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【关键词】高中生物 核心素养 生物教学
课程改革十数年之后,随着国家相关文件的颁发,“核心素养”成为另一个重要的基本概念。高中生物教学在核心素养的观照之下,对学生的培养也有了新的理解与追求。高中生物教学内容具有自然科学的一般性质,同时又具有显著的生物学特征,在此学习过程中学生会形成什么样的学科素养,值得每一个高中生物教师认真研究。
一、基于核心素养理解高中生物教学
核心素养的宏观理解是这样的,所谓核心素养,应时指学生在学习中应当形成的具有最基本作用的素养,核心素养是知识、能力及态度的综合性体现。由这样的阐述可以看出,核心素养与新课程改革提出的三维目标有相通的地方。因此理解核心素养,可以基于新课程改革的相关理念来进行。同时,核心素养本身又是一个极具引领意义的概念,其可以统领当前生物教学的主要内容与方向。
在核心素养的观照之下,高中生物教学应当具有这样的三点基本理解:
其一,高中生物学科的核心素养具有科学素养的重要意旨。生物学科的研究过程中,大量运用了科学研究的基本方法,因而生物学科具有科学素养的意旨就是一种最基本的理解,这就意味着在教学中要向学生传递最基本的科学研究方法,如概念描述的精确途径,实验设计的科学方法运用,生物学科结论描述的简洁准确等,这些既是科学素养的基本要求,也应当是生物学科素养的基本要求。
第二,以生物学科的核心素养引领教学是以生为本的重要体现。以生为本是一个宏观理念,其在高中生物教学的基本落实,在于学科素养的引领。也就是说,当在课堂上关注核心素养并以之成为课堂教学的引领时,以生为本的理念才能真正落到实处。比如我们讲“生态系统”,需要从生物与环境的依存关系及两者之间的相互作用、种群的变化具有动态性等方面来进行,如果忽视了核心素养的引领,那本知识就可能是一个机械记忆的知识,反之就可能成为活的知识,学生在知识构建过程中就会充分具有主体地位,从而实现以生为本。
其三,高中生物学科的核心素养引领学生面向生命活动的本质。生物学科的特质就在于其是面向生命活动的,其是寻求生命本质的。这种规律的寻求需要核心素养来作为牵引,而在牵引的过程中核心素养又会得到提升,这是一个相得益彰的过程。
有了这样的理论理解,那在具体的教学实践中,教学思路就会更加明晰。
二、基于核心素养实施高中生物教学
需要明确的是,高中生物学科的核心素养包括这样的几个基本组成部分:一是学生的生命与生物学观;二是学生所表现出来的科学探究的兴趣与能力;三是科学探究过程中的态度与价值观;四是生物学研究中表现出来的实践精神与行动能力。因此,具体的教学中培养学生的核心素养,就要尽可能地以这四者为核心。
比如说对于生物学科的认识,显然不能完全局限于当前的考试要求去实施教学,因橹识导向的升学评价其实并不能体现生物学的全部本质。笔者以为,高中生物教学需要在学生原有基础上,真正从面向生命活动的角度去实施教学,要让学生真正认识到生物体活动过程中的生命的特质基础是什么;构成生物的细胞又是怎样完成生殖、发育、终结的;植物以及动物具有什么样的生物结构,在它们的生命活动中是怎样进行遗传的,为什么又会发生变异;什么是生物的多样性,历史上对生物多样性有过什么样的观点,当下最流行的观点又是什么……这些问题的提出与讨论,往往可以让学生更好地围绕生物本质形成认知。
因此,高中生物教学实践与其说是具体的任务完成,不如说是核心素养指引下的知识拓展与能力形成,如果进入这样的状态,那高中生物课堂该是多么的优美!
三、基于核心素养反思高中生物教学
在研究生物学科的核心素养的时候,笔者发现高中生物教师的日常教学又多了一个反思的视角。通常情况下,反思生物教学的视角就是教学的有效性,而这种有效又是以学生的考试成绩来衡量的,这样的反思不可避免地将学生以及教师自身的成长引入了一个相对狭隘的境地。在这种情况下,生物核心素养带来的启发是具有相当的积极意义的。比如说,传统的生物知识结构是基于教材上的概念形成的,那是一个网络结构,却不一定是学生认知当中的真正有效的结构,相反如果以学科素养来引导,那就可以形成以进化思想、系统论为核心,以细胞、新陈代谢、稳态与调节、生态系统、生物进化、遗传与变异为枝干的认知系统,这一系统不仅能够包括原有的知识系统,同时还能够将生物学科的主要内容较完整地呈现在学生的面前。
总之,生物学科的核心素养是当前高中生物教学最先进的理论,其应当在高中生物教学中发挥引领性作用,以更好地保证学生知识的构建与教师自身的成长。
【参考文献】
[1] 刘东杰. 高中生物学探究技能中核心素养的培养[J]. 生物学教学,2016,41(7).
中学生校园社团是学生自发形成的学生组织,是校园文化建设的重要组成部分,组织和开展学生社团活动可以作为生物学课堂教学的有益补充,成为培养学生学科核心素养的重要途径。
1 生物学科社团发展的可行性
近年来,随着校园文化的深入发展,丰富多彩的社团活动可以开阔学生视野,陶冶学生情操,丰富学生文化底蕴,启迪学生思维,发展学生个性特长,培养学生的人文精神和科学素养,促进学生的身心健康和全面发展。
生物学科兼具科学性和趣味性的特点,且与生活联系密切,在高中校园发展生物学科性社团,借力社团活动,对改变生物学科的教学方式,培养学生的学科核心素养,完善教育教学生态具有一定的积极意义。
2 生物学科社团活动的开展及作用
将生物学科从书本、课堂延伸至教室之外,甚至是校园之外,在教师的引导下,学生自主参与、自主管理,科学合理地开展社团活动,从而融合知识、技能、情感,形成高中生所具备的核心素养。
2.1 实验类社团活动的开展及作用
生物学是一门实验科学,实验课也是学生最喜欢的教学内容。但是由于课程的规划及条件的限制等因素,实验课并没有得到很好的开展,因此教师可以在社团活动中开展实验内容。教师可具体开展下列两类活动:① 教材实验:高中生物教材中的实验内容非常多,如:有机物的鉴定、植物色素的提取和分离、叶绿体的观察等,② 创新实验:以教材实验为基础,对原有的实验进行改进和创新,甚至提出新的课题进行实验探究,让学生独立地提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、结果分析和讨论交流。例如,探究温度对唾液淀粉酶活性的影响,探究生长素对桂花枝条扦插的影响,探究低温处理对菠菜种子萌发的影响。
重复教材实验既让学生巩固基础的生物学知识,又让学生领悟到科学家们在研究过程中所持有的观点以及解决问题的思路和方法;主动的创新实验,在亲历提出问题、获取信息、寻找证据、检验假设和发现规律的过程中学会比较、分析、综合,并在此基础上归纳、总结,直到撰写科技小论文。通过上述实验活动的开展,学生理解了科学概念,锻炼了实践能力,更是形成了科学态度,养成了理性思维的习惯,获得了独立进行科学探究的能力,提升学生的生物学核心素养。
2.2 调查类社团活动的开展及作用
生物学是一门研究生命现象和生命规律的科学。它不仅是一个结论丰富的知识体系,还包括了人类认识自然现象和规律的一些特有的思维方式和探究过程。学生近距离地观察生命现象,用生物学知识认知生命、解释生命,从而热爱生命。调查类活动可以包括下列两种类型:① 生物与环境的关系:将知识与生活相结合,如校园植物的认知、分类与分布,校园周边自然保护区的生物多样性,水生植物对环境的适应性,阴生植物与阳生植物的比较等;② 人类对环境的影响,如城市河流的污染调查,废弃矿山的生态修复,人工湿地生态系统等。
调查类活动的趣味性强,学生主动积极地参与。在调查研究中,学生根据调查内容设计调查方式和路线,既培养了团队合作精神,又提高独立思考和解决问题的能力。通过实地考察和研究,学生在观察有趣的生命现象的同时,体会到生命的神奇,在较好的理解了生物学概念的基础上形成生命观念,如结构与功能的相适应,生物与环境的相适应,物质与能量的平衡,人类活动与自然的平衡,在生命系统中人是主体又是客体等。在此基础上,教师引导学生深入思考人类在生态系统中的地位及作用,培养了学生的生态和生命观念,以及人所需要承担的社会责任,如关爱生命和保护环境等。
2.3 实践类社团活动的开展及作用
生物学是一门实践科学,教师引导学生利用所学知识进行实践活动,在学以致用的过程中,体现了生命科学的价值。教师可开展如下一些活动:① 标本制作:教师带领学生参观标本室,并给他们介绍标本制作的技术,引导学生制作简易的动植物标本,如植物叶片标本、蝴蝶标本、昆虫标本,还可以制作鸟类标本等。② 模型制作:模型可以将抽象的生物学概念和本质具体化,可在社团的学生中开展模型制作比赛,如动植物细胞模型的制作、DNA分子模型的制作等;③ 种植养殖:组织社团学生建立校园生物园,如种植花卉、蔬菜、果树,培养蘑菇,养殖小白鼠、观赏鱼和家鸽等,制作生态缸和小型的生态系统,还可以探索蔬菜的无土栽培技术、植物的嫁接技术和鱼类的繁育技术等。
一个生物科学工作者应具备独立、熟练的动手能力。在这些实践过程中,通过动手操作和生物体亲密接触,学生加深了知识的理解和应用,对生命有了更加深刻的认识,从而能够更好地解释生命现象,发现生命规律,热爱生命个体,进一步培养了他们的科学思维和生命观念。
2.4 科普类社团活动的开展和作用
生物学是一门自然科学,其精要是展示生物科学的基本内容,反应自然科学的本质。科学最终又要服务于人类的生活和生产,因此,开展一些科学普及活动有助于培养他们的科学精神和社会责任感。教师可开展以下两类活动:① 科普宣传:利用节假日,面向学校师生,或深入到校园周边的社区进行环保知识和健康知识宣传,如城市水污染调查的图片,艾滋病、乙肝、流感等疾病的传播途径图片,遗传病的遗传方式和有效预防等知识宣传;② 科技创作:借助学校的科技节及市级科技活动等平台,鼓励学生进行生物学相关的作品创作,如制作水污染处理的浮床,无土栽培蔬菜的简易装置,家庭生活污水的多级利用装置等。
在这些科普活动中,学生成了科学的传播者,唤起人们对健康的关注以及环保意识,从而更好地爱护我们的身体和保护生存的环境。另外,学生通过调查搜集资料,动手参与制作,既锻炼了科学技能,又培养了科学素养,提高了社会责任感。
在深化核心素养教育改革的背景下,校园学生社团建设也将进入一个新的发展阶段,社团发展必然走向专业化、规范化、学术化的道路。因此,建立生物学科性社团可行且有必要,生物社团必将开辟生物学科教学的新模式。科学地开展社团活动不仅有助于生物学科的教育教学,培养学生的学科核心素养,还有助于培养具备科学精神、科学方法和科W能力的生物学研究人才。
参考文献:
[1] 谭永平.中学生物学课程在发展学生核心素养中的教育价值[J].生物学教学,2016(5):20-22.
[2] 蒋桂林.基于高中生核心素养培养的生物学科素养的思考[J].中学生物学,2015(10):9-10.
2012年全国新课标卷理综生物试题,在题型、题量、赋分、考查方式上仍保留2011年的基本模式,重点考查同学们对高中生物学科主干知识(代谢、调节、遗传、生态)的理解和把握。没有偏题和怪题,难度适中。试题主要呈现出以下特点:
1. 着眼教材,注重知识的广度
试题涉及的知识点分布广,知识考查细腻。如40题第(1)题限制酶切割DNA分子后产生的片段末端类型,第(3)题基因工程中使用的DNA连接酶种类等问题的答案皆在教材的相关段落中。
2. 题目新颖、简洁,综合性加强
试题设计新颖巧妙。如32题,通过设计实验证明鹿群同性聚群现象的“鹿角效应”假说。又如31题以常染色体上一对等位基因控制生物的性状为出发点,结合基因突变,考查遗传规律和生物变异,综合性较强。
3. 强化对生物学科素养的考查
今年生物试题对生物学科素养的考查处处体现。如31题不仅考查对基因分离定律和生物变异的分析应用能力,同时还以亲代和子代的基因型和表现型的推导为情景考查了假说-演绎的方法。第6、32题在考查知识、能力、方法的同时还考查了关注社会、生态保护的学科理念,32题第(3)小题以“鹿角效应”假说为情景,考查同学们的分析、设计能力等。39题第(2)(3)小题考查实验观察、问题探究的方法。
4. 选考题目难度不大、选考题中考了必修
两道选考题都比较简单,重点考查选修教材中的原始知识,同时穿插一些必修内容进行考查。如39题第(2)题的自变量和因变量的判断在必修一P79中涉及,第40题第(4)关于反转录作用的模板和产物在必修二P69中涉及。
二、对今后生物学科学习和备考建议
今年试题加大了教材基础知识考查的广度,试题更加侧重对同学们获取信息能力和综合运用能力的考查。这些都为我们今后生物学科的学习和备考指明了方向。
1. 强化对核心概念的理解
从答卷中可以看到,很多都是因为没能正确地记忆、理解这些基本知识,常常把一些基本概念、生物学基本术语写错或写成错别字,导致不必要的失分。新课程更加强化了对核心知识的理解,同学们不仅要知其然,更要知其所以然。要不断回顾教材,提升对核心知识形成过程的理解。
2. 注重学科内知识间的有机整合
今年生物高考试题中,学科内的综合加强,既有高中生物必修教材各章节之间的综合,如选择题第(1)小题,也有选修与必修之间的综合,如选考题第39题,还有高中生物与初中生物的综合,如第29题。备考中要以核心知识为载体,进行学科内知识间的有机整合。
3. 重视获取和处理信息能力的培养
从近几年理综生物试题来看,图表与新信息题呈现的比例在逐年增多。因此,我们要有意识多做些这方面的题,强化学科能力、知识迁移能力、分析与综合能力等。
关键词:生物教学;实验;教学方式
生物学理论知识是经过生物学家反复进行的生物实验而得到的理论知识,是实验数据的总结。我们可以认为实验是生物学存在的而基础。新课改高中生物学教学提出更高的课程要求,强调学生知识形成、发展、创新等演变。新课改要求突出生物学科是实验科学手段,通过大量不间断的实验,验证生物学理论知识的正确性,扩大生物学探索范围,不断发现全新的生物学现象,扩充生物学科知识面。从而不断完善生物学体系。通过对世界的不断探索,增加人们的生物学知识,增加人们对地球的了解。高中生物教学具有非常重要的作用,其生物实验利于培养学生科学素养,养成科学探究的精神,为未来发展打下良好的基础。摒弃传统教学理念,建立全新的教学模式。保证生物学知识传授同时,促进学生综合素质、情感、科学态度、探究能力等素养的不断提高。学生在高中生物课堂中,既可以学习更多的知识,还能将其灵活运用到实际生活中,学会信息加工方式,进而解决生活中遇到的问题。教师明确自身在教学活动中的主导作用,发挥教学“导”的艺术,促进高中生物教学水平的提高,促进学生知识能力提高。
1.以旧拓新,承前启后
进行生物教学活动之前,教师需要树立生物知识系统理念,深入分析了解生物知识体系,梳理出概念框架,发现不同生物实验知识、章节理论知识之间的联系,找出将其统一起来的核心概念。合理安排课堂教学内容。教师传授给学生的生物知识应该呈现连贯性、统一性,引导学生将所学到的生物知识、其他学科知识有机地融合在一起,建立完善的知识结构体系。提高学生的逻辑思维能力,扩大生物教学的综合效应。
在教学活动中,注重引入“导”的教学艺术,实现以旧拓新,承前启后的教学效果。注重教学各影响因素的密切配合。生物学课堂是学生获得生物学知识最为直观的场所,所以教师也借此机会,深入分析教材内容,发现各章节内容之间的联系。课堂伊始引出上一章节内容,与学生共同进行知识点复习,然后引出本章节内容。通过“承前启后”将两节生物课堂紧密地联系在一起,强化学生的生物知识,又可以吸引学生的兴趣,迅速投入当堂教学活动中。运用此种教学方法,需要教师明确教学目标与任务,尊重学生在教学活动中的主体地位,改变传统教学模式,促进生物教学课堂的统一。增加课堂教学的连贯性,促进学生能够循序渐进地掌握更多的生物学知识。在课堂结束的时候,及时进行课堂小结,引导学生进行课后思考活动,培养学生的探究精神。
2.引用实例,贴近生活
对于任何学习阶段的学生来说,兴趣都是推动学生主动探索知识海洋,主动学习的重要动力。当学生具有求知欲时,会愿意主动进行知识探索,运用课堂所学知识进行实际问题解决。在传统课堂学习环境中,学生多把课堂知识当做获得好成绩的工具,不能充分认识每一个门学科知识真正的价值。生物学科的基础是生物实验,其来源于生活。我们可以认为它是生活经验的总结。所以教师需要增强生物课堂内容的实用性,将学生实际生活中的内容引入到课堂教学中,实现理论与实际的有机结合。打破传统教学模式,提升学生的思考能力,拓展学生的知识面。学生能够运用课堂所学知识,解决生活中的问题,更激发自身的生物学学习兴趣,激发其主动性,形成良性循环。实现了理论知识从课本、课堂迁移到实际生活中。例如在讲解酶的时候,引入流行美剧《生活大爆炸》中的人物――莱纳德,他不能吃任何含有乳糖的食物,否则就会造成消化系统紊乱。原因就是莱纳德有不耐乳糖症,其体内缺乏分解乳糖的酶。以此激发学生的学习兴趣。创设与实际生活想贴切的教学氛围,引导学生将理论知识迁移到实际生活中,灵活掌握、运用课本知识。改变传统枯燥单一的教学模式,给予学生更多的思考、挑战空间,激发学生学习动力,促进生物教学课堂效率提高。
3.实验导入,印象深刻
生物学科具有浓厚实验元素,是一门以实验为基础的学科。生物实验操作利于培养学生的动手能力,提高其实践能力。生物实验多具有趣味性,能够吸引学生注意力与兴趣。实验是验证理论知识的基础手段。例如进行《光合作用》章节教学时,以“没有阳光,绿色植物是否还可以进行光合作用产生有机物”为出发点,设计所有学生都可以参与到的实验。要求学生前一天用黑色纸片或者其他不透光材料遮住植物的某一片叶子,第二天摘下此叶,同时摘下一片没有被遮住的叶子作为对比,带到实验课堂中进行实验,把不同叶片放到不同酒精加热装置中,最后将叶片用清水漂洗,滴入碘液进行实验现象观察。通过实验学生可以发现,光遮光的叶片不能进行光合作用无法产生有机物。增强学生对生物知识的掌握,明白生物学知识应用范围是非常广泛的。
结语
以旧拓新,在传统教学模式基础融入新的“导”理念,通过关键因素将所有的生物教学课堂紧密地联系在一起,构成一个整体。在教学活动中引入生活实例,拉近学生与教学课堂之间的距离,激发学生的学习兴趣,增加课堂教学的趣味性,实现理论知识向实际生活的迁移。增强学生的学习自信心。通过实验导入,明确实验在生物教学中基础作用,引发学生进行讨论,加深生物知识影响。信息技术不断发展,为教师开拓了良好的教育方式交流平台,可以及时了解当代教育方式的变化与创新。促进现代化教育理论的不断丰富与展。所有的发展也促使高中生物课堂教学模式发展,为教学模式探究活动提供了理论基础,提供了教学案例。教师要充分把握这个机会,进行教学模式与教学方法的改革活动,创新生物教学艺术,促进课堂教学方式多元化发展。在实际教学活动中,受到有限课堂时间显示与高考升学的压力,教师可能没有充足的时间进行教学模式探索。教师作为教活动的主导者,需要发扬自身的正能量,促进生物课堂教学水平不断提高。
参考文献:
[1]黄建华 活动单导学教学在高中生物教学中的应用和研究[D].上海师范大学,2013
关键词 高中生物复习 核心概念 教学策略
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
现行《普通高中生物课程标准(实验)》中明确指出:“注重学生在现实生活的背景中学习生物学,倡导学生在解决问题的过程中深入理解生物学的核心概念。”生物学核心概念是位于生物学科中心的概念性知识,包括对重要概念、原理、理论等的基本理解和解释。这些内容能够展现当代生物学科图景,是生物学科结构的主干部分,并能展现生物学科的逻辑结构;同时,它还具有高度的统领性、包摄性以及引领性,能够反映核心问题。教师围绕高中生物复习中的核心概念进行教学,能使学生少走弯路,少绕圈子,直达问题的主干及核心;围绕核心概念进行教学,还可把孤立、零乱的知识以点连线,以线带面地进行整合,把相关的知识进行有效的构建,从而达到高三一轮复习有效、高效的课堂教学。
1 核心概念的界定
在高中生物复习中,教师经常会对一些概念的理解存在偏差,比如对一般概念、重要概念以及核心概念的把握不准确,定位不精准,这些都会影响一轮复习的有效备考。因此,如何对教材核心概念进行界定,而不是简单通过感性印象对其甄别,显得尤为重要。美国课程专家埃里克森认为:“核心概念是指居于学科中心,具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值的关键性概念、原理或方法。这些核心概念具有广阔的解释空间,源于学科中各种概念、原理、理论和解释体系,为领域的发展提供了深入的角度,还为学科之间提供了联系。”国内课程专家刘恩山教授也指出:“核心概念是基于整个课程标准某个主题的知识框架中概括总结出来的,强调概念之间的关联和概念体系的结构。”基于学者们的观点,生物学教材中的核心概念是能够反映该教材核心问题,统领包摄教材章节中的基本概念、事实、原理及规律,是构建整个生物学教材的基本骨架,并且能经得起时间和实践的检验。
例如,在复习《选修3·现代生物科技》中“细胞工程”这一专题时,笔者通过罗列比较一般概念、重要概念,从而界定出该专题中具有统领和包摄作用的“核心概念”。在“细胞工程”专题中,一般概念有16个,分别是细胞工程、脱分化、微型繁殖、胚状体、外植体、细胞贴壁生长、接触抑制、原代培养、传代培养、原生质体、合成培养基、愈伤组织、生物反应器、细胞株、细胞系、克隆。而重要概念有7个,分别是细胞全能性、植物细胞组织培养、植物体细胞杂交、动物细胞培养、核移植、动物细胞融合、单克隆抗体。而通过比对、分析和界定后,发现该专题中的核心概念其实只有3个,是细胞全能性、植物组织培养技术、单克隆抗体。正是这三个核心概念,很好地诠释了整个细胞工程的核心内容和知识所在。比如一般概念中的脱分化、微型繁殖、胚状体、外植体、原代培养、传代培养、愈伤组织、细胞株、细胞系都是围绕细胞全能性这一核心概念进行阐述。这样,通过比较对比,学生就能够对这一专题进行深刻的理解和感悟了。
2 核心概念教学
2.1 运用概念图,整合新的核心概念
概念图是由概念节点和连线组成的一系列概念的结构化特征,概念节点是表示某一命题或知识领域的各概念,连线表示各概念间的逻辑关系。在高中生物复习当中,教师通过运用概念图进行教学,能清晰有效地呈现教材内容,有利于学生对已有知识进行迁移和联系,进行有效的复习备考;同时,也有利于理清相近概念的层级关系和逻辑关系,便于学生对核心概念和相关概念进行梳理和整合,培养学生对知识迁移、归纳的能力和兴趣。例如,在复习“植物组织培养”时,教师以必修部分的概念和原理为前提,利用概念图呈现核心概念和相关概念的联系,在学生唤醒原有知识的基础,促进理解和掌握新知识(图1)。
2.2 设计“问题串”,引导学生对核心概念的学习
所谓“问题串”,就是指教师为实现一定的教学目标,根据学生已有的知识或经验,针对学生学习过程中将要产生或可能产生的困惑,将教材知识转换为层次分明、具有系统性的一连串问题。在高考生物复习时,教师可以围绕核心概念精心设计一组具有针对性、探究性的问题,激发学生去发现、探索的欲望,从而培养学生热情和动力。如,在讲授“单克隆抗体”这一概念时,教师运用一组“问题串”(图2)进行巧妙设问,使得学生对这一概念的理解更加深刻,不易忘记。
2.3 演示认知过程,学概念
在高考生物复习中,有许多概念是纯理论性的,内容很抽象,学生理解起来相对比较困难,久而久之就会有挫败感,产生厌学的情绪。因此,教师在教学过程中可以适当地转换教学方式,把抽象的问题通过演示知识过程来帮助学生理解抽象的生物学核心概念。
以“通过神经系统的调节”一节内容中为例,“动作电位”这一核心概念并不是很好理解。教师倘若通过传统的教学方式让学生看教材,读概念“由相对静止变为显著活跃的电位变化过程”,则显得抽象不易理解。那么,如何通过形象生动的具体指标来展示“动作电位”,从而让学生掌握一些列的静息电位、电位差、电荷移动、局部电流等相关概念呢?教师可以利用图解(图3)逐一演示,并加以说明,使学生有逐步认知的过程。
首先,神经纤维处于静息状态,即相对静止时,膜上有一个“内负外正”的电势差,这电势差的形成是由靠能量来维持,而维系这一电势差的能量主要依靠膜上的3个结构。
第一个结构是“Na-K离子泵”,它是由蛋白质构成,在消耗一个ATP分子的情况下,能够向膜外泵出3个Na+,向膜内泵入2个K+。这样一个过程已经使得膜外的阳离子偏多。第二个结构称为“K+通道”,通过前面第一个过程,膜内K+浓度明显高于膜外,于是膜内外之间形成一个浓度差,使得膜内有一个向外扩散K+的趋势。在静息状态下,膜上仅有K+这个通道会打开,不断向外运输K+。通过上述两个结构,膜外的阳离子越聚越多,导致的结果就形成了一个“内负外正”的状态,这就是“静息电位”。第三个要介绍的是“Na+通道”。前面由于“Na-K离子泵”的作用,膜外的Na+浓度很高,当受到某一刺激时,Na+通道会迅速打开,在短时间内膜外的Na+会迅速向膜内回流,而回流的结果就使得膜内外的电势差瞬间发生改变,在一个非常短的时间内形成了一个“内正外负”的状态,这就是“动作电位”。利用以上图解,学生对于电位的形成机制及概念的相应内涵与要点都有了一个比较清晰的认识,从而也就达到了对“动作电位”这一核心概念深入理解的目的。 可见,演示认知是学概念的一个重要策略,也是学习教材内容,掌握学科知识的必要能力。通过演示知识呈现过程,使得许多抽象的概念知识形象易懂,从而提高高考生物复习的有效性。
2.4 利用生物科学史,构建核心概念
全国新课标卷Ⅰ相对广东卷而言,更注重生物科学史的考查。利用科学史促进高中生物核心概念建构,也是高中生物复习当中的一个重要策略。以科学发展史为材料,让学生重走科学家的研究历程,培养学生的科学探究能力,使学生体会概念的建构过程,加深对核心概念的理解。
例如,“DNA是遗传物质”的探索历程就是一个很好的素材。此前,孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状由遗传因子控制;摩尔根通过果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上;科学家接下来又发现:染色的成分是蛋白质和DNA,而染色体在遗传上具有连续性和稳定性。因此,探究遗传物质的本质无疑就落在蛋白质和DNA上了。对遗传物质的早期推测,一开始就有人认为是蛋白质,他们的理由是:蛋白质的基本组成单位——氨基酸,氨基酸多种多样的排列可能蕴含遗传信息,因而认为蛋白质是生物体主要的遗传物质。但又有不少人对这一观点提出质疑,挑战这一观点的有以下几个经典实验:1928年,格里菲思利用小鼠作为实验对象,进行了肺炎双球菌的体内转化实验,得出了“已经被加热杀死的S型细菌中,必然含有某种促成这一转化的活性物质——转化因子”的结论,但是转化因子究竟是什么,格里菲斯却未能搞清楚。紧接着,1940年艾弗里为了搞清楚什么是“转化因子”,以肺炎双球菌作为实验材料,进行了体外转化实验。他设法把S型细菌的各种成分相互分离,分别单独和R型细菌进行培养,结果发现,只有添加了S型细菌DNA成分的培养基上,部分R型会转化为S型细菌,并且这种转化后的S型细菌可以进行增殖,于是艾弗里得出了“转化因子是DNA,DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质”这一结论。遗憾的是,艾弗里实验中提取出的DNA,纯度最高时也还有0.02%的蛋白质,因此,仍有人对实验结论表示怀疑。于是1952年,赫尔希和蔡斯以“T2噬菌体”为实验材料,利用“放射性同位素标记”技术,完成了另一个更具有说服力的实验:“首先分别利用35S、32P标记的细菌培养噬菌体进行同位素标记,然后将带标记元素的噬菌体与大肠杆菌进行混合培养,观察同位素的去向。”如此,巧妙地把蛋白质和DNA区分开,直接、单独地观察DNA和蛋白质的作用,从而进一步证明了“DNA是遗传物质”。
教师通过讲解“遗传物质的探索过程”这一生物科学史,让学生清楚地认识到科学探究是要经历了“发现问题—作出假设—实验验证—得出结论”的过程,从而形成质疑与严谨的科学态度以及良好的生物科学素养。同时,通过对发现史进行梳理,“DNA是遗传物质”这一核心概念也得到了构建。
3 小结
总之,高中生物复习教学关键在于核心概念的构建,针对不同的概念类型和教学内容,有选择地运用概念图、设计问题串、演示认知过程和利用生物科学史等策略进行核心概念的重构,是提高高中生物复习的重要策略。同时,教师还要加强学生梳理、归纳知识的能力,帮助他们正确理解和内化相关概念,从而提高概念教学的有效性。
参考文献:
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