時間:2023-08-16 17:28:01
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇生物科學發展史,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
一、追蹤生物科學的歷史軌跡
生物學史教育可展示生物知識的來龍去脈,有利于學生加深對生物知識的理解,掌握科學方法,培養科學的態度和正確的價值觀。但如果引入不恰當,會影響其應有的教學效果。因此,教師在課堂引入生物學史時要適時穿插,充分發揮生物學史的教學功能。
1.作為課前導入的背景材料。例如,在學習伴性遺傳時,可以先介紹英國科學家道爾頓發現色盲癥的故事,這樣就為新知識的引入作了背景材料的鋪墊。
2.作為課堂內容的補充資料。例如,在講完細胞膜的結構后,補充介紹由尼科爾森和辛格于1972年提出的“流動鑲嵌”模型,并對模型的優缺點進行簡單的分析評價,這樣既可以促進學生對生物知識的理解,又可以進一步提高學生的認知水平。
3.作為擴展性的閱讀資料。生物教材中很多生物學史的內容均屬擴展性的閱讀材料,教師要充分利用它們拓寬學生的知識面,加深學生對所學知識的理解。如,“光合作用的發現”分別介紹了五位科學家所做的工作。英國科學家普里斯特利在1771年發現植物的光合作用能更新空氣;德國科學家薩克斯在1864年通過實驗證明綠葉在光合作用中有淀粉的合成;德國科學家恩吉爾曼在1880年用實驗證明氧是葉綠體釋放的和葉綠體是光合作用的場所;美國科學家魯賓和卡門在20世紀30年代進一步證明光合作用釋放的氧來自水而不是二氧化碳。這一介紹至少帶給學生這樣的信息:我們今天對光合作用的認識是經過幾代科學家、歷經300余年的艱苦探索才逐步建立的。在教材中寫進科學家的姓名和事跡,是對科學家的一種尊重和褒揚,我們應珍惜前人科學研究的成果。
4.作為章末總結的系統資料。教師在某章小結的時候花上幾分鐘給學生介紹該章的學科簡史,既不會加重學生的負擔,也對完善學生的生物知識結構十分有益。
二、模擬生物學家的探究情境
在利用生物學史培養學生科學素養的過程中,如果只是了解生物學家科學研究的大致過程,學生難以真正理解科學的本質。模擬生物學家的探究情境,再現生物學家的實驗設計和操作,讓學生親身體驗和感受科學探究過程,有助于學生了解實驗設計的基本思路,掌握科學研究的一般方法,養成正確的科學態度,形成科學探究的能力。
中學生的神經活動的興奮過程強,抑制過程弱,他們富有熱情,情感體驗易受外因影響,尤其是在一定的情境之中情緒易受感染。教師若將生物學史內容中蘊含的積極情感通過聲情并茂的講授,又將音樂圖畫的情感渲染納入創設的情境之中,更能讓學生愉快地接受。
生物科學發展史本身具有很強的故事性。教師應注意,課堂教學時不能將過多的時間花在講述科學家的故事上,沉浸于故事情境中,以免影響教學目標的全面達成。
[關鍵詞]生物科學史 基因 染色體 探究 類比推理 假說演繹
《 普通高中生物課程標準》提出:“科學是一個發展的過程,學習生物科學史能使學生沿著科學家探索生物世界的道路,理解科學的本質和科學研究的方法,學習科學家獻身科學的精神。這對提高學生的科學素養是很有意義的。”課程標準也明確指出,要“注重生物科學史的學習,知道生物科學發展史上的重要事件,養成質疑、求實、創新及勇于實踐的科學精神和科學態度”。
《基因在染色體上》是人教版高中生物教材必修2《遺傳與進化》第二章《基因和染色體的關系》第二節的內容。本節內容是“總結人類對遺傳物質的探索過程”的一部分,教學難點較多[1],但知識脈絡清晰,即科學家薩頓通過類比推理得出基因在染色體上的假說,摩爾根通過假說演繹法證明基因在染色體上,最后運用基因和染色體的知識對孟德爾遺傳規律進行現代解釋。實際教學中,很多教師認為該課題名稱已告訴學生答案,部分知識點可以在“伴性遺傳”中滲透,因此,本節教學一句話帶過即可,沒有必要再進行詳細的探究教學,以便節約課時。筆者認為此節內容,既包含探索歷程,又滲透類比推理和假說演繹兩種科學研究方法,更有科學精神的體現,充分展示了科學發展史多方面的教育價值,是培養學生科學素養和思維能力的絕好素材。因此,筆者對本節課進行了基于科學發展史的探究教學嘗試。
一、回顧歷史,引入課題
[幻燈片展示]1866年,孟德爾將研究結果整理成,遺憾的是沒有引起世人的重視;1891年,科學家描述了形成和卵細胞的減數分裂的全過程;1900年,孟德爾研究成果被重新發現;1903年,美國遺傳學家薩頓用蝗蟲細胞作材料,研究和卵細胞的形成過程。薩頓發現孟德爾假設的一對遺傳因子,也就是等位基因,它們的分離與減數分裂中同源染色體的分離非常相似。
[引發思考,導入課題]將孟德爾分離定律中的遺傳因子換成同源染色體,這個替換有問題嗎?引導學生畫一對同源染色體(含一對等位基因)的精原細胞減數分裂示意圖。
二、列表比較,類比推理
根據學生所繪圖示,列表比較減數分裂過程中基因和染色體的行為。學生能夠據表推出基因與染色體存在平行關系,從而提出與薩頓假說相似的觀點。教師積極肯定學生的結論,使之體驗成功的喜悅,再以此介紹類比推理法,強調類比推理得出的結論并不具有邏輯的必然性,其正確與否,還需要觀察和實驗的檢驗,從而引出基因在染色體上的實驗證據。
三、大膽猜想,假說演繹
美國生物學家、遺傳學巨人摩爾根曾經明確表示不相信孟德爾的遺傳理論,對薩頓的基因位于染色體上的學說持懷疑態度,認為這是主觀的臆測,缺少實驗證據。為探究遺傳和染色體的關系,摩爾根設計了一個新的實驗。摩爾根敢于質疑的態度,激發了學生的求知欲望。學生們很想知道摩爾根實驗結果是肯定還是否定了孟德爾和薩頓的結論。接下來,讓學生帶著好奇心閱讀教材“基因位于染色體的實驗證據”,多媒體設置問題串,以層層遞進、環環相扣的問題,引導學生思考、歸納、探究、總結。
(一)實驗材料
實驗材料的選擇,是實驗能否成功的關鍵。摩爾根選用什么材料做實驗?原因有哪些?結合孟德爾的豌豆雜交實驗,總結如何選擇遺傳學實驗材料。
(二)假說演繹
1.觀察現象:根據教材果蠅雜交實驗圖解,分析紅眼和白眼這一對相對性狀顯隱性關系如何?是否符合孟德爾遺傳規律?與孟德爾一對相對性狀的雜交實驗相比,不同之處在于什么?
2.提出問題:為什么此實驗中白眼果蠅都是雄性?如何解釋?幻燈片呈現雌雄果蠅體細胞的染色體圖解,教師解釋常染色體、性染色體概念,介紹雌、雄果蠅性染色體組成。
3.作出假設:如果你是摩爾根,發現白眼的遺傳和性別相聯系,你認為控制白眼的基因位于哪條性染色體上?課堂教學中大多數學生的假設是控制白眼的基因位于Y染色體上,因為白眼果蠅都是雄性;少數學生的假設是位于X染色體上。兩種觀點的學生進行辯論,通過辯論,學生發現如果白眼基因位于Y染色體上,F1代雄性果蠅必然從親本白眼雄性果蠅中繼承Y染色體,應為白眼,而事實卻全部為紅眼,從而得出控制白眼的基因位于X染色體上的假設比較合理。引導學生寫出親本中紅眼雌性果蠅和白眼雄性果蠅的基因型,并寫出完整的遺傳圖解。教學中發現,很多學生對親本中紅眼雌性果蠅的基因型不確定,認為可能是XWXW或XWXW。以此為契機,讓學生猜測摩爾根偶然在一群紅眼果蠅中 發現了一只白眼果蠅,此白眼果蠅是變異還是雜交導致?展開辯論,辯論的結果應為變異,因為如果是雜交產生的,此白眼果蠅在數量上應該不止一只,因此原本的紅眼雌性果蠅應都為純合體XWXW。
4.進行驗證:需要設計一個測交實驗來驗證你的假說嗎?如果需要,如何設計?引導學生寫出測交親本的基因型和遺傳圖解。
5.得出結論:通過測交等方法,摩爾根等人進一步驗證了控制果蠅紅眼白眼的基因位于X染色體上,從而用實驗證明了基因在染色體上。
通過果蠅的紅眼、白眼這一對相對性狀的實驗,摩爾根不但沒有孟德爾的實驗結論,反而成為其堅定的擁護者。縱觀摩爾根的整個實驗流程,不難發現他所用的正是孟德爾的假說演繹法。當然,摩爾根敢于懷疑、勤奮實踐的科學精神是值得肯定和贊賞的,他用果蠅繼續進行了大量的實驗,繪出了第一個果蠅各種基因在染色體上相對位置的圖,說明基因在染色體上呈線性排列,并發現了遺傳學的第三定律,成為第一個以遺傳學領域的貢獻獲得諾貝爾獎的科學家。接下來,教師介紹現代分子生物學技術將基因定位于染色體上的研究成果,學生進一步認同基因在染色體上呈線性排列,肯定摩爾根的研究成果。
四、動手畫圖,嘗試解釋
在《孟德爾遺傳規律的現代解釋》的教學中,學生對基因分離定律實質很容易理解,對同源染色體上的非等位基因和非同源染色體上的非等位基因在減數分裂過程中的行為區別卻不甚了解。為此,可要求學生畫出一對同源染色體(其上有兩對等位基因)、兩對同源染色體(其上各有一對等位基因)精原細胞減數分裂示意圖,思考是否所有的非等位基因都遵循孟德爾的自由組合定律。讓學生通過自己動手畫圖,體會基因自由組合定律的實質。
很多生物教學者都有這樣的困惑:學生踏入社會,如果不再從事與生物相關的工作,對于呼吸作用、減數分裂等高中生物重難點知識還能記住多少?踏入社會的學生也許不會再記住多少生物學知識,但是像道爾頓發現紅綠色盲等生物學故事或者像孟德爾、達爾文等生物學巨人的名字卻會長久留存在記憶里。因此,生物教學不應單單是知識的結論式的教學,更應是過程的教育、情感的滲透、科學思維的內化。基于科學發展史的教育功能就恰恰體現了過程的教育,教學的目的不僅是“基因在染色體上”這一句話,更是類比推理、假說演繹等科學方法的培養,也是科學家大膽質疑和勤奮實踐的科學精神、科學態度和科學的世界觀的體驗。當然,在高中生物教學中,一方面需要我們充分挖掘和落實科學發展史的教育功能[2];另一方面,也需要我們依據教學目標、教學重難點、學生的思維能力、教學課時等因素,設計教學過程,化解教學難點,做到真正行之有效地教學。
[ 參 考 文 獻 ]
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 ①材料準備:西瓜汁、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
1、回放歷史,培養探究意識
在生物科學研究與發現的歷史過程中,不斷發生著觀察發現問題、提出問題、提出假說和設計實驗驗證假說的活動。在《植物生長素的發現》中首先是達爾文注意到人們熟視無睹的植物向光性現象,并設計了簡單而以富有創造性的實驗來研究,提出了胚芽鞘尖端受單側光刺激后,向下面伸長區傳遞某種“影響”,造成伸長區背光面比向光面生長快,因而使胚芽鞘出現向光彎曲。這使我們領悟到科學史進程都是從未知開始,從發現問題、提出問題開始,是科學家努國探索的過程。一個不斷由未知走向已知的過程。教學中我們往往比較重視培養學生分析問題、解決問題的能力,而易忽視培養學生發現問題、提出問題的能力。而實事上發現問題、提出問題是科學探究的重要環節。有了問題,思維才有了方向、有了動力。對植物的向光性現象,人們熟視無睹,但達爾文卻能提出問題,由此揭開生長素發現史的序幕。
接著詹森實驗證明了胚芽鞘尖端產生的“影響”可以透過瓊脂片傳遞給下部。拜爾實驗則證明尖端產生的影響可能是一種化學物質。溫特進一步證明彎曲生長確實是一種化學物質引起的,并命名為生長素。通過對歷史的回放,我們會對科學家超人的智慧和絕妙的想象力贊嘆不已。進一步對實驗的深入分析可以使學生體會科學家巧妙的構思,體會出從事科學研究的樂趣,使學生對科學充滿了無限的向往。
在教學中最具有代表性的處理是:①教師對科學史的材料進行選擇和組織,分階段呈現給學生。②引導學生通過材料主動發現問題、進行分析、提出假設、進行探究,最終得到符合邏輯的結論。③展示科學家的實驗作為參照,進行自評、互評最后教師點評。④引導學生對上述分段實驗進行總結、分析,形成對向光性生長較為完整的理解,體會科學探究的一般歷程和方法。這樣能充分利用生物科學史,使學生很好地體驗探究過程和方法。既強調科學探究的過程,又注重知識生成。同時體現教師為主導、學生為主體的教育理念。教學思路清晰,課堂具有較強的可控制性。
2、感悟過程,掌握探究方法
感悟生物科學探究過程,掌握探究方法,培養學生的實驗設計能力是生物科學史教學應達到的更高的一個層次。掌握探究方法,提高實驗設計能力是探究能力的核心。教學中應充分發掘實驗素材,充分調動學生的主動性,培養學生獨立選擇實驗材料、用具、設計實驗方法步驟,獨立完成操作等方面的能力。
達爾文、詹森、拜爾、溫特等人的實驗,完整地再現了一個假說的提出和求證過程,是對學生進行科學史教育的極好素材,也是讓學生體會到科學探究方法以及嚴謹思維邏輯極好素材。在探索胚芽鞘向光生長的過程中,可以通過科學嚴密的邏輯思維引導學生層層設疑、合作探究設計實驗來解決。讓學生初步學會遵守實驗設計中的單一變量原則和對照原則,學會分析實驗設計、得出相應結論、訓練邏輯思維的嚴密性,逐步培養探究意識。
教學時,可以結合達爾文、詹森、拜爾、溫特等人的實驗,深入分析,讓學生體會到:①一系列實驗體現出了生物科學研究的基本思路:發現(提出)問題提出假設設計實驗證明得出結論;②實驗中運用了對照思想,增加實驗結論的可靠性;③實驗中體現了設計實驗的單一變量原則。同時實驗設計中也要注意到一些問題,如實驗材料的選擇;自變量的設置及可操作性;因變量的預期及測量方法;無關變量的控制;對照實驗的設置和原則。
剖析經典實驗,讓學生理解和體會科學家為完成實驗目的,是如何設計實驗方案,是如何選材和控制實驗條件的,是如何遵循科學實驗原則的。利用科學史上的許多經典實驗進行教學,是培養學生實驗設計能力的一個有效措施。
3、拓展思維,提高探究能力
創新思維能力的形成,實驗探究能力的提高,不是一蹴而就的事,它是一個長期訓練的結果。在學生感悟科學探究的基本方法之后,應根據教學內容的特點,將科學探究的各個過程分散到日常教學中去,對科學探究的各個環節進行訓練。生物學史中有許多經典實驗,留給了我們很多的思考。我們應用心挖掘并進行巧妙的安排,以提高探究能力。
在《植物生長素的發現》教學中,可讓學生閱讀理解教材內容,同時遷移、發散由達爾文實驗學習中形成的實驗設計方法。如①說出詹森實驗的巧妙之處,你怎樣設計對照試驗?②拜爾怎樣解釋胚芽鞘彎曲生長的原因?對比達爾文向光性試驗想一想該實驗為什么在黑暗條件下進行?③你能否用該實驗得到的啟示來解釋單側光引起彎曲生長的原因?④溫特是怎樣找到這種刺激的?他為什么把這種物質命名為生長素?等等。我們還可以改變實驗條件,進行其它探究活動,以培養學生的探究能力。
關鍵詞:生物教學;科學素養;課堂教學;科學探究;科學史;實驗教學
中圖分類號:G63 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9132(2017)06-0119-02
DOI:10.16657/ki.issn1673-9132.2017.06.074
科學素養是以人的先天稟賦為基礎,在后天環境和教育影響下發展并形成的。它包括思想素養、科學文化素養、身體素養和勞動技能素養。中學生物學是向學生傳播豐富的生命科學知識、培養其辯證唯物主義的一門基礎課程,在生物學課堂教學中對學生進行科學素質教育有得天獨厚的客觀條件。在此過程中,教師的教學方法當然是提高科學素養的關鍵。在日常教學中我們應該做到以下幾點:
一、注重基礎知識的教學,注重聯系實際,為提高學生的科學素養打下堅實基礎
學科知識是提升學科能力和素養的基礎和必要條件,生物學科也不例外,因此,要想在生物教學過程中提高學生的科學素養,就一定要重視基礎知識教學,同時注意學科知識和學生現實生活之間的聯系,在深化學生對于所學知識的理解的基礎上,調動學生學習的興趣,充分發揮學生的主體地位。
例如,在教學“生命的物質基礎”一課時,引出機體的有機化合物脂肪,使學生掌握脂肪的特性及生理功能,和日常生活中的高血糖、脂肪肝以及不健康的減肥相聯系,使學生明確脂肪含量的平衡對于健康的重要性。進而聯系到我們日常生活的飲食習慣,這樣學生在理解知識的基礎上也認識到到了怎樣的飲食習慣是科學的、合理的、健康的,對于提高學生的科學素養是大有幫助的。
二、利用教材中的科學史教學使學生感悟科學精神,提高科學素養
生物學本身就是在近代自然科學興起的過程中逐漸形成和發展起來的,這在生物科學發展史上有著明確的闡述,我們要利用好這部分知識,使學生感悟科學精神,進而提高自己的科學素養。
1.生物科學的發展證明世界是能夠逐漸被認知的,特別是自然界萬物的發展有其內在的規律性,只要我們本著科學、嚴謹的態度和系統的研究一定能夠發現并且利用自然。
2.因為各種條件的制約,目前的科學水平不可能為萬事萬物提供一個科學的答案,特別是有些問題是受社會的政治、經濟、文化等多種因素所影響,科學只是其中的一個因素不可能起決定性的作用。
例如,在“生物膜的流動鑲嵌模型”一節的教學中,我們教師講解具體的知識過程中,就可以給學生簡單地介紹對于生物膜研究和探索的歷程。從1895年歐文頓研究植物細胞膜通透性實驗開始,到1972年桑格和尼克森提出流動鑲嵌模型,近80年的時間里有多位科學家做了很多復雜的探索工作。研究過程中,假說被一次又一次提出又一再修正,最終流動鑲嵌模型得到普遍認可。教師在講解完生物膜的探究歷程后提出問題:生物膜的流動鑲嵌模型是否已完美無缺?引發學生思考,最后教師總結:“人類對自然界的認識永無止境,隨著實驗技術的不斷創新和改進,對膜的認識將更加細致入微,流動鑲嵌模型將不斷完善和發展。”(展示2003年諾貝爾化學獎的有關材料)這一系列科學探究史的講解,讓學生了解科學發展的一般規律,從而對自身科學素養的提高起到很大的推動作用。
同時,教師在教學中可以結合教材對于某項科學研究的發展歷程,把一些生物學家勤于鉆研、刻苦付出的事跡引入進來,化抽象為具體進而增強學生的思想認知,使學生認識到任何成績的取得都需要實實在在的付出,需要嚴謹和科學的精神作為保證。在現行的高中教材中,很多知識都可以作為這方面教育的素材,如達爾文進化論研究的艱辛歷程、細胞學說的建立過程、微生物的發現與研究等,總之,教學中引入生物科學史能夠提高學生的學習興趣,使其積極主動地參與教學;展示知識發現的過程,幫助學生深刻理解知識;展現科學精神,培養學生的科學素養。
三、利用生物學實驗教學進一步提高學生的科學素養
在良好科學素養的形成過程中,還要培養和發展學生的科學實踐能力。實驗教學是實現這一目標的重中之重。生物學本身就是一門實驗學科,各種生命現象和生命活動規律,主要是通過觀察、實驗來獲得的,因此,教師在教學中盡可能多地安排教材中的實驗,使學生主動獲得新知識。在實驗教學中教師應做到:
1.更新觀念,端正態度,提高認識,做學生的表率。作為生物學科的教師,要充分認識到實驗教學的重要性,能讓學生實驗操作的內容盡量給學生提供條件,這樣才能夠深化學生對于知識和科學實驗的認識。對于在實施的過程中可能會遇到的困難,比如實驗條件的限制,學生能力和興趣的問題,教師要提前有所預想,用自己對實驗課的重視去感染學生。
2.注重探究方法,提高實驗探究的有效性,培養學生勇于探索的科學精神。實驗探究法的一般模式是:誘導準備――實驗探索――歸納研究――遷移深化。 例如,在“葉綠體中色素的提取和分離”的實驗中,盡可能讓學生選取不同植物的葉片進行實驗。這樣既可使學生養成勤于思考、勤于猜測、大膽探索的習慣,又有助于培養學生觀察、分析實驗和獨立進行操作的能力,從而培養了學生勇于探索的科學精神。
3.愿對實驗失敗的原因進行分析,培養學生嚴謹求實的科學素養。受學校條件和學生能力的影響,生物實驗本身的高要求可能會導致學生實驗的失敗,所以教師要注意引導學生進行實驗分析,在不斷的分析總結中, 我們要引導學生主動參與探究、勤于動手動腦,逐步培養學生分析和解決問題的能力、交流與合作的能力,培養學生的實踐能力和嚴謹求實的科學素養。
總之,科學素養的培養涉及方方面面,這對教師提出了更高要求,作為一名教師,我們要充分利用課堂教學這一捷徑,研究和改善教學方法,提高教學實效。與此同時,教師更應該加強自身對教育學、心理學、政治、經濟、文化等方面的學習,只有這樣,才能塑造出更高科學素養的學生。
參考文獻:
從高中生的情感特點與高中生物學科的知識與教學特點來看,在生物學科教學中進行情感教育都是可行的,主要基于以下幾點考慮:
1.1生物學科性質
高中生物課程是普通高中科學學習領域中的一個科目。高中生物課程將在義務教育基礎上,進一步提高學生的生物科學素養。尤其是發展學生的科學探究能力,幫助學生理解生物科學、技術和社會的相互關系,增強學生對自然和社會的責任感,促進學生形成正確的世界觀和價值觀。生物課程的主要目的是提高全體公民的生物科學素養,而具有生物科學素養的人,應具有正確的科學態度、價值觀和世界觀;有一定的探究能力,良好的習慣及理解力,并且在探究與認識生命世界的過程中,又能激發學習動機,使之熱愛學習和學會學習,通過不斷學習,跟上科學的發展與社會的進步,善于抓住機遇,敢于迎接挑戰。
1.2高中生自身特點
高中生對未來充滿理想,思維活躍,比較理智,自尊心強烈,意志的堅強性與行為的自覺性有了較大的發展,處事比較果斷,做事有明確的目標,但有時也會出現不切實際的幻想,從而有較高甚至是過高的情感期待與需要,這決定了情感教育是高中生身體、心理、學習與社會生活等各方面發展的必要內容。高中階段的情感教育對于全面實施素質教育,實現面向全體的教育目標的完成具有重要意義。從高中生情感特點出發,其情感教育的內容不僅要重視學習興趣、動機和態度的培養,還應關注生命教育、道德教育、人生觀、審美以及情感的自我調控能力的教育等多個方面,以促進高級社會情感深刻而持久的發展。
1.3生物教學內容
生物學科知識與人類生產生活實踐緊密聯系,生活世界蘊藏著豐富的情感教育資源。學習生物知識的過程中,我們會感觸鳥的反哺而學習感恩,感觸蟻群組織而學習團結,感觸牛馬的耐勞而學習堅韌,也可以在領略生物世界的美妙的同時提高審美能力,如果教學活動中融入師生的生活素材還可以獲得更為豐富的真善美感受與體驗。教學內容中生物與環境、人與生物圈、生物進化、生物的新陳代謝與健康等知識,都能引起并激發學生熱愛生物學科的情感。而且高中生物學教材中,很多內容都直接反映了人類在生物科學實踐活動中的思想情感。書本上幾乎每個版塊中,都有反映科學實踐活動的語言文字材料、圖示、課外讀等,尤其是生物科學發展史的內容,均以具體的人和事為情感載體,大都反映了人類真、善、美的高尚情操,也展示了科學探究的過程,體現了科學家對生物科學知識探究的執著情感,同時很多事例也包含著人類對大自然的熱愛和對環境的破壞的反思,這些內容都可以作為直接的情感教育資源。
2高中生物情感教學的策略探討
2.1營造和諧的課堂氣氛
建立良好的師生關系是創造愉悅和諧的課堂氣氛的基礎。平日,教師要注意深入到學生中去,和學生打成一片,與他們成為朋友,建立起深厚的師生感情。在課堂教學中,教師要善于用親切的眼神、和藹的態度、熱情的贊語來縮短師生之間的差距,真誠地關懷和幫助每個學生,充分尊重他們,信任他們。要允許學生在學習中出現錯誤,允許學生充分表達自己的見解,允許學生質疑問難,對他們充滿愛心、關心、熱心、耐心和信心,巧妙撥動學生的情緒之弦,使學生愿意親近老師,相信他講的道理,喜歡聽他的課。有價值的問題是形成良好教學氛圍的一個重要條件,教師要注意設置問題,激發學生的學習興趣。問題的設置要不能學生的現實生活和現有的學習能力相適應。學生在教師指導下主動地、富有個性地學習。學生既學到了知識,又提高了能力,同時又獲得了豐富的情感體驗,掌握了學習的方法。如生物復習課,單靠教師的講評,很多時候會使學生感到疲勞并產生厭煩情緒,教學中盡量放手,讓學生動腦、動口、動手,積極主動地學,不但能激活思維,展現個性,還能拓展知識領域。如高三總復習開始,即根據學生能力的高低,將學生分成若干小組,對所學每個章節的知識進行歸納,使之形成體系,同時提倡用圖、表等表現出來,并要求一組學生評價其他組的成果,與老師的歸納結果進行比較等,最后完善自己的總結。這種復習策略使課堂充滿了活力,在增強生物學知識同時,情感交流也得以較好的實施。
2.2提高教師素質
第一,教師要加強生物學專業知識的學習,認真思考,刻苦鉆研,發掘教材中與情感教育相關的內容。如果教師沒有淵博的知識,掌握的教材程度只能供學生體驗他所知道的那點東西,那么學生的心靈對于知識的感觸就是遲鈍的,而在心靈沒有參與到精神生活里去的地方,也就沒有信念。第二,教師要研究青少年的智力發展和身體發展的個人特點,進行學科教學與情感教育。只有了解他們的生理條件和心理狀態,了解在講課與科學實驗中認知規律,教師才能引導學生把知識加以應用,激發其活躍的思維,使之體驗到探索的樂趣。而要做到這些就必須對學生充滿真摯的愛。第三,提高教師自身語言修養。教師的教學語言要充滿感情,生動形象,能感染每一個學生。多年來,我們的教育著重知識的傳授,忽略情感的培養。感人心者,莫先于情。要啟動學生的真情,課堂教學語言至關重要。
2.3充分利用生物學科資源
重視學科興趣的培養,會使學生終身受益,如果我們生物教師能挖掘生物學科的情感教育優勢進行學科興趣與情感教育,就能促使有興趣的學生走上科學探索的道路。眾所周知,生物課本與課外讀物中,有很多科學發展史、中國生物學成就展示,這些知識展現了科學家勇于實踐的精神、頑強拼搏的毅力、對科學探究的熱愛,這些知識的教學通常以傳統的人文方法,忠于史實,重視人物的主觀心境和動機,不僅對學生進行相關情感教育,還能從科學發現的研究方法、思維品質、觀念,理解科學模式,產生熱愛科學、熱愛探究的情感。如關于生物進化、生理與健康等常識,能體現對生命的關愛,使學生珍愛生命。而進行生物環境污染與遺傳病調查,則可培養他們對自然與社會的責任感與使命感。只要善于利用,大多數教材資源都能有效地培養學生的學科興趣。
2.4實施多元評價
生物學科在課堂教學外,還可采用多種實踐手段促進學生情感的內化。如組織野外考察可培養熱愛自然的情感;調查中學生視力,培養保護眼睛意識;還可通過制作標本、栽培植物、飼養動物等課外教學方式,開展情感教育。另外必須重視實驗,通過實驗,學會科學、客觀地認識自然與社會。通過小組成員的交流,建立和諧的人際關系,激發興趣,獲得成功的喜悅,有利于培養學生的理智,使他們學會如何與人溝通。可見,由于生物教學的多樣化,以單一考試評價學生能力是難以實現其教育的全方位作用的,只有在教學中實施多元化的評價,才能達成教育目標。教師評價:教師要評價學生的情感水平是否提高,教師的評價應該多激勵,少批評或不批評,立足于班級,既要將學生放在一個班級中做橫向對比,同時與其本人的過去作縱向對比,找出優點加以表揚。學生自評:學生要自我反省,看自己的情感品質是否進步,存在哪些不足,在以后的學習中加以改進。結果評價:教師通過分析、比較學生的情感狀況,看是否達到教學目標。過程評價:教師既要關注教育結果也要關注情感的形成過程,摸清情感發展規律。
發現問題,看到現象就要勇于探究,生物科學的發展史可以說就是不斷探索的發現過程。新課標下的生物教材,一個很大的特點就是提高了對相關發現的科學探究歷程的篇幅,比如酶本質的探究、光合作用的探究歷程、DNA分子雙螺旋的發現,等等。通過這些探究歷程,可以讓學生認識到前人在科學發現時付出的艱辛,沒有大量的汗水,不可能有偉大的發現,沒有不勞而獲的成功。在課堂教學中,有意識地去強調和引導學生對生物科學發現歷程的關注,培養學生認識科學研究的艱苦和快樂,為今后自身的發展做好準備。
二、培養創新的觀念
一個民族的強大在于不斷的創新,沒有創新,社會就失去發展的動力。在生物教學過程中,處處體現了創新意識和創新理念。有人說21世紀是生物世紀,為什么這樣說,就是因為生物科學發展越來越迅猛,生物科學的創新越來越多,占領生物科學的制高點就等于占領自然科學的制高點。在教學過程中,也處處體現了創新的理念:轉基因大豆、轉基因鯉魚、抗蟲棉、利用微生物發酵獲得胰島素、克隆、等等,舉不勝舉。這些都是很好的材料,在教學過程中,結合這些實例培養學生的創新意識,培養學生的科學素養,這符合現代社會發展規律,同時也有利于學生的成長。
三、培養合作的觀念
合作能進步,合作能聚集力量。實際上生物本身就是合作的典范:小到一個個的細胞,大到生物群落,再到生態系統、生物圈。單細胞的生物完成生命活動需要細胞器的相互協助,而多細胞的生物則需要各種細胞構成器官,再構成系統、個體、種群、群落、最后生態系統和生物圈。沒有彼此的合作,就沒有完整的生命體,就沒有五彩繽紛的世界。同樣,在科學的發現過程中,也體現了科學家的協助共贏。DNA雙螺旋的發現,改變了整個生物科學的發展,具有劃時代的意義,這里就有沃森和克里克的合作。在學生的實驗中也體現了合作精神:試劑的配制、實驗步驟的分工合作等。現代的社會是合作的時代,家庭成員的合作,公司員工的合作,國家公民的合作,等等。培養學生的合作精神,對于學生將來的發展至關重要。
四、培養獲取信息的觀念
現代社會是知識爆炸、信息如潮的時代,如何在海量的信息中找到適合自己的有用的信息就顯得特別重要。其實,在生物教學過程中,有很多內容與獲取信息有關:細胞膜功能里的信息交流體現了不同細胞如何獲取彼此的信息;激素的調節里激素本身就是信息分子,這里既有專一的傳遞,也有遠程的運輸傳遞;在免疫里,抗原也可以作為信息分子,從而引起了免疫反應,生態系統的功能之一就是信息的傳遞,等等。在教學過程中,有意識地灌輸學生如何從浩如煙海的信息里找到有用的、有價值的信息,可以少走很多彎路,對于做題也是一樣的,題海戰不可取,因為很多都是重復無用的信息:有的題難度過于大;有的題屬偏題怪題;有的題甚至于是過去教材的題。要善于找到典型、具有代表性的題。同樣,在今后的人生中,面對鋪天蓋地的信息,要有火眼金睛的辨別能力,人生就會少走彎路。
五、培養競爭的觀念
生物的教材內容處處體現了競爭意識,眾所周知的有達爾文的進化論,其核心內容是自然選擇,為什么能進化,就是生物競爭的結果。除此以外,還有生物與環境之間、同種生物之間、不同生物之間的競爭。對于群落也有競爭,體現在群落的演替:裸巖階段、地衣階段、苔蘚階段、草本階段、灌木階段、森林階段。這些案例均能為學生競爭意識的啟蒙教育提供極為有利的情景,而在平時開展的各類考試、知識競賽、科技競賽、辯論賽也是潛移默化地對學生進行競爭意識的教育。今后的社會競爭會越來越激烈,有競爭意識,就有進步的動力,要敢于競爭,勇于競爭。
六、培養適應的觀念
適應本身就是一種能力,能適應不同的環境,適應不同的處境,適應逆境,一定能適應時展,能給自己準確的定位。在生物教材里有很多與適應有關的素材,這些素材的利用,一方面可以對學生進行適應的啟蒙教育,認識適應性無處不在;另一方面在具體的每一節課時,要用重點的抓典型案例,進一步去探究,從而激發學生的適應意識。縱觀生物的發展,時時要與環境相適應,否者可能被淘汰。自然環境的多變猶如天氣的多變,從地球剛開始的無氧環境,過度到有氧環境,生物也要適時進化才能適應新的環境。生物的發展經歷了從水生到陸生,從低等到高等,從單細胞到多細胞,這些都是適應的結果。恐龍的滅絕是最有名的反面教材,曾經的地球霸主,幾乎一夜之間消失,招到滅頂之災,可以說是不適應的結果。人類屬于自然的一個成員,當然也離不開對環境的適應,由古代類人猿進化到現代的人類,充分說明了適應的意義。當今社會發展突飛猛進,有些人適應不了,墨守成規,最終被歷史遺忘,被社會淘汰,思則變,變則通,通則適。學生適應能力的培養不是一朝一夕的,是持久的過程,既有人性的適應,也有思想的適應,學會了適應,就學會了生存。
一、處理方式一
光合作用的研究、發展融入了幾代科學家的心血,正是通過他們的不懈追求和探索,才有了今天對光合作用的認識,讓我們一起來領略這個偉大的發展史吧!提出問題:光合作用當初是怎么發現的?引入新課,開始按教材順序講解、學習該科學發展史。
實驗一:普里斯特利實驗。教師講解,共同得出結論:植物可以更新空氣。提出疑問:重復他的實驗為什么不一定能成功?該實驗有什么成功之處?又需要作何改進?
實驗二:英格豪斯實驗。作了哪些改進?達成了怎樣的結論?共同探討、提煉科學研究的基本方法和實驗設計原則。
疑問:光照下植物更新空氣中的什么物質?
隨著科學的發展了解了空氣的組成,人們才知道綠葉放出的是,吸收的是。
疑問:此過程需要光,光能又到哪里去了?
學習R.梅耶的推理:植物在光合作用時把光能轉變成了化學能儲存起來。光能轉換成化學能貯存于什么物質中了呢?
實驗三:薩克斯實驗。體會實驗的過程,體驗科學研究的基本方法和實驗設計原則。實驗得到了什么結論?單一變量是什么?暗處理的目的是什么?對照組設置有何巧妙之處?
疑問:科學的發展是無止境的,人們又想了解光合作用過程中物質的來龍去脈了!什么樣的方法能追蹤物質的過程呢?引導學生體會科學方法的重要性。
實驗四:魯賓和卡門實驗。分析實驗過程,該實驗得到了什么結論?如果還想知道其他物質的來龍去脈呢?光合作用過程到底又是怎么樣的呢?
實驗五:卡爾文實驗。分析實驗過程及結論,為具體學習光合作用過程做準備。
要求學生從中體會科學研究的艱辛,感悟科學設計的巧妙和嚴謹的科學態度,領會科學設計的方法和思路。最后,請學生以列表的形式進行歸納,對相關事件要點進行理解性記憶。
評析:教材的編寫過程凝聚了許多專家學者的教學理念和教學思想,教材不僅提供了科學發展的一系列史實,也提供了對科學史教學的基本態度和策略,即以科學發展的先后順序為線索,一步步呈現科學研究史實。這樣的處理顯示了一種尊重科學史實、嚴謹的科學態度,有著相當的優勢:有利于將科學發展的原貌呈現給學生,感悟科學研究的思維過程(歷程)和發展、完善過程,也符合人認識的發展規律;有利于學生感受科學研究的本質、科學研究的艱辛和科學家對科學不懈追求的精神;有利于學生體會科學研究方法的發展及對生物科學發展的意義。
然而有兩個事實必須引起關注:
1.科學發展史往往比較冗長,如果不加選擇地、沒有側重地教學恐怕容易耗盡學生僅有的一些探究熱情,學生也常以一種旁觀者的眼光去看發展史,覺得自身游離于科學研究之外!
2.學生經過了初中生物的學習,已經具備了光合作用的相當一部分知識,而且一些科學史實在初中教材中已經作為重點予以學習。如果再完全按科學發展的先后順序教學,似乎有死搬教條、“炒冷飯”之嫌疑,不利于充分調動學生學習的能動性。
按照科學發展史的先后順序進行教學,符合學生的思維發展,也許是最穩妥、有效的教學處理,但卻不一定是最佳的!這種處理方式的致命弱點就在于可能忽略了學生的已有實際,脫離了學情!
二、處理方式二
明朝學者宋應星在《論氣》中提出了“人所食物皆為氣所化”這一精辟論斷,根據所學知識,你認為氣為何物?你能嘗試著設計一個實驗來證明自己的觀點嗎?根據學生已有的光合作用知識和師生的共同探索,很快明確了探究任務——實驗證明光合作用需要。再結合學生已有的實驗知識——對照原則、單一變量原則、檢測指標等等,設計出可行、有效的實驗方案。依次類推,如何證明光合作用需要水、光、葉綠體等等一系列問題也就迎刃而解了!讓學生在其中感悟科學探究的過程,感受科學研究的嚴謹,體驗探究的成就感。
因受當時科學技術水平的限制,未能用實驗來證明這一精辟的論斷,同學們具備的知識和能力有些已經超出了古代科學家!科學家們又是如何發現光合作用的?又是怎么一點點確定光合作用的原料、條件、產物以及物質的來龍去脈的?讓我們一起感悟科學家們的智慧吧!然后按教材科學史的發展順序進行學習。在學習過程中,依托已經具備的實驗設計和分析能力,將重點關注落在實驗的成功之處、待改進之處和得出的結論等,大大提高了教學效率,也促進了學生學習的積極性,取得了良好的教學效果。
評析:該教學處理方式對原科學史教學做了些許改進,讓學生作為研究者的身份進入光合作用的學習,再以同行的視角去分析、研究科學發展的進程。其成功體現在:
1.高中學生已經具備了一定的生物學知識和一定的物理化學知識和實驗技能,也就是說,某些知識的儲備和能力可能已經遠遠超越了受時代限制的古代學者,對問題的探討起點當然也不同了。在學生現有基礎上對科學史教學做出調整,以適合學生認知的實際,對科學史進行二次開發,讓學生真正參與到科學史的教學中,成就學生對科學史的再發現。這樣的處理更符合“最近發展區”理論,有利于知識的構建和科學探究能力的提升。
2.通過起初問題情境的創設和學生對實驗的設計,變學生被動接受為主動參與,大大提高了學生的主動性;改變了一般科學史教學的沉悶感,代之以全新的視角,容易激起學生的挑戰欲;讓學生體驗到科學探究成功的愉悅,有利于激發學生學習的內驅力。
注重基礎,鞏固雙基
在高考生物學復習的全過程中,必須以“重建知識網絡,完善知識體系”為基本,緊扣必修本和選修本的全部高考內容,在通讀――精讀――專讀的基礎上,通過抓點――連線――織網的復習方法,著力引導學生對生物學科的知識做到融會貫通、觸類旁通、舉一反三;著意展現知識結構中各知識間的交聯點以及現象與本質間的因果關系,建立以“細胞的結構和功能”“代謝生理及調節”“生殖、遺傳和進化”“生物與環境”等四大板塊為主干內容的知識網絡,形成較為系統的學科知識體系。
教師在帶領學生參與復習的過程中,要為學生盡可能創設廣泛的思維和想象空間,通過“挖掘概念內涵,把握概念要點,突出圖像辨識,強化歸納比較”等方法,把課堂教學轉變為引導學生學會梳辮理線、積極主動參與的學習過程。
高考命題的特點之一是常考常新,但萬變不離其宗。因此,在以學科主干知識為重點內容的復習中,始終重視基本概念、基本原理和基本觀點的理解和掌握,注意用“手”思考、用“心”記憶的技巧,是十分重要的。
在突出學科內知識之間的滲透與綜合中,應注意適當拓寬復習的廣度,克服復習過程中偏深偏難、求多求寬的傾向。在引導學生通過對生物學新的背景材料的分析和有關信息的提取中,使她們初步學會靈活應用所學知識解釋生物學現象和解決生物學問題的能力。
加強實驗,培養能力
在高考理科綜合能力測試題中,實驗能力的考查居于越來越重要的位置。在進行高考內容的復習時,應充分重視生物學的實驗,而且必須貫穿于復習的全過程。
平時復習就必須對考試大綱規定的教科書中實驗的基本原理、要用到的器材的作用和使用方法、實驗設計的思路、選擇器材及其規格的根據,以及實驗數據的測量、數據的處理方法等,真正做到理解和掌握,絕不能滿足于照貓畫虎地完成實驗內容。
在通過深入挖掘課本中的各種實驗素材(包括操作實驗、實習調查、研究性課題以及生物學史中介紹的經典實驗研究等),進行分類并專題復習中,一定要體現出:1)實驗原理的理解和應用、實驗程序的設計、實驗現象的分析;2)實驗應該遵循原則的把握和實驗操作規范的熟悉;3)實驗現象、過程和方案設計的評價以及實驗結果和實驗結論的歸納總結。
此外,增加對生物科學研究方法的了解,如:“固定觀察法”(細胞的亞顯微結構、細胞的有絲分裂和減數分裂等);“活體觀察法”(細胞質的流動、植物細胞的質壁分離及復原等);“分級離心法”(葉肉細胞、肝臟細胞以及酵母菌等的勻漿制備和分級分離技術的應用);“梯度離心法”(證明DNA分子的半保留復制實驗);“離體培養法”(葉綠體、核糖體、內質網等細胞器的功能證明);“放射性同位素標記法”(光合作用、有氧呼吸的過程以及噬菌體侵染細菌的實驗等);“紙層析法”(葉綠體中色素的提取和分離)以及調查法,等等。這是十分必要的,因為它們本身就屬于實驗范疇。
結合高中生物學基礎知識的復習,還應注意適當收集反映生物科學新進展的應用性材料,加強對生命科學最新成果的關注和與生產生活實際有關的生物學問題的探討;注意抓住在生物科學發展史上具重要意義的典型實例,領悟科學家不斷探求、敢于創新的科學精神和研究方法,在主動探究并分析問題的過程中不斷獲取知識、逐步形成高考考試大綱中要求考查的4種能力。
拓寬視野,重視練習
少而精的練習是學習過程中一種重要的重復方式,更是高考復習中必不可少的重要環節。為了達到精練高效的結果,應提倡“解析一道習題,解決一類問題,增強一種能力,學會一種思維方法”的復習策略。
以注重練習的實效性為原則,一定要精編精選高考復習資料,切忌對市面上“多如牛毛、濫如雜草”的種種資料隨意使用,不能將整個復習的過程沉沒于“茫茫題海”中。
在進行基礎練習時,可采用講練結合、練中有評、評中有議、強化師生的雙邊活動。在習題評講中,既要據題分析,更應借題發揮。
通過精選題例的解析,加強對高考試題中各種表達形式(如文字、公式、圖或表等)的熟悉,增強試題閱讀能力(包括文字敘述和圖表中的信息轉換、知識遷移)的訓練和靈活運用知識能力的培養,以突出基礎知識(包括概念、圖像等)的理解和應用。
關鍵詞:生物教學;德育;滲透
一、潛心研究教材、認真挖掘教學內容中的德育因素
生物學科是自然科學的偉大結晶,包含豐富的德育內容。在生物科學發展史上,生物技術對中華民族的巨大貢獻,是對學生進行愛國主義教育不可多得的素材。在生物規律的發現、闡述、推理及驗證中,處處閃爍著辯證唯物主義思想的火花。
1.愛國主義教育的素材
袁隆平院士是我國當代杰出的農業科學家,享譽世界的“雜交水稻之父”。他參加工作50多年以來,不畏艱辛、執著追求、大膽創新、勇攀高峰,所取得的科研成果使我國雜交水稻研究及應用領域領先于世界水平,推廣應用后不僅解決了中國糧食自給難題,也為世界糧食安全做出了杰出貢獻。
教師在教學時結合生物學科的發展史和最新成就,介紹一些科學家沖破重重困難取得矚目成就的事跡,對于培養學生的民族自豪感、激發學生對祖國的熱愛、形成報效祖國的遠大理想有著十分重要的作用。
2.辯證唯物主義教育
教材中包含著自然辯證法思想,主要是生命的結構與功能相適應的觀點;生物能適應一定的環境,也能影響環境;生物多樣性和特異性的觀點;生態系統的能量流動和物質循環的相互依存關系;血糖平衡與內環境穩態之間,局部與整體的關系;物種的多樣性和遺傳的統一性的關系。這些都是生物教師應用得較為熟悉的觀點。這讓學生正確認識生物的生命現象及其活動規律,更好地掌握生物學基礎知識并逐漸形成辯證唯物主義的觀點非常重要。
3.科學態度和嚴謹作風的培養
生物學科也具有自然科學本身的嚴謹性,推理過程嚴密的邏輯性,能夠培養學生科學的態度和正確的思維方法。如,在學習孟德爾定律的發現過程和驗證過程、生長素的發現、探索DNA是遺傳物質等內容時,在推理論證過程中培養學生的科學態度和嚴謹作風。
二、精心設計,使德育滲透與傳授知識有機地結合起來
生物教學的德育滲透工作不能盲目地進行,要做好整體規劃,各章節知識點要相互聯系配合。首先,教師在制定教學計劃的同時,要按照學校整體計劃的要求制定出本學科的德育滲透的計劃,要按照章節列出細目,形成一個有計劃、按步驟,有的放矢的進行德育教育的體系。然后在教學過程中,要動腦筋,精心設計,尋求教學過程中滲透德育的最佳結合點,把德育滲透到全部的教學中。
在生物教學中進行思想教育,要堅持好“滲透”的原則,使知識的傳授、基本技能的培養與進行思想教育有機地結合起來,既不能離開知識的傳授單獨進行思想教育,也不能只傳授知識不進行思想教育的滲透。前者把知識傳授課變成了政治思想教育課,后者沒有完成教育滲透的任務,二者都是不可取的,要做到這一點就必須突出一個“寓”字,使德育內容像“隨風潛入夜”的春雨,達到“潤物細無聲”的目的。
三、努力提高教師的自身修養,用良好的行為影響教育學生
提高教師的自身修養,用良好的行為去影響學生,也是不容忽視的。“身教重于言教”,課堂上,教師在每個概念、定理的闡述、講解、論證中,每個演示實驗都要嚴格按照操作程序去做,都要堅持科學的態度,來不得半點馬虎和弄虛作假。如,生活中倡導綠色生活,不穿皮草、不吃野生動物、節約糧食。只要我們堅持這樣做,就會起到耳濡目染、潛移默化的作用,使學生受到良好的熏陶。
總之,生物學科的德育滲透原則是一個系統工程,教師只有充分發掘這些素材并結合自身教學素養的提高,才能做到寓德育于教學,達到教書育人的目的。
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一、結合生活實踐,正確認識教材
教材、教參是教學的輔助資料,要以生物課程標準為要求,有選擇性地挖掘教材,充分利用教材。對于教材中的科學發展史:細胞學說的建立過程、光合作用的探究過程、“DNA是主要的遺傳物質”的發現過程、生長素的發現過程等等,展現生物科學史能使學生沿著科學家探索生物世界的道路,理解科學的本質和科學研究的方法,更重要的是讓學生在學習的過程中能更好地理解和掌握知識,陶冶道德情操,培養學生的生物科學素養。
在正確認識教材的基礎上,還要能充分利用周邊的環境、實物,讓學生在了解一些生物知識的同時,從實際出發,增強感性認識,提高學生的興趣。我們的學校是一所農村高中,有著得天獨厚的生物教學資源,可以利用課外時間帶著學生認識各種各樣的生物,與各種生物及其生活的環境近距離接觸,了解不同的生態系統,感受人和自然的和諧統一,培養學生熱愛自然的感情。
二、利用教學設施,關注生物學動態
隨著現代科學技術的發展,各個學校的教育教學設施日益完善,這為素質教育的開展提供了良好的條件。作為生物教學資源的設施主要包括圖書館、實驗室、多媒體、錄影機、投影機、VCD和網絡等,學科教學應當充分發揮這些資源的作用,以實現教育教學效果的最大化。
1.多媒體在教學中的應用為各科教學提供了一個良好的展示平臺
多媒體直觀、形象的聲、光、電效果是傳統教學所無法替代的。多媒體展示有以下幾個特點:
(1)能激發學生的興趣,發揮學生的主動性。
(2)能化抽象為具體,培養學生的思維能力。
(3)能夠突出重難點,提高教學效果。
我們在教學中應積極制作多媒體課件,借助現代教育手段向學生展示經過篩選的優秀素材和清晰明了的邏輯思維過程,從而使生物教學化抽象為具體、化枯燥為鮮活、化疑惑為理解,拓展學生的視野,豐富教學內容。校園網絡的開發和利用突破了傳統教學手段的狹隘性,突破了課堂教學的時空局限性;網上充足的信息可以使學生思路更開闊,也為教學活動和學生自主學習提供了一個極好的平臺;網絡中人機互動的學習方式,可以使交流更及時、開放。網絡的價值越來越被現代教育所看重,這其中蘊涵著價值無限的教學資源。所以,充分利用網絡這一巨大的信息載體,進行教學資源的開發和內容重組,已成為現代教學的一個重要實現途徑。
2.密切聯系生物學新發展新動態
比如,教師可以引導學生說一說“克隆羊多莉的誕生”,“植物組織培養”是怎么回事,當我把這些名詞的真正含義解釋清楚后,我發現學生流露出興奮的神情。通過以上多種教學方法,激發了學生的好奇心,使他們認識到學習生物的重要性,從而培養了學生學習生物的興趣和熱情。
三、注重實驗教學,培養全面人才
生物學是一門專門研究生命現象和活動規律的自然科學,也是一門實踐性科學,實驗教學是其中重要的組成成分。目前我國的生物學教學非常注重生物學的實驗教學,教材中新增加了許多實驗,包括觀察、探究和調查等實驗,提高學生對信息的獲取、處理、轉換與表達等能力。因此,加強學生實驗,培養學生觀察、體驗和探究能力,培養科學素養,是生物學教學改革的一個必然趨勢。那么,如何通過實驗教學來培養學生的科學素養呢?
1.興趣是最好的老師
趣味性十足的生物實驗,直觀的實驗現象可以充分激發學生的探索興趣。利用課堂演示實驗、播放多媒體課件等來激發學生探索生物奧秘的興味與情趣,可以使學生對未認識或未充分認識的生命過程和現象有了直觀的了解。
2.獨立實驗培養學生獨立的思考能力、動手能力
在獨立實驗中,教師不僅要重視培養學生的動手能力,還要培養學生的觀察能力。在指導學生掌握正確觀察實驗現象方法的同時,用已有的理論知識正確分析實驗現象。
3.掌握科學實驗研究的基本方法
比如,“葉綠體中色素的提取和分離”實驗中不但要使學生學會操作,知道其實驗原理,還要使其掌握探究有關問題的方法,引導學生逐步形成良好的實驗習慣。在實驗教學中,要使學生懂得科學發現既有其偶然性也有其必然性,唯有嚴謹求實的科學態
度、堅韌不拔的科學精神才能使偶然變為必然。要鼓勵學生勇于面對疑難,讓學生懂得成功往往是經過無數次的失敗才獲得的。
一、激發學生的觀察興趣
在培養學生觀察力的教學任務中,教師可以從激發學生的觀察興趣入手。在生物教學中,教師要緊緊抓住學生的興趣點特征,包括對新鮮直觀的事物更感興趣、對未知事物好奇心很重等,一旦抓住了這些特征,教師就知道如何讓學生對觀察產生興趣了。
二、培養學生的觀察習慣
生物科學發展史告訴我們,很多重大的科學發現都來源于觀察,而在這些觀察行為中,有相當部分的觀察成果都是一個長期的觀察行為所產生的,只有當觀察者把觀察當成一種習慣,在生活、學習中,習慣性的從事觀察活動,這樣才有可能發現有價值的東西。因此,讓學生養成觀察的習慣,是提升學生觀察能力的重要條件。教師可以給學生介紹一些生物科學家通過觀察而取得偉大成就的故事,如達爾文通過長期的觀察而發現很多新的生物品種,袁隆平因為長期的觀察而在雜交稻的研制上取得了偉大的成就等,以這些科學家作為榜樣力量,讓學生認識到平時不起眼的觀察習慣原來可以創造如此大的成就,這樣一來,學生會從心理上對堅持觀察的習慣產生認同。在認知上對觀察習慣產生認同還不夠,學生還要在實踐中去逐漸培養觀察習慣,為了實現這個目的,教師可以給學生布置一些課外的觀察作業,如到池塘邊觀察青蛙從青蛙卵到最后長成青蛙的整個過程,如果家里養了一些小動物,如貓、狗、雞、鴨等,注意觀察這些動物的一些日常生活習性等。這些觀察作業可以促使學生在日常生活中展開實踐觀察活動,經過長期的督促熏陶,學生會逐漸把觀察視為一種生活習慣,從而養成勤于觀察、樂于觀察的良好品質。
三、傳授學生觀察的技巧
觀察作為一種技巧,在實施觀察行為的過程中,理所當然會包含一些技巧在其中,如果學生不能掌握技巧,而進行盲目的觀察,很難產生理想的觀察效果,實現觀察的目標。因此,觀察技巧的傳授非常重要。第一,要明確觀察的目的。觀察活動與隨意的觀看活動最大的區別就是有無目的之分。任何觀察活動都是基于一定的目的而產生的,在觀察到一定的現象以后,觀察者還需要借助于思維活動對觀察結果進行分析,無論是觀察的過程還是分析的過程,都要圍繞著一定的目的進行,如果在觀察活動開始前,觀察者沒能明確本次觀察的目的和任務是什么,這樣整個觀察活動都會顯得毫無章法,且在對觀察到的現象進行分析時也會缺乏針對性。因此,要想觀察行為更加科學化,首先就要明確觀察的目的,要清楚地知道觀察活動為了實現什么樣的目標,并針對目的制定詳盡的觀察計劃,這樣在具體的觀察活動中,觀察者才會有目標、有重點、有條不紊地開展觀察行活動,在分析的過程中,才能以觀察目的為指導采取針對性的思考和探究;第二,觀察行為要講求順序性。以科學探究為目的的觀察活動必然是非常詳盡全面的觀察活動,它需要觀察者對觀察對象進行觀察的過程中能夠做到仔細而又全面,這樣一來,觀察的內容自然會很多。為了避免觀察行為出現混亂或遺漏,在觀察時,要按照一定的順序進行觀察活動。一般來說,觀察事物時是按照先觀察整體,再觀察局部,先觀察外部形態,再觀察內部結構,先觀察前面,后觀察后面,先觀察上面,后觀察下面這樣一個順序來進行觀察行為的,這種按照順序來觀察事物的方式符合人們由淺入深的認知規律,因此,觀察者更容易掌握觀察對象的本質;第三,要善于抓住觀察重點。在生物觀察活動中,一個觀察對象往往有無數的觀察點,根據不同的觀察目的,往往需要對觀察點進行篩選,否則什么都“一把抓”,反而會影響觀察的有效性。因此,在觀察活動中,我們要善于抓住觀察的重點,善于發現觀察對象的特征,緊緊抓住這些特征來進行觀察活動,觀察活動才更容易出成果;第四,養成書寫觀察記錄的習慣。在觀察活動中,客觀的記錄非常有必要。在觀察活動中,很多的觀察對象內容量很大,或者觀察的持續時間很長,如果沒有一個客觀詳盡的觀察記錄,很多現象、數據在觀察結束以后會遺失、遺忘,這顯然會對觀察活動的效果造成不利影響。因此,教師要讓學生養成記錄的習慣,對于實驗中觀察的現象進行一一記錄,這樣既可以避免觀察成果的遺失,又可以通過對觀察數據、觀察現象進行對比,還能更好地為觀察分析提供整體化的素材。總之,觀察力的培養是一個潛移默化的技巧形成過程,需要教師長期的滲透式教育和實踐訓練,作為生物教師,要善于發揮生物學科的優勢,長期的有計劃的對學生進行觀察力的培養活動。
作者:王輝 單位:江蘇省徐州市田家炳中學