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【关键词】初中;高中;生物教学;衔接
如何在“生物学科是小学科、副科”的逆境中,在初中生物只参加会考的现实中,让初中学生确实掌握好基本知识、培养好基本能力,让学生在进入高中时能及时消除学习障碍?这需要初中生物教师用生命科学的特点去引领学生,用科学事实去吸引学生,用专业的敬畏去感化学生,在重视初高中衔接的教学中让学生感受到实惠。在初中教学中如何实施与高中生物教学的衔接呢?
1.情感态度与价值观目标的衔接
在情感态度与价值观方面,初中生物课程要求学生理解人与自然和谐发展的重要性,提高环保意识,初步形成正确的情感态度与价值观。而高中生物课程强调通过多种形式的探究活动,激发对科学和探索未知的兴趣,提高学生的动手实践能力,培养学生的创新精神,形成可持续发展的思想等。该如何落实情感态度、价值观目标与高中的衔接呢?
1.1以身作则,言传身教。教师要关爱生命、热爱生物、热爱生物教育,站在对社会负责、对学生负责、对未来负责的高度,更加积极、热情、认真地对待初中生物教学;教师要用自己健康的情感态度、积极向上的价值取向去影响学习主体,使学生在学习、体会中形成健康的人生态度;课堂内、外要用自己渊博的学识引领学生进入生物知识的殿堂,做学生的良师益友并关爱学生的心智成长,联系社会实际解决学生生活中的疑虑并正面引导。如健康的生活习惯、科学的用药观;正确对待疾病或疫情的态度;抗生素滥用、乙肝歧视、灰霾、沙尘暴、海洋之争等问题;这些话题,无处不在,无时不在。
1.2充分挖掘教材资源。教材资源包括问题探讨、正文、图表、资料分析、科学前沿、思考与讨论、课后练习、生物实验等。除了应用好显性的材料外,更需要教师充分挖掘隐性材料,并作一定的引导和设计,让教材发挥最大的效益,在传授生物学知识的同时,自觉、自然地进行情感态度、价值观教育。
1.3营造良好的生物学氛围。如对校园绿化树种进行挂牌和分管,使学生在日常生活中认识植物结构、了解植物的分类;办生物小报,让同学们交流分享成果;举行课前5分钟生物知识大放送活动,增加阅历;开展实践活动如观察种子萌发过程等,使学生感悟到生物学知识就在生活中。在活动中进行爱护绿化树种、保护生态环境的情感体验,提高学生的生物学素养。
2.课程内容上的衔接
初中教材主要涉及生物的形态、结构、生理、分类等比较浅显的生物学基础知识,而高中生物着重于生命的本质和规律的认知,需要以初中的知识作基础,是对初中生物学知识的巩固、提高和加深。在初中生物学教学中要注意落实“三个点”,建构知识网。“三个点”分别是:连接点即在初中学过且已掌握,高中必备的知识点;间断点即初中学过但学生没有掌握的知识点;深化点即还得在高中加深和拓宽的知识点。下面以高中生物必修1(人教版)第一章“走进细胞”为例进行说明:
知识网如:细胞组织器官系统个体种群群落生态系统生物圈的生命系统结构层次;花的结构开花传粉受精果实和种子的发育与结构;动植物进化的系统树;人体循环、呼吸、消化、泌尿系统的联系等。
如何落实好“三个点”,并构建知识网络?具体策略如下:
2.1通览初高中的课标和教材,充分理解、把握初高中生物教材内容的互补和递进关系,明确高中生物学习必备的初中基础知识。主要衔接点举例:
2.2开展初中生物教学衔接高中问题的研究。初高中教学属于两个不同的学段,其中必有衔接的规律可循。学校可以给生物教研组配一套高中生物教材,以便组织教师学习、研讨,让教师知道我的学生未来要学习什么?在集体备课中研究和找出每节课的初高中知识衔接点,在教学中把这些衔接的知识点体现出来;在导学案中设置“知识链接”栏目,以简明扼要的形式呈现出来,让学生明确这些点是学习高中生物必备的。只有真正做到有的放矢,才能实现为学生的可持续发展奠基。
充分发挥本地“名校”的模范带头作用,以教研员为轴心,充分利用教师工作群,分享先进的教学方式和方法,展示优秀的导学案、课件等,交流教学、衔接教学,培养、培训教师,注入新的活力,形成教研合力,构建一支理念先进、技术先行、方法创新、求真务实的教师团队,迎接生物教育的春天。
3.教学方式上的衔接
初中课程改革以后,生物教师队伍逐步稳定并向专业化发展,教师的教,在平等对话和交流互动、重视知识与能力、过程与方法、情感态度和价值观的达成上有了很大的进步;学生的学,以自主、合作、探究为主,在具体实施上也有了明显的改进。但应付结业会考,教师圈范围、画重点,学生死记硬背的现象仍存在,这些学生到了高中便感到明显的不适应。故初中生物教学要在建立稳定、专业化教师队伍的同时,进一步开展多种形式的教学比武活动,让教师在教学理念上有更新、在教学方法有创新并更趋成熟。
3.1尊重学科教学规律和方法,并不断优化与创新。教学内容要有系统性,教学方法要尊重学生的认知规律,教学手段要多样化,教学语言要准确并专业。如直观教学要充分利用标本、模型接地气,运用多媒体解决教学中复杂的结构问题、动态问题,运用实验培养学生的动手能力,在合作探究、交流互动中提高学生的思维与表达能力,巧用小诗歌、成语、俗语加强学生对知识的理解和归纳总结,运用谐音记忆、口诀记忆降低学习难度,提高记忆的准确度。
3.2尊重学生的思维和学习习惯,使用灵活多样的授课方式。在多年的教学实践中,我们不难得出,一节生物好课应具有5个共同要素:⑴新颖的导入;⑵以生为本的活动与展示;⑶多感官参与;⑷非同一般的反馈;⑸充满快乐元素。一节生物好课应具有4个特点:⑴生本,以学生为中心;⑵有效,效率高、效果好;⑶有情,渗透情感,充满快乐;⑷有变,有变化,有活动,有生成。
3.3加强实验室的建设,并提高使用效率。学校要加强生物专用实验室建设与投入、配备实验员而不是保管员,教师要充分利用实验室进行教学,培养学生动手能力,在实验中激发学习兴趣,在动手中感悟真知,在合作中培养学生团队精神。
4.指导学法上的衔接
初中学生的学习方法主要是记忆、重现、简单模仿,形象思维为主,大部分学生还没有养成独立思考和对知识进行归纳总结的习惯。教师对学生学习方法的指导应贯穿于各个年级的教学中,并结合具体的知识内容给学生以具体的方法指导。
4.1阅读。认真、全面地阅读理解教材是学习的根本。教材主要是为同学们写的,也是为教师写的。生物教材至少由三个系统组成,即文字、图像、练习系统。读书要三个系统一起读,配合起来读;读书要拿起笔,做合适的记号,每读一次要做一种记号;读后要有一个反思过程,本节内容有哪些专业术语、重点语句、重点图形、生理过程、实验思想,只有这样才能读出问题、读出感觉、读出收获来。
4.2听课。听课要有准备,它包括知识准备、心理准备、物质准备。听讲要听思路,教师授课都有充分的准备,可能是演绎的方法,也可能是归纳的方法,或两者兼而有之,要在思路中受到启发,培养科学的、有条理的、又是灵活的思维习惯。听课要听出问题,问题主要有三类:一是由于并没有理解而成为问题的问题,这是最普通的,也可称为初级性的问题;二是诱发的新问题,即诱发产生的已超出本次课题范围的问题;三是对教师的讲解或教科书的叙述不满足、挑刺儿性问题。听课要适当笔记,笔记不一定要有笔记本,可以在教材的空白、旁批栏适当记载,或先草写在草稿纸上,课后再整理到笔记本上,笔记不是对老师展示内容的照搬照抄,而是一个再思考加工过程。
4.3整理。学生在学习一节、一章、一书之后,应及时进行归纳、总结,构建知识网络,形成知识体系。常见的方法有概念图法、提纲法、列表法。概念图法一般用于归纳几个知识点间的联系,提纲法适用于单元总结,而列表法则更适应区别相似的概念。教师可先给学生构建大的概念图再让学生去添加枝叶,可列出表格的比较项目让学生完成,以逐渐训练学生归纳、整理能力,使所学知识系统化、条理化,增强学习效益。
4.4答题。知识储备是答题的基础,学会答题的根本是提高阅读理解能力和表达能力。现在的结业会考试题与高中阶段的很多题目相似,往往设置了层层关卡,需要拨开云雾才能见真理,这需要学生提高阅读理解能力。一般可以这样指导学生:一是适当记号,细细读题,不需一味求快;二是克服平时学习中的思维定势,把碰到的与平时相同类型的题目当做新题来做;三是要准确读题,在读题过程中要准确判断出哪些是有用条件,哪些是干扰因素,同时也要找出哪些是隐含条件,要将之利用,综合分析得出可靠的结论。试卷或练习的评讲,要逐步指导学生如何准确把握题目信息。非选择题,需要学生用相关术语、语句来描述现象、过程、结果、结论,往往是学生的拦路虎,这需要在平时适当加强这种题型的训练,让学生重视起来,有的放矢的对一些重点知识块进行训练,逐步提高表达能力。
5.会考导向上的衔接
初中结业会考试题与高中考题类似,也要体现科学课程的性质,重视对学生科学素养的考查,在生物基础知识、科学探究方法、获取新知识和处理信息的能力、思维能力、分析和解决实际问题的能力等方面对考生的表现进行测量,重视理论联系实际,关注科学技术、社会经济和生态环境的协调发展;试题突出“基础与能力相融”,以促进课堂教学改革,促进学生的全面可持续发展。
初中结业会考试题要在考查内容、题型设置、考查方向、重难点等方面都逐步衔接生物高考,服务于学生对高中知识的学习与理解,如初中会考中有关“神经系统”的内容服务于高中的“神经调节”、“食物链食物网”的内容在高考“生态部分”也是重点。如突出核心概念、重视图文转换和实验考查,这对高中生学习将有很大的帮助。
【参考文献】
[1]中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准:2011版[M].北京:北京师范大学出版社,2012
一、有趣味的阅读
阅读是人的心理需求在行为上的实现。它是人的心理现象,也是人类社会现象。人类通过自己的阅读活动,把这种心理现象和社会现象紧密地结合在一个统一体中,使阅读过程永无止境地不断发展,为建设人类社会文明做出了不可估量的贡献。高中学生的知识获取和积累,主要也是通过大量的阅读活动才得实现。高中生物课教学,同样必须依赖无止境的阅读活动。
正确引导和指导学生的阅读活动,学习和获取必需的生物学基础知识并进行有效的积累和应用,是生物教师应尽的职责和义务。教师的正确引导和指导,会使学生的阅读活动更具活力,能促进学生的阅读需求。教师的阅读引导和指导,有课堂和课外之别,课堂阅读引导得法,对课外阅读就具有指导、激励作用;课外阅读气氛的浓烈,对课堂阅读的引导也能产生促进、共鸣效应。这就形成了课堂阅读和课外阅读互动式的良性循环。
阅读是一个由形式到内容,由内容到形式,反复多次逐步加深理解的过程。阅读方式和内容的选择,是引导和指导学生连续不断地进行阅读活动的必备前提。我对阅读材料的选择尽量短小、简练,阅读方式尽可能多样化、多元化,充分利用现代信息技术、多媒体技术,使课堂阅读妙趣横生,让学生对各种生物知识文献的阅读兴趣,时常保持在意犹未尽的状态并能促发其课外阅读的潜力。二、画龙点睛的讲解
讲解是高中生物教学常用的重要形式。讲解就是教师向学生说明、解释事实和论证原理。进行科学、有论据的逻辑推理,着重培养学生的抽象逻辑思维,是它的特点。高中生物学中有关生理功能、遗传变异等知识的教学,常应用讲解法。
教师是高中生物课讲解的主体,学生是听讲的对象。在一个教学班级整体中,生员都有着各种不同差异:有兴趣爱好的差异、思维方式的差异、记忆注意力的差异等。高中生物课的学习对每位学生而言,都是未来进一步学习、掌握、应用生物学知识的基础。高中阶段的基础不扎实、不稳定,会给今后的生物课学习造成一定困难。教师的讲解,不仅只是为了解惑和授予学习的方法还要启迪学生学习生物知识的兴趣,激发其自主学习的潜能。以此为出发点,讲解才算抓住实质,解惑才能举一反三。
反复多次的课堂讲解,给我这样的启示:45分钟的课堂讲解不可能面面俱到,教师的讲解不能或是照本宣科,或是囫囵吞枣,或是我行我素,而是要画龙点睛。因此,讲解必须做到:明确重点,关注热点,寻找疑点,解决难点。使学生切实感受到:课堂上的讲解,每次都有新意,每个字都不是多余,每句话都很切题,每个人多少都有收获。教师的课堂教学就能紧紧抓住学生的注意力,使学生听讲的欲求有增无减,欲罢不能。
三、启迪心智的提问
提问是课堂启发式教学的重要手段,正确应用这一手段能打破课堂的沉寂,使课堂教学显得生动活泼。提问的目的是为了启迪心智,也只有启迪心智的提问,才能起到教学相长的积极作用。
关键词:高中生物;实验教学;有效性
新课程以“提高生物科学素养”“倡导探究性学习”“注重与现实生活的联系”为基本理念,建议教师应尽可能多地让学生参与实验活动,强调要尊重学生的个体差异,促进学生的全面发展。面对高中生物实验教学的低效现状,生物教育工作者必须加强高中生物实验教学的研究,进行积极的教学反思,以提高实验教学的有效性,提高学生的学习效率和综合能力。
一、生物实验有效教学的重要性
1.有效教学的内涵
有效教学是通过课堂教学活动,使学生在学业上有收获,有提高,有进步。学生的学习进步和发展是衡量教学有效性的唯一标准。在高中生物教学中,实验不仅是重要的教学内容,同时也是一种重要的教学方法,把生物学基本理论与现实生活、生产实际有机结合,具有直观具体、形象生动的特点。
2.生物实验有效教学的价值
有效的实验教学可以帮助学生从感性到理性、从具体到抽象地深刻了解生物知识、事实、概念和原理,加深理解和巩固所学的基础知识,同时更加扎实地掌握生物学实验技能和科学方法,比如观察、实验、调查等科学方法,提高学生的动手能力和解决问题的能力,以及观察能力、实验能力、思维能力、研究能力、创造能力等。学生在生物实验教学活动中通过观察、真实地记录实验结果、运用文字表达实验结果,可以体验到主动发现的乐趣,养成实事求是的工作作风和认真仔细的学习习惯,为学生的全面发展带来更大的空间。
二、高中生物实验课教学效率低下的现状和原因
1.高中生物实验课教学效率低下的现状
(1)在高中生物实验课上,学生的主体地位未能得到体现
新课程改革已在中学实施多年,教师为追寻高效课堂也采取了许多对策,但在生物实验课上,课堂效率仍然比较低下。在实验教学中,教师在教学过程中的主导作用过强,学生仍处于被动地位。笔者在调查中发现,学生基本上都严格按操作规程进行,很少有学生能够根据目的要求和实验原理,适当改进实验。在实验课上,教师事先会安排好实验材料和实验用具,上课时以教师传授为主,由教师讲解实验原理和注意事项,实验时间和实验步骤的实施是按教师指令进行的,学生所能做的就是按部就班地完成实验,在整个过程中都没有能脱离对教师的依赖。这种教学方式没有体现出学生的主体地位,未能调动学生学习的主动性、自觉性,十分不利于培养高中生的创新意识、求实、求真品格和科学精神。
(2)在高中生物实验课上,学生的探究能力未能得到培养
新课程倡导探究性学习,但在高中生物实验课中,绝大多数的学生在实验过程中非常被动,欠缺主动学习的品质,也缺乏发现与探究问题意识。实验形式多以演示实验居多,实验类型单一,实验过程缺乏创新。无论是教师还是学生都十分注重实验结果的实现,强调的是培养学生生物实验基本操作能力,停留在验证理论知识、应付考试阶段,对于实验过程却没有给予足够的重视,忽略了学生动手能力和创新精神的培养。实验课中,教师讲得太多、太细,学生的实际动手时间太少。而且在实验过程中当学生遇到问题时往往不被重视,也得不到及时的反馈。学生缺乏独立思考的空间,这种重结果轻过程的教学忽略了对学生探究能力和创造能力的培养,排斥了学生的思考和个性,结果降低了实验教学的有效性。
2.高中生物实验教学有效性低下的原因
俄国教育家车尔尼雪夫斯基曾经说:“教师要把学生造成一种什么人,自己就应当是这种人。”提高高中生物实验教学有效性要求教师要具备优秀的综合素养,比如先进合理的教育理念,扎实的专业基础,优秀的口头表达能力和书面表达能力等等。然而很多生物教师依然延续传统的教育理念,未能领会和实践新课程提出的理念,在生物教学过程中重知识轻实验,只关注提高学生的成绩,忽略培养学生的动手能力。还有一些生物教师专业知识薄弱,而新教材中的实验有很多都是最新的科研成果,比如微生物的培养技术、蛋白质纯化技术等等,这些教师没有根据形势需要及时更新自己的知识储备,在教学过程中只是盲从于教材,在实验教学过程中难以科学、有效地指导学生开展探究性实验。
另外,目前高中的升学压力依然很大,学校领导对于生物实验教学普遍不够重视,虽然一般高中都具有实验教学必备的硬件条件,但是一些学校缺乏专职实验员辅助,导致生物教师工作量太大,没有充足的时间和精力准备生物实验。再加上学校对生物实验的经费投入有限,实验场所有限,班级多,班额大,而且生物实验室设施和实验材料等条件难以满足,有些落后于现行的教材对实验设备的要求,而仪器设备老化损坏会直接影响实验效果,实验课难以妥善安排,这些因素都导致了生物实验教学有效性的低下。
三、提高高中生物实验教学有效性的策略
1.切实贯彻因材施教的原则
有效教学关注学生的进步和发展。然而在生物实验课中常常出现这样一种情况,一些基础薄弱或者动手能力较差的学生却往往只在旁边看或做无关的事情,而一些操作能力较强的学生包揽了所有的事情。这样显然不利于每一个学生的发展。因此,高中生物教师必须确立学生的主体地位,树立“一切为了学生发展”“为了一切学生发展”的思想。在新课程实施过程中,教师要观察因材施教的原则,充分调动每个学生参与实验课的主动性。在学生动手进行实验的过程中,教师要把握学生的个性差异,利用小组教学分配给每个学生相应的实验任务,让每个学生都能够积极主动地参与到实验过程中,而不是当旁观者。比如让有的学生负责准备好实验材料、仪器、试剂,有的学生负责实验的具体操作,有的学生则负责认真观察记录实验现象及数据,在实验后进行总结。每个实验中要明确各个成员的责任,轮流担任各种不同的角色。教师可以对个别学生在实验操作过程中遇到的困难进行化解,倡导学生、小组之间的合作和竞争,更好地发挥每个学生的实验能动性,使所有学生都能在原有基础上得到发展。
2.营造平等互动的课堂氛围
好的课堂氛围能促进生物实验课有效教学的实现。有效的课堂教学是教师专业水平的体现。教师作为课堂教学变革的推动者和实施者,对课堂教学是否有效有直接的影响。在实验过程中,教师要营造平等的氛围,建立一种相互尊重、民主平等、情感和谐的师生关系,从而提高学生动手操作的信心,培养学生热爱实验的情感态度,激发学生自主地探究实验的兴趣和动机。在实验开始之前,教师可以和学生共同进行分析和讨论,明确实验原理,比如,在观察植物细胞的质壁分离与复原这一实验中,教师可以先让学生思考,选择做本实验的生物材料最好具有哪些特点?是不是能发生质壁分离的细胞都适合本实验?做质壁分离实验是不是溶液浓度越高越好?通过课前讨论调动起学生的好奇心,营造民主、积极的氛围。在学生进行实验操作时,无论学生提出什么样的问题,或者做出什么样的结果,都不要直接否定,而要给予鼓励和关注。并且在实验完毕后,教师可以启发学生对实验过程中的反常现象和数据主动大胆地谈谈自己的想法。
3.加强对学生探究能力的培养
“学习中心论”是现当代有效教学的核心理念,主张建立“教”“学”并重、教师主导和学生主体有机结合的现代教学的基本关系。教师要在有限的实验教学时间内培养学生良好的实验操作习惯的同时,还要培养学生的研究能力。新课程的基本理念“注重和现实生活的联系”,目的就是要求教学要注意联系生活经验,引导学生学习和探究。比如,在探讨酶在食品制造和洗涤等方面的应用时,教师可以先让学生讨论如何将油渍、汗渍、血渍的衣物洗净的办法,然后再进行实验,让学生尝试应用脂肪酶、蛋白酶对污渍进行洗涤,通过动手操作来探讨洗涤效果。在培养学生的探究能力时,教师要向学生介绍生物技术的应用和生活中各种事物的生物原理,让学生通过实验预习和实验前的准备工作来丰富相应的知识,同时让学生掌握一定的操作技能,了解常用仪器的名称、形状、用途和操作原理,锻炼学生动手实验的意识和技能。比如,在研究培养基对微生物的选择作用时,通过实验让学生观察并分离土壤中能分解纤维素的微生物,观察该微生物能否分解其他物质,在此基础上让学生探讨这类微生物的应用价值。
新课程高度重视对实验的改革,倡导有效教学,注重提高学生的生物科学素养,这对教师的实验教学能力和学生实验能力都提出了更高的要求。因此,在生物实验教学中,教师必须加强对实验课的重视,根据《普通高中生物课程标准》对高中生物实验教学的要求,采取多种措施来提高高中生物实验教学的有效性,在提高学生的生物学业成绩的同时,培养学生的实验能力,促进知识、能力和情感态度价值观目标的达成。
参考文献:
[1]许桂芬.新课程下高中生物有效教学模式探析[J].生命世界,2010(01):107-109.
[2]李盛丰,唐清华,崔鸿.建构主义教学模式在高中生物有效教学中的应用[J].基础教育研究,2010(06):36-37.
[3]薛庆燎.高中生物有效教学的点滴体会[J].教育教学论坛,2010(24):230.
[4]黄智强.生物有效教学应要重视实验教学[J].才智,2011(33):163-164.
关键词:课程改革;核心概念;知识结构
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2016)08-260-02
一、《普通高中生物课程标准》的任务
2003年,教育部颁布的《普通高中生物课程标准》明确指出,“提高每个高中生的生物科学素养是本课程标准实施中的核心任务”。生物科学素养指的就是公民参加社会生活、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。
促进学生对生物学核心概念的理解是提高学生的生物科学素养的重要途径和内容之一,《普通高中生物课程标准》首次将概念列入课程目标。《普通高中生物课程标准》规定的三大课程目标是知识与技能目标、过程与方法、情感态度与价值观目标,其中知识目标是达成后两个目标的基础。在知识目标中要求,“获得生物学基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识”。整个生物学知识体系的基础就是概念。于此同时,课堂教学是所有教育改革的最终落脚点,那么,毫无疑问生物教学的核心就是生物概念的教学。那么生物概念教学就直接关系着知识目标的达成。又因为知识目标是达成情感态度与价值观和能力目标的基础,生物概念教学也即关系着整个课程目标的达成。生物学概念的教学关系着学生整体知识网络的构建和日后的持续学习。
二、学习《分子与细胞》模块的目的及意义
本模块选取的都是细胞生物学的最基本知识,和细胞研究的新进展以及实际应用,这些知识内容也是学习其他模块必备的基础。学习本模块的知识,学生将在微观层面上了解生命的物质特点和结构特点以及生物界的物质统一性和多样性,活细胞中物质、能量和信息变化的统一,细胞结构与功能的统一,生物体部分和整体的统一等,这样在辩证唯物主义自然观的形成中对学生有巨大帮助。学习本模块后,有助于学生对科学过程和本质的理解。
本模块的学习是学习其他模块的基础。所以,在本模块的学习中,极为必要的就是开展核心概念教学,帮助学生构建一个完整的概念体系和知识框架。
三、《分子与细胞》模块在高中生物课程中的地位及与其他模块的联系
在高中生物学课程的共同的三个必修模块内容中,“分子与细胞”模块主要是阐述生命的本质,即生命的化学基础和结构基础,实现自我更新的生理基础,实现自我复制的遗传信息传递基础;“遗传与进化”模块主要是阐述生命的延续性,和生物界的发生以及发展过程和原因;“稳态与环境”模块则主要是阐述生命系统通过自我调节机制使其保持稳态并适应环境,以及生态系统通过自动调节作用使其结构与功能达到协调统一并持续发展。因此,共同必修部分的3个模块内容之间的知识联系非常密切。而学习其他模块时“分子与细胞”是学习高中生物的基础。此外,学生通过“分子与细胞”内容的探究性学习活动获得的技能,对进一步学习选修模块的选修一“生物技术实践”和选修三“现代生物科技专题”等知识起到保证作用。
四、《分子与细胞》模块课程的主要内容及要求
1、生命系统这个概念存在于《分子与细胞》第一章第一节,本节是学生进入高中的第一堂生物课,起着承接初中学习开启高中学习的作用。因而本节内容并不需要学生掌握生命系统的所有外延,只需要学生能举例说明生命系统的层次,认同细胞是基本的生命系统即可。
2、“细胞的分子组成”部分,本部分内容的单元知识点有:细胞的元素组成、细胞的分子组成、水和无机盐、糖类、脂质、蛋白质、核酸等,要求是:简述生命元素的类别,说明生物大分子以碳链为骨架。
3、“细胞的结构”部分,本部分内容的单元知识点有:细胞的发现和细胞学说的建立、细胞的研究方法。细胞的类别、细胞的基本结构、细胞膜、细胞器、细胞核、细胞的整体性等。要求是:简述细胞膜的大体功能;举例说出几种细胞器的结构和功能,观察线粒体和叶绿体;简述细胞核的基本结构,阐明细胞核贮存遗传信息。举例说出细胞各部分结构相互联系和协调一致,理解细胞是一个有机的统一体。
4、“细胞的代谢”部分,本部分内容的单元知识点有:物质进出细胞的方式、ATP与代谢、酶与代谢、光合作用、细胞呼吸等,要求是:说明离子和小分子物质的跨膜运转方式,以及大分子进出细胞的方式。酶作用的特性;简述ATP分子结构,解释ATP与ADP相互转化的关系,说明ATP的生成途径,阐明ATP在能量代谢中的作用。细胞的呼吸的两种方式及过和光合作用的过程以及他们之间的相互关系和在生产实践中运用。
5、“细胞的生命历程”部分,本部分内容的单元知识点有: 细胞有丝分裂具有细胞周期,其包括分裂间期和分裂期。要求为“简述细胞的生长和增殖的同期性”,属于了解水平。 .细胞分化 ,细胞分化涉及到基因的选择性表达,与细胞核的内容存在一定的联系,与我们现实的生活也较为接近,另外同细胞的癌变等内容均联系紧密。这部分内容还包括细胞的衰老和凋亡。《新课程标准标准》的知识目标要求为“说明细胞的分化”“举例说明细胞的全能性”,属于理解水平。并要求将细胞的凋亡和细胞坏死进行区分,属于理解水品。
五、实施过程中,我的教学策略:
1、创建良好的问题情境。良好的问题情境对于提高学生的学习兴趣、激发学生的学习动机具有非常重要的作用。教师要根据学科特点和学习者特征,创设恰当的问题情境,让学生在对问题情境的体验中产生问题意识、发现并提出探究的问题。
2、引导学生积极思考,并提供必要帮助。教师在问题解决的过程中是以指导者、促进者的身份出现的。具体学科任务的解决是以学生自主探索为主进行的,但是学生对新知识的认识比较零散,缺乏系统性,只有在教师的引导下进行概括、归纳和总结,才能全面地看待问题。教师要把握时机,从旁指导,促进学生技能的掌握和知识的迁移。
3、进行及时的评价。为了保证问题解决的顺利进行,还要对学生问题解决的完成情况进行评价。值得注意的是,课程整合要求学生学习的重心不再只是放在学会知识上,而是应该转移到学会学习、掌握方法和培养能力上。评价的内容应包括:对新知识的理解、掌握和应用能力;自主学习能力;同学间的相互协作能力;问题解决能力
4、每节设置“练习”,每章设置“自我检测”和“本章小结”,及时复习和巩固,强化自我评价和创新能力。
参考文献:
[1] 《高中生物-教师培训手册》人民教育出版社
[2] 程玉平《在新课程标准下加强和改进生物实验教学》
关键词:高中;生物课程;授课原则;方法;评价
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2014)06-232-01
在新课改的实施过程中,广大教师都树立了新的课程理念,当今的教育政策和教学技术也为新课改提供了教学改革和专业成长的平台,但同时也带给教师们很多困惑和与传统教学思维的碰撞。特别是高中生物教师,当我们在一起教研时,总是互相倾诉着自己在教学中遇到的各种各样的新问题。众所周知,生物课程是高中阶段重要的科学课程,生物科学与人们的日常生活、医疗保健、环境保护、经济活动等方面密切相关。然而,在实际的教学过程中,由于高考指挥棒还在一定程度上影响着教学,除了理科生有出于必考生物学的压力外,文科学生基本已荒废了生物学科学习。就是单纯拿理科生来讲,也多数都是在为高考而学习。具体表现为重做题而轻实践,重死记而轻研究。针对这种现象,我认为在目前正值高中生物新课程实验推广阶段,教师应首先从自身明确树立新课程的授课标准和原则入手,从而提炼出一种高考与未来的研究型人才培养相结合的教学方法。以下我结合自己的教学实践,从几个方面来谈谈我对高中生物新课程教学方式方法的理解和认识。
一、结合素质教育原则来正确制定授课标准和目的要求
高中生物新课程的授课标准与教学大纲有细微的差别,这是每个生物教师都应该注意到的。教学大纲强调要更多地关注教师的教学行为,内容的表述方式更多地体现了原则性、规定性、刚性。而新课程标准则要求:既关注教师的教学、更关注学生的学习。我认为完美的教学应是师生教学相长的结果,作为教师,不仅要在教法上锤炼提升自己,不但把握好高考目标教学,也要侧重于学生能力的培养。
二、作为教师应做到充分备课,灵活自如地驾驭课堂教学
教师讲授课程的思路会直接影响学生的思维习惯和思维方式,教师授课是否清晰、流畅也会影响学生的学习效果。教师在设计教学内容和教学进度时,要有尽可能严密的学科逻辑和符合学生认知习惯的顺序安排。授课中不断提出问题,并利用证据和逻辑推理与学生共同探讨结论,使讲授式教学带有一定的主动学习的成分。从问题的质量来看,开始可以是简单、低层次认知水平的问题,但随着讨论的深入,教师要提出理解、运用、分析等高层次认知水平的问题,应该包括一定数量的开放性问题,如提出猜想、提出方案、讨论计划、分析数据等。教师也要安排机会,让学生提出问题。如此再导入对问题的讨论过程。可是教师在组织教学中开始讨论时,不宜占用过长时间,在学生暂时不能得出正确结果时,正好可引导学生进入课文内容学习,常常能激发学生的求知欲,产生学习动力。
三、教师在完成高考目标教学的同时也应侧重学生能力的培养
如果说高考是进入大学的一道重要的门槛,那么能力才是贯穿学生一生的财富。一个负责任的教师应是那种能把二者完美结合的教师。那么针对生物学科而言,教师所培养的学生的能力应侧重表现在以下几点:
1、培养收集和整理信息的能力。现代社会是信息社会,生活中处处蕴含着信息。如电视新闻、报纸杂志、媒体网络、旅游科技、综艺体育等,经常为人们提供大量的知识信息。这些信息中很多是人们普遍关心的鲜活生动的生物知识和敏感具体的生物问题,要善于收集和处理,不断补充丰富生物知识。让学生课外要注意博览群书,养成良好的信息素养。
2、培养理论联系实际的能力。生物知识内容十分丰富,实践性强,应用性广,学习时要紧密结合,密切联系周围的事物和现象、国内外新的生物技术等热点,让学生学习更贴近生活实际,更为鲜活有趣。例如可以让学生调查或观察环境污染对周围生物的影响等。学生要尽可能地走进大自然,亲身感受生活中的生物知识和现象,将书本、课堂上学到的知识和能力在现实生活中得到应用,培养观察分析、活学活用、理论联系实际、解决具体问题的能力以及交流合作、实践创新的能力。
3、培养灵活解决问题的能力。学习生物不仅要认识和记住一些必要的知识,还要善于通过分析综合、对比判断,研究生命现象的特征与成因,思考它们之间的相互关系,这就要懂得学会思考分析生物问题。学生学习时要善于观察、勇于探索、敢于思考质疑,做生活和学习的有心人。
4、培养发现并研究问题的能力。学习生物的最终目的是运用所学的知识、观点去分析、解决实际问题。因此,学会科学研究生物问题的方法和能力,是学好生物的法宝,也是终身学习和发展的必备能力。开展研究性学习,是培养生物科学研究能力的有效途径。学生学习生物时,要善于从学习生活和社会生活中去观察问题、发现问题、提出问题,确定研究课题,如调查当地环境污染的种类(或现状)及其治理方案、调查当地某种常见遗传病的规律,通过查找资料、搜集信息,或通过调查访问、实地考察等,获取大量的信息资料,然后运用所学的生物知识、规律、原理、观点不断进行分析论证,从中归纳提出解决问题的方法或观点。这种全新的学习模式,不仅可以培养同学们科学研究生物问题的能力,而且有助于培养同学们勇于实践、大胆创新、乐于合作、团结向上的精神。
四、树立大生物课教学观,积极开展课外生物教学
生物学知识很容易在生活实践中找到蓝本和实例,教师不能把知识的传授局限在课堂上,应鼓励学生利用课外时间多去主动地寻找生物学知识。封闭的没有条件的学校里,教师应做好备课工作,可以利用先进的多媒体技术,通过幻灯、影视材料、课件、实验等多渠道把学生的思维带到课堂以外,让他们自由地去想象,从而把课堂理论和生活实践相联系,在生活中检验课堂知识,或用课堂知识来指导生活实践。这都会有利于学生创造性思维的开拓形成。
一、汉语水平。初中国际学生第一个特点是汉语言水平参差不齐,总体水平较低。在这种情况下,学生上生物课时实际上有两重任务,一是学习提高汉语听、说、读、写能力,二是学习生物学科知识,教师也要想办法帮助学生把这两个任务完成好。
1 听课和阅读教材时词汇瓶颈问题的解决:在讲解每个知识点时,要放慢语速,尽量使用简单的语词讲解,同时必须注意观察学生的状态,发现他们有疑惑、茫然的表情时,要及时询问哪个词不懂或不认识。一般国际部的学生90%以上是韩国人,而他们的英语水平也不高,在这种情况下,用他们本国语言来解释是最简单、直接的。根据我的经验,针对此问题的解决方法有两种:一种是,由于班内学生水平参差不齐,教师可以找到班里听明白了的同学,让他/她用韩国语给其他同学讲解,这种方法是最快捷的。另一种方法是教师自己用韩国语解释,但大多数教师不会说韩语,我为此准备了电子词典,它具备汉语-韩语互相翻译功能。当发现有的词班里所有的同学都不明白,同时也很难用更简单的汉语词汇来解释时,便用电子词典为学生查出此词的韩语翻译,通过视频展台和投影机放大展示给所有学生,并让学生把韩语翻译写在汉语词汇旁边,这样可以使所有学生都能够马上明白。
2 书写能力的培养:国际学生的汉字识别和书写能力都很有限,一般教师的板书稍微连笔一点很多学生就不能识别,如果板书汉字不标准,教师需要经常给学生解释或改写,这降低了课堂教学效率,学生根据板书记笔记,也不能学到标准的汉字。根据我的经验,解决方法是课前准备Powerpoint课件。使用课件的第一个好处是电脑中显示的汉字均为标准楷书写法,学生通过按课件中的字体记录,可以学习标准汉字写法,不至于受到教师不规范汉字板书的不良影响。第二个好处是,大大节省了教师用粉笔写板书的时间,而且不存在重写学生看不懂的某个字的弊端,提高了课堂教学效率。
3 纠正学生汉语发音:正如提高英语整体水平的一个有效途径是先提高其英语口语水平。提高学生汉语朗读能力也可以有效提高其汉语水平从而有利于教师课堂有效教学。在课上,我经常让不同的学生朗读不同的教材段落,这既可以集中他们的注意力,避免其走神,也可以强化其大脑皮层汉语运动性语言中枢,教师需注意及时纠正学生的不规范发音。
二、知识背景。国外小学学生生物方面的知识和中国小学所学相差不多,知识背景的问题在初中学生不是很明显,但在高中学生比较明显。国际学生一般理科基础不太好,考大学一般报考文科专业。选文理科的学生都要上高二生物课。但有的学生初中在韩国或其他国家就读,所学生物知识和我国初中生物教材所讲知识有所区别。另外有的学生初中虽在中国就读,但由于那时汉语基础较差,没有真正记住什么知识。而中国高中生物新教材不重复中国初中课程知识,所以有的学生并不能马上跟上高中生物课程要求。因此,在开始给学生讲高中生物知识前,我会先问一下学生以前学过哪些相关知识,在需要时先简要把中国初中生物所讲知识重现一遍。这样既唤起学生对以前所学知识的回忆,也可以为学新知识打好基础。
三、升学要求。国际学生升入中国大学目前无需参加全国统一中、高考,仅参加各大学自主命题的考试,而生物学科并非笔试科目。因此我认为初中生物课程能都给学生讲完最好讲完,因为涉及的都是最基本的生物学常识。而国际学生高中生物课时比中国班少很多,因此高中生物课程中将生物学的基本概念、范畴和一些新的前沿动向给学生讲清楚,让学生建构起生物学的基本知识框架即可。有兴趣的同学可以自己在课后继续深入学习。
四、学习兴趣。如何提高学生的学习兴趣,是提高课堂教学有效性的重要课题。根据国内外心理学家和教育学家的研究,学习动机集中地反映在成就动机的水平上。成就动机的激发和培养不仅是调动学生学习的主动性、积极性,提高学习效率的重要条件,也是培养学生良好品德的重要组成部分。由于国际学生不受统一考试的限制,教师应该可以在这方面大有所为。我一方面充分使用信息技术手段制作多媒体课件,搜集大量课本中没有的图片素材补充到教学中,增加学生的课外知识,提高学生的学习兴趣。另一方面,我通过购买、下载等方式搜集一些和生命科学相关的视频材料,在讲到相关知识时为学生播放。
摘 要:高中生物教材中的技能训练栏目,是为了培养学生的科学过程技能而设置的练习性活动,不同类型的技能训练课型其教学模式也有所不同。本文概述了高中生物教材中技能训练栏目的类型、教学功能,并以具体案例为例,探讨技能训练课型的教学模式。
关键词:高中生物教材;技能训练;教学模式
基于新课标编写的普通高中生物教材中的技能训练栏目有实验设计、理解图表、分析数据、解释现象、类比推理等,是为了培养学生的科学过程技能而设置的练习性活动。每个训练项目都是以科学探究过程中的某一环节创设情境、提出问题,侧重于某一项技能的训练,所设计的问题及提出的要求都具有很强的针对性且都难以在教材中找到现成的答案。在高中生物教学过程中,教师应灵活运用技能训练的素材,创造性地设计教学模式,全方面、多层次地提高学生科学探索能力。
一、高中生物教材中技能训练的类型
高中生物教材中技能训练的类型和内容较为多样,以人教版高中生物教材为例,必修模块共安排了14个技能训练活动及相应的16个技能应用习题,按照所训练技能的性质可以将其分为以下四大类:
1.数据分析、解释和处理的技能训练
这种技能训练是培养学生整理、分析、解释、处理以及运用数据进行推论并证明推论的能力。例如,《生物1》第56页的“解释数据”,要求学生从研究者的角度根据实验数据通过归纳推理得出结论,并且要发挥想象力,分析这些实验数据所隐含的规律,实验设计方面是否存在着漏洞,是否可以从细胞的基本生命活动规律中寻找原因,如何为实验中有核细胞的大量死亡做出合乎逻辑的解释,等等。
2.图形、图表的解读和处理的技能训练
这种技能训练是引导学生学会将科学探究中所得出的实验数据或观察结果,整理成表格、图表或图形的形式,以便于发现其规律,理解其含义,推导出结论,并且培养学生解读图表及绘图的能力。例如,《生物1》第73页“解读图表”中的“动物细胞内外离子的相对浓度”柱形图的解读,训练的是学生数据转换的处理能力;《生物2》第25页的“识图和作图”,要求学生参照曲线图填表与绘制曲线图,就是要训练学生分析图表及作图能力,同时加深学生对减数分裂的理解。
3.模型建构的技能训练
这种技能训练主要是让学生通过模型建构活动,学习运用模型建构的方法来解释生命现象,揭示生命活动规律。例如,《生物3》第6页“构建人体细胞与外界环境的物质交换模型”活动,其目的是训练学生迅速抓住事物的本质,化繁为简,以模式化的形式呈现生命现象原型的精巧结构与其特定功能之间的相适应性,培养学生创造性思维能力。
4.实验设计的技能训练
这种技能训练旨在模拟科学研究的一般过程,以问题解决为中心,通过“提出问题、做出假设、设计实验、实施实验、分析结果、得出结论、表达交流与评价”等过程,使学生潜移默化地接受科学方法的训练和科学精神的熏陶。人教版高中生物教材共设置了6个该训练项目,分别针对不同环节的实验设计技能,如《生物1》第36页的“设计实验”,要求学生学会“控制变量、确定变量的测量方法、合理计划实验过程”;《生物2》第30页的“类比推理”,提出了“推断基因与DNA长链的关系”的问题,需要学生搜集资料,理性思维,推出结论;《生物3》第114页的“运用术语准确表达”,是科学探索中必备的一项基本技能,要求学生从丰富的感性材料中通过分析、综合、抽象、概括,把握事物的本质特征,并能用明晰确切的专业术语表述概念。
二、高中生物教材中技能训练的教学功能
1.提升生物实验教学的地位
长期以来,高中生物实验教学存在着“重视实验操作技能传授,忽视过程能力培养”、“重视实验结论的获取,忽视科学方法的教育”等弊端,尤其是在“重逻辑思维轻形象思维”“科学就是逻辑思维”等认识的影响下,生物实验教学目标仍侧重于“双基”,科学方法及科学思维训练处于被弱化、被边缘化的地位,这显然已不适应当今以培养学生科学探究能力和创造性思维为核心的素质教育需要。利用技能训练栏目,不仅有利于激发学生学习兴趣,发展科学思维技能,形成良好的科学态度,而且有助于拓展生物实验教学的教育价值,提高生物实验教学地位。
2.促进师生教学角色的转变
技能训练的教学必须以学生为活动的主体,教师则转变为学生学习活动的指导者、协助者和组织者。教师创设富有吸引力的教学情境,引导学生发现问题、提出问题,自主查阅资料,搜集证据,提出假说并设计可行的实验方案,学会用规范术语或图表阐明研究结果,利用证据与逻辑做出合理判断,对结论进行辩护及做必要的反思与修正。学生通过模拟科学家科学探索过程的技能训练,从过去那种“看实验、听实验、模仿实验操作”,追求反复记忆和重复训练的“实验操作工”角色,转变为以“做中学”的学习方式建构知识、掌握科学的方法和技能、形成科学的思维方式和科学精神的主动探索者角色。
3.激发学生创造性思维的发展
技能训练的教学强调要加强对学生进行归纳推理、类比推理、演绎推理、发散性和批判性思维、联想能力的训练,促使学生初步形成独特的、新颖的创造性思维品质和创新精神。这种以求异思维为核心的创造性思维品质不是生来就有的,也不是“填鸭子”教授而成的,而是学生在长期的成长过程中以求知欲和好奇心为动力,展开丰富的想象,克服思维定式而逐渐形成的。教材技能训练所设计的问题,并没有给学生条条框框的限制,而是注意激发学生独特的、灵活多样的思维活动,鼓励学生从多维角度利用已有的知识和经验独立思考,从分析到综合,再从综合到分析,举一反三,进行发散性思维,寻找答案。
4.有助于加强科学方法的教育
科学方法既是实验技能形成的基础,又是调节和连接知识与技能的工具及桥梁。教材设置的14个技能训练活动中就包含着丰富的科学方法,如实验设计过程中的条件控制法,实验数据处理中的比较、分类、分析和综合的方法,实验观察法及对实验结果的描述法,实验结论推断过程中的科学抽象、概括和模型建构法,获得实验结论所运用的科学逻辑法等。
通过这些科学方法的训练帮助学生学会运用科学的方法去分析问题,探索规律。
三、高中生物教材中技能训练课型的教学模式
技能训练课型的教学目标是训练科学过程技能,对学生能力要求比较高,教师要给予适当的指导和帮助,使之符合学生的“最近发展区”。不同类型的技能训练课型其教学模式有所不同,以“分析与处理数据”与“实验设计”技能训练课型为例,初步探讨技能训练的教学模式。
1.“分析与处理数据”技能训练课型的教学模式
(1)教学程序
(2)教学过程
以人教版高中《生物3》第5章第2节“生态系统的能量流动”中的技能训练“分析和处理数据”为例。
阶段一:准备活动。通过参考经典的生态学实验案例“赛达伯格湖的能量流动”,引导学生学会定量地分析和处理生态系统能量流动过程中的数据,进而归纳概括出生态系统能量流动的规律,初步形成活动的思路。
阶段二:分析数据。学生根据已形成的思路,所掌握的科学方法及思维方式,解读、分析在玉米田这个具体的新情境中所获得的数据。资料所提供的数据信息无法直接利用,必须结合化学知识和数学方法进行分析,从已知数据中整理出有助于解决问题的新数据,获得绘制能量流动图解的有效信息。
阶段三:处理数据。根据以上计算结果,引导学生将抽象的数据信息进行转换,以更为直观、简练的图形或图表形式表现出能量流经该玉米种群的变化情况,从而来训练学生信息转换与表达能力。
阶段四:交流与评价。各小组推荐代表以准确的术语汇报计算结果,听取其他小组的质疑并进行释疑、解疑,对计算结果出现差异的原因进行辩护或做必要的修正;各小组展示图表或图解,比较、分析哪些作品更具科学性与直观性;学生自评、互评,最后由教师归纳总结,总体评价。
2.“实验设计”技能训练课型的教学模式
(1)教学程序
(2)教学过程
以人教版高中《生物2》第1章第1节“孟德尔的豌豆杂交实验(一)”中的技能训练“设计实验程序”为例。
阶段一:创设情境,提出问题。教师提出一个生产中与植物杂交有关的问题,引起学生思考,建立起问题的框架:本来开白花的自花授粉的花卉,出现了有观赏价值的紫花,那么,如何能获得可商业化生产的开紫花的纯种呢?
阶段二:诱导点拨,做出假设。教师要诱导点拨学生以已有的遗传规律知识、经验或证据为依据,如子二代的性状分离现象及其解释、以测交实验验证假说的科学方法等,归纳提炼出自己通过发散思维形成的观点,言简意赅地表达出假设。
阶段三:抓住核心,制定方案。学生回顾孟德尔的豌豆杂交实验探索过程中假说――演绎法的运用,概括总结实验设计的程序及注意事项,以表格形式列出实验设计的要素。教师要引导学生抓住实验设计的核心,关键在于如何控制实验的变量,给出可操作的定义,如何建立对照实验等。参考教材中“一对相对性状杂交实验”过程,确定本育种实验所需的设备、工具、药品试剂等,列出详细的实验步骤以及在实验中要进行哪些观察或测量、注意事项等。
阶段四:做出预期,准确表述。教师要引导学生对计划实施后“可能发生什么”做出推理,判断预期的合理性,判断假设与预期之间的逻辑关系,并以规范的专业术语简洁明了地预测可能的实验结果,即如果将所获得的紫色花连续几代自交,就能获得开紫色花的纯种植株。
阶段五:表达交流,反思评价。各小组展示实验设计方案,共同交流探讨,相互启发和资料共享,评价实验设计方案是否合理、可行、简便,并且通过对比与反思,总结本组方案设计的严谨和巧妙,也要找出疏漏之处,在吸纳中肯意见的基础上修正和完善实验方案。
3.技能训练课型教学模式实施的指导原则
(1)面向全体,尊重差异
技能训练教学成效如何,关键在于大多数学生能否主动参与、亲自动手操作、创新性的思维。教师应尊重每个学生的发展权利,关注学生的个体差异,调动起学生最大的主动性和积极性,投入到技能训练活动中。
(2)注重过程,激励创新
技能训练的目标是培养学生实验过程技能,让学生在科学探究的体验过程中,目的明确地锻炼各项技能。教师在引导学生提高其技能的同时,尽量创造条件给予学生自由思考、努力探索和大胆创新的机会,这是形成科学精神和科学态度的基础。
(3)灵活机动,效率优先
教材中个别训练内容设置过于简单,缺乏思维训练价值,教师在教学过程中可以适当进行修改、补充,以提高教学效率。例如,《生物2》第25页的“识图和作图”可要求学生再制作一个柱形图,反映减数分裂染色体数目的变化。这样,用一道题训练了学生两种作图方法,而且能使学生比较两种数据处理方式的异同,加深对减数分裂的理解。
参考文献:
1.陈继贞,张祥沛,曹道平.生物学实验教学研究[M].北京:科学出版社,2006.
2.杨计明.创造性教学[M].广州:广东高等教育出版社,2009.
【摘 要】实验教学是生物教学的基础,把创新意识和创新思维融入实验教学中,是培养学生创新能力的重要途径。随着新课改高中生物实验的增多,实验教学已成为高中生物教学内容中最重要的组成部分,同时也成为高考的重点和热点。重视生物实验教学,提高学生的生物实验综合能力与解答实验试题的能力,对高考备战具有重要意义。
关键词 新课程;高考;生物实验教学
实验教学是高中生物教学中最有效的直观教学手段,通过实验能使学生观察到生命现象及探究其本质,从而生动地阐明一些生物学原理;能帮助学生形成正确的概念,理解生命的变化规律;能提高学生操作技能及培养学生观察能力、分析问题能力、思维创新的能力。随着新课程高中生物实验的增多,实验教学已成为高中生物教学内容中最重要的组成部分之一,同时也成为高考的重点和热点,因此,生物学实验教学显得更加突出和重要。本文主要从近5年高考生物实验命题特点、实验考查题型、考查能力要求等方面分析生物实验教学的重要性,同时提出几点关于实验教学的建议。
一、高考生物实验命题特点与实验考查题型
分析近5年的全国高考生物试题,可知对实验能力的考查已经成为必考内容之一,高考生物实验试题也越来越趋向于开放性,主要考查了学生独立完成实验的能力,包括理解实验目的、原理、方法、步骤、相关操作技能及综合运用能力;验证简单生物学事实,并对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力;具有对一些生物学问题进行初步的探究的能力,包括确认变量、作出假设和预期,设计可行性的研究方案、处理和解释数据、根据数据作出恰当的评价和修订等。结合新课程教学理念与近5年的全国高考生物试题分析,可以总结归纳出高考生物实验试题的主要命题特点,如下表所示:
近5年高考生物学实验题的呈现方式是多种多样的,但从问题设计来归纳,大致分为8类题型:(1)实验操作技能题(2)实验材料选择技巧题(3)实验原理理解应用题(4)实验结果分析处理题(5)实验设计题(6)实验改错与改进题(7)经典实验信息解读迁移题(8)现代生物技术应用分析题。
二、高中生物教材(以新人教版为例)中实验的基本类型及其特点
为能够有效地在教学实践中激发学生学习生物实验的兴趣和提高实验能力水平,有必要从高中生物教材知识点的整体设计来分析,明确高中生物教材中实验的基本类型及特点,才能根据实际的教学条件,采取有效的教学措施。高中生物教材(以新人教版为例)中实验的基本类型及其特点可归纳如下:
三、高中生物实验教学中的建议
1.让学生明确仪器的使用原理和药品的特性
对仪器的原理、药品的特性不了解,使用起来就会带有盲目性,就不可能形成使用能力。案例1:学生对低倍镜和高倍镜的选择上,经常不能根据观察对象的特点和观察目的进行合理的选择,学生常常由于好奇心的驱使和对低倍镜、高倍镜特点的无知,总是一上来就用高倍镜,认为高倍镜总比低倍镜观察清楚。这种盲目性,是由于学生不了解显微镜的基本原理所致。案例2:在提取叶绿体色素实验中,要让学生了解叶绿体色素是有机物,可以溶于有机溶剂。了解在叶绿素中的Mg易被叶肉细胞液内的某些有机酸的H+取代而转变成去Mg的叶绿素,影响对色素的观察,从而使学生明确为什么要用无水乙醇作提取剂,为什么在研磨前要加入碱性盐(少量碳酸钙),为什么一定不要让层析液没及滤纸上的滤液细线。总而言之,教师要善于把实验仪器及药品性质、使用原理讲清,这对提高学生使用它们的能力大有好处。
2.培养学生善于分析实验过程
在实验过程中,学生不能单纯地根据实验指导按部就班。教师要指导学生去分析实验中每一步骤的作用,每一个处理意义以及各步骤之间的联系,从中学习解决问题、研究事物的方法。案例:在观察植物细胞有丝分裂实验过程中,大致为:取材解离漂洗染色制片。要让学生了解根尖放在10%HCI溶液中是为了溶解细胞间的果胶质,使根尖细胞间变得松散,便于压片。另外,通过10%HCI的处理,使细胞迅速死亡,让细胞分别保留各自的分裂状态。漂洗是为了冲洗解离液(10%HCI),否则影响染色效果。又如用龙胆紫或醋酸洋红溶液染色的目的是这两种染料易使细胞核内的染色体着色,从而增大细胞核与周围部分的颜色反差,便于观察染色体分布和变化。压片的目的是使细胞分散开,变成单层。因此,在实验教学中,应根据学生基本学情和涉及实验原理的难易不同,由教师讲解清楚或提出问题让学生思考,使学生既知道实验怎么做,也知道为什么这样做。
3.培养学生善于分析实验现象
在实验过程中,经常存在着对实验最后结果的记录,而轻视对实验过程中出现某些现象的记录,重视结果而不重视分析结果,重视对成功实验的肯定,而不重视对实验中的失败查找原因等现象。这不利于学生实验能力的提高。案例1:观察植物细胞有丝分裂实验过程中,在显微镜的某个视野中,要让学生了解为什么看到的细胞多数为间期的细胞。案例2:在植物细胞质壁分离和复原的实验中要让学生了解液泡的体积大小、颜色变化如何。实验中,因某种原因,个别学生的实验结果不明显或失败,老师应指导学生查找原因。如叶绿体中色素提取和分离的实验结果四条色素带部分或全部不明显,老师可提示:(1)是否无水乙醇用量过多,滤液太稀;(2)是否用的全部是幼嫩的叶;(3)划滤液细线时是否重复的次数少了一些;(4)层析时滤纸条上的滤液细线是否被层析液没及。
4.改进实验教学评价方法,力求多样化和综合化
实验教学评价是影响实验教学效果的重要因素,它可以制约学生的实验动机、实验态度和实验策略。不同类型的实验建议采取不同的评价方法或几种评价方法综合采用,做到全面反映学生的能力水平。例如:传统的教学评价方式——笔试,它有在短时间内有效考查实验原理、步骤、结果等理论知识的优点,但在考查学生实验操作、结果记录、合作和交流等方面存在较大局限性。因此,采用多种方法进行综合评价将有利于全面体现学生实验操作和设计能力,做到提高实验教学的有效性和学生科学素质的培养。如借助现代多媒体技术,对实验课进行摄像,用相机记录实验结果;小组汇报的形式进行交流和讨论。
5.课后加强实验复习,注重实验综合能力的巩固
在实验复习时,注意考查实验思想、实验方法及实验分析。立足教材,设置问题,加强学生对实验问题理解的广度和深度。
总之,在生物实验教学过程中,教师加强对学生的实验能力的培养,定会事半功倍,全面提高教学质量。让学生认识到认真地进行生物实验是学习生物的有效途径,在探索中学习,在学习中探索,掌握认知事物的方法,才能更好地完善知识体系,学为所用。同时,在平时的生物实验的学习实践中,教师还要注重学生应试能力的培养,如在讲解一些实验题时,要善于与学生总结归纳出一些解题思路的规律。虽然近几年的高考生物实验题考查的思路在不断创新,但这些具体的试题的解答也仍具有大致的规律。解题时,要读懂题意,明确已知条件和需要解决的问题,找到解答的突破口、切入点;要努力寻求不同实验设计的特点,掌握其共同规律和不同点,不同试题采用不同的解题方法。只有理论与实践很好地结合起来,才能为高考打下坚实的基础。
参考文献
[1]周贞雄等.高中生物学考必备用书[M].湖南大学出版社出版.2009.
关键词:高中 生物教学 数学建模
生命科学是自然科学中的一个重要的分支。在高中学习阶段,有部分学生把生物学科当作是文科来学,认为只要会背、会记、能理解就可以了。其实并非如此,在现行的高中生物学科中涉及的知识,要求学生应具备理科的思维方式。学会构建合理的模型并运用相关的模型方法进行科学探究,已成为现代高中学生必备的科学素养。本文在此探讨一下在高中生物教学中数学模型的构建及其应用。
一、关于数学模型的认识
数学模型就是用字母、数字及其他数学符号建立起来的等式或不等式以及图表、图象、框图等描述客观实物的特征及其内在联系的数学结构表达式。数学模型在生物学中也越来越表现出强大的生命力,通过数学建模可以用数量关系描述生命现象,再运用逻辑推理、求解和运算等达到对生命现象进行研究的目的,最终运用数学模型提供的解答来指导解决现实问题。引导学生建构数学模型,有利于培养学生透过现象揭示本质的洞察能力。同时,通过科学与数学的整合,有利于培养学生简约、严密的思维品质,提高其综合性分析探究的能力,也丰富了学生阐述和呈现生物学现象、特征、生命规律的表达形式。
二、高中生物教学中的数学建模
数学是一门工具学科,在高中的物理与化学学科中被广泛地应用。由于高中生物学科以描述性的语言为主,学生不善于运用数学工具来解决生物学上的一些问题。这就需要教师在平时的课堂教学中给予提炼总结,并进行数学建模。所谓数学建模,就是把现实世界中的实际问题加以提炼,抽象为数学模型,求出模型的解,验证模型的合理性,并用该数学模型所提供的解答来解释现实问题,我们把数学知识的这一应用过程称为数学建模。在生物学科教学中,构建数学模型,对理科思维培养也能起到一定的作用。
三、数学建模思想在生物学中的应用
1.数形结合思想的应用
生物图形与数学曲线相结合的试题是比较常见的一种题型,它能考查学生的分析、推理与综合能力。这类试题从数形结合的角度,考查学生用数学图形来表述生物学知识,体现理科思维的逻辑性。
例1.下图1表示某种生物细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系;图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像。以下说法正确的是( )
A.图2中甲细胞处于图1中的BC段,图2中丙细胞处于图1中的DE段
B.图1中CD段变化发生在减数Ⅱ后期或有丝分裂后期
C.就图2中的甲分析可知,该细胞含有2个染色体组,秋水仙素能阻止其进一步分裂
D.图2中的三个细胞不可能在同一种组织中出现
解析:这是一道比较典型的数形结合题型:从图2上的染色体形态不难辨别甲为有丝分裂后期、乙为减Ⅱ后期和丙为减Ⅱ中期;而图1中的AB段表示的是间期中的(S期)正在进行DNA复制的过程,BC段表示的是存在姐妹染色单体(含2个DNA分子)的染色体,DE段表示的是着丝点断裂后的只含1个DNA的染色体。此题的答案是B。
2.排列与组合的应用
排列与组合作为高中数学的重要知识。在减数分裂过程中,减Ⅰ分裂(中期)的同源染色体在细胞中央的不同排列方式,在细胞两极出现不同的染色体组合,最终形成不同基因组成的配子,这是遗传的分离定律与自由组合定律细胞学证据。同样,遗传信息的传递与表达过程中,也涉及碱基的排列与密码子的组合方式。
例2.果蝇的合子有8个染色体,其中4个来自母本(卵子),4个来自父本()。当合子变为成虫时,成虫又产生配子(卵子或,视性别而定)时,在每一配子中有多少染色体是来自父本的,多少个是来自母本的()
A.4个来自父本,4个来自母本
B.卵子中4个来自母本,中4个来自父本
C.1个来自一个亲本,3个来自另一亲本
D.0、1、2、3或4个来自母本,4、3、2、1或0来自父本(共有5种可能)
解析:染色体在形成配子时完全是独立分配的,因为在同源染色体发生联会后,染色体在赤道板上的排列方位是完全随机的,因此每个配子所得到的4个染色体也是完全随机的。每个配子所得到的一套染色体有可能是五种组合中的一种,实际上每种组合又会有不同的情况。如将这4对染色体分别命名为m1(母源来的第一染色体)以及m2、m3、m4和p1(父源来的第一染色体)、p2、p3和p4。那么上述情况下,配子有可能是:m1 m2 m3 m4;m1 p2 p3 p4;m2 p1 p3 p4;m3 p1 p2 p4 ……p1p2 p3 p4。因此,当我们不仅考虑数量,而且也考虑到质量时,4对染色体的配子组合数应为24=16。在只考虑数量时,此题答案为D。
3.数学归纳法的应用
教师通过对一些实例分析,协助学生归纳出一般的规律并构建数学模型。学生通过学习,把数学中的相关知识融入到生物学科中来,做到举一反三。
例3.若让某杂合子连续自交,能表示自交代数和纯合子比例关系的是()
解析:假设此杂合子的基因型为Aa、采用数学归纳法对杂合子自交的后代概率进行推算(一般学生都会)。自交第一代的杂合子概率为1/2,纯合子的概率为1/2(显、隐性纯合子),自交第二代的杂合子概率为(1/2)2……自交第N代的杂合子概率为(1/2)N,而纯合子则为1-(1/2)N,然后再构建数学曲线模型。本题答案为D。
4.概率的计算
高中生物的遗传几率的计算是教学的难点,教师通过对具体实例的解析,协助学生构建概率相加与相乘原理。比如:分类用概率相加原理;分步用概率相乘原理。
例4:A a B b×A a B B相交子代中基因型a a B B所占比例的计算。
解析:因为A a×A a相交子代中a a基因型个体占1/4,B b×B B相交子代中B B基因型个体占1/2,所以a a B B基因型个体占所有子代的1/4×1/2=1/8。(由概率分步相乘原理,可知子代个别基因型所占比例等于该个别基因型中各对基因型出现概率的乘积。)
5.生态系统的数学模型
生态学的一般规律中,常常求助于数学模型的研究,理论生态学中涉及大量的数学模型构建的问题。在高中生物学中有种群的动态模型研究,如:“J”与“S”型曲线,另外,种间竞争及捕食的数学模型等等。
例5.在实验室中进行了两类细菌竞争食物的实验。在两类细菌的混合培养液中测定了第Ⅰ类细菌后一代(即Zt+1)所占总数的百分数与前一代(即Zt)所占百分数之间的关系。在下图中,实线表示观测到的Zt+1和Zt之间的关系,虚线表示Zt+1=Zt时的情况。从长远看,第Ⅰ类和第Ⅱ类细菌将会发生什么情况?( )
A.第Ⅰ类细菌与第Ⅱ类细菌共存
B.两类细菌共同增长
C.第Ⅰ类细菌把第Ⅱ类细菌从混合培养液中排除掉
D.第Ⅱ类细菌把第Ⅰ类细菌从混合培养液中排除掉
解析:两类细菌在实验条件下,同一环境中不存在其他生物因素的作用时,竞争的结果是一种生物生存下来,另一种被淘汰的现象。从上述图形的对角线(虚线)上可以看出在虚线上任取一点作横坐标与纵坐标得到的是相同的数据,这说明了同种细菌后一代与前一代在混合培养液中的比例没有变化,说明它们之间是共存的,不是竞争关系。而实线位于虚线下方,用同样的方法不难得出,第Ⅰ类细菌的后一代含量比前一代含量减少了,在竞争中是劣势的种群。本题答案为D。
6.生物作图及曲线分析
生物作图在近些年的高考试题中经常出现,对能力要求比较高,要求学生会从数形中提炼出有用的信息。教师在平时的教学中,可以结合生物学知识解决一些难以理解的、比较抽象的图形和曲线。
例6.有一种酶催化反应P+QR,右图中的实线表示没有酶时此反应的进程。在t1时,将催化此反应的酶加入反应混合物中。图中的哪条线能表示此反应的真实进程(图中[P]、[Q]和[R]分别代表化合物P、Q和R的浓度)?()
A.ⅠB.ⅡC.ⅢD.Ⅳ
解析:A、B和D都不对。酶作为催化剂不能改变化学反应的平衡点即平衡常数(Keq=[R]/[P][Q]),只能缩短达到平衡的时间。图中实线平行于横坐标的线段延长相交于纵坐标的那个交点即为此反应的Keq。Ⅰ,Ⅱ和Ⅳ三条线显然都改变了此平衡点。C正确:线Ⅲ反映了加酶后缩短了达到平衡点的时间而不改变原反应的平衡点。
四、生物教学中数学建模的意义
生命科学作为一门自然科学,实际问题是复杂多变的,数学建模需要学生具有一定的探索性和创造性。在教学过程中,充分地运用它,能很好地解决一些生物学实际问题,使学生对生物学产生更大的兴趣。其理论的深入研究必定会涉及很多数学问题。构建数学模型正是联系数学与生命科学的桥梁。如何将生物学理论知识转化为数学模型,这是对学生创造性地解决问题能力的检验,也是理科教育的重要任务。
总之,数学建模,不论对提高学生的学习效率还是对提高教师的教学效果来说,都是一个有效和富于创造性的好方法。
参考文献:
1.陆敏刚著.《教材精析精练》生物高考总复习用书.延边教育出版社,2006
2.韩清海著.《导与练-生物》.陕西人民教育出版社
3.王亚馥著.《遗传学》.高等教育出版社
4.孙儒泳著.《普通生态学》.高等教育出版社