中,蕴涵了很多令人欣喜的成功,也有很多令人遗憾的失败.利用生物科学史作为课堂教学提问的背景材料,不仅能让学生获得新知识,还可以让学生了解生物科学严谨的研究方法.另外,可让学生学习科学家不怕困难、不畏艰辛、持之以恒的探索精神,从而促进他们养成质疑、求实、创新和勇于实践的科学精神和科学态度.
(3)根据知识点和概念提问
对于生物科学的基本原理和概念等基础知识,在课堂教学提问中,教师可以通过归纳和总结,用知识点和概念的形式直接进行提问.例如,在讲“分离定律”时,教师可利用课程中的知识点和概念,直接提问:什么是性状?什么是相对性状?什么是显性性状?什么是隐性性状?什么是性状分离?什么是等位基因?什么是表现型?什么是基因型?让学生直接理解提问中的知识点和概念.这样,既落实了和遗传定律相关的很多基本原理和概念,又帮助学生对概念的内涵和外延进行比较,更好地理解分离定律的实质和内容.
(4)借助知识的逻辑性提问
布鲁纳认为,认知是一个过程,而不是一个结果,教一个人某门科学,不是要他把一些结果记下来,而是要教如何他参与到建立知识的过程中来.根据布鲁纳的认知理论,就要求教师在讲授生物科学知识时,重点是帮助学生建立生物科学知识体系,而不是仅仅给学生一个结果.例如,在讲“无籽西瓜的形成”时,教师可设计这样一组提问:培育无籽西瓜的方法是怎样的?正常雌花未授粉为什么不能结果?引导学生分析来源和作用,然后提出矛盾.无籽西瓜没有种子,为什么能形成果实?这组问题逐个深入,步步提高,逻辑性较强,教师可将学生已有的知识点作为启发点,借助前后提问之间的逻辑关系,引导学生的思维活动向纵深处发展.实践证明,如果教师在课堂教学中借助知识的逻辑性提问,对于帮助学生理解生物学原理和概念,形成生物科学知识体系是非常重要的.
(5)利用对比进行提问
对于生物学中一些相近或相似的原理和概念,教师在课堂教学提问中可以通过建立图形、表格、概念图等进行对比,加深学生对相关概念的认识.例如,在讲“细胞呼吸”时,教师可从两种呼吸方式的反应条件、产物、分解程度、能量释放及对生物体生命活动的意义进行列表比较,从而帮助学生清楚地了解需氧呼吸和厌氧呼吸的异同点,认同两种细胞呼吸方式是相辅相成,共同为生命活动提供能量的.
3生物教学提问要难易适度,因材施问
学生的生物科学素养,以及理解、接受生物学知识的能力各不相同,这就要求教师在课堂教学提问的过程中,一定要注意提问的难易程度,做到因材施问.例如,在讲授基因重组的时候,如果直接问“基因重组发生在什么时期?”对于有些学生可能一下子反应不过来,他们不知道该从哪个方向去思考和回答,很迷茫.如果换成以下问题:“哪些行为会导致基因重组?他们发生在什么时期?”这样,学生就可以很快回答出来.
4生物教学提问要有趣味性
兴趣是最好的老师,生物教学提问也应如此.教师在课堂教学提问的过程中,要善于从蕴藏着无穷奥秘的生命现象中,从生活实践过程中,从生物科学理论和技术迅猛发展过程中,寻找、挖掘、提炼、设计学生感兴趣的问题,调动学习主动性,带领他们走进充满乐趣的生物科学世界.例如,在讲“性别决定和伴性遗传”时,可以提问:自然界的生物为何有些有雌雄之分,有些没有?生男生女是由谁决定的?对全国色盲患者的统计结果表明,男性当中色盲的发病概率为7%,而女性色盲的发病概率只有0.49%,为什么男性发病概率比女性高这么多?这些与学生距离非常近的问题往往是他们最感兴趣的,此时,学生的兴趣马上就会被调动起来,从而帮助他们更加积极地参与到课堂教学的过程中.
5总结
关键词:高中生;生物科学素养;提高;方法
提高生物科学素养是《普通高中生物课程标准(实验)》提出的四个基本理念之一。作为高中生物学科教师,我们应通过同种渠道,实施多种方法,有效提高学生的生物科学素养
一、积极开展探究性学习
《普通高中生物课程标准(实验)》把“倡导探究性学习”作为基本的课程理念提出。探究性学习的目标是:1.获得科学知识;2.注重探究过程和处理信息的科学方法和能力;3.培养探究、合作的科学精神和一丝不苟的科学态度。从科学的本质出发,倡导探究性学习符合科学本身的特点。倡导探究性学习就是教师在教学过程中培养学生的独立性、自主性,引导学生开展质疑、调查、实验、收集、分析和解读数据、推理、判断、反思等探究活动中,既使学生理解、掌握和应用知识,又发展学生的收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力,特别是培养学生的创新精神和实践能力。生物学科中许多知识非常适合于学生通过自主探究的学习方式来获得,同时探究有利于培养学生科学的思维方法和研究方法,从而提高学生的生物科学素养。尽管探究性学习组织难,不易驾驭,但对提高学生的生物科学素养的效果显著。
二、及时宣传生物科学新成果
教师要注意平时搜集一些生物科学的新成果,适时地与课堂教学知识点有机结合起来,使教材基础知识与生命科学发展的最新成果相衔接,有利于培养学生热爱生命科学、从事生命科学研究的志向。现代中学生思想活跃、思维敏捷,对新事物、新观点特别感兴趣,且易于接受。生物学教学应符合学生的这一心理特点,教师要尽量选用最新的资料,这样才能激发学生的学习兴趣。在教学时,教师可有针对性地补充一些与教学内容有关的最新变化的资料,缩小教学内容与现实生活的“距离感”“时间差”,用新鲜的信息刺激学生,从而拓展学生的生物科技视野,增进学生对生物科技与社会关系的理解,而且能唤起学生的时代感,使其树立生命科学意识。
三、重视开展生物学实验
生物学是一门以实验为基础的科学,没有观察和实验,生物学就不可能取得举世瞩目的辉煌成就。加强实验教学也是新课程改革的特点之一,如《分子与细胞》就新增了使用高倍显微镜观察几种细胞、观察DNA和RNA在细胞中的分布、体验制备细胞膜的方法、用高倍镜观察线粒体、探究酵母菌细胞呼吸的方式、探索环境因素对光合作用的影响、细胞大小与物质运输的关系等实验。加强学生实验,培养学生观察、体验和探究能力,提高学生的生物科学素养,是生物学教学改革的一个必然趋势。
教师在实验教学过程中一定要注意改进实验教学策略,使其真正发挥应有的作用。对于验证性实验,教师要鼓励学生积极地对其进行假设和猜想,提高学生发现和分析问题的能力,使学生真正透彻地了解每一个实验,并从中学到一些规律性的科学方法。探究性实验能激发学生的好奇心和钻研精神,能让学生在实验过程中体验获得成功的喜悦。因此教师可适当地以现有实验为基础,改进实验方案,并尽可能让学生自己亲自设计与分析实验,在满足学生好奇心的同时,培养了学生科学探究能力。
四、进行生物科学史教育
《普通高中生物课程标准(实验)》强调“要注重生物科学史的学习”。高中生物新课程教材新增了许多科学史上相关研究的事例和方法,这是新教材编写令人瞩目的亮点之一。注重科学史的教育是新课程改革的重要特点之一。生物学史是从辨证唯物主义和历史唯物主义出发,对生物科学的产生与发展做出的科学总结,是生物科学家思维的结晶。科学精神是指人们在工作和学习中表现出来的自觉、顽强、勤奋、实事求是的情感、态度与价值观。生物科学史是十分宝贵的教育资源,其中很多事例是对学生进行科学精神教育的良好素材。生物学史例能够将知识传授、能力培养和情意发展三方面教育融合起来,很好地体现生物学科的特点和素质教育的要求。生物科学史的教学要力求让学生像科学家一样一次次体验科学探索的过程,理解科学的本质和科学研究的方法。
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。在教学中,教师要充分发挥生物学史例的教育作用,除了利用科学史的故事培养学生的学习兴趣,还要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,例如“酶的发现”、“光合作用的发现”、“生长素的发现”、“DNA是遗传物质的实验”等史例是介绍有关研究的思维和方法,在这部分生物科学史教学过程中,教师不急于得出结论,要通过对一些经典实验和逻辑分析的再现,使学生从中学习科学家的思维方法和理解生物学概念、原理的来龙去脉。通过让学生体验生物学知识的形成过程,注重对学生科学态度、方法和思维品质的养成。教材这样编写的目的是再现知识的发生过程,使生物传统结论式教学变为过程式教学,达到既传授知识又培养学生的科学思维的目标。
五、多渗透STS教育思想
关键词:生物科学史;生物教学
生物科学史是生物科学发生和发展的历史[2]。它用详实的历史资料描述科学家们在生物学领域的创造与发现,以及进行科学探究的思维过程和研究方法。在生物教育教学过程中,重视生物科学史例证材料的应用,能够引导学生追寻生物科学成果的产生及生物科学发生发展的历史过程,尝试理解其本质,明晰其研究方法,探寻其研究的路径。由于生物科学史即有丰富的科学思维、科学方法,又包含有科学精神等内容,因此,将生物科学史运用于生物课堂教学过程中的优势就明显地呈现出来。
一、有利于创建良好的学习情境,激发学生学习兴趣
生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学,专业性较强,其中就包含很多逻辑性强且较难理解的生物学专业术语。而这些专业术语恰恰是学生觉得枯燥无味、缺乏学习兴趣的最基础的教学内容,因此,在教学中涉及到这些知识点时,就要积极探寻能够激发学生学习兴趣、调动学生学习积极性的方法和手段。而恰当引用教材中出现的科学史料,不但能有效地建立学生学习生物学知识的情境,而且还会在生物科学史事的叙事情境中自然顺畅的将学生引入到教学内容上来,使学生即会被轻松吸引,也会带着浓厚的兴趣进入学习的佳境,形成了积极主动探究的学习动机,推动了教学内容的实施。例如,在学习伴性遗传时,介绍英国著名的化学家物理学家道尔顿发现色盲的故事,以此为线索,引出什么是伴性遗传、伴性遗传的特点;在讲述条件反射时就向学生介绍巴普洛夫的实验过程:利用狗吃东西时会分泌唾液的现象,在每次喂食之前都发出铃声,将铃声和给狗喂食结合起来,通过一段时间训练后,只要铃声一响,狗就分泌唾液,条件反射建立,进而揭示了什么是条件反射,条件反射建立的过程及条件反射形成的原理.由此可见,恰当的引人生物科学史能够把学生的学习兴趣充分的调动起来,激发学生对学科知识的渴求与了解,促进了教学内容的完成。
二、有助于理解生物学课堂教学内容,掌握重点和难点
生物科学史不但展示了生命科学研究成果发现过程的史实,也揭示了生命本质的探究过程。在生物课堂教学中,将生物科学史作为教学材料,可以充分详实的引导出教学内容中生物学知识的演变、发生、发展过程,渗透生物科学的研究方法和思维方式,帮助学生积累更多的经验,提高分析解决问题的能力,这样有益于学生对知识的消化理解,有益于切合认知规律。例如我们在讲授植物《光合作用》时,将光合作用的发现史贯穿于课堂教学中,“1771年,英国科学家普利斯特利通过实验证实植物可以更新因燃烧或呼吸而变得浑浊的空气;1779年荷兰科学家英格豪斯通过500多次的实验证实了只有在阳光照射下植物绿叶才能更新污浊的空气,到1785年才明确绿叶在光下放出的是氧气,吸收的是二氧化碳;1845年德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律指出光合作用过程中光能转化成了化学能储存起来;1864年德国植物学家萨克斯通过实验证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉;光合作用所释放的氧气源自于水的结论,在1939年被科学家鲁宾和卡门使用氧同位素标记的实验所印证。”[6]这一史料的介绍,阐明了光合作用的过程(重点),明晰了光合作用的本质(重点与难点),学生对光合作用有了透彻的理解;在“遗传的物质基础”一节,DNA分子的结构与复制是遗传学的核心内容,既是重点,也是难点,将DNA分子双螺旋结构模型的发现过程贯穿于课堂教学中,利用教学软件,让学生观察DNA分子的结构和复制过程,这样使复杂问题简单化、直观化,既突出了重点,也突破了难点,提高学生对重点和难点知识的掌握和理解,并为后续内容的学习奠定了扎实的基础。
三、有利于培养自主探究能力,掌握科学的学习方法
生物课的教学过程中,学生不但要掌握生物学的基础知识和基本技能,科学的学习方法、自主探究的学习能力的培养也是生物学的教学目标之一。而运用生物科学史中的经典实验例证进行生物教学,是培养学生自主探究学习能力的一个有效途径。生物科学史中的经典实验史实,其中蕴涵着独特的生物学思维和科学研究方法[3]。生物学家萨顿运用“类比推理”的研究方法提出了孟德尔假设的遗传因子在染色体上的假说,这让学生对类比推理有了一定的认识,知道这种科学方法存在局限性,也就是结论没有通过实验的验证。学生就会带着疑问“如何证明染色体是基因的载体”,巧妙的引入了生物科学史中摩尔根用假说演绎法及其实验研究证明了这一结论的成立,并发展成为遗传学理论。摩尔根无论对自己还是对他人的学说,都以实验来检验正确与否。这样学生可以感悟科学发现与探究的过程、方法和科学态度,有利于学生培养自主探究能力和科学的学习方法。
四、有利于塑造学生的科学素养,培育崇尚科学精神
科学素养是对科学知识、科研过程和方法、科学技术对社会及个人的影响的了解程度[4]。生物学课堂必须让学生摒弃被动学习的传统陋习,注重运用生物科学史中的具有严谨科学研究态度的例证,让学生了解科学成果产生的过程,有意识地培养学生一丝不苟、实事求是的科研精神,独自分析解决问题的能力及团队合作能力。从生物科学史中可以看到,青霉素的发现是英国细菌学家弗莱明求真务实态度的成果;孟德尔遗传规律是奥地利生物学家孟德尔以豌豆为实验材料,克服重重困难、坚持不懈潜心研究了八年,最终总结出的科学理论;由此看出科学史料的渗透,利于塑造科学素养,培育崇尚科学精神。
五、有利于培育理想信念,促进学生成长成才
生物科学史料见证了生物科学发展与进步的历程,展现了科学家求真求实的科学精神。每一个科学成果的产生都是科学家们坚持信念、积极探索、无私奉献的结果。课堂教学中引入生物科学史料,就是充分重视它在学习过程中的积极促进作用。有效选择适合的材料、运用恰当的教学方法,有利于帮助学生掌握生物科学知识的同时,真正了解科学家发现生物科学本质结论背后的顽强意志和信念[5],其始终如一的探索精神,勇于为生物科学毕生奋斗的高尚情操。“遗传学三大基本定律”的问世是孟德尔、摩尔根以坚韧顽强的意志,分别在豌豆杂交实验和果蝇性状的遗传试验中最终发现的三大遗传规律,这正是一种人生理想信念的体现。学生正处于人生观世界观形成时期,对未来充满了好奇和想象,生物科学史料在教学中的恰当运用,使学生不仅掌握了丰富的生物科学知识,还学到了科学家们为生物科学奉献的理想信念,有助于培养学生持之以恒坚忍不拔的思想品格,这对学生的成长成才都是至关重要的。在生物教育教学过程中,教师应充分认识到生物科学史的重要作用。将生物科学史准确运用的课堂教学中,不但可以完善学科体系,还可以促进学生对生物学知识的理解和掌握,提高了课堂教学效率和效果;同时在生物科学史的学习过程中,也培养了学生科学的思维及解决问题的方法和手段,燃起了学生科学探究的热情,培养了理想信念,促进了学生的全面发展。
参考文献:
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【关键词】生物 探究性学习 价值探讨
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2016)05B-0056-02
新课标强调生物科学“要注重生物科学史的学习,重视科学本质,重视理解科学研究过程,学习科学研究方法”。生物科学作为由众多生物学事实和理论组成的知识体系,是人们在不断进行解惑、探究的过程中逐步发展起来的。探究也是学生认识生命世界、学习生物课程最有效的方法之一。生物探究式作为一种多侧面的活动,通过仔细地考察某一事物,获得有关的知识,需要观察,提出问题,查阅和调取其他信息源,设计调查和研究方案,运用各种手段来搜集、分析和解释数据,得出答案,解释和预测,并对所做的解释加以检验,把自己的看法和意思传达给别人。在此主要谈有关探究性学习的价值。生物探究性学习的价值主要体现在以下几个方面。
一、探究性学习让学生的基础知识高度组织化
生物探究性学习的类型主要有两类:发现型探究和设计型探究。前者注重观察实验,模拟调查,以文献研究为主;后者主要是技术设计,形式设计,两种类型的探究性学习主要功能均体现在让学生在实际知识基础上进行探究性活动,使知识高度组织化。
学生有自己关于自然现象的观念,这些观念影响他的学习,当学生已有的观念不能充分描述或者解释他所观察到的现象时,他才会改变自己的观念。在生物教学中,应该多采用开放实验室、课内课外相结合的形式,加强实验操作,让学生多动手,多实践,从操作的角度培养学生的科学技能。并严格要求学生在操作过程中科学观察、记录、完成实验报告,通过分析和解释实验中产生的现象或数据,得出符合实际的科学结论。探究性学习让学生在他们已有知识和观念的基础上建构新的知识和理解。在探究过程中,教师有效引导的作用,可以更好地激发学生的动脑思考能力。
比如,高中必修一第一章第二节《生命活动的主要承担者――蛋白质》,学生在现实生活中对蛋白质的概念往往限定于“可食用蛋白质”,对肉类、奶类等有所了解,但是对蛋白质的结构和存在形式了解甚少,对蛋白质深层次的功能认识也有限。这节课对蛋白质的结构探究,包括组成单位氨基酸的辨别、分子结构通式、氨基酸种类、二肽(多肽)的形成、数量关系等,通过层层展示、揭示,让学生认识蛋白质多样性。从根本上改变学生原来对蛋白质的概念的认识,并进一步用“结构多样性”与“功能多样性”的辩证的观点去阐述蛋白质。学生在学习科学知识的时候,不但要理解科学知识,而且还要知道科学事实,能够在明确的理论框架下认识事物,此类探究性活动学习的意义在于让所有的学生学会科学的思维方法,获得科学探究能力。
二、探究性学习使学生探讨感兴趣的问题
探究性学习能够使学生得以探讨其感兴趣的问题,促进学生科学知识扩展和探究能力的提高。
比如在《ATP的来源――细胞呼吸》一节当中,主要强调对知识的理解和应用,对于农村学校的学生来说,对于农业生产生活有一定认识,本节课还结合了实际生活中的一些自身体验和社会生活,比如长跑运动后肌肉酸痛、春耕松土、糯米酒的酿造工艺等,课堂上可以通过创设情景来激发学生学习的积极性和探究欲望。本节课从探究实验“酵母菌的细胞呼吸类型”入手,重点学习有氧呼吸和无氧呼吸的过程,以及有氧呼吸和无氧呼吸的联系与区别,最后学习细胞呼吸原理的运用。酵母菌的细胞呼吸类型的探究过程让学生知道有机物的分解会产生无机物,通过检验得知其中有二氧化碳、酒精的生成,同时让学生知道检验二氧化碳的方法除了用澄清的石灰水,还可以用溴麝香草酚蓝水溶液,观察其颜色变化,酒精检验则利用了重铬酸钾在酸性条件下与酒精产生灰绿色颜色反应,然后在学习有氧呼吸和无氧呼吸的过程中,学生可以在前面探究的基础上获得更深层次的理性认识。二氧化碳和水的生成要经过酶参与的生化反应,无氧呼吸的二氧化碳生成伴随着酒精生成,在另外一条途径中则会产生乳酸。有机物分解不彻底,会使两种呼吸类型所释放的能量不一样。学生在掌握和认识这些基础上,更能区分两种呼吸类型的不同。而后学习细胞呼吸原理在生活生产中的运用。学生只有在理解和掌握前面所学知识基础上才能用这些知识解释生活中常见的现象。
三、探究性学习活动为学生提供与他人互动的良好条件
探究性学习强调学习者构建自己的知识,并不是说学生是一个人孤立学习的,在探究性学习中学习者在陈述自己的观点,反驳别人的观点过程中重构了自己的观点。在生物探究过程中,需要学生在互助合作中探知事物的内在关系,这就是合作探究模式。生物新课程标准倡导“自主、合作、探究”的学习方式,让学生主动参与学习,乐于探究,培养学生搜集和处理信息的能力、获得新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流合作的能力,让学生在交流与合作中发展个性。生物探究活动还要求教师在课堂中创设情景,创设互动、生动的学习条件。学生在合作探究中发现问题,培养探索的意识。这种学习方式为教师、同学交流和沟通提供一个平台。可见,探究活动是一种良好的学习方式,学生在讨论、思考、倾听、合作、交流、辩论、共享中都跟外界发生着思想上的碰撞,同学之间的了解增多了,课堂的融洽性也增强了。
四、探究性学习活动促进课堂教学的有效性
探究性学习的开展需要学生自己能够控制学习,提高有效的学习效率。课堂教学的有效性在于“教”的控制,而这一调控主体是教师。有效教学的组织设计要求教师能从学生的认知特点、技能目标等方面进行考虑,合理设计主题,明确任务,使教学更有效。对于高中生物学习来说在知道、领会、应用、分析、综合、评价方面都有要求,教师要根据学生需要达到的学习目标做到有的放矢教学,同时还要针对学生认知习惯、家庭教育水平、学生性格特点等方面因材施教。传统课堂的讲授法主要通过口头表达系统连贯地向学生描述事物的特征,概念等,虽然可以把讲、读、练有机结合,可以在有限时间里完成大量知识的传授,但是对众多探究实验内容来说,如果仅采用讲授法教学不单枯燥无味,而且学生掌握不了具体操作,教师在引导过程中也显得无力度。探究性活动能让教师在教学过程中更注意教学方法的选用和优化组合,贯彻启发式教学思想,关注学生在课堂的参与性和实践指导性,同时教师在探究过程中一般兼利用一些教学媒体作为教学辅助手段,能够更好地展示教学内容,学生能够全体参与学习,并主动与教师进行多向互动,建构自己的知识体系,在积极学习体验中能够学会自我反思,提高课堂教学有效性。
五、探究性学习促进教师对教学活动的反思
并不是所有的知识都应该用探究的方式进行学习,也并不是只有当学生提出研究自己的问题时,才开展探究学习。值得一提的是,学生参与了动手制作的学习活动,也不一定能保证探究的效果。生物科学探究应该是学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的探究活动。教师在学生的探究性学习中是一个帮助者的角色,教师不是直接告诉学生答案,而是引导和鼓励学生寻找答案,这也是一种学习方式的根本改变,也是教师教学组织的一大变革。教师作为教育研究人员,就需要对这种变革做出相应的反思。因为生物课程的重点一直都是放在课程理论上,教学中局限于对生物学事实和概念的记忆。
探究性学习的安排设置能促进教师激发学生兴趣,让学生从被动学习转化成主动学习,教师由单纯的信息表达者转变成信息加工者,生物探究的各个环节对教师有了新的要求。比如在知识结构上,教师要能从只会处理局部知识点转变成能处理理科各科综合知识点,甚至跨学科知识点;在思维方式上,教师还必须在学科知识基础上,学会独立思考以形成自己的知识结构体系,并进一步发展成能与时俱进的新思维;在教学能力上,教师技能要在新的阶段实现新的提高,转变为有自我独特教学风格的智慧型教师,并能了解学生各年龄阶段的认知规律和学习特点,驾奴多种教学方式;在教学手段上,还要能从传统的书本、黑板教学方式转变为能掌握投影、幻灯片、网络、微课等电化教学手段。面对探究性活动,教师不单要注重经验指导,还要提高科学素养,加强与现实生活联系。教师只有不断地反思教学,才能不断提高教学质量,这也是教师面对新课程标准要求的专业发展需要。
总体来说,生物探究活动的价值主要体现在一个开放性的学习过程中,探究活动加强了师生的联系,活跃了课堂氛围,打破了传统讲授的僵化,让学生有效地掌握了生命科学的基础知识和基本技能,培养了学生创新精神和实践能力,增强了团队合作与互助的意识。教师在探究活动的组织、策划、思考、探索中提升了自己的教学水平,为生物教学注入了新的活力。
【参考文献】
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一、激趣引疑,诱发阅读的动力
伟大的科学家爱因斯坦说过“:兴趣是最好的老师。”只有有了阅读的兴趣,学生才能从机械阅读转变为主动探索的阅读。为此,教师要根据学生的特点、教材的特点灵活创设合适的情境来激发学生的阅读兴趣。生物教材虽然不像情节生动的文学故事那样具有强大的吸引力,有些甚至很抽象,但是可以利用生物学作为实验科学的特点,阅读之前,做个现象非常明显的实验,再配上几个有吸引力的质疑,就能诱发学生的阅读动力。例如:人教版必修一“物质跨膜运输的实例”一节,笔者在上课伊始先做渗透作用的实验,现象很明显,漏斗内的液面上升了。不用任何语言,学生的兴趣就会上来了,紧接着安排学生提出自己的疑惑“,为什么液面会上升?”“漏斗内也换成清水,现象一样吗?”“半透膜是什么?”有了这些疑惑,学生自然会很深入地研读教材,去寻求答案来解决自己和同伴的疑惑。
二、授之以渔,掌握阅读的方法
作为实验科学,生物学的术语具有很高的精炼性。有效的阅读是建立生物学知识框架和解决生物学问题的语言基础。因此,教师有必要在课上指导学生阅读的方法。
1.阅读时要“咬”文“嚼”字,只有逐字推敲,才能准确地领会一些专用术语的内涵。
比如,在阅读“基因突变”的概念时,不能肤浅地认为只要是DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换就属于基因突变,而应关注基因突变的实质是基因结构的改变,再联系基因和DNA的关系,就能全面掌握这个概念了。
2.阅读要注意“圈圈画画”。
在阅读教材、题目时养成圈划关键词的习惯,使得阅读具有针对性。例如:教材中的一句话:“绝大多数生物的遗传物质是DNA”,这句里面“绝大多数”就要圈出,不能认为所有生物的遗传物质都是DNA。纵观近几年的江苏高考试卷,发现高考对单纯的知识记忆的考察越来越少,而对获取信息和处理信息能力的考察越来越多,并且题干都很长。有不少学生常常有这样的感觉,解题时无从下手,等到老师带着读题时又能很快领悟题目的要点。究其原因,就是他们的阅读素养的缺乏,导致解题时不能抓住关键词,不能有效提取题干中所给的信息。
3.阅读后要取其“精华”。
这个“精华”指的是知识要点。生物学科知识点多且繁杂,这就要求学生能够进行归纳记忆。因此,在教学过程中,教师要渗透构建概念图的思想,指导学生联系前后所学的概念,相互比较、归类,把每节或每章的知识以概念图形式串联起来,使各个孤立的概念活起来。例如:阅读“物质跨膜运输的方式”一节后,要求学生将本节的概念串起来。刚开始接触概念图,学生可能有些无从下手,可以先给一些关键词,比如:“大分子物质”“小分子物质和离子”“需要载体,不需要能量”“需要载体和能量”“自由扩散”和“胞吞和胞吐”等等,让学生整理、归纳,再相互讨论、分析。一段时间后,就可以放手让其自主归纳知识点了。
三、学以致用,检测阅读的效果
认真阅读、理解、分析教材都是为了答题做准备,下一步就要学以致用了。教师要精心选择阅读材料,这些材料可以来自于课本上的小资料、活动或是插图,针对这些材料编撰成习题,来训练学生阅读的能力,同时强化其语言表达能力。以往教学中常发现,学生在做文字材料的题目时,能够遵循阅读的原则找出关键词,却在写到试卷上时出现错别字,甚至出现专业术语使用不准确、回答问题的逻辑混乱等现象。这些现象的出现往往由于学生不注重语言表达,也与满足于“差不多”这样一个状态有关。例如:图上显示“超过最适温度后,随着温度升高,酶活性逐渐下降。”有些学生也能看出来,写出来就可能变成:“随着温度升高,酶活性丧失。”白白失分。
总之,阅读能力的培养不是一朝一夕就能完成的。它不是单单靠实施某一种教学策略就能实现的。教师需要加强示范、引导,从激发学生良好的阅读兴趣入手,保持学生生物学习的动力,再让学生掌握一定的阅读方法,一步步体会阅读带来的好处,最终享受“开卷有益”带来的快乐。
作者:苗华 单位:江苏省扬中高级中学
参考文献:
1996年5月, 国家教委颁发了《全日制普通高级中学生物教学大纲(供试验用)》(以下简称新大纲)。 同年8月,国家教委基础教育司在山西省大同市召开了全国各省、自治区、直辖市的普教处主任和教研室主任 以及人教社有关负责人参加的“普通高级中学新课程方案研讨会”。会上宣布将于1997年秋季在山西、江西、 天津市开始使用新教材,进行新课程方案的试点工作。作为高中二年级开设的生物课,当前抓紧学习新大纲, 为在1998年秋季按照新大纲的要求来试用新教材进行教学,有着现实的意义。现就初学新大纲的一些体会,试 对高中生物新大纲的特点做一浅析,供同行参考。
新大纲分为五部分,即教学目的、课程安排、教学目标、教学内容和教学中应注意的几个问题、考试、考 查、教学评估及教学设备,内容突出了“面向全体学生,面向21世纪”的总体要求。
依据《全日制中学生物学教学大纲(修订本)》(以下简称旧大纲)编写的现行高中生物(全一册·人教 版)教材内容,体系完整、知识系统性较强,内容与课时吻合。但更多讲述的是经典的生物学知识,较少联系 当前迅速发展的生物科学新成果;在实验课的安排上,仅有5 个实验,且有一实验为选做,实际只要求完成4个 实验, 因而不利于对学生进行能力培养和科学素质——科学态度、科学方法、科学世界观的培养。新大纲所反 映的教学目标和教学内容,则更新了部分传统的理论性内容,如删去了“生命起源”和“生物进化的证据”等 专题,代之以“现代的生物进化观点简介”内容。此外,更扩展了有关环境、营养、保健等联系实际的知识, 且增强了对学生的社会责任感的思想教育。体现出了时代要求的特征。现从下列7个方面来浅析其特点。
1.知识体系作了较大调整
旧大纲对高中生物必修内容侧重的是讲述生命科学规律,对高三年级的选修内容则为复习高二年级的知识 和初中的生理卫生内容,不仅知识体系重复,更体现出是为适应高考的需要而学(选修教材内容系高考所划定 的考试范围)。新大纲将旧大纲的8个单元调整为10个单元, 又将“生命活动的调节”内容移至“生物的生殖 和发育”之前讲述,体系略有修改,使内容顺理成章,通过各单元间内在联系使学生接受新知识。而选修内容 体系则以全新的知识为主线,选取了与人类生存发展密切相关的内容,如“人体生命活动的调节和免疫”“细 胞与细胞工程”“遗传与基因工程”等。反映出新大纲有着适应21世纪现代化科学的特色。
2.明确提出了教学目标的三方面要求
旧大纲只是提出了教学内容,而无具体的教学目标要求。新大纲则在教学目标问题上,首次从知识、思想 、能力3 个方面提出了明确的要求。
知识教育方面:要在打好基础知识的前提下,使学生知道如何运用生物学知识来解决生活、生产、科学技 术发展和环境保护等方面的问题,并对现代生物科学的新成就和发展趋势有所了解。
思想教育方面:要继续进行辩证唯物主义和爱国主义教育,同时加强科学世界观教育,以形成生物的进化 观点和生态学观点;还要加强科学态度和科学价值观方面的教育,促进对保护生物资源之重要性的认识。
能力培养方面:由于高中阶段的学生,思维活动较活跃,思维方式即将定型,因而一方面要重视基本技能 的训练,培养学生的观察能力、实验能力、思维和自学能力,同时要培养学生的分析、综合、比较、判断和推 理的科学研究能力以及创造能力。
3.教学的知识点有所更新
新大纲对教学的知识点有较多的更新。原则是:在突出基础性,对基础知识进行精选的前题下,要体现出 知识的先进性,要加强知识的实用性,要考虑学生的可接受性,还要重视与九年义务教育知识的衔接性。
新大纲在教学目的中指出:“生物课程是普通高中开设的一门学科类基础课程”,说明了高中仍应着眼于 基础教育。因此,新大纲对现行高中生物教材的知识点进行了选择,删去了当今学术界已经不用和使用价值不 大的,诸如原生质概念和生命起源化学进化过程的内容等,保留了关于生命的物质基础和生命结构的基本单位 、关于生命活动的本质和生命活动的基本规律、关于生物进化和生物与环境关系等基础性的知识,还增添了动 物行为产生的生理基础,加强了与九年义务教育知识的衔接。此外,新大纲还选择了一些理论较浅且易被学生 接受的反映现代生物科学水平的先进知识,如细胞的分化和衰老、细胞的癌变、无公害绿色食品、生物净化等 ,填补了现行生物教材在知识先进性和实用性方面的不足。
4.重视理论联系实际
新大纲选取补充的新知识点,普遍具有实用性。除重视教材内容与生产实际、生活实际的联系外,更从理 论联系实际出发,在讲解某个知识点后,配合安排了相应的学生实验或实习。有利于实现“要使学生……知道 这些知识在生产、生活和社会实践等方面的应用”这一教学目的。例如,必修课中,在讲“组成生物体的化合 物”知识点后,配有“生物组织中可溶性糖、脂肪、蛋白质的鉴定”实验;在讲“人类遗传病与优生”知识点 后,安排有“调查人群中的遗传病”实习;在讲“环境污染对生物的不利影响”知识点后,配合了“调查或观 察环境污染对生物的影响”实习等。这些都为学生提供了理论在实践应用上的示例。在选修课中联系生产和生 活的新知识则更多,如“生物固氮在农业生产中的应用”“自生固氮菌的分离实验”“微生物的营养和生长” “学习细菌培养的基本技术实验”“营养与健康的关系”和“几种果蔬V[,c] 含量的测定实验”等,都是教给 学生如何理论联系实际的具体典例,体现了国际上“科学—技术—社会”(STS)的现代教育思想。
5.强调科学素质的培养
旧大纲在教学目的中仅提出了关于基础知识、基本技能和能力培养的要求。新大纲则提出了科学素质的培 养要求:“要使学生掌握生物科学的一些基本方法……提高科学素质”。在教学目标中更进一步明确提出了“ 养成实事求是的科学态度”“初步掌握基本的生物科学研究方法”的要求。
科学素质的培养包括了科学知识、科学态度、科学方法、科学手段、科学精神、科学思维能力等方面。对 于生物学科来说,通过实验和实习,能够兼顾多方面的科学素质培养,因而是培养科学素质的可行途径。
从数量来看,旧大纲安排的学生实验和实习,只有必修课的5 个(选修课的实验为初中生理卫生课和必修 课的重复)。新大纲的必修课则安排有25个实验和实习,选修课又安排有6个。 各种不同实验项目无疑是对各 种科学方法、科学手段的培养。
从类型来看,旧大纲安排的学生实验和实习只有一种定性的、验证性的观察实验类型。新大纲的实验类型 除保留了观察实验, 还增加了5种新实验类型:定性分析类型(生物组织中可溶性糖、脂肪、蛋白质的鉴定) ;定量分析类型(几种果蔬V[c]含量的测定);模拟探究类型(性状分离比例几率的模拟,模拟通过分子杂交 鉴定人与猿间的亲缘关系);自行设计类型(植物向性和感应性现象的实验设计,设计并制作小生态瓶);基 本技术类型(细菌培养的基本技术和植物组织培养技术)。这些不同类型的实验必然有利于科学思维能力的培 养。
6.增加了灵活性
旧大纲对于每单元的知识点有较详细且具体的规定,限制了教学内容的拓展。新大纲则是概括性地提出了 应讲的知识点,并未明确所包含的具体内容,在知识点的深度和广度上有着较大的伸缩余地。例如,“高等动 物的个体发育”问题,教材应涉及哪些卵裂阶段和有关内容,新大纲不似旧大纲有详尽规定,因而教师教到何 种程度,就有了相当的灵活性。既有利于“一纲多本”的教材编写实施,还可以适应不同地区的各类学校和不 同学生学习情况的需要,进行灵活教学。
此外,对某些难度稍大的知识点(基因连锁与互换规律、光合作用碳代谢类型简介、酶工程简介等),新 大纲将之安排为选讲内容,对某些需用时较长的实验(动物激素饲喂小动物,用当地某种生物做有性杂交试验 等),新大纲又将之列为供学生选作的内容,充分显示出新大纲有着弹性的特点。
7.完善了教学大纲的功能和作用
【关键词】 科学本质 科学知识 科学方法 科学精神 课堂教学
科学教育的一个重要的目标是培养具有科学素养的人,而科学素养的核心组分就是对科学本质的理解。《义务教育生物学课程标准》(2011年版)“课程性质”部分明确提出:“义务教育阶段的生物学课程是自然科学领域的学科课程,其精要是展示生物科学的基本内容,反映自然科学的本质” 。生物学作为自然科学课程的一个分支,在科学本质的教育上,理应承担起应有的责任和道义。人们一般认为,科学是科学知识、科学方法和科学精神三个方面组成的一个不可分割的有机整体。课堂教学作为教学活动的基本组成部分,课堂学习必然成为学生人生中一段重要的生活经历,影响着他们当前及今后的多方面发展和成长。因此,站在学生发展的角度,站在生物学科责任的高度,在教学实践中,我们大胆尝试,努力构建融“科学知识、科学方法、科学精神”于一体的生物课堂,力求在潜移默化中帮助学生理解科学的本质,沐浴科学理性的光辉。本文以义务教育课程标准 “说明dna是主要的遗传物质”的具体内容为例,阐述课堂教学中是如何进行科学本质教育的。
1. 关注科学知识——在教学中凸显概念教学
中国科学院院士黄昆教授曾说:“客观的规律我们一般都是通过一定的科学概念去认识的,而这些概念本身就在一定程度上反映着规律的本质。”诺贝尔奖获得者李政道博士也多次提到:“在学习中,一定要把基本的要领搞清、记牢。”《义务教育生物学课程标准》(2011年版)的最大变化之一就是在内容标准的每一个主题下,都增加了 “教学中,教师要帮助学生形成以下的重要概念……” 概念教学的重要性由此可见一斑。因此,我们如果关注科学知识的学习,就毫无疑问地要在教学中凸显概念教学。
例如在整体上,我们注重“概念梳理”。济南版初中生物学《遗传的物质基础》一节中,教材首先在引言中描述了遗传的定义,然后编排了“细胞核是遗传的控制中心”和“ dna是主要的遗传物质”两目内容。本节课对应的课程标准中要求学生形成的重要概念是“ dna是主要的遗传物质。基因是包含遗传信息的dna片段,它们位于细胞的染色体上。遗传性状是由基因控制的”。针对课程标准要求和教材内容,我们抓住“遗传的物质基础”这一主线,围绕“遗传”这一概念,将“细胞核——染色体——dna——基因”这一组概念由宏观到微观、从现象到本质按照四个层次前后贯通起来,并融合遗传物质的结构、成分、作用等知识,使得学生也能围绕“遗传的物质基础”这一内容,发掘本节出现的概念(如遗传、染色体、dna、基因等)间的内在联系,通过概念图、思维导图等形式,使学生能在更高的层次上、从整体上予以把握和理解概念的本质,形成知识体系。
又如在细节上,我们着力“概念理解”。如在学习“基因”这一概念时,教材只是给出这样的文字“dna上有许多与遗传相关的片段”“不同的基因贮存着不同的遗传信息,也就是说生物表现出的不同特征是由不同的基因控制的。”显然,这样的简要描述比较抽象,为了让学生便于理解,我们使用了拼图的方法,即用卡通画的形式分别画出人的头发、眉毛、眼睛、鼻子、嘴巴各三种,并且在每一个特征的旁边都写出了其特定的碱基序列。操作时学生两个人一组,每一组都得到头发、眉毛、眼睛、鼻子、嘴巴各三种图片和一张空白脸的纸,学生根据自己的喜好进行选择,把选定的特征剪下来拼成一张卡通人物的脸,并在其左侧按照头发、眉毛、眼睛、鼻子、嘴巴的顺序把相应的碱基序列贴上。然后小组依次把画贴在黑板上进行比较。因为选的碱基序列不同,所以拼出的脸也不一样。学生惊奇地发现全班的卡通人物居然没有人拼得一样。为什么出现这样的结果呢?我请学生来计算这张脸的组合方式共有多少种,大家通过计算发现竟然有35即243种之多。其实这才涉及五个特征,人的形态、生理特征远有成百上千之多,都考虑在内的话又有多少种组合呢!此时,学生对于“基因是包含遗传信息的dna片段,遗传性状是由基因控制的”的重要概念已深有感触并且深刻理解认同。
再如在练习中,我们加强“概念巩固”。依据认识论的观点,一个完整的教学过程必须经过“由感性的具体发展到抽象的规定,再由抽象的规定发展到思维中的具体”这样两个科学抽象的阶段。作为一门研究各种生命现象和生命活动规律的自然科学,毫无疑问,生物学知识是从生活中来,最终还要回归生活的。学生学了生物学概念后,我们还要设法使学生所学的生物学知识走向生活和更为广阔的社会。在练习巩固阶段,我们有目的地选编一些生物学知识应用于生活的题目,用概念和原理去解答问题,使概念教学落到实处。如我们设置了这样一道练习题,“在日常生活中,你会发现同卵双生者长得几乎完全一样。你能运用所学的知识解释原因吗?”学生们分析的结果是:“因为同卵双生者是由同一个受精卵发育而来的,这对双胞胎就具有相同的细胞核;因为细胞核相同,所以染色体相同;因为染色体相同,所以 dna相同;因为dna相同,所以基因相同;因为基因相同,所以贮存的遗传信息相同;因为遗传信息相同,也就是建造生命的‘蓝图’一样,因此同卵双生者长得几乎完全一样。”很显然,这样的回答很精彩,这样层层深入、逻辑性强的分析、推理,体现了学生对科学知识从表面感知到本质理解的思考过程,深化了本节课中的概念学习。
生物学概念是反映生物学本质属性及特征的形式,是构成生物学知识体系的重要组成部分,处于学科知识最为本质和中心的地位。我们在求学生涯中,会学习很多的生物学知识,可是随着时间的流逝,一些知识渐渐地被淡忘掉了,但总是有那么一些知识依然清晰地保存在我们的脑海之中,甚至伴随我们一生,这就是一些重要概念,如与光合作用、呼吸作用、遗传与变异、生态系统等相关的知识。从某种意义上讲,凸显概念教学,帮助学生建构重要概念,对提高学生的生物科学素养,理解科学本质有着重要的意义。
2.学习科学方法——在教学中彰显探究理念
生物学是一门建立在观察和实验基础上的科学。科学家进行科学认识的基本方式是探究活动,科学知识是科学家在探究基础上获得的。因此,学生进行学习活动的基本方式应该是探究活动,学生理解科学及其科学本质的学习活动也应该是科学探究活动。探究式学习是新课程改革大力提倡的学习方式,无论是《生物课程标准》(实验稿),还是2011年版《生物学课程标准》都将“倡导探究性学习”作为课程基本理念之一。所不同的是,后者更加关注科学探究与科学本质之间的关系,其中增加了这样的文字描述:“生物科学不仅是众多事实和理论的汇总,也是一个不断探究的过程。科学探究既是科学家工作的基本方式,也是科学课程中重要的学习内容和有效的教学方式。本课程倡导探究性学习,力图改变学生的学习方式,帮助学生领悟科学的本质……” 显然,通过探究活动,有助于学生真正理解生命科学的研究方法和本质,并将对生命科学的理解和科学探究的经历内化为生物科学素养。
例如,在课的总体设计上,探究理念是“神”。《遗传的物质基础》一节中,教师将整节课置于一个大的探究背景下,让学生在探究理念的指引下,一步一步抽丝剥茧、层层深入地进行科学知识的学习,更为重要的是从中认识和学习科学方法。①科学探究的“提出问题”环节。课开始,当学生明确了遗传的概念之后,提出本节课的核心问题——“遗传同生物的其他生命活动一样,也有其物质基础。那么它的物质基础又是什么呢?”②科学探究的“猜想假设、实证推理、得出结论”环节,其大体过程如下:在问题的驱动下,学生的学习活动迅速进入一种“探索”状态,开始探究的“旅程”。师问:“除病毒外,生物体基本的结构和功能单位是细胞,生命的奥秘也一定藏在细胞里。细胞的基本结构是细胞膜、细胞质和细胞核,那么,你认为细胞中与遗传有关结构会是什么呢?”学生大胆猜测,之后通过分析“伞藻嫁接实验”和“克隆羊多利”的诞生过程,得出细胞核是遗传的控制中心。于是,“探索”线索转向“探秘细胞核”,“那么,细胞核里又有什么呢?”在观察洋葱根尖的细胞分裂装片,找到了染色体后,探寻的目光继而转向“探秘染色体”,“染色体的组成又是怎样的呢?”通过化学成分分析得知,染色体包含蛋白质和 dna。“那么遗传物质又会是谁呢?”科学家通过一系列实验,证明了dna是主要的遗传物质。“那么dna上又会有怎样的发现呢?”在对dna的研究探索中找到了dna上有许多与遗传相关的片段——基因,最终控制遗传的“秘密图纸”终于被找到了,那就是不同的基因贮存着不同的遗传信息,也就是说生物表现出的不同特征是由不同的基因控制的。
又如,在课的细节处理上,探究活动是“本”。在学习“细胞核是遗传的控制中心”这一内容时,教师先是选取了教材上的伞藻嫁接实验作为素材,并作如下处理:借助多媒体动画,说明实验的基本处理方法,让学生大胆猜测可能的结果。通过问题情境的呈现,学生容易得出新长出的伞帽形状由基部的假根来决定,为什么由基部的假根来决定,学生也容易猜测到是因为假根中有细胞核。这时教师设问:“在假根中不仅有细胞核,也有少量的细胞质,你能设计一个补充实验来进一步证明伞帽的形状是由假根中的细胞核决定的吗?”通过学生的讨论和教师的点拨,增加了一个核移植实验,即将其中一种伞藻的细胞核移植到去核去“帽”的另一种伞藻中,看其“帽”的形状。此时,这个实验不仅是对教材的一个很好的补充,更为重要的是将学生的思维进一步引向深入,在思维爬坡中让学生进一步深化对科学方法的学习,对科学本质的理解——“科学是格物致知的一种途径,其基本特点是以实证为判断尺度,以逻辑作论辩的武器,以怀疑作审视的出发点。”
德国哲学家叔本华曾说过:“记录在纸上的思想就如同某人留在沙滩上的脚印,我们也许能看到他走过的路径,但若想知道他在路上看见了什么东西,就必须用自己的眼睛。”探究学习是学生了解科学方法的重要过程,这是因为学生不可能简单地通过听教师讲授和自我记忆来真正理解和掌握科学方法。学生只有在参与探究的体验中,才能感悟科学方法,领会运用的精髓,从而更加深刻地认识和理解科学的本质和价值。
3.感悟科学精神——在教学中融合科学史实
科学作为人类的发明和思想方法,是人类文化的一个重要组成部分,也是一个不断发展和逐渐完善的事物。在其发生和发展的各个特定时期,都有许多科学家倾注大量精力,遭遇各种困境,经历无数失败,但又凭借着顽强毅力、聪明智慧和通力合作,才在科学的历史长卷中写下辉煌的一页。美国芝加哥大学教授、著名的生物学家、科学教育家施瓦布曾在bscs的“教师手册”中写道:“应提倡科学史,因为它关注的是人和事而不是概念本身……”。我国普通高中生物课程标准中实施建议部分明确提出“注重生物科学史的学习。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。这对提高学生的科学素养是很有意义的”。显然,在生物教学中融合科学史实,不仅有助于学生理解生命科学知识和科学方法,还可以促使学生养成客观、创新、合作、质疑、坚忍不拔、积极进取等科学态度与精神。
例如,可以针对教材栏目完善生物史实。《遗传的物质基础》一节中,鲁版教材安排了栏目“相关链接”——dna奥秘的揭示,其文字描述如下:“1953年4月,在英国剑桥大学卡文迪什实验室里,美国科学家沃森和克里克,通过对dna的x衍射照片进行研究,建立了dna双螺旋结构模型,揭开了dna的奥秘,使遗传学的研究进入到分子水平。两位科学家也因此获得了诺贝尔奖。” 众所周知,dna分子双螺旋结构的重大发现,可是说是生物学史上具有里程碑式意义的一项重大事件。我国著名的生物学家谈家桢指出:“dna分子双螺旋结构的发现,不仅是生物科学的重大突破,也是整个自然科学的辉煌成就,其意义足以同迄今已有的任何一次科学发现相媲美”。因此,抓住这一生物学历史事件,挖掘其中蕴藏的科学精神成为本节教学的一个亮点。
于是,我们对这一科学史实进行了相关完善,鉴于dna双螺旋结构中很多生僻的专业术语超过初中学生的理解能力,此处主要针对科学家的团结协作、敢于创新的科学精神进行设计,补充了弗朗西丝?克里克、詹姆斯?沃森、莫里斯?威尔金丝、罗萨林?富兰克林等对dna双螺旋结构的发现做出重大贡献的四位科学家的史料。又如,还可以针对教材知识点拓展生物史实。对于教材“dna是主要的遗传物质”这一内容,我们抓住“主要”二字,对遗传物质的发现史进行简单补充,目的有二:一是展示dna 发现的科学历程,让学生感悟科学家的坚忍不拔、锲而不舍精神;二是让学生认识到科学的开放性,即科学是无止境的,承前启后的不断完善过程。据此,我们补充了“dna是主要的遗传物质的发现史”这一资料。因为初中学生知识水平和学习能力的限制,我们对有些事件只是提及而已(如肺炎双球菌的转化实验等),但当问到:“从上述生物学史当中,你有何收获或是感受?”时,学生们普遍认为:生物学的发展,凝结了无数科学家艰苦的劳动。没有坚忍不拔的毅力和不畏艰险的精神是不可能取得成功的。
在课堂上再现科学发现历程,不仅让学生体会到科学发现的艰辛与幸福,更为重要的是,科学家实事求是、务实严谨、团结协作的科学精神和敢于质疑、勇于创新、坚忍不拔的科学品质已悄然浸润到学生的心灵深处,内化为自己生命的一部分。这一切,都极大地丰富了学生对科学本质的认识,学生心灵也得到了科学精神的点化和润泽。
【关键词】生命科学史 科学素养 人文价值
【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)25-0143-02
生命科学史揭示了科学家们思考和解决生物学问题的思想历程,其中记载着科学家的生平事迹和探究过程,呈现了科学家们的科学态度、科学精神和科学价值观。如果能把它们渗透到生物教学中,对于培养学生的生物学素养、科学素养、人文素养都具有积极的教育意义。
近年来,生命科学史的教育价值越来越被肯定,新课标教材的编写也注重了科学史的运用。人教版高中生物学新教材必修模块中的科学史素材有20多处,这些材料在教材多处都有出现(如科学家访谈、科学史话、科学家的故事、科学前沿、资料分析或章节的正文等),其数量和详细程度远远超过以往教材。为此,本人就人教版《必修1・分子与细胞》《必修2・遗传与进化》《必修3・稳态与环境》3个必修模块为例,对其中体现科学史人文教育的内容进行统计分析,并试图在生物教学中能有效地将科学史教育融入其中,引导学生培养正确的人文价值取向和良好的科学素养。
一 生命科学史教育的意义
生命科学史是一门反映生物科学进程的人文科学,有助于学生在认识上跨越自然科学与人文科学的鸿沟,是高中生物教学中一项宝贵的教学资源。生命科学史教育对于实现新课标理念具有重要的意义,生命科学史既包括科学家对生命现象的研究过程,也包括科学家研究生命现象时所持有的科学观点和态度;既包括生物学理论和方法的形成演变,又包括生命科学与各个学科之间的联系和对社会的影响。
1.生命科学史揭示了自然科学的本质
生命科学史揭示了自然科学的本质,同时阐述了每个观点产生与发展的科学过程。如20世纪初,萨顿和鲍维里在孟德尔遗传学及19世纪末在染色体的变化、体细胞与生殖细胞的分裂等方面的成果上,提出了染色体学说,即孟德尔所说的遗传因子可能就在染色体上。但是当时没有足够的证据证明他们的观点。直到1910年,摩尔根利用果蝇作为实验材料通过一系列实验发现,控制果蝇眼色的基因位于性染色体上,才证明了萨顿、鲍维里的假说。从“基因位于染色体上”的形成过程可以看到科学观点产生的历程。
2.生命科学史揭示了人们思考和解决生物学问题的思想历程
生命科学史是一部思想史,它揭示了人们思考和解决生物学问题的思想历程。但是这些思想受到了当时文化背景和科学技术水平的制约。生物学新知识的产生,首先都需要从思想方法上有所突破。例如,“物种是演变的”这一思想的确立就是对“物种是不变的”思想的一个突破。人类对生命个体发育的探究历程也体现了思想方法上的创新。这些事实反映了当时的思想氛围并影响着人们对事物的认识,科学家的思想以及思想转变与他们从事的科学探究是密切相关的。这对学生形成正确的思想认识具有积极的教育意义。
3.生命科学史教育能培养学生正确的科学价值观
“杂交水稻之父”袁隆平院士的事迹被广为传颂,从而使学生感受到坚持不懈的重要性;遗传学奠基人孟德尔发现了遗传的基本规律,创立了遗传学。然而遗憾的是,这一伟大的理论被埋没了30多年才为世人所知晓。这个例子从反面让学生深刻体会到科学之路并不是一帆风顺的,而是充满了艰辛与挫折,要想获得成功,就必须树立正确的科学价值观,勇于面对挫折和失败,培养对科学百折不挠、坚持不懈的意志和品质。
二 对人教版必修模块科学史人文教育内容的统计
经过深入细致的挖掘,高中生物人教版《必修1・分子与细胞》中,共有5个章节插入了科学史人文教育,篇幅也是3本教材中比例最多的。主要集中在“科学前沿”“科学史话”和“资料分析”等栏目中,涉及科学家们不为人知的科研历程和一些与教材知识点有关的前沿领域的发展。既有自然科学学说观点的产生过程,又能体现科学家们坚持创新的人文精神。这不仅使学生对高中生物学产生浓厚的兴趣,也为接下来的人文科学学习做了铺垫。
在《必修2・遗传与进化》、《必修3・稳态与环境》两本教材中,涉及的生命科学史人文教育的具体内容主要集中在课本正文以及“科学家访谈”栏目中,因为在学习了第一册的细胞学知识后,学生们对高中生物学的认识有了一个基本的框架和一定的基础,因此在必修2和必修3教材的正文中,学生们可以一边阅读知识点,一边渗透科学史人文教育,充分了解遗传、进化、生态等领域的重要科学观点的产生过程以及孟德尔、摩尔根、沃森、克里克等生物科学家们的艰辛历程。更值得一提的是,学生们应当从《必修3・环境与生态》的学习过程中联想到我们国家一直所倡导的“可持续发展”政策,明白保护生态环境就是造福子孙后代。
三 生命科学史教育在高中生物教学中的应用
新一轮的高中生物新课程改革的主要目标是进一步提高学生的生物科学素养,生命科学史中蕴涵的教育价值对于实现这样的课程目标具有积极的意义。因此,将科学史教育恰当的应用于生物教学中,对于培养学生的科学素养具有很大的促进作用。
1.结合生命科学史,进行科学方法的教育
在必修2中有这样一个例子:DNA双螺旋结构的发现堪称现代生物学史上一项划时代的杰出成就,因为它把人们对生物学的研究视野从细胞水平推向了分子水平,并为分子生物学的创立奠定了重要基础。在DNA双螺旋结构的发现中做出了重大贡献的科学家有四位:弗郎西丝・克里克、詹姆斯・沃森、莫里斯・威尔金丝、罗萨琳・富兰克林。然而在这四位科学家中,只有沃森毕业于生物学专业,克里克和威尔金丝均毕业于物理专业,而富兰克林所学专业为化学。在此之前,有许多著名的生物学家研究过这一课题,但都没有取得突破性的进展,而在研究DNA方面知识最欠缺的沃森和克里克为什么最终能取得如此巨大的成功呢?学生自然会有疑问。这四位科学家在大学学的是不同的专业,具有不同的知识背景,然而正是这一特点帮助他们走向了成功,沃森和克里克以威尔金斯和富兰克林提供的DNA X射线衍射图谱的有关数据为基础,着手建立DNA分子模型,其间也屡屡失败,后来在查哥夫实验的启发下,解决了“碱基配对”的问题,经过反复讨论,终于在1953年初提出了DNA 双螺旋结构的分子模型,他们把这个用金属材料制作的模型与拍摄的X射线衍射照片比较发现二者完全相符。这是科学史上由于学科交叉而产生的一次重大的科研成果。这几位科学家结合了生物学、化学、数学等不同学科进行综合研究,并创造性地运用了模型构建的方法,把复杂的科学理论转化为简单易懂的实物模型。这一巨大的研究成果使学生对科学方法的运用有了深刻的体会:生命科学需要利用其他学科中的思想和研究手段;同样,其他科学也在吸收生物学的灵感。任何一门学科都不是独立的,而是相互渗透、相互影响、共同发展的。
2.通过科学史教育培养学生的人文价值
从整个必修模块来看,在科学史这一方面,该套教材隐含着生命科学史所具有的“追求韧性品质、创新精神、坚持不懈、求实、合作、交流、责任感”等人文素养内容。其中,创新这一思想所占的比例很大,这与中国追求培养创新型人才方针有密切的关系。在学习生物学知识中,应当让学生有意无意地感受到这些史实人文素材当中的人文思想。具体来说,“探索生物大分子的奥秘――与邹承鲁院士的一席谈”这则人文素材中,邹承鲁院士告诉大家,做课题需要很大的勇气和创新思维,同时,他做学问的基本原则是:努力追求科学真理,跟踪最新发展前沿。并且材料中也出现了“做研究需要锲而不舍,永不自满,为祖国做贡献,办老实事,说老实话,做老实人”等体现求实、合作交流、责任等人文思想情感。这些科学史教育素材对于培养学生的科学态度和科学精神及人文价值取向都有很大的积极意义。
生物学是一门博大精深、具有丰富历史的自然科学,与传统的数理化等课程相比,既包含了复杂深邃的科学知识,同时又具有丰厚的人文底蕴。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,学习科学家的精神。这对提高学生的科学素养和人文价值观具有重要的意义。教师不仅要注重学生们科学知识的学习,更要注重他们科学素养的提高,以史为鉴,增强学生的学习兴趣,培养他们的观察能力、识别能力、探索精神以及坚韧不拔、锲而不舍的优秀品质,使学生能成为勇于创新、开拓进取的有用之才。
参考文献
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关键词:生物教学;生物素养;培养方法
中图分类号:G427 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2012)24-047-1
一、把握课堂教学中基础知识
基础知识永远是首位的,离开基础知识其他都无从谈起。
生物学知识是发展学生科学素养的基础。教材中有学生必需的、能接受的生物学基础知识和一些基础的现代科学知识,注重这些知识点的教学有利于学生今后适应社会主义现代化建设,现代化生活和进一步学习的需要。
当然,不同学习阶段的基础知识的深度、广度不会一样。以细胞知识为例,初中只要求学生知道细胞的显微结构,即细胞是由细胞膜、细胞质和细胞核组成的,初步了解细胞是生物体的结构和功能单位。到了高中,则要求学生掌握细胞的亚显微结构,细胞的功能也涉及到了分子水平。
当然知识点的传授要注意方法,传统的教育过分注重知识的传授和掌握,而科学的迅猛发展带来的知识爆炸使得学生在将来的社会中会不断遇到大量新的问题,因此培养学生的科学能力及方法比获得知识更为重要。要培养学生的科学素养和能力,需要通过多种途径和使用恰当的方法,其中课堂教学是重要的途径之一。因此我们在课堂教学中要改变以往那种以传授知识为主、不再以教师为主体、学生被动接受知识的现象。
同时,指导思想要真正由应试教育转到素养教育上来,把基础知识、基本技能和能力培养的教学放在中心位置,严格按大纲的教学要求,引导学生牢固地掌握最常用、最基础、学生能接受的生物学知识和技能。
二、发挥实验教学的特殊作用
生物是一门以实验为基础的学科。揭示生命运动本质和规律的生物科学,需要通过实验来证实或证伪,实验在生物教学中占有相当重要的地位。在教材中广泛地采用了过程模式和情景模式,通过加强实验和创设情景来培养学生的观察能力、实验能力,培养学生对科学的探究能力和探究方法。
首先,教师可充分发挥实验的直观性、趣味性特点,利用课堂演示实验、分组实验等来激发学生探索生物奥秘的兴味与情趣,从而对未认识或未充分认识的生物过程和现象有着直观的了解。比如在水分和无机盐通过导管向上运输时,教师可通过演示一段木本植物枝条下端插入稀释的红墨水里,过了一段时间只有导管变红色的实验来引起学生的科学好奇心,加深学生对知识的理解、记忆。
其次在进行分组实验中,教师不仅要重视培养学生的协作精神,还要使其掌握观察实验现象的方法,用掌握的理论知识正确分析实验现象,最后总结出实验结果等一系列科学实验研究的基本方法。
除了教材中给出的分组实验外,课本上的“动动手”小实验也是培养学生科学素养的好材料,学生可以自己动脑动手独立完成,既培养了学生对科学的兴趣爱好,又有利于使学生掌握科学研究的基本方法和技能。
再次在实验教学中教师还要重视实习,这对于培养学生的能力、提高科学素养有重要作用。例如,让学生观察青蛙的受精卵发育成青蛙的过程并作记录,这类实习有助于培养学生独立的观察能力。又如,让学生设计并观察某一种动物的某种行为,这类实习可以培养学生设计实验的能力。
另外,要鼓励学生勇于面对疑难,让学生懂得成功往往是经过无数次的失败才获得的。例如,在观察叶绿体中色素的提取和分离实验中,有的同学反复几次制成的滤纸条都不理想,分不出四条色素带,这时教师应帮助学生分析原因,鼓励他们继续实验,结果经过分析是因为滤液细线划得太粗,以致于烧杯里的层析液没及滤液细线而造成,注意划滤液细线的方法后终于成功了。这样通过实践使学生明白,观察与实验必须与科学思维紧密结合,互相促进,才能取得科学上的突破。这种科学素养的培养对学生今后的学习、研究将有深远的意义。
三、把握课外活动的最当时机
首先形式多样的课外活动有利于学生掌握丰富的科技知识。比如开设选修课和举办专题讲座,向学生介绍生物学的新技术与新成就、基因工程与人类的未来、环境与人类的未来、种植技术、仿生学成就等,观看科技成果展览以及参观、访问等都可以使学生获得大量的课堂上难以接触到的科技知识信息,达到开阔学生视野、提高学生科学素养的目的。
其次学生在课堂上学到的知识在课外活动中可以得到充分应用。比如成立生物兴趣小组进行教具及标本制作,校园植物调查,制作叶脉书签;无土栽培,嫁接试验,植物激素的应用;培养草履虫,采集和饲养水螅和蚯蚓,血型鉴定等。这些生物科技活动对培养学生的科学素养具有十分重要的作用。
四、加强学科间知识的联系和渗透
一、充分挖掘教材中的科学素材,培养学生的科学素养
1.根据科学经历和科学家传记,培养崇尚科学的态度
生物学科的内容不仅包括大量的科学知识,还包括科学研究的过程和方法。教材中记述了不少科学发现的经过及科学家传记。给了学生生动的启示:平时只要细心观察、认真思索、大胆猜测,勇于实验,就有可能发现自然界中的奥秘。这些内容不仅可以开阔学生的眼界,还能使学生受到科学方法和科学思维的训练以及科学精神的熏陶,能充分激发学生的好奇心与求知欲,使学生对科学产生兴趣,对培养学生的创新意识和科学态度意义重大。
2.寻找与生产生活实际相关的知识点,强化知识应用意识和能力的培养
加强知识的应用是使学生真正学好生物知识,提高科学素养的重要途径,也是理论联系实际的重要方面之一。生物与生活之间的关系一直就是很紧密的,教师在教学过程中如果再能把书本知识与现实生活结合起来进行教学,将能收到意想不到的教学效果。对于学生来说,生物本来就是一门比较难的学科,教师如果一味地讲理论知识,学生在似懂非懂情况下听起来会觉得枯燥乏味,或者即使听懂了也觉得没什么意思,时间久了对生物也就渐渐失去了兴趣,更不用说谈科学素养的培养。教师在教学中可以把教材与生活紧密结合起来讲解,这样容易激发学生的学习兴奋点,学习的积极性也会得到提高。
二、加强科学方法训练,培养科学的思维方法
培养学生的思维能力,要充分发挥教师的主导作用和学生的主体地位,其中教师的重要任务之一就是要善于创设问题情境和创造性地发现问题,用问题激发学生的探索欲望。例如,在学到《遗传物质存在于细胞核中》时,教材中提供了相关的图文资料信息,这则信息的开头就是“你听说过克隆羊多莉吗?”问题一提出学生们就开始七嘴八舌了,“听说过”,“还有克隆牛,克隆人”,“这两天新闻中老提到克隆人,有的人赞同克隆人,有的人不赞同克隆人”。这时我提出“你知道克隆是怎么回事吗,克隆羊多莉又是怎么产生的?请阅读下面的这则信息”。带着问题,学生自己通过对这一则信息的分析了解了克隆,而且清楚了遗传物质在细胞核中。这时我提出“同学们既然提到了克隆人,现在又大体了解了克隆技术,那么你们对这两天新闻中争议比较多的关于美国科学家克隆人的这一事件有何看法,请各小组收集有关信息,阐明你们的观点”。各小组学生积极准备了一个星期,将各自的观点带到了课堂上,小组你一句我一句争相发表自己的观点以及依据,小组间争了一节课,下课时大家还意犹未尽。我为他们能够收集到如此丰富的资料而感到惊奇,在这个过程中我并没有发表任何见解,我觉得无须告诉他们什么是对,什么是错,教学应该重在学习过程而非学习结果;应重在知识技能的应用而非掌握知识的数量;应重在亲自参与探索性实践活动,获得感悟和体验,而非一般地接受别人传授的经验;应重在全员参与,而非只关注少数尖子学生考高分。显而易见,通过这次活动使学生收集和组织材料的能力、思维能力、表达能力都得到了锻炼。
三、发挥动手实验作用,培养学生的探索精神
生物学是以实验为基础的一门科学,而新教材更注重挖掘和开发生物学实验在探究性学习中的功能,即培养学生的创新精神和实践能力。
教学中对于教材上的探究活动,如果只从理论上去理解活动的目的、意义以及实验的步骤等,而不去亲自动手操作,就不能激起学生对知识内容的深层兴趣,也不会发现探究活动的真正内涵,学生的生物学思维难以深化,教学也难以达到使学生融会贯通、学以致用的目的。针对这一问题,教学时可创设让学生动手(动脑)参与的教学情境,诱导学生入境,使他们通过生活当中引出的实验课题,不断明确实验目的和意义。在此过程中,学生又能不断提出有趣而又有思考性的问题引起更深层的思考,从而实现培养学生思维的探究性的教学目标。
实践证明,大部分学生喜欢在实际操作中学习,通过实验不但使学生初步掌握了科学研究的方法,而且也有助于科学知识的掌握,更有助于科学态度和科学探索精神的培养。
四、改进学生实验,培养学生严谨求实的科学态度
科学态度的核心就是“实事求是”。但是,长期以来,我们的学生总是带着报告进实验室,看着报告做实验,对照教材填报告。由于习惯于“照方抓药”,因而他们根本不注意从实验中主动获取感性认识,很少去理性的思考实验中蕴含的科学认知过程和科学方法,只是照搬照抄课本结论,因而学生实验形同虚设。为了改变这种现状,我提出了带着“手”、“眼”、“脑”进实验室的要求,即要求学生除了做记录之外,不准带教材和实验报告进实验室,并要求学生对实验中出现的偏差运用所学知识进行合理的探讨与分析,查找原因。
在实际教学中,我还鼓励学生根据学习的需要按照自己的想法设计一些小实验,并创设条件开放实验室,给学生提供第二课堂阵地,让学生带着自己的问题走进实验室,独立解决自己的困惑。这种做法极大地调动了学生学习的主动性。课外活动时间常常有不少同学“泡”在实验室里,同学们说“有一种做科学家的感觉”。也正是在这种感觉的驱动下,科学家严谨求实的工作态度和献身科学的探索精神日益在学生身上形成并得以强化。
关键词:高中生物、探究性学习、问题、对策
一、研究目的、意义
自2008年,我省已全面推行新课程改革。随着课程改革的推进,学生的学习方式要发生根本性的变革,强调学生的亲身经历,要求学生积极参与到各项活动中去,在“做”、“考察”、“实验”、“探究”、“设计”、“制作”、“反思”、“体验”等一系列活动中发现和解决问题,体验和感受生活,培养创新精神和实践能力。
《新课程理念下高中生物探究性学习存在的问题及对策》的研究能很好的总结和反思探究性教学过程中的实际存在的问题,为以后更好的指导教学奠定了良好的理论基础和警示,更为以后的探究性活动教学的发展起了推动性的作用。
二、目前,现实高中生物课堂中存在的问题
笔者选取了山东聊城市、河南濮阳市的12所学校,通过座谈、调查表统计等方法收集大量一手数据,统计分析出探究性活动教学实践中典型的,与探究性学习理念大相径庭却又美其名曰“探究性”的现象。
1.把“探究性活动学习”当成万灵膏药
表现在不深刻理会探究性学习的真谛而随意地给一些人们早已熟知的教与学的形式贴上探究的标签。如一堂教师在台上讲得天花乱坠、学生在台下听得昏昏欲睡的“一言堂”教学,由于有了几个“为什么”,就变成了探究性学习;一个从目的到内容再到方法、步骤,甚至连表格都画好了的实验活动设计,却不仅被冠以探究而且是自由探究的名称……这样,任何一个普通的教学活动都变成了探究性学习,只是这种偷梁换柱的“探究性教学”方式不仅不利于教师教学水平的提高,更不利于学生能力的发展。
2.把教材探究内容当成一项项“绝对任务”
有的教师习惯性的认为:“教材中所有的探究内容,都要做”,这是传统教育对教材的理解。翻开《标准》,其中对探究的要求是比较模糊的,这主要是从各个因素考虑而制定的。教材编订的探究活动,对教师来说是教学的原材料,对学生来说是如何进行科学探究的参考。而且,要组织起有效的探究式学习活动,除了受教师、学生和教学设施条件等因素制约以外,还与所学习的科学知识内容有关。教师则更应该根据教育资源、学生状况等实际情况安排教学,而不是只注重于探究的形式,把探究内容当成“绝对任务”按计划完成。
3.把“问题的提出”当成是“几句台词”
“问题的提出”是科学探究的第一个环节,对学生这方面能力的培养已摆在首要地位,况且爱因斯坦曾经说过:“提出一个问题往往比解决一个问题更为重要。”但我们一些教师却把它当成是探究过程这部大戏里的几句台词。大部分教师总是担心学生提不出问题,或者说提不出自己心中早已构想好的问题,于是首先就将问题摆出,让学生按照既定的轨道去探究。但长此下去,我们的学生将变得不会发现问题,对周围的一切麻木不仁,更不用说去思索、探究了。生物科学是来自现实生活的自然科学,绝大多数生命现象都是发生在我们生活中的自然现象,学生都见过或知道,只是没有注意,没有去思考,因而没有从中发现问题,但这都是发现问题的源泉。教师只要通过培养学生良好的观察方法、分类思想、发散思维等,就可以使学生提出很多很好的问题。
4.把“实验探究过程”当成是“军事演练”
生物课程中的科学探究是学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动。其活动过程目的是让学生掌握科学内容、科学方法和科研能力。很多老师在探究性学习的实践中存在“越俎代庖”的现象。在课程实施之初,教师为统筹探究过程,往往预先设定教学的目标和探究的主题,而且在实施过程中不允许学生偏离设定的研究方向。因此,在所谓的探究性学习过程中,学生也只是象征性的按照“老师的意图”演练了一番。学生往往重复完一个实验后还不知其所以然,更别提什么创新能力、探究能力了。这样的探究学习过程与探究性学习的活动目标是相违背的。
5.把时间当成枷锁限制了学生的表达与交流
新教材的探究性学习中往往要求学生对自己提出的一个或几个问题进行探究。不同的学生可能会提出不同的探究问题,探究、讨论等时间较长。有些老师在学生完成探究过程后,可能是时间关系急于“收场”,急于将学生的探究结果纳入到课堂教学内容中去。这样常常丧失了让学生再发现、再提高的机会,也可能丢失了探究性学习中最精彩的部分。因为在学生的相互交流、讨论中,随着问题的解决和兴趣的满足,学生还将产生新的问题和新的设计,这些问题和主题虽然并不是我们预先设定的,但却可以促使学生更进一步去探究、学习。
三、解决对策
针对以上典型误区,同时结合自身的实践,从以下几个方面提出相应的解决策略:
1.教学时间和教学内容的选择
探究学习的缺点是教学效率低。而且中学生物学课时较少,学习时间很有限,教学时间难以保证,每个知识点都去探究是不可能也不必要的。这就需要教师善于选择探究内容,应注重开放性与引导性相统一。如遗传、生理和进化论偏重于思考推理,生物多样性偏重于形象思维,组成细胞的分子和化合物偏重抽象思维等,不同内容需组织不同类型的探究。精选探究内容应根据学生特点,着眼点首先是“合适”,然后根据由易而难、循序渐进的原则,选择一定数量进行练习。
2.教师指导
生物学教师要有较高的知识水平和能力,包括丰富的生物学专业理论知识、熟练的生物学实验操作能力、一定的生物科学研究能力、比较全面的组织协调和管理能力。在指导学生开展探究学习之前,教师自己应先学会“探究”。教师应深刻理解“探究”的涵义,能把握“探究”的核心问题,通过“教”引导“探究”。教学设计具有启发性和可行性,教学语言具有逻辑性和趣味性,善于创设良好的探究问题情境,用“兴趣”、“ 悬念”、“ 任务”等途径引导学生进入情景展开充分思考。
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。