高中生物的學科素養范文
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篇1
一、生物科學素養培養的目標
1.生物知識目標。生物知識素養內容包含與人類現代生活與生產密切相關的最基本的生物學知識,以及反映現代生物科學水平的、基礎性的、學生能夠接受的生物學知識,還有生物學方法論知識等等。這些知識都是學生今后適應社會主義現代化建設、社會生活和繼續學習所必需的基礎知識。
2.生物能力目標。生物能力素養中既有進行生物科學研究的基本能力――觀察能力、實驗研究能力、實踐活動能力,更有學生終身發展所需要的探究性學習能力或自主學習能力。
(1)觀察能力。觀察是學習生物學的重要手段,也是獲得生物學知識的首要步驟??茖W研究中問題的提出和假設是通過仔細觀察產生的,結論也是從實驗過程中精細、系統的觀察獲得的,參觀訪問、調查研究等各種生物學實踐活動需要大量的觀察與分析。觀察為各種思維活動提供豐富的感性材料,因此,生物學教學中必須重視對學生正確客觀而敏銳的觀察力的培養。
(2)實驗研究能力。生物學是一門實驗性很強的科學,生物學實驗是驗證和獲取生物學知識、技能,發展思維力的重要手段。生物學實驗能力包括:從實驗中獲取知識的能力,實驗技能整體化運用的能力,具有運用實驗尋求解答的能力。
(3)實踐活動能力。實踐活動能力主要是指理論聯系實際的能力,即與自然界生活、工農業生產、醫學及各種社會實踐聯系的能力。包括:能正確地把生物學概念、原理、規律知識運用于現代生產生活、實驗中去,特別關注傳統知識的現代拓展。如分析解釋說明光合作用原理在現代農業生產技術中的應用;更強的實踐能力還表現在能將中學的生物學及其他學科知識綜合運用到解決某一實際問題的過程中去。如運用所學的生物學、物理、化學、地理與數學等多學科的簡單綜合性知識,共同解決環境治理、能量開發利用、生物種群分布等問題。
(4)探究性學習的能力。生物學的各種觀察、實驗、實踐活動使學生獲得知識、技能的同時,分析、比較、判斷與綜合概括等思維能力也得到長足的發展,這是學生進行探究式學習的能力基礎。探究式學習的過程離不開大量的觀察、實驗、調查研究及各種思維活動,是知識與科學方法相結合的訓練,是多種能力整體性運用的創新活動。在培養提高學生觀察能力、實驗能力、實踐活動能力的基礎上,發展學生探究式學習能力與自主學習能力,這是當今教學改革發展的必然趨勢。
3.思想情感與價值觀方面的目標。在生物科學的知識素養與能力素養的培養過程中,經常滲透思想情感及價值觀的教育,這是學生全面發展與社會發展所需要的。如,在知識與能力培養中滲透辯證唯物主義發展觀、樹立人與自然和諧相處、可持續發展的思想觀念,培養愛祖國、愛家鄉的情感,培養熱愛生物科學、樂于探索生命的奧秘、具有良好的科學探究精神、創新精神、與人合作的精神、實事求是的科學態度,培養具有良好的生活和衛生習慣、進行體育鍛煉的積極性,積極向上的生活態度等。
二、生物科學素養培養的原則
現代認知結構理論認為,學習是學生自己建構知識的過程,因而特別強調學生對知識的主動探索、主動發現和對所學知識意義的主動建構。所以,教師應以學生的生活經驗和興趣為中心,精心設計能引起每個學生思索的問題,學生有了自己感興趣的問題,才能主動探索,才能在問題探索中培養學生靈活掌握和運用概念、原理的能力,分析問題和解決問題的能力,才能逐漸提高學生的科學素養。
1.全面性原則。生物科學素養的內涵包括三個方面:生物科學知識、科學探究的方法和情感態度與價值觀。而傳統的生物教學過于注重知識的授受,輕能力的培養和情感態度與價值觀的形成。《普通高中生物課程標準》要求我們構建知識、能力和情感態度與價值觀三個維度的科學教育體系。
2.全體性原則。面向全體學生,培養提高每一個學生的生物科學素養,是新課程的基本理念之一,也是生物新課程教學的基本要求。另一方面,現在高中生物課程的設計也使滿足不同層次的學生多樣化需求成為可能。高中生物課程分為必修和選修兩個模塊。必修模塊是生物科學的核心,同時也是現代生物科學發展最迅速,應用最廣泛,與社會和個人生活關系最密切的領域。所選內容能夠幫助學生從微觀和宏觀兩個方面認識生命系統的物質和結構基礎、發展和變化規律,以及生命系統中各部分間的相互作用;選修模塊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。
3.基礎性原則。知識是發展能力的載體。知識性內容與基本概念、基本原理的相關性越高,實現遷移的可能性就越大,其時效性就越長久,對學生學習和發展的價值就越大。生物教學內容應符合學生知識基礎和認知結構特點,注意基本概念和基本原理有關的教學內容,忌盲目拔高,避免導致學生的厭學情緒。
4.時代性原則。生物學教學要體現“科學、技術、社會”的思想,反映當今社會、經濟和生物科技的關系。植物組織細胞離體培養、試管嬰兒、克隆、基因工程技術合成胰島素、干擾素、酶工程的應用、分子探針的應用、轉基因食品、人類基因組計劃等已經或正在走進人們的生活。生物教學應引入這些對社會發展和個人生活密切相關、學生關心又感興趣的熱點問題,結合教材的基本原理,組織學生討論、學習,一方面加深學生對所學知識的理解,另一方面激發學生的社會責任感。
篇2
【關鍵詞】生物科學素養 科學史教育 探究實驗
【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2012)10-0096-01
人類社會的不斷發展,自然呼喚著教育改革的不斷深化,從而培養出更多適應現代社會的各種優秀人才?!懊嫦蛉w學生、提高科學素養、倡導探究性學習”是《普通高中生物課程標準》中提出的三大新的課程理念。其中提高每個高中學生的生物科學素養也是新課程標準實施中的核心任務,而它的直接源頭是素質教育的提出?!稑藴省分兄赋觯骸吧锟茖W素養是公民科學素養構成中重要的組成部分。生物科學素養是指公民參加社會生活、經濟活動、生產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的能力”。 怎樣培養高中生生物科學素養?我認為可以從下面幾點入手:
一、設定問題情境,培養科學素養。
獵奇心理是科學態度形成的原始驅動力 。 每個學生都是天生的科學家,他們生來就對周圍的世界、尤其對自然界中那些有生命的東西充滿了好奇心。初中學生在上生物課時,對自然界中的形形的生命現象充滿了熱情,并在探索自然的過程中能夠產生充實感和興奮感。高中生物教師的任務就是要繼續培養學生對科學產生好奇并將這種好奇心保持下來,使之轉變成對科學、對學習的正確態度。例如,在學習《遺傳核——系統的控制中心》時,教材中提供了相關的圖文資料信息,我進行了這樣的課堂情境設計:一上課我就提問: “你們聽說過克隆羊多莉嗎?”問題一提出學生們就開始七嘴八舌了,“聽說過”“還有克隆牛,克隆人”,這時我又提出:“你們知道克隆是怎么回事嗎,克隆羊多莉是怎么產生的?”帶著問題,學生自己通過對教材中信息的分析了解了克隆,清楚了遺傳物質在細胞核中。課堂結束之余我還提出“同學們既然提到了克隆人,現在又大體了解了克隆技術,那么你們對關于科學家克隆人的這一事件有何看法,請各小組收集有關信息,闡明你們的觀點?!闭n后各小組學生積極準備了一個星期,將各自的觀點帶到了課堂上,大家你一句我一句爭相發表自己的觀點以及依據,“克隆人好,可以治療一些現在無法治愈的疾病,有資料已經說了可以治癌癥、老年癡呆癥,還可以使癱瘓的人重新站起來”;“克隆人不好,壞人再克隆出一個壞人那不亂套了”;有的小組甚至說出“美國馬薩諸塞州的生物工程公司的科學家克隆出的是人類的胚胎,而不是復制人的那種克隆”等等。下課時大家還意猶未盡,我為學生能夠收集到如此豐富的資料而感到驚奇。在這個過程中我并沒有發表任何見解,我覺得無須告訴學生什么是對是錯,也不要求學生有最終的一個標準答案或者說是掌握什么,教學應該重在知識技能的應用而非掌握知識的數量;重在親自參與探索性實踐活動,獲得感悟和體驗,而非一般地接受別人傳授的經驗;重在全員參與。顯而易見,通過這次活動,使學生收集和組織材料的能力、思維能力、表達能力都得到了鍛煉。
二、注重生物科學史教育,培養科學素養。
教材有許多生物科學史上有關研究的事例和方法,生物學史是從辨證唯物主義和歷史唯物主義出發,對生物科學的產生與發展作出的科學總結,是生物科學家思維的結晶。生物學史例能夠將知識傳授、能力培養和情意發展三方面教育融合起來,很好地體現生物學科的特點和素質教育的要求。
在教學中,要充分發揮生物學史例的教育作用,除了利用科學史“故事性”,培養學生的學習興趣,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之外,其中大多數如“酶的發現”、“光合作用的發現”、“生長素的發現”、“DNA是遺傳物質的實驗”等等史例是介紹有關研究的思維和方法。在生物學史例教學中,通過對一些經典實驗和邏輯分析的再現,可以讓學生體驗生物學知識的形成過程,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。使生物傳統結論式教學變為過程式教學,達到既傳授知識又培養學生的科學思維的目標。
三、做好探究實驗,培養科學素質。
實驗主要是讓學生通過動手操作來增加感性認識,加深對所學知識的理解,培養學生動手操作能力。生物學是一門實驗科學,實驗教學是生物科學最基本的研究方法?!疤骄啃浴睂嶒災芗ぐl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。因此教師可適當地變驗證性實驗為探索性實驗,并盡可能讓學生自己親自設計與分析實驗。例如在做“葉綠體中色素的提取和分離”實驗時,教材是以菠菜為材料,我們可組織學生以不同葉片或花為材料,觀察其色素,在滿足學生好奇心的同時,培養了學生科學探究能力。
另外還可以嘗試以現有實驗為基礎,改進實驗方案。如在做質壁分離及復原實驗時,可增加一組同濃度的硝酸鉀溶液,讓學生在對比觀察中分析現象找出原因,加深對滲透作用的理解。同時以質壁分離及復原實驗為認識基礎要求學生設計觀察細胞膜的實驗方案,及測定細胞液濃度的實驗方案,使所學知識融會貫通,以達到將知識轉化為能力的目的。
總之, 培養高中生生物科學素養并非一朝一夕就能實現的,它需要我們教師在日常教學中從點點滴滴做起,切實把課標的理念貫徹于課堂教學之中。有目的、有意識地培養學生的科學精神、態度和價值觀,重視方法、技能的提高和訓練,使學生養成良好的科學行為和習慣,提高學生的綜合素質和能力,潛移默化地提高每一個學生的生物科學素養。
參考文獻:
篇3
關鍵詞 生物學科 核心素養 課堂教學
中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B
高中生物學科教學應注重培養學生用科學的觀點、知識、思路和方法能面對或解決現實生活中的某些問題。這就需要教師在課堂教學中讓學生充分地動手、動腦,通過自主學習、合作探究、創新延伸等,不斷加深學生對生物學概念的理解,提高應用知識解決現實問題的能力,也就是培養學生生物學科的核心素養。筆者以“光合作用原理的應用”的課堂教學實踐為例,從核心素養的生命觀念、理性思維、科學探究和社會責任四個緯度教學進行了積極的探索和嘗試。
1 情景引入,形成生命觀念
生物學科是與現實生活聯系最為緊密的學科之一。在課堂教學的引入環節,教師可以采用貼近學生生活實際的新聞或事件,激發學生的情感共鳴,使學生迅速融入課堂,結合學生已有的知識基礎,讓學生對觀察到的生命現象及相互關系或特性進行解釋。學生在嘗試解釋和抽象的過程中學習生物學的知識、觀念和思想方法,逐步形成相應的生命觀念。
“光合作用原理的應用”聯系最為緊密的是農業生產,筆者以所在區域的生態農場最近因較長時間的陰雨天氣導致大部分農作物大面積減產事件作為引入。學生利用最近所學的光合作用原理的知識嘗試對該事件進行了解釋,提出了由于“低溫寡照”影響了絕大部分農作物的光合作用強度而導致減產,進而抽象出“光照、溫度、CO2”是影光合作用強度的環境因素。有部分學生發現在該生態農場并不是所有農作物均減產了,比如玉米的產量沒有明顯變化,進而抽象出“農作物本身的色素、酶”等是影響光合作用的內部因素。學生在嘗試解釋該事件的過程中初步形成了“物質與能量觀”的生命觀念。
2 自主學習,培養理性思維
自主學習是高中階段學習的重要方式。在高中生物課堂教學中,教師指導下的自主學習不僅可以激發學生主動探知的欲望,更重要是的能夠引導學生在尊重事實和證據的基礎上,以嚴謹和務實的求知態度,運用科學的思維方式去探討、闡釋生命現象及規律。
“光合作用原理的應用”一課的課堂教學之前,導學案已經下發,導學案包括“復習舊知”“自主學習”“合作探究”“聯系生活”四大模塊?!皬土暸f知”模塊是將光合作用的過程進行框圖形式填空(圖1),“自主學習”模塊展示了夏季晴朗的一天某綠色植物CO2變化趨勢圖(圖2),要求學生對曲線圖上每個拐點和每一段發生的原因及主要的限制因素進行分析,并配以一道例題。這兩個模塊要求學生在課前完成,學生通過自主學習,可以了解大部分的基礎知識,并應用自主學習所得知識對例題進行解析,同時將自主學習中產生的新問題帶入課堂,提高課堂學習效率。課堂上教師對學生的分析和產生的問題進行引導和匯總、解釋、修正,學生在積極思考和再認識中逐步發展了自己的理性思維。
例題:研究人員以某植物為材料,利用如圖3所示的實驗裝置,對影響光合作用的各種環境因素進行研究。
(1) 在光合作用過程中,光反應為暗反應提供的兩種物質是______。
(2) 在溫度、二氧化碳濃度等條件不變的情況下,將實驗裝置由陽光下移至黑暗處,則植物葉肉細胞內三碳化合物含量______。
(3) 為了探究溫度對光合作用的影響,首先應在實驗裝置的燒杯內加入______溶液,然后再打開該裝置的活塞開關,使U形管兩側液面如圖所示,關閉活塞,這一操作的目的______。
(4) 實驗的觀察指標是U形管A側液面的變化值。在每一給定溫度且其他條件均相同、適宜的情況下光照1 h,實驗數據見表1。
請根據以上數據在指定方框的坐標內以直方圖的形式畫出各溫度下的實驗結果。分析所繪圖形可知溫度與光合作用強度的關系是______。
(5) 夏季去除實驗裝置的水浴裝置后,置于自然環境條件下,假定玻璃罩內植物的生理狀態和自然環境中相同,且空氣濕度對植物蒸騰作用的影響、微生物對CO2濃度影響均忽略不計,利用CO2濃度測定儀測定了該玻璃罩內一晝夜CO2濃度的變化情況,繪制成如圖乙曲線。問圖中CD段CO2濃度上升的原因是______,G點時植物光合作用與呼吸作用的關系特點是______。
本例題從實驗事實入手,既考查基礎知識,也有綜合分析。學生通過解析,一方面能夠加深對光合作用過程的理解,另一方面通過對實驗現象的原因分析,結合“夏季晴朗的一天某綠色植物CO2變化趨勢圖”加深對光合作用原理的理解,從而為整節課的高效推進奠定了堅實的基礎。
3 設計實驗,注重科學探究
對生命現象的解釋和證實,最直接、最有說服力的就是實驗證據。在高中生物學教學中,教師必須培養學生的實驗思維,即培養學生針對特定的生物學現象,進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及結果的交流與討論的能力,并在探究中樂于并善于團隊合作,勇于創新。
“光合作用原理的應用”一課中,學生通過復習舊知和自主學結出影響光合作用的外部因素和內部因素。那么,這些因素是否真的對光合作用強度產生影響呢?具體的影響結果與自主學習中的曲線所示一致嗎?這就需要通過實驗加以探究和驗證。教材上給出了利用葉圓片探究光照強度對光合作用強度影響的基本思路。本節課上,筆者對該試驗進行了適當的改編,這也是本節課的亮點所在。實驗方案在學生的小組討論和教師的指導下完善,學生共分為8組進行實驗。教師給1~6組提供了新鮮的葉圓片,給7~8組提供了衰老發黃的葉圓片。實驗結果以表格形式呈現,1~6組的實驗很成功,7、8兩組學生認為自己實驗“失敗”了。既然“失敗”了,就要分析原因,全班學生一起觀察7、8兩組的實驗,共同分析,找出可能的原因。學生通過對比發現,7、8兩組的葉圓片綠色較1~6組的淺,提出可能是葉片中色素的原因所致。教師順勢提出問題:你們能通過實驗來證明自己的猜測和分析嗎?學生們結合已有的知識,提出將兩種葉片中的色素提取并分離后做比較。由于該實驗比較簡單,學生馬上進行實驗,對比結果很明顯,1~6組所用葉片提取的色素種類和含量較7、8兩組的葉片多。學生們通過實驗的再探究,從“失敗”的實驗中抽象總結出了影響光合作用的內部因素――葉片中色素的種類和數量、酶的數量等。
4 聯系生活,增強社會責任
學科核心素養的提出較之前最大的跨越是實現了學科教學思想向公民教育思想的轉變,著力培養學生基于生物學的認識。教師結合本地資源開展科學實踐,引導學生嘗試解決現實生活問題,激發學生的家國情懷、責任擔當以及社會關愛等。
篇4
關鍵詞:科學素養;生物科學素養;生物學教學
當前社會科學技術迅猛發展,科學技術在現代生產生活中的應用越來越廣泛,這對公民的科學素養要求越來越高。新的《生物課程標準》將提高學生的生物科學素養作為課程的主要目的和基本理念,并指出,“生物科學素養是指參加社會生活、經濟活動、生產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、技術與社會的相互關系,理解科學的本質以及形成科學的態度與價值觀。”在生物教學中有意識地培養學生的生物科學素養是每一個生物教育工作者亟待探索和解決的問題,也是我們長期的工作目標和核心任務。
一、滲透生物科學技術新信息,培養學生的生命科學意識
在生物學教學中,平時注意搜集一些科學技術的新信息,適時地與課堂教學知識點有機結合起來,使教材基礎知識與生命科學發展動態相銜接,有利于培養學生熱愛生命科學、從事生命科學研究的志向。例如,對細胞一章內容的學習,通過細胞全能性的介紹,引入植物組織培養技術應用的實例:如利用組織培養技術快速繁殖花卉樹苗。在“遺傳的物質基礎”一節中,引入遺傳工程和基因工程的成果,人類基因組計劃等生命科學的前沿知識。滲透這些知識不僅能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。
二、通過科學史教育,培養學生的科學精神
科學精神是指人們在工作和學習中表現出來的那種自覺、頑強、勤奮、實事求是的情感、態度與價值觀。新課標中強調“要注重生物科學史的學習”。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思想教育特別是科學精神教育的良好素材。如達爾文冒著生命危險做環球考察,雖歷盡艱辛,但最終還是完成了巨著《物種起源》;李時珍為編寫《本草綱目》,花費了整整27年的時光。羅蒙諾索夫曾經說過“攻克科學堡壘,就像打仗一樣,總會有人犧牲,有人受傷,我要為科學而獻身?!边@些科學家的頑強意志和感人事跡有助于培養學生堅韌不拔的毅力和不畏艱險的精神。1953年沃森和克里克提出DNA分子的雙螺旋結構模型,是科學界合作的典范。這有助于啟發學生發揚合作精神。在生物學教材中,介紹了許多我國在農業、醫藥、生物學上的偉大成就,如“雜交水稻之父”袁隆平的事例等,這可以激發學生的民族自尊心、自信心和自豪感,培養學生的愛國主義思想感情。
三、運用探究式教學,培養學生科學研究方法
生物科學是一門以實驗為基礎的科學,其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,同時探究還有利于培養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。如我在教學中嘗試運用了“提出問題—做出假設—設計實驗—驗證假設—得出結論—合作交流”的探究式教學模式。在實施過程中,首先引導學生形成問題意識。教師創造性地構建學習環境,給學生大膽猜測和“異想天開”的機會,充分滿足學生的好奇心和探究欲望。如《蚯蚓的剛毛在運動中的作用》探究實驗中,循著“提出問題——解決問題”的思路,引導學生自行探究,培養學生的動手實驗操作能力和科學探究能力。其次指導學生大膽而科學地做出假設。提出假設是解決問題的關鍵。因此教師應積極引導學生自主地收集資料,引發學生多角度多渠道地思考問題。同時,教師要重視學生的交流與合作,鼓勵標新立異觀點的充分闡述,確保多種假設的積極碰撞,最終形成科學的假設。再次,積極設計實驗和實施實驗。設計實驗和實施實驗的關鍵是創新,包括實驗方法設計、對照實驗的確定、實驗器材選擇、實驗數據收集等方面的創新。教師對此應逐步引導,讓學生在探究中體驗、嘗試、總結。最后,分析數據和得出結論。教師應引導學生學會分析、歸納和概括相關信息。需要重復實驗的就重復實驗,以便核實現象和數據,確保探究結論的科學和完善。
四、利用生物學實驗,培養學生嚴謹求實的科學態度
隨著科學技術的發展,實驗教學的地位和作用日益為人們所認識,新奇有趣的科學實驗,能激發學生強烈的好奇心和求知欲,更能培養學生嚴謹求實的科學態度。例如:在研究酶的活性與PH值的關系時,我設計以下探索性實驗。取3支試管,編號為1、2、3,分別在3支試管中加入新鮮的淀粉酶溶液各1ml,然后在1號試管中加入蒸餾水1ml,在2號試管中加入10%的NaOH溶液1ml,在3號試管中加入10%HCI溶液lml,再在三支試管中各加入可溶性淀粉溶液2ml,再放入60℃左右的水浴中5min,再各加入斐林試劑2ml,并用酒精燈煮沸1min,觀察實驗現象。正確的操作步驟下的現象應是:1號試管有磚紅色沉淀,2號、3號無現象產生。從而得出結論:酶需要適宜的PH值。但學生在做實驗時,由于操作步驟不嚴密,會出現許多不同的實驗現象:如有的沒有磚紅色沉淀現象發生,有的三支試管中都出現了磚紅色沉淀等等。對此,要求學生不要性急,要有耐心,認真分析實驗失敗的原因,重新操作,直至成功。通過實驗的探索,一方面使學生更好地理解掌握科學知識,鍛煉動手操作能力,培養觀察能力和思維能力,另一方面,對實驗成敗的比較分析,使學生認識到進行科學的探索和研究需要嚴謹求實的科學態度,否則將是差之毫厘,繆之千里。
五、加強學科間知識的滲透,形成科學的世界觀
隨著科學的發展,學科之間的相互聯系越來越密切,在教學中客觀地把握它們之間的內在聯系,有利于學生科學世界觀的形成。例如,光合作用產物之一O2究竟來自反應物中的H2O還是CO2,就是利用物理方法——同位素標記法來解決的,而葉綠體中色素的分離是利用化學方法——紙層析法來解決的。使學生認識到事物之間的普遍聯系性。另外,哲學中的許多原理如量變與質變,運動與靜止,內因與外因,對立與統一的觀點在生物學中也隨處可見。例如:介紹光合作用過程從新陳代謝的角度看是一個同化過程,但其中也伴隨著物質和能量釋放即異化作用。從對立統一規律角度看,矛盾是一切事物發展的源泉,世界上任何事物都充滿矛盾。生物體的生命活動正是在物質的合成與分解這對矛盾的對立統一中不斷完成新陳代謝等生命活動,實現自我更新。
學生生物科學素養的提高并非一朝一夕就能實現的,它需要教師在日常教學中從點點滴滴做起,持之以恒,切實把新課標的理念貫徹于課堂教學之中。 【參考文獻】
[1]劉恩山.中學生物學教學論[M].高等教育出版社,2003.
[2]王道俊,王漢瀾.教育學[M].人民教育出版社,1989.
篇5
關鍵詞:高中生物;問題情境;綜合素養
生物科學素養是學生科學素養的重要組成部分,是指一個人對生物科學領域中核心、基礎的內容的掌握情況。中學生物科學教育是生物科學素養的養成教育,培養學生的生物科學素養是新時
期生物科學教育工作者的最主要任務,在教學過程中應注意學生
科學素養的培養。
一、創設問題情境,培養學生的問題意識
古人說過:“學貴有疑,小疑則小進,大疑則大進?!痹O疑、釋疑是人生追求真理、獲取知識、增長才干的重要途徑。通過創設問題情境,培養學生的科學素養。以“植物的礦質營養”一節為例,在整個課堂中,我設計了這樣一些問題:什么是礦質元素?什么是植物必須的礦質元素?用什么方法來證明?怎樣操作?土壤中的礦質元素是以何種形式被吸收的?礦質元素以什么方式進入植物細胞的?用什么樣的材料證明?根吸收礦質元素和根吸收水分有何聯系和區別?這說明了什么?植物吸收的礦質元素被再利用的情況如何?請列表說明。合理施肥的依據是什么?怎樣操作?就這樣,在整節課中,層層設疑,以疑喚思,以思推進課程的進行。在這一教學過程中,學生掌握了基礎知識,學會了如何提出問題、做出假設、解決問題和得出結論,學會了尊重事實和科學,更具有嚴密性。
二、創設多種體驗活動,培養學生的協作精神
例如“細胞的增殖”中,染色體行為的變化微觀、抽象、復雜,給學生的學習帶來了一定的困難。上課時,我給學生提供了面團(代表蛋白質)、細線(代表DNA分子和紡錘絲),讓學生兩人一組制作有絲分裂過程各時期的模型,學生的探索欲望一下子就被調動起
來了。在積極研讀課本、觀察植物細胞有絲分裂模式圖,討論確立各時期染色體活動的特點后,人人參與,攜手制作。二十分鐘后,實驗桌上出現了兩種結果;一種是只有兩個細胞(代表有絲分裂形成的兩個子細胞),另一種有六個細胞(代表間期、前期、中期、后期和末期)。只有兩個細胞的同學敘述了他們在一個細胞內完成操作的各個步驟及依據,而有六個細胞的同學指著每一幅圖講述有絲分
裂各個時期的典型特點及各時期間的聯系。對學生的精美模型和精彩緒論,我給予了高度的評價并指出兩種模型的制作過程各有優點,但第一種更科學、更符合實際情況。這一體驗活動,培養了學生的觀察能力、動手能力、辯證思維能力及語言表達的能力,培養了學生的協作精神、實事求是的科學態度。
三、利用生物科學史,培養學生的生物科學品格
生物科學是一門實驗性很強的科學,一些結論的得出和規律的發現是許多科學家前赴后繼、努力不懈的結果,如酶的發現過程、光合作用的發現過程等。但教材中所列舉的科學家的研究過程都是成功的典范,而忽略了一些科學家在探索過程中不成功的實驗,在教學中如能補充一些這方面的內容,讓學生知道科學研究的過程是艱辛而曲折的,需要有堅忍不拔的精神和堅持不懈的毅力。
四、重視實驗過程,培養學生的生物科學素養
生物科學是一門實驗性很強的科學,學生做實驗往往只停留在重結果輕過程的驗證式實驗,我們應該鼓勵學生通過仔細觀察思考、不斷探索,提出改進實驗的方法,用所學知識解決實際問題,這樣做既提高了學生學習生物的興趣,也培養了學生的生物科學素養。如在做“滲透作用”的演示實驗時,有的學生議論說實驗進度太慢了,能否快一點。我抓住學生的這一問題,布置了一道實驗設計題:怎樣使滲透作用發生得快一些?從學生的設計思路中得知,有的人增大了蔗糖的濃度,有的人使長頸漏斗的頸更細一些,有的增大了半透膜的有效面積。在師生共同討論的基礎上,學生嘗試把三種方法結合在一起,對原滲透裝置進行了改造,雖不成功,但整個操作過程已培養了學生各方面的生物科學素養。
五、與實際生活相聯系,培養學生的科學價值觀
教師要善于把課堂理論與學生的實際生活相聯系,這樣做不但可以激發學生學習生物的興趣,更重要的是長期堅持可以使學生關注生活、關注實踐,形成科學的精神、科學的態度和科學的價值觀。例如在學習“光合作用”后,我給學生的問題是“為什么新疆的西瓜比宜賓的甜?”這一問題激發了學生強烈的求知欲。在學習“組成生物體的化合物”之前,我讓學生先收集五種食品包裝袋,要求把上面的成分摘錄并設計表格進行分類,學生通過預習教材內
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【摘 要】作為一名生物教師,應充分利用學科優勢,重視培養學生的科學素質,使學生更透徹地理解科學規律?!娟P鍵詞】科學
素質
方法科學素質主要指人們在認識自然和應用科學知識的過程中所表現出來的內在素質,包括人們所掌握的科學知識、技能、方法及在此基礎上形成的科學能力和科學品質。作為一名生物教師,應充分利用學科優勢,重視培養學生的科學素質,使學生更透徹地理解科學規律,將科學方法內化為自己的思維和行為方式,努力推進素質教育。我們中學生物教師,擔負著培養下一代的重任,教師科學素質的高低直接關系到未來學生的科學素質,因此我一方面注重自身科學素質的培養,更要注重學生科學素質的培養。一、注重科學方法教育,培養學生的科學素質科學方法是人們認識和改造客觀世界的實踐活動中總結出來的正確思維方式和行為方式。只有讓學生掌握了科學的方法,才能更快更好地獲得科學知識,提高其智力水平和基本素質。教師也可以指導學生運用探索、歸納、觀察等科學方法進行學習,切實提高學生的科學素質。生物基礎知識的形成無處不隱含著生物學家在生物活動中研究和解決問題的各種方法,這些正是我們希望真正教給學生的東西。教師可以將生物學家研究問題的基本方法和基本思路展現給學生,通過精心設計探索性的問題引導學生學習,從而培養學生科學的思維方法和探索求知欲。如學習“基因的分離規律”內容時,教師應精心講解孟德爾科學家求索的過程,使學生掌握其科學的思維方法,再通過精心設計諸如下列問題:F1代為什么只表現一個親本的性狀?F2代為什么又出現了性狀分離?表現型和基因型的關系如何?等等,從而引導學生去積極思考,引導他們定向思維,調動其學習的積極性。另外教師還應該善于引導學生將分散的知識通過歸納整理成知識串,使其脈絡化,尤其諸如植物的形態、結構和生理部分,遺傳的基本規律等教學內容,應按照一定要求進行歸納總結,既能使學生對基本的生物學概念加深理解,又能培養學生的思維能力。生物學是以實驗為基礎的科學,在實驗教學中注重觀察能力的培養也是其科學能力培養的重要方面,因為科學地觀察是科學發現的基礎,要學好生物學,一定要學會科學觀察,善于發現自然界形形的生物和生命現象,善于觀察實驗結果、實物模型等,努力做到既注意觀察,又善于觀察,最后將觀察與思考相結合,使知識和能力達到升華。教師在生物教學過程中,只有注重對學生的科學方法教育的縱深發展。二、注重生物實驗技能的訓練,努力提高學生的科學素質通過生物學實驗,可以使學生通過實踐獲得大量的感性知識,才能真正培養其創新能力。也只有通過動手實踐,才能將“教”與“學”真正的有機結合起來,從而將素質教育與能力培養有機地結合。首先,教師應將實驗教學與知識傳授融為一體,增強課堂教學的實驗性。如講授種子的結構,教師可以將諸如花生、大豆、蓖麻、玉米等之類的種子(或果實)分發給學生,讓他們區分胚乳種子和無胚乳種子,再讓他們觀察種子的各部分結構,并比較兩種種子的異同。這樣課堂教學與課堂實驗的有機結合,培養了學生的 觀察、思考等諸多能力。其次,教師應指導學生進行探索性實驗,培養學生的探索意識。如光合作用的實驗,可以指導學生設計多種實驗方案,進而組織學生進行不同的分組實驗,可通過觀察分析實驗結果而得出一致的結論。教師應充分利用生物第二課堂活動這塊陣地,以書本上的實驗為基礎,但又不拘于其中,去大膽創新,進一步激發學生的學習興趣和科學的求知欲。另外,在生物學實驗中除了要培養學生的基本生物技能,還要培養他們認真動腦思考、仔細觀察、一絲不茍和鍥而不舍的精神,培養學生的科學態度,注重其思想教育,全面提高學生的科學素質。三、培養學生分析問題和解決問題的能力,提高學生的科學素質在向學生傳授生物科學基礎知識的同時,必須有效地指導學生在實踐中應用這些知識,培養學生分析問題和解決實際問題的能力。為此教師必須設計一些聯系實際的新情境習題。如結合遺傳規律的學習,讓他們想想為什么禁止親近婚配?國家為什么提倡優生優育?農作物優良品種為什么具有優良性狀?這些習題無疑能培養學生理論聯系實際和分析解決問題的能力。另外,教師還可以將達爾文、孟德爾等諸多生物學家的科學的思維方法展現出來,讓他們了解科學家的實驗思路、方法和過程,從中有效培養他們分析問題和解決問題的能力。總之,生物學教學與培養學生科學素質有著非常密切的關系,我們應在課堂教學和實驗教學中努力將科學方法論有機滲透進去,積極探索更多培養學生科學家素質的途徑,從而為祖國培養一代具有優良科學家素質的人才,為實現中國夢作出貢獻。
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一、對“假說―演繹法”的基本認識
在人類的發展史中,許多科學的結論都是運用“假說―演繹法”發現的。例如:牛頓創立光的顏色理論過程、凱庫勒提出苯分子的環狀結構、愛因斯坦相對論的提出和驗證過程,這些無不體現“假說―演繹法”在科學研究中的重要性。
假說是人們以一定的經驗材料和已知的科學事實為依據,以已有的科學推論和技術為指導,對未知的自然現象或事物產生的原因而作出的推測性解釋。
演繹是由前提必然得出結論的推理,或是從一些假設的命題出發,運用邏輯規則,導出另一命題的過程。也就是從普遍性的理論知識出發,認識個別的、特殊的現象的一種邏輯推理方法。
所謂“假說―演繹法”,是指在觀察和分析的基礎上提出針對性問題后,通過嚴謹的推理提出解釋問題的假說,根據假說進行演繹推理,最后通過實驗檢驗演繹推理得到預期的結果。如果實驗結果與預期結果一致,則假說成立;反之,假說不成立。
“假說―演繹法”的一般步驟為:發現問題提出假說演繹推理預期結果實驗結果與預期結果是否吻合得出結論。
二、高中生物課本中“假說―演繹法”典型課例
在《遺傳與進化》模塊中,關于“假說―演繹法”的相關素材較多,這些內容主要集中于模塊二的第1到第4章,如基因與染色體關系的探究歷程,DNA分子的結構、復制方式及中心法則的提出與證實,遺傳密碼的破譯?!凹僬f―演繹法”的最典型教學素材,莫過于孟德爾雜交實驗中豌豆的一對相對性狀的雜交實驗。下面以此為例,談談如何運用“假說―演繹法”提高學生的生物科學素養。
1.觀察實驗,發現問題。
以孟德爾一對相對性狀高莖和矮莖為研究對象,展示孟德爾的雜交實驗過程圖,由學生依圖講解實驗操作流程。在此過程中,學生時不時地會用到生物學的一些基本術語,如雜交中的正交、反交,生物學基本概念,如自交,以及豌豆雌雄同花植物如何進行異花授粉。這些實驗操作表述,無形中激發了學生的好奇心,有利于培養學生的語言表達能力和理解能力。在教師的引導思考下,學生會對該圖解提出各種各樣的疑問,如“為什么親本無論正交還是反交,后代都表現為高莖呢?矮莖性狀就消失沒有了嗎?”“為什么子二代中又出現了矮莖?”這些問題的提出,有利于培養學生的問題意識,給予學生發散思維、啟用已有知識的空間,有利于學生理解孟德爾的科學研究方法。
在學生的質疑聲中,教師提醒學生,不能停留在實驗現象的觀察和描述上,對數據進行處理是否會有新的發現?在老師的啟發下,學生嘗試分析子二代中高莖787株,矮莖277株,兩者的數據比值為2.84倍,單獨看該數據沒什么特別之處,當我們把豌豆的其他6對相對性狀的雜交實驗數據一起投影時,原本沉寂的學生一下子豁然開朗,課堂氣氛活躍起來,子二代的性狀分離比都約為3∶1,這一結果引發了學生新的疑問,為什么會出現這種現象呢?該如何解釋呢?
在以上引領學生觀察并分析孟德爾一對豌豆雜交的實驗中,學生從中發現問題到最后提出問題,離不開數學統計的科學方法和堅持不懈地追求科學真諦的執著精神。
2.根據問題,作出假說。
圍繞發現的問題,給一定時間讓學生進行討論,提出各種可能的假說,在教師的引導下,保留部分較合理的假說,其中具有代表性的黑板上加以保留,如“生物的性狀是由基因決定的,顯性性狀由顯性基因控制(用大寫的字母表示,如D),隱性性狀由隱性基因控制(用小寫的字母表示,如d)”。當學生用自己的假說解釋豌豆高莖和矮莖的雜交實驗時,會面臨新的難題,如個體的基因型該如何表示,其產生的配子中的基因又該如何表示等一系列的問題。在這些新的問題串中,要求學生不斷提出新的假說,才能解釋這對相對性狀的雜交實驗中出現的現象。在老師的引導下,學生對假設進行了必要的補充:“豌豆體細胞中的基因是成對存在的,因此純合的高莖表示為DD,純合的矮莖表示為dd?!薄霸谛纬膳渥訒r,成對的基因又是彼此分開的,故配子所含的基因要么是D,要么是d?!薄霸谑芫珪r,雌雄配了結合又是隨機的,D的雄配子可以與D的雌配子相結合,也可也d的雌配子相結合?!痹谶@些增設的假說基礎上,就能完整地解釋孟德爾的雜交實驗現象了。
提出假說這一環節,要求學生有足夠的睿智,敢于大膽猜想、質疑,敢于沖破傳統觀念,敢于創新,這與培養學生的科學素養息息相關。當學生用提出的假說圓滿地解釋豌豆雜交實驗時,學生會異常興奮,由此而倍感喜悅。
3.演繹推理,求證假說。
在學生享受成功的快樂時,老師不忘提出新的問題:“雖然假說很完美,但作為一條科學結論,還為時太早,如何才能證明你的假說是對的呢?”在當今生物科技發達的年代,學生首先想到的是能否用現代儀器設置(如顯微鏡)直接觀察染色體,甚至其上的基因,只要能看到體細胞中基因成對存在和配子中基因成單存在,就能直接證實假說的成立。這種邏輯思維未嘗不可,這就是《遺傳與進化》模塊為什么要將“基因和染色體的關系”章節放在“遺傳因子的發現”章節后面的真正意圖,目的是排除學生用現代科技手段,包括分子生物學的手段直接定位基因的位置所在。更何況,基因在顯微鏡下是無法直接區分出來的,這給直接證明帶來了困難。這時,就得借助于邏輯推斷的力量,利用“假說―演繹”等邏輯推斷的思路間接證明可觀察的現象,最終將假設肯定化。因此,“假說―演繹法”不愧為間接證明的好辦法。
演繹推理假說的成立,要抓住問題的核心和假說的要點,在老師參與學生討論、引導學生拓展思維空間的同時,不忘提醒學生:“能否用該假說來推測其他實驗結果,如果實際操作結果與你的預測完全吻合,則說明我們的假說成立,反之則不成立。”學生在教師的啟發下,開始進入新一輪的探究,尋求支撐假說的實驗方案,嘗試各種豌豆最佳的類型,如DD與DD自交方案、dd與dd自交方案、Dd與Dd自交方案、DD與dd雜交方案、Dd與dd測交方案。在學生激烈討論的同時,教師要隨時把問題聚集在證明假說的核心上,孟德爾演繹推理的要點,其實就是要證明子一代的基因型是否為Dd,本質就是測交,所有純合子的自交,后代都是純合子,豌豆在自然界中自身的現象,無法證明假說的合理;而雜合子(Dd)的自交,本身就是假說產生的實驗基礎,不能用自身產生的推斷證明自身的對錯。因此,對最佳的實驗方案(測交方案)進行演繹推理:子一代的基因型如果為Dd,則產生的配子D和d的比為1:1,dd產生的配子就一種d,雌雄配結合又是隨機結合的,因此產生的后代性狀分離比為1高:1矮。如果推理成立,則實際操作結果與推理相吻合。
4.操作實驗,得出結論。
限于時間,課堂教學無法直接進行豌豆的種植實驗,我們展示了孟德爾的測交實驗結果,統計得到64株后代中,有30株為高莖,34株為矮莖,兩者的性狀分離比接近于1 ∶ 1。因此,結果與預測完全符合,從而驗證了假說的成立,最終得出了結論。
通過一對相對性狀的研究學習,學生深刻領會到孟德爾超乎常人的思維方式和獨特的數據處理方法。即使我們提出的假說不是那么完整,即使提到孟德爾提到的一項,我們都會感到無比欣慰,因為孟德爾的成功是他8年鍥而不舍追求的結果,我們只用了幾節課的時間,就領會到了“假說―演繹法”的精髓。它的真正好處在于促進了學生感悟創新科學研究的方法,培養了學生探究生物科學的能力,激勵了學生勇于探索、熱愛科學、大膽創新、鍥而不舍的精神。
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關鍵詞:物理教學;科學素養;學習興趣
《義務教育物理課程標準》關于課程基本理念中提到,要提高學生的科學素養。國際上普遍將科學素養概括為三個組成部分:對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;對科學技術對社會和個人所產生的影響達到基本的了解程度。我國公民科學素養的現狀為:總體上公民科學素養水平逐漸提高,但與發達國家相比還有較大差距。
就初中生的心理和生理特點而言,他們有著強烈的求知欲望,所以對于一些科技領域的發明及應用十分感興趣。結合學生的興趣,在物理教學中提高學生的科學素養,是每一個初中物理教師在教學過程中所關心的問題。
結合學生自身的特點以及教育改革的決定,教師要改變課程脫離社會發展和學生實際的狀況,培養并鼓勵學生的科技意識和創新意識,要加強課堂的綜合性和實踐性,培養學生收集處理信息、獲取新知識、分析解決新問題、實際操作的能力,以提高學生科學素養的課堂教學,要結合學生的興趣與學生一起探究相關的物理知識,給學生提供一種全新的、開放的、自主探究學習的機會。
教學理論與實踐相結合,課堂教學中我們應注重以下幾點。
一、創設物理情境,增加感性認知
創設良好的物理情境可以吸引學生的注意力,引起學生的懸念,激發學生的求知欲。
例如,講授《物體的浮沉條件及應用》時,可以先為大家展示我國軍用艦艇――潛水艇。這樣可以引起學生的興趣,同時引發學生的思考:為什么潛水艇可以實現自由下沉和上?。客ㄟ^學生自主的學習及探究,他們可以了解潛水艇的運動是靠改變潛水艇的自身重量來實現的。潛水艇它有多個蓄水倉,當潛水艇要下潛時就往蓄水艙中注水,使潛水艇重量增加,大于它的排水量,潛水艇就下潛;要上浮時就往外排水,使潛水艇重量降低,小于它的排水量,潛水艇就上浮。在整個學習過程中,學生經歷了思考、探索的過程,最終對科學技術對社會和個人所產生的影響達到基本的了解程度。
二、打造開放性的課堂
物理課堂教學是動態的、變化的、不斷生成新知識的過程。正是這種動態性,使得物理課堂教學應貫徹開放性的原則。開放性主要體現在:(1)學生可以采取各種不同的方法和途徑探索問題的解決;(2)教學時空必須是開放的,應該采取課內課外相結合的原則,即課內安排適當的時間,大量的研究活動可以延伸到課外進行,要充分利用社會和家庭的人力、物力。例如,在《物體的浮沉條件及應用》課堂將要結束的時候,教師為大家展示浮沉子。再鼓勵學生課后利用互聯網查找資料來解釋浮沉子的浮沉原理。這樣可以培養學生收集信息、處理信息和獨立解決問題的能力。
三、注重實踐
物理知識來源于生活,最終又服務于社會。教師要組織學生多參加課外實踐活動,根據所學的物理知識,利用身邊的素材,進行簡單的小發明、小制作。例如,我們根據學校的實際情況,積極組織學生利用課外活動時間開展科技制作活動,如自制電鈴、自制平行光源、制作針孔照相機、制作潛望鏡、自制量筒以及樓梯電燈開關電路等,并組織展評。在制作過程中,學生的實踐能力和創新能力都能得到發展。
總之,在物理教學中聯系生活實際,有利于培養學生勤于發現、積極思考的好習慣,培養學生運用所學知識去分析和解決某些實際問題的能力,也有利于激發學生的創造精神。
結合學生的興趣,以提高學生的科學素養為重心的課堂教學,具有它獨特的魅力,讓學生大膽地去想、去說、去總結,以此掌握科學的探究學習方法。這樣能使學生愛上物理,從而更好地學習物理。
參考文獻:
[1]孫忠武.新課堂教學的實踐探索.教育科學出版社,2009:192.
[2]徐澤強.初中物理教學中如何激發學生的學習興趣.理科愛好者,2011.
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素質教育歷來是高等教育階段的主要任務,提升學生的科學素養是素質教育中一項最基本的內容,尤其是對生物學而言,更應該注重提高和培養學生的生物科學素養,這樣才能夠培養出能適應當代生命科學發展需要的應用型專門人才。所謂生物科學素養是指參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學概念和科學探究能力,包括人們所掌握的生物科學知識、技能和方法,以及在此基礎上形成的生物科學能力、科學觀以及科學品質等方面。①細胞生物學是研究細胞基本生命活動規律的科學,是21世紀自然科學的三大前沿學科之一,是當前生命科學領域中最活躍、最富有發展前景的學科,是生物類專業的主干課程之一。因此,在細胞生物學教學中如何提高學生的科學素養對于培養新時期的生物人才至關重要。本文主要對當代大學生生物科學素養現狀、實施生物科學素養教育的重要意義以及如何在細胞生物學教學之中提高學生的科學素養進行了綜述,旨在為生物教學提供一定的參考價值,以供方家借鑒。
1 當代大學生的生物科學素養現狀及其存在問題
生物相關專業的學生對生物科學技術具有濃厚的興趣,生物科學技術基礎知識扎實,對生物技術發展持積極的肯定態度,具備良好的科技強國的信念。但是,他們對高新生物科學技術知識和先進實驗技術了解較少,生物科學實驗實踐技能較差,對生物科學科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有調查表明,當代大學生對于當前的一些生物熱點問題有一定的了解,但是對于高新技術的應用和新的科學研究領域的認識不足。在理性上,有43%的學生是盲目的懷疑,或者是盲從專家和他人的觀點,對事物較少有自己的看法;在探索求知精神上,“科學功利主義”對學生的影響最大,使得學生視本文由收集整理野狹窄、目光短淺;在實證精神上,有62%的學生缺乏實驗實證精神,偏重抽象思維,缺乏科學實驗的精神和價值眼光。②此外,許多高校只注重生物專業課的常規教學,很少舉辦專門的科研活動,且科學技能培養與鍛煉的途徑缺乏,這使得大學缺乏濃郁的科學素養氛圍,學生較難形成一定的科學技能,由此科學實踐能力也較差。
2 細胞生物學教學中培養科學素養的意義
細胞生物學是生物學類及農林醫藥類本科生一門必修的專業基礎課,是現代生命科學的前沿分支學科之一,它是以細胞為研究對象,從細胞的整體水平、亞顯微水平、分子水平等三個層研究細胞和細胞器的結構和功能、細胞的生活史和各種生命活動規律的學科。細胞生物學是一門承上啟下的學科,和分子生物學一起同是現代生命科學的基礎,并廣泛滲透到遺傳學、發育生物學、生殖生物學、神經生物學和免疫生物學等的研究中,和農業、醫學、生物高新技術的發展有密切的關系,是生命科學的重要支柱之一,在解決人類面臨的重大問題、促進經濟和社會發展中發揮重要的基礎作用。同時,細胞生物學又是一門實踐性很強的學科,重要理論與實踐密切地聯系著。隨著生命科學自身和生物產業的快速發展,對生命科學相關領域創新型人才的需求也在不斷增加。由此可見,細胞生物學課程中科學素養的培養對于建立與其專業層次、研究方向相符合的細胞生物學知識構架體系,培養和鍛煉學生的科學思維能力具有非常重要的作用。
3 細胞生物學教學中如何培養學生的科學素養
細胞生物學作為生物學類及農林醫藥類的一門專業基礎課程,在培養學生的科學素養方面,具有舉足輕的重要作用。然而,科學素養的提高不是一朝一夕之功,教師應始終將其貫穿于自己的教學之中。如何在細胞生物學教學中培養和提高學生的科學素養,以下是筆者的一些想法和體會。
3.1 加強課堂教學中的“生活化”融合
細胞生物學的知識理論性強,內容抽象深奧、難于理解,教師可以試將抽象的內容與日常生活相聯系,使學生有此聯想起有趣的、熟悉的生活場景或事物,這不僅使抽象的內容具體化和動態化,使其容易理解,而且激發了學生的探究欲望和學習興趣。例如講解“蛋白質的分選”時,引導學生由細胞社會聯想到人類社會。細胞中的各種蛋白質發揮結構或功能作用的部位幾乎遍布細胞的各種膜區和組分,只有當蛋白質各就各位并組裝成結構和功能復合體,才能參與細胞的各種生命活動。這就好比在人類社會中,各專業的畢業生只有找到適合其自身特點的工作崗位才能發揮所長??傊\用發散性思維,盡可能地將細胞生物學抽象的理論知識與生活實際聯系起來,并配合以
多媒體輔助手段,使抽象的內容變得形象生動,易于理解掌握。
3.2 側重教學內容的前沿性和新穎性
細胞生物學發展極為迅速,隨著科學家們研究成果的不斷涌現,其內容處在不斷更新的動態過程中。因此,教師在教學過程中,要注重聯系學科的前沿和熱點,講述較先進的科學結論,跟蹤國際上最新進展。此外,教師在注重教學的同時,宜以科研并舉,以科研引導和促進教學;教學與培養科學研究型人才緊密結合;教學內容與最新科研進展同步,使學生在正確掌握細胞生物學基礎上學會解決與之相關的科學研究問題。如將教師的主要科研成果與基礎理論教學有機結合,結合教學內容介紹自己的科研成果,這樣既生動又貼切,學生又很熟悉,使學生獲得學習的興趣和動力,亦可以啟發學生的創新思維能力,培養學生的科研鉆研精神。
3.3 增加細胞生物學實驗綜合性和設計性實驗的比例
綜合性實驗注重知識的綜合運用,實驗原理和方法步驟較為復雜,可以使學生更好地理解實驗原理,正確使用儀器設備,鍛煉學生綜合分析問題的能力;設計性實驗是指學生根據實驗項目,自主設計實驗方案,自主準備實驗材料,自主配制實驗所需試劑,根據自己的時間自主安排實驗進程,設計性實驗可以充分調動學生的實驗積極性,培養學生的創新思維和勇于探索的精神。由此可見,綜合性和設計性實驗可以鍛煉學生綜合分析問題和解決問題的能力。③然而目前許多高校由于實驗條件和課時安排的限制,細胞生物學實驗主要以基本操作和驗證性實驗為主,綜合性和設計性實驗較少甚至沒有,這在一定程度上限制了學生綜合素質和創新思維的培養。④因此,教師應根據科學性、可行性和實用性原則增大綜合性和設計性實驗的比例。如我們精選了真核生物基因組的提取、純化、鑒定、擴增、酶切、重組、轉化、篩選的大實驗,膜蛋白的分離與鑒定等綜合設計型大實驗,這些實驗中的每個實驗都構成了一個綜合性整體,同時,在實驗材料的選擇上盡量做到由學生自主選擇。通過每一次的綜合設計實驗,使學生進一步鞏固了已學習的知識和已掌握的技術,并能夠對實驗結果進行合理的正確的資料采集、整理、分析和歸納,有效地培養了學生的科學素質、科學精神、創新思維及分析問題和解決問題的能力。
3.4 組織各種“科學小組”,布置學科發展前沿的討論,與全程科研訓練對接,以培養學生的科學態度和科學精神
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新課標倡導通過主動探究來獲取知識,使學生的學習活動不再單純地依賴于教師的講授,在這種主動探究的教學模式背景下,教師有效的教學過程就是教學藝術的璀璨結晶,高中物理知識體系的科學美、師生關系的和諧美、探究性教學的引導藝術美就共同構成了物理課堂教學的過程美,從而讓學生積極自愿地享受美的情趣,潛移默化地受到美的熏陶和教育。那么,教師就務必要結合高中物理課堂教學實際創設探究式的教學情境,因為物理情境是學生掌握具體知識、形成能力、發展心理品質的環境,也是誘發學生思維積極性和調動學生濃厚學習興趣的重要因素。
【關鍵詞】新課程高中物理探究教學能力培養
基于新課程下的當代高中物理探究性教學,對學生素質能力的培養,關鍵是教師要著重創新設計多種教學方法來啟導和激活學生思維,升華培養學生思維創新能力、獨立思考能力、自主探究學習的能力和實踐能力,這是關系到學生學習成敗的決定因素。本文就新課程下高中物理探究性教學對學生素質能力的培養予以探析:
1.高中物理探究性教學中對學生思維創新能力的培養
首先,通過啟導式教學,誘發學生的創造性思維。高中物理教學采取啟導式,就是把物理教學問題換變成一連串地提出問題,在分析、解決問題的過程中使知識和能力發生有機的聯系。提出問題就是給學生設疑或引導學生自己發現疑問,這是啟發思維的關鍵。例如:在色散的教學中,我就明確告訴學生同種介質對不同色光的折射率在不同事實的情形下,給出7種色光對冕牌玻璃的折射率,然后提問:一束包含7種色光的白光射到棱鏡的一個側面上,7種色光將如何射出?(調動學生的思維)。在進行啟導式探究教學中,教師要引導學生注重所學知識和物理知識的聯系以及其它學科相關知識的關聯性,從而強化其它知識對現學知識的學習作用,實現知識遷移、綜合,促進學生思維升華發展;又如:在進行機械波與交流電的探究性教學中,教師就可引導學生在已掌握了數學上的正、余弦函數規律基礎上,進行有關物理內容的學習。另外,教師還要善于運用現代多媒體教學手段,激發學生學習的自覺性和主動性去積極思維,從而誘導學生達到創造性思維的目的。
其次,通過培養學生濃厚的學習興趣,激活學生的創新思維。一個人的創造性思維的成果,無一不是在對所研究的問題產生濃厚興趣的情況下所取得的,因此在物理探究性教學過程中,教師一定要采用直觀的教學方法,運用生動的語言,采取多種靈活的教學形式,例如:適時開展物理課外興趣活動,布置(項目)課題研究等。使學生對教學內容產生濃厚的興趣,當然,學生的興趣總是在欲望得到充分滿足時才能進入最佳的學習和思維狀態。教師就要不斷教會學生懂得,偶然一個小小的發現,可能導致重大的新發現或創造性發明。因此,教師要善于培養學生發現新線索,一旦有所發現,應竭盡全力去追蹤,更要多從各個可能的角度去予以觀察,并將它和其它知識聯系起來,找出切入點或新途徑,還要教育學生理解學習不在于知識本身,而在于將知識作為發展創新的階梯。
再次,通過表揚來鼓勵學生張揚個性,大膽質疑問題,充分發揮學生的創新思維。在日常物理探究性教學活動中,因學生知識、能力水平的局限,學生有可能會產生各種各樣的認識偏差或錯誤,作為物理老師不要強制糾錯,更不能不屑一顧,諷刺打擊,在這當口上教師要耐心、細致地并加以鼓勵、讓學生盡可能表達出個性思想來,這對正確的認識及求異性思維要及時加以稱贊,對有關錯誤認識要引導其自我糾正。平時要盡量與學生交流,讓學生在教師面前敢想敢說,敢爭敢辯,這樣,學生的創新思維才能得以健康的發展。
2.高中物理探究性教學對學生獨立思考能力的培養
物理探究性教學對學生獨立思考能力的培養,著重在于鼓勵學生大膽質疑,從多角度去思考物理問題。
鼓勵學生大膽質疑物理問題。高中學生的天性大多好奇和求異,凡事總喜歡問個究竟,在方法上喜歡另辟蹊徑。在探究性教學過程中,教師既要積極保護學生的好奇心和求知欲,又要善于捕捉學生星星點點的智慧火花,更要想方設法去解決他們心中的疑問。即使學生提出古怪的疑問也不要急于去否定,最為重要的是要去及時地對學生提出的問題做出積極的評價,使學生時時有一種愉悅的心理體驗,感受到思維勞動本身的樂趣,以此強化學生的質疑意識和養成學生良好的質疑品質,決不能讓學生停留在能提出問題的層次上,這是因為科學的創造不僅僅是表現在提出問題,更重要的是在于是否提出了有價值的問題。在物理探究性教學中,特別要重視引導學生提出有價值的問題,即培養學生提出“科學問題”的能力。例如:在自由落體運動的探究性教學中,我做了這樣一個演示實驗,讓帶有細線的金屬球與乒乓球從同一高度同時落下,直觀顯示重球先落地。有的學生問,輕重球下落快慢不同是不是空氣阻力的原因所致呢?如果沒有空氣阻力,它們下落是否是一樣的呢?還有同學問,若把兩個球捆在一起下落,兩球的下落速度又會怎樣呢?這一個又一個的問題使我感到欣慰,因為善于思考,善于從無疑處生疑,這正是學生學會創造的起點。
3.物理探究性教學對學生自主探究學習能力的培養
新課程理念是將注重學生的自主性探究問題提到了突出的位置。在課堂教學中,由以教師的教為主變為以學生的學為主,充分發揮學生的主體地位和學習的主動性;將重結果教學變為重過程教學,讓學生真正體驗知識的獲得過程,在探究過程中培養學生科學的思維方法和獲得知識的能力,為學生的發展打下扎實的知識基礎。
培養學生自主探究學習的能力,教師要根據學生的認知規律與特點和物理學科的實際,我是這樣為學生構建了自主探究學習的課堂探究教學的模式即:探索性預習(閱讀)——反饋性質疑(實驗)——參與式討論——自主性練習——點撥式精講——系統性小結(內化)。從閱讀引入新課——出示“思考問題”——學生閱讀教材——教師巡視指導;提出問題(或實驗):隨堂實驗和演示實驗或動畫模擬實驗(可用圖片或板書替代);組織小組討論或教師組織下的集體討論。實施練習:學生口頭答,上臺板書演示,實驗操作,書面練習等。具體講解:精講內容的重點、難點和關鍵點;再進行分析、歸納、評價。小結:師生共同歸納,使知識系統規范化。這種探究性教學的模式結構,重在體現了主體性的教育思想:①引導學生主動參與學習過程;②發揮了小組合作學習的作用,增加了信息交流量,培養了協作精神;③創設了民主和諧的學習氛圍。④激發了學生學習的創造精神;⑤讓每個學生在學習中都獲得知識遷移與新發展,從而培養了學生自主探究的學習能力。
4.物理探究性教學對學生實踐能力的培養
新時期的高中物理新課程,更多地強調了物理實驗是物理教學的基礎,物理知識的獲取和學生物理能力的提高,離不開對物理實驗的實踐。同樣,衡量教師教學能力和教學模式成功與否的指標,更側重于學科課堂教學的有效性,在高中物理新課標中,更強調了學生實驗教學在探究的實踐活動中的獨特功用。教師要盡量給學生創造實踐鍛煉的機會,通過教師的引導使學生利用有限的條件充分發揮自己的實踐能力。在具體實踐中我改演示實驗為學生實驗,根據學校物理實驗器材的配備,充分利用儀器為學生創造條件,將一些演示實驗改為學生實驗,使學生在充分觀察、操作、討論中,手腦并用地學到物理知識與技能,培養實踐能力。例如:“單擺的振動周期”、“電阻定律”、“楞次定律”、“透鏡成像規律”等實驗教學的實踐。同時將實驗習題化為設計性實驗,對實驗性很強的習題,就讓學生自己設計實驗方案、自己操作、驗證。又如:在高二“穩恒電流”探究性教學時,我就向學生布置了這樣一個實驗習題——用兩節干電池,兩個小燈泡(2.5V、0.3A),一個滑動變阻器、電鍵及導線,設計并安裝一個電路,當改變變阻器滑動觸頭時,一個變亮,一個變暗,并用實驗驗證,以此就培養了學生從實驗中獲取了實踐的技能。