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時(shí)間:2022-03-03 08:13:37
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二、注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)
第一,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。生物科學(xué)作為實(shí)驗(yàn)、觀察相結(jié)合的基礎(chǔ)性科學(xué),實(shí)驗(yàn)是生物學(xué)習(xí)的重要手段。對(duì)于學(xué)生而言,實(shí)驗(yàn)技能較為貧乏,因好奇心、新鮮感,對(duì)生物實(shí)驗(yàn)課的興趣十分濃厚。因此,教師必須充分利用學(xué)生好奇心理,在生物教學(xué)中,多開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng),立足實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)教育角度,培養(yǎng)學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng),避免灌輸式、空洞式說(shuō)教。第二,提升學(xué)生觀察力。在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中,觀察十分重要。若觀察不佳,便會(huì)影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。因此,必須明確觀察目的,防止學(xué)生盲目觀察。在實(shí)驗(yàn)觀察中,要求學(xué)生完成既定觀察目標(biāo),還要引導(dǎo)學(xué)生如何去發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象。同時(shí),指導(dǎo)學(xué)生有序觀察,按照順序觀察,提升實(shí)驗(yàn)觀察效果,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣,樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。第三,提升學(xué)生操作技能。對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言,實(shí)驗(yàn)操作極為關(guān)鍵。若操作不得當(dāng),對(duì)實(shí)驗(yàn)效果具有直接影響,也會(huì)影響學(xué)生學(xué)習(xí)心理,阻礙學(xué)生做實(shí)驗(yàn),難以形成良好科學(xué)素養(yǎng)。在培養(yǎng)學(xué)生操作技能時(shí),必須充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性,讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。對(duì)于某些懼怕實(shí)驗(yàn)的學(xué)生,必須給予適當(dāng)幫助,指導(dǎo)學(xué)生如何消除恐懼心理。增加學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐頻率,多技術(shù)標(biāo)本、儀器,學(xué)生操作技能必然得到明顯提升。第四,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問(wèn)題的能力。開展生物實(shí)驗(yàn)教學(xué),就是為解決實(shí)際問(wèn)題。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,必須注重培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力。例如,在“綠葉在光下制造有機(jī)物”教學(xué)中,筆者向?qū)W生拋出問(wèn)題,我們開展這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的,為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模枰鉀Q什么問(wèn)題,注意哪些實(shí)驗(yàn)事項(xiàng)。接著,讓學(xué)生展開小組討論,鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)言,筆者再給予指導(dǎo)。通過(guò)這種方式,學(xué)生分析問(wèn)題能力自然得以充分提高,使生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力明顯增強(qiáng)。同時(shí),學(xué)生解決問(wèn)題、操作技能得以培養(yǎng),進(jìn)而為培養(yǎng)學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。
從現(xiàn)行的課程設(shè)置來(lái)看,雖然生物科學(xué)專業(yè)在形式上增設(shè)了通識(shí)教育課程的模塊,也增設(shè)一些選修課,但實(shí)際上能夠真正體現(xiàn)通識(shí)教育本質(zhì)的課程并不太多。目前大學(xué)通識(shí)事件中最嚴(yán)重的問(wèn)題就是通識(shí)教育課程無(wú)法全面覆蓋到通識(shí)教育目標(biāo)要求上。由于通識(shí)課程內(nèi)容零散雜亂,缺乏課程設(shè)置的邏輯起點(diǎn)。因而導(dǎo)致了通識(shí)教育沒有形成科學(xué)合理的課程體系,課程結(jié)構(gòu)也缺乏系統(tǒng)性。從課程內(nèi)容看,很多高校存在的問(wèn)題都一樣,就是通識(shí)性不足,知識(shí)層面多數(shù)停留在介紹上,較少涉及到其思想深度上,對(duì)學(xué)生的精神領(lǐng)域關(guān)注不夠,很難達(dá)到為學(xué)生的未來(lái)發(fā)展搭建寬廣綜合的基礎(chǔ)平臺(tái)的目的。
1.2將通識(shí)教育等同于基礎(chǔ)課
過(guò)去,不少高校曾將通識(shí)教育當(dāng)作高等教育里為專業(yè)教育打基礎(chǔ)的基礎(chǔ)教育。然而,通識(shí)教育被認(rèn)為是基礎(chǔ)教育其實(shí)是一種誤解,通識(shí)教育不直接與專業(yè)相聯(lián)系,它的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的基本素養(yǎng),包括文化科學(xué)知識(shí)以及人文關(guān)懷的精神等。通識(shí)教育與專業(yè)教育的聯(lián)系雖然存在基礎(chǔ)性的一方面,卻不能將其等同為基礎(chǔ)教育。事實(shí)上,基礎(chǔ)教育可以看作通識(shí)教育與專業(yè)教育的中間環(huán)節(jié),具有通識(shí)教育和專業(yè)教育兩者的一些特性。
1.3缺乏完整、有效的通識(shí)教育課程體系
我國(guó)教育在中學(xué)階段就開始文理分科,且課程體系中的人文教育內(nèi)容較為狹窄,到了大學(xué)教育階段,就體現(xiàn)為通識(shí)教育內(nèi)容不夠全面,課程設(shè)置專業(yè)性很強(qiáng),而通識(shí)教育流于形式,只是象征性地開設(shè)一些有關(guān)人文社會(huì)科學(xué)的課程,而人文素質(zhì)的培養(yǎng)不是通過(guò)辦幾場(chǎng)講座、開幾門課程就可以實(shí)現(xiàn)的。缺乏一個(gè)課程體系能夠?qū)⑼ㄗR(shí)教育與專業(yè)教育完整的融合。沒有科學(xué)的課程和課程論便不會(huì)有科學(xué)的教學(xué),因此,課程設(shè)置在教育體系中總是處于中心地位,如何建立一個(gè)完整、有效的通識(shí)教育課程體系已成為目前高等師范院校生物科學(xué)專業(yè)亟待解決的問(wèn)題。
2加強(qiáng)通識(shí)教育與專業(yè)教育的融合
教育是科學(xué)化的人文教育與人文化的科學(xué)教育的有機(jī)整體,主要是以人的全面發(fā)展為最終目的的。因此,教育無(wú)論在哪一階段,都需要重視通識(shí)教育與專業(yè)教育的融合。
2.1促進(jìn)通識(shí)課程和專業(yè)課程的交叉綜合化
通識(shí)教育課程是師范類與非師范類本科生都必須學(xué)習(xí)這類課程。通識(shí)性課程對(duì)于師范生來(lái)說(shuō),既不學(xué)習(xí)“教什么”,也不學(xué)習(xí)“如何教”,更不是專業(yè)的知識(shí),但學(xué)習(xí)這些通識(shí)性課程,能為師范生提供一個(gè)廣闊的平臺(tái),形成開闊的視野,為師范生教師素質(zhì)的形成打下基礎(chǔ)。當(dāng)今社會(huì),通才教育正替代專才教育成為教育改革的主流,高等師范院校培養(yǎng)的師范生首先要具有廣博的各科基礎(chǔ)知識(shí),用更多學(xué)科專業(yè)知識(shí)以外的其他知識(shí),提高自身的科學(xué)和人文素養(yǎng)。生物課程在內(nèi)容上有著極強(qiáng)的學(xué)科交叉性,對(duì)生物教師的各項(xiàng)知識(shí)都有挑戰(zhàn),因此就需要生物教師除了掌握過(guò)硬的生物學(xué)科知識(shí),還要了解相關(guān)學(xué)科的知識(shí),因?yàn)椴煌瑢W(xué)科直接是相互促進(jìn)和影響的,生物教師只有全面的掌握相關(guān)學(xué)科內(nèi)容,才能使生物教學(xué)更加完整的展開。通識(shí)教育與生物專業(yè)教育間的交叉和滲透,對(duì)于長(zhǎng)期接受理科思維訓(xùn)練的生物科學(xué)學(xué)生來(lái)說(shuō),人文學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)有利于學(xué)生專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí),能夠培養(yǎng)直接思維、發(fā)散性思維方式,人文的力量與生物科學(xué)的力量以及藝術(shù)、思維力量等有效結(jié)合,才有助于生物專業(yè)方向的發(fā)展。為了推進(jìn)通識(shí)教育與專業(yè)教育的融合,高等師范院校生物科學(xué)專業(yè)應(yīng)該制定人才培養(yǎng)方案,在課程設(shè)置上要保證通識(shí)性課程所占的比例,促進(jìn)通識(shí)教育與專業(yè)教育間的交叉與滲透;在課程結(jié)構(gòu)上,要實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科的有機(jī)融合,打破通識(shí)課程和專業(yè)課程之間的壁壘,使學(xué)生具有廣泛的綜合性和寬厚的知識(shí);在課程內(nèi)容上,要教給學(xué)生最基礎(chǔ)性的知識(shí),卻能使自然科學(xué)內(nèi)容與人文科學(xué)內(nèi)容相互聯(lián)系、相互融合,跟上知識(shí)更新發(fā)展的速度;在課程形式上,要使學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)各種形式的通識(shí)課程和專業(yè)課程,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的綜合化。
2.2提高教師隊(duì)伍的素養(yǎng),貫穿通識(shí)教育
“百年大計(jì),教育為本;教育大計(jì),教師為本。”加強(qiáng)通識(shí)教育與專業(yè)教育的融合,不能只依靠幾門通識(shí)性課程,也不能脫離專業(yè)教育課程,而是要借助教師的力量把通識(shí)教育貫穿于專業(yè)教育教學(xué)的全過(guò)程,寓通識(shí)教育于專業(yè)教育之中。要提高生物科學(xué)專業(yè)教師的個(gè)人素養(yǎng),這樣才能有效推進(jìn)通識(shí)教育與專業(yè)教育有效融合,才能培養(yǎng)學(xué)生擁有科學(xué)的思維方式和追求真理的精神,實(shí)現(xiàn)學(xué)生獨(dú)立思考的精神層面的問(wèn)題。一是要通過(guò)宣傳引導(dǎo);二是要通過(guò)政策激勵(lì);三是要通過(guò)加強(qiáng)管理,對(duì)教師的教學(xué)行為進(jìn)行督促和約束。
2.3在第二課堂中體現(xiàn)通識(shí)課程和專業(yè)課程融合
通識(shí)教育和專業(yè)教育都不應(yīng)僅僅體現(xiàn)在第一課堂上,要實(shí)現(xiàn)這二者更好的融合,就要由第一課堂教育和第二課堂課外活動(dòng)、社會(huì)實(shí)踐和實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)有機(jī)結(jié)合,在第一課堂和第二課堂各自的活動(dòng)融入學(xué)會(huì)求知、做事、共處和做人的理念。根據(jù)高等師范院校生物科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位,應(yīng)能使學(xué)生通過(guò)實(shí)踐,在生活中體驗(yàn)和推進(jìn)通識(shí)教育與專業(yè)教育的融合,這就要求教師要在學(xué)生的社會(huì)實(shí)踐和實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)中有意識(shí)的引導(dǎo)學(xué)生。另外,在第二課堂中通過(guò)舉辦各種形式的講座、課外讀書活動(dòng)及其他課外活動(dòng)來(lái)提高學(xué)生的身心修養(yǎng),開闊他們的視野,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的時(shí)候,提高專業(yè)技能的同時(shí),啟發(fā)藝術(shù)靈感和哲學(xué)思考,將專業(yè)教育方式與通識(shí)教育有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。
二、利用生物科學(xué)史滲透科學(xué)方法教育的基本途徑
科學(xué)方法往往寓于具體科學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)過(guò)程中,只有把認(rèn)識(shí)過(guò)程合理地展現(xiàn)出來(lái),學(xué)生才能領(lǐng)會(huì)科學(xué)方法是如何提出的,從什么角度,用什么方法解決問(wèn)題,從而掌握科學(xué)方法.而在當(dāng)前中學(xué)生物課堂教學(xué)過(guò)程中,很多教師只是把生物史作為一種知識(shí),附加在生物知識(shí)教學(xué)內(nèi)容上,而忽略了生物史的科學(xué)探究過(guò)程,疏于從思想與方法的歷史角度去對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的教育.因此,在應(yīng)用生物學(xué)史開展科學(xué)方法教育的課堂教學(xué)組織過(guò)程中,我們應(yīng)從課堂教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)入手,把握好“科學(xué)史”與“科學(xué)方法”這兩條主要線索,組織“探究性學(xué)習(xí)”,讓學(xué)生在“體驗(yàn)生物科學(xué)史”的過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)對(duì)“科學(xué)方法”的教育.下面結(jié)合植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程談?wù)劃B透科學(xué)方法教育的基本途徑.
1.利用生物科學(xué)史創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的興趣
“興趣是最好的老師”.上課伊始階段,教師將生物科學(xué)史上引發(fā)科學(xué)家對(duì)某一問(wèn)題研究的生物學(xué)現(xiàn)象作為問(wèn)題情境呈現(xiàn)給學(xué)生,一方面能可以激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣,創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,更重要的是讓學(xué)生切身感受什么是科學(xué)發(fā)現(xiàn),怎樣提出問(wèn)題,并在他們腦海中留下深刻印象.教師可以采用幻燈片、講故事、文字展示或角色扮演等形式,再現(xiàn)生物學(xué)現(xiàn)象,然后啟發(fā)鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題.在學(xué)習(xí)“植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)”時(shí),教師先展示同學(xué)們熟悉的日常生活中植物向光性的圖片,再播放達(dá)爾文觀察植物向光性的動(dòng)畫引發(fā)學(xué)生思考,提出問(wèn)題“植物向光性的原因是什么?”“單側(cè)光和尖端在植物的向光性現(xiàn)象中都起了什么樣的作用呢?”問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)使學(xué)生很自然地邁出了科學(xué)探究的第一步.
2.沿著科學(xué)史的發(fā)展軌跡,體會(huì)科學(xué)研究的方法———假說(shuō)、演繹推理法
在生物科學(xué)史中,一般都展示科學(xué)家在研究過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和解決的方法,生物學(xué)史的學(xué)習(xí)過(guò)程就等于學(xué)生沿著科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)思路作了一次思維的探究.針對(duì)上面所提的問(wèn)題,教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)達(dá)爾文的幾組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較分析提出自己關(guān)于向光性原因的假設(shè)或猜想,并請(qǐng)他們用自己的方式進(jìn)行表達(dá).然后教師再引入科學(xué)史中達(dá)爾文的假說(shuō),讓學(xué)生結(jié)合當(dāng)時(shí)的達(dá)爾文所處的歷史背景討論思考為什么達(dá)爾文會(huì)有這種假設(shè),再思考自己所做的假設(shè)是否合理,這樣可以使學(xué)生在心理上和情感上更接近科學(xué)研究,并能體會(huì)達(dá)爾文得出結(jié)論所采用的具體科學(xué)方法———假說(shuō)法.假說(shuō)的結(jié)論是否正確呢?我們?nèi)绾蝸?lái)驗(yàn)證?自然地引出詹森和拜爾的實(shí)驗(yàn),從不同角度驗(yàn)證達(dá)爾文的假說(shuō).然后師生一起分析詹森、拜爾的實(shí)驗(yàn)思路、結(jié)論:尖端產(chǎn)生的刺激可以透過(guò)瓊脂片傳到下部,彎曲的原因是尖端產(chǎn)生的刺激在下部分布不均勻.提出假說(shuō):尖端產(chǎn)生的刺激可能是一種化學(xué)物質(zhì).該假說(shuō)是否正確呢?科學(xué)家繼續(xù)探索的步伐前進(jìn)到了溫特的實(shí)驗(yàn):讓接觸過(guò)尖端的瓊脂塊放在切掉尖端的胚芽鞘上結(jié)果胚芽鞘生長(zhǎng)或彎曲生長(zhǎng)了,從而驗(yàn)證了假說(shuō)的正確性.生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn),是眾多科學(xué)家利用多種科學(xué)方法共同合作的結(jié)晶,通過(guò)該過(guò)程的學(xué)習(xí)既讓學(xué)生理解了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則與方法,又在這一過(guò)程中,體驗(yàn)了科學(xué)家的探索精神,在現(xiàn)有手段的基礎(chǔ)上對(duì)于事物本質(zhì)不斷探索的精神,使學(xué)生體會(huì)科學(xué)家在做出猜想和假設(shè)時(shí)所用的具體科學(xué)方法,從而實(shí)現(xiàn)滲透具體科學(xué)方法教育的目的.
3.模擬科學(xué)史中的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程,學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方法———實(shí)驗(yàn)法
生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),生物學(xué)史中科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)都包含著一定科學(xué)方法,在科學(xué)史的教學(xué)中,通過(guò)讓學(xué)生模擬生物學(xué)史中典型實(shí)驗(yàn)并對(duì)設(shè)計(jì)原理、思路、試驗(yàn)方法和結(jié)論進(jìn)行分析,讓學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)家的科學(xué)研究方法,滲透科學(xué)方法教育.在生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)這一生物學(xué)史的教學(xué)中,除了需要學(xué)生學(xué)會(huì)達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和做出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析外,溫特的實(shí)驗(yàn)也是一個(gè)培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)科學(xué)研究的典例,因此在溫特探究實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中,可以結(jié)合前面科學(xué)家的假說(shuō)(尖端產(chǎn)生的刺激可能是一種化學(xué)物質(zhì)),先讓學(xué)生自己設(shè)計(jì),然后相互討論分析所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的可行性,再和溫特的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)做比較,分析實(shí)驗(yàn)的原理、對(duì)照的意義、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的注意點(diǎn),然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論.通過(guò)這一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練、操作和詳盡分析不但加深了學(xué)生對(duì)這一知識(shí)的再認(rèn)識(shí),也使他們較好地掌握了實(shí)驗(yàn)這一科學(xué)研究方法.另外,我們還可以通過(guò)讓學(xué)生設(shè)計(jì)驗(yàn)證植物激素極性運(yùn)輸?shù)膶?shí)驗(yàn)幫助他們對(duì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)這一科學(xué)方法進(jìn)行了較好的鞏固.
1.1.實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生的合作精神。無(wú)論是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)操作,實(shí)驗(yàn)的完善、結(jié)論的得出、結(jié)論的呈現(xiàn)形式等,都需要大家集思廣益,團(tuán)結(jié)協(xié)作,要求每位同學(xué)積極發(fā)揮自己的作用,從而培養(yǎng)學(xué)生的信息交流能力和集體協(xié)作精神。
1.2.實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和堅(jiān)持不懈的探索精神。在實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生不按照規(guī)范的操作流程操作,不細(xì)致觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象,不具有迎難而上的挑戰(zhàn)精神;或者歪曲實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,不尊重實(shí)驗(yàn)結(jié)果,輕率得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論等,實(shí)驗(yàn)都很難獲得成功。所以需要學(xué)生有嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度、堅(jiān)持不懈的探索精神,實(shí)驗(yàn)才能真正發(fā)揮提高科學(xué)素養(yǎng)的作用。
1.3.實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生敬畏自然、尊重生命的人文精神,學(xué)會(huì)與自然和諧相處,保護(hù)生態(tài),建立正確的生命價(jià)值觀。
2實(shí)驗(yàn)?zāi)艽龠M(jìn)對(duì)科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系的理解。實(shí)驗(yàn)?zāi)茏寣W(xué)生更加全面深刻地理解科學(xué)技術(shù)的價(jià)值,理解科學(xué)技術(shù)發(fā)展對(duì)社會(huì)的多方面影響,更辯證的看待科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)之間的關(guān)系。理解生物科學(xué)技術(shù)和發(fā)展經(jīng)濟(jì),生物科學(xué)技術(shù)和環(huán)境保護(hù),生物科學(xué)技術(shù)和改善生活水平,生物科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用與倫理道德、法律規(guī)范等的關(guān)系??傊飳?shí)驗(yàn)教學(xué)是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)創(chuàng)新能力、鼓勵(lì)科學(xué)探究精神的最佳平臺(tái),是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)方法論、發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新思維、提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效途徑。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的途徑
2.1轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念,培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)的研究方法當(dāng)知識(shí)是靠自己的思維得來(lái)時(shí)才是自己的知識(shí)。因此,生物教學(xué)應(yīng)該是生物活動(dòng)的教學(xué)而不應(yīng)是生物活動(dòng)結(jié)果的教學(xué),重要的不是結(jié)論而是認(rèn)知過(guò)程。 以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)是生物教學(xué)最基本的特征之一。從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象到某一生物概念、規(guī)律的形成需要一個(gè)過(guò)程,在這個(gè)過(guò)程中,教師不僅要重視教給學(xué)生如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)果的分析形成概念或規(guī)律,而且還要教給學(xué)生如何進(jìn)一步深入理解概念或規(guī)律形成的思路和方法。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的是“重結(jié)論”,而不是將實(shí)驗(yàn)作為“再發(fā)現(xiàn)”的過(guò)程,視為知識(shí)的形成過(guò)程。因此,應(yīng)轉(zhuǎn)變觀念,建立以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為基礎(chǔ)的生物教學(xué)觀,充分挖掘生物實(shí)驗(yàn)的教學(xué)潛能,為實(shí)施素質(zhì)教育創(chuàng)造條件,營(yíng)造一個(gè)良好的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。
2.2對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展和延伸,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力生物實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法,特別是完善學(xué)生的創(chuàng)造思維方面,具有獨(dú)到的功能。但是在其教學(xué)方法的選擇上,還存在著一些不盡如人意的地方,阻礙著生物實(shí)驗(yàn)在“完善學(xué)生創(chuàng)造思維素質(zhì)”方面重要功能的發(fā)揮。因此,探索中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法與完善學(xué)生創(chuàng)造思維素質(zhì)之間的相互關(guān)系,是一個(gè)重要的研究?jī)?nèi)容。其中延伸和拓展生物實(shí)驗(yàn)是一種重要的嘗試。通過(guò)這樣的活動(dòng),學(xué)生思維的廣度和深度得到了拓展,探究事物的意識(shí)得到增強(qiáng),創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力得到了提高,同時(shí)學(xué)習(xí)積極性進(jìn)一步高漲。
2.3加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),追求實(shí)驗(yàn)過(guò)程探究性皮亞杰曾說(shuō)過(guò)“:復(fù)制的真理只能算半個(gè)真理。”其活動(dòng)建構(gòu)論則指出,活動(dòng)是連接主、客體的橋梁,是認(rèn)知發(fā)展最直接的源泉。學(xué)生自主求知才能最大限度地發(fā)揮其自身能力,發(fā)現(xiàn)自己的學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)。
1.實(shí)驗(yàn)課程安排的盲目性開設(shè)綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程,需要先考慮如何安排專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程。生物科學(xué)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程主要由專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課和專業(yè)選修課組成。專業(yè)基礎(chǔ)課包含生物化學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)、植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)、植物生理學(xué)、動(dòng)物生理學(xué)等,所涉及的實(shí)驗(yàn)知識(shí)和技能是整個(gè)生物科學(xué)專業(yè)培養(yǎng)課程的基礎(chǔ)和核心。專業(yè)方向課是在專業(yè)基礎(chǔ)課的基礎(chǔ)上進(jìn)一步深入和擴(kuò)展的針對(duì)性較強(qiáng)的專業(yè)課程,如基因工程、發(fā)酵工程、酶工程等。專業(yè)選修課是專業(yè)方向課的補(bǔ)充和擴(kuò)展,如蛋白質(zhì)組學(xué)、分子遺傳學(xué)、生物技術(shù)制藥等,學(xué)生可以根據(jù)自身的需要和接受程度自行選修相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)技能,從而針對(duì)性的提高專業(yè)技能?;A(chǔ)性、驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性等類型的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在開設(shè)的過(guò)程中需要考慮各專業(yè)課程的性質(zhì)。不同的專業(yè)課程對(duì)實(shí)驗(yàn)的要求存在一定差異。目前,絕大多數(shù)高校在開設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程時(shí)很少去區(qū)分專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課和專業(yè)選修課的課程性質(zhì),僅僅是為了滿足教育部的評(píng)估要求而盲目的增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程,這導(dǎo)致學(xué)生在上專業(yè)基礎(chǔ)課時(shí)無(wú)法適應(yīng)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,而上專方向課和專業(yè)選修課時(shí),又對(duì)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中涉及的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容沒有完全掌握,從而產(chǎn)生專業(yè)實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)的混亂現(xiàn)象。
2.實(shí)驗(yàn)課時(shí)分配的不合理性綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容覆蓋廣,對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)要求高,所以需要更多的教學(xué)時(shí)數(shù)支撐。如《分子生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)中僅PCR過(guò)程至少需1小時(shí)、《生物化學(xué)》的蛋白質(zhì)分離純化實(shí)驗(yàn)需3~4小時(shí)、《微生物學(xué)》的細(xì)菌培養(yǎng)需1~2天等,這在有限的學(xué)時(shí)下很難完成教學(xué)任務(wù)。通常實(shí)驗(yàn)課程的課時(shí)分配需要結(jié)合總課時(shí)量的分配情況,再安排不同專業(yè)課程的理論和實(shí)驗(yàn)課時(shí)比例。理論課時(shí)和實(shí)驗(yàn)課時(shí)分配本身就存在矛盾,如果再增加對(duì)綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)分配比例的考慮,勢(shì)必會(huì)造成這種矛盾的加劇。部分高校能夠?qū)⒁徊糠謱I(yè)基礎(chǔ)課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容獨(dú)立出來(lái),如生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)、分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)等,保證該實(shí)驗(yàn)課程擁有較多的課時(shí)。而大多數(shù)高校能獨(dú)立出來(lái)的實(shí)驗(yàn)課程相對(duì)較少甚至為零,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容只能附屬于理論課程之下,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)時(shí)數(shù)較少,教學(xué)內(nèi)容不完整,這是制約高校實(shí)驗(yàn)課程改革的重要的問(wèn)題之一。
3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的保守性和封閉性受傳統(tǒng)教育思想的影響,我國(guó)高校生物科學(xué)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本上延續(xù)了以理論知識(shí)為主,實(shí)踐技能為輔的教學(xué)模。實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式更是偏重于基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性、演示性實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容簡(jiǎn)單、固定,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之間很少有過(guò)渡和銜接,甚至部分課程之間的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容存在大量的重復(fù)。綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)要求實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式多樣化、開放化和靈活化。不同的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、實(shí)驗(yàn)對(duì)象、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法可能會(huì)在一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中涉及,這不同于傳統(tǒng)、單一、封閉的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。無(wú)論從時(shí)間、空間,還是內(nèi)容和方法上,對(duì)高校生物科學(xué)專業(yè)的專業(yè)建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式都提出了新的挑戰(zhàn)。
4.實(shí)驗(yàn)室管理模式的固定傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式產(chǎn)生了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室管理制度,其要求實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間和地點(diǎn)完成教學(xué)任務(wù),儀器設(shè)備和試劑的管理都是統(tǒng)一的,任課教師為了在不違反實(shí)驗(yàn)室管理制度的前提下完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù),只能盡可能多的開設(shè)傳統(tǒng)的、簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,這也是基礎(chǔ)性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比例較高的原因之一。綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)需要開放的實(shí)驗(yàn)室管理制度相配套,傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室管理體制與之存在嚴(yán)重的矛盾,這是限制高校生物科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的重要因素之一。
5.實(shí)驗(yàn)資源的不合理分配和使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備及經(jīng)費(fèi)的分配是限制高校生物科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程改革和發(fā)展的瓶頸之一。生物科學(xué)專業(yè)對(duì)儀器設(shè)備、實(shí)二、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)的限制因素《普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作水平評(píng)估方案》中對(duì)開設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程占總實(shí)驗(yàn)課程的比列有一定要求:綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)達(dá)到80%以上為實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果好,達(dá)到50%~60%為效果較好。但是在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中,大材料和經(jīng)費(fèi)的依賴較高,尤其是分子生物學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)涉及的儀器,動(dòng)輒十幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)元一臺(tái),這對(duì)于部分新建本科院校來(lái)說(shuō)是個(gè)門檻。也因此受到了限制,大多數(shù)高校在開設(shè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程的時(shí)候往往需要考慮已有的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、配套設(shè)施等是否滿足課程需要,而不是去考慮如何合理的設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,這違背了綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)的宗旨。
二、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)及實(shí)施的建議
1.實(shí)驗(yàn)課程的層次化和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的模塊化綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)需要根據(jù)人才培養(yǎng)方案的目標(biāo)和任務(wù),制定專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課和專業(yè)選修課的課程群,在實(shí)驗(yàn)課程的安排上要嚴(yán)格區(qū)分不同性質(zhì)的專業(yè)課程對(duì)不同類型實(shí)驗(yàn)的需求,使實(shí)驗(yàn)課程形成完整的技能鏈條,具有明顯的層次,即實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由淺入深,實(shí)驗(yàn)方法由少變多,實(shí)驗(yàn)原理由簡(jiǎn)入繁。實(shí)驗(yàn)課程模塊化是解決實(shí)驗(yàn)課程課時(shí)不足的有效途徑。根據(jù)人才培養(yǎng)方案中實(shí)驗(yàn)課程涉及的實(shí)驗(yàn)技能,精煉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,做到一個(gè)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)包含一個(gè)實(shí)驗(yàn)方法和原理,形成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K,并使該實(shí)驗(yàn)?zāi)K能在今后的專業(yè)方向課和選修課中被涉及。這樣在專業(yè)方向課和選修課的實(shí)驗(yàn)課程中將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行組合,從而建立綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容,使專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課和專業(yè)選修課的實(shí)驗(yàn)課程形有機(jī)的整體。實(shí)驗(yàn)課程層次化能夠明確不同課程的教學(xué)目標(biāo)和任務(wù),避免課程之間知識(shí)和技能的重復(fù)和斷裂,建立課程之間良好的過(guò)渡和銜接。實(shí)驗(yàn)課程的模塊化能夠更好的細(xì)化知識(shí)和技能,避免專業(yè)課程之間實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的無(wú)序和重復(fù)。
2.實(shí)驗(yàn)課程課時(shí)的分配及設(shè)置根據(jù)專業(yè)課程的性質(zhì),將專業(yè)基礎(chǔ)課的實(shí)驗(yàn)獨(dú)立出來(lái),分配較多的課時(shí),使專業(yè)基礎(chǔ)課能夠開設(shè)更多的基礎(chǔ)性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)通常能夠在1~2個(gè)課時(shí)完成,內(nèi)容簡(jiǎn)單,使學(xué)生能夠在較短的時(shí)間內(nèi)掌握。每學(xué)期一門專業(yè)基礎(chǔ)課安排至少20課時(shí)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),這能夠充分培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能,為將來(lái)的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。專業(yè)方向課和專業(yè)選修課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主。綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在課時(shí)安排上不局限理論與實(shí)驗(yàn)課時(shí)的分配比例,實(shí)驗(yàn)和理論課時(shí)可以靈活調(diào)度,將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容作為理論內(nèi)容的延續(xù)和補(bǔ)充,同時(shí)也能在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中進(jìn)一步深入理論內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)“從做中學(xué),邊學(xué)邊做”的教學(xué)效果。
3.開放式、信息化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式及管理方式開放的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)的必要保障。在開放式實(shí)驗(yàn)環(huán)境中,學(xué)生以分組的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以自行安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間,從而避免實(shí)驗(yàn)室學(xué)生人數(shù)過(guò)多,實(shí)驗(yàn)資源緊張的情況,同時(shí)也能使教師最大限度的指導(dǎo)學(xué)生;學(xué)生可以選擇內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn),避免實(shí)驗(yàn)資源的不合理分配,提高儀器的利用率;學(xué)生在一定范圍內(nèi)自由選擇實(shí)驗(yàn)方法及手段,避免實(shí)驗(yàn)教學(xué)的單一性和局限性。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式不僅解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)緊張、實(shí)驗(yàn)資源的不合理分配問(wèn)題,還可以調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的積極性,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中變被動(dòng)為主動(dòng),提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。在開放式實(shí)驗(yàn)環(huán)境中,實(shí)驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)不同學(xué)科將實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分類,以實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的利用率及價(jià)值進(jìn)行分區(qū),不同分區(qū)有專人負(fù)責(zé)管理。開放式實(shí)驗(yàn)室可建立信息化管理方式,統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)室及儀器的使用頻率,對(duì)頻率較高的實(shí)驗(yàn)室采取開放式管理,對(duì)頻率較低的實(shí)驗(yàn)區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)籌管理。此外,考慮到生物科學(xué)專業(yè)的一些儀器設(shè)備價(jià)格昂貴,可以專人專管,并使用網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)建立預(yù)約機(jī)制,采取計(jì)劃性、集中性安排儀器的使用時(shí)間,實(shí)行半開放策略。
二、思維參與——利用微世界促進(jìn)學(xué)生高階思維的發(fā)展
學(xué)生參與探究的過(guò)程,也是思維活動(dòng)的過(guò)程。課程改革非常強(qiáng)調(diào)學(xué)生高階思維的發(fā)展,這也是課堂教學(xué)的重要方面。根據(jù)布盧姆的目標(biāo)分類學(xué),高階思維是在目標(biāo)分類學(xué)高層次的認(rèn)知過(guò)程,如分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造屬于較高水平層次的能力。根據(jù)斯滕伯格的思維理論,思維有分析性思維、創(chuàng)造性思維和使用性思維。微世界的探索活動(dòng)需要學(xué)生高階思維的參與,如作出假設(shè)、推理結(jié)論、分析數(shù)據(jù)、生成新問(wèn)題、解決復(fù)雜問(wèn)題等思維能力,因此微世界在一定程度上成為促進(jìn)學(xué)生高階思維發(fā)展的有效途徑。例如光合作用微世界的思維參與過(guò)程如下(如圖4):1.促進(jìn)學(xué)生探究推理能力的發(fā)展運(yùn)用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)可以來(lái)支持學(xué)生學(xué)習(xí),微世界提供的活動(dòng),凸顯在能夠培養(yǎng)學(xué)生的探究推理能力。微世界提供的探究環(huán)境一步步引導(dǎo)學(xué)生深入思考,幫助學(xué)生將思維集中關(guān)注高層次的認(rèn)知過(guò)程,脫離低層次的計(jì)算,可以幫助學(xué)生建模并可視化思維過(guò)程。微世界的實(shí)驗(yàn)操作是理想化的,減少了很多的其他因素對(duì)學(xué)生的干擾,讓學(xué)生的思考更加集中和深入。同時(shí)實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程可以重復(fù)和再現(xiàn),學(xué)生在有層次的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中、實(shí)驗(yàn)后的數(shù)據(jù)和圖表中、評(píng)價(jià)中運(yùn)用推理能力幫助建構(gòu)概念。例如在微世界中的反饋和評(píng)估項(xiàng)目,設(shè)置不同層次的練習(xí),從這些練習(xí)中可以培養(yǎng)和檢測(cè)學(xué)生的探究推理能力。如下面的題目(如圖4),學(xué)生在探究光合作用后,讓學(xué)生分析哪種情況下水草的壽命最長(zhǎng)。該題,需要學(xué)生運(yùn)用推理分析能力及光合作用的概念解決問(wèn)題。答案是D的水草,因?yàn)楣夂献饔眯枰狻⒍趸己驮谌~綠素下進(jìn)行,然后光合作用釋放出氧氣。而在A、B項(xiàng)中缺乏光照,C缺乏二氧化碳。通過(guò)整個(gè)微世界的各個(gè)活動(dòng)能夠有效提升學(xué)生的探究推理能力。2.促進(jìn)學(xué)生分析科學(xué)數(shù)據(jù)能力的發(fā)展微世界的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)常以圖表的形式出現(xiàn),圖表能夠直觀展現(xiàn)變量與變量之間的關(guān)系,一個(gè)變量變化另一個(gè)變量發(fā)生的相應(yīng)變化的情況。通過(guò)識(shí)別圖表和分析數(shù)據(jù)培養(yǎng)學(xué)生的分析性思維能力。實(shí)驗(yàn)中收集資料,有利于學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好習(xí)慣。實(shí)驗(yàn)后需要對(duì)這資料數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和說(shuō)明,在微世界中,會(huì)通過(guò)各種數(shù)據(jù)表整理數(shù)據(jù),用圖表來(lái)解釋事物整體格局、發(fā)展趨勢(shì)并通過(guò)證據(jù)建構(gòu)和解釋概念。例如在生態(tài)平衡的微世界里,通過(guò)草原上植物、兔子和狼的數(shù)量變化的圖表,讓學(xué)生分析一段時(shí)間內(nèi)動(dòng)植物之間的關(guān)系,及要維持生態(tài)平衡的條件(如表2、圖6)。還通過(guò)數(shù)據(jù)可以讓學(xué)生對(duì)未來(lái)草原上植物、兔子和狼的數(shù)量變化進(jìn)行推測(cè)(如表2的數(shù)據(jù)),可以看出狼滅絕了,兔子數(shù)量增加,草不斷減少;進(jìn)而理解如果持續(xù)下去那么草會(huì)被兔子吃完,而兔子因缺乏食物而無(wú)法繁衍下去,最終導(dǎo)致生態(tài)失衡。圖表還是培養(yǎng)學(xué)生預(yù)測(cè)、假設(shè)等創(chuàng)新思維能力的重要工具。學(xué)生可以通過(guò)它來(lái)研究分析對(duì)象的發(fā)展趨勢(shì)并作出預(yù)測(cè)。從圖表中觀察到植物、兔子、狼在這30.8年間的數(shù)量變化,可以幫助學(xué)生推測(cè)分析時(shí)間與動(dòng)植物數(shù)量變化的趨勢(shì),根據(jù)動(dòng)植物之間數(shù)量變化的關(guān)系,預(yù)測(cè)這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)是否能夠持久達(dá)到生態(tài)平衡的狀態(tài)。
三、情感參與——利用微世界激發(fā)學(xué)生的探究興趣
1.1實(shí)驗(yàn)中能鞏固生物學(xué)知識(shí)。
顯而易見,任何一個(gè)生物實(shí)驗(yàn)都包含一定的生物知識(shí)。高中生物中的實(shí)驗(yàn)有直接運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的,也有通過(guò)驗(yàn)證性或探究性實(shí)驗(yàn)來(lái)求證獲得新知識(shí)的。不論哪一種類型的實(shí)驗(yàn),都有助于幫助學(xué)生鞏固所學(xué)的知識(shí)理論和理解科學(xué)原理。
1.2實(shí)驗(yàn)是掌握科學(xué)方法與技能的重要途徑。
學(xué)生通過(guò)親自參與一些簡(jiǎn)單的科學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程,學(xué)會(huì)了如何發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題,加強(qiáng)了對(duì)多種科學(xué)方法和技能的培養(yǎng)。
1.2.1.實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。
生物教材中有很多實(shí)驗(yàn)都是完整的觀察實(shí)例。因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,要注重引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)的觀察方法,科學(xué)的觀察方法可以使學(xué)生取得最佳觀察效果,提高觀察能力。如按順序觀察、由整體到局部或由局部到整體觀察、抓住對(duì)象的主要特征觀察、邊觀察邊思考、邊觀察邊記錄等,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度,掌握基本的科學(xué)方法與技能。
1.2.2.實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
在生物實(shí)驗(yàn)中,操作和觀察還需要用腦積極思維。如觀察時(shí),教師不能只向?qū)W生提問(wèn)“看到什么”、“是什么”,“有沒有看到”等問(wèn)題,還要引導(dǎo)學(xué)生思考“為什么”。只有借助思維對(duì)觀察和操作所獲得的表面現(xiàn)象、感性認(rèn)識(shí)進(jìn)行加工,才能上升到理性認(rèn)識(shí),得出科學(xué)結(jié)論。只有真正培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,才能切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。
1.2.3.實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
教學(xué)中,教師要讓學(xué)生從設(shè)計(jì)原理、實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)步驟、結(jié)果分析等多方面思考,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的發(fā)散性思維,對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行再創(chuàng)新,探索出多種實(shí)驗(yàn)途徑。這樣,學(xué)生既主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程,又很好的提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)水平,激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性。
1.3實(shí)驗(yàn)是倡導(dǎo)科學(xué)精神及情感態(tài)度、價(jià)值觀的有效手段。
1.3.1.實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生的合作精神。
無(wú)論是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)操作,實(shí)驗(yàn)的完善、結(jié)論的得出、結(jié)論的呈現(xiàn)形式等,都需要大家集思廣益,團(tuán)結(jié)協(xié)作,要求每位同學(xué)積極發(fā)揮自己的作用,從而培養(yǎng)學(xué)生的信息交流能力和集體協(xié)作精神。
1.3.2.實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和堅(jiān)持不懈的探索精神。
在實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生不按照規(guī)范的操作流程操作,不細(xì)致觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象,不具有迎難而上的挑戰(zhàn)精神;或者歪曲實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,不尊重實(shí)驗(yàn)結(jié)果,輕率得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論等,實(shí)驗(yàn)都很難獲得成功。所以需要學(xué)生有嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度、堅(jiān)持不懈的探索精神,實(shí)驗(yàn)才能真正發(fā)揮提高科學(xué)素養(yǎng)的作用。
1.3.3.實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生敬畏自然、尊重生命的人文精神。
學(xué)會(huì)與自然和諧相處,保護(hù)生態(tài),建立正確的生命價(jià)值觀。
1.4實(shí)驗(yàn)?zāi)艽龠M(jìn)對(duì)科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系的理解。
實(shí)驗(yàn)?zāi)茏寣W(xué)生更加全面深刻地理解科學(xué)技術(shù)的價(jià)值,理解科學(xué)技術(shù)發(fā)展對(duì)社會(huì)的多方面影響,更辯證的看待科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)之間的關(guān)系。理解生物科學(xué)技術(shù)和發(fā)展經(jīng)濟(jì),生物科學(xué)技術(shù)和環(huán)境保護(hù),生物科學(xué)技術(shù)和改善生活水平,生物科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用與倫理道德、法律規(guī)范等的關(guān)系??傊?,生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)創(chuàng)新能力、鼓勵(lì)科學(xué)探究精神的最佳平臺(tái),是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)方法論、發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新思維、提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效途徑。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的途徑
2.1轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念,培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)的研究方法
當(dāng)知識(shí)是靠自己的思維得來(lái)時(shí)才是自己的知識(shí)。因此,生物教學(xué)應(yīng)該是生物活動(dòng)的教學(xué)而不應(yīng)是生物活動(dòng)結(jié)果的教學(xué),重要的不是結(jié)論而是認(rèn)知過(guò)程。以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)是生物教學(xué)最基本的特征之一。從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象到某一生物概念、規(guī)律的形成需要一個(gè)過(guò)程,在這個(gè)過(guò)程中,教師不僅要重視教給學(xué)生如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)果的分析形成概念或規(guī)律,而且還要教給學(xué)生如何進(jìn)一步深入理解概念或規(guī)律形成的思路和方法。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的是“重結(jié)論”,而不是將實(shí)驗(yàn)作為“再發(fā)現(xiàn)”的過(guò)程,視為知識(shí)的形成過(guò)程。因此,應(yīng)轉(zhuǎn)變觀念,建立以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為基礎(chǔ)的生物教學(xué)觀,充分挖掘生物實(shí)驗(yàn)的教學(xué)潛能,為實(shí)施素質(zhì)教育創(chuàng)造條件,營(yíng)造一個(gè)良好的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。
2.2對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展和延伸,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
生物實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法,特別是完善學(xué)生的創(chuàng)造思維方面,具有獨(dú)到的功能。但是在其教學(xué)方法的選擇上,還存在著一些不盡如人意的地方,阻礙著生物實(shí)驗(yàn)在“完善學(xué)生創(chuàng)造思維素質(zhì)”方面重要功能的發(fā)揮。因此,探索中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法與完善學(xué)生創(chuàng)造思維素質(zhì)之間的相互關(guān)系,是一個(gè)重要的研究?jī)?nèi)容。其中延伸和拓展生物實(shí)驗(yàn)是一種重要的嘗試。通過(guò)這樣的活動(dòng),學(xué)生思維的廣度和深度得到了拓展,探究事物的意識(shí)得到增強(qiáng),創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力得到了提高,同時(shí)學(xué)習(xí)積極性進(jìn)一步高漲。
2.3加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),追求實(shí)驗(yàn)過(guò)程探究性
皮亞杰曾說(shuō)過(guò)“:復(fù)制的真理只能算半個(gè)真理?!逼浠顒?dòng)建構(gòu)論則指出,活動(dòng)是連接主、客體的橋梁,是認(rèn)知發(fā)展最直接的源泉。學(xué)生自主求知才能最大限度地發(fā)揮其自身能力,發(fā)現(xiàn)自己的學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)。目前,中學(xué)生實(shí)驗(yàn)主要有驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)課題、實(shí)驗(yàn)方案及研究步驟都由教師安排決定,有時(shí)甚至連實(shí)驗(yàn)結(jié)果也由教師事先告知,學(xué)生只是機(jī)械地操作,無(wú)從感受獲取知識(shí)和應(yīng)用知識(shí)的快樂(lè)。因此,學(xué)科教學(xué)應(yīng)加強(qiáng)探索性實(shí)驗(yàn)的比例,使學(xué)生在自主探究的實(shí)踐活動(dòng)中逐步掌握“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題———建立模型———形成假設(shè)———設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)———?dú)w納結(jié)論”的科學(xué)探索方法。而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)踐,是科學(xué)探究的關(guān)鍵。近年來(lái)的高考中都增加了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的考核。教師在教學(xué)中應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生了解進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一些基本原則,如對(duì)照性原則、單因子變量原則、平行重復(fù)原則等。教材上往往針對(duì)實(shí)驗(yàn)假設(shè)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),教師可以充分利用這些實(shí)驗(yàn)材料,幫助學(xué)生掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法和基本原則。在此基礎(chǔ)上,鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)教材的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改進(jìn)或重新設(shè)計(jì),并且付諸實(shí)施??茖W(xué)探究的過(guò)程往往也就是不斷完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和不斷克服困難的過(guò)程。通過(guò)這一能力的培養(yǎng),使學(xué)生改變“形高實(shí)低”的學(xué)習(xí)狀態(tài),成為學(xué)習(xí)的主人。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,免不了會(huì)遇到一些問(wèn)題和困難,關(guān)鍵是要幫助學(xué)生克服畏難情緒。
2學(xué)生科研團(tuán)隊(duì)
對(duì)學(xué)生科研團(tuán)隊(duì)管理與建設(shè)的思考建立學(xué)生科研團(tuán)隊(duì)就是以學(xué)術(shù)研究為中心、借助教師的課題和項(xiàng)目為依托條件,為培養(yǎng)其科研思維與技術(shù)的一批有協(xié)作精神的學(xué)生群體。生物類教師的科研往往實(shí)驗(yàn)性強(qiáng),需要學(xué)生有較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力,但不少實(shí)驗(yàn)試劑有一定毒性,需要安全操作和嚴(yán)格管理,因此,在團(tuán)隊(duì)設(shè)立之初,除教師指導(dǎo)外,需要學(xué)生團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人,發(fā)揮負(fù)責(zé)人的角色作用;此外,教師可組織參加部分學(xué)術(shù)活動(dòng),如安排組內(nèi)成員匯報(bào),共同學(xué)習(xí)一些儀器的使用等;而在完成某些階段性的工作后,可適度安排一些團(tuán)體的娛樂(lè)活動(dòng),讓團(tuán)隊(duì)成員增進(jìn)了解,提升人際關(guān)系凝聚力;在團(tuán)隊(duì)建設(shè)中,可引入組內(nèi)淘汰機(jī)制,即通過(guò)觀察團(tuán)隊(duì)各成員在計(jì)劃項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的表現(xiàn),可將消極應(yīng)對(duì)項(xiàng)目的成員淘汰出團(tuán)隊(duì),再引進(jìn)擁有較高興趣和較好研究態(tài)度的新成員,采用能進(jìn)能出的機(jī)制來(lái)提高研究狀態(tài)。
二、構(gòu)建生物學(xué)科高效課堂的教研課題
要構(gòu)建生物學(xué)科高效課堂,教研組的作用之一是組織生物教師開展高效課堂的教學(xué)科研,使生物教師掌握有生物學(xué)科教學(xué)特色的、行之有效的教學(xué)方法。如我們學(xué)校生物教研組在2013~2017年五年發(fā)展規(guī)劃中的教學(xué)研究活動(dòng),包括10項(xiàng)教研課題。
1.在高中生物教學(xué)中提高學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的策略。
2.以導(dǎo)學(xué)案為載體的高中生物教學(xué)模式。
3.如何構(gòu)建師生互動(dòng)的生物課堂。
4.高中生物學(xué)教學(xué)中如何利用“最近發(fā)展區(qū)”。
5.高二生物的有效備考。
6.高考生物復(fù)習(xí)課有效性的課堂教學(xué)策略。
7.合理應(yīng)用記憶規(guī)律,有效提高復(fù)習(xí)效率。
8.從反思中收獲課堂教學(xué)的有效性。
9.提高生物試卷講評(píng)課實(shí)效性的策略。10.高中生物學(xué)教學(xué)中問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)。
2014年江蘇卷重視聯(lián)系生活的考查。課程標(biāo)準(zhǔn)提出“注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系”,倡導(dǎo)學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活的背景中學(xué)習(xí)生物學(xué),在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中深入理解生物學(xué)的核心概念。第18題即考查學(xué)生學(xué)以致用的能力,考查加酶洗衣粉在洗滌中的作用。其中C和D選項(xiàng)需要學(xué)生聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活實(shí)際才能解答。
2對(duì)高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的啟示
2.1史實(shí)探究,在探究中體會(huì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)
生物學(xué)科是一門實(shí)驗(yàn)性科學(xué),很多結(jié)論都是科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中獲得的,教材介紹了許多科學(xué)發(fā)現(xiàn)史,如“酶的發(fā)現(xiàn)”、“光合作用發(fā)現(xiàn)”、“生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)”、“探索遺傳物質(zhì)的過(guò)程”等。教師在教學(xué)中要從“結(jié)論驗(yàn)證”走向“科學(xué)探究”,若教師能以科學(xué)發(fā)現(xiàn)史中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)為載體,引導(dǎo)學(xué)生循著科學(xué)家的研究足跡,對(duì)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)進(jìn)行思維的探究,不但能讓學(xué)生在觀察和動(dòng)腦活動(dòng)中獲得科學(xué)知識(shí),更能讓學(xué)生在思想上體驗(yàn)科學(xué)家的科學(xué)探究過(guò)程,學(xué)會(huì)探究實(shí)驗(yàn)的基本方法和原則,更可以縮短科學(xué)發(fā)現(xiàn)與學(xué)生的距離,認(rèn)為科學(xué)發(fā)現(xiàn)就在身邊,鼓舞學(xué)生走向科研之路。
2.2師生互換,在操作中掌握技巧
以往很多學(xué)校為了趕進(jìn)度或者條件不允許,開設(shè)實(shí)驗(yàn)課甚少,有時(shí)“做實(shí)驗(yàn)”變成了“講實(shí)驗(yàn)”,這樣的結(jié)果就是本末倒置,學(xué)生記住了原理、記住了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,但是經(jīng)不住推敲,遇到對(duì)細(xì)節(jié)的考查則束手無(wú)策。紙上得來(lái)終覺淺,絕知此事要躬行,因此要從“教師講”走向“學(xué)生做”。
2.3圖文轉(zhuǎn)換,在理解中領(lǐng)會(huì)方法
插圖是生物學(xué)教材內(nèi)容的重要組成部分,插圖有著語(yǔ)言文字無(wú)法比擬的直觀、簡(jiǎn)潔的特點(diǎn),將抽象的事物或過(guò)程變成圖形圖像表示出來(lái),能夠直接作用于人的感官,加速思維的發(fā)生。教材中的插圖從外在形式上分為實(shí)物照片圖、示意圖、模式圖、表格圖、統(tǒng)計(jì)圖、人物圖等。教師在教學(xué)中要充分重視插圖的功能,為學(xué)生理解文字提供幫助。同時(shí),插圖無(wú)法獨(dú)立承擔(dān)起知識(shí)載體的作用,若是孤立地看圖,則會(huì)造成知識(shí)的分割,知識(shí)基礎(chǔ)不扎實(shí)。因此,教師在教學(xué)中要實(shí)現(xiàn)插圖語(yǔ)言與文字語(yǔ)言有序而完善的結(jié)合,提高課堂效率。
2.4變式互通,在變化中抓住本質(zhì)
新課程提倡探究性學(xué)習(xí),重視理論聯(lián)系實(shí)際,解決生產(chǎn)與現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問(wèn)題。因此,教師在教學(xué)中要注重變式互通,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維、創(chuàng)新思維和STS意識(shí)。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以為學(xué)生提供多種實(shí)驗(yàn)材料,放手讓學(xué)生探究。對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的現(xiàn)象或問(wèn)題,及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生分析解決。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也要經(jīng)常聯(lián)系生活實(shí)際,如高壓蒸汽滅菌鍋與家里高壓鍋聯(lián)系比較,加酶洗衣粉的洗滌效果聯(lián)系家庭實(shí)際使用環(huán)境等,讓學(xué)生在變化中抓住本質(zhì)理解原理。