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科學(xué)方法教育就是應(yīng)用現(xiàn)代教育思想和手段,有目的、有步驟地傳授和滲透科學(xué)研究方法,用科學(xué)方法熏陶訓(xùn)練學(xué)生,使學(xué)生掌握基本的科學(xué)方法,促進(jìn)知識(shí)學(xué)習(xí)、增強(qiáng)實(shí)踐能力和培養(yǎng)創(chuàng)新精神,提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。高中生物科學(xué)方法教育的內(nèi)容可分為獲取經(jīng)驗(yàn)性材料的方法和理性思維的方法兩個(gè)方面,前者包括觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、模擬法等;后者包括邏輯思維、形象思維、直覺和靈感、數(shù)學(xué)方法、模型方法和系統(tǒng)方法等,這些方法對學(xué)生的發(fā)展具有重要作用。
一、科學(xué)方法在學(xué)生發(fā)展過程中的作用
美國教育學(xué)家杜威說過:“讓科學(xué)方法進(jìn)入學(xué)生的下意識(shí),使之養(yǎng)成自由、廣泛的觀察態(tài)度,習(xí)慣于用科學(xué)方法來解決各種問題。發(fā)展科學(xué)思維,觀察和研究便是學(xué)習(xí)與認(rèn)知的主要目的?!?由此可見,無論從學(xué)習(xí)知識(shí)的角度看,還是從發(fā)展能力的角度看,掌握科學(xué)方法對學(xué)生的發(fā)展都十分重要。
1.從學(xué)科教育的基本要求看,學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí),還要掌握科學(xué)方法
按照現(xiàn)代教育思想,無論何種學(xué)科,應(yīng)讓學(xué)生學(xué)習(xí)這門學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)、基本原理和規(guī)律,以及研究這門學(xué)科的基本方法。
“授人以魚,只供一飯之需;教人以漁,則終身受用無窮”,每門學(xué)科在一定階段的知識(shí)是有限的,讓學(xué)生學(xué)會(huì)進(jìn)一步掌握知識(shí)的方法,使學(xué)生掌握學(xué)科的基本結(jié)構(gòu),發(fā)展學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力,是學(xué)生學(xué)習(xí)該學(xué)科的真正目的和意義所在。目前的教學(xué)往往只注重純知識(shí)的教學(xué),而忽視科學(xué)方法的教育,這樣就很難達(dá)到學(xué)科教育的目的。
2.從人類認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)知識(shí)的規(guī)律看,必須注重科學(xué)方法
教育心理學(xué)認(rèn)為,人類認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)客觀規(guī)律有:建立實(shí)踐基礎(chǔ)階段;用科學(xué)方法進(jìn)行思考階段;歸納總結(jié)規(guī)律階段。在平時(shí)教學(xué)中比較重視從實(shí)踐到認(rèn)識(shí),讓學(xué)生接受知識(shí),而忽視科學(xué)方法的總結(jié)與規(guī)律的應(yīng)用。科學(xué)方法的尋求和應(yīng)用過程,恰恰是最富有魅力的過程,對學(xué)生智慧的開發(fā)具有十分重要的作用。
3.從學(xué)生的終身發(fā)展需要看,掌握科學(xué)方法意義重大
有學(xué)者認(rèn)為:我們必須改變教育觀念,今后課堂教學(xué)應(yīng)特別重視科學(xué)方法、教育方法、學(xué)習(xí)方法、推理方法、搜集資料方法的傳授,以提高學(xué)生自主獲取知識(shí)的能力。
因此,教師通過教學(xué),給予學(xué)生的最具生命力的東西,應(yīng)該是教給學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的科學(xué)方法,使學(xué)生離開學(xué)校后,仍能很好地學(xué)習(xí)、工作和發(fā)展。所以,與掌握具體的科學(xué)知識(shí)相比,掌握科學(xué)方法意義更重大。
4.從培養(yǎng)創(chuàng)新型人才看,更應(yīng)學(xué)習(xí)和掌握科學(xué)方法
傳統(tǒng)的學(xué)科教學(xué)中,過于注重知識(shí)的系統(tǒng)傳授,離開方法和思想的知識(shí)是“死”知識(shí),消極接受知識(shí)的學(xué)生,只能成為知識(shí)的“傳聲筒”。 創(chuàng)新意識(shí)的形式、創(chuàng)新精神的樹立和創(chuàng)新方法的掌握是創(chuàng)新型人才應(yīng)具備的基本條件,學(xué)習(xí)科學(xué)方法學(xué)習(xí)能使學(xué)生掌握正確的思想方法和工作方法,提高科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)鑒賞力。學(xué)生在早期學(xué)習(xí)階段,若能接受科學(xué)方法的指導(dǎo),就能為將來成為創(chuàng)新型人才奠定良好的基礎(chǔ)。
二、高中生物教學(xué)中科學(xué)方法教育的實(shí)施
根據(jù)中學(xué)生的認(rèn)知水平和學(xué)科教育的實(shí)際,教師在高中,生物教學(xué)中如何進(jìn)行科學(xué)方法教育呢?筆者認(rèn)為,高中生物科學(xué)方法教育的實(shí)施可從以下六個(gè)方面進(jìn)行。
1.通過科學(xué)史學(xué)習(xí),讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)方法
學(xué)科的發(fā)展史不僅僅是學(xué)科事件的記錄和再現(xiàn),也是人們研究科學(xué)思想的反映和復(fù)原,同時(shí)也是科學(xué)方法的發(fā)展史。因此,學(xué)科課程內(nèi)容應(yīng)精選最基本、最重要的科學(xué)概念作為重點(diǎn),使教與學(xué)的思路盡量接近科學(xué)家的認(rèn)識(shí)思路,讓學(xué)生真正理解這些概念的產(chǎn)生過程。具體地說,在學(xué)科教學(xué)中要把學(xué)生引導(dǎo)到科學(xué)家當(dāng)年的研究時(shí)代,從當(dāng)時(shí)的科學(xué)背景出發(fā),讓學(xué)生重溫科學(xué)家們在何種問題、何種環(huán)節(jié)、何種情況下、用何種方法和思路做出了科學(xué)發(fā)明和發(fā)現(xiàn),讓學(xué)生對事件、問題、方法做出正確的描述和解答,并把其中的關(guān)鍵步驟聯(lián)系起來。因此,學(xué)科教學(xué)應(yīng)與學(xué)科科學(xué)史相結(jié)合,通過模擬科學(xué)認(rèn)識(shí)過程,將科學(xué)史溶入學(xué)科教學(xué)之中,將科學(xué)方法融入科學(xué)史教學(xué)之中,這是當(dāng)前課程改革的方向和途徑。
2.通過學(xué)科知識(shí)教學(xué),滲透科學(xué)方法
在學(xué)科知識(shí)教學(xué)中,處處蘊(yùn)涵著科學(xué)方法,因此,在知識(shí)的傳授過程中,要注重滲透科學(xué)方法教育。例如,在生物課堂教學(xué)中有比較多的概念、規(guī)律和原理教學(xué),概念、規(guī)律和原理的建立、發(fā)展及應(yīng)用過程中,蘊(yùn)涵著豐富的科學(xué)方法,常用到觀察和實(shí)驗(yàn)、比較和分類、分析和綜合等科學(xué)方法。教師在教學(xué)過程中,應(yīng)充分挖掘教材中的科學(xué)方法教育因素,以具體的教學(xué)內(nèi)容為依托,采用不同的教學(xué)手段和方法,適時(shí)點(diǎn)撥,通過概念的形成、規(guī)律的得出、模型的建立、知識(shí)的應(yīng)用等,讓學(xué)生在獲取知識(shí)的同時(shí)掌握不同的科學(xué)方法。 因此,在學(xué)科知識(shí)的教學(xué)過程中,滲透科學(xué)方法教育,才會(huì)結(jié)出豐碩的智慧之果。
3.通過問題解決,訓(xùn)練科學(xué)方法
發(fā)展學(xué)生分析問題和解決問題的能力,并達(dá)到運(yùn)用的水平,是科學(xué)方法教育的根本目的??茖W(xué)方法訓(xùn)練的途徑:一是通過教師的講解引導(dǎo);二是學(xué)生參與分析和解決問題的具體實(shí)踐。
習(xí)題教學(xué)主要是通過思維方法的訓(xùn)練,提高學(xué)生的思維能力和分析解決問題的能力。通過習(xí)題訓(xùn)練:一是夯實(shí)“雙基”,牢固掌握概念、深刻理解規(guī)律;二是活化已經(jīng)理解的基礎(chǔ)知識(shí),增強(qiáng)靈活運(yùn)用的能力;三是提高分析問題和解決問題的運(yùn)用能力。對于需要運(yùn)用科學(xué)方法求解的習(xí)題,教師要突出科學(xué)方法,讓學(xué)生理解掌握并能運(yùn)用這種方法。
4.通過知識(shí)復(fù)習(xí),總結(jié)科學(xué)方法
知識(shí)復(fù)習(xí)是接受知識(shí)、智力發(fā)展和能力培養(yǎng)的重要過程。通過復(fù)習(xí)能溫故知新,擴(kuò)大知識(shí)面,能進(jìn)一步學(xué)習(xí)和掌握科學(xué)方法,能有效提高各項(xiàng)能力。因此,復(fù)習(xí)課是鞏固科學(xué)方法教育的良機(jī),有利于提高方法的系統(tǒng)性、深刻性。
復(fù)習(xí)課教學(xué)中,進(jìn)行科學(xué)方法教育要做到以下幾點(diǎn):(1)運(yùn)用邏輯方法進(jìn)一步深化概念和規(guī)律的理解;(2)要對學(xué)習(xí)過的,最本質(zhì)、最重要的知識(shí)內(nèi)容加強(qiáng)內(nèi)在聯(lián)系,并融會(huì)貫通,在加深對知識(shí)結(jié)構(gòu)、體系的認(rèn)識(shí)理解的同時(shí),不斷鞏固所學(xué)的科學(xué)方法;(3)要突顯解決實(shí)際問題的基本方法,通過例題、習(xí)題進(jìn)行針對性訓(xùn)練,有效提高分析和解決問題的能力。
5.通過科學(xué)實(shí)驗(yàn),體驗(yàn)科學(xué)方法
生物學(xué)科是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),因此,開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)是科學(xué)方法教育的重要途徑。例如在現(xiàn)行高中生物教材中,編排了許多探究性實(shí)驗(yàn),每個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程都是學(xué)生親身體驗(yàn)科學(xué)研究方法的過程。在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,學(xué)生過多重視實(shí)驗(yàn)的過程和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。但對實(shí)驗(yàn)的目的、實(shí)驗(yàn)探究方法等問題的思考很少。因此,在教學(xué)中應(yīng)盡可能地將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)換成探究性實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、合作討論完善實(shí)驗(yàn)、自主實(shí)施實(shí)驗(yàn),進(jìn)而使學(xué)生體驗(yàn)到科學(xué)研究的方法和過程。
6.通過研究性學(xué)習(xí),實(shí)踐科學(xué)方法
一、在課堂教學(xué)中,著力激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣
興趣是一種強(qiáng)大的內(nèi)趨力,對學(xué)生的智力活動(dòng)有著積極的促進(jìn)作用。學(xué)生一旦對生物學(xué)科的學(xué)習(xí)有了興趣,就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲,從而對學(xué)習(xí)充滿熱情。將學(xué)習(xí)生物課當(dāng)成一件愉快的事情,生物教學(xué)就會(huì)收到事半功倍的效果。任何學(xué)科教學(xué)既是一門科學(xué),也是一門藝術(shù),是科學(xué)性和藝術(shù)性的統(tǒng)一體。要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣,要取得良好的生物教學(xué)效果,就必須孜孜不倦地追求生物課堂教學(xué)的藝術(shù)性。在生物課堂教學(xué)中,生物教師既是“主角”,又是“導(dǎo)演”,生物教師的心境直接影響到生物課堂氣氛的優(yōu)劣。因此,生物教師必須全身心地投人“角色”,尊重學(xué)生,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,使他們樂學(xué)、好學(xué)。生物教師滿懷喜悅地上課,學(xué)生主動(dòng)配合,這是創(chuàng)設(shè)愉悅氛圍的關(guān)鍵。生物教師語言的生動(dòng)、活潑、風(fēng)趣、幽默、親切感人也是創(chuàng)設(shè)愉悅氛圍的重要條件。
在生物課堂教學(xué)中,密切結(jié)合教材,適當(dāng)?shù)卮┎逡恍┫嚓P(guān)的生物學(xué)家探究生命現(xiàn)象及其本質(zhì)的生動(dòng)故事、人物軼事,創(chuàng)設(shè)誘人的生物知識(shí)情境,可以很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的熱情。如,達(dá)爾文是怎樣發(fā)現(xiàn)和證明自然選擇規(guī)律的正確性的?沃生和克里克是怎樣的人物,他們是以什么為依據(jù)建立DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的?切除后的公雞為什么容易育肥,而且越長越像母雞等等,都可以在教材中穿插,以吸引學(xué)生,幫助學(xué)生理解所學(xué)內(nèi)容。
二、注重生物課堂教學(xué)中的情感交流
作為生物教師,應(yīng)該明白我們的教學(xué)對象是具有情感的學(xué)生,他們有豐富的內(nèi)心世界。學(xué)生們往往愿意為他們所喜歡的生物教師而努力學(xué)習(xí),既喜歡聽這位生物教師講課,又樂于做這位生物教師所布置的作業(yè)。這也正是古人所講的“親其師,信其道”。因此,成功的生物教學(xué)總是以融洽的師生情感、民主平等的師生關(guān)系為后盾的。既然生物教學(xué)活動(dòng)是以生物知識(shí)的傳授為載體的師生感情交流活動(dòng),生物教師自己就必須具有十分豐富的情感世界,對生物教學(xué)工作充滿激情,用自己對教育事業(yè)的熱愛,對渴求生物知識(shí)學(xué)生的熱愛,對所教生物知識(shí)的熱愛,創(chuàng)造一個(gè)有情感的學(xué)習(xí)環(huán)境。在這個(gè)環(huán)境里,有愛的熾熱交流,有興趣的濃烈激發(fā),有知識(shí)融進(jìn)情感的魅力。生物教師的創(chuàng)造性勞動(dòng)就在于選擇恰當(dāng)?shù)姆椒?,把生命科學(xué)理論原理變?yōu)榛钌乃枷牒颓楦校焉镏R(shí)變?yōu)槌錆M吸引力的精神食糧,把生物教學(xué)過程變?yōu)椴粩嗵剿髡胬淼膸в星楦猩实囊庀蚧顒?dòng)。要取得師生情感交流的良好效應(yīng),就必須暢通情感信息的流通渠道,及時(shí)了解學(xué)生對生物知識(shí)的掌握情況,注視學(xué)生的情緒變化,用靈活的思維、敏銳的觀察、果斷的決策,機(jī)智地處理好隨機(jī)因素,知他們之所想,釋他們之所疑,正確駕馭自己的情緒,及時(shí)調(diào)節(jié)生物教學(xué)活動(dòng),調(diào)動(dòng)起他們學(xué)習(xí)生物的主動(dòng)性和積極性。
三、采用探究式課堂教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
所謂探究式課堂教學(xué),就是以探究為主的教學(xué)。具體說它是指教學(xué)過程是在教師的啟發(fā)誘導(dǎo)下,以學(xué)生獨(dú)立自主學(xué)習(xí)和合作討論為前提,以現(xiàn)行教材為基本探究內(nèi)容,以學(xué)生周圍世界和生活實(shí)際為參照對象,為學(xué)生提供充分自由表達(dá)、質(zhì)疑、探究、討論問題的機(jī)會(huì),讓學(xué)生通過個(gè)人、小組、集體等多種解難釋疑嘗試活動(dòng),將學(xué)生自己所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問題的一種教學(xué)形式。探究式課堂教學(xué)特別重視開發(fā)學(xué)生的智力,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維,培養(yǎng)自學(xué)能力,力圖通過自我探究引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和掌握科學(xué)方法,為終身學(xué)習(xí)和工作奠定基礎(chǔ)。教師作為探究式課堂教學(xué)的導(dǎo)師,其任務(wù)是調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,促使他們自己去獲取知識(shí)、發(fā)展能力,做到自己能發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題;與此同時(shí),教師還要為學(xué)生的學(xué)習(xí)設(shè)置探究的情境,建立探究的氛圍,促進(jìn)探究的開展,把握探究的深度,評(píng)價(jià)探究的成敗。學(xué)生作為探究式課堂教學(xué)的主人,自然是根據(jù)教師提供的條件,明確探究的目標(biāo),思考探究的問題,掌握探究的方法,敞開探究的思路,交流探究的內(nèi)容,總結(jié)探究的結(jié)果。由此可知,探究式課堂教學(xué)是教師和學(xué)生雙方都參與的活動(dòng),他們都將以導(dǎo)師和主人的雙重身份進(jìn)人探究式課堂。
因此,按照新課標(biāo)的要求,在中學(xué)生物課堂教學(xué)中若條件允許,教師應(yīng)盡量采用探究式課堂教學(xué)方法,通過師生的互動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。如此,可以使學(xué)生對探究所獲得的新的知識(shí)心領(lǐng)神會(huì),植根腦海,形成永恒的記憶,且激發(fā)學(xué)生勇于探索的精神,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的能力。教師通過引導(dǎo)學(xué)生去思考去探索驗(yàn)證,更能培養(yǎng)學(xué)生的探究技能和創(chuàng)新能力。
四、開展課堂教學(xué)活動(dòng),不斷提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)
生物科學(xué)素養(yǎng)是指參加社會(huì)生活、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、生產(chǎn)實(shí)踐和個(gè)人決策所需的生物科學(xué)概念和科學(xué)探究能力,包括理解科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的相互關(guān)系,理解科學(xué)的本質(zhì)以及形成科學(xué)的態(tài)度和價(jià)值觀。生物科學(xué)素養(yǎng)包括膚淺的生物科學(xué)素養(yǎng)、功能化的生物科學(xué)素養(yǎng)、結(jié)構(gòu)化的生物科學(xué)素養(yǎng)和多維的生物科學(xué)素養(yǎng)4個(gè)水平。培養(yǎng)并不斷提高中學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的水平是我國中學(xué)生物學(xué)課程的總目標(biāo)。
正因?yàn)橹袑W(xué)生物學(xué)科的知識(shí)具有很強(qiáng)的奇異性、復(fù)雜性和發(fā)展邏輯性,所以生物教學(xué)對于中學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)有著極其重要的作用,搞好生物教學(xué)對于他們的綜合素質(zhì)培養(yǎng)有著得天獨(dú)厚的條件。筆者認(rèn)為,我們在生物課堂教學(xué)中要堅(jiān)持把培養(yǎng)人作為出發(fā)點(diǎn)和歸宿,要利用生物的生長、發(fā)育、代謝、遺傳、變異、進(jìn)化、與人類的關(guān)系,以及生物與環(huán)境等各個(gè)方面的生物知識(shí)對學(xué)生進(jìn)行思想教育,使學(xué)生既懂得怎樣利用生物資源為人類服務(wù),又懂得人類為什么要與生物和諧相處的道理,進(jìn)而培養(yǎng)中學(xué)生樹立正確的世界觀、生命觀和科學(xué)的環(huán)境觀。
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在我國,還沒有出現(xiàn)與初中生物教學(xué)完全適應(yīng)的科學(xué)方法體系,就必然會(huì)使教師在教學(xué)過程中沒有借鑒的依據(jù),周而復(fù)始,教師就會(huì)很少或基本放棄對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的訓(xùn)練。對于初中生物的教學(xué)來說,授課過程中舉例是必不可少的。例如,在學(xué)顯微鏡的如何使用時(shí),教師先要舉例介紹顯微鏡的發(fā)展歷史,然后再用不同的顯微鏡觀察放大的紅細(xì)胞的形態(tài),借此來引出結(jié)構(gòu)與其放大的原理,使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程變得生動(dòng)有趣,充分體現(xiàn)科學(xué)方法教育在課堂中的實(shí)踐。
一、科學(xué)方法教育對初中生物的作用分析
在生物教育研究中,科學(xué)方法教育自始至終都是著重研究的課題,不管是從提高民族的整體素質(zhì)角度還是當(dāng)前的課程改革的時(shí)間來講,做好生物科學(xué)方法的教育教學(xué)工作,都具有深刻的時(shí)代意義。
在教育不斷改革的今天,非常有必要對中學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育,讓學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn),這樣可以使學(xué)生以最好的學(xué)習(xí)方式,主動(dòng)接受最新的授課知識(shí)。例如,在探究非生物因素對某種動(dòng)物的影響時(shí),教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)生物生存所需要的因素、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn),然后在小組內(nèi)交流討論。這樣,不僅可以讓學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)不是只有大科學(xué)家才能做,學(xué)生也可以做,而且在實(shí)驗(yàn)過程中,可以讓學(xué)生獲得學(xué)習(xí)的樂趣。
在整個(gè)生物教學(xué)中,教師和學(xué)生是一個(gè)不可分割的整體。對于學(xué)生來說,在觀察生物現(xiàn)象、形成生物認(rèn)識(shí)、認(rèn)識(shí)生物規(guī)律以及分析解決科學(xué)問題的過程中,所涉及的認(rèn)知結(jié)構(gòu)以及有關(guān)知識(shí)內(nèi)容和科學(xué)方法基礎(chǔ)的準(zhǔn)備程度等都與科學(xué)方法教育有著極大的聯(lián)系。
對于教師來說,科學(xué)的方法教育表現(xiàn)為教師教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),能夠?qū)W(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容了解,針對每個(gè)單元列出詳細(xì)的科學(xué)方法目標(biāo),并且能在最好的時(shí)機(jī)將科學(xué)方法教育帶到初中生物的教學(xué)之中。比如在學(xué)習(xí)植物的綠葉光照下可以制造有機(jī)物的過程中,教師必須根據(jù)教材先找出可以進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)的素材,如天竺葵,而其他植物如白薯葉也可以進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn),而如果教師考慮使用菠菜葉的就不可以,原因是菠菜葉不可以積累淀粉,所以不能使用。所有的授課,都需要教師的精心準(zhǔn)備才可以。
二、科學(xué)方法教育在生物教學(xué)實(shí)踐的研究
蘇教版教材體現(xiàn)了以學(xué)生為主的教學(xué)理念,用科學(xué)方法教育把學(xué)生帶到學(xué)習(xí)中,做學(xué)習(xí)的主人,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的主體性,這是蘇教版教材的教學(xué)根本任務(wù)。對此,在生物授課過程中,可以借鑒其優(yōu)點(diǎn),發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性。以學(xué)生為中心的理念要在課程中充分體現(xiàn),根據(jù)學(xué)生的思想與認(rèn)知程度,在課堂中設(shè)計(jì)問答、思考與討論等多種形式的活動(dòng),使學(xué)生全身心投入課堂,真正做學(xué)習(xí)的主人。
在新的一輪課程改革中,我國已將教學(xué)目標(biāo)從過去的一維發(fā)展到三維。蘇教版教材將科學(xué)方法教育帶到了教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中,取得了良好的效果。據(jù)此,將科學(xué)方法教育帶到生物的教學(xué)實(shí)踐中,會(huì)進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),提高教師的課堂教學(xué)效率,為學(xué)生終身發(fā)展、應(yīng)對現(xiàn)代社會(huì)未來的發(fā)展的挑戰(zhàn)奠定基礎(chǔ)。
例如,對于“種子的萌發(fā)條件”這節(jié)課,重點(diǎn)在于讓學(xué)生了解種子萌發(fā)條件及其內(nèi)部變化。這就需要教師進(jìn)行引導(dǎo)進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn),得出結(jié)論。讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中觀察現(xiàn)象。根據(jù)科學(xué)方法教育的理論,教師在設(shè)計(jì)思想的時(shí)候可以采取實(shí)驗(yàn)與討論的教學(xué)方法,讓學(xué)生在課前充分預(yù)習(xí),并且能夠在課前實(shí)驗(yàn),得出種子萌發(fā)所需的內(nèi)部條件。在課堂上,教師可以讓學(xué)生做課堂的主人,討論觀察的結(jié)果,引導(dǎo)學(xué)生的思考,并得出結(jié)論。隨后,教師可以讓學(xué)生講述自己所學(xué)種子萌發(fā)這一課的方法、過程、結(jié)論,使科學(xué)方法教育在初中生物課堂上完全實(shí)踐起來。
對于初中生物的教學(xué)來說,將科學(xué)方法教育運(yùn)用到其教學(xué)的實(shí)踐中的要點(diǎn)就是將兩者做到有效的結(jié)合。根據(jù)初中生物授課內(nèi)容的特點(diǎn)與初中生的思維特點(diǎn)來設(shè)計(jì)教學(xué)方案的主要目標(biāo)是科學(xué)方法教育在生物教學(xué)中的發(fā)展主線。在實(shí)踐中沿著主線走,在授課中,跟著科學(xué)方法教育走,是科學(xué)方法教育真正融入初中生物教學(xué)的重要保證。
以往的教學(xué)活動(dòng),一般是教師先分析圖示“生長素濃度與所起作用的關(guān)系”,得出生長素生理作用的兩重性;再通過閱讀資料、分析例題等形式理解生長素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用;最后通過實(shí)驗(yàn),使學(xué)生直觀感受生長素促進(jìn)插條生根的作用。這樣的教學(xué)方法雖然能夠順利地完成教學(xué)任務(wù),但卻缺少學(xué)生的自主參與,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣較低,只是被動(dòng)地在聽在記在做而已,學(xué)習(xí)效率低,學(xué)習(xí)效果差。
當(dāng)今世界,科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展,國際競爭日趨激烈,國家的發(fā)展和強(qiáng)大越來越取決于勞動(dòng)者的素質(zhì),而創(chuàng)造性強(qiáng)、行動(dòng)能力突出將是對高端人才的重要要求。為適應(yīng)時(shí)展的需要,《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》的基本理念別倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí),力圖促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與探究過程、勤于動(dòng)手和動(dòng)腦,逐步培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理科學(xué)信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、批判性思維的能力、分析和處理問題的能力,以及交流與合作的能力等,重在培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才。
鑒于此,筆者對這節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)思路如下:在突出生物學(xué)基本事實(shí)、核心概念的基礎(chǔ)上,啟發(fā)學(xué)生切身體會(huì)如何獲得信息并進(jìn)行信息轉(zhuǎn)換,在實(shí)踐中進(jìn)行科學(xué)探究,并養(yǎng)成科學(xué)精神。
一、自主繪制真實(shí)數(shù)據(jù)曲線,學(xué)會(huì)獲得信息,解讀信息,進(jìn)行信息轉(zhuǎn)換
在以往教學(xué)實(shí)踐中,學(xué)生是在教師指導(dǎo)下通過分析教材中的圖示“生長素濃度與所起作用的關(guān)系”,了解生長素的生理作用和特性。這種形式的優(yōu)點(diǎn)是教學(xué)過程簡單、知識(shí)獲取直接,但不能培養(yǎng)學(xué)生自主獲取信息并思考的能力。因此,筆者嘗試指導(dǎo)學(xué)生首先自主分析課前準(zhǔn)備的一系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),再繪制相應(yīng)的曲線,從一開始就讓他們參與到教學(xué)活動(dòng)中來。
課前筆者準(zhǔn)備了兩份數(shù)據(jù)表,第一份表是“不同濃度的生長素溶液對燕麥胚根的生長情況的影響”的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(表1)。先請學(xué)生代表上臺(tái)在黑板上繪制橫坐標(biāo)是生長素溶液的濃度,縱坐標(biāo)是胚根的平均長度的曲線,并請其他學(xué)生在座位上畫。有了具體的數(shù)據(jù),講臺(tái)上和座位上的學(xué)生都畫得非常認(rèn)真。圖像繪制完成后,教師又引導(dǎo)學(xué)生評(píng)價(jià)黑板上的幾幅曲線。在評(píng)選出“優(yōu)秀作品”后,學(xué)生分析“作品內(nèi)涵”,即曲線反映了不同濃度的生長素溶液對燕麥胚根的影響,在一定濃度范圍內(nèi),生長素溶液的濃度與胚根的平均長度呈現(xiàn)正相關(guān),超過一定濃度后,生長素溶液的濃度與胚根的平均長度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。
之后,學(xué)生們根據(jù)第二份數(shù)據(jù)表“不同濃度的生長素溶液對燕麥胚芽的生長情況的影響”的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(表2)在之前繪制的曲線基礎(chǔ)上繪出不同濃度的生長素溶液對胚芽的影響(圖1)。繪制完成后,學(xué)生可以從曲線直觀分析得出結(jié)論:不同濃度的生長素溶液對胚根和胚芽的影響呈現(xiàn)類似的變化趨勢,但不完全相同。這樣,具體的數(shù)據(jù)信息就先轉(zhuǎn)化成了形象的圖像信息,再轉(zhuǎn)化為結(jié)論。
接著,筆者提供教材上的圖示“不同濃度的生長素溶液對根、芽和莖的相對影響”(圖2),學(xué)生將其與自己繪制的曲線進(jìn)行比較,進(jìn)一步分析圖像中包含的信息。通過這種形式,學(xué)生更能體會(huì)到理論來源于現(xiàn)實(shí)的道理,并提高學(xué)習(xí)的興趣。
從獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)到自主繪制圖表,再通過分析討論得出結(jié)論,在此教學(xué)過程中,由于教師充分引導(dǎo)每個(gè)學(xué)生參與到活動(dòng)中來,不但學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提高了,而且他們獲取信息、解讀信息、進(jìn)行信息轉(zhuǎn)換的能力得到了鍛煉。在不知不覺中學(xué)生感受到了科學(xué)家獲取信息、科學(xué)分析、得出結(jié)論的科學(xué)探索過程。
二、觀察身邊生物學(xué)現(xiàn)象,發(fā)展科學(xué)探究的能力
在校園里隨處可見呈寶塔狀的松樹、修剪呈半球狀的大葉黃楊,這些樹形的塑造都利用了生長素的生理作用。在學(xué)生了解生長素生理作用兩重性的概念基礎(chǔ)上,筆者以這些身邊客觀存在的實(shí)例入手,引導(dǎo)學(xué)生探究生長素生理作用與生產(chǎn)生活實(shí)踐密切相關(guān)的具體問題。
首先,筆者出示課前拍攝的校園里隨處可見的松樹及大葉黃楊的照片,引導(dǎo)學(xué)生觀察,松樹一般呈寶塔狀而大葉黃楊呈半球狀,學(xué)生說出松樹的樹形沒有經(jīng)過修剪而大葉黃楊是經(jīng)過修剪的。接著,學(xué)生取出課前實(shí)地摘取的大葉黃楊的枝條,進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn):有的大葉黃楊枝條上的頂芽保留,側(cè)枝基本沒有發(fā)育;而有的枝條,剪去頂芽,側(cè)芽發(fā)育成側(cè)枝(圖3)。
“為什么會(huì)有這樣的區(qū)別?”帶著問題,學(xué)生們繼續(xù)探究。通過閱讀教材內(nèi)容,學(xué)生們知道了頂端優(yōu)勢,即頂芽優(yōu)先生長而側(cè)芽受到抑制的現(xiàn)象,如果摘除頂芽,側(cè)芽部位的生長素濃度降低,側(cè)芽所受的抑制作用就會(huì)減弱,逐漸發(fā)育為枝條。
通過科學(xué)的探究,學(xué)生們很快就體會(huì)到頂端優(yōu)勢體現(xiàn)了生長素的生理作用的兩重性:既能促進(jìn)生長,也能抑制生長,也理解了沒有經(jīng)過修剪的松樹呈寶塔狀而經(jīng)過修剪的大葉黃楊呈現(xiàn)球狀。這時(shí),筆者啟發(fā)學(xué)生說出頂端優(yōu)勢的應(yīng)用實(shí)例,他們發(fā)散思維暢所欲言,說了很多例子:如在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,對果樹進(jìn)行修剪,對棉花、番茄等農(nóng)作物進(jìn)行摘心都是通過解除頂端優(yōu)勢達(dá)到增產(chǎn)的目的;而在林業(yè)生產(chǎn)中,通過維持頂端優(yōu)勢可以獲得大量的材用樹木。
身邊的生物學(xué)現(xiàn)象隨處可見,而仔細(xì)的觀察、提出問題、帶著問題進(jìn)行科學(xué)性的探究,能幫助學(xué)生理解生物科學(xué)原理,有助于學(xué)生對知識(shí)的深入理解和遷移應(yīng)用。
三、通過預(yù)實(shí)驗(yàn),進(jìn)而開展科學(xué)探究活動(dòng),初步養(yǎng)成科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神
通過前面的學(xué)習(xí),學(xué)生知道不同濃度的生長素溶液對根的影響不同,而探究促進(jìn)插條生根的最適濃度在生產(chǎn)實(shí)踐中十分重要。教材中設(shè)計(jì)的探究活動(dòng)就是以此為中心展開的,這也是本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
為了能夠提高課堂效率,體現(xiàn)探究活動(dòng)的效果和意義,養(yǎng)成科學(xué)方法、態(tài)度和精神,筆者將這節(jié)課的探究活動(dòng)分為兩個(gè)環(huán)節(jié):預(yù)實(shí)驗(yàn)和正式實(shí)驗(yàn)。
(1)預(yù)實(shí)驗(yàn)。提前兩周組織了兩組(每組4人)有興趣的同學(xué)開展了探究活動(dòng)的預(yù)實(shí)驗(yàn)。具體如下:
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探索萘乙酸促進(jìn)迎春花插條生根的適宜濃度。
提出問題:萘乙酸促進(jìn)迎春花插條生根的適宜濃度是多少?
材料器具:一年生生長旺盛的生理狀況基本一致的迎春花枝條28根,枝剪,蒸餾水,0.1mol/L的NaOH溶液,燒杯,量筒,玻璃棒,萘乙酸等。
實(shí)驗(yàn)步驟:
①配制溶液:配制2、4、6、8、10、12ppm濃度的萘乙酸溶液;
②制作插條:一年生迎春花枝條、長約10~15cm、帶芽(3個(gè))、去成熟葉,下端剪成光滑斜面,分成7組,每組4支;
③處理插條:浸泡法,使用不同濃度的萘乙酸溶液浸泡枝條(下端),深約1.5cm,處理24h后取出,晾干4h;
④水培觀察:將處理后的六組插條,再加一組對照組(不經(jīng)處理),下端浸泡在清水中;
⑤觀察記錄:水培9d,每天固定時(shí)間觀察生根數(shù),填寫數(shù)據(jù)表(表3)并繪制曲線;
⑥結(jié)果分析:生根數(shù)最多的為適宜濃度;
⑦表達(dá)和交流討論。
進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)為正式實(shí)驗(yàn)摸索了條件,也可以檢驗(yàn)此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、可行性,避免設(shè)計(jì)不周,盲目開展實(shí)驗(yàn)而造成的浪費(fèi)。通過開展此預(yù)實(shí)驗(yàn),學(xué)生們查閱很多資料,了解到配制萘乙酸溶液可以加入NaOH助溶解,制作插條時(shí)要注意盡量避免差異,此實(shí)驗(yàn)處理插條采取浸泡法,所以處理時(shí)間要長,如果采用蘸沾法,處理插條的時(shí)間要短,通過水培觀察生根數(shù)效果較好,每天在固定的時(shí)間進(jìn)行觀察等。
(2)正式實(shí)驗(yàn)。在開展正式實(shí)驗(yàn)之前,學(xué)生先匯報(bào)了預(yù)實(shí)驗(yàn)的過程及結(jié)果。結(jié)果表明:4 ppm濃度的萘乙酸為促進(jìn)迎春花插條生根的適宜濃度。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行分組正式實(shí)驗(yàn)。學(xué)生們選擇0.2 ppm作為濃度梯度,利用3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0 ppm濃度的萘乙酸浸泡枝條,再按照預(yù)實(shí)驗(yàn)的步驟進(jìn)行觀察記錄和分析,兩周后的課堂上組織小組內(nèi)匯報(bào)實(shí)驗(yàn)情況,并在班級(jí)內(nèi)進(jìn)行交流討論。
因?yàn)檫M(jìn)行了預(yù)實(shí)驗(yàn),避免了很多探索的過程,確保順利開展正式實(shí)驗(yàn),有一些組得出4.8 ppm的萘乙酸是促進(jìn)迎春花插條生根的最適濃度(表4),但也有不少組得出其他不同的結(jié)論。學(xué)生也在交流時(shí)分析原因,如制作插條時(shí)有差異存在,配制的萘乙酸溶液的濃度存在問題等。
一、指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)一些基本的學(xué)習(xí)方法
1.養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,在學(xué)習(xí)步驟上要堅(jiān)持做到以下幾點(diǎn)
(1)課前認(rèn)真預(yù)習(xí)。要通過預(yù)習(xí)把握每一節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容,嘗試歸納重點(diǎn)、難點(diǎn),解答課后練習(xí)題,以便上課時(shí)心中有數(shù)。
(2)課堂上認(rèn)真聽講。根據(jù)課前的預(yù)習(xí)情況,要有目的地主動(dòng)學(xué)習(xí)授課內(nèi)容,邊聽邊講思考,及時(shí)將課文的重點(diǎn)、自己的疑點(diǎn)和思考心得記在筆記本上。
(3)課后認(rèn)真復(fù)習(xí)。課后作業(yè)不能完全代替復(fù)習(xí),復(fù)習(xí)時(shí)要站在新的高度再次研讀課本,系統(tǒng)整理學(xué)習(xí)內(nèi)容,做到查漏補(bǔ)缺、融會(huì)貫通。
(4)獨(dú)立完成作業(yè),適當(dāng)增加練習(xí)量。要把做作業(yè)作為對自己學(xué)習(xí)情況的檢測,找出自己的薄弱環(huán)節(jié),及時(shí)加以彌補(bǔ)和提高。
(5)自覺做好單元小結(jié)。每學(xué)完一個(gè)單元或一個(gè)專題,就做個(gè)提綱或表格形式的小結(jié),既是一次階段性復(fù)習(xí),又可以將相關(guān)知識(shí)串聯(lián)起來,建構(gòu)成自己的知識(shí)網(wǎng)絡(luò),便于在以后的學(xué)習(xí)中按圖索驥。
2.注意掌握生物基本概念
(1)分清概念的本質(zhì)屬性。例如:單倍體和多倍體的概念,本質(zhì)區(qū)別不是染色體組數(shù)目的多少,而是是否由受精卵發(fā)育而成。抓住這個(gè)本質(zhì)屬性,就很容易做出判斷。
(2)通過實(shí)際運(yùn)用,使概念具體化。例如:陽光是一種重要的生態(tài)因素,可以通過解釋松樹和人參在山地的分布等實(shí)例,來具體理解陽光對生物的影響。
(3)注意新舊知識(shí)的聯(lián)系。要善于從已有的知識(shí)過渡到新知識(shí),找到新舊知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系與區(qū)別。例如:光合作用在初中已學(xué)過,高中生物又有這一內(nèi)容,學(xué)習(xí)時(shí)就可以以舊帶新。
(4)充分利用實(shí)物、標(biāo)本、模型、掛圖及課本中的插圖。有些生命現(xiàn)象僅用文字說明還不夠,所以生物課堂上經(jīng)常出現(xiàn)標(biāo)本、模型、插圖等輔助學(xué)習(xí)材料,必須充分發(fā)揮它們的作用來幫助學(xué)習(xí)理解概念。
3.認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)
生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),認(rèn)真完成課本中安排的一些實(shí)驗(yàn),有助于加深對知識(shí)的理解。例如:通過進(jìn)行“植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”實(shí)驗(yàn),能真正理解細(xì)胞吸水和失水的原理,以及該原理在日常生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用。如果將這一實(shí)驗(yàn)延伸一下,將蔗糖溶液改為一定濃度的尿素溶液,還能進(jìn)一步提高對生物膜的選擇透過性的認(rèn)識(shí)。
4.要理論聯(lián)系實(shí)際
生物科學(xué)也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的科學(xué),和我們的生產(chǎn)生活息息相關(guān),要學(xué)會(huì)在日常生活中多做有心人。如:在釀酒廠的發(fā)酵罐內(nèi)通入氧氣和不通入氧氣兩個(gè)階段交替進(jìn)行,這是為什么?……不斷地在新情境中運(yùn)用所學(xué)知識(shí),有助于對生物知識(shí)的理解和掌握,也能發(fā)展思維能力和解決問題的能力。
二、進(jìn)行學(xué)法指導(dǎo)的方法途徑
1.課堂教學(xué)是進(jìn)行學(xué)法指導(dǎo)的主要途徑。教師備課時(shí),不但要備教法,也要備學(xué)法,應(yīng)將學(xué)法指導(dǎo)作為一項(xiàng)重要內(nèi)容去準(zhǔn)備。
2.根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需要,采用專題形式定期或不定期地向?qū)W生系統(tǒng)地進(jìn)行生物學(xué)學(xué)習(xí)方法和策略的教學(xué)指導(dǎo)。
3.組織學(xué)生總結(jié)自己生物學(xué)學(xué)習(xí)上的成功經(jīng)驗(yàn),采用經(jīng)驗(yàn)交流的方式,促進(jìn)學(xué)生取長補(bǔ)短、共同提高。
4.向?qū)W生提出明確、具體的學(xué)法要求,幫助學(xué)生制定出學(xué)習(xí)方法的規(guī)程去實(shí)踐,使外來要求逐漸被學(xué)生接受并變成他們的自覺行動(dòng)。
三、進(jìn)行學(xué)法指導(dǎo)應(yīng)注意的幾個(gè)問題
1.要轉(zhuǎn)變學(xué)生觀。
學(xué)法指導(dǎo)過程中,教師僅是個(gè)指導(dǎo)者,不能強(qiáng)制推行某種學(xué)習(xí)方法,要給學(xué)生原有的學(xué)習(xí)方法留出空間,給學(xué)生以嘗試、選擇的權(quán)利,從而喚起、強(qiáng)化學(xué)生的自主意識(shí),讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。
2.要有計(jì)劃性。
對學(xué)生進(jìn)行哪方面的指導(dǎo),在什么時(shí)間指導(dǎo),都要認(rèn)真考慮,要有目的性、計(jì)劃性、系統(tǒng)性,不能隨心所欲、想到哪說到哪,否則不會(huì)起到應(yīng)有的作用。
3.要隨機(jī)應(yīng)變。
由于學(xué)習(xí)內(nèi)容的不斷拓展和學(xué)習(xí)程度的不斷加深,有些學(xué)習(xí)方法要不斷調(diào)整。而且學(xué)生的實(shí)際情況也是不斷變化的,這就要求學(xué)法指導(dǎo)也不能一成不變,教師要經(jīng)常和學(xué)生交流,使學(xué)法指導(dǎo)落到實(shí)處。
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