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关键词: 高中生物科学 教学方式 科学发展 科学素质在高中生物课堂教学中,教师的主要目的是教导学生学习生物基本理论知识,并带领学生对生物学的深层意义进行探究,教导学生掌握基本生物实验探讨方法。对于学生在学习过程中出现的错误,教师及时给予帮助,启发学生在失败中吸取教训,使其通过科学性教育领悟科学的含义,提高学习素养。
1.生物科学史和生物科学史教育
生物课科学史是由生物学家在研究生物学发展的过程中逐渐成熟的一门科学。高中生物学习主要针对基本生物的理论知识、各个生物学家的研究成果、发明的试验方法等进行分析学习。在课堂教学过程中,教师应充分利用生物学发展的已有教学资源,培养学生的科学探索精神,促进学生的生物思想的形成,提高学生解决科学问题的能力。
2.充分挖掘教材中生物科学史的教育功能
教师要想实施生物教学实验,首先需要详细了解新课标生物的教材内容,现如今高中的生物教材中蕴含诸多生物科学史的基本问题,教师备课时充分利用教材资料,发挥广泛传播能力,拓展学生对生物科学的认识。如:“光合作用的探究历程”可以使学生感受科学的发现是一个长期的充满曲折和艰辛的过程;在科学发展的进程中,生物与物理、化学等相关学科交叉运用、相互渗透;技术手段的进步推动了科学发展等。“DNA双螺旋结构模型的构建”可以让学生体会到现代生物科学是在多个学科的知识和成果的基础上取得的,在科学研究过程中要善于利用前人的成果,综合利用多学科知识,同时要具备他人合作、交流的品质。“促胰液素的发现”使学生深刻体会到不迷信权威、大胆质疑的科学品质,以及创造性思维和科学严谨的实验设计对生物科学研究来说是多么重要。
3.生物科学史在高中生物学教学中的影响
高中生物教材中的有些生物科学史内容较完整系统,将生物科学的发展经历和一些科学家的伟大成就均进行较全面的介绍和评价,如“细胞学说建立的过程”、“光合作用的探究历程”、“DNA是主要遗传物质的发现过程”等。对于较疏散的科学内容,教师带领学生通过设计问题,引导学生对其系统全面地进行分析讨论,在理解教材内容的同时对生物科学进行初步了解。为了在课堂教学中取得令人满意的效果,对不同的科学史内容应采取不同的教学策略。
3.1作为创设情境导入新课的“引物”
对于教材中“问题探讨”的环节,教师在课前学习中营造课堂教学气氛,激发学生学习兴趣,增强学生学习欲望,从而为接下来新知识的学习奠定基础。
例如,在学生学习“生态系统的信息传递”一节内容前,结合学生已有经验,介绍了1967年荷兰一位生物学家发现了蜜蜂通过舞蹈向同伴传递蜜源信息,以此引导学生进入学习情境。这样既提高学生学习兴趣,又合理地引出新知识的基本内容。又如,在具体学习“细胞工程”前,教材在“科技探索之路――细胞工程的发展历程”中,以时间为顺序简要介绍了各国科学家在植物细胞工程和动物细胞工程领域的重大研究成果。教师应当课前要求学生认真阅读,并鼓励学生张开想象的翅膀进行大胆想象,从而激活学生的创造性思维,使学生对新知识的教学处于渴求状态,提高课堂教学的有效性。
3.2作为引导学生进行科学探索的支架
生物学史主要总结了科学家在研究探讨生物知识时的成果,他们主要通过提出问题、讨论假设结果、实验探究等方法进行研究。高中生物教材主要通过科学家的成就吸引学生的注意力,为学生接下来的学习制定目标,鼓励学生对生物实验进行探究分析。例如,伟大的生物学家孟德尔在分析豌豆杂交实验过程中,始终谨记实验过程中的疑问,有目的地进行分析、试验,最终大胆放弃前人的实验结论,自主设计实验,并亲自动手实践,得出完美实验结果,推出遗传定律,供后人解释众多生物现象。同样,学生在讨论生物实验过程中,分析各个生物科学家的疑惑,进而对其进行小组讨论分析,利用对生物学的热爱和基本理论知识,通过动手实践取得实验成功,并加深对生物知识的理解和应用。
3.3作为探索思考、主动发现的材料
在生物教材中穿插许多“资料分析”,其中有相当一部分属于生物科学史,教师应当充分加以利用,引领学生积极探索思考,使其主动发现其中的奥秘。
例如,在学习“基因对性状的控制”时,教材在“资料分析”中列举了科学家对某些病毒遗传信息传递过程研究的重大发现,以此引导学生质疑传统中心法则的正确性和完整性,并在此基础上进行修改和补充。这样不仅激发了学生的求知欲,而且让学生深切体会到了科学的发现是一个不断开拓、继承、修正和发展的过程。又如,“降低化学反应活化能的酶”中,教材在“资料分析”中列举了19世纪到20世纪80年代多位具有代表性的科学家对酶本质的探索历程,既让学生循着科学家的足迹一步一步揭开酶的神秘“面纱”,又让学生再一次体会到科学发现需要坚持不懈、百折不挠的科学精神。
3.4作为课堂教学的“活化剂”
教师在讲解高中生物教材时主动将生物科学史插入教学环节中,课前引入相关生物学家的小故事、设计与课题密切联系的问题,集中学生的注意力,巧妙地在学生学习课本内容的同时,更多地接触生物科学。
例如,学习甲状腺激素的作用时,教师可以插入“傻子村”小故事,通过讲述“傻子”的病症及“代代相传”的特点,激发学生的学习兴趣,使学生迫切想寻求造成“傻子村”的原因,最终在教师的点拨下得出“傻子村”特殊的自然环境才是罪魁祸首。这样学生在学习兴趣浓厚的状态下,进入相关生物学知识的学习中,枯燥难懂的知识瞬间就变得栩栩如生。
巧妙利用课内外结合的方法,营造良好的教学气氛,提高学生学习兴趣,拓宽学生学习生物的知识面,运用动态生物知识,启发学生学习,教育学生树立科学探索精神,保持良好的心态研究生物实验。
3.5作为课堂教学的拓展材料
在高中生物教材中,课后资料设有有关“科学家小故事”、“科学研究足迹”等文章,如“稳态概念的提出和发展”、“神奇的基因芯片”、“核移植技术发展简史”等。这些科学史材料可作为拓展性的阅读材料,教师应重视并及时引导引导学生进行课外阅读和交流。另外,教师也可充分利用“本章小结”和“专题小结”后的“网站登录”和“书海导航”,有选择地向学生推荐,培养学生浓厚的专业兴趣和认真阅读习惯的好习惯。
3.6作为回顾知识的线索
例如,在学生学完“基因工程”的相关知识之后,教师引导学生认真阅读“科技探索之路――基础理论和技术的发展催生了基因工程”,让学生自主探索基因工程的实施获得成功的基础理论,从而回顾与基因工程相关的科学史,例如DNA结构研究,遗传定律的发现,基因与染色体的关系等理论知识。经过回忆科学家的研究动态,为学生讲解知识的来源,使学生更清晰地理解知识,同时清除生物科学的内涵与意义。
3.7作为开展课外活动的素材
除在课堂创新教学方法外,教师可尽量为学生提供施展平台,与学生共同举办有关生物科学史知识竞赛,例如:知识竞答、辩论讨论、学术知识讲座等。例如,引导学生课后自行搜集相关科学史材料,如“搜集有关基因诊断方面的资料,从利与弊两方面谈谈你对基因诊断的认识”、“搜集生物进化理论发展的材料”、“搜集有关干细胞的资料,分析干细胞研究进展对人类健康的意义”。同过对相关资料的搜集和分析,把课堂教学延伸到课外,帮助学生进一步巩固、深化生物学基础知识,提高学生搜集和处理信息的能力、解决问题的能力,达到理论和实践的完美结合。
生物科学史本身集趣味性、科学知识于一体,学生能够通过学习生物科学史,激发对生物科目的兴趣。生物科学史是创设情境导入新课的“引物”,学生进行科学探索的支架,探索思考、主动发现的材料,课堂教学的“活化剂”。当然,生物科学史还能够起到其他作用。因此,在日常教学中,生物教师必须重视生物科学史,充分利用好生物科学史。
参考文献:
[1]徐宜兰.论中学科学课中科学史的教育价值.山东教育学院学报,2002(6):10-13.
关键词 学法指导 自主建构 图式 教学策略
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
概念图、思维导图、模型等图式策略已经出现在高中生物课堂。这方面的论述已很多,但大多集中在利用图式讲解知识网络或者课堂小结等方面。调查发现,教师利用现成的图式去讲解,远不及组织学生自主建构图式理解得深刻。学生“亲历”生物图式建构活动,是他们内化知识形成知识网络的必要途径。本课题组成员就如何在高中生物教学中指导学生自主建构图式进行实践研究,试图探索出一套在高中生物教学中指导学生自主建构图式的策略。
1 基于课本内容,指导学生阅读,进行生物模型的建构
高中生物教材中适合采用本方法指导学生自主建构模型的章节颇多。课题组曾经就“人体的内环境与稳态”新授课进行实践研究,组织学生开展建构活动的顺序为:① 教师出示问题,指导学生阅读。② 学生阅读规定内容后讨论并作答。③ 教师对学生的回答及时反馈评价。④ 教师将提炼出的关键术语写在黑板上,并根据师生讨论的结果将相关关键术语连线,在连线上写出连接词。⑤ 随着教学内容的延伸,重复①~④步骤,直至比较完整的模型建构完成。
教师指导学生阅读文本后进行生物模型的建构需要注意以下事项:① 教师需要提前准备好指导学生阅读的问题。这些问题的针对性要强,如果缺乏问题的引导,阅读的效率将降低。② 学生阅读后的讨论环节不可或缺。讨论与交流后,学生彼此之间初步达成共识,即使没有达成共识,或者达成的共识是错误的,也有利于随后的学习。③ 教师要提前设计好板书位置。师生交流环节,教师一边组织学生回答问题,并进行反馈和解释,一边把关键性术语写在黑板上(看似随便的书写,其实是需要教师提前设计好的)。
2 基于生物科学史,充分利用假说,进行生物模型的建构
高中生物教材中适合基于生物科学史进行模型建构的内容有“细胞膜的流动镶嵌模型”“减数分裂过程中染色体数目和行为变化模型”“DNA分子结构模型”“植物胚芽鞘向光性生长模型”等。课题组曾经就“细胞膜的流动镶嵌模型”“减数分裂过程中染色体数目和行为变化模型”进行实践研究。基于生物科学史开展模型建构活动的环节为:环节一,教师展示科学史资料,创设问题情境,并设置疑问;学生小组内讨论,提出自己的假说,并在小组内解释、争论;根据讨论结果,小组内成员间合作建构模型。环节二,各小组派出代表分别展示本小组建构的模型,并进行解说;在聆听其他小组的解说后,小组间互相质疑、释疑;小组成员间就产生的认知冲突展开讨论,并完善本组的模型。环节三,教师出示科学家的实验证据,促使学生重新审视本组构建的模型,并进一步修改、完善;教师对各小组建构的模型进行评价,指出其合理的地方,或指出其与科学事实不相符合的地方,提出完善意见。环节四,学生认同教师的评价意见,对本组的模型进一步完善。
基于生物科学史组织学生自主建构模型活动的开展,需要教师扮好主导者的角色。① 教师要把握好展示科学史实的时机。引入科学史实的目的主要是创设科学探究的问题情景,引导学生产生探究的主题,或者引发学生产生认知冲突,促使学生重新审视自己建构的模型。哪一段科学史在何时呈现,教师要根据具体情况适时提供,提供早了或者晚了,都不利于建构活动的开展。② 教师要对科学史实材料精心筛选。科学史实材料可以来自教材,也可以是教材没有列出的其他生物科学史实,教师要根据需要选择补充。③ 教师要保证小组活动的时间和空间。小组活动的时间要充足,空间上要方便学生讨论、交流。④ 教师要保证学生解说、质疑的时间。小组活动结束后,要组织各小组对本组的模型进行解说,允许其他小组成员质疑。⑤ 教师要留出一定的时间,保证小组能够完善本组的模型。⑥ 教师的评价要及时、合理。教师要在学生建构模型的不同阶段给予启发性的、鼓励性的评价,促进小组建构活动的推进。
3 基于学生认知过程,巧设判断与辨析题,促进学生对生物模型的内化
高中生物教材中多个章节的内容都涉及组织学生建构模型。课堂上学生建构起生物模型并非学习活动的终结,因为有一批学生对自己建构的模型理解肤浅,没有掌握模型的本质含义。所以模型建构活动还需要进一步深化,以促进学生对生物模型的内化。课题组曾经就“生态系统的结构和功能”专题复习课进行实践研究。本次模型建构活动包括以下几个子活动:① (情境展示,初建模型阶段)教师提供某地生态农场的相关背景资料;学生分组讨论,将背景资料中提供的相关信息进行整合;学生分组建构该生态系统的物质循环模型。② (展示解说,质疑释疑阶段)学生分组展示、解说本组建构的模型,其他学生质疑,小组内完善本组建构的模型;在建构好的物质循环模型基础上建构能量流动模型。③ (判断与辨析,反馈与评价阶段)基于学生们建构的模型,教师提供判断与辨析题,并组织学生讨论、辨析;教师对学生的辨析及时反馈、评价,促使学生深化对模型的理解,并内化为自己的认知图式;教师利用思维导图升华学生的认知图式。
深化学生对模型的认知,需要注意的事项有:① 组织学生辨析前,教师应给学生留有充裕的时间、空间进行模型的初步建构,这将为学生深化对模型的认知作好准备。② 教师提供的辨析题需要精挑细选。教师要根据以往的教学经验,选择学生学习的盲点、易错点进行组织辨析,使学生对模型的认识不断清晰,促使外在的模型内化为学生自身的认知图式,并渐趋完善。③ 与其他模型建构活动类似,教师要留出充足的时间,组织学生展示、解说、质疑、释疑、完善。在这个过程中,学生一边聆听他人的解说,一边重新审视自己建构的模型,进而不断完善自己的认知图式。
4 聚焦核心概念,关注关键术语,进行概念图、思维导图的建构
高中生物每个章节都涉及核心概念教学。每个核心概念都涉及多个知识点,知识点与知识点之间的逻辑联系复杂。如何围绕核心概念将其涉及的多个知识点整理成知识框架,是所有高中生物教师都在关注的课题。课题组曾经多次在新授课、复习课中尝试探索指导学生自主建构概念图、思维导图的途径。该建构活动的一般顺序为:① 教师指定阅读范围、给出核心概念或中心术语,并列出系列问题,指导学生阅读和思考;学生在阅读过程中找出一些关键术语。② 学生以小组的形式展开讨论,并围绕核心概念或中心术语建构概念图或思维导图。③ 各小组展示本组建构的概念图或思维导图,其他小组质疑;教师恰当反馈信息,及时评价。④ 教师补充学生未找出的关键术语;学生进一步完善本组的概念图或思维导图。
教师围绕核心概念和关键术语,组织学生自主建构概念图、思维导图时需注意的事项有:① 教师给出核心概念或中心术语是必要的。这样,学生的阅读和自主建构才能围绕某个中心展开;教师还需要精心组织系列问题,指导学生阅读。② 学生在阅读过程中找出关键术语,有利于概念图、思维导图的建构;教师补充学生未找出的关键术语,有利于概念图、思维导图的进一步完善。③ 教师不苛求各小组建构的图式相同,只要有道理教师都应鼓励。
5 总结
在高中生物课堂上指导学生自主建构图式,教师应根据不同的教学内容选用不同的策略。这些策略各有特点,但活动中教师的主导作用是相同的:教师应该为学生建构活动提供充裕的时间和空间;教师应该为学生建构活动提供必要的素材;教师要为学生提供解说、质疑、释疑的机会;教师要为学生提供修改、完善图式的机会;教师要允许学生建构的图式有差异。
参考文献:
[1] 洪长根.用套图法复习“人体的内环境与稳态”[J].生物学通报,2011(8):46-47.
[2] 朱平.运用“假说”开展生物膜模型建构活动的教学实践[J].生物学通报,2011(1):47-49.
一、利用科学史,使学生确立探究意识
高中生物课程中的科学史,主要以生物科学产生和发展的过程为轮廓,以科学发展历程中带有重大转折作用的课题及事件为主线,用翔实的资料论述科学家们的创造性劳动,生动地描述他们进行科学探索的思维过程和方法,同时也对生物学发展的逻辑和社会历史背景等重大问题作出评论。我认为,学比教更重要,学会比教会更重要,会学比学会更重要;学比不学要好,勤学比被学、逼学要好,乐学比勤学更要好。引导学生充分合理地利用生物学史与所授知识之间的相互联系,有效激发学习兴趣,不仅能够培养学生的探究能力、科学精神,而且能够加深学生对所学知识的理解与运用,高效地促进学生深入学习。传统生物课堂常采用讲授法,将知识直接告诉学生,学生靠死记硬背记忆,缺乏思维活动,长此以往学生会养成被动接受的习惯,缺乏主动探究意识。而利用生物科学史丰富的资源,培养学生的探究意识,改变教师的教学方法,才能提高学生的学习兴趣,增强学生的知识运用能力。例如,在苏教版必修1第3章第2节“细胞膜的结构与功能”的教学中,我给学生出示三则材料:
实验一:1885年,奥弗顿在研究各种未受精卵细胞的透性时,发现脂溶性物质容易透过细胞膜,不溶于脂质的物质透过细胞膜十分困难。
实验二:Danielli和Harvey分别于1931年和1935年发现细胞膜的表面张力显著低于油―水界面的表面张力,已知脂滴表面如吸附有蛋白质成分时,表面张力则降低。
实验三:1925年两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞膜中提取脂质,在空气―水界面上铺展成单层分子,测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。
由实验一、二学生推测出细胞膜含有脂质物质和蛋白质;由实验三学生推测出细胞膜由双层脂质分子组成。可见,在课程实施过程中,有效利用科学史,抛弃直接将知识直接呈现给学生的做法,不仅能培养学生的探究意识,而且能达到促使学生“自觉学习、自主探究”的学习效果,使学生切实感受到求知探讨有收获的乐趣和幸福。
二、利用科学史,使学生学会探究方法
生物科学史上的经典实验往往体现了不同的生物学研究方法。利用对经典实验的学习,不仅能够使学生掌握科学的探究方法,而且能够促进学生灵活应用,提高思维层次。
例如,孟德尔遗传实验是运用了典型的假说演绎法。在观察一对(或两对)相对性状杂交试验的基础上提出问题,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过设计测交试验检验演绎推理的结论。试验结果与预期结论相符,证明假说是正确的,于是得到基因的分离定律和自由组合定律。在对这一经典的实例教学中引导学生总结、感悟“假说―演绎法”与科学发现之间的关系,从而掌握这种现代科学研究的核心方法,并能灵活应用解决一系列关于此方法的试验设计问题。
在生物科学史的经典实验中,还有其他研究方法,比如:类比推理法、同位素示踪法、数学统计法、模型构建法、实物模拟法、系统分析法、实验论证法等。充分利用生物科学史的资源,才能让学生体验每一种方法,感受到科学研究的多样性、丰富性。
三、利用科学史,使学生增强探究能力
探究能力是生物科学学习过程中重点培养的核心能力之一,也是高考生物学科要突出考查的学科核心能力之一。生物科学的发展历程本身就是一部关于探究过程和研究方法的科学发展史,生物学科的能力培养尤其是科学思维、问题探究、实验体验等能力的发展,离不开对科学发展过程与科学研究方法的掌握。
例如,在苏教版高中生物教材(必修2)《遗传与进化》第四章第二节“DNA复制”的教学中,第一部分“对DNA分子复制方式的推测”的内容是科学家应用科学方法揭示出的科学事实。为了让学生领悟科学研究的过程和方法,我引导学生模仿科学家运用科学探究的方法进行探究性学习,即教师先引导学生阅读美国的米西尔森和斯塔尔的实验,理解实验同位素示踪、离心方法,然后提出问题:“DNA复制方式可能是全保留、半保留、弥散复制三种,究竟是哪一种?如果是全保留,画出DNA复制一次的结果并说出离心结果;如果是半保留或弥散复制呢?”在此基础上让学生继续探究DNA复制两次的情况(甚至是更多次)。第二部分“DNA复制过程”,让学生利用课余准备的DNA平面结构模型以小组为单位演示复制过程,总结复制时的场所、条件、特点。
可见,循着科学家的思维轨迹逐步探究并建构知识,不仅能够提高学生的深入思维能力,而且能够提高学生的科学探究能力。
一、新课标高中生物教材的知识内容的特点
一般地讲,教材内容的选取是否适当,是影响教材质量的重要因素之一。一部高质量的教材,其教学内容必须符合党和国家的方针政策,符合教学大纲规定的各项要求,适应培养21世纪我国社会主义现代化建设的各类人才的需要。具体地讲新课标高中生物教材的知识内容的特点。
1.把握基础性,体现先进性。按照课程标准的要求,精选符合学生发展需求和认知水平的基础知识。基础性是基于现代意义的基础性,一些基本概念和原理力求与现代生物科学相一致,体现先进性。
2.重视基本概念、原理和规律。知识性内容着重围绕生物学基本概念、原理和规律展开,在认识“是什么”的基础上,更多地探讨“如何”和“为什么”。教材中重要的概念和原理的表述,以黑体字排印;其余需要学生认真阅读和理解的内容以宋体字排印;供学生一般了解或选学的内容以楷体字排印,或以“相关信息”、“科学?技术?社会”等形式呈现,有的内容明确标注“选学”。
3.构建主线突出、结构合理的知识体系。为凸显各模块在知识教育方面的价值,帮助学生形成良好的知识结构,每个模块的知识内容都围绕一定的主线展开;同时,新教材根据学生的认知规律确定呈现顺序,使之形成结构合理的知识体系。
4.纵横衔接,促进知识网络的形成。为体现生物学与数学、物理、化学等学科的横向联系,教材旁栏设有“学科交叉”;为体现各个模块间、同一模块各章节间的联系,教材旁栏设有“知识链接”。在各章后的自我检测中,大多安排画概念图的习题。同时,在选取教材内容时注意了与初中义务教育生物教材和相关学科教材的衔接问题。
5.在教材内容中加大实验教学的比例。实验教学是生物教学的一个重要方面。通过实验教学,不仅可以提高学生对生物学学习的兴趣,而且可以培养学生多方面的能力,如观察能力、实验能力、思维能力、初步的研究能力和创造能力等。
二、新课标高中生物教材的编写方式上的特点
新编高中生物教材吸取了九年义务教育初中生物教材改革的成功经验和国外教材的优点,在增强教材的可读性和趣味性上多下功夫。其一、注意遵循从感性到理性的认识规律。九年义务教育初中生物教材在课文内容的编写方式上,注意遵循从感性到理性的认识规律,常常从观察或实验入手,提出问题让学生思考和研究,然后再进行讨论、总结,最后讲述生物学知识在生产、生活实际中的应用。其二、新课标高中生物教材的编写方式生动活泼。义务教育生物教材的课文编写方式生动活泼,在正文当中或正文之后设置了一些小栏目,如“看一看,想一想”、“你知道吗?”、“动动脑”、“动动手”和“课外读”等,不仅扩大了学生的知识面,培养了学生学习生物学的兴趣,而且寓思想教育于知识教育之中。美国高中生物教材的编写方式也很活泼,在课文当中也设置了不少栏目。新编高中生物教材也可以考虑增设一些类似的栏目。这样,不仅可以丰富课文内容,扩大学生知识面,而且有助于激发学生学习生物学的兴趣,活跃学生的思维。
三、新课标高中生物教材的呈现方式的特点
新课标高中生物教材还借鉴有意义学习和建构主义学习理论,教材内容的表述不是从概念到概念,而是尽量从生活经验入手,创设较好的问题情境或悬念,激发学生的学习兴趣,促使新知识与原有经验之间的联系,以利于知识的建构。具体地讲新课标高中生物教材的呈现方式的特点:(1)必修模块的每节都从“问题探讨”入手,联系生产和生活提出问题;(2)教材重要概念和过程的阐释,尽可能结合学生的经验,使之亲切而生动;(3)不少章节采用问题串的形式,引导学生步步深入地分析问题、解决问题,建构知识,发展能力;(4)探究活动的写法注重开放性和引导性;(5)作业系统注重层次性。节后的练习既有基础题,又有拓展题;章后的自我检测既有知识的巩固和迁移,又有发散思维和求异思维的训练;(6)安排丰富多样的探究活动,让学生通过活动体验过程,领悟和运用方法,训练技能;(7)较多地介绍生物科学史的内容,特别是生物科学史上的经典案例。有的部分以科学发现的先后顺序作为构建框架的重要线索,如遗传部分;(8)鼓励学生积极思考和讨论。在资料分析、旁栏思考题、技能训练、练习、自我检测等栏目中有许多关于科学过程和方法的思考题,可以帮助学生领悟方法、活跃思维。
四、新课标高中生物教材全面地体现了新课标的“新”要求
课程改革“生物课”的高中新教材贯穿了一个“新”字,即用新理念、新信息、新资料、新内容、新方法和新手段研讨生物问题。注重了对学生创新能力的培养。新教材体现了新课程标准中教学目标中“知识、情感态度与价值观、能力的培养”三个维度。很好地体现了新课程标准的教学理念。既特别注重了学生的自主学习,又强调了教师的学法指导,使学生真正学会、会学。
总之,实施新课标,当务之急是要摆脱传统理念中一些弊端的束缚,深入学习理解新课标的教育教学理念,迅速进入新课改理念的新境界,才能准确全面的落实新课标的各项要求。只有这样,高中生物教学才能走出“轻负担、高效率”的新路子,也只有这样,我们的高中生物教学才能为学生的将来储备能力,为提高学生的终身学习能力和学生的综合素质作出其应有的贡献。
【参考文献】
[1]李红.《关于新编高中生物必修教材中遗传学部分改革的几点设想》.
[2]《高中生物系统整体性原理的教学反思》.网络搜集.
[3]刘连双.《实施新课标的几点感想》.
[4]韩菲,汪兴兰.《过程演绎探究》.教学与管理.2009,(07).
高中生物新课程教材中有相当多生物科学史的教学内容,如“细胞学说建立的过程”、 “对生物膜结构的探索历程” 、“光合作用的探究过程”、“人类对遗传物质探索过程”、 “孟德尔遗传实验的科学方法”、“植物生长素的发现”等。在以往的教学实践中,注重的是学生对事实性知识的掌握情况。因此,在处理生物科学史这部分教学内容时,常常是由教师简单介绍这些生物科学史,然后给出结论,重在让学生理解结论并能加以应用。不少学生觉得这些科学史学习起来枯燥,往往采取机械记忆的方式记住相关结论,在涉及相关知识应用时常常出现知识结构模糊不清的现象。难道没有什么办法让这些经典的科学史不那么枯燥吗?这恐怕是每一个生物老师都曾想过并想解决的问题。高中生物新课程教材中教学内容的安排在这方面也下了很多功夫,有了不少变动。
二、案例描述
新课程体系下的人教版必修第一册第四章第二节《生物膜的流动镶嵌模型》,内容编排上有很大变化。旧人教版教材采取直接展示细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质,磷脂的双分子层排布,以及直接表达细胞膜具有选择透过性的功能特点,学生也没有去细想为什么磷脂要排成双分子层?单分子层不行吗?更没有人深刻的体会到细胞膜的这种结构特点决定的功能特点。然而新教材并没有直接展示这些知识点,而是通过一段生物史的介绍━━对生物膜的探索历程,让学生重走了一遍科学家的探索之路,在考虑当时现有的技术水平和已有的知识背景下,逐步自己总结出生物膜的结构并完善,并在此基础上理解生物膜的结构特点和功能特点。
本节内容授课要想达到好的效果,仅有新课程教学内容的精心编排还不行,还依赖于教师的精心组织。教师必须多花心思组织课堂,利用生物发展史中的实验对象、实施方案、观察统计对象、结论设定相关节点设置问题串实施探究性教学。让学生的自主探究和合作探究过程中有章法、有目标、有适切性评价,而不是机械的记忆,从被动接受到主动探究,这样才能从中找到乐趣和成就感,也就不会觉得枯燥。
首先,融合生活情境元素,激发学生主动构建知识的热情
贴近生活引入问题:若给三种材料:普通布、塑料袋、弹力布,你会用哪种材料做细胞膜的模型?为什么?体现了什么观点?学生大都都会选择弹力布,认为弹力布有弹力可以让一部分物质通过,体现了细胞膜的选择透过性,也能答出体现了结构与功能相适应的观点。这时我借势追问:那么生物膜究竟是怎样的结构才使它具有选择透过性的功能呢?将学生引入到本节课探究重点。然后师生互动,从欧文顿试验中,学生都能捕获“膜是由脂质组成的”这一结论,还有很多问题并没有理解,我在此有几个设问:①对“欧文顿实验”,最初实验得到生物膜是由脂质组成的,是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定?②在推理分析得到结论之后还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗?③为什么一开始不对生物膜直接进行提取、分离和鉴定呢?④思考技术对科学发展起什么作用?学生将这几个问题思考清楚后,会理解当时只能得到这一推测的结论,因为还没办法提取到细胞膜直接分离鉴定。
其次,思维节点设疑引入 巩固发展学生生成资源
根据欧文顿的推论,细胞膜除了脂质外,还有没有其他成分呢?过渡到脂质和蛋白质怎样形成细胞膜呢? 学生阅读课本,从这一实验:从红细胞膜中提取脂质,铺成单层分子,发现面积是红细胞膜的2倍,可以得出细胞中脂质分子排列成连续的两层。但学生并不知道如何排布以及为什么排成两层?这时我只提供磷脂结构示意图,简单介绍磷脂是一种由甘油,脂肪酸和磷酸所组成的分子,磷酸“头”部是亲水的,脂肪酸“尾”部是疏水的。请学生自己展开大胆想象,推测以下问题:运用相关的化学知识解释为什么磷脂在空气――水界面上铺展成单分子层?并画出如何分布的示意图。通过这一问题,学生理解了磷脂的特点。接着解决下一问题:生物的结构和功能是相适应的,在细胞膜内外都是水环境条件下,细胞膜的磷脂分子排成一层行不行?细胞膜的两层磷脂分子可能怎样排布呢?形成什么样的结构呢?
学生对这三种模式选择不一,最后意识到细胞膜内外都有水这一特点,而磷脂的头部是亲水的这一特性,学生能自己理解并记住应该选第一种模式图,整个排布可以用右图表示,这样也就理解了磷脂双分子层。
再次,问题串层递演进 丰富延展学生思维视野
我接着带领学生思考:磷脂排布方式清楚了,那蛋白质如何排布呢?学生阅读课本能找到罗伯特森提出的“生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构”的观点。很多学生也许也接受了这个观点,这时我反问学生:能否用刚才的观点解释以下现象呢?例如细胞分裂、草履虫的运动和分裂、成熟植物细胞的质壁分裂与复原现象。最后师生一起解决,学生也能理解若把生物膜描述为静态的刚性结构,这显然与膜功能的多样性相矛盾。随着新的技术手段不断运用于生物膜的研究,科学家对蛋白质的位置也提出了准确的说法,指出蛋白质不是全部平铺在脂质的表面,有的镶嵌在脂质双分子层中。
紧接着问题递进:有什么证据证明细胞膜中的物质不是静态的吗?假如做实验应该采用什么实验方法来判断?如果是同学们自己做这个实验,大家又会从中得到什么结论呢?同学们经过仔细分析加上阅读课本,很自然就过渡到了下面这个实验。实验:将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后,让两种细胞融合,杂交细胞的一半发红色荧光、另一半发绿色荧光,放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布。从实验结果表明细胞膜具有流动性。学生根据我设计的问题串自然领悟了这个实验的实验方法:用不同荧光染料标记不同膜蛋白,并且找到观测指标分析得出结论:通过观察不同荧光的分布情况得出细胞膜上的蛋白质是可以运动的。最后引申出细胞膜具有流动性。
最后,知识信息转换实践 厚实学生主动构建知识内化评价
学生经过对这一段科学史的自我探究,自己也能画出细胞膜的分子结构示意图了,并且还能描述出成分主要包括磷脂和蛋白质以及它们各自的排布方式,这样排布的原因也能理解。因为理解了,后面关于生物膜的流动镶嵌模型的基本内容就可以理解记忆和灵活运用而且不容易遗忘。更重要的是,对学生而言对这些知识点不是靠死记硬背而得来,都是通过自己重走科学家道路分析而来的,学生在这个过程中投入了极大的热情和兴趣,获得了很高的成就感。学完这节内容后,我还布置了一个课外活动:让学生自己选择生活中的素材自己制作一个生物膜的流动镶嵌模型,课后学生分组采用泡沫盒,牙签,橡皮泥,萝卜等自己身边的材料,形象准确的制作出了符合生物膜结构特点和功能特点的物理模型。
三、案例反思
生物学是一门以实验为基础的科学,有关生物学的重大科学发现也都是经过大量的探究实验而获得的。新课程教学中更注重探究、操作及自我发展等实践能力的培养,倡导探究性学习。因此,如何发展学生的实验探究能力也是新课程教学的一项重要任务。当然,学生的实验探究能力不可能通过短时间的强化训练就能达到课程要求,而应该是在日常的学习过程中逐步得到发展和提高的。这就要求高中生物教师要注重日常教学中有关实验探究内容的教学,抓住每次机会,重视实验探究过程和方法的指导,培养学生的探究兴趣,循序渐进地的提高学生的实验探究能力。而课本中的生物科学史为我们培养学生的的探究能力提供了很好的素材,教师应该学会利用课堂教学中的科学探究史,激发学生的探究兴趣,培养学生的科学探究精神。“兴趣是最好的老师”。要提高学生的实验探究能力,首先要给学生乐于探究的动力,而动力来源于兴趣。因此,激发学生的实验探究兴趣是培养学生实验探究能力的重要前提。因此我们作为教师,自己对待课本中有关生物科学史的内容时,不能简单对待,引入时应该融合生活情境元素,激发学生主动构建知识的热情。
对待生物科学史中的探究思想和探究历程也要深一层次的进行挖掘,多维视角展示生物科学史 丰富学生主动构建知识载体,教学生将这些看似枯燥的内容通过探究内化成自己生成的知识。生物学上每一次科学发现都离不开实验探究的过程,因此,课本中每个科学研究史都是学生探究兴趣和科学探究精神的培养机会。在处理这些内容的时候,教师如果能把传统教学方式中枯燥的科学史的讲解变成教师引导下的学生自我探究,会更有利于学生探究兴趣的激发和探究能力的提高。教师可以引导学生重走科学家的探究之路,鼓励学生再现科学家的探究思想和探究过程,对科学家的实验进行评价、改进或重新设计,让学生会更有兴趣主动参与并在不知不觉中提高了探究的意识和能力。教师再对学生的设计进行评价,让学生对实验设计思想有清楚的认识,同时纠正学生在实验设计中的遗漏和错误。在这样的学习过程中学生会更多的获得成就感而提高生物学实验探究的兴趣和能力。