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關(guān)鍵詞:高中生;生物科學(xué)素養(yǎng);提高;方法
提高生物科學(xué)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(xué)科教師,我們應(yīng)通過同種渠道,實施多種方法,有效提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)
一、積極開展探究性學(xué)習(xí)
《普通高中生物課程標準(實驗)》把“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”作為基本的課程理念提出。探究性學(xué)習(xí)的目標是:1.獲得科學(xué)知識;2.注重探究過程和處理信息的科學(xué)方法和能力;3.培養(yǎng)探究、合作的科學(xué)精神和一絲不茍的科學(xué)態(tài)度。從科學(xué)的本質(zhì)出發(fā),倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)符合科學(xué)本身的特點。倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)就是教師在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的獨立性、自主性,引導(dǎo)學(xué)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(xué)生理解、掌握和應(yīng)用知識,又發(fā)展學(xué)生的收集和處理科學(xué)信息的能力、獲取新知識的能力,特別是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。生物學(xué)科中許多知識非常適合于學(xué)生通過自主探究的學(xué)習(xí)方式來獲得,同時探究有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法和研究方法,從而提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。盡管探究性學(xué)習(xí)組織難,不易駕馭,但對提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)的效果顯著。
二、及時宣傳生物科學(xué)新成果
教師要注意平時搜集一些生物科學(xué)的新成果,適時地與課堂教學(xué)知識點有機結(jié)合起來,使教材基礎(chǔ)知識與生命科學(xué)發(fā)展的最新成果相銜接,有利于培養(yǎng)學(xué)生熱愛生命科學(xué)、從事生命科學(xué)研究的志向。現(xiàn)代中學(xué)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(xué)教學(xué)應(yīng)符合學(xué)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(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)時,教師可有針對性地補充一些與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的最新變化的資料,縮小教學(xué)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(xué)生,從而拓展學(xué)生的生物科技視野,增進學(xué)生對生物科技與社會關(guān)系的理解,而且能喚起學(xué)生的時代感,使其樹立生命科學(xué)意識。
三、重視開展生物學(xué)實驗
生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué),沒有觀察和實驗,生物學(xué)就不可能取得舉世矚目的輝煌成就。加強實驗教學(xué)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(guān)系等實驗。加強學(xué)生實驗,培養(yǎng)學(xué)生觀察、體驗和探究能力,提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng),是生物學(xué)教學(xué)改革的一個必然趨勢。
教師在實驗教學(xué)過程中一定要注意改進實驗教學(xué)策略,使其真正發(fā)揮應(yīng)有的作用。對于驗證性實驗,教師要鼓勵學(xué)生積極地對其進行假設(shè)和猜想,提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)和分析問題的能力,使學(xué)生真正透徹地了解每一個實驗,并從中學(xué)到一些規(guī)律性的科學(xué)方法。探究性實驗?zāi)芗ぐl(fā)學(xué)生的好奇心和鉆研精神,能讓學(xué)生在實驗過程中體驗獲得成功的喜悅。因此教師可適當(dāng)?shù)匾袁F(xiàn)有實驗為基礎(chǔ),改進實驗方案,并盡可能讓學(xué)生自己親自設(shè)計與分析實驗,在滿足學(xué)生好奇心的同時,培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)探究能力。
四、進行生物科學(xué)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(xué)史的學(xué)習(xí)”。高中生物新課程教材新增了許多科學(xué)史上相關(guān)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(xué)史的教育是新課程改革的重要特點之一。生物學(xué)史是從辨證唯物主義和歷史唯物主義出發(fā),對生物科學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展做出的科學(xué)總結(jié),是生物科學(xué)家思維的結(jié)晶??茖W(xué)精神是指人們在工作和學(xué)習(xí)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(xué)史是十分寶貴的教育資源,其中很多事例是對學(xué)生進行科學(xué)精神教育的良好素材。生物學(xué)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(xué)科的特點和素質(zhì)教育的要求。生物科學(xué)史的教學(xué)要力求讓學(xué)生像科學(xué)家一樣一次次體驗科學(xué)探索的過程,理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)研究的方法。
學(xué)習(xí)生物科學(xué)史能使學(xué)生沿著科學(xué)家探索生物世界的道路,理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)研究的方法。在教學(xué)中,教師要充分發(fā)揮生物學(xué)史例的教育作用,除了利用科學(xué)史的故事培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還要利用生物學(xué)家的生平和事跡,對學(xué)生進行科學(xué)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(guān)研究的思維和方法,在這部分生物科學(xué)史教學(xué)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(xué)生從中學(xué)習(xí)科學(xué)家的思維方法和理解生物學(xué)概念、原理的來龍去脈。通過讓學(xué)生體驗生物學(xué)知識的形成過程,注重對學(xué)生科學(xué)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(xué)變?yōu)檫^程式教學(xué),達到既傳授知識又培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維的目標。
五、多滲透STS教育思想
1.科學(xué)探究方法。生物科學(xué)探究的一般方法和過程包括:提出問題、作出假設(shè)、制定計劃、收集證據(jù)、得出結(jié)論、討論和交流。教師在教學(xué)過程中,不僅要教授知識,更應(yīng)該注意培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力,或者說是獲得知識的能力。學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題后能夠首先對問題進行思考,嘗試解決問題。當(dāng)已有知識無法解決問題時,教師要引導(dǎo)其獨立思考,提出自己的猜測和假設(shè),再設(shè)計實驗來驗證自己的假設(shè),這個過程就是在進行科學(xué)探究。在這個發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中,學(xué)生不僅獲得了新的知識,還培養(yǎng)了獲得知識的能力。最后,教師再引導(dǎo)學(xué)生對整個過程進行總結(jié)和反思,以鞏固和促進。在高中學(xué)習(xí)階段,科學(xué)探究過程中設(shè)計的實驗方法和技能學(xué)生不需要全部掌握,但最重要的是要具有科學(xué)的思維,對科學(xué)探究過程有整體上的把握和理解。
2.STS觀念??茖W(xué)、技術(shù)與社會(science,tech-nologyandsociety,STS)的相互作用,是生物科學(xué)乃至科學(xué)的一個重要維度,對學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)有重要影響。科學(xué)進步推動技術(shù)的創(chuàng)新,技術(shù)的創(chuàng)新又反作用于科學(xué)的進步,兩者相互促進。這在高中生物教學(xué)中也有很直接的體現(xiàn)。例如,光學(xué)顯微鏡的發(fā)明使得人們對生物體結(jié)構(gòu)的認識進入細胞水平,而電子顯微鏡的發(fā)明又使得人們對細胞的認識深入到了亞顯微結(jié)構(gòu)。同時,科學(xué)、技術(shù)的發(fā)展也推動著社會的進步,社會的進步也反作用于科學(xué)、技術(shù)的發(fā)展,二者相輔相成。如對生物體結(jié)構(gòu)和功能的認識的不斷深入,讓人們對各種疾病有了更多認識和治療方法。同時,為了尋找這些解決方法,又不斷促進了生物科學(xué)的發(fā)展。在生物課堂上,教師應(yīng)該多注意滲透STS方面的內(nèi)容。
二、生物科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的目標
《普通高中生物課程標準(實驗)》中對生物課程目標作出了規(guī)定,包括知識目標、能力目標、情感態(tài)度與價值觀目標。這三維目標,同時也是生物科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的目標。
三、生物科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的方法
1.探究式教學(xué)。學(xué)生的探究式學(xué)習(xí)是指學(xué)生對于問題自主地去研究,通過科學(xué)探究的過程獲得科學(xué)上的知識,同時在這個過程中獲得探究能力,從而形成科學(xué)概念,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度。教師的探究式教學(xué)則是使學(xué)生通過自己的努力來解決問題或回答問題,保持學(xué)生的好奇心,讓學(xué)生參與需要高水平認知和技能的活動,形成積極對待科學(xué)的態(tài)度,為學(xué)生提供具體的經(jīng)驗。生物是一門實驗的科學(xué),或者說是探究的科學(xué)??茖W(xué)探究活動能夠使學(xué)生主動地獲取生物科學(xué)知識,體驗科學(xué)過程與運用一定的科學(xué)方法,能更好地理解科學(xué)的本質(zhì),有助于形成一定的科學(xué)探究能力以及科學(xué)態(tài)度。前述的科學(xué)探究一般過程是針對于實驗探究而言的,但在課堂教學(xué)中也同樣適用。課前教師提出問題,學(xué)生針對問題進行思考、討論,提出自己或者小組的推測。然后在課堂上,由教師帶領(lǐng)學(xué)生一起,通過實例或者示范實驗來驗證之前的推測,從而得出結(jié)論、解決問題,也即探究式的教學(xué)和學(xué)習(xí)。
2.增加科學(xué)發(fā)展史。生物科學(xué)的發(fā)展史就是自然科學(xué)的探究史。傳統(tǒng)的生物教學(xué)過程中,注重結(jié)論的介紹和記憶,而忽視了得出結(jié)論的過程。這讓學(xué)生失去了對科學(xué)歷程、科學(xué)精神、科學(xué)家的意志品格等多方面的了解,把多元化的生物科學(xué)變成了單一的生物知識點。在高中生物教材中,有很多內(nèi)容提到了相關(guān)科學(xué)發(fā)展史。如光合作用的發(fā)現(xiàn)過程、礦質(zhì)元素的發(fā)現(xiàn)故事等。教師帶領(lǐng)學(xué)生了解生物科學(xué)的歷史,有助于培養(yǎng)學(xué)生對于生物科學(xué)的興趣,激勵學(xué)生沿著科學(xué)家的探索道路,理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)研究的方法,學(xué)習(xí)科學(xué)家獻身科學(xué)的精神。這對于培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)具有重要的意義。
3.滲透STS教育。一方面,在生物教學(xué)過程中,教師應(yīng)注意把生物科學(xué)知識融入當(dāng)今社會生活的發(fā)展中,以開闊學(xué)生視野,培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。如選擇一些與生物學(xué)相關(guān)的社會熱點問題及人類所面臨的共同難題,如埃博拉病毒、霧霾、溫室效應(yīng)、人口、生態(tài)等。這些內(nèi)容反映了生物科學(xué)與社會的緊密聯(lián)系,使學(xué)生了解到生物科學(xué)對人類社會的生產(chǎn)方式、生活方式產(chǎn)生了廣泛而深刻的影響。另一方面,學(xué)生在生物學(xué)課程的學(xué)習(xí)過程中,通過參與和解決現(xiàn)實生活中的具體問題,可以獲得科學(xué)與技術(shù)的知識,形成正確的態(tài)度和社會責(zé)任感,在日常生活中知道如何把所學(xué)的知識、方法與具體實踐相結(jié)合;參與社會活動時,能夠依照自己的價值觀對某些問題做出合理的價值判斷,并能夠采取適當(dāng)?shù)膫€人行為?,F(xiàn)階段學(xué)生接受教育的主要途徑依舊是課堂教學(xué),課堂教學(xué)時間有限,教師在教學(xué)過程中應(yīng)注意權(quán)衡比重、把握進度,但也不能過分強調(diào)科學(xué)方法教育主題而淡化或舍棄必要的知識體系。
【關(guān)鍵詞】高中 生物 復(fù)習(xí) 有效性 教學(xué)
高中生物復(fù)習(xí)是梳理知識結(jié)構(gòu)還是抓重難點?還是題海戰(zhàn)術(shù)?還是……如何才能有效提升高中生物復(fù)習(xí)效率――這是高中生物教師都在積極探究的高考問題,學(xué)生們也亟需這樣的復(fù)習(xí)“秘籍”――高中生物教師要培養(yǎng)學(xué)生探究性學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)能力,引導(dǎo)學(xué)生主動構(gòu)建條理化的生物知識體系,探索性地學(xué)習(xí)生物課程,養(yǎng)成終生受用的生物科學(xué)素養(yǎng),體現(xiàn)“以生為本”的新課程理念,提升學(xué)生的學(xué)生求異、創(chuàng)新能力,讓學(xué)生的學(xué)習(xí)發(fā)展往能力型方向轉(zhuǎn)化,真正實現(xiàn)高效率好效果的高中生物復(fù)習(xí)質(zhì)量。
一、放飛學(xué)生“問題”思維,提升高中生物復(fù)習(xí)效率
傳統(tǒng)高中生物復(fù)習(xí)課上,總有生物教師主導(dǎo)課堂,生物復(fù)習(xí)問題也是教師根據(jù)教材統(tǒng)領(lǐng)的,很顯然,這不能完全放手讓學(xué)生發(fā)散思維,真正發(fā)現(xiàn)自己生物課程學(xué)習(xí)的問題所在,復(fù)習(xí)效果也很難提升,事倍功半。因此,高中生物教師要體現(xiàn)新課程理念,指導(dǎo)學(xué)生把基礎(chǔ)知識扎扎實實打牢固基礎(chǔ)上,放飛學(xué)生的問題思維,自己查擺或相互查驗所學(xué)生物有哪些知識不清晰,實踐不熟悉,框架不分明,解答不明確……形成學(xué)生的生物復(fù)習(xí)問題庫、錯題集、難題簿等等,體現(xiàn)生物復(fù)習(xí)的科學(xué)過程與科學(xué)方法,形成一定的生物復(fù)習(xí)探究能力和發(fā)展思維,即探究性復(fù)習(xí)中地探究發(fā)端于問題,有效地引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,在一定程度上消滅生物知識盲點,內(nèi)化成生物知識體系架構(gòu),解答問題時游刃有余,從而有效提升高中生物復(fù)習(xí)效果。
二、善于總結(jié)復(fù)習(xí)方法,提高高中生物復(fù)習(xí)效果
隨著高考改革的深入發(fā)展,高中生物高考試題向能力型和綜合型等方向轉(zhuǎn)化。這些都要求增強學(xué)生的分析、推理、綜合、表達等能力的培養(yǎng)。而針對某方面的高中生物題型或知識點要有不同的復(fù)習(xí)方法,這樣才能提升復(fù)習(xí)效果,事半功倍。因此,高中生物教師要以問題導(dǎo)“學(xué)”和問題導(dǎo)“習(xí)”,引導(dǎo)學(xué)生善于總結(jié)復(fù)習(xí)方法,落實學(xué)生的主體地位,促進學(xué)生的主體發(fā)展,提高學(xué)生自主復(fù)習(xí)和可持續(xù)復(fù)習(xí)的能力,強化學(xué)生復(fù)習(xí)能力和歸納總結(jié),創(chuàng)建一種開放式的發(fā)展性復(fù)習(xí)方法,適應(yīng)不同學(xué)生個性化學(xué)習(xí)提升,真正促進學(xué)生知識有意義建構(gòu),完成生物課程知識的掌握內(nèi)化。例如,復(fù)習(xí)細胞器結(jié)構(gòu)和功能時采用分類整理法,可用不同標準進行分類復(fù)習(xí)比較,更利于分層記憶;圖解類題型必須掌握讀圖技巧,要明確圖解中的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的名稱,再分析結(jié)構(gòu)和物質(zhì)之間的內(nèi)在聯(lián)系,還要培養(yǎng)學(xué)生在無圖解的情況下,可以嘗試畫圖解輔助學(xué)習(xí)方法,這也是圖解歸納法的應(yīng)用;特別是對于表面看起來一些孤立、凌亂的知識點,其實質(zhì)是有一些共性點在隱藏著的,可以采用聯(lián)想遷移法進行復(fù)習(xí)等等。類似比較復(fù)習(xí)法、串聯(lián)復(fù)習(xí)法等,都是學(xué)生在面對不同生物復(fù)習(xí)知識點時可以縱橫向比較、串聯(lián)、遷移、內(nèi)化的復(fù)習(xí)“利器”,有助于學(xué)生對知識更全面系統(tǒng)的理解和深化,大大提升高中生物復(fù)習(xí)有效性。
三、巧用思維導(dǎo)圖提升高中生物復(fù)習(xí)質(zhì)量
教育信息化的深入發(fā)展,為生物教學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提升創(chuàng)建了軟硬件基礎(chǔ)。這其中,思維導(dǎo)圖為高中生物教學(xué)與學(xué)習(xí)提供了可視化的圖形表達,讓學(xué)生可快速有效地梳理知識點,把各分塊的知識聯(lián)系起來,歸納整理成系統(tǒng)的知識,形成樹狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),從而在學(xué)生頭腦里形成完整的知識結(jié)構(gòu),而且也便于理解和記憶,更有助于學(xué)生思維水平提升,促進大腦潛能開發(fā)。有了思維導(dǎo)圖做為學(xué)生生物復(fù)習(xí)輔助工具,讓學(xué)生提高審題能力,掌握解題神奇“鑰匙”,明確問題的條件與目標,解答思維拓展有了張力,能突破思維常規(guī),展現(xiàn)生物解答發(fā)散過程,實現(xiàn)科學(xué)解題。
關(guān)鍵詞 生物;教學(xué);意義
【中圖分類號】 G633.91 文獻標識碼:B 文章編號:1673-8500(2012)10-0115-01
在21世紀的今天,生物技術(shù)充斥世界的各個角落,不管在國內(nèi)還是國外,都可以看到生物技術(shù)的重要地位,生物學(xué)的發(fā)展前景是美好的,正如許多科學(xué)家預(yù)言的那樣,21世紀將是生物世紀。因此,作為生物科學(xué)發(fā)展的搖籃,中學(xué)生物教學(xué)應(yīng)被充分重視,只有這樣才能為培養(yǎng)高精尖的生物科技人才奠定堅實的基礎(chǔ)。
1 中學(xué)生物教學(xué)發(fā)展概況
生物課程作為高中教學(xué)階段的一門重要學(xué)科,開設(shè)歷史已百年有余??v觀生物教學(xué)的歷史,大致可以分成四個階段:第一階段是分科教學(xué)階段,即把生物學(xué)知識按生物種類加以介紹;第二階段是一般理論階段,又稱近代生物學(xué)課程階段;第三階段是以研究科學(xué)進程為主的生物教學(xué)階段;第四階段是以理論應(yīng)用為目的的生物教學(xué)階段,又稱現(xiàn)代生物課程階段,在這個階段人們開始認識到生物學(xué)在解決社會和生活實際問題時所具有的科學(xué)價值,它強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生用科學(xué)的方法思考并解決問題,運用所學(xué)的知識改善生活,為社會服務(wù)。
2 高中生物教學(xué)的基本方法
相對于初中學(xué)生,高中生對生物知識的了解有了一定的基礎(chǔ),那么作為高中生物教師,怎樣才能針對高中生的特點開展生物教學(xué)呢?
2.1 巧用比喻化解難題。
生物教學(xué)中,很多生物結(jié)構(gòu)無法用肉眼看到,需要用語言加以描述,但是抽象的語言往往缺乏直觀性。這時候教師就可以運用比喻來增加直觀性,如把氨基酸水解形成的多肽鏈比喻成手和手相挽形成的人墻,把肽鍵比喻成這道人墻中手與手構(gòu)成的握手;把高溫和低溫對酶的影響比喻成煮熟的雞蛋(不可孵化)和冰箱中的雞蛋(可以孵化)兩種狀態(tài)。通過這種生動的比喻,可以使學(xué)生對抽象的概念和物質(zhì)有著更深刻的理解。
2.2 利用一些口訣諧音加強記憶。
很多學(xué)生害怕生物課,其中一個原因就是生物課中有很多需要死記硬背的概念,這對于活潑好動的高中生來說是一個很大的考驗。為了解決這一難題,教師可以利用一些口訣、諧音之類的辦法。如有絲分裂前期特點可總結(jié)為“膜仁消失顯兩體”;人體所必需的八種氨基酸可記成“家里一本亮色的書(甲硫、賴、異亮、苯丙、亮、色、纈、蘇氨酸)”等。通過這樣的方法,使學(xué)生在記憶這些內(nèi)容時大大節(jié)省了精力,增加了學(xué)習(xí)興趣。
2.3 使用幽默的教學(xué)語言感染學(xué)生。
現(xiàn)代教學(xué)理論強調(diào)既要充分發(fā)揮學(xué)生的主體性,又要充分體現(xiàn)教師的主導(dǎo)性。雖然目前的生物教學(xué)有著各種先進的手段和方法,但很多理論知識依然離不開教師的講解,這時候,語言藝術(shù)就成為衡量教師素質(zhì)的一個重要指標。在生物教學(xué)中,教師富有哲理和情趣的幽默語言,能深深地感染和吸引學(xué)生,不僅能使自己教得輕松,還能使學(xué)生學(xué)得輕松。
2.4 充分利用教材中的插圖。
為了便于學(xué)生掌握知識,在新教材中配有大量的插圖,這些插圖大致可分為幾種類型:用于說明生物結(jié)構(gòu)的模式圖、用于描述操作方法的說明圖、用以解釋生理過程的示意圖以及實物照片、趣味性的漫畫、連環(huán)畫等。這些插圖是教材的有機構(gòu)成部分,有利于學(xué)生對教材知識的理解,教師在授課過程中要充分利用這些課程資源,使學(xué)生能夠輕松地學(xué)好這門課。
2.5 理論聯(lián)系實際。
生物學(xué)科是一門應(yīng)用性很強的學(xué)科,因此教師在講授理論知識的時候,要注意聯(lián)系實際。例如,講到無氧呼吸時可從日常生活中的例子入手:長跑以后往往會覺得腰酸背痛,這是為什么呢?這主要是因為長跑時氧氣供應(yīng)不足,我們體內(nèi)細胞會進行少量無氧呼吸并產(chǎn)生乳酸,而組織里乳酸積累過多就會使人產(chǎn)生腰酸背痛的感覺。類似于這樣貼近生活的例子可以使學(xué)生更容易接受相關(guān)的知識。
2.6 重視生物實驗。
生物技術(shù)之所以在科學(xué)領(lǐng)域取得驕人的成績,各種生物實驗功不可沒,因此在日常教學(xué)中,教師要充分重視生物科學(xué)實驗,充分利用一切條件開展科學(xué)實驗。通過實驗操作讓學(xué)生了解一些生物學(xué)原理遠比教師站在講臺上向?qū)W生直接灌輸知識要直觀生動得多,并且讓學(xué)生親自動手實驗大大激發(fā)了學(xué)生的興趣,培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力。
2.7 關(guān)注生物科學(xué)史教學(xué)。
自然科學(xué)是人類長期認識自然的智慧結(jié)晶。自然科學(xué)的每一個成果,都浸透著追求真理的汗水,凝聚著歷代科學(xué)家堅忍不拔、奮力求索的精神。因此,通過生物科學(xué)史教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。此外,科學(xué)史就是實驗史,它在很大程度上反映了科學(xué)家的探究活動與方法,能夠作為理解科學(xué)探究與掌握科學(xué)方法的范例。再者,科學(xué)沒有國界,而科學(xué)史的主人公——科學(xué)家,是有著自己的祖國的,可以科學(xué)家的愛國事跡對學(xué)生進行愛國主義教育。
1 科學(xué)研究方法
著名理論物理學(xué)家、諾貝爾獎獲得者費恩曼說過:“科學(xué)是一種方法,它教導(dǎo)人們:一些事物是怎樣被了解的,什么事情是已知的,現(xiàn)在了解到什么程度(因為沒有事情是絕對已知的),如何對待疑問和不確定性,證據(jù)服從什么法則,如何去思考事物,作出判斷,如何區(qū)別真?zhèn)魏捅砻娆F(xiàn)象?!笨茖W(xué)教育中的“科學(xué)過程”主要是指在一般的科學(xué)研究中,那種普遍適用的系統(tǒng)化的操作方法和步驟。美國《國家科學(xué)教育標準》中把科學(xué)過程與方法看成一個系統(tǒng),是指一系列的相互聯(lián)系的科學(xué)家普遍使用的研究方法和程序。我國的基礎(chǔ)教育課程改革強調(diào)科學(xué)探究,強調(diào)讓學(xué)生親歷科學(xué),在體驗中學(xué)習(xí)。這種新型學(xué)習(xí)方式的提倡意在改變傳統(tǒng)單純接受式的被動學(xué)習(xí)方式。學(xué)生不是被動地記憶科學(xué)的結(jié)論,而是經(jīng)歷這種結(jié)論得到的過程和懂得獲取的方法。
科學(xué)家認為對自然現(xiàn)象的認識不能停留在事實的層次上,需要進一步透過現(xiàn)象,深入內(nèi)部,抽取有關(guān)事物的本質(zhì),并且舍棄一切非本質(zhì)屬性的結(jié)論,即提煉出反映事物本質(zhì)屬性的內(nèi)在的客觀規(guī)律的各種“概念”和“定律”來。這個過程是通過探究來完成的。但科學(xué)家不管用何種探究模式,其基本的環(huán)節(jié)是共同的:科學(xué)問題的提出,科學(xué)事實和資料的收集,猜想和假設(shè)的建立,檢驗與評價,表達與交流??茖W(xué)教育中的科學(xué)探究學(xué)習(xí)方式的主要環(huán)節(jié)也與此相類似,表明探究學(xué)習(xí)體現(xiàn)了科學(xué)教育與科學(xué)研究本質(zhì)上的一致,反映了科學(xué)教育與科學(xué)研究內(nèi)在的統(tǒng)一??茖W(xué)探究強調(diào)知識獲取中的體驗,強調(diào)過程與方法,既是對我國傳統(tǒng)教育的糾偏,也反映了科學(xué)素養(yǎng)的核心要素。
2 高中生物課程中基本的科學(xué)研究方法
科學(xué)方法可分為多個層次,這里所指的生物科學(xué)研究方法主要是指科學(xué)研究的一般方法,如科學(xué)觀察方法、科學(xué)實驗方法和科學(xué)調(diào)查方法,特別是指科學(xué)實驗方法??茖W(xué)研究總是從觀察開始,通過觀察發(fā)現(xiàn)問題,然后提出假設(shè),并對假設(shè)做出基本預(yù)測,最后設(shè)計實驗來驗證假設(shè)。如果實驗結(jié)果與假設(shè)不一致,則說明原來的假設(shè)是錯誤的,要修改假設(shè),重新實驗;如果實驗結(jié)果與假設(shè)一致,則說明原來的假設(shè)是正確的,可將假設(shè)上升為學(xué)說或理論??茖W(xué)方法教育應(yīng)包括科學(xué)研究中“過程技能”(觀察——問題——假設(shè)——實驗——結(jié)論)的教育,還應(yīng)包括觀察、調(diào)查、實驗等具體的方法技能??茖W(xué)方法教育中尤其要重視科學(xué)思維的訓(xùn)練,即努力使學(xué)生將科學(xué)方法內(nèi)化為自己的思維方式和行為方式。
2.1 觀察實證的方法
觀察實證是指通過對研究對象大量的觀察、實驗和調(diào)查,獲取客觀材料,從個別到一般,歸納出事物的本質(zhì)屬性和發(fā)展規(guī)律的一種研究方法。
2.2 假說—演繹法
假說—演繹法是指在觀察和分析的基礎(chǔ)上提出問題以后,通過推理和想象提出解釋問題的假說,根據(jù)假說進行演繹推理,再通過實驗演繹推理的結(jié)論。如果實驗結(jié)果與預(yù)期結(jié)論相符,就證明假說是正確的;如果不符,就說明假說是錯誤的。所以假說—演繹法的根本過程是:發(fā)現(xiàn)問題——提出假說——演繹假說——實驗證明——提出結(jié)論。在孟德爾的一對相對性狀的雜交實驗中很好地展現(xiàn)了假說—演繹法,也正是由于他采用這種方法才獲得了科學(xué)上不朽的成績,為人類揭示了遺傳之謎?!凹僬f—演繹法”是形成和構(gòu)造關(guān)科學(xué)理論的一種重要思維方法。對學(xué)生來講是“授之以漁”的重要手段之一;學(xué)完課程以后,他們對別的都可以忘記,但這些方法會存留下來,這就是真正的素養(yǎng)和能力。
2.3 建立模型的方法
新課標中建立模型被列為一項技能目標,并作為高中學(xué)生必備的生物科學(xué)素養(yǎng)。國家和地方的新高考大綱(說明)也已明確將這一技能素養(yǎng)的掌握水平作為考核對象,2007年全國高考生物江蘇卷中就已出現(xiàn)涉及模型構(gòu)建問題的考核嘗試。因此,在平時的教學(xué)和高考復(fù)習(xí)中,教師和考生都要予以重視。由于新課標要求學(xué)生學(xué)會建立的模型主要是思維形式的模型,因此筆者擬針對幾種常見思維模型的構(gòu)建方法提出如下建議。建立模型的一般程序:(1) 掌握原理。掌握模型所代表的知識、過程、規(guī)律、機理等,弄清模型的構(gòu)成要素或包含內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系。(2) 明確類型。明確所構(gòu)建的模型屬于哪種類型,知道該種模型的特點及表現(xiàn)形式。(3) 構(gòu)建草圖(框架)。選擇適當(dāng)?shù)膱D形、文字、符號勾勒出草圖,或用適當(dāng)?shù)奈淖址柎罱蚣?。基于模型的通適性、典型性,所以在構(gòu)建時只需要考慮大多數(shù)情況即可,一般不考慮極少數(shù)情況或特例。(4) 修飾完善。對照原理查驗所構(gòu)建的草圖(框架),確保其科學(xué)性;然后進一步修飾完善模型,力求規(guī)范、簡潔、直觀、有美感;最后構(gòu)建出正式的模型。(5) 補充詮釋。對一些模型要添加必要的文字說明、示例、圖注等,使模型更科學(xué)、更清楚、更規(guī)范。
2.4 系統(tǒng)分析法
系統(tǒng)分析方法是指把要解決的問題作為一個系統(tǒng),對系統(tǒng)要素進行綜合分析,找出解決問題的可行方案的方法。它從系統(tǒng)的著眼點或角度去考察和研究整個客觀世界,為人類認識和改造世界提供了科學(xué)的理論和方法。它的產(chǎn)生和發(fā)展標志著人類的科學(xué)思維由主要以“實物為中心”逐漸過渡到以“系統(tǒng)為中心”,是科學(xué)思維的一個劃時代突破。系統(tǒng)分析是一種研究方略,它能在不確定的情況下,確定問題的本質(zhì)和起因,明確咨詢目標,找出各種可行方案,并通過一定標準對這些方案進行比較,幫助決策者在復(fù)雜的問題和環(huán)境中作出科學(xué)抉擇。
3 生物教學(xué)中開展科學(xué)研究方法教育的途徑
生物學(xué)是一門實驗科學(xué),有著眾多的可以滲透科學(xué)方法教育的內(nèi)容。教師在努力鉆研教材的基礎(chǔ)上,要充分挖掘教材中對學(xué)生進行科學(xué)方法教育的素材,將科學(xué)方法教育滲透到教學(xué)過程和學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中。
3.1 通過生物學(xué)實驗開展科學(xué)研究方法教育
高中生物教材中有著眾多的學(xué)生實驗,每做一個實驗都是學(xué)生親身體驗科學(xué)研究方法的過程。在教學(xué)中盡教師要可能地將驗證性實驗變?yōu)樘骄啃詫嶒?,要求學(xué)生通過明確實驗?zāi)康摹⒆约涸O(shè)計實驗、討論完善實驗、最后實施實驗步驟等過程,使學(xué)生體驗到科學(xué)研究的方法和過程。另外,教師在備課和教學(xué)中應(yīng)將科學(xué)研究方法很好地貫徹到每一個實驗中,根據(jù)實驗內(nèi)容的不同有目的的讓學(xué)生體驗科學(xué)研究的過程,接受全面而完善的科學(xué)研究過程和方法的認識與訓(xùn)練,使學(xué)生認識、經(jīng)歷科學(xué)研究的過程,理解科學(xué)方法的本質(zhì),并訓(xùn)練其使用有關(guān)的具體方法完成每一步驟。這是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題能力的有效思維方式和操作方式。教師要注重鼓勵學(xué)生得出自己的結(jié)論、暢述自己的觀點。
3.2 通過生物科學(xué)史開展科學(xué)研究方法教育
“讀史使人明智”,生物科學(xué)的每一項重要發(fā)現(xiàn)都是科學(xué)方法正確應(yīng)用的典范。科學(xué)的方法是人類探索真理,發(fā)現(xiàn)新理論和獲取新知識的重要手段,生物教學(xué)也離不開科學(xué)方法的探索、理解和學(xué)習(xí)。
高中生物教材中有許多關(guān)于生物科學(xué)史的教學(xué)內(nèi)容,如酶的發(fā)現(xiàn)、光合作用的發(fā)現(xiàn)、生長素的發(fā)現(xiàn)、遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)等。這些科學(xué)發(fā)現(xiàn)本身就是科學(xué)家科學(xué)實驗(探究)的過程,教師可以充分利用這些素材,幫助學(xué)生尋著先人的足跡,在享受科學(xué)探究的快樂中受到科學(xué)方法的教育。
3.3 通過探究性教學(xué)開展科學(xué)研究方法教育
在新一輪的課程改革中,科學(xué)探究不僅被作為重要的理念強調(diào),作為教學(xué)建議提出,而且被列入了課程目標和內(nèi)容標準之中。在現(xiàn)代教育文獻中“科學(xué)探究”、“探究式教學(xué)”、“探究式學(xué)習(xí)”都是指學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中模仿科學(xué)家進行科學(xué)探究的思維方式來主動構(gòu)建知識、形成科學(xué)觀念、領(lǐng)悟科學(xué)研究方法的學(xué)習(xí)方式。這種學(xué)習(xí)方式在學(xué)習(xí)內(nèi)容上,不但包括事實、理論等陳述性知識,還包括科學(xué)過程和方法等程序性知識。在教學(xué)策略上,教師通過創(chuàng)設(shè)一定的探究情景,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,做出猜想與假設(shè),并通過實驗、調(diào)查、查閱文獻等方式搜集與處理信息,對猜想與假設(shè)進行論證,最后通過表達與交流活動對自己的探究過程進行反思與評價。在這一過程中學(xué)生獲得知識與技能,掌握解決問題的方法,獲得情感體驗。一般情況下,探究式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)分為:提出問題——猜想與假設(shè)——方案的設(shè)計與選擇——收集證據(jù)——解釋與結(jié)論——評價與反思——交流與表達等7個方面。
3.4 通過研究性學(xué)習(xí)開展科學(xué)研究方法教育
研究性學(xué)習(xí)是一種以學(xué)生的自主性、探索性學(xué)習(xí)為基礎(chǔ),從學(xué)生生活和社會生活中選擇和確定研究專題,主要以個人或小組合作方式進行的一種學(xué)習(xí)方法。學(xué)生通過親身實踐獲得直接經(jīng)驗,養(yǎng)成科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度,掌握基本科學(xué)方法,提高綜合運用所學(xué)知識、解決實際問題的能力??茖W(xué)是一門具有嶄新教學(xué)理念的學(xué)科,學(xué)習(xí)的核心便是科學(xué)探究。科學(xué)探究也涉及到提出問題,并通過猜測、計劃、觀察等活動,親歷解決問題(科學(xué)探究)的過程,獲得科學(xué)知識,形成科學(xué)價值觀。研究性學(xué)習(xí)與科學(xué)探究都是通過學(xué)習(xí)者從提出問題到解決問題的探索實踐過程來實現(xiàn)科學(xué)知識的掌握和科學(xué)價值觀的形成,以提高學(xué)習(xí)者解決問題的能力的學(xué)習(xí)方式。哈佛大學(xué)就有這樣一句名言——教育的真正目的就是讓人不斷提出問題和解決問題。它較好地說明了研究性學(xué)習(xí)、科學(xué)探究在教育活動中的重要性,學(xué)生親歷科學(xué)探究的過程是獲取科學(xué)知識和培養(yǎng)科學(xué)價值觀的主要途徑。
研究性學(xué)習(xí)是現(xiàn)在高中學(xué)生的一門必修課,利用研究性學(xué)習(xí)使學(xué)生實踐科學(xué)研究方法,可以使學(xué)生真正體會到科學(xué)研究方法的重要性,學(xué)會如何將一些科學(xué)研究的理論知識應(yīng)用到實踐中,研究性學(xué)習(xí)既是學(xué)生對科學(xué)方法的實踐,也是教師進行科學(xué)方法教育成果的檢驗。
3.5 通過實驗設(shè)計開展科學(xué)研究方法教育