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導語:在高中生物科學史的撰寫旅程中,學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優秀范文,愿這些內容能夠啟發您的創作靈感,引領您探索更多的創作可能。
【關鍵詞】生物科學史;高中生物;作用;運用策略
當前教育的目標就是要求教師將教學知識落實到學生的全面發展上,提高學生的綜合能力。高中生物作為高中教學階段一門重要學科,它雖然屬于理科類的學科,但其教學內部卻更多的偏向文科方向,這就要求著教師必須引導學生能夠以文科的思維方式去認識生物學科。為此,生物科學史作為人類文明歷史進程的一部分,教師在教學中適當運用生物科學史,不僅能加深學生對生物知識的理解程度,還能在一定程度上調動學生的學習興趣,提高學生的生物學科素養。
一、利用生物科學史創設導入性的教學情境
在高中生物教材課本上含有大量具有邏輯性的專業術語,這就非常需要學習者具備極強的邏輯性思維能力。但由于當前高中生的邏輯性思維能力并不強,而在這種學習基礎上,教師再以板書式的教學方式向學生展示生物知識,這種帶有強制性的教學方式不僅容易導致學生對生物課產生錯誤的想法和觀念,還容易對學生日后的學習和發展有著極其不利的影響。
為此,教師在生物教學中必須盡可能使課本知識賦有生命的氣息,以其生動形象的文學形象激發學生對它的學習興趣。生物科學史是人類文明歷史發展進程的一部分,它記載了眾多生物科學家對生命世界的探索和創作,也就是說,生物科學史中的生物知識在某種意義上是具有生命氣息的,那么教師再將生物科學史運用到實際教學中就相當于給生物課堂教學注入了一定的趣味性。
例如,學生在學習《生命活動的基本單位――細胞》前,教師可以給學生播放關于“細胞”歷史的小視頻或者自制的PPT,給學生講解“細胞”的發展歷程。如,細胞這一說法的提出:在1543年安德烈.維薩里通過對尸體的解剖研究中向世人解釋了人體在器官水平的結構,后來比夏又對人體器官進行了再一次的研究,即組織結構。而在這個期間,人類發明了顯微鏡,但當時比夏并不相信顯微鏡,他更愿意“眼見為實”。隨后在1665年,虎克利用顯微鏡通過對植物里的木栓組織的觀察,發現了“小室”,并將“小室”命名為細胞。而學生在了解到這一生物史時就會對“細胞的提出”這一事件產生濃厚的興趣,會根據最后的“小室”提出“為什么要叫細胞為小室呢?”,教師在面對學生這一類的問題時,便可將虎克當時手繪記錄的圖像展示給學生看(即由許多個規格的小框框組成的圖像)。如此一來,學生便可清晰的認識到細胞這一概念,教師在趁著學生的這種學習念頭,將生物科學史導入到教材中,不僅能夠將知識建立在學生的學習興趣上,還能使學生自主并自覺的集中到教材的講解上。
二、利用生物科學史開展探究性的教學活動
生物科學史凝集著歷代生物科學家對生命世界的探索精神和創造精神,教師在高中生物教學中運用生物科學史在一定程度上能夠較好的激發學生對知識點的探究興趣,從而提高學生的自主探究能力和創新型思維能力。
例如,在學習《DNA的結構和DNA的復制》一課時,教師可以將學生分成以4人形式的小組,并給每一組發可拆開的雙鏈小型DNA模型,讓學生對DNA模型進行觀察,思考“DNA復制需要的條件”這一問題,接著教師將沃森與克里克對DNA分子雙螺旋結構產生的“在提出堿基特異性配對的看法后,我們又立即提出了遺傳物質進行復制的一種可能機理”這一想法分享給學生,引導學生根據兩位科學家的想法對DNA復制模式進行大膽的猜想。隨后,教師向學生提出了科學家提出的DNA復制的模式,即半保留復制、全保留復制和彌散復制,要求學生運用手上的教學道具進行實驗證明。教師在設計這一教學活動時,是希望學生能夠在聽取了科學家們對DNA復制模式的看法后,激發自身對DNA復制模式的探究興趣。那么學生在這一教學活動中,首先分組學習加強了學生之間的互動和交流,其次在猜想和驗證中提高了學生的動手能力和合作意識,可以說,在生物教學中適當的運用生物科學史對學生的探究能力和創新思維的培養有著極大的作用和影響。
三、利用生物科學史滲透德育性的教育形式
(上接第81頁)
在當前的教育的發展形勢下,社會人士相對于學生的理論知識與技能更多的注重學生人文精神的培養,生物科學史中具有大量科學家的奉獻精神,教師將生物科學史運用到實際教學中是當前教學中滲透德育的一個有效的突破點。生物科學史中隱藏的人文精神不僅能開闊學生的知識視野,還能促使學生正確的對待生活中的生物現象,培養學生勇于質疑、敢于挑戰、堅持不懈并敢于奉獻的精神,在無形之中增強學生的德育意識。
例如,教師在給學生講解“孟德爾遺傳規律再發現”的史記中,可以將后世三位科學家的行為以講故事的形式分享給同學們,培養學生高尚品德的德育意識。孟德爾在19世紀發現了遺傳學中的兩個規律,即分離規律和自由組合規律,并于1865年先后發表了他的這一論文,但遺憾的是他的這一發現并沒有引起當時人們的關注,就這樣默默無聞了35年,人們也并沒有將孟德爾當做是科學家。直到1900年,在孟德爾去世16年后,荷蘭的一位生物家與德國的一位生物家,以及奧地利的一位生物家幾乎在同一個時間段里,在不同的工作實驗室再一次發現了分離規律和自由組合規律,而這時才吸引了人們的關注點。但這三位生物家始終堅持遺傳學規律是孟德爾的遺傳學規律。教師在講述完這個故事后,學生也能在體驗故事的過程中真切的感受到“誠實為人”的偉大精神和情操,促使學生從心靈上得到了德育意識的滿足。
四、結語
總而言之,生物科學史集中了眾多生物科學家對生命科學世界的探索精神和創新精神,對于學生而言,其豐富的教學資源能夠擴大學生的知識視野。為此,教師必須正確認識到生物科學史對教學的促進作用,并在教學中實施有效的運用策略,確保學生能夠在生物科學史下的教學活動中獲得更多的智慧與思想,促使學生得到綜合性的進步和發展。
【⒖嘉南住
[1] 魏磊.生物科學史在高中生物教學中的教育作用[J].文理導航(中旬),2015,(9):64-64
[2] 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):145,161
[關鍵詞] 新課程 科學史 價值
重視生命科學史的教育價值是時代的呼喚。《普通高中生物課程標準(實驗)》(簡稱《標準》)提出“提高學生的科學素養”、 “面向全體學生”、“倡導探究性 ”、“ 注重與現實生活的聯系”的基本理念。在課程目標中也明確提出,“獲得生物學基礎事實、概念、原理、規律和模型等方面的基礎知識,知道生物科學和技術的主要發展方向和成就,知道生物科學發展史上的重要事件”。在實施建議的教學建議部分中,第七個專題“注重生物科學史的學習”中舉實例突出強調了“科學是一個發展的過程”。 并特別說明“對于《標準》中沒有列出的其他生物科學史實也應注意引用”。教育
一.生命科學史的重要價值教育
1.生命科學史揭示了自然科學的本質
生命科學史揭示了自然科學的本質,同時顯示了產生每個知識點的科學過程。例如,20世紀初,薩頓和鮑維里在孟德爾遺傳學以及19世紀末在染色體的變化、體細胞與生殖細胞的分裂等方面的成果上,提出了染色體學說,即(孟德爾所說的)遺傳因子可能就在染色體上。但是當時拿不出證據證明他們的觀點。直到1910年,摩爾根通過一系列實驗發現,控制果蠅眼色的基因位于性染色體上,才證明了薩頓、鮑維里的假說。從“基因位于染色體上”這一知識點的形成過程,可以看到科學過程的步驟。生命科學也是在自我更正的過程中積累和進步的。
2.生命科學史是前人探究生物學知識的科學過程史
每一個知識點的產生過程,就是一個探究的過程。生命科學史就是前人探究生物學知識的科學過程史,生命科學史中蘊涵了知識與過程的統一。(過程中包含著思維方式,如好奇心、求知欲、質疑、推理等;過程中包含著研究方法。)創造科學知識的科學家,哪一個不具備廣博的知識呢?DNA雙螺旋結構模型的建立,匯集了許多不同學科背景科學家的智慧,顯示出知識是非常重要的,僅有沃森和克里克的知識也是辦不到的。知識和過程是自然科學的兩個維度,二者是統一的,不能割裂開來。
3.生命科學史展示了人們的合作過程
生命科學史展示了在探究知識的過程中,有相同研究方向的人們之間和有不同研究方向的人們之間的合作。DNA雙螺旋結構的問世充分說明了這一點。
這個事實表明從事不同學科研究的人,掌握的知識和技術是不同的,而且不同學科背景的人帶來了不同的思維方式(尤其是玻爾、德爾布呂克和薛定諤的思想為遺傳學研究注入了新的活力,他們的思想極大地影響了沃森和克里克),他們的合作為解決問題提供了不同的思路,他們在解決問題中相互啟發,相互補充,相互促進,同時共享了研究成果。
4.生命科學史展示了成功的實驗與選擇合適的實驗對象是分不開的
孟德爾選擇了豌豆;摩爾根選擇了果蠅;細胞學說的創始人施旺選用具有相似于植物細胞壁的動物脊索細胞和軟骨細胞;貝爾登和鮑維里在研究細胞分裂時,選擇了馬蛔蟲細胞;悉尼·布雷內、羅伯特·霍維茨和約翰·蘇爾斯頓(這三人是2002年諾貝爾生理醫學獎獲得者)最終選擇了線蟲來探索“程序性細胞死亡”的奧秘;科學家選擇了擬南芥作為植物遺傳研究的模式植物。 以上事例說明了選擇合適的研究對象對解決問題非常關鍵。這些事實給予我們的啟示是:在高中生物新課程中的探究教學中,也涉及選擇探究對象的問題,要解決好探究問題,必須先選擇好探究對象。
二.生命科學史在高中生物教學中的應用
1.培養學生的科學態度
科學就是客觀地研究事物。如實地認識客觀規律,符合邏輯地得出正確結論。所以,實事求是的態度就是科學的態度。在生物科學史的教學中,介紹科學家們客觀地觀察生物的形態結構、生理特性,踏踏實實地做好生物試驗,實事求是地分析觀察和實驗結果的科學態度,能為學生提供學習的榜樣,有效地培養學生的實事求是的科學態度。
2.培養學生的科學精神
科學精神是科學品質的核心。科學精神就是敢于懷疑、敢于求真、敢于創新。科學的每一次進步,都是對過去的一次革命,它總是要突破以往的窠臼,達到一個新的起點。創新是科學進步的內在動力。創新必需有勇敢的精神作基礎,要敢于懷疑現有的觀點,敢于冒險,敢于克服困難,敢于接受失敗的考驗,敢于抵制世俗的偏見和環境的壓力,堅韌不拔地追求真理。縱觀生物科學的歷史可以看到,是科學家們的不斷創新才有生物科學的不斷進步。因此,在生物科學史的教學中,引導學生學習科學家們的創新精神,有助于學生科學精神的形成。
3.培養學生的科學思維
關鍵詞 科學方法 生物學教學
中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B
高中生物科學方法教育是指在高中生物教學中有目的、有意識、有步驟地滲透和傳授生物科學研究方法,使學生受到科學方法的熏陶和訓練,逐步掌握最基本、最主要的研究方法。高中生物科學方法教育的內容分為兩大類:獲取經驗性材料的方法(也叫經驗方法),包括觀察法、實驗法、調查法、模擬實驗法等;從經驗性材料(感性材料)的獲取到問題、假說或結論的得出需要理性思維,理性思維的方法包括邏輯思維、形象思維、直覺和靈感、數學方法、模型方法和系統方法等。那么,教師在高中生物教學中如何進行科學方法的教育,或者說可通過哪些途徑引導學生逐步掌握探索生物學的奧秘?
1 通過生物科學史“解讀”科學方法,重現科學巨匠的探究歷程
生命科學史是以生物科學產生和發展的過程為輪廓,以科學發展歷程中帶有重大轉折作用的課題及事件為主線,用翔實的資料論述科學家的創造性勞動,生動地描述科學家科學探索的思維過程和方法。它作為學生實施科學探究的范例無疑是實施科學方法教育的一個有效途徑。高中生物教材中有許多關于生物科學史的教學內容,如酶的發現、光合作用的發現、生長素的發現、遺傳物質的發現等。這些科學發現本身就是科學家科學實驗(探究)的過程,教師可以充分利用這些素材,幫助學生尋著先人的足跡,在享受科學探究的快樂中受到科學方法的教育。
下面以蘇教版必修2《遺傳與進化》第四章第一節“探索遺傳物質的過程”一課為例,介紹科學方法教育如何有效滲透到教學中。首先教師以“想象實驗”引導學生進行探究性學習。在教學時要求學生要親歷實驗設計(包括實驗步驟、實驗結果預測等),強調學生分組全員參與,并在教師的指導下完成。其次通過滲入科學猜想,提高學生思辨是非能力。猜想是科學探究的重要一環,它為進一步制定探究計劃、進行實驗、收集證據、分析論證指示方向。例如,在講授格里菲思的肺炎球菌第四組實驗時,教師要結合實驗情境(實驗中出現的與常規推理不相吻合的實驗結果)引導學生猜想:當時格里菲思是如何猜想的呢?請同學們像科學家一樣進行思維,如果是你,你可能有哪些猜想?最后運用比較方法,引導學生分析、比較格里菲斯、艾弗里、赫爾希和蔡斯等科學家的探究性實驗之間的異同。在不同的實驗設計中可以通過比較,分析相同、不同的特征。例如,在教學“肺炎雙球菌的轉化實驗”和“噬菌體侵染細菌的實驗”后引導學生分析這兩個實驗異同點。這兩個實驗對象、方法及所處的時代背景都不同,但都證明了DNA是遺傳物質,從而認同科學結論的獲得,最基本的方法是實證法。實驗的設計思路有共同之處(設法將DNA和蛋白質分開,然后單獨地觀察每種物質的)。接著運用歸納法總結探究生物問題的一般方法:實驗事實理論推斷(提出假說)實驗驗證(實驗思路)修改或否定原假說,提出新理論進一步探究得出結論(統一認識)。通過解讀和體味科學史中的科學方法,教師引導學生站在科學家的位置進行思維探究,培養學生獲取科學知識及提高實驗技能(如觀察、調查、搜集數據、處理數據、實驗和實驗中怎樣設置對照實驗、如何恰當選擇實驗材料、控制變量等實驗設計能力)。
應注意的是,用科學史對學生進行科學方法訓練,要防止將科學探索的過程固定化,應以活潑多樣的形式誘發學生的創造性思維。例如,孟德爾分離定律的發現過程以教師的簡述為主,而自由組合定律則應以學生討論為主,特別是孟德爾應用正交和反交兩組測交實驗的結果來檢驗假設的合理性,對學生的思維訓練具有重要作用。
2 通過知識(包括概念、原理、規律)的教學“滲透”科學方法,培養學生科學探究品質
生物學概念是反映生命現象和生命過程本質屬性的一種思維方式,是生物事實的抽象。借助于這種概括、抽象的思維方式,人們找到了復雜的自然世界的簡單規律,建立了假說、模型等抽象的思維方式。
生物科學方法教育就是要幫助學生生動活潑地、主動地從諸多事物及其變化中去尋求規律、構建科學概念。科學概念的形成,常用的科學方法策略有以下幾點。
① 是建立在豐富的事實基礎上,運用歸納法提煉生成。只有相關的事例越豐富,才有可能抽象、概括、從而形成一種理性的解釋和表述,即概念的初步建立。例如,“細胞是構成生命的基本結構和功能單位”,這是一個基于大量觀察,觀察動物、植物、其他生物的身體結構,運用歸納推理得出的一個結論。并不是只有施萊登、施旺分別用顯微鏡觀察植物、動物的結構,還有其他許多學者先后觀察了各種生物材料,才總結出這一科學概念。這樣的教學目的是引導學生必須在觀察植物、動物等多種細胞基礎上,也才有可能建立這一概念。
② 概念教學時要注意聯系生產生活實際,通過舉例演繹生成。如在學習“頂端優勢”時,可呈現幾個生活現象:園林工人修剪行道樹,對盆栽花卉進行造型等,從分析這些生活現象中獲得對頂端優勢的感性認識。以此引導學生進一步列舉自己所熟悉的例子,諸如“果樹整枝修剪”、“茶樹摘心”、“棉花打頂”等例子,通過這些事例幫助學生理解概念。
③ 概念教學時要重視實驗。觀察和實驗是研究自然科學的基本方法,通過實驗,可以提高學生對概念的認識。例如,在學習“滲透作用”概念時,教師可先進行滲透裝置的演示實驗:根據觀察滲透裝置中長頸漏斗內液面的上升或下降,指導學生進行分析和討論,對兩組實驗現象進行比較與分析,引導學生將問題的焦點集中于半透膜兩側的物質分子大小的差異,最后得出滲透作用即水分子或其它溶劑分子通過半透膜的擴散。并讓學生設計坐標系,用數學模型(坐標曲線)表示三種運輸方式過程中物質的濃度梯度、氧氣供應量與物質的運輸速度之間的關系。這樣的概念教學中充分“滲透”科學方法,便于生成概念。
另外,高中生物教材中相似的概念很多,在教學這些容易混淆概念時,要充分運用邏輯思維中的比較和分類、歸納和演繹、分析和綜合以及理想化方法抽象出客觀事物的共同本質屬性,可以收到事半功倍的教學效果。例如,通過讓學生列表比較光合作用和呼吸作用,條件反射和非條件反射等概念能夠使概念更清晰,利于掌握概念的本質屬性;通過簡化的圖像對比細胞分裂和細胞分化能夠使概念直觀化,從而易于區分;通過逆向思維法比較有性生殖、無性生殖概念(一般高等動物都是有性生殖,引導學生思考有沒有無性生殖呢,以逆向思考法操作:例舉克隆羊多利的事實引證),可以把解決問題的最好方法固定在認知結構中,能夠將認知對象的觀察自覺深入對變化原因的理性探究中,從而形成對概念的實質性理解。
生命科學中的原理、規律是借助于有關生物學概念才得以表述,在正確理解和運用概念的基礎上利于生物學原理的掌握。如歸納總結孟德爾遺傳定律之前要先理解父本、母本,正交、反交,顯性性狀隱性性狀等概念。然后運用“假說――演繹法”訓練學生的思維:在觀察和分析的基礎上提出問題以后,通過推理和想像提出解釋問題的假說,根據假說進行演繹推理,再通過實驗檢驗演繹推理的結果。由此可見,生物學原理、規律的建立和發展一般在直覺思維、形象思維和抽象思維的共同作用下,經歷觀察和實驗、歸納和演繹、分析與綜合、類比、想象、假說等方法的探究,通過假說的試探、直覺的洞察、靈感的激發,不斷形成新的概念。并對觀察結果進行全面的分析、深入的研究得到原理和規律。因此,在生物學原理、規律教學中,教師要創設便于發現問題、討論問題、探索規律的教學環境,將原理、規律的教學作為幫助學生認識事物的本質、訓練思維能力、掌握科學方法的手段,使學生能夠將知識與方法巧妙的結合,從而真正領悟到生物學內在的魅力。
3 通過實驗“體驗”科學方法,感受科學探究過程
生物學是以實驗為基礎的科學,回憶和解讀生物科學史中的實驗僅是生物教學中的一小部分,學生親歷實驗是實驗教學的主要內容。新課標中安排了大量的“演示”、“實驗”、“做一做”,它把實驗與其他教學內容緊密地結合在一起,使實驗成為高中生物教學中“教”的手段,也成為“學”的手段,更是學習、認識科學方法的手段。例如,人教版必修1教材中“酶在細胞代謝中的作用”一節,教材重點安排學生做過氧化氫在不同條件下分解速率的實驗,教師要通過引導學生做實驗并得出結論,從而切身體會到酶具有很高的催化效率及其生理意義。通過實驗使學生充分體會控制變量(理解自變量、因變量、無關變量以及什么是對照實驗),假說方法以及用圖像法(繪坐標圖區別酶和無機催化劑催化效果比較等)等科學實驗方法,這樣的教學有助于培養學生的科學探究能力。同時利于培養學生敢于質疑、敢于創新,大膽猜想的科學精神和態度價值觀。
3 通過解題“理解”科學方法,形成“生物思想方法”
“學以致用”,科學方法教育的最終目的無非是提高學習者的科學探究能力,而在高中生物教學中一個重要的落腳點無非是解題和運用能力。近年來的生物高考試題更加重視對學生生物學科素質和能力的考查,如科學態度、意志品質、合作精神、觀察能力、動手能力、分析和解決問題的能力和科學探究的方法等。以實驗題為例,從實驗設計的角度,挖掘科學研究方法教育的合理因素,幫助學生歸納科學方法的基本過程,并加深學生對這些過程的理解,就是十分有效的科學方法指導。① 生物實驗設計的過程就是科學方法理論的應用過程,分析并完成典型的高考生物實驗設計題實際上就是一次科學方法知識的實踐和檢驗。② 高考試題的設計都比較嚴密,尤其是生物實驗的設計有較強的邏輯性,有利于培養學生科學縝密的邏輯思維習慣。③ 高考導向作用的力量是不可估量的,生物科學研究方法以高考試題的形式出現對教師和學生的引導作用非常巨大。
總之,在解題過程中要重分析、重引導、重討論、重總結,用一系列最基本的思想方法去解決一般乃至于最困難的問題,形成一套行之有效的“生物思想方法”。從這個高度去看各種具體解題方法,不過是掌握了“生物思想方法”之后的必然產物,而這一切,正是科學方法教育的最終產物。
此外,高中生物科學方法教育的策略還有:在解決實際問題中運用科學方法;通過開設專題講座等第二課堂教學方式滲透科學方法;在探究性學習、合作學習等自主探索中總結科學方法;通過課外制作、小發明等科技活動進行科學方法教育等。因篇幅所限,在此不再詳述。
參考文獻:
如何創設有效的學習情境,這要根據學生的年齡和認知結構的不同,再加上教師對教育學和心理學的掌握,在教學過程中能夠通過建立師生之間、認知客體與主體之間的良好的情感氛圍,使得教學在積極的情感和優化的學習環境中展開,使學生以情感活動參與認知活動,從而激發學生的情境思維,并依靠情境思維得到知識、培養能力、發展智力的有效效果。情境是學生融入學習的現實環境,教學情境一般會貫穿于整堂課,這是學生主動自覺的參與學習的根本保證。
生物教學以往都是以教師講授為主,學生接受的填鴨式教育方式為主,這樣并不利于學生真正的掌握生物知識。而情境教學則是在生物教學中通過采用具體的情境,讓學生直接參與,并且進行教師和學生的角色轉換,這樣一方面使學生對抽象知識達到理性、深刻的理解;另一方面也會激發學生對生物學的濃厚興趣,自覺的學習生物。因此,通過情境教學使學習者對生物學習主動產生興趣,才能從根本上改變生物灌輸式教學的現狀。
一、創設高中生物情境教學的實施原則
1、以學生為教學活動的主體。學生主體是指在教學活動中,學生在老師所創設的學習情境中主動獲取、處理信息,解決問題并完善自我的認知結構。教師在設置情境教學時,要考慮以下的幾點:首先,情境的設置應該有利于發揮學生的能動性。學生能主動自覺的從中獲取信息。其次,情境的設置具有很強的獨立性。最后,情境的設置需要與生物學知識密切聯系,且具有一定的探究性。只有以學生作為創設情境參與的主體,才能真正的使情境教學成為高中生物課堂的有效策略。
2、以學生的體驗學習為主。從生物學的課程進行過程來看,圍繞學習情境的學習過程大致可以分為融入情境,做出假設,達成共識和形成新的認識四個逐漸遞進的階段。學生在接觸學習情境后,會以不同的方式融入學習情境,從而產生不同的體驗。因此,教師在創設學習情境時要充分考慮學生的已有的知識結構,方法技能和情感態度價值觀等,只有如此才能把握學生融入學習情境時的角度,從而讓學習情境充分激發學生的積極情感并最終促進學生的整個認識過程。
二、高中生物學情境教學的實施策略
1、通過直觀事物創設情境。這是指在具體的教學活動中,教師通過一定的方式、方法向學生展示,達到提高學習效率或效果的一種教學方式,包括實物直觀和模象直觀。實物直觀是指通過直接感知實際實物而進行的一種教學方式,如,觀察各種實物標本、演示各種實驗等,這使學生與實際事物間的聯系比較密切,給人以真實感、親切感,有利于激發學生的學習興趣,調動學生的積極性。模象直觀是指通過對事物的模擬性形象直接感知而進行的一種教學方式。
這種教學方式不僅活躍了課堂氣氛,還實現了生物學理論與實際生活的聯系,也將大大加深學生對知識的印象。
2、設置問題創設情境。問題情境是指從學生的經驗和已有的知識出發,提出生動有趣并有助于學生自主學習的問題,設置懸念,激發學生的學習興趣。問題情境教學法尤其適合生物學等自然科學的教學,它有利于發揮教師的主導作用和學生的主體作用,更有利于培養學生的思維、探索和分析、解決問題的能力。問題情境教學法的關鍵就是問題的設計,合理問題的提出會對下面知識的學習起到拋磚引玉的作用。如在學習《ATP的主要來源-細胞呼吸》時,可以以下面問題的提出展開教學。問題一:人在劇烈運動后,比如長跑或長時間鍛煉,為什么腿部或身體某一部位的肌肉會有酸痛的感覺?休息一段時間后這種感覺為什么又消失了?慢步前行時為什么這種感覺不會出現?問題二:把蘋果放進不透氣的塑料袋中,幾天之后再打開為什么會有一股酒味?
具有啟發性問題的導入,能迅速激起學生的求知欲和探索欲,激發潛在的學習內驅力。教師在使用這種方法時,注意切入的問題要從學生熟悉的事物出發,并且具有誘發性和延伸性,只有合適的問題才能實現積極的教學效果。
3、利用多媒體創設情境。多媒體是以計算機為中心把處理多種媒體信息的技術集成在一起。多媒體情境則是利用多媒體技術把文本、圖形圖像、視頻圖像、動畫和聲音等承載信息的媒體集成在一起,并結合教學的相關內容來創設教學情境的方法。與傳統教學系統相比,多媒體情境尤其獨特的功能,如多重感官刺激、傳輸信息量大速度快、信息傳輸質量高應用范圍廣、使用方便等。多媒體教學不僅能為課題教學開辟廣闊的領域和前景,而且給學生提供了更多自由選擇的渠道和廣闊的空間,也給學生形象的呈現了一個活靈活現的精彩世界,使學生身臨其境,引起情感的共鳴。例如在講授《細胞的分裂》一節時,如果只是按照教學彩圖來講,學生可能還是一頭霧水,但是通過多媒體不但可以展示各個分裂時期的圖片,還可以制作小動畫,讓學生直觀清晰的理解這兩個過程。由于課件具有直觀感和新鮮感,學生通過觀察、分析,很快能理解和掌握細胞分裂的過程,這將顯著增強教學效果。
在生物教學中,多媒體在課堂教學中所起的作用主要是課堂演示,它在揭示一些較抽象的生理過程vhe生物學規律等內容的教學活動中發揮了重要的作用。
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:
關鍵詞:學法;生物學概念;生物科學史;總結
古人云:授人之魚,只供一飯之需;教人之漁,則終生受益無窮。可見教師必須注重學法指導,讓學生“學會學習”,以提高學習能力,達到葉圣陶先生所說的“教是為了不教”,“自求得之”的目的。中學生物教學面臨教材內容多,課時少等問題,這就促使并要求生物教師更加高效率、高質量地進行教學。在教學中滲透學法指導,利用“學法”這一杠桿,提高教學質量。下面,就生物學科如何滲透學法指導談談筆者在教學實踐中的幾點做法。
一、加強生物學概念教學,指導學生加強對概念的理解
在高中生物教學中.加強概念的教學是一項非常重要的教學內容。可以說,高中生物課的教學,就是對生物概念的教學;高中生物課的學習,就是對生物概念的學習。學生對概念掌握正確與否.直接關系到對生物學知識的理解應用.以及今后的創造性活動。
概念是反映思維對象特有屬性或本質屬性的思維形式。概念包括內涵和外延兩個基本特征。概念的內涵是指反映在概念中的思維對象的特有屬性或本質屬性,又叫概念的含義。概念的外延是指具有概念所反映的特有屬性或本質屬性的對象.又稱概念的適用對象。教師在教學中,一定要通過各種手段幫助學生理清概念的內涵與外延,即概念的含義和使用范圍。只有當學生真正地把握了概念的內涵和外延時,才能夠運用概念去解決問題,從而達到教學目的。
對于一些概括性高、較抽象的概念,教學中如果直接切入概念,則不利于學生的理解和掌握。教師可以先用豐富的實例使學生掌握相關的概念,然后從中總結出它們的共同特點,得出新概念。如無性生殖是一個概括性較高的概念,教學時可以先用豐富的實例使學生掌握分裂生殖、出芽生殖、營養生殖等概念,然后啟發學生嘗試著從中總結出它們的共同特點:不經過生殖細胞的結合,由母體直接產生新個體。通過這種方式得到的無性生殖的概念能讓學生舉一反三.理解深刻。
二、重視相關生物科學史教學,指導學生學會科學的思維與方法
在過去的生物教學中,科學史沒有得到足夠的重視,傳統的科學史教育.往往是把科學史作為一種知識附加在科學教學內容上,而新的高中生物課程在這方面有了明顯的改進。在《課標》第四部分“實施建議”中.明確提出“注重生物科學史的學習”.首次提出知道生物科學發展史上的重要事件的要求.反映出新課程對知識的“來龍去脈”的重視。事實上,生物科學史不僅僅是生命科學發展歷程中的一系列人物和事件.更重要的是它蘊含著豐富的科學思想、科學方法、科學的世界觀以及科學精神和科學態度等內容,具有很高的教育價值。生物科學史的知識不僅可以讓學生體驗到科學家們的探索精神與科學態度.而且它也是學生開展探究活動的極好素材,從中可以領會科學的思維與方法。
在過去的科學史教學時,教師一般都以講故事的方式進行。實踐證明,這種科學史的教學方法是低效的。對科學史實施探究教學,有利于學生了解科學研究的歷史及科學本質。在教學中,教師可以引導學生假想自己就是當時的科學家.讓學生大膽地去提出問題.想辦法解決問題并得出結論.讓學生真正的成為學習的主體。比如,《光合作用的探究歷程》是必修一中的重要內容,筆者按照時間順序將一些光合作用發現史中重要的科學實驗作為背景資料呈現給學生.設置一些問題串讓學生分組討論.分析實驗現象并提出自己小組的推斷.在此基礎上引導學生提出進一步想探究的問題等,再與前人所得結論進行比較。通過對這段科學史的探究學習,學生不僅了解光合作用知識的來龍去脈,經歷人類探究光合作用的漫長過程,牢固掌握了相關知識,還學會了如何依據資料作出科學結論。
三、靈活應用圖表,指導學生善于總結
生物這門學科與其他的理科相比,內容雖然不是很多,但都比較零散,需要記憶的知識點也比較多。這就要求學生要對支離破碎的知識進行梳理歸納,使之條理化,從整體上或實質上把握具體知識,減少學習上的盲目性,提高學習效率。所謂讀書要從“從薄到厚”到“從厚到薄”,強調的就是學習過程中要善于歸納,精于總結。
關鍵詞:生物科學史 新課程 光合作用
科學史的創始人喬治?薩頓認為, 科學史是自然科學與人文科學之間的橋梁, 它能夠幫助學生獲得自然科學的整體形象, 從而全面地理解科學與人文的關系。高中生物課程不再只限于理論知識的講解,而是更多地引入生物發展史上的經典事例,向學生系統地介紹生命科學的起源和發展。這樣不但能充分激發學生的好奇心與求知欲,同時還能培養學生科學的世界觀,養成勇于探索、實事求是的科學態度。本文僅就如何應用光合作用的科學史進行生物教學展開了討論。
早在公元前3世紀,古希臘亞里士多德就提出土壤是構成植物組分的觀點。這一觀點統治西方將近2000年,這也是人們對光合作用最早的認識。
1648年,海爾蒙特的盆栽柳樹實驗證明樹木的重量增加來自雨水而非土壤,世界各地生物課本都會提到這一段記載。他所做的柳樹實驗說明光合作用過程中有水的參與,也是生物研究上劃時代的工作,向傳統的認識提出了新的挑戰,為人們的研究指明了方向。
1771年,普利斯特利通過實驗發現,植物可以更新空氣。但是,他并不知道更新了空氣中的哪種成分,也沒有發現光在這個過程中所起的關鍵作用。問題的研究進一步深化,問題更加具體化。
1779年,荷蘭科學家英格豪斯做了500多次植物更新空氣的實驗,并進一步證實光照是這一實驗成功的秘訣,即光照是植物放氧的先決條件。
隨著化學水平的發展人們發現了空氣的組成,到了1782年,日內瓦教師塞尼比爾發現在煮沸過的水中放入綠葉時,即使光照充足也不能收集到氧氣;只有在水中通入CO2后,才能看到氣泡的出現。因此,他認為,植物在光照下如果產生O2就必須有CO2的存在,O2是來自CO2的;指出CO2是光合作用的原料,氧氣是產物,而且CO2也是產物氧氣的來源。
1804年,法國科學家德?索敘爾通過定量分析植物所吸收的CO2、釋放的O2及植物體的增加量發現,綠色植物在陽光照射下,用CO2與H2O在植物體內合成了有機物質,并產生了與CO2大致相等體積的O2。他提出,CO2和H2O是植物體有機物質的來源,即兩者是光合作用的原料。
1864年,德國科學家薩克斯用天竺葵做實驗材料得出結論:天竺葵的葉子在光下制造了淀粉,同時也說明光合作用需要光,產物為淀粉。
1880年,美國科學家恩格爾曼用水綿和好氧型細菌進行實驗說明:氧是葉綠體釋放出來的,葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所。這就有力地說明了葉綠體是光合作用的場所,氧氣是光合作用的產物。
1937年,英國科學家希爾將離體的葉綠體加到具有適當氫受體的水溶液中,光照后放出氧氣,此反應稱為希爾反應。氫受體有2,6―二氯酚靛酚、苯醌、NADP+和NAD+等,說明氧氣是在水的光解過程中產生的,為人們研究光合作用產物氧氣的來源提出了新的見解。
1939年,美國科學家魯賓和卡門利用同位素標記法進行探究實驗,有力地證明了光合作用釋放的氧氣來自水。
進入20世紀40年代,美國科學家卡爾文等用小球藻做實驗,采用放射性同位素14C做標記,最終探明了CO2中的碳在光合作用中轉化成有機物中碳的途徑。至此,根據科學的發展進程可歸納出光合作用的定義和反應式:
光合作用是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉化成儲存能量的有機物,并且釋放出氧的過程。即:
[關鍵詞] 科學史 教育 優化 課堂教學
生物科學史教育對于實現《課標》理念具有重要意義,這是由生物科學史的內涵所決定的。生物科學史既包括科學家對生命現象的研究過程,又包括科學家研究生命現象時所持有的不同觀點和態度;既包括生物學理論和方法的形成演變,又包括不同學科之間的聯系、科學與社會的相互影響。新課標理念之一就是提高學生的科學素養,在教學建議中明確指出注重生物科學史的學習,因此通過充分發揮科學史的教學價值也是行之有效的途徑之一。
1、科學史在新課標中的重要性
《普通高中生物課程標準》中明確指出“要注重生物科學史的學習”。 包含生物科學史的內容反復出現在課標的內容標準中,例如,生物必修1:分子與細胞模塊中的 “分析細胞學說建立的過程”、“細胞膜的流動鑲嵌模型的建構”、“說明光合作用以及對它的認識過程”;生物必修2:遺傳與進化模塊中的“總結人類對遺傳物質的探索過程”、“分析孟德爾遺傳實驗的科學方法”;生物必修3:穩態與環境模塊中“概述植物生長素的發現和作用”等內容。高中生物新課程教科書編寫亮點之一就是增加了許多有關生物科學史的史例,甚至有些章節如必修2中遺傳章節完全按科學史上對人類對遺傳物質的探索過為主線來組織編寫教材的各節內容,這樣編寫的目的是想再現知識的發生過程,力圖使生物學傳統結論式教學轉向過程式教學,以達到既傳授知識又能達到培養學生科學思維的目標。
2、科學史教學中常遇到的問題
傳統的科學史教育,往往是把科學史作為一種知識卡片附加在教學內容上,教師往往以故事敘事的方式進行教學,對通過科學過程發展學生的認識能力重視不夠,沒有真正深入挖掘科學史的特殊教育價值來實現教學三維目標,反而讓學生對科學史教學產生泛味枯燥感。如在講授光合作用發現過程史時,如果沒有從實驗設計的變量,實驗設計的原則,實驗方法等方面挖掘組織探究式教學,只是按照科學上發現光合作用的時間順序來介紹發現光合作用的幾個簡單的科學實驗時,學生就會覺得無趣,因為有些結論在初中已經知道。
3、科學史教學方法的構建
建構主義理論認為,知識不是被動地接受而是由認識主體積極地構建;強調學生學習的主動性和自主性,重視學生的已有知識對學習的影響,提倡學生之間、師生之間的交流與對話,通過討論、爭辯形成統一的認識。要求課堂盡量讓學生有時間和機會表達自己的見解,提出自己的觀點。科學史教學自然會涉及到這方面的問題,例如,問題是怎樣產生的?如何提出問題的解決方法?結論是在什么基礎上形成的?當時及以后有沒有人對這一結論提出異議等等。科學教育的本質就在于培養學生的理性懷疑精神和科學創新能力,只有將學生的觀念與科學史中科學家的觀念相互交融,進行跨越時空的對話,理解科學的本質,才可能建構科學觀念。
以DNA是主要的遺傳物質例析實施科學史教學過程設計
結合建構主義和新課標探究式教學理念,經過教學反復實踐總結,進行有效科學史教學設計應包括以下6個環節:
(1) 提供科學爭論主題(或演示某一自然現象) 教師上課一開始,就給學生提供歷史上科學爭論主題(或就給學生演示某一自然現象)。20世紀中葉,科學家發現染色體和遺傳有關,而組成染色體的由蛋白質和DNA,究竟哪一種是遺傳物質呢?這個問題曾引起生物學界激烈的爭論。如果你是科學家,選什么實驗材料研究好?必須指出的是,向學生揭示的某一自然現象必須是以往科學家在歷史上進行理論研究的問題。學生通過觀察思考,由此產生一個需要解決的問題,既能引起學生的好奇心,又能促使學生利用科學史資源進行進一步的探究。
(2)頭腦風暴發散思考 教師啟發學生就這一自然現象提出自己的觀點(解釋)。為了促使學生提出各種不同的觀點,可采用“頭腦風暴法”(即由發散性思維產生的各種方法),激發學生的想像力,促使學生各抒己見,如果你是科學家你會選擇什么樣的實驗材料來研究?真核細胞、原核細胞還是病毒?能否找到只有蛋白質和DNA的生物?你會怎樣開展實驗研究?使學生以一種移情的方式,設身處地地體驗歷史上科學家的探究與思考。
(3)學習史料自我對比 介紹早期科學家關于這一現象的思考與實例,作為學生研究的參照系;舉例說明當時其他科學家的不同觀念;引導學生討論或探索這些觀念產生的背景、條件,使學生認識到科學認識的歷史局限性。艾弗里是以肺球鏈球菌作為研究人類傳染病的模型來研究致病現象;如果你是當時的艾費里,為何會想到證明轉化因子是什么物質的問題?赫爾希和蔡斯則是利用噬菌體作為研究生命遺傳現象的模型。以噬菌體這一結構簡單、便于操作的生物體為模型,充分體現了生物學研究中簡化還原的思想。如果你是當時的赫爾希和蔡斯,你接下來會怎么做?
(4)設計實驗探究體驗 教師將學生分組,要求學生從多種觀點(或觀念)中選擇某種觀點,設計實驗進行檢驗。讓學生認識到,對同一自然現象可能有不同的解釋,可以用實驗檢驗這些觀點(假設),激發學生的想像力和創造力。1928年格里菲思通過肺炎雙球菌在小白鼠身上實驗得知S型菌中存在轉化因子,但這種轉化因子究竟是什么物質呢?如果你是艾費里,接下來你會怎么想?讓學生發散思考,怎樣探明轉化因子是什么物質的疑問。引導學生明確思路:“想辦法將蛋白質和DNA真正區分開,分別觀察蛋白質和DNA的作用”。由于肺炎雙球菌的體外轉化實驗DNA提取不純,影響了實驗結果的可信度。對于蛋白質和DNA誰是遺傳物質的問題,如何進一步進行探究? 學生分組以噬菌體為材料分組設計實驗,教師巡回指導。選擇有代表性的兩個小組進行成果,征求全班意見以進一步改進。教師提問:如何實現對DNA和蛋白質分別跟蹤?學生通過討論,決定將同位素標記法引入實驗設計,提高了實驗方案的可行性。教師提問:如何實現同位素標記?各小組討論,提出對噬菌體的DNA和蛋白質分別進行同位素標記的可行辦法。教師繼續組織討論,兩種同位素是否都標記在一個噬菌體上還是要分組實驗?要求學生對兩種設計方案進行比較,找出它們的區別和聯系。
(5)體會科學方法和科學精神。通過這兩個科學實驗的學習,你有什么啟發和心得?讓學生各抒己見,暢談自己的感想和體會。通過兩個實驗比較,使學生認識到實驗的嚴密性與邏輯的嚴謹性和科學研究的多維性。圍繞某個問題的科學研究往往不只是從一個角度展開的,一個觀點的證實往往需要多方面證據的共同支持。艾弗里改進提純轉化因子的實驗,將雜質氨基酸的含量減少到萬分之二,赫爾希和蔡斯的實驗中進入細菌的蛋白質的含量約百分之一,都是試圖排除蛋白質在實驗過程中起到遺傳作用的可能性。事實上,無論是埃弗里還是赫爾希和蔡斯的實驗,都沒能完全排除蛋白質對結果的影響。但是,其他相關實驗證據的支持使這一疑點得以消除。引導學生從人文角度分析,領略科學史中蘊涵著豐富的精神養料。埃弗里提純轉化因子花了十年左右的時間,而當他最終將結果發表時,卻不被接受。八年之后,其科學價值才被承認。事實上,科學史已不止一次地表明,超越時代的科學發現注定難以為那個時代所接受。而正是在這樣的逆境中,科學大師的精神、氣質才得以凸現,給人以心靈的震撼與沖擊;也正是在這樣的曲折中,科學不迷信權威,科學追求真理的特性才得以徹底地體現。這些鮮活的事例,或許能使學生終生難忘,給學生以人生境界的潤澤與點化。
4、實施科學史課堂教學反思
4.1根據教學目標需求,選擇編輯科學史素材
雖然新課標明確提出要注重科學史的教學和學習,但在新教材編寫中由于篇幅、容量等方面的原因,并沒有完全把相關的科學史都寫入教材,但對課堂教學目標的達成卻相當重要的史料事件,教師就有必要在課前,根據符合本節課堂教學目標的要求,通過多種途徑搜集相關的科學史的文本素材和圖像素材,對搜集到的相關科學史素材內容進行精心選擇和適當整理編輯,突出其主題和關鍵事件,展示給學生,以作教材的補充,為教學服務。
4.2根據教學目標需求,側重不同的教學價值
科學史的教育教學功能是多方面,其中蘊含著科學知識、科學方法和科學精神,在課堂教學中必須要根據教學目標需求,側重發揮符合本節教學目標的某方面教育教學價值功能,以有利于達成教學目標,切不可為講科學史而講科學史,或喧賓奪主、木末倒置。如在介紹艾弗里的肺炎雙球菌體外轉化實驗、赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗時,要重點突出科學實驗的嚴密性與邏輯的嚴謹性等科學方法的教育功能的一面。如在介紹DNA雙螺旋結構模型創建科學史時,要重點突出發揮科學精神的德育教育功能,重點介紹沃森、克里克不畏艱苦失敗克服了一個又一個困難勇于探究的科學精神和相互鼓勵、精誠合作的精神,同時介紹威爾金斯和富蘭克林等科學家對DNA雙螺旋結構模型的建立所提供的幫助,使學生懂得合作的重要,形成在合作中學習、在合作中提高的意識。
參考文獻
[1]常海波 讓生物科學史走進課堂 [J] 科學教育,2007年第1期
[2]劉恩山 生物教育研究方法與案例 [M] 高等教育出版社,2008年9月
關鍵詞: 生物科學史教學 問題化學習 探究能力
生物科學史在很大程度上就是實驗探究史,其中多數實驗在高中課堂上是無法體驗和再現的。學生對于平鋪直敘的實驗史實不可能感興趣,也不能拓展學生的思維和提高實驗探究能力。如果將生物科學史的學習問題化,讓科學家的思維滲透在問題中,學生就可以在嘗試解決問題的過程中體驗科學家探究之路,從而提升思維品質和探究能力。
1.學習目標問題化
生物科學史教學的目標是讓學生了解知識發現的過程,體會科學家的思維方式和科學研究方法。如果將這些學習目標以告知的方式簡單地呈現給學生,學生會認為這些東西離自己太遙遠,而且面對已知結論的科學探究,學生不會激起探究的欲望。如果我們將這些學習目標隱性化、問題化,將其轉變成學生身邊的問題,甚至是學生自己發現、提出的問題,從而激發學生嘗試解決問題的欲望,變被動接受為主動探索,學習目標便會水到渠成。
課例:植物生長素的發現
高中生物教材中科學史的學習目標大同小異,主要是讓學生了解科學家的實驗設計思路,體會實驗設計的嚴謹性和科學性。將學習目標問題化后,可以將學生學習科學史轉變成設計科學實驗,這樣,學生就由被動的學習者轉變成科學發現的參與者和創造者,學習積極性自然大不相同。同時在參與和設計實驗的過程中又會發現新的問題,學生的思維將得到充分發展和提升,學習目標也將上升到更高的層次。
2.學習過程問題化
生物科學史的學習過程是一種比較特殊的學習體驗,由于條件所限,在課堂上進行完整的全程探究活動較難做到。因此,在生物科學史教學中的探究性學習更多的是思想實驗。在思想探究中簡單的對話式或呈現式教學,對學生缺乏有效的刺激,教學效果不佳。這就要求學生將生物科學史學習過程轉化成以一條核心問題為主線,并圍繞核心問題自我構建一系列的問題系統,并通過小組合作形式解決這些問題,最終形成完整的科學發展脈絡。要讓學生建立起這樣的問題系統,可以從以下幾個方面嘗試。
2.1角色扮演策略
每一個科學知識的發現,放在其學科歷史脈絡中都有其特有的時代性,學生只有站在當時科學家的角度才可能發現有價值的問題,才可能體會當時科學家的思維方式。所以鼓勵學生進行角色扮演,使學生提出有價值探究問題的有效策略。
如遺傳基本規律發現過程中,可以進行如下教學片斷設計。
師:讓我們將目光聚焦到160多年前那個在學術界雜交試驗盛行的年代里,如果你就是當時年輕的孟德爾,現在有一堆雜交試驗的結果擺在你的面前,你會有什么樣的苦惱,你又想知道哪些問題?
生:為什么子一代只有一種性狀?為什么子二代又有兩種性狀?為什么子二代的性狀比總是接近3:1……
師:以你現有的知識理論可以解決這些問題嗎?
生:不能。
師:不錯。當年的孟德爾就和你們現在一樣,面對這么多的問題無從下手,因為沒有任何現成的理論可以解決他產生的疑問。那么你現在能提出解決辦法嗎?
(學生隨后討論并嘗試解決問題的辦法。)
通過這一角色扮演后,學生將自己放在研究者的角色上,以研究者的身份思考問題、解決問題,真切體會到科學研究的艱辛與不易,才能真正走進科學家的思維世界,提升自己的思維品質。
2.2實驗改進策略
從生物學科的歷史發展脈絡看,每一位科學家的實驗設計都會受到當時科學發展水平的限制,一些實驗設計會存在不足和缺陷,而這恰好是激發學生問題意識、構建問題系統的最好資源。
如促胰液素發現中,沃泰默限于當時權威主流認知的影響,并沒有對實驗結果進行大膽分析,也沒有設計更合理的實驗以進一步研究遇到的問題,而是歸結為實驗操作中的不可抗拒因素。教師此時可以不展示斯他林和貝利斯的實驗,而是利用這一契機引導學生構建新的問題系統:沃泰默實驗的關鍵問題出在什么地方?如何徹底排除神經系統的干擾?如何設計對照實驗,讓實驗更有說服力?學生將這些實驗思路問題化以后提出自己的改進措施進行新的研究。最后在交流評價的基礎上,教師再展示斯他林和貝利斯的經典實驗,與學生的實驗設計進行對比,提升學生的成就感和探究知識的熱愛。
2.3自我反思追問策略
在生物科學史學習過程中,自我反思追問策略是構建問題化學習方式的較高階段。該策略更多的是在解決某一問題以后,引導學生回顧自己的思考歷程,從而獲得這種思考歷程的經驗提升。在教學中,教師可以引導學生學會追問自己:就這一內容我是如何發現問題的?我發現了哪些問題?對于這些問題我是從哪些角度思考的?我又是采用什么方法解決的?我解決問題的方法與其他同學的不同之處在哪?有沒有更好的解決辦法……自我反思和追問不僅僅是一種構建問題系統的策略,更是一種良好的學習習慣。在反思與追問中,學生往往能發現新的、有價值的問題,從而開展新一輪探索。
3.問題化學習的關鍵與注意事項
基于問題化學習的生物科學史教學關鍵是師生根據情境創設以問題主線為核心的問題系統。教師在實施的過程中應注意以下幾點:①教師應放下包袱,實現思想和教學方式的雙重轉變,要讓學生真正提出自己的問題;②讓學生提出問題不是天馬行空,而是圍繞課題基礎問題展開,同時教師和學生要對學生提出的問題進行一定的篩選,確定問題的主線;③問題化學習的主體是學生,只有真正投入問題的發現和探究中才能提升學生的實驗探究能力和思維能力,教師在這個過程中應是引導者和領航者。
參考文獻: