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生物科學的研究方法

時間:2023-08-18 17:15:42

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篇生物科學的研究方法,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。

生物科學的研究方法

第1篇

關鍵詞:生物科學史;生物教學

生物科學史是生物科學發生和發展的歷史[2]。它用詳實的歷史資料描述科學家們在生物學領域的創造與發現,以及進行科學探究的思維過程和研究方法。在生物教育教學過程中,重視生物科學史例證材料的應用,能夠引導學生追尋生物科學成果的產生及生物科學發生發展的歷史過程,嘗試理解其本質,明晰其研究方法,探尋其研究的路徑。由于生物科學史即有豐富的科學思維、科學方法,又包含有科學精神等內容,因此,將生物科學史運用于生物課堂教學過程中的優勢就明顯地呈現出來。

一、有利于創建良好的學習情境,激發學生學習興趣

生物學是研究生命現象和生命活動規律的科學,專業性較強,其中就包含很多邏輯性強且較難理解的生物學專業術語。而這些專業術語恰恰是學生覺得枯燥無味、缺乏學習興趣的最基礎的教學內容,因此,在教學中涉及到這些知識點時,就要積極探尋能夠激發學生學習興趣、調動學生學習積極性的方法和手段。而恰當引用教材中出現的科學史料,不但能有效地建立學生學習生物學知識的情境,而且還會在生物科學史事的敘事情境中自然順暢的將學生引入到教學內容上來,使學生即會被輕松吸引,也會帶著濃厚的興趣進入學習的佳境,形成了積極主動探究的學習動機,推動了教學內容的實施。例如,在學習伴性遺傳時,介紹英國著名的化學家物理學家道爾頓發現色盲的故事,以此為線索,引出什么是伴性遺傳、伴性遺傳的特點;在講述條件反射時就向學生介紹巴普洛夫的實驗過程:利用狗吃東西時會分泌唾液的現象,在每次喂食之前都發出鈴聲,將鈴聲和給狗喂食結合起來,通過一段時間訓練后,只要鈴聲一響,狗就分泌唾液,條件反射建立,進而揭示了什么是條件反射,條件反射建立的過程及條件反射形成的原理.由此可見,恰當的引人生物科學史能夠把學生的學習興趣充分的調動起來,激發學生對學科知識的渴求與了解,促進了教學內容的完成。

二、有助于理解生物學課堂教學內容,掌握重點和難點

生物科學史不但展示了生命科學研究成果發現過程的史實,也揭示了生命本質的探究過程。在生物課堂教學中,將生物科學史作為教學材料,可以充分詳實的引導出教學內容中生物學知識的演變、發生、發展過程,滲透生物科學的研究方法和思維方式,幫助學生積累更多的經驗,提高分析解決問題的能力,這樣有益于學生對知識的消化理解,有益于切合認知規律。例如我們在講授植物《光合作用》時,將光合作用的發現史貫穿于課堂教學中,“1771年,英國科學家普利斯特利通過實驗證實植物可以更新因燃燒或呼吸而變得渾濁的空氣;1779年荷蘭科學家英格豪斯通過500多次的實驗證實了只有在陽光照射下植物綠葉才能更新污濁的空氣,到1785年才明確綠葉在光下放出的是氧氣,吸收的是二氧化碳;1845年德國科學家梅耶根據能量轉化和守恒定律指出光合作用過程中光能轉化成了化學能儲存起來;1864年德國植物學家薩克斯通過實驗證明了光合作用的產物除氧氣外還有淀粉;光合作用所釋放的氧氣源自于水的結論,在1939年被科學家魯賓和卡門使用氧同位素標記的實驗所印證。”[6]這一史料的介紹,闡明了光合作用的過程(重點),明晰了光合作用的本質(重點與難點),學生對光合作用有了透徹的理解;在“遺傳的物質基礎”一節,DNA分子的結構與復制是遺傳學的核心內容,既是重點,也是難點,將DNA分子雙螺旋結構模型的發現過程貫穿于課堂教學中,利用教學軟件,讓學生觀察DNA分子的結構和復制過程,這樣使復雜問題簡單化、直觀化,既突出了重點,也突破了難點,提高學生對重點和難點知識的掌握和理解,并為后續內容的學習奠定了扎實的基礎。

三、有利于培養自主探究能力,掌握科學的學習方法

生物課的教學過程中,學生不但要掌握生物學的基礎知識和基本技能,科學的學習方法、自主探究的學習能力的培養也是生物學的教學目標之一。而運用生物科學史中的經典實驗例證進行生物教學,是培養學生自主探究學習能力的一個有效途徑。生物科學史中的經典實驗史實,其中蘊涵著獨特的生物學思維和科學研究方法[3]。生物學家薩頓運用“類比推理”的研究方法提出了孟德爾假設的遺傳因子在染色體上的假說,這讓學生對類比推理有了一定的認識,知道這種科學方法存在局限性,也就是結論沒有通過實驗的驗證。學生就會帶著疑問“如何證明染色體是基因的載體”,巧妙的引入了生物科學史中摩爾根用假說演繹法及其實驗研究證明了這一結論的成立,并發展成為遺傳學理論。摩爾根無論對自己還是對他人的學說,都以實驗來檢驗正確與否。這樣學生可以感悟科學發現與探究的過程、方法和科學態度,有利于學生培養自主探究能力和科學的學習方法。

四、有利于塑造學生的科學素養,培育崇尚科學精神

科學素養是對科學知識、科研過程和方法、科學技術對社會及個人的影響的了解程度[4]。生物學課堂必須讓學生摒棄被動學習的傳統陋習,注重運用生物科學史中的具有嚴謹科學研究態度的例證,讓學生了解科學成果產生的過程,有意識地培養學生一絲不茍、實事求是的科研精神,獨自分析解決問題的能力及團隊合作能力。從生物科學史中可以看到,青霉素的發現是英國細菌學家弗萊明求真務實態度的成果;孟德爾遺傳規律是奧地利生物學家孟德爾以豌豆為實驗材料,克服重重困難、堅持不懈潛心研究了八年,最終總結出的科學理論;由此看出科學史料的滲透,利于塑造科學素養,培育崇尚科學精神。

五、有利于培育理想信念,促進學生成長成才

生物科學史料見證了生物科學發展與進步的歷程,展現了科學家求真求實的科學精神。每一個科學成果的產生都是科學家們堅持信念、積極探索、無私奉獻的結果。課堂教學中引入生物科學史料,就是充分重視它在學習過程中的積極促進作用。有效選擇適合的材料、運用恰當的教學方法,有利于幫助學生掌握生物科學知識的同時,真正了解科學家發現生物科學本質結論背后的頑強意志和信念[5],其始終如一的探索精神,勇于為生物科學畢生奮斗的高尚情操。“遺傳學三大基本定律”的問世是孟德爾、摩爾根以堅韌頑強的意志,分別在豌豆雜交實驗和果蠅性狀的遺傳試驗中最終發現的三大遺傳規律,這正是一種人生理想信念的體現。學生正處于人生觀世界觀形成時期,對未來充滿了好奇和想象,生物科學史料在教學中的恰當運用,使學生不僅掌握了豐富的生物科學知識,還學到了科學家們為生物科學奉獻的理想信念,有助于培養學生持之以恒堅忍不拔的思想品格,這對學生的成長成才都是至關重要的。在生物教育教學過程中,教師應充分認識到生物科學史的重要作用。將生物科學史準確運用的課堂教學中,不但可以完善學科體系,還可以促進學生對生物學知識的理解和掌握,提高了課堂教學效率和效果;同時在生物科學史的學習過程中,也培養了學生科學的思維及解決問題的方法和手段,燃起了學生科學探究的熱情,培養了理想信念,促進了學生的全面發展。

參考文獻:

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[5]韓小春.論生物科學史在高中生物教學中的運用[J].考試周刊,2016(25).

第2篇

一、激發學生學習興趣,掌握基本生物科學知識

在生物教學中重視基礎知識傳授,是培養學生生物科學素養的關鍵。在課堂上適當介紹生物科學研究的新成就,以及這些新成就可能對我們的學習、生活和工作帶來的影響,可以有效地給學生以啟迪。例如在學習轉基因技術時,針對轉基因技術的利弊問題,可以讓學生通過網絡查找相關資料,再結合相關生活經驗組織學生進行辯論,各小組同學分工合作,踴躍發言,教學效果良好。此外,我還經常組織學生開展一些活動,如在教室內放置一些綠色植物,給校園內的植物掛上標牌,以便大家了解認識植物。

二、結合重要概念和理論發現的教學

培養學生科學研究的方法概念是對事物的抽象和概括,生物科學在其發展歷程中有許多重大發現,生物科學方法是揭開生物世界奧秘的各種有效途徑、手段。生物教學中可以通過介紹科學家的科學研究方法來培養學生科學的思維方法,幫助學生消除錯誤概念,建立科學概念,從而提高學生的生物科學素養。例如在遺傳規律的教學中,可以讓學生查找相關資料,知道孟德爾研究遺傳規律的方法和過程。孟德爾利用業余時間進行植物(主要是豌豆)的雜交試驗,經過多年的不懈努力,揭示出遺傳學的兩個基本規律———分離規律和自由組合規律。這兩個重要規律的發現和提出,為遺傳學的誕生和發展奠定了堅實的基礎,這也正是孟德爾名垂后世的重大科研成果。孟德爾在研究中運用的是“假說———演繹法”,即提出問題創立假設設計實驗分析結果再實驗再觀察,直到找出事物內在的必然聯系,這是生物科學研究的基本過程。這是一種重要的科學發現模式和重要的科學研究方法,也是培養學生科學方法,提高學生科學探究能力的重要方法。通過熟悉孟德爾的發現之旅,學生不僅掌握了相關重要概念,還訓練了觀察能力,思維能力和分析能力,同時也培養了科學的研究方法,從而提高了學生的生物科學素養。

三、開展探究活動,培養學生的科學探究能力

生物科學素養不可能單純地依靠知識的講授、灌輸來形成,必須改變教學的策略和方法。生物課程標準的一個基本理念是倡導探究性學習,而加強科學探究是培養科學素養的重點。為此新教材一改過去過多地注重科學知識的弊端,十分重視全面提高學生的科學素養,安排有多個探究活動,盡管各個探究活動要求達到的目標和側重點有所不同,如有的重點是在如何控制變量和設計對照實驗上;有的是要求學生體驗探究的一般過程。但是可以說每個探究活動都蘊涵著豐富的培養學生科學素養的內容。例如學習“人體的免疫防線”時,引導學生通過模擬實驗來探究皮膚是一道保護屏障,這樣可以把復雜的實際問題轉化為理想的簡單問題。模擬探究前,教師可引導學生討論:①模擬實驗中模型(蘋果)與原型(人體皮膚)的關系?②如何設計實驗組與對照組?③如何控制變量?④為什么要將實驗材料按四種情況分別進行處理?在充分思考的基礎上根據探究計劃開展探究,由蘋果皮的功能推理出人體皮膚也有相似的功能。再通過調查家人、同學等,結合自己的生活經驗,了解皮膚破損引起的傷口感染情況等,從而證實類比得到的結論是正確的,感悟人體的皮膚是一道保護屏障。在整個探究活動過程中,學生需要不斷地對所遇到的問題進行分析思考,使學生的思維能力和生物科學素養得到螺旋式發展。因此探究活動非常有利于培養學生的科學思維方法和科學素養。

四、認真組織開展生物學實驗,指導學生掌握科學方法

生物科學是一門以實驗為基礎的科學,科學的結論建立在對充足的材料進行觀察和比較的基礎上,生物科學的核心概念、原理,均來自于科學家的科學實踐。因此,實驗是學好生物學的基礎,也是培養學生科學素養的重要途徑。例如在學習生物體的基本結構時,請學生制作洋蔥鱗片葉表皮細胞和人口腔上皮細胞等臨時裝片并觀察細胞結構,教學過程中,教師可先示范一次,然后讓學生獨立完成。實驗中出現的問題應該由學生通過討論和交流,自己找出原因。繪圖時要求學生一定要尊重事實,不要按照掛圖或教材中的插圖去描繪,以培養學生實事求的科學態度。學生通過實驗,在“做中學”的過程中,對“細胞是生物體結構和功能的基本單位”這一重要概念的理解將更深入。這樣,在學習活動中,學生能主動獲取知識,體現了自主、合作、探究性的學習過程,把實驗貫穿于教學的全過程,做到師生互動而又以學生動手實踐為主,并且學生的實踐活動又是在教師的精心設計下進行的,通過實驗過程中的活動和探索,一方面使學生更好地理解掌握科學知識,鍛煉動手操作能力,培養觀察能力和思維能力,另一方面,對實驗成敗的比較分析,使學生認識到進行科學的探索和研究需要實事求是的科學態度。這樣就把傳授知識,訓練基本技能和培養生物科學素養統一起來,提高了教學實效性。

五、總結

綜上所述,在生物教學的具體過程中,教師應利用一切可以利用的機會,激發學生學習生物學的興趣,不斷充實學生的生物學知識,使學生掌握科學的思維方法,注重培養和提高學生的生物科學素養,從而為學生今后的學習、生活和工作奠定堅實的基礎。

作者:錢建良單位:昆山市新鎮中學

第3篇

關鍵詞 科學方法 思維方法 學科方法 科學素養

科學方法教育,作為科學教育中不可分割的一部分,有著深刻的內涵和意義。中學生物科學方法教育,具有聯系生物現象與知識、知識與應用的重要作用,應在中學生物教育中受到重視。

老一輩教育家楊寅初先生(1937)在其教學論著中用一單元專門提出要注重科學方法的訓練;北師大陳皓兮教授(1987)的教學論著中寫道:60年代以來,在各國生物教育中都突出地提出要使學生在學習過程中善于從自然事物、自然現象中去發現問題,通過觀察實驗、積累資料、進行推論,借以學會認識客觀自然界的科學方法[1]。可見,中學生物教學中進行科學方法的教育,并不是一個新的話題。科學方法在學科學習的結構中,起到了橋梁和紐帶的作用,它將知識“變活”,將知識與實際產生聯系。目前,已有生物教學研究者在其學術論文中提出,高中生物新課程中涉及的科學方法主要有:觀察法、實驗法、模擬法、量化法、歸納法、演繹法、分析和綜合法、類比法等[2]。

生命科學是一門以實驗為基礎的學科,它在構建學生生命價值觀、培養學生創新能力等方面都有著巨大的意義。本研究試圖構建生物科學方法的分類理論,將中學生物科學方法教育的內容進行分類,進而提出在中學進行生物科學方法教育的實施路徑。

一、中學生物學科學方法教育內容的確立

1.生物學科學方法的內涵

方法,指人們認識世界和改造世界所應用的行為方式、程序及手段的總和。在科學研究中,是指借助于思維取得新信息、新成果的方式和手段[3]。科學學的奠基人貝爾納說得好:“良好的方法能使我們更好地發揮運用天賦的才能,而拙劣的方法則可能阻障才能的發揮”[4]。科學方法,指人們在認識世界的實踐活動中總結出來的正確的思維方式和操作方式,是獲取科學知識的程序或過程[3]。“與科學知識相比,科學方法具有更大的穩定性和更普遍的適用性”[5]。因此,在中學科學教育中,讓學生獲取科學方法比獲取科學內容本身更為重要。

方法是一種途徑,既能夠創造知識也能夠應用知識,只有掌握了方法,才能夠使理解科學和終身學習成為可能。學生對生物科學方法的學習不會自發進行,需要教師的教學指導。有研究者認為,科學研究方法必須基于特定理論進行觀察、實踐和測量,而科學方法包括通過觀察和實驗進行數據的采集,以及形成和檢驗假說。通過對上述內容的總結,筆者將生物科學方法的內涵界定為:人們在認識和解決生命科學問題的實踐活動中,總結出來正確的思維方式和操作方法,從而獲取生物科學知識的過程。

2.生物科學方法顯化教育的內涵

盡管大多數教師都能夠意識到科學方法教育的重要性,但對于生物科學方法教育的理解與感悟卻參差不齊,原因在于生物科學方法教育一直處于隱性教育水平。有研究者對物理科學方法隱形教育總結出以下不足:教學目標不明確、教學內容不明確、教學效果不顯著[6]。

和隱性教育對應的是顯化教育。所謂科學方法顯化教育,是指教師有意識地公開進行科學方法教育,學生有意識地學習科學方法,以達到理解知識、掌握方法和形成科學態度的目的[6]。中學生物科學方法教育也應當從隱性走向顯化。生物是門實驗學科,意味著生物學的知識本身就是由實驗、實踐中得來,知識的運用也體現在實驗中。在中學生物學的教學中,一是要體現出生物科學技能的必要性,二是通過思維方法的顯化,使得隱性認知得以被剖析,讓學生能夠認識并有意識地培養相關的思維方法,通過有針對性的訓練,使得學生能夠像一個“科學家”那樣思考和解決生物學問題、應用生物學知識。

3.中學生物科學方法的分類

筆者從歷史觀的角度縱向梳理了我國生物科學方法教育的內涵,翻閱從民國時期到當代的主要“生物課教學法”和“生物課程與教學論”,將其中作者意圖涉及的生物科學方法進行了整理(如表1所示),其核心思想是讓學生在認識和學習生物學中習得正確的思維方法及研究方法。

盡管上述生物教學的論著中對生物科學方法都沒有專門的敘述,但都提出了生物科學方法在生物學教學中的重要意義,并且涉及了生物學研究方法、生物學思維方法在培養學生生物科學素養中是不可或缺的角色。筆者按照生物學學科方法、生物學思維方法這兩類基本科學方法,構建了中學生物科學方法分類模型(如圖1所示)。

圖1 中學生物科學方法分類

(1)生物學思維方法

生物學思維方法是指生物學科研究方法中概括出來進行理論思維的方法,如分析、歸納、綜合、控制變量等方法。這些方法指導著學生在遇到生物問題時,能夠正確找出原始問題,并運用正確的思維方式去研究問題,進而更好的解決問題。一般來說,在中學生物教育中,用來進行理論思維的方法包括:分析、歸納、綜合、假說演繹、類比推理、比較、抽象化、對比實驗、控制變量等。但是由于思維是隱秘的,在日常教學中往往會忽視以其作為目標進行教學設計。

(2)生物學學科方法

生物學學科方法指在生物學中最常用的揭示生命現象的方法,它包括進行研究的流程,即科學探究的過程方法,如生物科學探究過程技能:發現問題、提出假說、設計實驗、完成實驗、分析數據、得出結論這整個的過程;也包括在中學科學探究中所運用的最基本方法,如生物操作方法:顯微鏡操作、觀察、解剖、染色、過濾、制作裝片、同位素標記法、調查、標本制作、純化、蒸餾、萃取等。它是整個生物科學研究的基礎,也是學生學習生物學知識,打好生物學基礎的必備條件。由于其與生物學科有直接密切的聯系,它也被稱之為強認知方法。

(3)中學生物科學方法的內在聯系

哲學中的科學方法從具體到一般層層遞進,下一層是上一層的基礎,而在生物科學方法的結構中,可以看到學科方法和思維方法之間有著直接的關聯,它們并不存在層級的高低,思維伴隨著學科的學習,學科方法的強化也鍛煉了思維方法。從認知的角度看,在解決問題時,會同時應用到思維方法和具體研究方法,但不論是生物學科方法還是生物思維方法,都應以中學生物學知識作為載體去強化和訓練。

二、中學生物科學方法教育內容的實施

1.中學生物學學科方法教育的實施

生物學學科方法在生物實驗教學中體現得最為明顯,通過生物實驗課、生物實踐活動,能夠有效地讓學生體會和感受科學方法在實際研究中的應用。例如,在“探究植物細胞的吸水和失水”實驗中,涉及制作裝片、使用顯微鏡、觀察、對比的思維和操作,那么教師在實驗課開始之前,就應當對學生明確提出要求,要求其正確使用顯微鏡和制作臨時裝片,并將過程告知學生,接著提出實驗需要解決的問題,讓學生自主進行實驗的計劃,鍛煉學生的科學探究思維。

2.中學生物學思維方法教育的實施

思維方法通常是滲透在教學內容當中,需將其顯化,使學生明確。比如,研究PH值對酶活性影響這一課時,通過控制其他因素只改變其中一種因素的控制變量法的應用在這里就顯得非常自然,而同時控制變量法又應用在很多其他知識的學習中,要注重在教學中對科學方法的總結和歸納。再如,分析和歸納是兩種最常見的科學思維方法,當學生通過實驗得出圖表或者曲線時,如何正確地分析和歸納也應顯化,以達到更好的教學效果。

三、中學生物科學方法教育的展望

1.在生物課程標準中顯化生物科學方法

我國現行生物課程標準是以生物知識為核心進行教學組織的,但從教育目的看,學習方法比知識更為重要。因此,以方法為核心、知識為框架的教學組織更有利于學生對于方法的掌握。課程標準作為綱領材料,應明確生物科學方法的重要地位。在生物課程標準中將生物學科方法和生物思維方法顯化在課程目標中,是生物科學方法教育的政策支持。

2.依據生物科學方法的邏輯組織教學

由于方法是現象與知識、知識與應用的聯接,根據生物科學方法來組織教學,將其作為邏輯組織教學能夠有效幫助學生掌握科學方法,建立學生科學方法知識體系。首先將中學生物中涉及到的科學方法進行羅列和總結,從橫向和縱向進行教學,以知識的角度看科學方法,然后通過科學方法組織知識體系。

3.提升生物教師的生物科學方法素養

教師是課堂的組織者、實施者,一切教育方法、教學策略的落腳點都是教師對學生的教學,因此,教師是最重要的課程資源。我國教育正處于改革的深水期,教師隊伍必須不斷更新自己的知識庫和教育觀念,才能跟得上教育改革的步伐。及時加強教師的專業能力,補充教師專業結構中的科學方法教育知識,是中學生物實施科學方法教育不可缺少的一部分。

參考文獻

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第4篇

關鍵詞:高中生;生物科學素養;提高;方法

提高生物科學素養是《普通高中生物課程標準(實驗)》提出的四個基本理念之一。作為高中生物學科教師,我們應通過同種渠道,實施多種方法,有效提高學生的生物科學素養

一、積極開展探究性學習

《普通高中生物課程標準(實驗)》把“倡導探究性學習”作為基本的課程理念提出。探究性學習的目標是:1.獲得科學知識;2.注重探究過程和處理信息的科學方法和能力;3.培養探究、合作的科學精神和一絲不茍的科學態度。從科學的本質出發,倡導探究性學習符合科學本身的特點。倡導探究性學習就是教師在教學過程中培養學生的獨立性、自主性,引導學生開展質疑、調查、實驗、收集、分析和解讀數據、推理、判斷、反思等探究活動中,既使學生理解、掌握和應用知識,又發展學生的收集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力,特別是培養學生的創新精神和實踐能力。生物學科中許多知識非常適合于學生通過自主探究的學習方式來獲得,同時探究有利于培養學生科學的思維方法和研究方法,從而提高學生的生物科學素養。盡管探究性學習組織難,不易駕馭,但對提高學生的生物科學素養的效果顯著。

二、及時宣傳生物科學新成果

教師要注意平時搜集一些生物科學的新成果,適時地與課堂教學知識點有機結合起來,使教材基礎知識與生命科學發展的最新成果相銜接,有利于培養學生熱愛生命科學、從事生命科學研究的志向。現代中學生思想活躍、思維敏捷,對新事物、新觀點特別感興趣,且易于接受。生物學教學應符合學生的這一心理特點,教師要盡量選用最新的資料,這樣才能激發學生的學習興趣。在教學時,教師可有針對性地補充一些與教學內容有關的最新變化的資料,縮小教學內容與現實生活的“距離感”“時間差”,用新鮮的信息刺激學生,從而拓展學生的生物科技視野,增進學生對生物科技與社會關系的理解,而且能喚起學生的時代感,使其樹立生命科學意識。

三、重視開展生物學實驗

生物學是一門以實驗為基礎的科學,沒有觀察和實驗,生物學就不可能取得舉世矚目的輝煌成就。加強實驗教學也是新課程改革的特點之一,如《分子與細胞》就新增了使用高倍顯微鏡觀察幾種細胞、觀察DNA和RNA在細胞中的分布、體驗制備細胞膜的方法、用高倍鏡觀察線粒體、探究酵母菌細胞呼吸的方式、探索環境因素對光合作用的影響、細胞大小與物質運輸的關系等實驗。加強學生實驗,培養學生觀察、體驗和探究能力,提高學生的生物科學素養,是生物學教學改革的一個必然趨勢。

教師在實驗教學過程中一定要注意改進實驗教學策略,使其真正發揮應有的作用。對于驗證性實驗,教師要鼓勵學生積極地對其進行假設和猜想,提高學生發現和分析問題的能力,使學生真正透徹地了解每一個實驗,并從中學到一些規律性的科學方法。探究性實驗能激發學生的好奇心和鉆研精神,能讓學生在實驗過程中體驗獲得成功的喜悅。因此教師可適當地以現有實驗為基礎,改進實驗方案,并盡可能讓學生自己親自設計與分析實驗,在滿足學生好奇心的同時,培養了學生科學探究能力。

四、進行生物科學史教育

《普通高中生物課程標準(實驗)》強調“要注重生物科學史的學習”。高中生物新課程教材新增了許多科學史上相關研究的事例和方法,這是新教材編寫令人矚目的亮點之一。注重科學史的教育是新課程改革的重要特點之一。生物學史是從辨證唯物主義和歷史唯物主義出發,對生物科學的產生與發展做出的科學總結,是生物科學家思維的結晶。科學精神是指人們在工作和學習中表現出來的自覺、頑強、勤奮、實事求是的情感、態度與價值觀。生物科學史是十分寶貴的教育資源,其中很多事例是對學生進行科學精神教育的良好素材。生物學史例能夠將知識傳授、能力培養和情意發展三方面教育融合起來,很好地體現生物學科的特點和素質教育的要求。生物科學史的教學要力求讓學生像科學家一樣一次次體驗科學探索的過程,理解科學的本質和科學研究的方法。

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。在教學中,教師要充分發揮生物學史例的教育作用,除了利用科學史的故事培養學生的學習興趣,還要利用生物學家的生平和事跡,對學生進行科學精神和價值觀的教育,例如“酶的發現”、“光合作用的發現”、“生長素的發現”、“DNA是遺傳物質的實驗”等史例是介紹有關研究的思維和方法,在這部分生物科學史教學過程中,教師不急于得出結論,要通過對一些經典實驗和邏輯分析的再現,使學生從中學習科學家的思維方法和理解生物學概念、原理的來龍去脈。通過讓學生體驗生物學知識的形成過程,注重對學生科學態度、方法和思維品質的養成。教材這樣編寫的目的是再現知識的發生過程,使生物傳統結論式教學變為過程式教學,達到既傳授知識又培養學生的科學思維的目標。

五、多滲透STS教育思想

第5篇

一、積極培養學生對生物學學習的興趣

興趣是學生力求接觸和認識某種事物的意識傾向,它對學生的學習活動起著推動的作用,在教學中首先必須重視學生興趣的培養。

1.重視設問,引導思維,調動興趣。實踐表明,學生運用自己的智慧克服困難越多,興趣也就越高。在教學中,教師應重視設問,如“血糖的調節”一課,我從學生熟悉的生活實際問題中引出,調動他們的興趣。提出的相關問題是:(1)學校召開運動會的時候,同學們為什么常常給運動員買葡萄糖?(2)為什么糖尿病患者不宜吃甜食?這些問題既涉及學習知識又引發了學生積極主動的思考,激發他們的學習興趣。

2.方式多樣,角度不同,發展興趣。生物學是直觀性很強的一門學科。除了經常使用傳統的直觀教學媒體外,各種各樣的網絡教學實踐也被越來越多的老師所青睞。如《基因工程》這一節,在進行教學設計的過程中,我將生物學原理、科學方法與技術的發展歷程相結合,使學生樹立發現問題、解決問題的正確科學思維方法,去激發學生積極思考,善于動腦,激發學生探索生命奧秘的興趣。同時充分利用計算機網絡信息技術,進行網絡環境下的信息化教學,指導學生瀏覽相應的信息資料,并提出相應的問題。通過學生的瀏覽和分析以及交流,獲得了大量的生物學科信息,開拓了學生的知識面,提高了對生物學科的興趣。

3.點撥前沿知識,突出社會責任,不斷提高興趣。

興趣產生于認識和需要。科技前沿知識由于具有“新”和“奇”的特點,可以更好地提高學生的知識興趣,如“克隆技術”、“人類基因組計劃”,學生聽得津津有味,生發出許多有趣的提問。如果我們把社會責任適時地加進去,就能更好地提高他們的興趣。

二、加強科學態度和科學品質的培養

培養學生的科學態度是生物教學中進行科學素質教育的重要內容。在教學中培養學生的科學態度采取以下幾種方式:

1.培養實事求是的科學態度。實事求是對于學生來說是一種非常重要的品質,應當把對學生實事求是品質的培養滲透在生物教學中。

2.激發學生的創新意識。鼓勵學生收集了大量的生物科技資料并匯報交流。如艾滋病病因及預防治療的方法和進展;克隆羊――多利的培育過程;癌癥、心臟病等方面的研究和進展等。這樣,不僅激發了學生的探究興趣,而且也激發了他們的科技創新興趣。

3.培養學生團結合作的精神。合作意識也是科學態度的重要組成部分。如調查媒體對生物科學技術發展的報道,目的就是要培養學生初步學會收集和處理生物科學技術信息的方法和能力,加強團結合作的精神。

三、讓學生掌握生物科學探究的一般方法和技能

近幾十年來,許多科學教育家認為科學探究是學生學習科學的有效方式之一,生物學科的探究能力主要體現在觀察、實驗、分析、綜合能力。其中,觀察、實驗不但是研究生物學的基本方法,也是培養學生多種能力的重要途徑。

第6篇

生物科學的發展史是一部不斷對生命活動規律進行探索創新的歷史,無數的科學探索留下了大量的經典生物實驗,這些經典實驗蘊涵科學家獨具匠心的科學思維和巧妙的實驗設計方法。可以看出,生物科學史蘊含著豐富的科學思想、科學方法、科學世界觀以及科學精神、科學態度等內容,因而具有很高的教育價值。生物科學史的學習不僅是《普通高中生物課程標準(實驗)》的明確要求,也是教師教學實踐中的切實需要。

案例教學是根據一定的教學目的,選取合適的案例貫穿于教學過程,來組織學生進行分析、討論、研究等,通過生生、師生之間的互動,以達到鍛煉學生的能力及形成良好的的個體品質的教學方法。將生物科學史融于生物課堂中,進行案例教學,旨在提高學生學習生物的興趣和生物科學的素養,同時能有利于提高學生信息搜集、提取和分析的能力以及簡單的科學實驗設計能力。

1 生物科學史在生物教學中的作用

1.1 利用生物科學史提高學生的科學素養

生物科學素養是公民科學素養構成中的重要組成部分。生物科學素養是指公民參加社會活動、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學知識、探究能力以及相關的情感、態度與價值觀。提高每個學生的生物科學素養是生物學教學實施的核心任?眨?也符合新一輪生物學課程改革所倡導的理念。

生物科學史中記載著科學家的生平事跡,從中挖掘科學家的科學態度、科學精神和科學世界觀,把它們滲透到生物教學中,對培養學生的生物學素養乃至科學素養和人文素養都具有積極的教育意義。學生置身于科學史的氛圍中進行領悟和體會,獲取豐富而有趣的知識營養,體驗嚴密的邏輯思維過程和解決問題的思想方法,并在厚重的歷史感中體會前人的智慧,從而提高自身的生物科學素養。

1.2 利用生物科學史培養學生的探究能力

生物科學史就是科學家探究生物學知識的科學過程史。生物科學每一個知識點的產生過程,就是一個科學探究的過程。如發現問題、提出問題、作出假設、邏輯推理、檢驗假設、分析結論、交流評價等,是對學生進行科學方法訓練的良好素材。學習生物科學史有助于學生了解每個知識點的來龍去脈,而且可以從其中一些典型事件中學習到科學家的科學探究方法。這樣不僅可促進學生深刻領會生物科學理論的論點,還能使學生在親身體驗科學探索的過程中接受科學方法的訓練,形成一定的探究能力。

2 案例教學在生物教學中的應用價值

2.1 案例教學有利于學生對生物學知識的建構和內化

生物學基礎知識包括基本的生物學概念、原理和規律,案例教學法通過呈現案例情境材料,經過分析與討論,不僅能幫肋學生獲得這些知識,更重要的是能將所學的知識進行內化,建構到原有的知識和經驗中去,利于學生獲得更深層次的知識即“隱性知識”。而在以教師講授為主的傳統課堂中,學生盡管能夠記在所學的生物學理論知識,但這僅僅是停留在書本上的理性思維的認識和收獲,是一種單一的、靜成的、孤立的抽象知識,充其量也就是一種“顯性知識”。

2.2 案例教學有利于培養學生的合作精神和與人溝通的能力

可以說,現代科學技術的發展都是人們合作的結晶,這在生物科學史上有很多例子,最經典的是美國生物學家沃森和英國生物學家克里克從1951年~1953年兩年間在英圖劍橋大學實驗室里親密的合作,最終揭示了生命最本質的奧秘――DNA雙螺旋結構,具有劃時代的意義。但是在傳統的課堂教學中,培養學生這種能力的機會不多,且較多地停留在口頭層面上,如果處理得不好,很可能變成一種生硬地說教,而案例教學的過程正是一個人際溝通、交往與合作的過程。因為小組合作是案例教學的主要組織形式,為了達到共同的學習目標,小組成員之間必須學會相互理解、彼此尊重和信任。

2.3 案例教學有利于培養學生的問題意識和分析問題、解決問題的能力

問題意識是創新的起點和發端,沒有問題意識就不會有發明和創造。而在案例教學過程中,教師是通過案例的呈現創設一個個具體的問題情境,課堂教學就在學生圍繞這些問題展開分析、小組討論、提出方案中進行。學生通過分析案例中所涉及的各種各樣的生物學問題,潛移默化地便逐步學會了如何分析問題、解決問題以及科學的思維方式。

3 結合生物科學史的案例教學過程

3.1 選擇合適的生物科學史撰寫案例

案例撰寫是教師在課前必須要完成的準備,也是搞好案例教學的重要環節。首先,教師要確立教學內容,并收集與此相關的生物科學史內容的案例素材。因為要編寫高質量的生物案例,就要有充足的案例素材。其次,教師要分析學生現有掌握的知識水平,結合相應的科學史內容在整個生物教材中地位,制定這個課時的課堂教學目標。確定教學目標是生物案例撰寫過程中的一個重要步驟,為從案例素材的篩選與取舍到最終形成案例的整個過程指明了方向。然后,仔細閱讀、分析案例素材,緊密結合生物學的教學內容,并聯系學生的實際情況,對案例素材作必要的篩選、修改工作,使呈現在學生面前的案例文字簡明扼要、不過于冗長,以免增加學生的閱讀負擔。最后,在充分考慮學生已有的技能和知識背景,教師結合一些能引起學生興趣并能產生思考、討論的問題,寫出組織教學案例。

例如,在對光合作用發現史組織教學案例時,教師可先羅列光合作用的背景描述,并整理光合作用的研究歷史,將不同科學家的探究過程、實驗結果、分析結論一一對比,找出光合作用研究進展的方向,同時根據生物課程目標確立光合作用發現史的知識、能力、情感的教學目標,最終撰寫出光合作用發現史的教學案例。另外,教師也可以根據科學家們的實驗情景進行問題的設計及討論,豐富案例內容。

3.2 在課堂中實施生物科學史的案例教學

在課堂中對生物科學史的案例教學進行完美實施是體現案例教學的真正價值所在。撰寫好的案例是進行生物科學史教學的保證,而在課堂中合理地分配教學時間,巧妙地應用教學技巧,適當地輔助教學手段,是真正落實生物科學史案例教學的關鍵。在教學過程中,如何體現科學家們的求真精神,如何展示前人在追求科學真理時的堅持,如何把握學生們的情感體驗,是教師們必須要重點關注的。

在遺傳物質發現史的案例教學過程中,教師可以借助達爾文的《物種起源》提出人們對遺傳和變異的機理開始了理性的認識,隨之與學生一起重溫科學家的實驗過程,體驗他們所做的實驗,感受偉大的發現。在講述格里菲斯、艾弗里的體內、體外轉化實驗,在描述赫爾希和蔡斯探究噬菌體侵染細菌的過程,簡單的敘述是不足以展示當年科學家們的那種持之以恒的探索精神,所以教師得有效地利用、整合各種教學資源,合理地、有條不紊地呈現。問題適宜時機的導入、實驗表格的設計、各種多媒體輔助的支持以及師生間互動模式的合作,都是將案例教學實實在在在課堂上實施的手段。

3.3 總結、反思、完善,以形成一個成熟的案例

一個成熟的案例并不僅僅是一兩堂課的教學實施就能形成,沒有及時的總結、反思,?]有一個案例的多次反復的教學實施,沒有不同案例之間在教學過程中的對比,是不可能獲得一個成熟、完善的案例。

第7篇

關鍵詞: 生物教學 科學素養 生物教學模式 生物教學方法 生物實驗課題

當今全球范圍內的生物科學技術發展越來越迅猛,生物技術和工程的成果正在不斷地提高人們的生活品質,同時對社會和經濟的發展產生巨大的推動作用。這就要求我們在生物教學中努力提高和強化中學生的生物科學素養,為社會培養更多素質高、能力強的后備隊伍。為此,新的《生物課程標準》也將把提高中學生的生物科學素養作為教學的主要目的和基本理念。《標準》指出:“生物科學素養是指參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學概念和科學探究能力,包括理解科學、技術與社會的相互關系,理解科學的本質以及形成科學的態度與價值觀。”如何強化中學生的生物科學素養?關鍵是在生物教學中著重抓好以下三個方面。

一、構建開放式生物教學模式

教學方式的變革是推進以提高創新能力為重點的素質教育的核心。傳統的以教師為主角、以書本為中心、以考試為目的的封閉式教學模式顯然已不能適應培養和提高中學生生物科學素養的要求,構建開放式生物教學模式已經成為當務之急。中學生物教學無論是教學內容、教學方式還是教學評價都應該走上開放的軌道。

1.培養教師和學生開放式學習的意識。無論教師還是學生都要認識到生物學開放式學習的重要意義,打破傳統的課堂教學框架的束縛,以全新的、開放的理念去對待教與學的過程。學習不是由教師把知識簡單地傳遞給學生,學生也不是被動地接受,而是要以主動、積極的學習態度,努力營造民主、平等、和諧的教學氛圍,為實行開放式教學奠定良好的基礎。

2.讓學生成為教學關系的主體。以往的以教師為中心的生物學教學方法只強調教師的“教”,而忽視了學生的“學”,使學生處于被動接受的狀態。而開放性教學則要求樹立“以學生為本”、“以學生為中心”的理念,充分調動和發揮學生在教學中的主體作用,減少教師對學生的思維預先設置的限制,使學生充分發揮個性,為學生提供更大的具有開放性和選擇性的自主發展空間。教師應有意識地提高生物教學活動的開放程度,積極引導學生通過實驗觀察、動手實踐、動腦思考和分析交流等方式主動參與教學活動,讓學生在生物教學中的主體作用得到進一步發揮。同時,教師要想方設法為學生創造良好的條件,使學生有更積極的主動參與意識、更多的主動參與機會,來提高中學生的生物學素養和實踐創新能力。

3.培養挑戰性思維,實現多向交流。生物科學是一門典型的實踐科學,教學中樹立學生的挑戰性思維方式尤為重要。教師要注意保護學生的個性化特點,鼓勵學生不迷信經驗和權威敢于逆向思考問題。不害怕錯誤和反對,敢于闡述獨到的意見和見解。不擔心失敗和挫折,敢于嘗試前人未做過的試驗。同時,要帶領學生開展多向交流活動。交流對象包括師生之間交流、學生之間交流、學生與社會之間交流等。交流內容可結合課程,采取教師預設主題、學生提出問題、扣緊當下社會熱點難題等,力求豐富多彩、貼近生活。同時,給學生的思維以想象和拓展的空間,在交流中不斷深化對生物學知識的理解和思考,打下良好的專業素養。

4.開放教學評價。開放式生物學教學必定要有開放性的教學評價作為后盾和保障,在考查中學生的學習效果上不能僅用傳統的考試方法,而要引進實驗觀察、動手操作、撰寫心得體會和小論文等多種評價標準。注重學習評價的激勵作用,使學生學習知識、探究問題和參加實踐的興趣在評價中得到激發。

二、實施探究性生物教學方法

“積極倡導自主、合作、探究的學習方式”,這是新課標提出的一個基本理念。這就要求教師利用科學探究的方法,主動開展探究性教學,改變長期以來只強調讓學生學習書本知識,并以灌輸的方式進行傳授,只是簡單地“授人以魚”,而沒有“授人以漁”的現狀。生物學的探究性學習要求學生從設問討論結論提高的探究過程中,達到調動學習積極性,培養探究能力,提高生物科學素養的目的。

1.強化教師的創新意識,進一步夯實教師生物教學功底。從傳統生物學教學方式向探究式教學的轉變,要求教師先行。要在思想上強化教學創新意識,充分認識這種轉變的重要性和意義所在,也要求教師進一步提升生物教學功底,具備較深厚的生物學知識,這是培養中學生生物科學素養的前提條件。要樹立認真鉆研的精神,不斷更新、充實專業知識,及時把握教學動態,吃透課程標準,明確授課目標,準確取舍,突出重點,做到有選擇地開展生物學探究性教學活動,防止泛泛而為、不分輕重。

2.循序漸進,選取合適的課題進行探究。在探究性生物教學中,根據不同的教學內容,按不同的難易程度設置適當的問題,是教學的關鍵。中學生對生物學知識有一個不斷積累的過程,學習領會的能力有待逐步提高,探究課題的設置也應當循序漸進,適合不同階段的特點,才能取得實實在在的效果。因而,教師要根據教學進度和學生掌握知識的程度,事先制訂好生物課程探究性學習的步驟、方法和內容,形成一個完整的系列,既要環環相扣,又要將每個環節與各章節課程相融合,并突出重點。

3.教師要充當引導者的角色。在探究性學習過程中,學生是主體,而教師則要發揮好指導作用,引導學生在一個完整的系列活動中學會嘗試、分析、歸納和總結。教師的引導要著重體現在三個方面:一是因勢利導,著重強化中學生各種基礎訓練,為今后進一步深造打下良好基礎。二是因人施教,了解每個學生的知識功底,對不同層次的學生采用不同的指導方法。三是因果關系,對探究性學習要完成從實踐到理論,再回到實踐的過程,讓學生知其然,更知其所以然。

4.重視探究性學習的總結與反思。總結與反思是至關重要的升華,毫不夸張地說,若缺少總結與反思,探究性學習只是完成了一半。教師要帶領學生認真分析探究性學習的結果,得出有理有據的結論。同時積極促進學生之間的交流,培養學生嚴密的邏輯思維、辯證的分析歸納和科學的總結表達。而及時的反思更能培養學生的探究精神,并養成良好的反思習慣。

三、開展研究性生物實驗課題

研究性實驗是在教師的指導下,讓學生從課堂知識和生活實際中提出研究性課題,通過實驗研究得出結論,以此來學習科學研究的過程和方法,自主地吸收生物學知識,應用生物學基本理論解決問題。它有利于提高中學生的創新意識,樹立科學的價值觀,是強化中學生的生物科學素養的重要手段。一般來說,它是以確定研究課題制定研究方案實施研究過程得出研究結論交流研究心得作為一個完整的研究性實驗過程。

1.變驗證性實驗為研究性實驗。傳統的驗證性實驗大多為預設好的、簡單的操作過程,由于事先有了明確的實驗結果,學生只需進行模仿操作即可完成整個實驗。這種方法不利于調動學生自主鉆研的積極性,阻礙了學生提出質疑、發表見解的探究思想,束縛了學生創新精神的培養。因此,當今的中學生物教學急需將驗證性實驗轉變為研究性實驗,以最大限度地激發中學生的學習興趣和研究的欲望,變被動驗證為主動探索,促使學生在研究性實驗的開展過程中去發現問題,思考問題,解決問題,親身感受問題帶來的挑戰、研究帶來的收獲。

第8篇

關鍵詞: 高中生物 “生物科學與社會”模塊 大學教學

為提高學生的科學素養,中學新課改已在全國相繼開展,這不僅要求中學教師要適應課改,同時也要求高校培養出勝任中學課改教學的教師。但是,目前高校的教育與中學的教學常存在脫節現象,為適應高中生物教學需要,必須對大學的生物學教學進行適當的調整,以使高校“生物科學”專業培養的學生能夠更加適應中學教學的要求。

在新課標中,高中生物課程包括必修和選修兩大部分。必修部分體現了生物學的核心基礎,又反映了生物學迅速發展的領域。選修部分是在修完必修教材的基礎上進行選修的[1-2]。選修部分包括“生物技術實踐”、“生物科學與社會”和“現代生物科技專題”3個模塊,其中“生物科學與社會”涉獵的范圍最廣,并且與現實生活聯系緊密。“生物科學與社會”模塊共包括4個專題:生物科學與健康、生物科學與農業、生物科學與工業、生物科學與環境保護[2]。大學教學內容與其適應方面出現的問題也較多,它對大學課程設置和課程內容提出了新的要求。

1 生物科學與健康

生物科學與健康專題中,新課標要求是:簡述基因診斷和基因治療;舉例說明器官移植;簡述避孕的原理和方法;舉例說明人工受精、試管嬰兒等生殖技術;簡述抗生素的合理使用。

這一章的內容屬于醫學領域,它貼近生活,直接關系人的身體健康和生殖問題,內容涉及大學的現代分子生物學、細胞工程,基因工程等課程,對這些問題的了解將有助于人們生活質量的提高。首先,在大學的基因工程和現代分子生物學這兩門課程里,詳細闡述基因診斷、基因芯片技術在診斷中的應用。從總的內容來看,大學的課程基本涵蓋了中學的內容,并且介紹得更為深入。第二,在大學的細胞工程課程中,基于干細胞培養的技術與原理闡述了組織工程方法,組織工程化皮膚、骨骼、血管等組織工程器官。組織工程是傳統器官移植治療方式的革命。但是,大學的課程只涉及器官移植的未來發展方向,而對人體的器官移植的發展歷史和發展現狀卻沒涉及。第三,在大學的細胞工程課程中,還詳細闡述了動物的體外受精的概念、歷史和技術。但對人類的試管嬰兒并未獨立列出和闡述。所以人體的器官移植的發展歷史和現狀以及試管嬰兒的內容應該在適當課程中增補。

上述中學課標還要求簡述抗生素的合理使用,簡述避孕的原理和方法。但這些醫學衛生知識在大學的課程里卻顯得相當匱乏,幾乎沒有一個課程(包括人體解剖生理)涉及這些問題,所以在大學的教學里應積極補充這方面的內容。

2 生物科學與農業

在生物科學與健康專題中,新課標要求是:概述農業生產中的繁殖控制技術;列舉現代生物技術在育種中的應用;簡述植物病蟲害的防治原理和技術;關注動物疫病的控制;描述綠色食品的生產;舉例說明設施農業。

這一章的內容在大學里涉及了動物、植物的遺傳育種,動物醫學,植物生產學等的基本知識。首先,就大學的遺傳與育種教學來說,主要偏重于遺傳學基礎知識,其中只介紹少部分的常規育種技術,而對非常規育種介紹得非常少。中學課本涉及農業生產的繁殖技術(包括植物微型繁殖技術,人工受精技術,胚胎分割技術,克隆哺乳動物技術)和現代生物技術在育種上的應用(包括轉基因技術育種、細胞雜交育種、轉基因生物的安全性)。傳統的遺傳與育種課程已不能滿足這些需求,但細胞工程這門課程包括上述內容,可以滿足我們未來教師的需要。第二,就植物生產或相關課程來說,雖然包括病蟲害的防治原理和方法,但缺少病蟲害預測的常用方法、性信息素的作用,同時也沒有強調轉基因技術在生物防治中的作用,因此需加強以上內容闡述,把病蟲害的防治當作課程的重點。不過大學的生態學相關課程,在生態系統的信息傳遞里對闡述性信息激素概念和作用也做了闡述。另外,在現在的植物生產類的相關教材,關于智能農業的內容這一方面還相當弱,也應該給予強化。其它關于綠色食品的生產和設施農業的內容可以完全滿足需要。第三,就動物養殖的相關課程來說,同植物生產的相關課程類似,應加強或補充動物疫病方面的內容,尤其是動物疫病的類型與防治。總之,無論對動物或植物來說相關的病害或蟲害都是生產中的關鍵問題,在課堂教學中應突出這一點。

3 生物科學與工業

在“生物科學與工業”專題中,新課標要求是:舉例說出發酵與食品生產;舉例說明酶在工業生產中的應用;舉例說明生物工程技術藥物和疫苗的生產原理。

在大學的課程里這一章內容涉及微生物與發酵,酶工程、生物制藥三門課程。首先,就大學的微生物與發酵課程來說,中學課本提到的發酵工程發展歷史和發酵的生產過程是其基本的內容,不需要強化或補充。但關于現代生物技術――基因工程在生產中的應用方面的信息及發酵過程的一些細節問題還比較匱乏。對于這些不足,在大學的酶工程這一門的課程能夠等到補充和完善。因為在酶工程中,關于酶發酵生產的工藝控制對上述內容講解是非常詳盡的。另外,酶工程對酶在食品、輕工業等方面的應用介紹也非常詳盡,能夠完成培養生物教師的任務。第二,對生物制藥這門課來說,主要介紹用基因工程制藥、細胞工程制藥、酶工程制藥等制藥的基本原理、方法和應用。經過這些方面的學習,學生對基因工程制藥、細胞工程制藥的基本知識的掌握就比較全面了,但關于生物技術疫苗內容比較薄弱,這些內容只在教材中附帶的被提出來,沒有被當作一個專門問題來闡述,應在今后的教學過程給予強化或補充,或者增加免疫學課程。

4 生物科學與環境保護

在生物科學與環境保護專題中,新課標要求是:識別生物性污染;概述生物凈化的原理和方法;認同有利于環境保護的消費行為;關注生物資源的合理利用,列舉生物資源面臨的危機及原因;倡導綠色消費。

這一章的內容屬于基礎生態學方面的內容。基礎生態學主要介紹生態學的基本概念、基本原理及基本應用,但比較偏重于基本原理。中學課本里關于生物污染與預防、生物凈化的原理和方法屬于基本原理內容,在大學的課程被當作重點內容詳細闡述,所以并不需要強化與補充。關注生物資源的合理利用、列舉生物資源面臨的危機及原因,綠色消費屬于應用生態學方面的內容。從中學課標看出,生態學基本原理和應用生態知識擁有同樣的重要地位,在中學教材各占一半篇幅。現代生態學研究已從理論研究轉向應用研究,中學課本很好地把握了這一趨勢。但大學基礎生態學課程里,應用生態學內容比較少,信息量少,比較籠統,就生物資源的合理利用里的生物資源危機來說,缺乏具體事例和數據,也沒有具體闡述生物資源的合理利用辦法,同時也沒有提到綠色消費的相關內容。這些應用生態方面的知識在大學生態學教學中應著力補充。

從以上分析我們可以看出,生物科學與社會這冊書包括的范圍廣,介紹了生物科學在工業、農業、醫療保健、環境保護等方面的應用,涉及大學的眾多課程,包括現代分子生物學、細胞工程、基因工程、酶工程、生物技術與制藥、微生物與發酵、遺傳與育種、生態學、植物生產、動物養殖、醫藥衛生。尤其醫藥衛生相關課程最為薄弱。所以大學的課程建設應關注這個問題,積極建立一門介紹基本醫藥衛生知識的課程或者把相關知識融入到相近課程,讓我們的未來教師把更多的醫療保健知識傳播給學生,提高學生的自我保健能力。另外,對于一些課程內容并不需要探究太深,其中的一些課程可以整合成一門課程。比如植物生產和動物養殖整合為一門課程,既節省學時,又使學生對農業有所了解。

面對高中課程改革,我們要做的不僅是大學專業課課程設置的調整,同時要強調講授內容要與現代生活的應用方面相聯系,要反映生物學發展的前沿。只有這樣,我們的畢業生才能適應高中生物的教學工作。

參考文獻:

第9篇

關鍵詞:高中生物;素質教育;策略

中圖分類號:G63 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9132(2017)06-0109-02

DOI:10.16657/ki.issn1673-9132.2017.06.067

應試教育到素質教育轉變是當前我國基礎教育領域的一項深刻變革,多年來,教育界一直在探索具體的實施辦法,做出了很多有益的嘗試。不過,總體看來,素質教育還有很長的路要走,要實現素質教育,需要多方面共同努力。我們的高中生物教學同樣需要開展素質教育,這關系到我們培養的生物科學人才的質量高低。在日常的教學實踐中,我們積累了一些經驗,因此,現在,筆者就高中生物教學如何推行素質教育提供一些建議和思考,希望給大家提供借鑒。

一、運用生命科學史滲透素質教育

當前,生物科學發展迅猛,世界上諸多國家都加大了對生物科學的研發投入,人類對生物生命科學的奧秘有了更多新的發現和認識。生命科學史內容的引入可以讓學生從歷史的角度對生物生命科學有個整體的認識。國際上普遍將科學素養概括為三個組成部分,即對于科學知識達到基本的了解程度;對科學的研究過程和方法達到基本的了解程度;對于科學技術對社會和個人所產生的影響達到基本的了解程度。目前各國在測試本國公眾科學素養時普遍采用這個標準。只有在上述三個方面都達到要求者才算具備基本科學素養的公眾。而對于我們的學生來說,一個進行科學素質教育的基本指導思想應該是讓學生了解生物科學研究的一般過程,而不僅僅看重結果。在課堂上適當引入生命科學史,使得學生在這些歷史故事中,了解學科發展以及研究方法,這樣學生不僅受到厚重人文氣息的熏陶,而且潛移默化間也學會了新的學習和思考方法,進而使得科學素質得以提升。因此,我們要把生命科學史引入課堂教學。

例如,通過光合作用的發現過程進行科學史的教育,可以使學生了解到,科學家用了200多年的時間,才對光合作用的生理過程有了比較清楚的認識,從而使學生認識到科學發現的艱難、科學研究方法的重要,以及綜合利用各學科的成果和研究手段的重要性。所以,教師在教學中一定要深入挖掘這樣的教學契機,將生命科學史自然融入其中。生物科學中很多的新發現都不是輕而易舉的,有艱苦卓絕的深入探索,也有靈感閃現似的頓悟,然而這一切其實都是為有準備的人而生的。這些歷史故事可以給學生勇于攀登科學高峰的勇氣,讓他們逐漸具備生物科學研究所需要的必備素質,那就是基本的研究頭腦和用于探索,認真執著的品質。

二、高中生物課堂要培養學生良好的觀察習慣和品質

(一)讓學生學會觀察

觀察看似簡單,實則不然,做科學研究,就要學會科學的觀察方法。科學歷史上一些重大發現無不始于細心科學的觀察,科學脫離不開實踐,我們要在實踐中觀察,養成勤于觀察、善于觀察的好習慣。尤其是生物學的學習跟觀察是密不可分的,只有通過觀察,我們才能發現生物的多樣性、特異性、細微性。作為教師要積極調動學生主動去觀察的興趣,興趣本身有著強烈的動力,讓學生愿意去觀察,帶著問題去觀察。濃厚的學習興趣,是啟迪學生求知欲望,培養學生觀察能力的重要手段。

(二)培養學生的綜合觀察習慣

在多年的教學生涯中,我們會發現,各門課程之間好像互不相關,然而,實際上彼此之間卻有密切的聯系。事物之間不是孤立存在的,面對觀察對象,要啟發學生去思考事物之間存在的內在聯系。通過綜合觀察習慣的培養,學生就能夠將不同事物和現象之間聯系起來進行綜合的思考和學習。如生態系統中的食物鏈,通過綜合觀察,學生才能真正認識食物鏈是什么,它的結構呈現出什么特點,才能真正認識生產者、消費者和分解者三者之間的關系。

(三)培養學生全面記錄的習慣

及時準確的記錄是觀察必不可少的環節,這樣就可以避免觀察本身的隨意性。在觀察之前,教師要指導學生有目的地觀察,觀察中要注意重點關注的是什么,可以列出觀察的提綱,留出空白,方便學生作詳實的記錄。因此,在觀察提綱的引導下,學生就能比較全面、詳細地去觀察,同時也更能做好觀察記錄。科學研究講究嚴謹求實,好的記錄習慣也必不可少。如觀察海洋魚類的多樣性,教師可以帶領學生對海洋魚類標本進行全面觀察,全面記錄海洋魚類的形態、大小、魚鰭的形狀大小等等。在觀察和記錄中加深對知識的理解和記憶的深度。

三、教師要提高自身素質,改變教學觀念

(一)教師要提高自身業務理論水平

學生素質的提高,首先需要一位高素質的教師,生物科學發展迅猛,生物學教師要緊跟科學發展的前沿,樹立“活到老,學到老”的理念,將學習變成習慣,扎實提高個人業務水平和理論素養。只有這樣,教師才會更靈活、更科學地去安排好教學,對課堂進行優化,學生才能受到教師更多有益的影響,進而促使學生綜合素質的提高。

(二)教師要改變傳統的教學觀念

素質教育下的高中生物教學要改變傳統的教師“一言堂”的局面,要充分認識到學生才是課堂的主人,變傳統的“以教師為中心”為“以學生為中心”,通過教學創新,充分調動學生參與課堂的熱情。在教學改革中,PBL教學法讓學生帶著問題去學習,通過自主探究合作的學習效果會更好,應加以推廣應用。

總之,在新課標的指引下,我們高中生物學教師要轉變觀念,大膽改革實踐,不斷提高自身素質,充分調動學生的積極主動性,將素質教育滲透到課堂教學中去,通過生命科學史,培養學生科學的觀察和研究能力等,助力學生綜合素質的不斷提高。

參考文獻:

第10篇

 

現代教學理論認為,“教學活動必須在一定的教與學的環境中進行,教學就是在創造一種環境。教學過程是人與環境相互影響、相互作用的過程”。李秉德提出“環境是教學七要素之一,教學環境受制于外部條件”,他還論述了學習環境的重要性以及有關的理論問題。何克抗認為:“學習環境是人們利用各種資源形成對事物的理解和構建解決方案的地方”。學生是學習的主體,學校和教師所做的一切是為學生的學習提供一種學習環境。“近朱者赤,近墨者黑”、“居必擇鄉,游必就士”、“居必擇鄰,交必良友”。古人早已提出,環境影響人的成長,因此,學習環境影響學生的成長。為此,本人在教學中作了一些創設學習環境的初步研究。本文就“孟德爾豌豆雜交實驗”一節的教學中如何創設學習環境,激發興趣和發展科學能力,談幾點做法和認識。

 

1 創設有趣的學習環境,培養學生對生物科學的興趣和熱愛

 

熱愛科學,首先要對科學有興趣。課堂教學是師生“教”與“學”活動的戰場,是科學能力培養的主要途徑之一。因此,在生物教學中要更新教育思想,充分利用生物科學的特點,把發展學生的科學能力滲透和貫穿在教學活動的始終,做到既傳授科學知識,又激發學生對生物科學的興趣,從而產生對生物科學的熱愛。

 

1.1 巧設課的引入,激發對生物科學的興趣

 

課堂教學的引入,有集中學生的注意力,促進學生進入求知的良好狀態的重要作用。本節課的引言,可以這么設計:“兒女與父母的相似遺傳現象,可是有的同學發現自己是單眼皮,而父母是漂亮的雙眼皮,他會因此覺得很懊喪,而且懷疑性狀是不是遺傳的?自己是不是父母親生的呢?同學們想不想知道這到底是怎么回事呢?通過這一節的學習,大家就會懂得其中的道理。”本節的引言,還可以這樣設計:“有兩個小麥品種,一個品種抗倒伏,但容易感染銹病;另一個品種一倒伏,但能抗銹病。如果把兩個品種的優良性狀集中到一個體上來,得到既能抗倒伏又能銹病的小麥品種,那該多好!通過這節課的學習,大家就會知道,現在這種想法已完全可以變成事實。”這樣的引言,生動有趣,學生愛聽,可以吸引他們的注意力,激發他們對生物科學的興趣。

 

1.2 介紹生物科技新成就,激發對生物科學的熱愛

 

生物科技與人類的關系十分密切,從農業、醫藥衛生、工業和國防等方面均有重要的意義。21世紀生物科學的研究將更大地促進國家的經濟建設和社會的發展。因此,在教學中適時、適當介紹一些生物科技新成就,可以激發學生對生物科技的熱愛,為將來獻身生物科技的研究,打下堅實的思想基礎。本節課我在導入新課時介紹有“雜交水稻之父”之稱的袁隆平的故事。告訴學生袁隆平試驗成功的雜交水稻在我國推廣后,每年為我國增產水稻1億公斤以上,為我國乃至世界解決廣大人口的溫飽問題所作出的巨大貢獻。這節課還可以進一步介紹,通過基因工程可以打破種間屏障,超越孟德爾極限創造出高科技的動植物新品種,從而極大地滿足人們的需要。通過這些生物新科技的介紹,增強了學生的社會責任感,激發學生對生物科學的熱愛。

 

2 利用科學史,培養學生正確的科學態度和科學精神

 

各種科學的發現和發明創造都離不開科學家的辛勤勞動。今天我國在不斷深化教育改革,全面推進素質教育,實施科教興國戰略。我們的教學不僅要傳播豐富的科學知識,更重要的是要在教學中滲透科學態度和科學精神的教育。

 

傳統的教學,一般是教師將前人已獲得的生物學成果,如概念、知識、結論等直接傳授給學生,使學生在短時間內被動地接受現成的知識。但是生物學知識都是經過觀察、實驗得來的,因此,在教學中重視介紹科學知識產生發展的科學史,突出知識的產生過程,能激發學生對生物科學的興趣,從而產生主動探索生物科學的愿望。

 

本節課的課前我布置學生課外收集有關孟德爾的故事,課上花點時間讓部分學生代表各小組講孟德爾通過豌豆雜交實驗發現遺傳規律的故事:孟德爾出生在貧寒的農民家庭,父母親都是園藝家。孟德爾童年時受到園藝學和農學知識的熏陶,對植物的生長和開花非常感興趣。長大后熱衷于植物的雜交實驗,希望能培育出優質高產的農作物品種,提高貧苦農民的糧食產量,解決溫飽問題。在豌豆雜交實驗中,他驚奇發現一對相對性狀的兩個親本雜交,F1代只表現出一個親本的性狀,F2代出現固定的分離比,顯然與當時的融合遺傳理論不相符,孟德爾敏銳地發現了新的問題,通過細心的觀察和分析,并精心設計實驗程序,反復多次進行實驗研究,以及超越時代的大膽猜測和推理能力,經過8年的不懈努力,終于發表了《植物雜交試驗》的論文,得出了遺傳的兩個基本規律,成為遺傳學的奠基人。這樣的故事,能激發學生主動積極參與課堂教學去探索遺傳規律的內容,同時學習孟德爾的那種百折不撓的熱愛科學、追求科學、獻身科學的精神和勇于探索、嚴謹細致、實事求是的科學態度。這對學生的一生都將產生巨大的影響,無疑是十分有益的。 3 創設探究性學習環境,培養學生的嚴謹的科學探究能力

 

科學探究是人們探求知識、解決問題,理解科學思維和方法的重要途徑、手段和方法。科學探究過程包括提出問題、做出假設、設計實驗、進行實驗、分析結果得出結論、表達交流和進一步探究等。科學探究過程可以涉及到所有的環節,也可以只涉及部分環節。充分挖掘教材中進行科學探究教育的素材,讓學生親身體驗科學結論得出的方法,可以使學生了解探索科學知識的方法。我把本節課設計成探究式課堂,學生在預習的基礎上,通過小組內的討論提出本節課最希望知道(學習)的問題,小組間再匯總、交流討論,形成本節課的探究問題:a.孟德爾怎樣設計豌豆雜交實驗?b.孟德爾實驗后發現什么問題?c.你可以如何解析實驗現象(假設是什么)?如何驗證假設?通過探究式學習,學生體會到了孟德爾的研究過程中,隱含著非常科學嚴謹的研究方法,他的實驗結果非常可靠,是他實驗成功的一個重要原因。同學們既獲得了科學知識,而且記憶深刻,又培養了嚴謹的科學探究能力。

 

創設探究式教學環境,既可以在新課教學中進行,也可以在習題訓練中進行,還可以布置在課外進行。例如在高考經典習題訓練中也可以創設探究性學習環境:“已知牛的有角與無角為一對相對性狀,分別由常染色體上的等位基因A與a控制。在自由放養多年的一群牛中(無角的基因頻率與有角的基因頻率相等),隨機選出1頭無角公牛和6頭有角母牛分別,每頭母牛只產了1頭小牛。在6頭小牛中,3頭有角,3頭無角”。我把這個題目設計成探究式教學,讓學生通過小組討論確定要研究的問題。有2組提出“無角和有角,哪一種是顯性性狀?”,有2組學生提出“是否能確定顯性性狀是什么?”,有6組提出“1頭無角公牛和6頭有角母牛分別,再生一只無角牛(或有角牛)的概率是多少?”。后一種問題是我預先沒有想到的,原來學生是直接把有角當成顯性性狀。所以,把高考題改成探究式試題,還是需要一些條件限制的。確定了探究問題后,學生進一步討論如何做出假設,演繹推理的結果是什么?等等。學生在這一過程中體會到探究式科學研究的方法、過程。初步學會了提出問題、做出假說、演繹推理、實驗設計等科學探究能力。

 

4 開展科技活動,培養科學實踐能力和創新能力

 

課外可以開展多種生物科技活動,強化科學能力的培育和發展,增強學生科學實踐能力。如指導動物飼養小組,捕捉和培養果蠅,然后做觀察果蠅唾腺染色體的實驗。又如指導植物栽培小組種植玉米,做“白玉米與黃粒玉米的雜交實驗”,觀察和統計實驗結果。在“孟德爾豌豆雜交實驗”課堂上,請同學介紹實驗過程,分析實驗結果,并演示收獲的成果。再如學習了遺傳規律后,組織我校高一全體學生到福建省亞熱帶植物研究所參觀學習,聽引種園育種教授的有關報告,實地參觀各種實驗室和苗圃基地。再比如發動學生利用學到的知識在課外調查當地遺傳病的種類、特征、病人的數量以及他們的家族中發病的情況等,畫出遺傳系譜圖,寫出調查報告。這樣可以使學生明確近親結婚的危害,自覺地宣傳婚姻法。在這過程中,學生通過調查、訪問、觀察、分析、總結、查閱有關資料,撰寫生物科學小論文等,能使學生的科學探究能力得到培養。通過科技活動的開展,一方面可以激發學生的學習興趣,更加明確生物科技與人類息息相關,從而產生獻身生物科學的責任感;另一方面,可以使學生把課內的理論知識應用于科技實踐活動,嘗試做小科研工作者,從中體會科研的方法,增強創新能力、實踐能力。

第11篇

1 當代大學生的生物科學素養現狀及其存在問題

生物相關專業的學生對生物科學技術具有濃厚的興趣,生物科學技術基礎知識扎實,對生物技術發展持積極的肯定態度,具備良好的科技強國的信念。但是,他們對高新生物科學技術知識和先進實驗技術了解較少,生物科學實驗實踐技能較差,對生物科學科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有調查表明,當代大學生對于當前的一些生物熱點問題有一定的了解,但是對于高新技術的應用和新的科學研究領域的認識不足。在理性上,有43%的學生是盲目的懷疑,或者是盲從專家和他人的觀點,對事物較少有自己的看法;在探索求知精神上,“科學功利主義”對學生的影響最大,使得學生視野狹窄、目光短淺;在實證精神上,有62%的學生缺乏實驗實證精神,偏重抽象思維,缺乏科學實驗的精神和價值眼光。②此外,許多高校只注重生物專業課的常規教學,很少舉辦專門的科研活動,且科學技能培養與鍛煉的途徑缺乏,這使得大學缺乏濃郁的科學素養氛圍,學生較難形成一定的科學技能,由此科學實踐能力也較差。

2 細胞生物學教學中培養科學素養的意義

細胞生物學是生物學類及農林醫藥類本科生一門必修的專業基礎課,是現代生命科學的前沿分支學科之一,它是以細胞為研究對象,從細胞的整體水平、亞顯微水平、分子水平等三個層研究細胞和細胞器的結構和功能、細胞的生活史和各種生命活動規律的學科。細胞生物學是一門承上啟下的學科,和分子生物學一起同是現代生命科學的基礎,并廣泛滲透到遺傳學、發育生物學、生殖生物學、神經生物學和免疫生物學等的研究中,和農業、醫學、生物高新技術的發展有密切的關系,是生命科學的重要支柱之一,在解決人類面臨的重大問題、促進經濟和社會發展中發揮重要的基礎作用。同時,細胞生物學又是一門實踐性很強的學科,重要理論與實踐密切地聯系著。隨著生命科學自身和生物產業的快速發展,對生命科學相關領域創新型人才的需求也在不斷增加。由此可見,細胞生物學課程中科學素養的培養對于建立與其專業層次、研究方向相符合的細胞生物學知識構架體系,培養和鍛煉學生的科學思維能力具有非常重要的作用。

3 細胞生物學教學中如何培養學生的科學素養

細胞生物學作為生物學類及農林醫藥類的一門專業基礎課程,在培養學生的科學素養方面,具有舉足輕的重要作用。然而,科學素養的提高不是一朝一夕之功,教師應始終將其貫穿于自己的教學之中。如何在細胞生物學教學中培養和提高學生的科學素養,以下是筆者的一些想法和體會。

3.1 加強課堂教學中的“生活化”融合

? 細胞生物學的知識理論性強,內容抽象深奧、難于理解,教師可以試將抽象的內容與日常生活相聯系,使學生有此聯想起有趣的、熟悉的生活場景或事物,這不僅使抽象的內容具體化和動態化,使其容易理解,而且激發了學生的探究欲望和學習興趣。例如講解“蛋白質的分選”時,引導學生由細胞社會聯想到人類社會。細胞中的各種蛋白質發揮結構或功能作用的部位幾乎遍布細胞的各種膜區和組分,只有當蛋白質各就各位并組裝成結構和功能復合體,才能參與細胞的各種生命活動。這就好比在人類社會中,各專業的畢業生只有找到適合其自身特點的工作崗位才能發揮所長。總之,運用發散性思維,盡可能地將細胞生物學抽象的理論知識與生活實際聯系起來,并配合以多媒體輔助手段,使抽象的內容變得形象生動,易于理解掌握。

3.2 側重教學內容的前沿性和新穎性

細胞生物學發展極為迅速,隨著科學家們研究成果的不斷涌現,其內容處在不斷更新的動態過程中。因此,教師在教學過程中,要注重聯系學科的前沿和熱點,講述較先進的科學結論,跟蹤國際上最新進展。此外,教師在注重教學的同時,宜以科研并舉,以科研引導和促進教學;教學與培養科學研究型人才緊密結合;教學內容與最新科研進展同步,使學生在正確掌握細胞生物學基礎上學會解決與之相關的科學研究問題。如將教師的主要科研成果與基礎理論教學有機結合,結合教學內容介紹自己的科研成果,這樣既生動又貼切,學生又很熟悉,使學生獲得學習的興趣和動力,亦可以啟發學生的創新思維能力,培養學生的科研鉆研精神。

3.3 增加細胞生物學實驗綜合性和設計性實驗的比例

綜合性實驗注重知識的綜合運用,實驗原理和方法步驟較為復雜,可以使學生更好地理解實驗原理,正確使用儀器設備,鍛煉學生綜合分析問題的能力;設計性實驗是指學生根據實驗項

目,自主設計實驗方案,自主準備實驗材料,自主配制實驗所需試劑,根據自己的時間自主安排實驗進程,設計性實驗可以充分調動學生的實驗積極性,培養學生的創新思維和勇于探索的精神。由此可見,綜合性和設計性實驗可以鍛煉學生綜合分析問題和解決問題的能力。③然而目前許多高校由于實驗條件和課時安排的限制,細胞生物學實驗主要以基本操作和驗證性實驗為主,綜合性和設計性實驗較少甚至沒有,這在一定程度上限制了學生綜合素質和創新思維的培養。④因此,教師應根據科學性、可行性和實用性原則增大綜合性和設計性實驗的比例。如我們精選了真核生物基因組的提取、純化、鑒定、擴增、酶切、重組、轉化、篩選的大實驗,膜蛋白的分離與鑒定等綜合設計型大實驗,這些實驗中的每個實驗都構成了一個綜合性整體,同時,在實驗材料的選擇上盡量做到由學生自主選擇。通過每一次的綜合設計實驗,使學生進一步鞏固了已學習的知識和已掌握的技術,并能夠對實驗結果進行合理的正確的資料采集、整理、分析和歸納,有效地培養了學生的科學素質、科學精神、創新思維及分析問題和解決問題的能力。 3.4 組織各種“科學小組”,布置學科發展前沿的討論,與全程科研訓練對接,以培養學生的科學態度和科學精神

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【關鍵詞】科學史 教學 生物進化

生物科學史是高中生物內容的重要組成,是教學的重點之一。“科學史”(History of Science)一詞來源于“歷史”(History)一詞,是對這一詞的進一步深化,具有兩層含義:第一,指的是述說過去真實發生的事情;第二,是指對這種述說背后起支配作用的觀念所進行反思和解釋。在生物新課改革中,明確提出要重視HPS教學(即科學史教學)。高中生物科學史的教學旨在引導高中生能夠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思路和方法,學習科學家獻身科學的精神。在實際教學中,我們習慣于將科學史拆開,變成一個個的實驗展開教學,關注到科學家展開具體實驗的思路和方法,以達到知識教學的目的,并解析各個實驗的優缺點,而忽略了科學家如何一步步地對生物科學進行探索。

關于生物科學史教學,我們應當引導學生養成不以現在的科學條件,居高臨下地評判生物學史上的各個實驗與推論,而是以發展的眼光來看待歷史上那些璀璨明珠,站在歷史的角度去評價并尊重每個實驗的進步與跨越。如海爾蒙特的柳樹實驗、羅伯特森關于細胞膜“單位膜模型”假說,這些在今天看來有著缺陷的實驗或假說,在當時的歷史條件下確有著深刻的背景和意義,具有合理性。

要呈現符合新課改所要求的生物科學史的課堂,需要教師適當補充一些可靠的、詳實的科學史資料,給學生還原當年生物學家研究的特定歷史條件,體現歷史的發展。

每一節生物科學史的課程,都有屬于本節內容的核心和主線。以高中生物人教版必修二《現代生物進化理論的由來》為例,該節內容核心是論述各種生物學說,解釋生物從何而來,以時間的發展為線索,即210年前1809年1859年現代。

在210年前,科學技術落后,人類對喜怒無常的大自然充滿了無限敬畏,對自然生物的理解蒙上一層神秘的色彩,認為神與自然是一致的,是神締造了萬物,各物種是獨立的,相互之間沒有關系,是一成不變的。在這樣的背景下,“神創論”符合人類的認知進程。

后來,拉馬克否定了“神創論”,認為生物是進化來的,他是如何得出這個觀點的呢?青年時代的拉馬克與盧梭相識,盧梭經常帶拉馬克到自己的研究室里去參觀,并向他系統地介紹了許多科學研究的方法和經驗,使得拉馬克由一個興趣廣泛的青年,漸漸只專注于生物科學的研究。拉馬克在20多年的生物科學工作生涯中,寫下了《法國全境植物志》、《無脊椎動物的系統》、《動物學哲學》三本著作;在對植物與動物的研究過程中,拉馬克發現不同種的生物之間并非完全獨立、沒有關系,而是相互之間有聯系。由此,拉馬克第一次提出了生物進化的觀念,并在1809年出版的《動物的哲學》里系統地闡述了他關于生物進化的學說。關于核心問題“生物是如何來的”,拉馬克給出的答案是進化,進化的動力來自于用進廢退和獲得性遺傳。

雖然拉馬克是第一個系統提出進化理論的學者,但是他的論點并沒有引起當時同行及社會的太多關注。其中就包括生物進化理論史上的關鍵人物――達爾文。達爾文出身于一個基督教高級知識分子家庭,劍橋大學神學院畢業,于1859年出版了《物種起源》,震驚了當時的學術界。為什么達爾文能夠寫出這本書?這需要我們一起回到達爾文的時代去尋找原因:當時拉馬克的進化學說已經提出,雖然達爾文持懷疑的態度,但科學的種子已經深埋心中;在劍橋讀書期間,達爾文有幸認識了當時著名地質學家席基威克和著名的植物學家亨斯洛,并受到兩位大師關于植物學和地質學研究的專業系統訓練;達爾文通過長期觀察,已經注意到人在家禽動物的培育過程中起到選擇的作用;1831年畢業于劍橋大學后,達爾文隨“貝格爾號”進行了為期5年的環球航行,發現在加拉帕戈斯群島上有著一群親密關系的小鳥,它們雖分處不同的島嶼,但居然存在結構上的多樣性和一些漸變特征;1838年達爾文拜讀了托馬斯馬爾薩斯的著作《人口論》,這本書給予了達爾文靈感;1838-1839年,施萊登和施旺提出了細胞學說,達爾文與他們有較深入的交流。這些條件促使達爾文寫下了《物種起源》,正式提出了“自然選擇”學說。

雖然說拉馬克和達爾文關于生物進化的學說不盡完善,但教師在教學中不能一直緊盯著那些不完善的地方,而是要看到科學家們所處的時代背景、歷史條件,他們如何推動學科一步步向真理靠攏的貢獻,引導學生體會科學探究的不易、漫長的歷程,理解科學不是靜態的體系,而是不停發展的動態過程。

在歷史中學習科學,要知其然,更要知其所以然。充實的史料有利于再現時代語境對于科學探索的影響,科學史的教學要讓學生在不斷的質疑、爭論和探索之中發展前進,從而培養學生尊重事實、尊重科學、善質疑、勤思索、不迷信、不盲從的良好品質,并樹立辯證唯物主義世界觀。

【參考文獻】

[1] 王健、劉恩山.“科學本質”的研究及其進展[J]. 生物學通報,2007(6):38-40.

[2] 夏衛娟. 新課程理念下如何提高學生生物科學素養[J]. 中學生物學,2009 (5).