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关键词:高中生物 科学素养 教学
中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)09(c)-0039-01
高中阶段是学生形成正确世界观、人生观的时期。在这一时期学生的科学素养得到快速发展。《普通高中生物课程标准》强调“提高每个高中学生的生物科学素养是本课程标准的核心任务”。这给高中生物的教学指出了新的发展方向。当然,科学素养的提高对学生的发展有着重要的作用。生物科学素养的提高有利于学生的全面发展,有利于学生形成科学的、思维习惯和生活方式。
1 生物科学素养
科学素养是运用科学知识确定问题,得出结果和结论,是一种理解的能力和作出决定的能力。科学素养包含科学意识、科学知识、科学方法、科学能力、科学品质五大要素。科学知识是根基和基础,科学能力是科学素养的最终目标,科学意识和科学品质是主要的呈现方式,科学方法是对科学的认知方式。生物科学素养就是在生物学科内运用科学的方式理解生物科学的本质,理解生物科学、生物技术和社会的相互关系。它反映了一个人对生物科学知识的掌握和应用水平,另外也可以反映出个人不断提高自身科学素养的能力。
高中生物科学素养的培养包括以下几个方面的内容:首先,要让学生掌握生物科学领域的基础知识;其次,要让学生在基础知识的基础上不断的培养理解、探究能力;最后,要帮助学生形成相关的情感态度价值观。生物科学素养的三个内容是相互联系、相互依存的,知识素养是基础,能力培养是核心,情感态度与价值观素养的培养必须依存于知识教育与能力培养之中。高中生物科学素养的培养目标:第一,知识目标。基本生物学知识体系、先进的生物学技术等知识基础和技能基础;第二,能力目标。培养学生的观察能力、探究性学习的能力、实验研究能力、实践活动能力,锻炼其分析、思维、判断、比较、综合、概括等能力;第三,情感态度与价值观目标。培养学生的感恩精神、勇于探索、热爱生命的情感,培养其与人合作、辩证唯物主义、科学发展的精神。
2 学生的科学素养培养对策
2.1 实施探究式教学
高中生物教学目标要求要培养学生的探究精神,因此,在教学过程中我们可以运用探究式教学来培养学生的科学素养。高中生物科学是一门以实验为基础的科学,是非常适合运用探究式教学的。所以教师应把探究式教学作为教学方式,结合学校课程资源与学生实际,实行创造性探究活动。在这里我们可以设定探究式教学的教学流程:提出问题、做出假设、设计实验、验证假设、得出结论、合作交流。引导学生形成问题意识,给学生大胆猜测和“异想天开”的机会,让他们在好奇心和兴趣的推动下来主动的进行学习。指导学生作出科学而合理的假设,引导学生自主地收集资料,积极引导学生的交流,鼓励学生积极发表自己的观点,引导学生运用所学知识解决实际问题。引导学生就问题进行实验的设计,设计实验方法,选择实验器材,收集实验数据。最后分析数据和得出结论。
2.2 培养实际操作能力
培养学生的动手能力对于高中生物教学来说也是非常重要的。我们知道,在高中生物教学中有许多的实验教学,而实验可以很好的培养学生的动手能力。最为简单的就是让学生根据教材的实验,亲自动手,独立的或者是分小组的完成实验,让学生锻炼动手能力,同时也更加深刻的掌握所学的内容,还可以培养学生的观察能力和思维能力。另外,教师还可以引导学生自己设计实验来验证结果。有些学生由于在实验中操作不规范导致了实验结果的偏差,这时候教师就可以引导学生分析其中的原因,找出实验失败的原因,然后要求学生再重复进行实验,直到实验成功。
2.3 加强学科间知识联系
随着素质教育的推行,各种学科之间的相互联系越来越密切。在高中生物教材中,都许多的知识点都需要运用其他学科的知识来进行学习。例如:分泌蛋白的分泌过程就是利用物理方法来解决的;叶绿体中色素的提取和分离是利用化学方法解决的;此外哲学中的许多原理在生物教学中也随处可见。生物体的生命活动正是处于物质的合成与分解这对矛盾的对立统一中。在生物教学中,运用其他学科的知识来解决生物上的问题,不但有利于学生对生物知识的掌握,还有利于学生综合实力的提升,对于学生的科学素养的培养有着重要的作用。当然,在生物教学中运用其他学科的知识,要在不削弱乃至强化生物学科教学效果的前提下进行,根据有关篇目中与生物科学素养有紧密联系的知识点,找准渗透点,有计划、有目的地进行。
2.4 提高教师自身的科学素养
要培养学生的科学素养,教师自身即必须要有比较高的科学素养。提高教师的生物科学素养是基础教育改革对广大教师提出的一项新要求。教师作为知识的传播者,只有不断提高自身的科学素养,才能更好的进行教学,才知道要怎么样去提高学生的科学素养。所以提高生物教师的科学素养是实施素质教育,提高学生科学素养的首要任务。首先,要加强师德修养,增强生物学教师的事业心。只有热爱自己的事业,对自己的工作拥有无限热情的教师才可能教好学生;其次,要让教师树立终身学习的理念。学习不能是一朝一夕的事情,作为教师也要不断的学习,不断的提升自己,才能不断的进步,才能胜任教学的需要;最后,教师要不断的探究教材中的知识点,找出其与科学素养的联系,并利用这些知识点不断的培养自身和学生的科学素养。
总之,科学素养的教育,是一个长期的系统工程。生物教师应该转变原有的陈旧的教育观念,在深刻理解高中生物教学目标的基础上,根据教学内容运用探究式教学方式,培养学生的探究能力;运用生物实验教学培养学生的动手能力;运用不同学科知识点之间的联系提升学生的综合实力。最后还要提高教师自身的科学素养,使教师树立终身学习的理念。
参考文献
[1] 梁振.在高中生物教学中培养学生的生物科学素养[J].文理导航(中旬),2011(11):56.
[2] 吴小峰.高中生物运用科学史培养学生科学素养的探索[J].中学时代,2012(5):217.
关键词:高中;生物课堂;信息素养
中图分类号:G633.91 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)31-0116-02
在当今素质教育的环境下,生物新课程的培养目标要求培养学生的信息意识和信息能力,培养他们的动手操作能力,满足终生教育的要求,逐步建立一个适应21世纪经济和社会发展需要的新的人才培养体系。身处信息社会,学生面临的不是信息的缺乏,而是一场信息风暴。所以对信息进行检索、评价和有效利用,是现代人应该具备的信息素养。
一、上好起始课,培养学生的信息意识
学生是学习的主体,这是为我们所熟知的观点。设计探究活动的重要目标就是引导学生通过主体思考和实践探索获得知识、技能的途径和方法。然而在高中生物课堂教学中,学生通过动手实践获得知识与技能的机会毕竟比较少,针对高中学生的年龄特点和思维水平,可以引导他们通过对知识的“再创造”,以探究为思维主线,把教材知识进行重新组合,实现对学生自主学习能力的培养和训练。所以,在教学中,教师首先应该改变照本宣科的态度,对教材内容进行适当的重组。比如在《遗传与变异》一章的教学中,老师对教学内容作了调整。教材的设计思路是由微观、宏观按照顺序解决这样几个问题:基因是什么——基因如何遗传——伴性遗传。这条思路是符合逻辑思维的。但是探究的主体是学生,他们的认知顺序一般遵循由易到难、由表及里、由现象到本质、由宏观到微观的顺序,如果开始就揭开了神秘遗传物质的面纱,学生就很难体会到前人在解决问题过程中的那种探索的乐趣和智慧。生物学是一门以实验为基础的自然科学,生物科学的形成和发展都离不开实验。通过实验探究生物的规律,是学习生物学的重要途径。所谓现代意识,具体地说是指团结协作、自立、自信、思考、竞争、效率、责任、法制、信息意识等。而中学生物学教学,在培养跨世纪人才现代意识的启蒙教育中,具有它不可替代的特殊地位。几年来,在高中生物教学中,注意了让学生在学习生物学知识、培养学习生物学能力的同时,有意识地对学生渗透了一些现代意识的教育,取得了一定的效果。
二、要充分重视实验的教学作用,培养学生的信息处理能力
首先是演示实验,有些老师认为演示实验准备起来麻烦,做起来费时不如干讲。这种做法固然省时、省力,似乎教学效率很高,其实失去了调动学生学习生物积极性的重要机会。如果说生物课比其他课生动活泼的话,演示实验功不可没。演示实验以其直观、生动、鲜明的特点能给学生以强烈的感染,促使他们思考,加深记忆,充分调动学生的主观能动性。比如在上必修一第四章《物质跨膜运输的方式》一节课时,课前老师的备课思想是:和学生们讨论问题探讨中的“人工的无蛋白质的脂双层膜对不同分子的通透性”,理解蛋白质在膜对物质跨膜运输的重要性,提出载体的名词。然后让学生自主学习课文内容并互相交流,板书给出三种运输方式的比较表格,由学生讨论得出结论。最后老师做出系统的评价并总结。也就是说整个课堂讲解过程中主要活动的主体是学生。但是几个班级上完课后与老师的备课思想都有出入,有的课堂气氛非常安静,学生之间的活动非常少;有的课堂学生甚至完全不理会你在说什么、做什么,仍旧在说笑或者在做自己的事情。高中阶段,正是学生开始考虑自己的人生道路的时候,让学生认识自我,根据自己的性格、兴趣以及能力,分析自己的特长,知道自己的优势和劣势,发挥自己的内在资源和潜能,选择自己的努力方向,不断进步。当我们让学生更多地了解自己的内在潜能和资源时,就为他们打开了另一扇心窗,当学生的认知发生改变的时候,他的态度和行为就会发生变化。这也是解决学习为什么的问题。这点与是否是班主任无关,解决好这个问题,就是唤醒了学生学习的内动力,以后的老师教学管理就会事半功倍,学生的学习也有了明确的方向性。
三、要把讲知识和介绍相关的生物学史有机地结合起来,培养学生的信息交流能力
有些教师认为在课堂上讲生物学史是一件费力不讨好的事,甚至还有些人认为会喧宾夺主,影响了正常教学内容的完成。我认为这只是看到了问题的一方面。其实,就人类记忆和理解的特点来看,越是孤立的东西,越是容易忘却,而孤立的东西只要能和某些有趣味的事情相联系,就容易理解和记忆,这种记忆一旦形成是非常牢固的,极难忘却。这已被现代教育心理学研究证实。生物学科的发展史是极其生动有趣的。在课堂教学中适当增加相关生物学史教学不但不会耽误正常教学内容的完成,而且有助于教学内容的消化吸收,会使学生很好地理解本科内容。生物学史上的趣味性故事,能极大地吸引学生的注意力,提高课堂的听课效率。
四、习题教学要做到条理清晰、逻辑性强,要给学生以规律感,解题有章可循
习题教学历来是生物教学的难点。不少习题课不是太简略落于空乏,便是太繁杂失之要点。究其原因就是习题教学没有做到条理性和逻辑性。这就要求教师对各类生物习题要有深入的研究,并能从中归纳和总结出层次分明的类型,循序渐进地加以指导。很多同学往往是在“课一听就懂,题一做就错”的情况下,逐渐丧失学习生物的兴趣的。因此在习题教学中一定要让他们的解题能力有所提高,才能从根本上提高他们学习生物的积极性。
总之,教师要不失时机地介绍世界科技新动态和周围一些生物知识,使学生认识到生物与我们的日常生活很近,从而增进学习生物的兴趣和积极性。另外,对学生的信息道德教育也不能放松,让学生注意日常生活中的有关信息安全方面的问题,避免信息作弊、侵权等不良行为,提高自律性,遵守社会道德规范。
参考文献:
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[3]吴翔,梁丽.新课程观下信息技术与课程整合的内涵探析[J].中国教育信息化,2008,(18).
一、利用课堂教学来激发学生探究性学习的兴趣,培养学生的科学素质
在课堂教学中创设良好的情境,能充分发挥学生的主观能动性。而生物学科的趣味性在于它是一门与人们的衣、食、住、行等日常联系最为密切的学科,其深奥的理论知识都包含在通俗易懂、简单明了的实际事例中。因而在生物教学中,教师应从生物在社会和生活的实际应用中人手,创设问题情境,激发学生探究学习的兴趣。通过课堂教学,让学生切身体验到生物与我们社会生活的广泛而紧密的联系,感受到生物学是鲜活、生动有趣的。
例如,在上高一生物第一节课时,教师可以利用对课本中科学家的介绍来激发学生探究性学习的兴趣,也可以利用高中生物第一堂课《从生物圈到细胞》这节的教学来创设学生探究性学习的兴趣。在上该节课时,教师可用一段“非典”的影片作为探究性学习活动的材料,让学生探讨病毒的生命活动是怎样体现出来的,通过探究学习使学生得出“非典”病毒必须寄生在细胞内才能体现生命活动;或者用“流感”病毒使人患感冒作为学生探究性学习材料,进行课堂讨论探究,来掌握病毒的生命活动离不开细胞,再让学生回顾初中学习过的草履虫、变形虫等单细胞生物,让学生思考:为什么它们既是一个细胞又是一个生物体?它们的生命活动与细胞有什么关系?让学生开展探究,来掌握单细胞生命活动离不开细胞,同时也可以让学生通过对人的生命历程进行探讨,来了解人是由一个细胞发育而来的,由多个细胞构成的一个整体。学生通过对人的生命历程的探究,可以掌握多细胞生物的生命活动同样离不开细胞。在整个生物教学中开展探究学习,使学生在探究中进行合作、在探究中展开讨论。这样,既能让学生学会怎样去探究,又能使学生在探究过程中掌握课本中的知识,培养学生的科学素养,同时还能激发学生对探究性学习的兴趣,提高学生的科学素质。
二、利用生物实验教学开展探究性学习活动,提高学生的科学素质
生物学是一门实验科学,观察和实验是生物学科基本的研究方法。高中生物新教材中(人教版)共有各种各类实验46个,通过这些实验,尤其是探究类型的实验,可以启发学生学习的主动性,提高学生的观察、思维、分析和解决问题及交流与合作的能力,使学生养成科学态度和科学精神,树立创新意识,提高科学素质。
实验教学是一个探究的过程,学生在实验中的学习方式也应该体现自然科学的这一特点。让学生通过类似于科学家科学研究活动的方式获取科学知识,并在这个过程中,学会科学的方法和技能、科学的思维方式,形成科学观点。通过学生自己的分析、讨论、归纳去处理实验中的现象和知识之间的冲突,引发他们原有认知结构的调整和变化,从而构建起新的认知体系,以培养他们独立获取新知识的能力。例如,在《植物细胞的吸水和失水》的实验教学中,学生在实验中,必须经过实验材料的选择及处理、试剂的选择、装片的制作及观察、实验现象比较分析等过程。在此实验过程中,学生就要思考以下系列问题:为什么要选用紫色的洋葱而不是无色的洋葱?如何才能把装片做好?在材料的处理方面,为什么用不同的浓度的蔗糖浓液处理洋葱表皮才会产生不同的现象?观察装片时,为什么会发生质壁分离?分离后放到浓度低的浓液内又会复原?产生这种现象的原因是什么?质壁分离与复原现象在生物学中有什么作用?在实验过程中,学生不仅要动脑,还要同时动手和动眼,真正做到脑、眼、手并用。生物实验教学对培养学生的实践能力、观察能力、思维能力及分析解决问题的能力等具有重要作用。
三、利用生物课外探究活动培养学生的科学素质
生物科学是自然科学中的一门基础学科,是研究生命现象和生命活动规律的科学。积极开展生物课外探究活动有利于发展学生的智力,培养学生的能力。如,在学生中进行采集制作标本、植物栽培、动物的养殖、环境的调查等生物课外探究活动。这些课外探究活动都需要学生自主合作、独立思考、仔细观察、分析各种现象、查找资料,去说明和解决一些生物问题。如,在植物标本的采集活动中,先要对采集的对象进行观察分析,要考虑是采集植物的根、茎、叶,还是植物的花、果实、种子,不同的季节要采集植物的哪部分,采集后又要怎样处理等问题。学生通过这些课外探究活动,既能锻炼敏锐的观察能力,促进学生的自学能力、思维能力及独立工作能力,还由于学生必须开展合作才能完成,又培养了学生的合作精神。
在高中生物学实验教学中,重视实验素养的培养是很重要的。什么是实验素养?实验素养是科学素养的重要组成部分,是实验品质、实验思维、实验能力、实验科学思维的综合。高中阶段对学生实验素养的考查有两种形式,一是高二第二学期进行的生物实验考查,主要检验学生的动手能力和实验品质。一是各类考试中的实验题,这些实验题考查的是学生的实验思维和表达能力。新课改后的高考越来越重视对能力的考查。实验类题目可以非常好地与《考试说明》要求的理解能力、获取信息的能力和综合运用能力相结合,尤其通过实验过程图解考查学生对实验过程和内涵的理解。2016年我有幸参加了高考阅卷工作,下面就以其中两道实验题的得分情况分析一下平常实验教学的开展情况对学生解决实验题的影响。
一、答题情况分析
1.(全国二卷)第29题(10分)(题省)
本题涉及的实验来自必修一第五章一节中的探究实验《影响酶活性的条件》,前三问都直接与该实验有关。看似并不复杂的实验题,最终平均得分仅5.78分。取得这样的分数让考生和老师都不满意,因为这个题涉及的实验大家在教学过程中反复讲过、练过,学生非常熟悉。但这里所说的“练”并非在实验室里“练”,而是在做“纸上实验”,以讲代练。以我的理解,这个实验在教材中的用意不仅是告诉我们温度和酸碱度对酶活性的影响是什么?更重要的是让学生自己动脑设计实验,怎样控制自变量、控制无关变量、应变量的变化、怎样检测,再通过准确的操作动手得出实验结论,这样可以增强学生的记忆和理解,更关键的是在这个过程中提高了学生的实验素养。在阅卷过程中可明显感觉到学生对这个实验有一定的认识,却浮于对原课本实验结论的记忆,在本题对原课本实验改编之后,很多学生出现了不能从题中获得有效信息、对实验基本原理不理解等问题,造成了失分。表面看,是学生答题的问题,其实这一切缘于平时学生实验课、实习课、活动课太少,缺少直接过程体验,缺少积淀相应能力的机会。要知道,能力的习得非一朝之功。
作为一线教师,我们深知实验题在高考和水平测试中的分量,但是由于主观客观的原因,我们没有把时间花在“实验室”,让学生形成科学的实验态度,掌握科学的实验方法,培养学生的探究精神和创新能力。而是在急功近利“走捷径”,练了很多实验题,总结了很多实验题的解法,甚至花了很多时间揣摩命题教师的命题方向,但最终却收效甚微。高考生物实验成绩“节节败退”恰恰是缘于不重视实验教学这一主要原因。客观地说,相当多的初高中生物教师对开展生物实验教学缺乏信心、缺少坚持,对实验教学效果缺乏认同。实验教学出现要求做的也尽量少做或不做,可做可不做的一概不做,课外实验几乎为零的现象已经普遍存在。在这样的背景下,学生的实验素养低下成为一种必然,新课改的趋势正是强化能力为主,考生如果只是背概念,而不掌握实验方法、提高审题能力是拿不到高分的,更不用说这样的考生今后有什么创新能力了。
2.(全国二卷)第31题(8分)(题省)
本题涉及的实验为必修一第五章第四节中的探究性实验《环境因素对光合作用强度的影响》,其目的是让学生以小组为单位设计实验方案,利用身边的简易装置探究光照强度对光合作用强度的影响。本实验在教材中属于开放性实验,实验方案小组自订,实验材料要学生自己确定。这个实验可以锻炼学生的科学思维能力,以及小组合作能力等,但可惜的是,大部分老师都只是给学生“讲”这个实验,几乎没有让学生真正参与到实验设计和实施过程中,只是告诉学生该怎样去做,最终会有什么样的结果。事实包括我在内的大部分老师,都没有亲自做实验探究,所有实验结果都是我们通过理论臆想出来的,至于“实验过程中会不会有什么意外因素?实际条件下叶片会不会按照设想上浮?”等等都应该在实际操作中总结出来,我想只有我们参与其中才能真正体会到,同时我们的实验品质、实验思维、实验能力才会提高。这道题的平均得分为3.74分,可以说是全生物卷得分率最低的一道题。得知这样的结果后,我们都嗟叹学生在如此熟悉的背景下的实验都没有能够很好地得分,忽略学生的“熟”只是熟悉实验的结果,我们把结论“背下来”却不是学生真正自己通过动手得来的,那么对它的理解只能是肤浅的。
二、对今后工作的一些思考
亚里士多德曾说:“我听过就忘了,我看见就记住了,我做了就理解了。”这句话充分诠释了动手实践对学生学习的重要性。通过这次高考阅卷的亲身体验,我对以前实验教学的态度有了很大的转变。以前总是怕麻烦、怕耽误课程进度、怕学生在实验室不听话,没有给学生充分的动手机会,从而自觉不自觉地抹杀了他们的探究兴趣,禁锢了他们好动的天性,钝化了他们的思维灵感,强化了他们的依赖意识。但从人的发展角度来看,这种在动手中培养起来的科学素养对学生的一生都是有益的。教师应该利用现有实验设备并创造条件尽量开设教学要求规定开出的实验,让学生尽可能动手操作,哪怕仅仅是简单的模拟实验,都可以增强学生的感性认识。
一、精心设计课堂结构,培养科学的思维能力
教师给学生传授知识的依据是教材,但教材编写主要侧重于知识的系统性,不一定适合科学的思维过程,也不一定适合教学结构。因此,教师在备课时,应对教材进行深入研究,在其逻辑结构的基础上,根据自己对教材的理解,并结合学生的实际情况,通过巧妙的构思,重新构建和设计,以形成独特的教学逻辑结构,揭示科学思维过程,使之尽可能激发学生的思维,有利于培养学生科学的思维能力。
如高中生物中关于细胞膜的结构和特点仅有几句描述性语言,这使学生感到这部分知识无思维性而言,只要记住就可以了。我在讲授这部分内容时,设计了如下课堂教学结构:
(1)让学生观察鸡蛋黄外的薄膜,对细胞膜建立感性认识;(2)展示电子显微镜下所观察到的细胞膜结构图片;(3)讲述科学家对细胞膜化学成分的分析结果;(4)让学生回忆磷脂分子的结构特性;(5)引导学生推导出磷脂分子在细胞膜上可能的排列方式,进而学生可以较为容易地推导出磷脂双分子层的基本骨架;(6)介绍细胞杂交技术和荧光标记实验,让学生理解细胞膜具有流动性的特性;(7)合理解释电子显微镜下所观察到的细胞膜结构,并理解教材中所提出的细胞膜结构模型。
这样的教学结构,容易使学生的思维始终处于活跃状态,顺着思路一步步引向深入,使他们在获取知识的同时,培养科学的思维方法。
二、精心设疑,培养学生科学探究能力
科学研究过程实质是发现问题、分析问题、解决问题的过程,也就是科学的探索过程。在教学过程中,教师主导作用的一个重要方面就是善于从教材内容和学生的心理状态出发,采用各种方式设计富有启发性的问题,创造探索的情景,激发学生思考和探索的欲望,从而达到在获取知识的同时培养他们科学探索能力的目的。
如在讲遗传物质的证据时,我设置了以下一系列的疑问和步骤,充分调动学生的思维,使其在获取知识的过程中,培养探究能力:
(1)先介绍单细胞伞藻的嫁接实验,让学生分析思考伞藻的帽形是由哪里的物质控制的。学生不难分析出,控制其性状的物质在细胞核内。(2)在此基础上设问:细胞核内有哪些主要成分?哪种成分是遗传物质?(3)引导分析遗传物质应具备的特点。(4)设问:染色体是遗传物质?染色体的组成成分是什么?(5)通过介绍噬菌体侵染大肠杆菌实验与同位素的示踪法,分析得出DNA是遗传物质以及DNA在细胞内存在的形式,使学生理解染色体是遗传物质的主要载体。
三、重视科学发现过程的讲解,让学生了解科学研究方法
在高中生物教材中有许多内容涉及到科学发现过程。在生物课堂教学过程中,重视科学发现过程的讲解和归纳,模拟或创设当时科学家探索科学真理的情景,使学生在获得知识的同时能够感悟科学家的思路,总结他们研究科学问题的一般原理及方法,有助于学生了解生物科学的研究方法,其中以孟德尔遗传规律的讲授最为典型。针对这部分的内容,我采用下列步骤授课:
(1)先叙述孟德尔关于豌豆一对相对性状的杂交实验结果。(2)设问:为什么F1只表现一种亲本性状?F2为什么会出现性状分离?为什么有3?誜1的分离比?(3)引出孟德尔的假说和对该现象的解释。(4)设问:孟德尔的解释是否合理?引出测交的概念,并讲述测交的原理和实验结果。(5)归纳得出孟德尔的分离定律以及在农业生产和预防遗传病中的应用。(6)引导学生归纳孟德尔研究问题的过程和现代科学研究中常用的一种科学方法,即假说演绎法:“实验现象假说推论验证理论”。
这样可以使学生在理解和掌握分离定律的同时,认识到科学研究并非深不可测,而是有章可循的,只要采用科学的研究方法就可对许多自然现象进行探究。通过这种循序渐进的教学,使学生在获得知识的同时得到科学方法的训练和培养。
四、强化实验教学,培养良好的科学态度
关键词:高中物理;兴趣;素养
《普通高中物理课程标准》指出:“高中物理课程旨在进一步提高学生的科学素养,从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度来培养学生,为学生终身发展、应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础。”所以,教师要让学生爱上物理,在探究物理的过程中培养学生的科学素养,促使学生得到更好、更健康的发展。
首先,教师可以采用多种教学方法、多样化的教学手段,调动学生学习的积极性,使学生愿意学习物理,愿意在物理探究中掌握基本的知识,培养自己的科学素养。所谓“兴趣是最好的老师”也是这个道理,学生没有兴趣,即使教师的能力再强,教学的方法在新颖,学生也没有探究学习的欲望。所以,在教学中,我们可以采用小组合作的教学方式,培养学生的自主学习能力;可以实施分层教学法,使全体学生都能积极地参与到物理学习中;可以借助物理典型的实验,让学生在形象的教学中理解抽象的物理知识等。不管是哪种教学方式,教师都要精心地进行设计,充分发挥学生的主体性,使学生真正的融入课堂,真正的明白物理的重要性。
例如,在学习《生活中的圆周运动》时,由于圆周运动是我们生活中普遍常见的,与我们日常生活有着密切的联系。若是我们还像传统教学一样只是按照教材的理论知识传授,学生会感到物理知识难、抽象,没有一点学习的兴趣。因此,在这节课的教学中,我借助多媒体向学生展示了火车的转弯、车速过快导致翻车的现象等,
目的是想调动学生的学习热情,将抽象知识形象化,进而使学生轻松地掌握物理知识,并进一步培养学生的探究物理欲望,提高学生的科学素养。
其次,构建和谐的师生关系,调动学生的学习积极性,使学生在教师营造的和谐氛围中更好地去学习、去探究。所以,在授课时,教师对学生一些不成熟的想法不要轻易地给予否定,而要在肯定的基础上找出不足,这样既可以保持学生的好奇心和探究欲,又可以使学生在轻松的环境中找到学习物理的兴趣点,使学生逐渐发现物理的魅力。
关键词:高中生物;课堂教学;科学素养;培育
什么是“生物科学素养”呢?《普通高中生物学课程标准》指出生物科学素养是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观,它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平,以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。
在实际教学过程中,教师面对更多的困惑和挑战。一方面课时紧张,升学压力大;另一方面课程资源有限。如何克服困难,合理开发教材,在提高课堂教学效率的基础上,优化课堂,渗透生物科学素养的培育?以模块2(必修二)为例,笔者结合自身教学实际浅谈如下:
一、研究教材,渗透科学发展史教育
教材的编排涉及两条线索:一条是“人类对遗传物质的探索过程”,另一条是从孟德尔到摩尔根等对遗传问题的科学探究过程。体现了科学发展由表及里、由现象到本质的一般过程,也体现了从个体到细胞到分子的遗传学知识的内在逻辑联系,其中渗透着科学思维方法在实践中的运用,以及科学家表现出的科学态度和科学精神。教材中本身就蕴含丰富的课程资源,教师要善于挖掘和利用。
1.由表及里,按教材编排从孟德尔到减数分裂到摩尔根,让学生在科学研究的历程中获取知识。有助于学生从浓郁的历史感当中体悟科学发展的真实历程,培养其一般的逻辑思维能力。尽管有些教师喜欢将第二章减数分裂提前,似乎与必修一有丝分裂一起学习便于联系和比较,但破坏了知识的内在逻辑联系,影响学生对于科学研究真实历程的认知,这种对于教材的处理方式值得商榷。
2.引导学生利用各种资源了解人类对于遗传问题的研究历史,了解这一领域生物科学发展现状及其在生产生活中的应用状况;教师在课堂中及时对学生获取的资料进行展示评价和概括,利用课件介绍相关知识,与课堂教学有机结合起来。可以锻炼学生搜集信息处理信息的能力,并开阔视野从生物学视角认知世界。教学过程中介绍诸如人类基因组工程在生活中应用的实例。
3.从人类对遗传问题的认识到孟德尔的杂交实验,重视对科学家和科学研究过程的学习。在课堂教学中,利用多媒体概括性来讲述孟德尔的研究过程,既体现出孟德尔热爱科学、锲而不舍、敢于独立思考的精神,又体现出科学方法和创新精神在科学研究中的巨大作用。
二、开发教材,充分利用课程资源,渗透科学思维和方法教育
理解科学研究的过程和方法,最好的办法是亲自体验科学实验和探究的过程。
1.切实保障实验、探究等学习活动的数量和质量。必修二实验“性状分离比的模拟”可以利用小组活动,以乒乓球或玻璃球代表雌雄配子,模拟生物在生殖过程中雌雄配子随机结合的过程,并实践对数据的统计和处理。“技能训练:设计程序”也要重视,可以让学生自主地利用课余时间设计方案,以小组为单位利用自习时间交流讨论完善,最后在班级中展示,可以很好地锻炼学生合作交流探究的意识和行为习惯。
2.发掘教材,制作模型。在教学中,孟德尔对实验现象的解释是一个难点。在教学中,可以自己制作模型,以不同颜色的乒乓球组合代表基因型,以塑料板固定,演示配子产生过程,雌雄配子随机结合方式及子代基因组合类型。这样可以将遗传图解直观化,学生也乐于参与,大大提高了课堂效果。笔者在一堂市级公开课中利用自作模型讲授孟德尔“一对相对现状的杂交实验”,取得极好的课堂效果,获得一等奖的好成绩。可见,将抽象的知识直观化,提高学生的参与度,让其进入科学思维的探究历程中,有利于学生对知识的理解和掌握。
三、结合生活生产实际,理解科技与生产的联系,初步树立和形成解决问题的科学思维方法
一方面,可以将生活生产实践中的典型事例引入课堂,为我所用;另一方面,可以主动将教材知识或习题加以延伸,主动联系实践。
例如,刚学习完孟德尔“两对相对性状的杂交实验”,对于课后习题2(题目略),可将该选择题进一步延伸,联系育种实际设问:(1)该类型(抗倒伏抗病)基因型有几种?(2)比例是多少?(3)能否直接将获得的类型大量推广种植?(4)如何进一步选育?(5)由此推测,一般育种的程序是什么?反之,可以引入诸如水稻杂交、癌症治疗等实例引发学生课堂思考,培养学生尝试将理论应用于实践的意识和能力。
这样可以由浅入深,联系生产实际,引导学生思维纵向发展,一方面,可以将生活生产实践中的典型事例引入课堂,为我所用;另一方面,可以主动将教材知识或习题加以延伸,主动联系实践。
总之,熟悉教材,研究教材,挖掘教材,开发好教材资源,树立在课堂教学中贯彻新课程理念,以科学素养的形成为核心,灵活处理好课本知识与学生已有知识和能力的交汇,就能够达到我们教学的更高层目标。
关键词:蔬菜;生物科学素养;科学态度
“提高生物科学素养”是《普通高中生物学课程标准》确定的四大基本理念之一。生物科学素养是指参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力,包括理解科学、技术与社会的相互关系,理解科学的本质及形成科学的态度和价值观。我校学生都是美术特长生,他们的高考不考生物,在全省的学业水平测试中,生物也只要达到“D”等级就可以了。可以说,学生学习生物的外部要求不高,内部动力不足。调查发现,我校79%的学生觉得生物课堂教学内容太难,不感兴趣,不想听,90.2%的学生希望经常做实验,但课时又不允许。怎样提高这类学生的生物科学素养?我们设计了在校园楼顶种植蔬菜的活动,设计这个项目的理由有三个:1.蔬菜的成熟时间短,学生容易看到劳动成果,而且收获一批,马上又可以播种下一批,学生有新鲜感也容易获得成功感;2.城市学生很多从没有种过蔬菜,有兴趣的学生比较多。地点设在教学楼顶,课余时间学生上去观察也很方便,预计能较好的坚持。3.在种植蔬菜的过程中,可与生物知识紧密联系、与美术绘画摄影等自然结合起来。这样既锻炼了学生的实践能力,又能与自己的专业相结合,预计效果会比较好。非常幸运,我们命名为《特色种植》的这个项目,在2012年成功申报为广州市第六批青少年科技特色项目,得到资金扶持。于是我们真正有机会进行校园楼顶种植蔬菜对提高美术类学生科学素养的实践研究。通过实践,我们发现校园蔬菜种植有利于学生以下素养的提高。
一、有利于学生科学态度的形成
科学态度是人基于对科学知识的正确理解和对科学发展的认识而形成科学的信念和科学习惯,包括好奇心、诚实(实事求是的思维品质)、合作、创造力(独立思考和创造性学习)。我们在进行楼顶蔬菜种植时,项目组首先公布计划,召集有兴趣的高一、高二学生参加,强调是学生自己种植蔬菜,如果要参加就至少要坚持一季(从播种到收获),上学的每一天都要去楼顶观察和记录。因为种的是绿色蔬菜不能使用农药化肥,施肥只能用有机肥,害虫只能用生物、物理方法、无害化学法来驱杀,报名者云集,我们让学生自主分组开始活动。在向学生介绍基本的种植方法和技术后,项目组提供了大量的蔬菜种子:黄瓜、辣椒、丝瓜、茄子、白菜、菜心、菠菜、豌豆、茼蒿、生菜、萝卜、芫荽、西红柿、圣女果等等。选择种子、播种、观察发芽、记录生长过程都由学生自主进行。学生首先就对不同种子有不同的形状产生了好奇,特别是播种之后,在等待种子发芽的过程,当生菜、茼蒿率先出土,而菠菜、芫荽还在沉睡,学生在焦急的等待中深深地理解了不同物种的不同特性,也了解了培育的不容易;当白菜已经开花,芥菜还在继续疯长,但自己是毫无办法的,只能等待并观察,但最终也开花了,他们说终于知道什么叫静待花开。在种植中,他们理解只有用科学的态度,实事求是去观察和记录,根据各种蔬菜自身的特点去间苗、施肥、搭架、打顶才能让蔬菜生长得更好。
二、有利于学生科学探究方法与技能的日渐娴熟
高中生物课程标准实验教材中有一些探究实验,要求学生掌握科学探究的一般技能,包括提出问题、作出假设、制订计划、搜集证据、得出结论、表达和交流的科学探究能力。科学探究更重要的是它的过程而不完全是结果。学生进行探究的真正意图,不仅在于掌握生物学知识本身,更重要的是让学生学会科学探究的一般方法,考虑通过哪些途径去解决问题,并以此渐渐地养成探究的态度、方法和思维的品质。书上的实验更多的趋向是验证性质。但蔬菜种植中出现的问题没有范本可查,称得上是真正的探究实验。比如:有男生在给自己的蔬菜浇上自己收集的尿液发酵后试用,发现蔬菜并不如预期的那样长得更茂盛,反而有些枯黄,于是想到可能是尿液浓度太高导致菜苗失水的缘故。那么什么浓度是最有利于蔬菜生长呢。于是他自己设计了一个探究实验,把种了同一种蔬菜的同一块菜地分成5小块,分别浇:自来水、尿与水1:0.5混合、尿与水1:1混合、尿与水1:1.5混合、全尿液,然后观察蔬菜生长,结果发现浇上尿与水1:1混合时,生长最快。他在种植小组介绍了他的实验结果。虽然这是一个小实验,但却包含了科学探究的技能和方法。以后有学生又进行了红薯藤摘心后对侧芽生长影响的实验,蔬菜怎样间种可以有效自然驱虫的实验等等。
三、有利于学生科学、技术与社会的结合
生物学课程对学生进行科学、技术与社会的教育,目的在于突出科学、技术、社会之间的关系,即教育教学内容的出发点不仅限于科学知识本身,也强调三者之间的关系。通过种植活动,同学不但深深体会到农民的辛苦,也懂得要让蔬菜长得好,获得较高产量必须掌握相关技术,而技术是在科学的指导下进行的。所以当学生在种植中遇到问题就会自行查阅要怎样去处理,为什么要这样去处理。他们会把自己辛勤种植的蔬菜送给父母、老师、朋友、他们还去进行了几次义卖,把得来的钱捐给学校的贫困学生,真正做到了科学、技术与社会的结合。
四、有利于学生生物学知识和技能的掌握
物理学更是一门以实验为基础的自然科学:物理学中,概念的形成、规律的发现、理论的建立,都有赖于实验,其正确性要不断地受到实验的检验.高中物理教学尤其是实验教学担负着为高校输送具有一定科学素养和创新精神优质生源的重任.
一、高中物理实验教学的意义及现状
当前,在应试教育的影响下,高中物理实验教学令人担忧,物理实验教学难以发挥它应有的作用.教师认为物理实验耗时太多,效果还不一定好,完全可以通过多讲多做几道实验题来替代做实验.如果做实验也只是应付了事.殊不知,这种重理论轻实验的教学方式早已和物理科学的形成和发展背道而驰.学生成为被动的接受者,以至于很少提出问题.大多数学生重结果而轻过程,为了得到期望的结果,甚至修改实验数据.没有养成实事求是的科学态度,没有学会解决问题的科学方法,学生的主体地位远没有得到重视.教师则忙于应考研究,对真正有价值的研究和探索缺乏动力,严重局限着教师知识结构扩展和各种素质的提高,更让学生在题海中失去了对复杂问题思考的动力和对科学研究的兴趣,严重影响高素质创新型后备力量的培养.
首先,物理实验教学有利于激发学生的学习兴趣.“兴趣是最好的老师”,同时也是一切有效学习的开始.实验教学作为与单纯的知识传授完全不同的教学模式,能够有效地激发学生的学习兴趣,引发学生的好奇心理.其次,在实验的前期准备环节,学生能够从目标定位、实验策划等过程中接受统筹安排、细节设计、搜集资料等能力的培养;在实验实施阶段能够培养学生实践操作能力,对于突发问题的应变能力以及将物理学知识在现实中的应用能力;在实验的总结阶段,学生则隐性地接受了总结归纳能力,对所出现问题的反思能力等.在参与物理实验的过程中,学生完全置身于物理的世界中,通过实验细节引发学生对于物理问题的思考,能够有效地激发学生的创造性思维同时培养学生各种理性的思维模式.
最后,一个成功的物理实验需要多人协同合作、共同完成,在合作的过程中能够有效地培养学生团结协作的意识.而在解决实验过程中遇到的问题的时候,有助于激发学生克服困难、坚持不懈的精神.
二、通过物理实验教学,培养学生科学研究素质
如何通过物理实验教学来培养学生的科学研究素质,是我们非常关注且重视的问题.我们认为高中物理实验教学应遵循物理科学的形成和发展的一般规律,深刻领会高中物理教材中有关实验编写的宗旨,让学生在科学研究的氛围中接受新知识,让学生经历科学认知过程,体会科学方法,树立科学的世界观.下面就对教材中实验的处理结合实际教学谈谈高中物理实验教学中如何培养学生科学研究的基本素质.
1.课堂演示实验教学,重在让学生了解和体验科学研究的过程
演示实验,在新课中有较多的出现,以教师实验为主,学生辅助参与.教师的实验过程中也要引领学生经历科学实验过程.科学研究一般程序大致分五个阶段:选择研究课题、研究设计阶段、搜集资料阶段、整理分析阶段、得出结果阶段.
如探究感应电流的产生条件的实验,研究课题就是探究感应电流的产生条件.研究设计过程就是向线圈和电流计组成的闭合回路和不闭合回路中插入或抽出条形磁铁,观察灵敏电流计指针是否发生偏转;模仿法拉第的实验,让小线圈通过滑动变阻器和开关连接到电源上,大线圈的两端连接到电流表上,把小线圈放到大线圈里,观察开关闭合和断开瞬间,开关闭合,滑动变阻器滑片不动或迅速移动时灵敏电流计指针是否发生偏转;如电流计指针偏转,说明有感应电流产生,如电流计指针不偏转,说明无感应电流产生.搜集资料即对实验现象详细记录到所设计的表格中.整理分析就是对记录到的实验现象进行合理地分析,找出不同过程中产生感应电流的共同特性.得出结果就是对整理分析中的得出共性的东西进行猜想归纳演绎,总结出只要通过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生.
2.学生实验教学,重在让学生独立完成科学研究的整个过程,旨在提高学生的动手能力和培养学生的求异思维
学生实验,是以教师辅导为辅,学生亲自动手参与为主的实验.这种实验学生不仅能亲自体验科学研究的过程,还能在实验过程中提高动手能力.在教学过程中对学生实验探究过程的每一个环节都要认真对待,严格要求.特别对如何探究的设计过程,学生动手实验取得实验数据过程,对实验数据的处理过程以及探究结论的得出过程进行及时指导和监督,不能走过场,草率了事.
要提高学生科学研究的能力,教师应在学生实验中对同一个研究课题,既要让学生熟悉教材中经典的探究设计,同时又要鼓励学生根据现有的物理知识,设计不同的探究方案,培养学生的求异思维,做到殊路同归.即不能拘泥于书本提出的方案,要拓展学生的思维的广度和深度,从不同的角度来探究同一个问题.如探究碰撞前后的不变量问题时,人教版的教材中已经给出了三种参考案例,每个学生应对这三个案例的探究设计进行全面了解和掌握,而且要求每位同学对这三种案例都要亲自动手进行实验,搜集实验数据,通过对实验数据的处理来得出实验结论.同时对三种案例实验过程的相同点和不同点进行体会和总结.再如测定电阻的阻值时,除了书本上介绍的用万用表的欧姆挡测电阻和伏安法测电阻外,可以让学生自己设计出如等效替代法,电桥平衡法,半偏法等方法,然后进行实验,得出实验数据,进行误差分析,得出结论.通过对实验误差的分析,认识电流表和电压表的内阻或设计原理的欠缺对实验结果的影响,设计出更加合理可行的实验方案,提高实验的精度和效能.
3.课后小实验教学,激发学生兴趣,培养学生利用计算机技术处理实验数据的能力
课后小实验的趣味性很强,容易激发学生学习物理的兴趣,刺激学生动手做一做的欲望.教师应尽量创造条件,开放学校实验室,根据实验中所需的器材,去实验室搜集整理,如没有的器材可以和学生一起动手制作.对实验中用到的利用计算机处理实验数据,教师应对学生进行介绍和培训,然后放手让学生去做,让学生在实验中寻找乐趣,同时也增强了学生利用计算机处理数据的能力,为今后的科学研究工作打下良好的基础.如人教版必修一中用计算机绘制v-t图象,借助WPS表格软件输入实验数据可以迅速、准确地根据表中的数据作出v-t图象,甚至能够写出图象的函数表达式.在用传感器探究作用力与反作用力的关系时,把传感器和计算机相连,可以把受力大小随时间变化的情况在计算机屏幕上显示出来.这种实验不仅可以开拓学生的思路,提高学生探究设计的能力,同时在对实验数据处理上,提高了利用计算机解决问题的能力,既能对实验数据处理有形象的描述,又大大提高了效率.
4.在物理实验教学中开展课题研究活动,培养学生自己发现问题、综合分析问题和解决问题的能力
物理教师对学生一个学期或一个寒暑假提出一个课题研究的要求,让学生在学习之余进行研究,拓宽学生的眼界,让学生置身自然和社会大课堂,使学生更好地融入社会,深入实践中去.学生可以对教材中的课题进行研究,也可以由教师结合学生的知识储备提出一些新的研究课题,让学生根据自身情况和兴趣爱好进行选择,也可以由学生自己提出一些课题.教师对学生研究的课题的全程要进行跟踪指导和督查,在学期初或学期末对学生研究的课题进行结题,向全体学生展示,让大家分享.对学生中出现的优秀研究课题,进行总结和表扬,让学生具有一定的荣誉感,更好地激发学生科学研究的潜能.
5.在物理实验教学中适当开展科技小发明和小创造活动,培养学生的创造性思维和创新能力
让学生在实际生活中发现问题,作出假设和猜想,设计解决问题的方案,通过不断地论证、实验和制作,最终制造出解决问题的小作品.教师可以指导学生完成作品,并帮助学生参与小发明小创造的等级评比,甚至对有开发利用价值的作品申请专利.