時間:2024-02-08 15:42:56
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇生物科學研究的基本方法,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
一、引言
在知識經(jīng)濟時代和經(jīng)濟全球化的今天,一個國家勞動者的素質(zhì),尤其是腦力勞動者的知識和科技水平,已經(jīng)成為衡量一個國家經(jīng)濟實力和發(fā)展?jié)摿Φ氖滓笜?。然而,在信息技術引領科技創(chuàng)新飛速發(fā)展的當代,知識創(chuàng)新和技術創(chuàng)新的步伐,隨著人類生產(chǎn)力水平和科學技術更新?lián)Q代的日益加快,對于一個國家勞動者的知識背景和創(chuàng)新能力的要求也越來越高。因此,對于我國新生代科學技術領域人才的培養(yǎng)和挖掘,必須以當今國際通行的標準來評價和考量。因此,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才必須牢牢把握人才成長和發(fā)展的黃金年齡段,在時間上搶占先機,才能更好地參與國際經(jīng)濟技術的競爭,提升我國的科技水平,鞏固和穩(wěn)步提升綜合國力。
二、把握生物科學人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略機遇期
根據(jù)有關專家的科學研究,人類的黃金學習期處在17歲到23歲這一階段。這一階段的人智力發(fā)育快,學習能力最強,最有利于在某一專業(yè)領域成才。因此,如果把生物科學這一基礎性學科的人才培養(yǎng)重點都放在升入高等院校之后,將錯過學生進行專業(yè)定位和專業(yè)教育的黃金時期。因此,為了能與升入大學后的高等教育培養(yǎng)工作進行更好的銜接,并打好以義務教育為基礎的生物科學教育工作,在我國最新推出的《普通高中生物課程標準》中,第一層次將"生物科學素養(yǎng)"這一概念引入到我國基礎教育階段的生物課程教育日常工作中。
三、基礎教育階段是生物科學創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重點
培養(yǎng)生物科學創(chuàng)新型人才工作,在基礎教育階段,生物科學人才的培養(yǎng)應以打好生物科學學科知識基礎,提升生物科學素養(yǎng)為主。對于生物科學素養(yǎng)這個概念的認識,目前主要以培養(yǎng)生物科學知識和學科問題探究能力,建立生物科學探究精神,增進生物科學相關問題的情感態(tài)度價值觀為主要依托,通過參加社會經(jīng)濟生活中的生產(chǎn)實踐和生物科學教學中的科學實驗,獲得對于生物科學知識和能力的掌握和運用。并在此基礎上不斷學習和試驗,以應對在日后的專業(yè)學習中的生物學研究的進一步深化,運用創(chuàng)新能力解決生物科學分支學科中的前沿性學術和技術難題。如今,伴隨著生物科學素養(yǎng)這一概念的引入,成為基礎教育生物課程的重要教學任務和關鍵詞,學生生物科學素養(yǎng)水平的提高與否,成為近年來評價和衡量生物科學教學質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。由此引發(fā)了生物科學創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的另一個急需解決的問題———如何衡量和界定具備生物科學創(chuàng)新型技能的學生在生物科學方面的創(chuàng)新型潛能?界定一名學生是否具有生物科學素養(yǎng)和潛能是一項涉及到自然科學和社會科學雙重內(nèi)容的課題。既事關“素養(yǎng)”“潛能”等心理學和社會學的內(nèi)容,有涉及到對于生物科學基礎性知識和實驗操作能力等方面的具體歸類和劃分。眾所周知,在西方具有上百年研究歷史的生物科學學科的內(nèi)涵十分的豐富和復雜,如何結(jié)合現(xiàn)代心理學和人類學知識對人的生物科學領域創(chuàng)新型潛能進行摸底和測評中會造成一些標準上的難以統(tǒng)一,造成針對生物科學創(chuàng)新型潛能的測評相當困難。因此,對測評生物科學素養(yǎng)水平工具和方法的研究是對于挖掘基礎教育階段學生是否具備生物科學創(chuàng)新型潛能的關鍵環(huán)節(jié)。對此高中階段的生物學課程指南中對于生物科學素養(yǎng)和潛能的具體特征和表現(xiàn)做了一個宏觀的規(guī)定。共涵蓋六個方面。這六個方面的內(nèi)容雖然在精確性上不夠完善,但基本上建立了高中階段對于生物科學學科要求學生在具備掌握和研究相關知識和課題中需要具備的幾項基本素質(zhì),以及部分具備生物科學研究潛力的學生能夠達到的標準。首先是要能夠了解和掌握生物學的中學階段生物課教學大綱中提出的關于生物學的一些基本原理和重要概念。這些內(nèi)容是生物科學人才培養(yǎng)需要完成的基礎性工作,如果學生難以對生物學的基本原理和重要概念在頭腦中形成系統(tǒng)化的框架性認識,就無法在日后的生物科學學習和研究中走的長遠。二是對人類對生物圈的影響具備現(xiàn)實了解和理性的認識,并對人類活動對日后生物圈的影響趨勢有較高的關注和興趣。創(chuàng)新型人才的最大特征不在于對舊的知識能夠有多么牢固的掌握,而是能夠利用現(xiàn)有的知識和積累探索未來,保持對人的活動與生物圈的發(fā)展之間的關系和趨勢進行探究和思考的濃厚興趣,才是具備創(chuàng)新意識的生物科學人才需要具備的素質(zhì)。三是對生物學研究的歷史和發(fā)展過程有所研究和了解,通過對前輩學者進行科學實驗以及課題研究、專業(yè)考察等科研活動的方法和過程有所了解和認知,領悟科學探究的過程并非一朝一夕,可能會充滿各種艱難險阻,才能在日后更為深奧的生物科學研究工作中不畏困難,保持良好的科研信念和工作態(tài)度。四是能夠?qū)ι锒鄻有蕴攸c具備觀察和探究的能力,在我們生存的地球上,生物多樣性是文化、種族、國家制度、意識形態(tài)等諸多多樣性存在的源泉。對于生物多樣性的客觀認識是日后開展生物科學研究的基礎。五是建立好科學探究的基本方法,樹立客觀的科學研究精神,避免唯心主義和不可知論等思想。六是對于現(xiàn)今的生物科學先進技術保持關注,并能夠嘗試運用先進技術嘗試解決學科研究中出現(xiàn)的問題。相信日后在對基礎教育階段生物科學學生創(chuàng)新型潛能的研究不斷深入的基礎上,我國在生物科學人才培養(yǎng)方面一定會開創(chuàng)新的局面。
[參考文獻]
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(zhì)教育轉(zhuǎn)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(zhì)教育還有很長的路要走,要實現(xiàn)素質(zhì)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(zhì)教育,這關系到我們培養(yǎng)的生物科學人才的質(zhì)量高低。在日常的教學實踐中,我們積累了一些經(jīng)驗,因此,現(xiàn)在,筆者就高中生物教學如何推行素質(zhì)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(zhì)教育
當前,生物科學發(fā)展迅猛,世界上諸多國家都加大了對生物科學的研發(fā)投入,人類對生物生命科學的奧秘有了更多新的發(fā)現(xiàn)和認識。生命科學史內(nèi)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(yǎng)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(chǎn)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(yǎng)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(yǎng)的公眾。而對于我們的學生來說,一個進行科學素質(zhì)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(jié)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(fā)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(zhì)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(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)都不是輕而易舉的,有艱苦卓絕的深入探索,也有靈感閃現(xiàn)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(zhì),那就是基本的研究頭腦和用于探索,認真執(zhí)著的品質(zhì)。
二、高中生物課堂要培養(yǎng)學生良好的觀察習慣和品質(zhì)
(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??茖W歷史上一些重大發(fā)現(xiàn)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(yǎng)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(fā)現(xiàn)生物的多樣性、特異性、細微性。作為教師要積極調(diào)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(yǎng)學生觀察能力的重要手段。
(二)培養(yǎng)學生的綜合觀察習慣
在多年的教學生涯中,我們會發(fā)現(xiàn),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(lián)系。事物之間不是孤立存在的,面對觀察對象,要啟發(fā)學生去思考事物之間存在的內(nèi)在聯(lián)系。通過綜合觀察習慣的培養(yǎng),學生就能夠?qū)⒉煌挛锖同F(xiàn)象之間聯(lián)系起來進行綜合的思考和學習。如生態(tài)系統(tǒng)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(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出什么特點,才能真正認識生產(chǎn)者、消費者和分解者三者之間的關系。
(三)培養(yǎng)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(huán)節(jié),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??茖W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(tài)、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(zhì),改變教學觀念
(一)教師要提高自身業(yè)務理論水平
學生素質(zhì)的提高,首先需要一位高素質(zhì)的教師,生物科學發(fā)展迅猛,生物學教師要緊跟科學發(fā)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(yè)務水平和理論素養(yǎng)。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(yōu)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(zhì)的提高。
(二)教師要改變傳統(tǒng)的教學觀念
素質(zhì)教育下的高中生物教學要改變傳統(tǒng)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(tǒng)的“以教師為中心”為“以學生為中心”,通過教學創(chuàng)新,充分調(diào)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(zhuǎn)變觀念,大膽改革實踐,不斷提高自身素質(zhì),充分調(diào)動學生的積極主動性,將素質(zhì)教育滲透到課堂教學中去,通過生命科學史,培養(yǎng)學生科學的觀察和研究能力等,助力學生綜合素質(zhì)的不斷提高。
自1946年起,原西南聯(lián)大師范學院即現(xiàn)今云南師范大學已經(jīng)開始培養(yǎng)生物科學的本??茖W生,為云南省的基礎教育和綠色經(jīng)濟建設做出了非常積極有效的、不可替代的貢獻。為了順應時代的發(fā)展,本專業(yè)建設擬以生物學科發(fā)展前沿為引領、學科和教師隊伍建設為主導,抓住教學、科研兩個重點,加強理論基礎、實踐環(huán)節(jié)和實踐教學體系的建設,進一步優(yōu)化人才培養(yǎng)方案和課程體系;以“培養(yǎng)厚基礎、寬口徑、高素質(zhì)、強能力、精技能的教師”為專業(yè)建設的主要任務,全面提高教育質(zhì)量、辦學效益和學生的核心(就業(yè))競爭能力,服務云南基礎教育和綠色經(jīng)濟建設,為“兩強一堡”建設培養(yǎng)高質(zhì)量的專業(yè)人才,推動云南省跨越式發(fā)展。
二、建設思路
以生物學科發(fā)展前沿為引導、學科和教師隊伍建設為主線、科研和教學創(chuàng)新團隊建設為基礎、人才培養(yǎng)模式改革為突破口、課程體系建設和課程內(nèi)容更新為核心,加強理論基礎與實踐教學體系的建設,依托學院科研平臺培養(yǎng)本科學生科學研究能力,強化學生實踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng),著力研究課程設置及課程體系建設對學生學科專業(yè)的知識建構(gòu)、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高等方面的作用,全面提高教育質(zhì)量、辦學效益和學生的核心競爭能力,服務云南省及西部少數(shù)民族地區(qū)生物科學基礎教育和“兩強一堡”的綠色經(jīng)濟社會建設,加快云南科學發(fā)展、和諧發(fā)展、跨越發(fā)展。
三、建設內(nèi)容
(1)錘煉以高水平學科建設和科學研究為標志的高素質(zhì)教學研究型教師隊伍;
(2)以云南省生物科學基礎教育和綠色經(jīng)濟建設需求為依據(jù)、學科發(fā)展前沿為動力、教師教育為特色,將本專業(yè)建設為特色鮮明、在西南地區(qū)具有引領和示范作用的生物科學師范專業(yè);有效帶動云南邊疆民族地區(qū)的生物科學基礎教育的發(fā)展;
(3)加強教學質(zhì)量工程建設,將生物科學相關的學科、教育主干課程建設成為省級以上精品課程;為拓展學生跟蹤生物科學發(fā)展前沿的能力,積極建設雙語課程項目;
(4)堅持基礎理論、實踐實習和科學研究成果集成,構(gòu)建以綜合性、設計性實驗為主導的新型實驗課程體系;
(5)培養(yǎng)基礎厚實、實踐能力強、具有良好專業(yè)發(fā)展?jié)摿屯卣鼓芰?,服務于云南省基礎生物教育、職業(yè)教育、生物資源保護與開發(fā)利用、生物能源開發(fā)、生態(tài)環(huán)境保護相關產(chǎn)(行)業(yè)的高素質(zhì)教學、科研與管理專業(yè)人才。
四、建設措施
(1)以學科建設為龍頭、科學研究為后盾、社會需求為依據(jù),聘請資深科學家、生物學相關產(chǎn)(行)業(yè)專家加盟教師隊伍;
(2)深入探討以生物科學為基礎的“通識教育+專業(yè)教育+教師教育”人才培養(yǎng)模式內(nèi)涵,優(yōu)化完善具有云南特色的生物科學師范類培養(yǎng)方案、教學計劃、課程體系、教學大綱和相應評價體系。
本著“拓寬口徑、夯實基礎、因材施教、分流培養(yǎng)”的原則,以“通識教育+專業(yè)教育+教師教育”的模式進行人才培養(yǎng)。近年的改革探索,人才培養(yǎng)基本框架和策略、培養(yǎng)方案等各個環(huán)節(jié)已經(jīng)日趨完善。然而,隨著生物學科的發(fā)展及其對教師教育內(nèi)涵與標準的改革、云南生物資源的保護與利用、生物能源的開發(fā)利用、環(huán)境問題的突顯,“生物科學”專業(yè)的現(xiàn)行培養(yǎng)方案和教學內(nèi)容仍然存在許多薄弱環(huán)節(jié)。
云南師范大學生命科學學院在學科建設和科學研究過程中,針對云南的微生物資源利用、工業(yè)用酶開發(fā)、云南人群營養(yǎng)構(gòu)成與基因組穩(wěn)定性的關聯(lián)、云南能源植物資源與生物能源開發(fā)、云南生態(tài)環(huán)境保護與修復產(chǎn)出了大量標志性科研成果,有效支撐了依托于生命科學學院的“生物能源持續(xù)開發(fā)利用教育部工程研究中心”、“環(huán)境生物學”云南省省級重點學科、“生物化學與分子生物學”云南省省級重點學科、云南省生物質(zhì)能與環(huán)境生物技術重點實驗室”和“云南省生物質(zhì)能與環(huán)境生物技術創(chuàng)新團隊”的建設。借助以上科研項目的實施和學科和研究平臺條件的建設,完善學院整體的學科布局,促進本科教學,將產(chǎn)業(yè)、科研方面的優(yōu)勢最終轉(zhuǎn)化為學院教學上的強大推動力,實現(xiàn)教育和產(chǎn)業(yè)并重,產(chǎn)業(yè)、科研“反哺”教學的發(fā)展局面。
如何將學科建設、科學研究成果更加有效地引入生物科學專業(yè)的課程改革,形成新的生物科學特色專業(yè)人才培養(yǎng)方案、教學計劃、課程體系、教學大綱,使本專業(yè)建設與云南省基礎教育、科技和綠色經(jīng)濟建設更有效結(jié)合?如何使人才培養(yǎng)更貼近云南和西部少數(shù)民族地區(qū)特色,成為高強度、高潛力的“生物專業(yè)+生物教學”的雙師型人才?將是本專業(yè)的重要特色,也是本專業(yè)建設的重點之一。
(3)在課程建設中,①對原有雙語教學課程和精品課程進行教材、教學內(nèi)容和教學方法的改革與凝練,培育省級以上雙語教學課程和精品課程;②在本科教學中增設《酶工程學》、《植物生物工程》、《醫(yī)學分子遺傳學》、《保護生物學》、《高等植物多樣性》、《花卉學》、《生物倫理學》、《性健康教育學》等與學科發(fā)展前沿和地方特色緊密結(jié)合的系列特色課程。
(4)結(jié)合云南省生物科學基礎教育現(xiàn)狀、生物資源特色和開發(fā)利用潛力,加大具有地方特色的教材建設力度;
(5)結(jié)合專業(yè)特色和教育技能的發(fā)展動態(tài),深入進行教學方法和教學手段的探索與改革;在專業(yè)課程教學中,提倡體現(xiàn)不同學術風格、不同知識體系的教學方法改革和探索;
(6)構(gòu)建以綜合性、設計性實驗為主導的新型實驗課程體系;
為提高本專業(yè)學生的綜合能力和創(chuàng)新能力,我們在本科實驗教學中融入教師大量的科研手段和成果,20xx年,啟動了“綜合性、設計性”實驗教學研究項目。在《發(fā)酵工程實驗》、《植物生理學實驗》、《動物學實驗》和《遺傳學實驗》等4門實驗課程中設立了專項基金,在20xx、20xx級生物科學專業(yè)實施了“熱激誘導的玉米幼苗的耐熱性的現(xiàn)象觀察及生理生化機制研究”、“特定產(chǎn)物工業(yè)生產(chǎn)菌種的篩選、發(fā)酵及應用性質(zhì)研究”、“原生生物與環(huán)境的組合及動態(tài)規(guī)律研究”和“淀粉酶產(chǎn)生菌的分離篩選、鑒定、發(fā)酵條件優(yōu)化及酶學性質(zhì)研究”等綜合性、設計性實驗。綜合性、設計性實驗已成為生命科學學院加強實踐教學,全面提高綜合性設計性實驗教學質(zhì)量的重要舉措和特色。經(jīng)過幾年的不懈努力,20xx年我院的“生物科學綜合性、設計性實驗教學改革的研究與實踐”榮獲省級教學成果二等獎。然而,如何將基本理論、基本技能有效地整合到綜合性、設計性實驗之中?如何改革驗證性實驗的教學內(nèi)容與方法?如何拓寬綜合性設計性實驗的開設范圍及研究內(nèi)容?亦是本研究中的重要內(nèi)容之一。
(7)建立開放式人才培養(yǎng)體系,野外實習、教育實習和專業(yè)實習基地的建設緊密結(jié)合相關產(chǎn)(行)業(yè)的發(fā)展趨勢,發(fā)揮基地的資源優(yōu)越條件,夯實學生基礎知識、基本技能,培植實踐和創(chuàng)新能力;
(8)強化專業(yè)建設和生物資源保護與利用、生態(tài)環(huán)境保護、綠色經(jīng)濟建設之間的銜接,拓展學生知識體系,構(gòu)筑良好的發(fā)展?jié)摿瓦m應能力。
五、預期成果
(1)形成學歷、學緣、職稱和知識結(jié)構(gòu)合理,由學者型、教育型、產(chǎn)業(yè)型專業(yè)人員構(gòu)成的高素質(zhì)教學研究型教師隊伍;
(2)建成云南省領先、西南地區(qū)具引領和示范效應的“生物科學”師范專業(yè);
(3)構(gòu)建更適應生物科學發(fā)展、云南基礎教育和生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的生物科學專業(yè)人才培養(yǎng)方案、教學計劃、課程體系、教學大綱;
(4)在原有課程建設基礎上,建設一批具有地方和學科特色的特色課程和省校以上精品課程、雙語示范課程;
(5)構(gòu)建科學管理、高效運轉(zhuǎn)的基礎實驗平臺、技術實驗平臺和綜合實驗平臺;
在科學技術日新月異的今天,國民科學素質(zhì)的高低直接影響著一個國家綜合國力的強弱;公民科學素養(yǎng)的高低,直接影響到教育的發(fā)展和社會的進步。在新的課程改革的理念下,提高學生的生物科學素養(yǎng),探討培養(yǎng)學生生物科學素養(yǎng)的途徑和方法是所有教育工作者的責任和義務,也是亟待廣大教育工作者研究和解決的教育使命。
(一)生物科學素養(yǎng)的內(nèi)涵
《全日制義務教育生物課程標準(實驗稿)》和《普通高中生物課程標準(實驗)》中提出,生物科學素養(yǎng)是公民科學素養(yǎng)構(gòu)成中重要的組成部分,是指公民參加社會生活、經(jīng)濟活動、生產(chǎn)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、社會的相互關系,理解科學的本質(zhì)以及形成科學的態(tài)度和價值觀。它反映了一個人對生物科學領域中核心的基礎內(nèi)容的掌握和應用水平以及在已有基礎上不斷提高自身科學素養(yǎng)的能力。
(二)學生生物科學素養(yǎng)的培養(yǎng)途徑
1.分析教材特點,落實科學探究活動,提升學生科學探索能力。生物新課程將陳述性知識、科學探究活動和小欄目作為教材內(nèi)容體系的重要組成,在傳統(tǒng)教材“實驗”欄目的基礎上增添了豐富的探究活動,并將其融合為“科學探究活動”。筆者發(fā)現(xiàn),科學探究活動呈現(xiàn)出三個特點:一是數(shù)目明顯增加。以中學階段新課程教材中生態(tài)學內(nèi)容為例,人教版有34個科學探究活動,蘇教版有51個,中圖版有32個,河北少兒版有82個,浙江科技版有37個。二是活動的類型呈現(xiàn)多樣化。例如,人教版有“實驗”、“探究”、“調(diào)查”、“模型制作”、“課外實踐”、“思考與討論”、“技能訓練”等;河北少兒版有“探究竟”、“大家談”、“親自做”、“想一想”、“試試看”、“閱讀與分析”;蘇教版有“討論”、“課外探究”、“積極思維”、“邊做邊學”、“繼續(xù)探究”、“課題探究”;中圖版有“探究活動”、“課外實踐”等。三是不同類型的活動有不同能力目標的側(cè)重點。例如,“實驗”側(cè)重培養(yǎng)操作技能和觀察能力,“探究”強調(diào)學生自行制訂探究方案,學生自主探究空間大,“資料搜集和分析”側(cè)重培養(yǎng)信息搜集和處理能力,“模型建構(gòu)”注重學生動手動腦建構(gòu)模型,培養(yǎng)訓練建構(gòu)模型的方法和能力。
認識教材特點,組織好科學探究活動,有助于調(diào)動學生的學習興趣,激發(fā)學習的主動性和積極性,使學生在活動體驗的過程中促進發(fā)展;有助于實事求是的科學態(tài)度的形成及認識科學實驗的基本方法;有助于提高學生實驗能力、觀察能力和思維能力;有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。
2.重視生物科學史教育,培養(yǎng)學生的科學品質(zhì)。隨著社會的發(fā)展,教育需要培養(yǎng)具備科學素養(yǎng)的合格公民,科學素養(yǎng)的組成包括科學知識、科學方法、科學技能、科學本質(zhì)和STS??茖W史內(nèi)容就是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的有效的途徑之一。生物科學史記載了生物科學的產(chǎn)生、發(fā)展及規(guī)律,能夠切實的反映生物科學探究的過程與方法、科學家進行科學研究時的情感與精神,反映科學技術與社會三者的關系。
新課程增加了科學史內(nèi)容,將科學史教育列入學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)目標當中。如“達爾文生物進化理論”、“生長素發(fā)現(xiàn)過程”、“探求光合作用原理的實驗”,對“DNA是遺傳物質(zhì)的實驗證明過程”、“孟德爾遺傳規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程”、“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化試驗”、“噬菌體侵染細菌的實驗”等,都是學生理解科學產(chǎn)生和發(fā)展的重要資源,也是學習生物學知識的重要途徑。教師應當認同和理解科學史對學生終身發(fā)展的作用,創(chuàng)造性的使用教材,引導學生通過體驗科學家探索生物奧秘的艱辛歷程,理解科學發(fā)展的本質(zhì),學習科學研究方法及科學家獻身科學的精神,領悟到科學的發(fā)展需要人們不斷的拼搏和前赴后繼的努力,進而對學生生物科學素養(yǎng)的形成起到潛移默化的作用。
3.重視滲透STS教育,培養(yǎng)學生生物科學素養(yǎng)。STS指的是科學、技術、社會( Science&Technology&Society),強調(diào)的是科學、技術與社會三者的關系及科學技術在社會生產(chǎn)、生活和人類發(fā)展中的應用。了解科學、技術、社會的相互關系,關注和參加與生物科學技術有關的社會問題的討論和決策,是生物科學素養(yǎng)的又一重要組成部分,也是學生情感發(fā)展的重要途徑。
新課程在教材內(nèi)容中滲透了STS教育,將生物學知識與學生的日常生活以及與人類社會的發(fā)展有機結(jié)合起來。通過教材中的各種素材、欄目及活動進行STS教育,不僅使學生得到了基礎知識和基本技能,也使學生認識到這些知識對于自身乃至人類生存和發(fā)展的價值,使學生的情感得到升華。因此,在教學過程中,教師應將知識的傳授同人類生存、社會發(fā)展、科技進步緊密聯(lián)系起來,讓學生認識到教材中學到的知識是能夠在生活中運用的,一方面提高他們學習科學知識的興趣,另一方面使他們意識到科學知識的重要性。例如,通過對個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、生物圈的學習,結(jié)合現(xiàn)實生活中生物與環(huán)境的各種鮮活實例,使學生認識到人與自然和諧發(fā)展的重要意義;通過人體營養(yǎng)物質(zhì)代謝的學習并結(jié)合現(xiàn)實生活中的疾病實例,使學生了解科學膳食以及保持身體健康的重要性;通過對克隆技術、器官移植等高科技生物技術的了解,使學生認識到科學研究的價值和意義,萌發(fā)對科學研究的熱愛。
參考文獻:
[1]教育部.全日制義務教育生物課程標準(實驗稿)[S].北京:北京師范大學出版社,2001.
新的高中生物教學大綱規(guī)定生物教學應當培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力、實驗能力、自學能力、研究能力、創(chuàng)造能力。其中前四種能力培養(yǎng)是義務教育初中生物教學大綱規(guī)定的。根據(jù)心理學的研究,高中學生的抽 象邏輯思維已達到較高水平,所以這個規(guī)定是符合學生的學習心理,也符合生物學科的特點和社會發(fā)展的需要 。這六種能力反映在教材中并不是同一層次,有的是基本能力,有的是具體能力,有的是綜合能力。我們運用 層次結(jié)構(gòu)論與認知結(jié)構(gòu)論對這六種能力進行分析,根據(jù)高中學生的心理發(fā)展特點把教材的能力培養(yǎng)分成三個層次。
第一層次 學生的學習首先是對教材中科學概念的認識、理解、運用和評價,所以認識、理解、運用和評 價概念的能力就是教材中能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)的基本要素。具體由觀察力、記憶力、想象力、思維力四種能力構(gòu)成。 這四種基本能力培養(yǎng)不是孤立的,而是互相聯(lián)系,統(tǒng)一進行。其中思維力的培養(yǎng)是核心。
第二層次 由教材能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)基本要素組合形成第二層次的具體能力。也就是對由一個基本概念為中心 的部分概念組合的生物知識子系統(tǒng)的認識、理解、運用與評價的能力。具體包括:
1.觀察、分析生物現(xiàn)象與生物結(jié)構(gòu)特征的能力;
2.閱讀、理解生物課文與資料的能力;
3.應用生物理論于實踐的能力;
4.進行實驗設計與操作的能力(包括實驗與課外活動);
5.獲得生物科學研究方法的能力;
這一層次能力結(jié)構(gòu)越齊全,學生獲得生物知識的本領就越大。
第三層次 在第二層次基礎上,形成了對生物知識整體的分析、概括、評價的能力。包括:
1.建立生物知識體系的能力;
2.總結(jié)和運用生物科學規(guī)律的能力;
3.評價人與生物科學關系的能力;
4.參加生物科學研究的能力;
5.解決有關生物方面問題的能力;
這一層次是教材能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)的最高層次,也是多種具體能力的綜合體現(xiàn)。
教材能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)模式如圖,從圖中看出上述三層結(jié)構(gòu)是一個整體,是一個連續(xù)過程,不可截然分開。沒 有第一層結(jié)構(gòu)就不可能有第二層,第三層;而第二、第三層結(jié)構(gòu)的發(fā)展也促進第一層基本能力的提高。從圖中 還可看出思維能力是構(gòu)建各層能力的核心。所以教材的編寫無論是對生物概念的表述,還是對生物知識體系的 組合,都要反映思維能力的培養(yǎng)。
二、新教材的編寫應以教材能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)為依據(jù)
生物教材是課文、作業(yè)、圖像三大系統(tǒng)的有機結(jié)合。
課文系統(tǒng)
根據(jù)前面敘述的能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成,課文系統(tǒng)應從三個方面來反映這種結(jié)構(gòu)。
1.概念的表述 高中教育仍然是基礎教育,教材的能力培養(yǎng)仍然以基本能力培養(yǎng)為基礎。高中生思維雖然 以抽象思維為主,但學習生物學還必須以形象思維為基礎。所以,課文的文字語言應生動、形象,應改變現(xiàn)行 教材說明式文字過多,而缺乏生動的描述性文字的現(xiàn)象。但高中教育又不同于初中教育,應當以培養(yǎng)思維力為 主。因此課文的表述應富有啟發(fā)性與研究性。現(xiàn)行教材概念過多,記憶性東西過多,而啟疑太少。如《新陳代 謝概述》一節(jié)內(nèi)容,需記憶的概念和定義近二十個,這只能加大學生記憶負擔,造成學生的機械記憶,很難體 現(xiàn)基本能力的培養(yǎng)。所以新教材應分散難點,避免概念與定義的大量堆積。對知識的成因、規(guī)律表述時,少用 直敘式,而多采用啟發(fā)式,讓學生自己“發(fā)現(xiàn)”。
2.課文和子系統(tǒng) 部分概念的系統(tǒng)組合,在課文中的表現(xiàn)形式是一章,或一節(jié)的內(nèi)容。這部分內(nèi)容的組織 、排列應依據(jù)教材能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)的第二層次來編寫。新教材課文子系統(tǒng)編排應體現(xiàn)“手腦結(jié)合”,“手眼結(jié)合 ”,“實驗與理論結(jié)合”,“傳授知識與指導學生自學結(jié)合”的原則。改變現(xiàn)教材的概念――說明;或事實― ―概念――說明的單一編寫模式。應采用事實(現(xiàn)象或生活實際)――問題――討論――概念――應用;實驗 ――現(xiàn)象――分析――結(jié)論;問題――自學――概念;觀察――問題――分析――結(jié)論等編寫模式。
3.課文系統(tǒng) 由課文子系統(tǒng)構(gòu)成。課文系統(tǒng)要反映教材的能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu),應體現(xiàn)以下幾個特性:①整體性。指教材課文系統(tǒng)編排應根據(jù)教材能力培養(yǎng)整體結(jié)構(gòu)進行。教材能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)在課文系統(tǒng)中應 有層次的、完整的體現(xiàn)。②實驗性。生物學科是一門很強的實驗性學科, 這一點在整個課文中應有體現(xiàn)。每一個概念或定義的出 現(xiàn),都應盡可能在課文中包含著它的實驗或現(xiàn)象發(fā)生過程的簡單介紹。這樣編排可使學生懂得“重視觀察與實 驗是現(xiàn)代生物學的重要特征。”③方法性?,F(xiàn)行高中生物教材忽視了對生物科學研究方法的介紹。而高中生物學能力培養(yǎng)的一個重要內(nèi) 容就是培養(yǎng)學生的生物研究能力。新教材的課文編寫應體現(xiàn)“知識體系與方法體系結(jié)合”的原則,反映出生物 科學研究的規(guī)律與層次。生物科學研究的基本規(guī)律是問題――假說――實驗――分析――結(jié)論。不同類型的研 究內(nèi)容有不同的具體研究方法。如對生物宏觀與微觀問題的研究;對某生物現(xiàn)象與本質(zhì)的研究等等。對這些不 同層次的研究方法介紹有利于培養(yǎng)學生的研究力,也有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力。
圖像系統(tǒng)
圖像系統(tǒng)也從三方面來體現(xiàn)能力培養(yǎng)結(jié)構(gòu)。
1.圖像的數(shù)量與類型 參照國外高中生物教材的圖像系統(tǒng),建議我國新教材應加大圖像量。圖像與課文之 比應是1∶1.5,并且形式多種多樣:彩圖、黑白圖、簡圖、照片等。這有利于培養(yǎng)學生觀察力與想象力。
2.圖像的內(nèi)容 高中生物教材圖像的作用與初中的不同,不僅僅是印證課文中的說明,或僅限于使學生識 別圖的各部分名稱和理解某些生物發(fā)生發(fā)展過程,而應是把識圖與培養(yǎng)比較、分析等思維能力,培養(yǎng)研究與實 驗等動手能力結(jié)合起來,如在《新陳代謝概述》中,同化作用與異化作用概念可用模式圖來表示,讓學生根據(jù) 圖解來歸納出兩者的特點與區(qū)別。再如新教材應有介紹科學研究過程與方法或研究裝置的圖像內(nèi)容。這些都有 利于學生自學能力,實驗能力、研究能力的培養(yǎng)。
中圖分類號: G633.91 文獻標識碼: A 文章編號:
引言
隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展,科學技術的不斷進步,新社會新時代下要求學生必須具備基本的科學素養(yǎng)??茖W素養(yǎng)的表述方式很多,對學生學習生物學而言可以說就是在學習過程中培養(yǎng)形成且不斷發(fā)展的一種最基本而又持續(xù)影響終身的內(nèi)在科學素質(zhì)和心理特質(zhì)。主要呈現(xiàn)為以下幾個外在的表現(xiàn):學科知識基礎、基本技能和獲取知識信息的能力,運用知識解決問題的能力,科學品質(zhì)如科學態(tài)度、探索精神、學科興趣等方面?!渡镎n程標準》將生物科學素養(yǎng)表述為參加社會生活、經(jīng)濟活動、生產(chǎn)實踐和個人決策所需的生物科學概念及科學探究能力,從更高更遠的角度定義了生物科學素養(yǎng)的意義。
隨著信息社會的日趨完善和生物世紀的到來,以及新課程標準的推行,如何在生物教學中不斷提高學生的生物科學素養(yǎng)就成為了每個生物教師面臨的新課題。要在生物教學中提高學生的生物科學素養(yǎng)應從以下幾個方面入手:
一、做好課堂基礎知識教學,培養(yǎng)學生的科學品質(zhì)
課堂教學要按課標和素質(zhì)教育的要求,在知識整體性和系統(tǒng)性的指導下把傳授知識及學科思維方式作為重點,教會學生學習方法。同時,要將生物學科的基本技能滲透其中。如觀察、采集、調(diào)查、動植物培養(yǎng)、生物儀器和使用等,為學生探索能力的提高打好基礎。
課堂模式應以引導激勵為主,激發(fā)學生的學習興趣和學習的主動性。要做好課堂教學就必須引入新的教學手段,如多媒體、三維動畫、網(wǎng)絡資源等,讓學生一方面在鮮活生動的情景中學習,充分調(diào)動學生身心感官的體驗功能,達到在愉悅的情景下由感性到理性知識的飛躍,培養(yǎng)學生獲取信息和知識的能力。更重要的是,只有這樣的教學才能給學生以學習和探索的內(nèi)驅(qū)力,培養(yǎng)學生主動學習的習慣,使之逐步養(yǎng)成對科學執(zhí)著追求的意志品質(zhì)。
一堂好的生物課就是要把基礎知識的傳授建立在充分調(diào)動學生感官的基礎上,激發(fā)興趣、煅煉學習意志力,從而達到基礎知識教學和學生良好科學品質(zhì)的培養(yǎng)相統(tǒng)一。
二、做好實驗教學,培養(yǎng)學生的科學思維和探究能力
實驗教學是煅煉學生實踐能力的基本方法,更是激發(fā)學生的科學思維、探究興趣和能力的大好時機??梢园褜嶒灲虒W按內(nèi)在的功能分作兩大塊:一是實驗技能和科學研究基本模式的傳授;二是探究、創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。實驗基本技能做為基礎性的“工具”,要讓學生在實驗課中反復訓練,切實掌握??茖W研究模式則要立足課本中許多自成體系的系列實驗進行循序漸進的灌輸。如植物生長素的發(fā)現(xiàn)、酶的發(fā)現(xiàn)、DNA是主要遺傳物質(zhì)的證明等實驗。
通過這些內(nèi)容的學習,讓學生掌握一般的科學探究模式,即“提出問題―作出假設―設計實驗―得出結(jié)論”的模式。除此以外,在高中生物課本中還有大量的對照實驗,在講好原理和應用過程的同時也應潛移默化地使學生體會到其思維的科學性。在做好、講好這些基本實驗的基礎上,要充分利用課本資源、生活實踐資源激勵引導學生以課本基礎知識為依托,創(chuàng)設貼近生物環(huán)境的情景、提供初始性問題、開發(fā)社會性生物現(xiàn)象調(diào)查主題,激勵學生主動去做一些力所能及的實驗、實習和課題調(diào)查,使學生在這些鮮活生動的實踐活動中學習掌握探究方法,培養(yǎng)科學思維能力和主動探究的科學品質(zhì)。
三、做好課本知識拓展,全而提高學生的科學素養(yǎng)
立足于課本知識內(nèi)容和學生的認知水平,引導學生實現(xiàn)課本基礎知識的拓展是全面提高學生科學素養(yǎng)的關鍵。筆者認為,拓展應從以下幾方面入手:
1.注重生物科學史的感染作用,充分體現(xiàn)典型激勵效應??茖W思維和方法是科學素養(yǎng)的核心要素。能力培養(yǎng)的核心就是思維能力的培養(yǎng)。新課標指出,要重視科學本質(zhì)和理解科學研究過程,學習科學研究方法。在生物科學史中不僅記載著生物科學知識的形成過程,而且還蘊涵著科學家的創(chuàng)造性思維方式和靈活多樣的科學方法,體現(xiàn)了科學家尊重事實、服從真理和實事求是的科學態(tài)度。因此,在教學中,教師要從學生的認知水平出發(fā),注重科學史的介紹和學習,適當選取或處理相關史料融入到單元教學中去,讓學生了解科學家是如何發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的,啟發(fā)學生在科學態(tài)度、科學方法和創(chuàng)造性思維方面多些感悟,從而達到培養(yǎng)學生科學態(tài)度和科學精神的目的??茖W精神是科學的本質(zhì)和靈魂,培養(yǎng)科學精神能為學生一生中的學習和能力的發(fā)展、運用提供正確的價值導向及長久動力。
課本中涉及到的細胞膜結(jié)構(gòu)的探索、孟德爾和他的遺傳規(guī)律、達爾文與進化論、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的建立、袁隆平和雜交水稻等事例都可拓展為詳實生動的科學精神教育典型材料,滲透到課堂和課外閱讀中去,讓學生體會和認識科學的進步與成功凝結(jié)著無數(shù)科學家的心血,也能讓他們體會到科學研究不但要有頑強的毅力、聰明的才智,更需要有不斷探索的精神和密切的協(xié)作。這些課本內(nèi)容拓展利用得好就會成為學生科學素養(yǎng)培育的最佳教材。
2.注重理論聯(lián)系實際,增強知識的運用能力,培養(yǎng)學生的社會責任感和科學價值觀?!白⒅嘏c現(xiàn)實生活的聯(lián)系”是新課程的基本理念,“重視理論聯(lián)系實際,關注科學技術、社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展”是生物考試大綱的明確要求。在課堂教學中,教師應聯(lián)系生活實際和學生所處的環(huán)境,引導學生注意身邊的科學,大量的生物學現(xiàn)象為師生提供了大量鮮活的素材和廣闊的拓展空間。如:農(nóng)產(chǎn)品保鮮措施的原理、中耕松土為什么能促進作物的生長、酵母發(fā)酵的現(xiàn)象與原理,甚至像如何養(yǎng)好盆花等都是這方面的素材。借此可以引導學生養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)問題、努力探索的習慣和解決問題的能力。
3.要適時適量地把學生的學習拓展到科學技術前沿領域和熱點問題上去。如生物工程范圍的基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程,基因療法,人類基因組計劃,全球生態(tài)和污染治理,艾滋病,生化諾貝爾獲獎成果等,讓學生體會到生物科學與人類自身的密切關系,培養(yǎng)學生的科學價值觀,同時,還能起到激發(fā)興趣、增長見識、提高修養(yǎng)的良好作用。
4.利用適量、難易適中的練習題將學生已掌握的基礎知識擴展到具體問題的解決中去。在鞏固知識的同時增強學生的知識遷移和獲得、轉(zhuǎn)化信息的能力。如:圖表、曲線、文字類型信息的遷移和轉(zhuǎn)化,題干信息的捕捉,解決問題方法的設定,結(jié)論的正確表述等;通過練習,檢查和訓練學生的探究能力及科學思維,等等。所謂難易適中,就是要讓學生經(jīng)過一定量的探索和思維活動后能得出正確的答案。就是要讓學生的活動得到認同和肯定,從而起到養(yǎng)成和增強學生探究問題,自覺運用知識解決問題的能力。固化學生良好的思維習慣,讓學生產(chǎn)生成就感,進一步激發(fā)其學習、探究、思維、實踐的積極性。
結(jié)語
綜上所述,要把教學中只注重對學生科學知識的傳授轉(zhuǎn)向全面提高學生的科學素養(yǎng)教育,注重學生在生物學知識、科學研究技能、情感態(tài)度與價值觀、思維品質(zhì)以及對科學和社會的認識等領域的全面發(fā)展。生物科學素養(yǎng)是學生科學素養(yǎng)構(gòu)成中的重要組成部分。它反映了學生對生物科學領域中核心基礎內(nèi)容的掌握和應用水平,也是學生不斷提高自身科學素養(yǎng)的主動力。每個生物教師都應站在提高全民科學素質(zhì)的角度去認真研究和不斷踐行這一歷史使命。
提高生物科學素養(yǎng)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(yǎng)
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(yǎng)探究、合作的科學精神和一絲不茍的科學態(tài)度。從科學的本質(zhì)出發(fā),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(yǎng)學生的獨立性、自主性,引導學生開展質(zhì)疑、調(diào)查、實驗、收集、分析和解讀數(shù)據(jù)、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(fā)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(yǎng)學生的創(chuàng)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(yǎng)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(yǎng)。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(yǎng)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(jié)合起來,使教材基礎知識與生命科學發(fā)展的最新成果相銜接,有利于培養(yǎng)學生熱愛生命科學、從事生命科學研究的志向?,F(xiàn)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(fā)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(nèi)容有關的最新變化的資料,縮小教學內(nèi)容與現(xiàn)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(huán)境因素對光合作用的影響、細胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P系等實驗。加強學生實驗,培養(yǎng)學生觀察、體驗和探究能力,提高學生的生物科學素養(yǎng),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(fā)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(fā)現(xiàn)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(guī)律性的科學方法。探究性實驗能激發(fā)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?shù)匾袁F(xiàn)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(yǎng)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(diào)“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(fā),對生物科學的產(chǎn)生與發(fā)展做出的科學總結(jié),是生物科學家思維的結(jié)晶??茖W精神是指人們在工作和學習中表現(xiàn)出來的自覺、頑強、勤奮、實事求是的情感、態(tài)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?qū)⒅R傳授、能力培養(yǎng)和情意發(fā)展三方面教育融合起來,很好地體現(xiàn)生物學科的特點和素質(zhì)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(zhì)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(zhì)和科學研究的方法。在教學中,教師要充分發(fā)揮生物學史例的教育作用,除了利用科學史的故事培養(yǎng)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(fā)現(xiàn)”、“光合作用的發(fā)現(xiàn)”、“生長素的發(fā)現(xiàn)”、“DNA是遺傳物質(zhì)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(jié)論,要通過對一些經(jīng)典實驗和邏輯分析的再現(xiàn),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(tài)度、方法和思維品質(zhì)的養(yǎng)成。教材這樣編寫的目的是再現(xiàn)知識的發(fā)生過程,使生物傳統(tǒng)結(jié)論式教學變?yōu)檫^程式教學,達到既傳授知識又培養(yǎng)學生的科學思維的目標。
生物新課標的“新”主要體現(xiàn)在新的課程理念和課程目標,即情感態(tài)度與就愛只管目標的提出。從科學態(tài)度和科學的世界觀、生物學基礎知識、科學探究方法與技能、科學技術與社會四個維度來看,“提高生物科學素養(yǎng)”既是生物新課標提出的基本課程理念,又屬于情感態(tài)度與價值觀范疇,應該受到教師的重視。但是,在以往的教學中,教師卻更注重基礎知識的掌握和基本技能的訓練,忽視對學生情感態(tài)度與價值觀的培養(yǎng),而新課標的提出恰使這一缺陷得到有效的彌補。教材中的生物科學史蘊含了豐厚的科學素養(yǎng),它為生物科學知識提供重要的科學概念、原理、事實和方法技術,體現(xiàn)出科學理論的形成是一個不斷探究、深化、修改的過程。教師若能在教學中有效的利用生物科學史,它將為提高學生的科學素養(yǎng)作出巨大貢獻。以下,筆者就以有效教學策略整合生物科學史,提高學生生物科學素養(yǎng)進行闡述。
一、有效教學的含義
有效教學指教師在遵循教學活動的客觀規(guī)律下,以盡可能少的投入,取得盡可能大的教學效果的一種教學活動。簡單地說,就是教師要選擇適當?shù)慕虒W策略整合教學內(nèi)容,學生通過課堂學習,有效的的完成教學的三維目標。與傳統(tǒng)的教學方法相比,有效教學以其開放性、實踐性和生動性著稱。
新的生物課程標準要求提高學生生物素養(yǎng),倡導探究性學習。這要求學生在理解、掌握科學知識的同時,注重情感態(tài)度和價值觀的培養(yǎng)。為達成這一目標,提高教師教學的有效性,就顯得十分緊迫和必要。
二、生物科學史實施有效教學策略的研究
1.探究性學習策略
探究性學習是指學生在某學科領域或現(xiàn)實的生活情境中,選取某個問題作為突破點,通過質(zhì)疑、發(fā)問、調(diào)查研究、分析討論,最終解決問題,從中學生能夠獲得知識、激發(fā)興趣、掌握科學探究的一般方法和程序,形成相應的科學觀點和科學精神。按照教學方法的不同,可分為:發(fā)現(xiàn)探究式、問題探究式和歸納探究式,本文以歸納探究式的教學策略為例進行探討。
教師要充分利用生物科學史這一有效資源,讓學生在已有知識的基礎上,根據(jù)老師的問題,收集事實,提出假設,在教師的逐步引導下,得出結(jié)論,解決問題。學生通過深入思考科學家們的研究過程,體會他們的科學態(tài)度、科學精神,習得科學探究的方法,掌握科學探究的一般技能,更好的理解科學知識,拓展自己的科學思維。有的時候,獲得有效的學習方法的意義要遠大于科學知識本身,就如美國科學家愛因斯坦所說的“ 你要知道科學方法的實質(zhì),不要去聽一個科學家對你說些什么,而要仔細看他在做些什么?!鄙锟茖W史涉及知識目標、能力目標、情感態(tài)度和價值觀目標三個維度,對培養(yǎng)學生的生物科學素養(yǎng)起著舉足輕重的作用。教師在教學中,不應該只重視科學家們的研究結(jié)果,更應該帶領學生跟著科學家一起,去探索、去發(fā)現(xiàn),去主動獲取知識與技能,體會科學家們濃厚的愛國主義情懷和不畏艱險、勇于探索、持之以恒為科學獻身的敬業(yè)精神。
2.生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程的歸納探究式教學
導入:課前,要求學生們收集課程相關的材料,可以是相關的知識,也可以是科學家們在探索中發(fā)生的趣味小故事。課上,教師拿出用橡皮泥制作的真核細胞的三維結(jié)構(gòu)模型,提供三種用于制作細胞膜的材料,問學生哪個更適于體現(xiàn)細胞膜的功能?學生做出選擇后,由教師宣布開啟今天的細胞膜探索之旅。通過問題激發(fā)起學生強烈的好奇心和對知識的渴望,培養(yǎng)學生的科學態(tài)度。
教學過程:介紹歐文頓實驗過程,讓學生回答實驗現(xiàn)象與假說。設疑:正是有了實驗觀察,科學家才有了嚴謹?shù)耐评砗痛竽懙募僭O,才會使膜是由脂質(zhì)組成這一假說在19世紀被提出,那假說是否還需要進一步的驗證和完善呢?引出后來一些科學家驗證假說及提出新假說的過程。學生體會科學理論的形成是一個不斷探究、深化、修改過程的真諦。到羅伯特森提出了細胞膜的“三明治”結(jié)構(gòu),這一過程體現(xiàn)了科學家探索之路的艱辛、思維的嚴密,同時也伴隨著科學技術的不斷進步,讓學生去體會科學家的科學精神,明白科技進步需要新技術的支持。學生討論“三明治”模型有哪些局限呢?新技術―電鏡冰凍蝕刻技術的出現(xiàn),揭示了細胞膜結(jié)構(gòu)中蛋白質(zhì)的分布。到此,學生們了解了科學研究的一般方法和步驟。最后,桑格和尼克森總結(jié)生物膜流動鑲嵌模型,學生在頭腦中形成清晰的知識脈絡。
課堂小結(jié):在知識總結(jié)后,問一問學生:科學研究是很多科學家共同參與、共同努力的結(jié)果嗎?科學研究過程是否真的離不開技術支持呢?科學研究需要理性思維和實驗的結(jié)合嗎?科學知識的建立過程是一個不斷開拓、繼承、修正和發(fā)展的過程嗎?這節(jié)課,在有效的完成新課標中相應知識目標、能力目標的同時,升華學生的情感、態(tài)度和價值觀。
因此,筆者認為,用探究性教學策略整合生物科學史的教學行為是有效的。它能在完成知識目標和技能目標的同時,培養(yǎng)學生的情感態(tài)度和價值觀。充分滿足生物課程改革的要求,方法簡便、易于掌握和運用,是實際教學中行之有效的策略之一。
參考文獻:
自1978年起,我國高中生物課程歷經(jīng)多次改革,取得了顯著的成績。為適應時展的需要,《普通高中生物課程標準(實驗稿)》(以下簡稱《標準》)在吸納現(xiàn)行高中生物學教育優(yōu)點的基礎上,更尊重學生多樣化發(fā)展的需求;更貼近社會實際和學生的生活經(jīng)驗;更多地反映生物科學和技術的新進展;更重視發(fā)展學生的創(chuàng)新精神和實踐能力;更強調(diào)學習是一個主動建構(gòu)知識、發(fā)展能力、形成正確的情感態(tài)度與價值觀的過程。
一、課程性質(zhì)
生物科學是自然科學中的一門基礎學科,是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的科學。它是農(nóng)業(yè)科學、醫(yī)藥科學、環(huán)境科學及其它有關科學和技術的基礎。生物科學的研究經(jīng)歷了從現(xiàn)象到本質(zhì)、從定性到定量的發(fā)展過程。當今,它在微觀和宏觀兩個方面的發(fā)展都非常迅速,并且與信息技術和工程技術的結(jié)合日益緊密,正在對社會、經(jīng)濟和人類生活產(chǎn)生越來越大的影響。
高中生物課程是普通高中科學學習領域中的一個科目。高中生物課程將在義務教育基礎上,進一步提高學生的生物科學素養(yǎng)。尤其是發(fā)展學生的科學探究能力,幫助學生理解生物科學、技術和社會的相互關系,增強學生對自然和社會的責任感,促進學生形成正確的世界觀和價值觀。
二、課程的基本理念
提高生物科學素養(yǎng) 生物科學素養(yǎng)是公民科學素養(yǎng)構(gòu)成中重要的組成部分。生物科學素養(yǎng)是指公民參加社會生活、經(jīng)濟活動、生產(chǎn)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(tài)度與價值觀,它反映了一個人對生物科學領域中核心的基礎內(nèi)容的掌握和應用水平,以及在已有基礎上不斷提高自身科學素養(yǎng)的能力。提高每個高中學生的生物科學素養(yǎng)是本課程標準實施中的核心任務。
面向全體學生 《標準》的設計面向全體學生,著眼于學生全面發(fā)展和終身發(fā)展的需要。課程的內(nèi)容標準有較大的靈活性,以適應不同學校的條件和不同學生的學習需求,促進學生有個性地發(fā)展。
倡導探究性學習 生物科學作為由眾多生物學事實和理論組成的知識體系,是在人們不斷探究的過程中逐步發(fā)展起來的。探究也是學生認識生命世界、學習生物課程的有效方法之一。《標準》倡導探究性學習,力圖促進學生學習方式的變革,引導學生主動參與探究過程、勤于動手和動腦,逐步培養(yǎng)學生搜集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、批判性思維的能力、分析和解決問題的能力,以及交流與合作的能力等,重在培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。
注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系 生物科學與人們的日常生活、醫(yī)療保健、環(huán)境保護、經(jīng)濟活動等方面密切相關?!稑藴省纷⒅厥箤W生在現(xiàn)實生活的背景中學習生物學,倡導學生在解決實際問題的過程中深入理解生物學的核心概念,并能運用生物學的原理和方法參與公眾事務的討論或作出相關的個人決策;同時注意幫助學生了解相關的職業(yè)和學習方向,為他們進一步學習和步入社會做準備。
三、課程設計思路
高中生物課程是根據(jù)《基礎教育課程改革綱要(試行)》和《普通高中課程改革方案》的精神和要求設計的。
高中生物課程分為必修和選修兩個部分。必修部分包括“生物1:分子與細胞”、“生物2:遺傳與進化”、“生物3:穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”3個模塊;選修部分有“選修1:生物技術實踐”、“選修2:生物科學與社會”和“選修3:現(xiàn)代生物科技專題”3個模塊。每個模塊36學時、2學分。
必修模塊選擇的是生物科學的核心內(nèi)容,同時也是現(xiàn)代生物科學發(fā)展最迅速、成果應用最廣泛、與社會和個人生活關系最密切的領域。所選內(nèi)容能夠幫助學生從微觀和宏觀兩個方面認識生命系統(tǒng)的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)基礎、發(fā)展和變化規(guī)律以及生命系統(tǒng)中各組分間的相互作用。因此,必修模塊對于提高全體高中學生的生物科學素養(yǎng)具有不可或缺的作用。
選修模塊是為了滿足學生多樣化發(fā)展的需要而設計的,有助于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、提高學生的實踐和探究能力。
學生在學習了生物1的內(nèi)容之后,既可以先學習生物2的內(nèi)容,也可先學習生物3的內(nèi)容。在修完必修模塊的基礎上,進行選修模塊的學習。
每個模塊在高中生物課程中的價值如下。
“生物1:分子與細胞”模塊有助于學生較深入地認識生命的物質(zhì)基礎和結(jié)構(gòu)基礎,理解生命活動中物質(zhì)的變化、能量的轉(zhuǎn)換和信息的傳遞;領悟觀察、實驗、比較、分析和綜合等科學方法及其在科學研究過程中的應用;科學地理解生命的本質(zhì),形成辯證唯物主義自然觀。
“生物2:遺傳與進化”模塊有助于學生認識生命的延續(xù)和發(fā)展,了解遺傳變異規(guī)律在生產(chǎn)生活中的應用;領悟假說演繹、建立模型等科學方法及其在科學研究中的應用;理解遺傳和變異在物種繁衍過程中的對立統(tǒng)一,生物的遺傳變異與環(huán)境變化在進化過程中的對立統(tǒng)一,形成生物進化觀點。
“生物3:穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”模塊有助于學生認識發(fā)生在生物體內(nèi)部和生物與環(huán)境之間的相互作用,理解生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài),認識生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的整體性;領悟系統(tǒng)分析、建立數(shù)學模型等科學方法及其在科學研究中的應用;形成生態(tài)學觀點和可持續(xù)發(fā)展的觀念。
就業(yè)要求:
1、有扎實的生物科學基礎知識和基本實驗技能。
2、掌握生物學所必需的數(shù)學、物理、化學等基礎知識和實驗、運算能力。
3、熟悉教育法規(guī),掌握并能夠初步運用教育學、心理學基礎理論,具有良好的教師素養(yǎng)和從事生物學教學的基本能力。
4、了解生物科學以及生物科學教學研究的新進展和動態(tài),具有一定的創(chuàng)造能力和自學能力。
5、掌握資料查詢、文獻檢索及運用現(xiàn)代信息技術,獲得相關信息的基本方法,具備從事科學研究的能力。