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1.利用光合作用发现史,了解科学实验的方法 教材在光合作用一节中首先通过几个经典实验讲述了光合作用发现的过程。教学时,我重点介绍了科学家的实验设计思路和方法。例如,在介绍1880年德国科学家恩吉尔曼用水绵做实验材料进行光合作用的实验时,我简要介绍了水绵的生理特征之后,先请学生自己阅读“实验过程”,然后提出问题:此实验设计的巧妙之处何在?大部分学生都是从实验操作过程上找答案,惟独忽略了“选择实验材料的重要性”这个问题。我就引导学生结合水绵的结构特点:具有细而长的带状叶绿体,叶绿体在细胞中又呈螺旋状分布。想到这样的叶绿体不仅受光面积大,也便于观察、分析和研究,并且强调科学实验材料的选择是实验成败的关键因素之一。联系前不久刚做过的“观察细胞质流动”实验,观察不到细胞质流动的原因,主要是因为实验材料选择不当造成的。这样使学生认识到选择一种理想的实验材料,可以使实验结果明显可靠,也是成功的先决条件。通过这些讲述不仅拓宽了学生的思路,而且使学生清醒地意识到选择实验材料的重要性。接着提问:恩吉尔曼设计实验步骤时,为何要把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气并且是黑暗的环境里呢?学生经过讨论,一致认为:排除了氧气和光线的影响,保证实验的顺利进行。为什么要选用极细的光束照射,并且用好氧细菌检测?学生回答:这样能够准确判断水绵细胞中释放氧气的部位。再问为什么要做黑暗、局部、曝光的对比实验?学生回答:可明确结果全是由光照引起的。这样学生就自然得出氧是叶绿体释放的,叶绿体是光合作用的场所的结论。?
通过启发诱导使学生明确:提出问题创立假设设计实验分析结果再实验再观察,直到找出事物内在的必然联系,这不仅是光合作用发现的基本过程,而且还是生物科学研究的基本过程。从科学的角度看生物学教学的实验,可训练学生的观察能力、思维能力和分析能力,培养学生科学实验的方法,从而达到提高其综合素质的目的。?
2.利用色素的提取分离实验,培养学生的动手能力 前苏联教育学家苏霍姆林斯基说:“让学生体验到一种自己在亲身参与掌握知识的情感,乃是唤起少年特有的对知识兴趣的重要条件。”而生物学正是一门实验性很强的学科,许多生物学知识都是在实践中得到的。生物学实验课给学生提供了一个很好的实践机会,也是培养他们的探索精神、动手能力的有效渠道。更是落实素质教育的极好时机。如在光合作用中安排的“叶绿体中色素的提取及分离”实验中,毛细吸管划滤液细线不是太粗就是不齐,要不就是把纸划破,直接影响实验效果。后来学生自己想办法,不用毛细吸管,而是把滤纸在铅笔线处折叠,直接在滤液上划。这样的滤液细线不仅细齐,而且沾上的色素多,在滤纸上析出的色素带明显,学生不仅了解了叶绿体中色素的种类及含量,巩固强化了课本知识,更重要的是培养了学生的动手能力、观察能力和思维能力,发展了他们爱科学、学科学、用科学的志趣,提高了他们探索未知世界的勇气,使教学质量明显提高。?
3.利用同位素标记法,了解学科间的渗透作用 随着科学的发展和人们研究的深入,各学科之间的联系越来越密切,在教学中客观地把握它们之间的内在联系,不仅可以激发学生学习的热情,提高学生的思维能力,而且能促进知识的发散。生物学的发展与物理、化学的发展关系密切。也正是由于理化知识的介入,才使人们对生命本质的认识深入到分子水平。例如,光合作用关于产物之一的O2究竟来自反应物中的H2O还是CO2,就是利用物理学方法——同位素标记法来解决的。再如,叶绿体中色素的分离是利用化学方法——纸层析法来达到目的的。?
另外,在生物教学中我还经常运用哲学原理。哲学似乎与生物学毫不相干,事实上量变与质变、运动与静止、内因与外因、对立与统一辩证的观点在生物学中随处可见。例如,介绍光合作用过程时,我说虽然从新陈代谢的角度看光合作用是一个同化过程,但是其中也伴随着物质和能量释放即异化作用。如暗反应中ATPADP+Pi+能量,我从对立统一规律这一角度介绍说:矛盾是一切事物发展的源泉,世界上任何事物都充满着矛盾。生物体的生命活动正是在物质的合成与分解这对矛盾的对立统一中不断完成新陈代谢等生命活动,实现自我更新的。?
这样处理教材的目的是通过教材具体的事例向学生渗透辩证唯物主义的思想。一方面可以加深学生对生物知识及辩证唯物主义的理解,更重要的是有助于学生科学世界观的形成。
关键词:生物教材;光合作用;初高中教学;衔接
中学生物教材有完整的编排体系,根据学生的感性认识和理性认识水平,高中教材在初中基础上,结合其他学科知识,进行了拓展和延伸。目前关于初高中生物学教学衔接问题研究比较多,但这些研究过于宏观且理论性较强,基于课程内容的理论和实践研究很少。本文针对初高中生物教材中的“光合作用”部分知识内容和教学方法进行比较研究,并提出一些教学建议,以提高课堂效率和质量,培养学生的核心素养。
一、初高中“光合作用”教学内容及目标的比较
通过对初高中“光合作用”的教学目标进行比较,不难发现初高中教学有着不可分割的紧密联系,但是也有着明显不同的侧重点。
1.初中和高中生物内容具有递进关系
从知识目标来看,初中介绍部分科学发展史,培养学生的科学态度与精神;高中则较为详细地介绍其发现过程,使学生了解生物学史实,培养学生尊重科学、勇于探究的精神,通过强调光能捕获与叶绿体结构特点,使学生领会“生物体结构与功能相适应”的生物学基本观点。初中只是介绍知识点,而高中则重在强调知识的获取过程,培养的是学生的综合能力和实验操作能力。
从能力目标来看,高中在初中的基础上,更注重对学生动手能力、科学探究能力、分析思维能力和跨学科解决问题能力的培养,这些都是建立在初中生已有的实践基础和理论基础之上的,基于学生已有的感性认识,引导他们升华到理性认识。
从情感态度价值观目标来看,初中重点是热爱自然,激发学生对生物的学习兴趣;而高中在此基础上,不仅要求学生理解光合作用对现存生物的重要性,还要理解其在生物进化方面的重要意义。高中生物教材会介绍通过光合作用维持氧气与二氧化碳之间的平衡,引导学生形成环保意识,防止温室效应;通过对影响光合作用因素的分析,提高农作物产量、改进耕作方法、减少环境污染,增强对学生的STS教育。
2.比较初高中生物教材关于“光合作用”知识的内容
第一,初中“光合作用的定义及表达式”与高中“光合作用的过程”。第二,初中叶绿体既是生产有机物的“车间”,也是将光能转变为化学能的“能量转换器”与高中“捕获光能的色素和结构”。第三,初中“验证并形成光合作用的表达式的相关实验及海尔蒙特和普利斯特里的实验”与高中“光合作用科学史包含6个经典实验(普利斯特里、英格豪斯、梅耶、萨克斯、鲁宾和卡门、卡尔文)”。第四,初中“光合作用原理在农业生产上的应用”与高中“光合作用原理的应用”。第五,高中生物教材还增加了“化能合成作用”。
二、教学方法的衔接
针对初中知识主要侧重于光合作用的原料及产物,从而总结出光合作用的总反应式;高中主要学习的是光合作用的光反应、暗反应的过程,学生要能写出反应式,为大学的进一步学习打下基础。高中教师要熟悉学科,通过色素的吸收光谱分析,引导学生将物理学知识应用到生物学上;通^各步反应式的准确书写,加强生物与化学之间的联系;通过光合作用影响因素的综合分析,引导学生认识问题要注意局部与整体的联系,培养学生的辩证思维能力。高中生物教师可以从以下几个方面准备,为顺利解决初高中生物教学衔接奠定坚实的基础。
首先,研究教法,推进学生学法的转变。初高中学生在学习上存在一定的差异,因此在教学过程中,生物教师要做到因材施教和因性别施教。初中阶段重点可以放在主动实践能力的培养上,如绿叶在光下制造有机物及光合作用能产生氧气两个实验可以让学生自己操作完成;高中阶段重点放在学生在实践探究的基础上,进行抽象概括能力的培养,如光合作用的过程要弄清楚什么是光反应、暗反应,以及两者之间的联系和区别。
其次,合理调整教学内容,突出重点,突破难点。教师要吃透初高中教材,理解教材之间的联系,教学过程中实现循序渐进。对“光合作用”部分知识,高中教师应该把叶绿体的结构及色素的提取和分离、光合作用的过程及光合作用在农业上的应用作为教学重点,将初中知识巧妙地融入教学中,增强学生对新知识的理解能力。
关键词:探究式教学;初中;生物教学
探究式教学主要就是一种充分发挥老师教学主导作用与学生学习主体作用的教学方法,并且也是全面落实素质教育的主要组成内容。在初中生物教学中,以往学生一直处在被动地位,通过探究式教学方法的应用,可以有效转变这种模式,让学生可以积极主动的展开学习,实现预期的教学目标。
1、创设和谐环境,营造探究的气氛
在初中生物教学过程中,老师一定要转变“自我为中心”的教学模式,和学生展开平等的交流,构建和谐、民主的教学环境,实现老师和学生之间的有效交流与沟通,并且尊重、信任学生,这样才可以促进学生学习兴趣与积极性的提高,实现良好的教学效果。为了营造良好的教学环境,老师可以在开学初的第一节课和学生进行一定的交流与沟通。比如,先进行自我介绍,之后要求学生进行自我介绍,说说自己的兴趣爱好,通过这样轻松的交谈,让学生理解“生物”、“生物学”的概念,这样不仅可以让学生更加放松,达到预期的教学效果,还可以培养学生的表达能力与表现能力。之后让学生对教材前言进行相关的阅读,并且分享自己了解到的内容,这样就可以让学生进行初步的探究,了解生物在我们生活中的重要性与作用,进而对生物知识的学习产生浓厚的兴趣,在以后的学习中展开相应的学习,达到预期的教学目标。
2、利用教材蓝本,点燃探究的灵性
随着新课程标准的不断实施,越来越重视学生生物科学素养的提高,从课程目标、内容、实施等方面均提出了相应的要求。比如,在学习“观察”这一内容的时候,在学生阅读完教材之后,老师不必让学生进行概念的死记硬背,可以利用具体的事物,让学生进行亲身的观察,进而对这一概念进行深入的理解与掌握。如,让学生对一盆花进行观察,并且提出一些问题,让学生可以明确观察方向,为什么花是生物?其具有哪些特点?其为什么不会开出黑花?……通过问题的提出,让学生进行细致、全面的观察。通过这样的方式,学生就不用对观察概念进行死记硬背,在开展科学探究的过程中,就进行了全面的理解与掌握。又比如,在学习“生物与环境”这一内容的时候,老师可以让学生进行思考,我们生活的空间有四季之分,相应的穿着也会随之改变,在四季中绿色植物也是不断进行着兴荣衰败,为我们提供氧气与食物,如果我们离开了这些绿色植物,是否可以继续生存?为什么在人类滥砍乱伐之后出现了生物灭绝的现象?为什么南极与北极的动植物非常少?……通过对这些问题的分析与探讨,让学生可以认识到生物与环境的依存关系与影响关系,进而在学习相关生物知识的同时,提高自身的综合素养,更加重视生物与环境的发展。由此可以看出,在初中生物教学中,通过探究式教学方法的运用,可以充分挖掘教材内容,激发学生的学习兴趣,达到良好的教学效果。
3、创设问题情境,拓展思维空间
提问是教学中开展创造性学习的主要方式之一。通过问题的提出、分析、解决,可以有效培养学生的探究能力,提高学生的创新能力。为此,在生物课堂教学过程中,老师一定要根据教材重点与难点,设置有关问题,并且引导学生进行相应的观察与探究,让学生可以在学习过程中逐渐培养自己的探究能力,并且提高学生学习的积极性与自主性。除了设置有关问题之外,老师一定要加强对各种教学资源、工具等方面的利用,设置有关情境,为学生的高效学习提供一个良好的氛围,调动学生解决问题与探究知识的欲望。并且要求学生在问题情境中,学会独立思考,对生物知识进行积极、自主的探究,找到解决问题的办法,进而逐渐培养学生探究能力,逐渐提高学生的生物成绩。同时逐渐转变学生的学习状态,由“要我学”向“我要学”转变,进而对生物知识进行全面的理解与掌握。
在生物课堂教学过程中,通过问题情境的创设,不仅可以对教材内容重点与难点进行巩固,还可以有效活跃课堂气氛,让学生可以在轻松、和谐、民主的教学环境展开全面的学习,加深对知识点的理解,并且予以相应的掌握。比如,在学习“绿色植物通过光合作用制造有机物”这一内容的时候,可以先向学生解释绿色植物光合作用的内容,让学生先有一定的了解,之后进行有关问题情境的设置,绿色植物光合作用所需的原料是什么?绿色植物光合作用对植物本身及大自然的影响?绿色植物是怎样进行光合作用的?在进行光合作用的时候需要什么条件?通常情况下,绿叶被称之为“绿色工厂”,那么这个“绿色工厂”的“机器”与“车间”分别是什么呢?提出的这些问题越是教材的重点与难点,就越可以加深学生对生物知识重点与难点的理解与掌握。同时,通过这些问题的提出,可以为学生学习提供明确的方向,让教材内容变得更加简单,帮助学生进行全面的学习。在问题提出之后,老师可以引导学生进行户外的观察、实验操作、书籍查阅、网络搜索等,进行问题的解答。在生物教学过程中,通过这样问题情境的创设,可以有效激发学生学习的兴趣与热情,并且对生物知识产生强烈的求知欲,进而展开不断的学习,提高自身的生物水平。所以,在初中生物教学中,要想有效提高学生的探究能力,一定要引导学生进行自主的探究学习,这样才可以在探究活动中,不断扩展思维,培养自身的探究能力。
结束语:
总而言之,在初中生物教学中,老师一定要根据教材内容,结合学生的具体情况,开展相应的探究教学活动,在活动中不断培养学生的探究能力、创新能力、自主学习能力。在实际教学中,老师可以通过课堂教学环境的营造、教材内容的利用、问题情境的创设,激发学生的探究兴趣,扩展学生的思维空间,让学生可以对生物知识展开全面的学习,实现预期的教学目标。
参考文献:
[1]杨淼.探究式教学法在中学生物教学中的应用初探[J].新课程(中旬),2013(05).
关键词:高中生物;教学模式;课程;改革
新课程改革的不断深化,构建了新的教学模式,对传统的教学进行改革,与现代先进的教学手法相结合,从而使学生在愉悦的教学氛围中实现快乐自主地学习。不再是教师上课只对着学生传播教材中的重点考点,同学也只能对着黑板听着老师机械般的复读,一遍又一遍。老师无法激起学生对生物学的探究激情,学生更是没有了自主学习的动力。而传统教学模式的创新让学生课堂效率提高的同时,运用科学的教育方法帮助学生在成长的道路上树立正确的人生观念、价值观念。
一、当今高中生物课堂教学的主要问题及发展状况
1.课程定位不准确。生物学科作为初高中之后才会进行教学的学科,许多学生都抱以轻视的心理。学校教师也较为侧重分值较高的语数英学科,忽视生物教学的重要性。所谓上行下效,教师的态度必将对学生的态度产生潜移默化的影响,而学生的态度则会反过来影响学校和教师对生物学科的课程定位。比如,很多高中学校每天都为语数英安排课时,而生物学科的课时仅仅一周三次,极大地忽视了生物学科对培养全能型人才的重要意义,使得教师的教学质量和学生的学习成果都无法达到课程标准要求。2.学生认知错误。我国高中传统的应试教育体制导致不同专业的学生对生物的重视程度不尽相同。对于文科生来说,生物自从分科后重要程度就大大降低,而且文科生在学习生物时往往会产生烦躁、厌倦的情绪。对于理科生来说,生物是高考科目,为了考上理想大学,理科生不得不对生物极度重视。因此,在文理分科后生物的成绩会出现差异明显的局面。3.教学资源不足。生物学科开展时间短,开展的历程也比较曲折。国家义务教学方面对生物学科的教学支持力度也远不如传统学科。因此高中学校普遍出现了生物教研经费不足、教学设备落后、学科教师整体素质偏低的现象,况且生物并非纯理论知识教学,更需要学生在实验室中进行探究发现。例如,在生物的教学中通常需要教师将课上讲解和课下实验相结合,而紧缺的教学资源导致实验室教具的非标准化,严重影响了生物课堂教学的正常进行。
二、如何构建完善生物的高效课堂教学模式
1.利用先进的网络技术。随着时代的不断发展,传统的高中生物教学模式已经不能满足当代学生对知识的需求,在教学中,教师也应该采取多种教学模式,引入先进技术进行课堂教学。采用多媒体等先进教学设备。例如,在高中生物必修一的第二章中“细胞中的元素化合物”一节,就可以在学生上课时利用幻灯片为学生播放相关细胞视频,讲述细胞的结构、构成要素等,吸引学生的注意力。将课本中枯燥无味的知识融入到声音、形状、色彩中去,增强学生对细胞这一课的记忆,激发学生的学习兴趣,提高学生的自主学习能力和生物课堂教学的有效性。2.将生物教学生活化。将生物教学生活化对生物高效课堂教学模式的完善起到重要作用,生物教学生活化是指在进行生物学科的教学时,引入生活的实例,使学生感到生物教学并不是单单的理论知识,还存在于生活的点点滴滴之中;将生活中的生物知识引入课堂,让学生学会在生活中寻找生物知识。另外,情景教学法就是将生物生活化的主要方法。例如:在讲光合作用原理的时候,我们会讲到,植物在白天会进行光合作用,而在晚上的时候植物的呼吸作用会大于光合作用,吸收氧气释放二氧化碳。在讲这一章节时,很多学生不能理解植物是进行光合作用释放氧气,吸收二氧化碳的,为什么在晚上要进行呼吸作用,吸收氧气释放二氧化碳呢?此时如果告诉学生吸收氧气是为了进行碳循环的话,学生是很难理解的。教师此时告诉学生许多养花的人会在晚上把植物搬到客厅里去,这样就是因为植物会在晚上与人对氧气进行“抢夺”,可能会使人晚上呼吸不畅,影响第二天的精神,学生马上对这种现象不再存有疑问。有时学生还进行情景剧的表演,活跃课堂的氛围。将生物教学生活化后,许多学生表示自己爱上了生物这一学科,对生物也不再厌倦。激发了学生的积极性,为学生日后的发展奠定了一定的基础。高中生物高效课堂教学模式的构建与完善还在继续进行当中。时代在变化,教学模式就要跟上时代的步伐。再加上高中生物在高中的升学考试中占有重要地位,而且生物学科有着知识点繁多、记忆困难等特点。故而在生物教学中更要注重课堂的教学质量,在原有传统的生物教学模式下进行教学改革,构建、完善生物高效课堂教学模式。
参考文献:
[1]刘媛歌.高中生物课堂教学愿景实现的障碍与策略[J].硕士,2013,(05):1-2.
关键词:生物学;核心概念;教材研发;课堂教学
中图分类号:G633.91 文献标识码:A 文章编号:1009-010X(2011)12-0055-02
生物学概念是生物学科知识的重要组成部分,它是对生物的结构、生理乃至一切生命现象、原理及规律精确而本质地阐述。概念是构造理论的砖石,在众多的概念中,核心概念的地位尤为重要,它在学科知识中处于最为本质和核心的地位。《普通高中生物课程标准(实验)》(以下简称《标准》)中也明确提出要“倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念”。因此,注重生物学核心概念的教学具有非常重要的意义。
一、什么是核心概念
1 概念和核心概念。
概念是共同具有某些特性或属性的事件、物体或现象的抽象概括,是一种由相近、相似的事件、想法、物体或人所组成的集合。生物学概念就是通过抽象、概括而形成的对生物学现象、本质特征或共同属性的反映,如“酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数是蛋白质”这个概念,反映的就是所有酶在来源、生理功能和化学本质上的共同特征。
核心概念是位于学科中心的概念性知识,包括了重要概念、原理、理论等基本理解和解释。生物学核心概念即那些能够展现当代生物学科图景的概念,是生物学科结构的主干部分,是生物学知识领域的中心,获得了广泛的应用,且能经得起时间的检验。
2 核心概念的表述方式。
大部分人认为核心概念就是学科知识中的某个词或短语,如“光合作用”、“呼吸作用”等,实际上,这样的一个短语仅是一个相应的学科专业术语,并不等同于核心概念,或者可以认为这只是一个标记核心概念的符号。核心概念的表述,常采用“XX是XXXX”、“XXXX称作XX”、“XXXX叫做XX”或“XX是指XXXX”等形式。例如人教版高中生物教材中对有关核心的概念分别表述如下:“DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程,复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件”、“由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物,称作植物激素”、“由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体,叫做生态系统”、“细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程”。
二、核心概念在中学生物学教材研发中的地位
依据《标准》编写的、经全国中小学教材审定委员会2004年初审通过的现行高中生物学教材有五个版本,分别由人民教育出版社、浙江科学技术出版社、江苏教育出版社、河北少年儿童出版社和中国地图出版社出版发行。这五个版本的教材都是围绕相关的核心概念来编写的,除了小部分概念的词语存在差异外,大部分核心概念的内涵是完全相同的。如“细胞的生命历程”部分内容各版本教材的章标题虽然有“细胞的生命历程”(人教版)、“细胞的生命周期”(中图版)、“细胞的增殖与分化”(浙科版)等不同的表述,但其内容都是围绕“细胞周期”(为表述简洁,此处及以下用相应专业术语代表核心概念的具体内容)、“有丝分裂”、“无丝分裂”、“细胞分化”、“细胞的全能性”、“细胞的癌变”、“细胞衰老”及“细胞凋亡”等核心概念来组织编写。这说明不同版本教材的编者们都充分意识到了核心概念的重要性,因为从某种程度上来说中学生物学教材就是由一系列的核心概念所构成的知识体系,其设计的框架也要有利于学生掌握核心概念。此外,各版本教材都用不同事例阐述了许多核心概念的发现、证实、发展、更新和变化的过程,让学生沿着先辈科学家们的足迹去体会科学探索的历程,有助于培养其实事求是的科学精神和严谨的科学态度。
三、核心概念在课堂教学中的地位
1 据核心概念确立教学目标。
教材的每一单元、每一节的知识体系都是围绕相关的核心概念而建构的,核心概念指引了学习目标,因此在教学中应根据核心概念来确立教学目标。如《降低化学反应活化能的酶》(人教版)一节,教材首先介绍了本章的核心概念“细胞代谢”,然后引出了“酶在细胞代谢中的作用”,通过科学家们对酶本质的探索历程来揭示“酶的本质”,最后通过设计实验来探究“酶的特性”。根据这些核心概念我们可以确定本节的教学目标为:(1)知识方面:①能说出细胞代谢的概念,②能理解酶在细胞代谢中的作用、本质和特性;(2)情感态度与价值观方面:通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料,①认同科学是在不断地探索和争论中前进的;②认同科学家不仅要继承前人的科研成果,而且要善于吸收不同意见中的合理成分,同时要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度;(3)能力方面:①进行有关的实验和探究,学会控制自变量,观察和检测因变量的变化,以及设置对照组和重复实验;②在实验设计、资料分析、探究等问题讨论中,运用语言表达的能力以及获取资料、共享信息的能力。在制定教学目标的过程中,教师需要思考核心概念之间的联系,必要时还需对核心概念进行细化处理。
2 围绕核心概念组织教学。