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在我国,还没有出现与初中生物教学完全适应的科学方法体系,就必然会使教师在教学过程中没有借鉴的依据,周而复始,教师就会很少或基本放弃对学生进行科学方法的训练。对于初中生物的教学来说,授课过程中举例是必不可少的。例如,在学显微镜的如何使用时,教师先要举例介绍显微镜的发展历史,然后再用不同的显微镜观察放大的红细胞的形态,借此来引出结构与其放大的原理,使学生的学习过程变得生动有趣,充分体现科学方法教育在课堂中的实践。
一、科学方法教育对初中生物的作用分析
在生物教育研究中,科学方法教育自始至终都是着重研究的课题,不管是从提高民族的整体素质角度还是当前的课程改革的时间来讲,做好生物科学方法的教育教学工作,都具有深刻的时代意义。
在教育不断改革的今天,非常有必要对中学生进行科学方法教育,让学生自己动手实验,这样可以使学生以最好的学习方式,主动接受最新的授课知识。例如,在探究非生物因素对某种动物的影响时,教师引导学生总结生物生存所需要的因素、作出假设、设计实验、进行实验,然后在小组内交流讨论。这样,不仅可以让学生知道实验不是只有大科学家才能做,学生也可以做,而且在实验过程中,可以让学生获得学习的乐趣。
在整个生物教学中,教师和学生是一个不可分割的整体。对于学生来说,在观察生物现象、形成生物认识、认识生物规律以及分析解决科学问题的过程中,所涉及的认知结构以及有关知识内容和科学方法基础的准备程度等都与科学方法教育有着极大的联系。
对于教师来说,科学的方法教育表现为教师教学设计时,能够对学生学习的内容了解,针对每个单元列出详细的科学方法目标,并且能在最好的时机将科学方法教育带到初中生物的教学之中。比如在学习植物的绿叶光照下可以制造有机物的过程中,教师必须根据教材先找出可以进行此实验的素材,如天竺葵,而其他植物如白薯叶也可以进行这个实验,而如果教师考虑使用菠菜叶的就不可以,原因是菠菜叶不可以积累淀粉,所以不能使用。所有的授课,都需要教师的精心准备才可以。
二、科学方法教育在生物教学实践的研究
苏教版教材体现了以学生为主的教学理念,用科学方法教育把学生带到学习中,做学习的主人,培养和发展学生的主体性,这是苏教版教材的教学根本任务。对此,在生物授课过程中,可以借鉴其优点,发展学生的学习主体性。以学生为中心的理念要在课程中充分体现,根据学生的思想与认知程度,在课堂中设计问答、思考与讨论等多种形式的活动,使学生全身心投入课堂,真正做学习的主人。
在新的一轮课程改革中,我国已将教学目标从过去的一维发展到三维。苏教版教材将科学方法教育带到了教学实践当中,取得了良好的效果。据此,将科学方法教育带到生物的教学实践中,会进一步提高学生的科学素养,提高教师的课堂教学效率,为学生终身发展、应对现代社会未来的发展的挑战奠定基础。
例如,对于“种子的萌发条件”这节课,重点在于让学生了解种子萌发条件及其内部变化。这就需要教师进行引导进行探究实验,得出结论。让学生在实验中观察现象。根据科学方法教育的理论,教师在设计思想的时候可以采取实验与讨论的教学方法,让学生在课前充分预习,并且能够在课前实验,得出种子萌发所需的内部条件。在课堂上,教师可以让学生做课堂的主人,讨论观察的结果,引导学生的思考,并得出结论。随后,教师可以让学生讲述自己所学种子萌发这一课的方法、过程、结论,使科学方法教育在初中生物课堂上完全实践起来。
对于初中生物的教学来说,将科学方法教育运用到其教学的实践中的要点就是将两者做到有效的结合。根据初中生物授课内容的特点与初中生的思维特点来设计教学方案的主要目标是科学方法教育在生物教学中的发展主线。在实践中沿着主线走,在授课中,跟着科学方法教育走,是科学方法教育真正融入初中生物教学的重要保证。
【关键词】发散思维 生物教学 对策
【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)10-0176-02
发散思维在生物教学中合理的运用能够激发学生学习生物的积极性和主动性,提高中学生物教学质量。教师在教学中要采取相应措施激发学生的学习兴趣,培养学生发散性思维能力的发展。学生发散思维是在教师合理引导性和教育下进行的,因此,教师要构建和谐的课堂氛围,还要对学生进行知识讲解,与学生一起进行讨论学习,培养学生良好的学习习惯和学习行为,让学生在学习中自由的进行探索,提高自己对生物的认知能力,拓展自己的思维能力,从根本上促进中学生物教学质量的提高。
1.发散思维的内涵及特点
1.1发散思维的内涵
发散思维是美国心理学家J.P.吉尔福特提出的,也称为扩散性思维。是指在考虑和解决问题中通过自己对问题的分析、判断,不受外界各种因素的干扰,最终达到解决问题目的的思维方式。发散思维在中学教育中非常重要,中学阶段也是学生思维能力比较活跃的阶段,教师通过对学生合理的引导和教育,能够激发学生对问题的想象,拓展自己思维能力的培养,提高自己在学习中解决问题的能力。
1.2发散思维的特点
发散思维具有以下几个方面的特征:第一,流畅性。主要是指学生面对问题时能够流畅的发挥自己的想象力,不受到其它因素的干扰,拓展自己的思维空间,对问题进行有效的探究。第二,变通性。发散思维与一般的思维有很大的不同,要求在对问题的思考中进行有效的变通,对问题举一反三,思考到一般人不能思考的领域。第三,独特性。发散思维与一般思维的区别就是发散思维在对问题思考中能够发现一般人发现不了的地方,能够对问题进行深入本质的思考。教师在对学生教育过程中要激发学生对发散思维的培养,提高学生的思维能力。
2.提高学生发散性思维培养的教学探索
2.1加强实验教学,培养学生的发散性思维
生物教学与一般科目教学的差别就在于生物教学的实验课程比较多,这就要求学生不仅要有课堂分析能力,而且要有动手能力,互相结合才能拓展学生学习生物的兴趣,激发学生对生物的思维动力。中学生物教师在教学过程中要对学生进行引导,让学生自己参与实验,增加动手能力,这样学生对实验过程中遇到的问题就会积极的思考,从而能够激发学生思维能力的培养。
2.2加强引导,充分发挥学生的创造潜能
中学生物教学离不开教师的引导,特别是在实验教学过程中加强教师引导更加能够促进学生发散思维能力的培养。比如在实验教学中让学生对实验进行自主设计、自己动手,分析结果。教师只是对实验遇到的问题进行有效的引导,对学生的思考进行启发,这样学生在教师的启发下就能够对问题进行深入的思考,激发自己的思维能力,促进发散思维能力的提高。同时,对实验过程中产生的异常现象和结果要引导学生进行探究式分析,比如为什么会出现这样的结果,导致这些结果产生的原因是什么,这些结果与日常生活有没有必然的联系等等。这些都能够提高学生的发散思维能力。
2.3 教师要提高自身的专业知识
专业的生物知识文化是教师吸引学生学习兴趣,促进思维能力发展的重要因素之一。教师的专业水平和教学效果能够给学生带来积极的影响。因此,教师不仅要具备基本的教学专业知识,而且在教学过程中要运用心理学的教学方法不断提高学生学习生物的心理素质和综合能力。用心理理论与教学相关方法来指导对自己的教学实践。因为学生在学习过程中不仅受自身学习能力的影响,而且受到心理因素的影响,所以,教师要对不同的学生进行不同的教学。教师只有调动学生学习生物各个方面的积极性和主动性,增加学生的心理素质,中学学生才能够在教师的指导下进行有效的学习,促进自己发散思维能力的培养。
发散思维在生物教学中合理的运用能够激发学生学习生物的积极性和主动性,提高中学生物教学质量。教师在教学中要采取相应措施激发学生的学习兴趣,培养学生发散性思维能力的发展。在教学实际中教师要加强实验教学,培养学生的发散性思维;加强引导,充分发挥学生的创造潜能;教师要构建和谐的课堂氛围,还要对学生进行知识讲解,与学生一起进行讨论学习,培养学生良好的学习习惯和学习行为,让学生在学习中自由的进行探索,提高自己对生物的认知能力,拓展自己的思维能力,从根本上促进中学生物教学质量的提高。
参考文献:
[1]卢文祥.新课程理念与初中生物课程改革[M].长春:东北师范大学出版社,2010
关键词:生物科学史;生物教学
生物科学史是生物科学发生和发展的历史[2]。它用详实的历史资料描述科学家们在生物学领域的创造与发现,以及进行科学探究的思维过程和研究方法。在生物教育教学过程中,重视生物科学史例证材料的应用,能够引导学生追寻生物科学成果的产生及生物科学发生发展的历史过程,尝试理解其本质,明晰其研究方法,探寻其研究的路径。由于生物科学史即有丰富的科学思维、科学方法,又包含有科学精神等内容,因此,将生物科学史运用于生物课堂教学过程中的优势就明显地呈现出来。
一、有利于创建良好的学习情境,激发学生学习兴趣
生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学,专业性较强,其中就包含很多逻辑性强且较难理解的生物学专业术语。而这些专业术语恰恰是学生觉得枯燥无味、缺乏学习兴趣的最基础的教学内容,因此,在教学中涉及到这些知识点时,就要积极探寻能够激发学生学习兴趣、调动学生学习积极性的方法和手段。而恰当引用教材中出现的科学史料,不但能有效地建立学生学习生物学知识的情境,而且还会在生物科学史事的叙事情境中自然顺畅的将学生引入到教学内容上来,使学生即会被轻松吸引,也会带着浓厚的兴趣进入学习的佳境,形成了积极主动探究的学习动机,推动了教学内容的实施。例如,在学习伴性遗传时,介绍英国著名的化学家物理学家道尔顿发现色盲的故事,以此为线索,引出什么是伴性遗传、伴性遗传的特点;在讲述条件反射时就向学生介绍巴普洛夫的实验过程:利用狗吃东西时会分泌唾液的现象,在每次喂食之前都发出铃声,将铃声和给狗喂食结合起来,通过一段时间训练后,只要铃声一响,狗就分泌唾液,条件反射建立,进而揭示了什么是条件反射,条件反射建立的过程及条件反射形成的原理.由此可见,恰当的引人生物科学史能够把学生的学习兴趣充分的调动起来,激发学生对学科知识的渴求与了解,促进了教学内容的完成。
二、有助于理解生物学课堂教学内容,掌握重点和难点
生物科学史不但展示了生命科学研究成果发现过程的史实,也揭示了生命本质的探究过程。在生物课堂教学中,将生物科学史作为教学材料,可以充分详实的引导出教学内容中生物学知识的演变、发生、发展过程,渗透生物科学的研究方法和思维方式,帮助学生积累更多的经验,提高分析解决问题的能力,这样有益于学生对知识的消化理解,有益于切合认知规律。例如我们在讲授植物《光合作用》时,将光合作用的发现史贯穿于课堂教学中,“1771年,英国科学家普利斯特利通过实验证实植物可以更新因燃烧或呼吸而变得浑浊的空气;1779年荷兰科学家英格豪斯通过500多次的实验证实了只有在阳光照射下植物绿叶才能更新污浊的空气,到1785年才明确绿叶在光下放出的是氧气,吸收的是二氧化碳;1845年德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律指出光合作用过程中光能转化成了化学能储存起来;1864年德国植物学家萨克斯通过实验证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉;光合作用所释放的氧气源自于水的结论,在1939年被科学家鲁宾和卡门使用氧同位素标记的实验所印证。”[6]这一史料的介绍,阐明了光合作用的过程(重点),明晰了光合作用的本质(重点与难点),学生对光合作用有了透彻的理解;在“遗传的物质基础”一节,DNA分子的结构与复制是遗传学的核心内容,既是重点,也是难点,将DNA分子双螺旋结构模型的发现过程贯穿于课堂教学中,利用教学软件,让学生观察DNA分子的结构和复制过程,这样使复杂问题简单化、直观化,既突出了重点,也突破了难点,提高学生对重点和难点知识的掌握和理解,并为后续内容的学习奠定了扎实的基础。
三、有利于培养自主探究能力,掌握科学的学习方法
生物课的教学过程中,学生不但要掌握生物学的基础知识和基本技能,科学的学习方法、自主探究的学习能力的培养也是生物学的教学目标之一。而运用生物科学史中的经典实验例证进行生物教学,是培养学生自主探究学习能力的一个有效途径。生物科学史中的经典实验史实,其中蕴涵着独特的生物学思维和科学研究方法[3]。生物学家萨顿运用“类比推理”的研究方法提出了孟德尔假设的遗传因子在染色体上的假说,这让学生对类比推理有了一定的认识,知道这种科学方法存在局限性,也就是结论没有通过实验的验证。学生就会带着疑问“如何证明染色体是基因的载体”,巧妙的引入了生物科学史中摩尔根用假说演绎法及其实验研究证明了这一结论的成立,并发展成为遗传学理论。摩尔根无论对自己还是对他人的学说,都以实验来检验正确与否。这样学生可以感悟科学发现与探究的过程、方法和科学态度,有利于学生培养自主探究能力和科学的学习方法。
四、有利于塑造学生的科学素养,培育崇尚科学精神
科学素养是对科学知识、科研过程和方法、科学技术对社会及个人的影响的了解程度[4]。生物学课堂必须让学生摒弃被动学习的传统陋习,注重运用生物科学史中的具有严谨科学研究态度的例证,让学生了解科学成果产生的过程,有意识地培养学生一丝不苟、实事求是的科研精神,独自分析解决问题的能力及团队合作能力。从生物科学史中可以看到,青霉素的发现是英国细菌学家弗莱明求真务实态度的成果;孟德尔遗传规律是奥地利生物学家孟德尔以豌豆为实验材料,克服重重困难、坚持不懈潜心研究了八年,最终总结出的科学理论;由此看出科学史料的渗透,利于塑造科学素养,培育崇尚科学精神。
五、有利于培育理想信念,促进学生成长成才
生物科学史料见证了生物科学发展与进步的历程,展现了科学家求真求实的科学精神。每一个科学成果的产生都是科学家们坚持信念、积极探索、无私奉献的结果。课堂教学中引入生物科学史料,就是充分重视它在学习过程中的积极促进作用。有效选择适合的材料、运用恰当的教学方法,有利于帮助学生掌握生物科学知识的同时,真正了解科学家发现生物科学本质结论背后的顽强意志和信念[5],其始终如一的探索精神,勇于为生物科学毕生奋斗的高尚情操。“遗传学三大基本定律”的问世是孟德尔、摩尔根以坚韧顽强的意志,分别在豌豆杂交实验和果蝇性状的遗传试验中最终发现的三大遗传规律,这正是一种人生理想信念的体现。学生正处于人生观世界观形成时期,对未来充满了好奇和想象,生物科学史料在教学中的恰当运用,使学生不仅掌握了丰富的生物科学知识,还学到了科学家们为生物科学奉献的理想信念,有助于培养学生持之以恒坚忍不拔的思想品格,这对学生的成长成才都是至关重要的。在生物教育教学过程中,教师应充分认识到生物科学史的重要作用。将生物科学史准确运用的课堂教学中,不但可以完善学科体系,还可以促进学生对生物学知识的理解和掌握,提高了课堂教学效率和效果;同时在生物科学史的学习过程中,也培养了学生科学的思维及解决问题的方法和手段,燃起了学生科学探究的热情,培养了理想信念,促进了学生的全面发展。
参考文献:
[1]李海鹰.新课程中的高中生物科学史教学[J].中华少年:研究青少年教育,2013(2).
[2]李月仙.高中生物教学中生物科学史教育的策略研究[J].新教育时代电子杂志:教师版,2015(12).
[3]陈曦.生物科学史在生物教学中的价值研究[J].广西教育B(中教版),2014(9).
[4]赖小琴.民族地区科学素养调查的现状与前景[J].广西师范学院学报:自然科学版,2006(1).
[5]韩小春.论生物科学史在高中生物教学中的运用[J].考试周刊,2016(25).
在生物教学中重视基础知识传授,是培养学生生物科学素养的关键。在课堂上适当介绍生物科学研究的新成就,以及这些新成就可能对我们的学习、生活和工作带来的影响,可以有效地给学生以启迪。例如在学习转基因技术时,针对转基因技术的利弊问题,可以让学生通过网络查找相关资料,再结合相关生活经验组织学生进行辩论,各小组同学分工合作,踊跃发言,教学效果良好。此外,我还经常组织学生开展一些活动,如在教室内放置一些绿色植物,给校园内的植物挂上标牌,以便大家了解认识植物。
二、结合重要概念和理论发现的教学
培养学生科学研究的方法概念是对事物的抽象和概括,生物科学在其发展历程中有许多重大发现,生物科学方法是揭开生物世界奥秘的各种有效途径、手段。生物教学中可以通过介绍科学家的科学研究方法来培养学生科学的思维方法,帮助学生消除错误概念,建立科学概念,从而提高学生的生物科学素养。例如在遗传规律的教学中,可以让学生查找相关资料,知道孟德尔研究遗传规律的方法和过程。孟德尔利用业余时间进行植物(主要是豌豆)的杂交试验,经过多年的不懈努力,揭示出遗传学的两个基本规律———分离规律和自由组合规律。这两个重要规律的发现和提出,为遗传学的诞生和发展奠定了坚实的基础,这也正是孟德尔名垂后世的重大科研成果。孟德尔在研究中运用的是“假说———演绎法”,即提出问题创立假设设计实验分析结果再实验再观察,直到找出事物内在的必然联系,这是生物科学研究的基本过程。这是一种重要的科学发现模式和重要的科学研究方法,也是培养学生科学方法,提高学生科学探究能力的重要方法。通过熟悉孟德尔的发现之旅,学生不仅掌握了相关重要概念,还训练了观察能力,思维能力和分析能力,同时也培养了科学的研究方法,从而提高了学生的生物科学素养。
三、开展探究活动,培养学生的科学探究能力
生物科学素养不可能单纯地依靠知识的讲授、灌输来形成,必须改变教学的策略和方法。生物课程标准的一个基本理念是倡导探究性学习,而加强科学探究是培养科学素养的重点。为此新教材一改过去过多地注重科学知识的弊端,十分重视全面提高学生的科学素养,安排有多个探究活动,尽管各个探究活动要求达到的目标和侧重点有所不同,如有的重点是在如何控制变量和设计对照实验上;有的是要求学生体验探究的一般过程。但是可以说每个探究活动都蕴涵着丰富的培养学生科学素养的内容。例如学习“人体的免疫防线”时,引导学生通过模拟实验来探究皮肤是一道保护屏障,这样可以把复杂的实际问题转化为理想的简单问题。模拟探究前,教师可引导学生讨论:①模拟实验中模型(苹果)与原型(人体皮肤)的关系?②如何设计实验组与对照组?③如何控制变量?④为什么要将实验材料按四种情况分别进行处理?在充分思考的基础上根据探究计划开展探究,由苹果皮的功能推理出人体皮肤也有相似的功能。再通过调查家人、同学等,结合自己的生活经验,了解皮肤破损引起的伤口感染情况等,从而证实类比得到的结论是正确的,感悟人体的皮肤是一道保护屏障。在整个探究活动过程中,学生需要不断地对所遇到的问题进行分析思考,使学生的思维能力和生物科学素养得到螺旋式发展。因此探究活动非常有利于培养学生的科学思维方法和科学素养。
四、认真组织开展生物学实验,指导学生掌握科学方法
生物科学是一门以实验为基础的科学,科学的结论建立在对充足的材料进行观察和比较的基础上,生物科学的核心概念、原理,均来自于科学家的科学实践。因此,实验是学好生物学的基础,也是培养学生科学素养的重要途径。例如在学习生物体的基本结构时,请学生制作洋葱鳞片叶表皮细胞和人口腔上皮细胞等临时装片并观察细胞结构,教学过程中,教师可先示范一次,然后让学生独立完成。实验中出现的问题应该由学生通过讨论和交流,自己找出原因。绘图时要求学生一定要尊重事实,不要按照挂图或教材中的插图去描绘,以培养学生实事求的科学态度。学生通过实验,在“做中学”的过程中,对“细胞是生物体结构和功能的基本单位”这一重要概念的理解将更深入。这样,在学习活动中,学生能主动获取知识,体现了自主、合作、探究性的学习过程,把实验贯穿于教学的全过程,做到师生互动而又以学生动手实践为主,并且学生的实践活动又是在教师的精心设计下进行的,通过实验过程中的活动和探索,一方面使学生更好地理解掌握科学知识,锻炼动手操作能力,培养观察能力和思维能力,另一方面,对实验成败的比较分析,使学生认识到进行科学的探索和研究需要实事求是的科学态度。这样就把传授知识,训练基本技能和培养生物科学素养统一起来,提高了教学实效性。
五、总结
关键词 科学方法 思维方法 学科方法 科学素养
科学方法教育,作为科学教育中不可分割的一部分,有着深刻的内涵和意义。中学生物科学方法教育,具有联系生物现象与知识、知识与应用的重要作用,应在中学生物教育中受到重视。
老一辈教育家杨寅初先生(1937)在其教学论著中用一单元专门提出要注重科学方法的训练;北师大陈皓兮教授(1987)的教学论著中写道:60年代以来,在各国生物教育中都突出地提出要使学生在学习过程中善于从自然事物、自然现象中去发现问题,通过观察实验、积累资料、进行推论,借以学会认识客观自然界的科学方法[1]。可见,中学生物教学中进行科学方法的教育,并不是一个新的话题。科学方法在学科学习的结构中,起到了桥梁和纽带的作用,它将知识“变活”,将知识与实际产生联系。目前,已有生物教学研究者在其学术论文中提出,高中生物新课程中涉及的科学方法主要有:观察法、实验法、模拟法、量化法、归纳法、演绎法、分析和综合法、类比法等[2]。
生命科学是一门以实验为基础的学科,它在构建学生生命价值观、培养学生创新能力等方面都有着巨大的意义。本研究试图构建生物科学方法的分类理论,将中学生物科学方法教育的内容进行分类,进而提出在中学进行生物科学方法教育的实施路径。
一、中学生物学科学方法教育内容的确立
1.生物学科学方法的内涵
方法,指人们认识世界和改造世界所应用的行为方式、程序及手段的总和。在科学研究中,是指借助于思维取得新信息、新成果的方式和手段[3]。科学学的奠基人贝尔纳说得好:“良好的方法能使我们更好地发挥运用天赋的才能,而拙劣的方法则可能阻障才能的发挥”[4]。科学方法,指人们在认识世界的实践活动中总结出来的正确的思维方式和操作方式,是获取科学知识的程序或过程[3]。“与科学知识相比,科学方法具有更大的稳定性和更普遍的适用性”[5]。因此,在中学科学教育中,让学生获取科学方法比获取科学内容本身更为重要。
方法是一种途径,既能够创造知识也能够应用知识,只有掌握了方法,才能够使理解科学和终身学习成为可能。学生对生物科学方法的学习不会自发进行,需要教师的教学指导。有研究者认为,科学研究方法必须基于特定理论进行观察、实践和测量,而科学方法包括通过观察和实验进行数据的采集,以及形成和检验假说。通过对上述内容的总结,笔者将生物科学方法的内涵界定为:人们在认识和解决生命科学问题的实践活动中,总结出来正确的思维方式和操作方法,从而获取生物科学知识的过程。
2.生物科学方法显化教育的内涵
尽管大多数教师都能够意识到科学方法教育的重要性,但对于生物科学方法教育的理解与感悟却参差不齐,原因在于生物科学方法教育一直处于隐性教育水平。有研究者对物理科学方法隐形教育总结出以下不足:教学目标不明确、教学内容不明确、教学效果不显著[6]。
和隐性教育对应的是显化教育。所谓科学方法显化教育,是指教师有意识地公开进行科学方法教育,学生有意识地学习科学方法,以达到理解知识、掌握方法和形成科学态度的目的[6]。中学生物科学方法教育也应当从隐性走向显化。生物是门实验学科,意味着生物学的知识本身就是由实验、实践中得来,知识的运用也体现在实验中。在中学生物学的教学中,一是要体现出生物科学技能的必要性,二是通过思维方法的显化,使得隐性认知得以被剖析,让学生能够认识并有意识地培养相关的思维方法,通过有针对性的训练,使得学生能够像一个“科学家”那样思考和解决生物学问题、应用生物学知识。
3.中学生物科学方法的分类
笔者从历史观的角度纵向梳理了我国生物科学方法教育的内涵,翻阅从民国时期到当代的主要“生物课教学法”和“生物课程与教学论”,将其中作者意图涉及的生物科学方法进行了整理(如表1所示),其核心思想是让学生在认识和学习生物学中习得正确的思维方法及研究方法。
尽管上述生物教学的论著中对生物科学方法都没有专门的叙述,但都提出了生物科学方法在生物学教学中的重要意义,并且涉及了生物学研究方法、生物学思维方法在培养学生生物科学素养中是不可或缺的角色。笔者按照生物学学科方法、生物学思维方法这两类基本科学方法,构建了中学生物科学方法分类模型(如图1所示)。
图1 中学生物科学方法分类
(1)生物学思维方法
生物学思维方法是指生物学科研究方法中概括出来进行理论思维的方法,如分析、归纳、综合、控制变量等方法。这些方法指导着学生在遇到生物问题时,能够正确找出原始问题,并运用正确的思维方式去研究问题,进而更好的解决问题。一般来说,在中学生物教育中,用来进行理论思维的方法包括:分析、归纳、综合、假说演绎、类比推理、比较、抽象化、对比实验、控制变量等。但是由于思维是隐秘的,在日常教学中往往会忽视以其作为目标进行教学设计。
(2)生物学学科方法
生物学学科方法指在生物学中最常用的揭示生命现象的方法,它包括进行研究的流程,即科学探究的过程方法,如生物科学探究过程技能:发现问题、提出假说、设计实验、完成实验、分析数据、得出结论这整个的过程;也包括在中学科学探究中所运用的最基本方法,如生物操作方法:显微镜操作、观察、解剖、染色、过滤、制作装片、同位素标记法、调查、标本制作、纯化、蒸馏、萃取等。它是整个生物科学研究的基础,也是学生学习生物学知识,打好生物学基础的必备条件。由于其与生物学科有直接密切的联系,它也被称之为强认知方法。
(3)中学生物科学方法的内在联系
哲学中的科学方法从具体到一般层层递进,下一层是上一层的基础,而在生物科学方法的结构中,可以看到学科方法和思维方法之间有着直接的关联,它们并不存在层级的高低,思维伴随着学科的学习,学科方法的强化也锻炼了思维方法。从认知的角度看,在解决问题时,会同时应用到思维方法和具体研究方法,但不论是生物学科方法还是生物思维方法,都应以中学生物学知识作为载体去强化和训练。
二、中学生物科学方法教育内容的实施
1.中学生物学学科方法教育的实施
生物学学科方法在生物实验教学中体现得最为明显,通过生物实验课、生物实践活动,能够有效地让学生体会和感受科学方法在实际研究中的应用。例如,在“探究植物细胞的吸水和失水”实验中,涉及制作装片、使用显微镜、观察、对比的思维和操作,那么教师在实验课开始之前,就应当对学生明确提出要求,要求其正确使用显微镜和制作临时装片,并将过程告知学生,接着提出实验需要解决的问题,让学生自主进行实验的计划,锻炼学生的科学探究思维。
2.中学生物学思维方法教育的实施
思维方法通常是渗透在教学内容当中,需将其显化,使学生明确。比如,研究PH值对酶活性影响这一课时,通过控制其他因素只改变其中一种因素的控制变量法的应用在这里就显得非常自然,而同时控制变量法又应用在很多其他知识的学习中,要注重在教学中对科学方法的总结和归纳。再如,分析和归纳是两种最常见的科学思维方法,当学生通过实验得出图表或者曲线时,如何正确地分析和归纳也应显化,以达到更好的教学效果。
三、中学生物科学方法教育的展望
1.在生物课程标准中显化生物科学方法
我国现行生物课程标准是以生物知识为核心进行教学组织的,但从教育目的看,学习方法比知识更为重要。因此,以方法为核心、知识为框架的教学组织更有利于学生对于方法的掌握。课程标准作为纲领材料,应明确生物科学方法的重要地位。在生物课程标准中将生物学科方法和生物思维方法显化在课程目标中,是生物科学方法教育的政策支持。
2.依据生物科学方法的逻辑组织教学
由于方法是现象与知识、知识与应用的联接,根据生物科学方法来组织教学,将其作为逻辑组织教学能够有效帮助学生掌握科学方法,建立学生科学方法知识体系。首先将中学生物中涉及到的科学方法进行罗列和总结,从横向和纵向进行教学,以知识的角度看科学方法,然后通过科学方法组织知识体系。
3.提升生物教师的生物科学方法素养
教师是课堂的组织者、实施者,一切教育方法、教学策略的落脚点都是教师对学生的教学,因此,教师是最重要的课程资源。我国教育正处于改革的深水期,教师队伍必须不断更新自己的知识库和教育观念,才能跟得上教育改革的步伐。及时加强教师的专业能力,补充教师专业结构中的科学方法教育知识,是中学生物实施科学方法教育不可缺少的一部分。
参考文献
[1] 陈皓兮,中学生物学教学法[M].北京:北京师范大学出版社,1987.
[2] 孙文霞,沈光华.高中生物新课程中的科学方法教育[J].生物学杂志,2006(12).
[3] 刘蔚华.方法大辞典[M].济南:山东人民出版社,1991.
[4] 向洪.当代科学学辞典[M].成都:成都科技大学出版社,1987.
[5] 涂艳国.论科学教育的基本要素[J].教育研究,1990(9).
[6] 李正福,李春密,邢.物理教学中的科学方法显性教育[J].教育科学研究,2011(1).
[7] 杨寅初.中等学校生物学教学法[M].北京:正中书局,1937.
[8] 陈皓兮,叶佩珉.小学生物教学指导书(人教版)[M].北京:人民教育出版社,1988.
[9] 周美珍.生物教育学[M].杭州:浙江教育出版社,1992.
[10] 汪忠.新编生物学教学论[M].上海:华东师范大学出版社,2006.
关键词:高中生;生物科学素养;提高;方法
提高生物科学素养是《普通高中生物课程标准(实验)》提出的四个基本理念之一。作为高中生物学科教师,我们应通过同种渠道,实施多种方法,有效提高学生的生物科学素养
一、积极开展探究性学习
《普通高中生物课程标准(实验)》把“倡导探究性学习”作为基本的课程理念提出。探究性学习的目标是:1.获得科学知识;2.注重探究过程和处理信息的科学方法和能力;3.培养探究、合作的科学精神和一丝不苟的科学态度。从科学的本质出发,倡导探究性学习符合科学本身的特点。倡导探究性学习就是教师在教学过程中培养学生的独立性、自主性,引导学生开展质疑、调查、实验、收集、分析和解读数据、推理、判断、反思等探究活动中,既使学生理解、掌握和应用知识,又发展学生的收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力,特别是培养学生的创新精神和实践能力。生物学科中许多知识非常适合于学生通过自主探究的学习方式来获得,同时探究有利于培养学生科学的思维方法和研究方法,从而提高学生的生物科学素养。尽管探究性学习组织难,不易驾驭,但对提高学生的生物科学素养的效果显著。
二、及时宣传生物科学新成果
教师要注意平时搜集一些生物科学的新成果,适时地与课堂教学知识点有机结合起来,使教材基础知识与生命科学发展的最新成果相衔接,有利于培养学生热爱生命科学、从事生命科学研究的志向。现代中学生思想活跃、思维敏捷,对新事物、新观点特别感兴趣,且易于接受。生物学教学应符合学生的这一心理特点,教师要尽量选用最新的资料,这样才能激发学生的学习兴趣。在教学时,教师可有针对性地补充一些与教学内容有关的最新变化的资料,缩小教学内容与现实生活的“距离感”“时间差”,用新鲜的信息刺激学生,从而拓展学生的生物科技视野,增进学生对生物科技与社会关系的理解,而且能唤起学生的时代感,使其树立生命科学意识。
三、重视开展生物学实验
生物学是一门以实验为基础的科学,没有观察和实验,生物学就不可能取得举世瞩目的辉煌成就。加强实验教学也是新课程改革的特点之一,如《分子与细胞》就新增了使用高倍显微镜观察几种细胞、观察DNA和RNA在细胞中的分布、体验制备细胞膜的方法、用高倍镜观察线粒体、探究酵母菌细胞呼吸的方式、探索环境因素对光合作用的影响、细胞大小与物质运输的关系等实验。加强学生实验,培养学生观察、体验和探究能力,提高学生的生物科学素养,是生物学教学改革的一个必然趋势。
教师在实验教学过程中一定要注意改进实验教学策略,使其真正发挥应有的作用。对于验证性实验,教师要鼓励学生积极地对其进行假设和猜想,提高学生发现和分析问题的能力,使学生真正透彻地了解每一个实验,并从中学到一些规律性的科学方法。探究性实验能激发学生的好奇心和钻研精神,能让学生在实验过程中体验获得成功的喜悦。因此教师可适当地以现有实验为基础,改进实验方案,并尽可能让学生自己亲自设计与分析实验,在满足学生好奇心的同时,培养了学生科学探究能力。
四、进行生物科学史教育
《普通高中生物课程标准(实验)》强调“要注重生物科学史的学习”。高中生物新课程教材新增了许多科学史上相关研究的事例和方法,这是新教材编写令人瞩目的亮点之一。注重科学史的教育是新课程改革的重要特点之一。生物学史是从辨证唯物主义和历史唯物主义出发,对生物科学的产生与发展做出的科学总结,是生物科学家思维的结晶。科学精神是指人们在工作和学习中表现出来的自觉、顽强、勤奋、实事求是的情感、态度与价值观。生物科学史是十分宝贵的教育资源,其中很多事例是对学生进行科学精神教育的良好素材。生物学史例能够将知识传授、能力培养和情意发展三方面教育融合起来,很好地体现生物学科的特点和素质教育的要求。生物科学史的教学要力求让学生像科学家一样一次次体验科学探索的过程,理解科学的本质和科学研究的方法。
学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路,理解科学的本质和科学研究的方法。在教学中,教师要充分发挥生物学史例的教育作用,除了利用科学史的故事培养学生的学习兴趣,还要利用生物学家的生平和事迹,对学生进行科学精神和价值观的教育,例如“酶的发现”、“光合作用的发现”、“生长素的发现”、“DNA是遗传物质的实验”等史例是介绍有关研究的思维和方法,在这部分生物科学史教学过程中,教师不急于得出结论,要通过对一些经典实验和逻辑分析的再现,使学生从中学习科学家的思维方法和理解生物学概念、原理的来龙去脉。通过让学生体验生物学知识的形成过程,注重对学生科学态度、方法和思维品质的养成。教材这样编写的目的是再现知识的发生过程,使生物传统结论式教学变为过程式教学,达到既传授知识又培养学生的科学思维的目标。
五、多渗透STS教育思想
一、积极培养学生对生物学学习的兴趣
兴趣是学生力求接触和认识某种事物的意识倾向,它对学生的学习活动起着推动的作用,在教学中首先必须重视学生兴趣的培养。
1.重视设问,引导思维,调动兴趣。实践表明,学生运用自己的智慧克服困难越多,兴趣也就越高。在教学中,教师应重视设问,如“血糖的调节”一课,我从学生熟悉的生活实际问题中引出,调动他们的兴趣。提出的相关问题是:(1)学校召开运动会的时候,同学们为什么常常给运动员买葡萄糖?(2)为什么糖尿病患者不宜吃甜食?这些问题既涉及学习知识又引发了学生积极主动的思考,激发他们的学习兴趣。
2.方式多样,角度不同,发展兴趣。生物学是直观性很强的一门学科。除了经常使用传统的直观教学媒体外,各种各样的网络教学实践也被越来越多的老师所青睐。如《基因工程》这一节,在进行教学设计的过程中,我将生物学原理、科学方法与技术的发展历程相结合,使学生树立发现问题、解决问题的正确科学思维方法,去激发学生积极思考,善于动脑,激发学生探索生命奥秘的兴趣。同时充分利用计算机网络信息技术,进行网络环境下的信息化教学,指导学生浏览相应的信息资料,并提出相应的问题。通过学生的浏览和分析以及交流,获得了大量的生物学科信息,开拓了学生的知识面,提高了对生物学科的兴趣。
3.点拨前沿知识,突出社会责任,不断提高兴趣。
兴趣产生于认识和需要。科技前沿知识由于具有“新”和“奇”的特点,可以更好地提高学生的知识兴趣,如“克隆技术”、“人类基因组计划”,学生听得津津有味,生发出许多有趣的提问。如果我们把社会责任适时地加进去,就能更好地提高他们的兴趣。
二、加强科学态度和科学品质的培养
培养学生的科学态度是生物教学中进行科学素质教育的重要内容。在教学中培养学生的科学态度采取以下几种方式:
1.培养实事求是的科学态度。实事求是对于学生来说是一种非常重要的品质,应当把对学生实事求是品质的培养渗透在生物教学中。
2.激发学生的创新意识。鼓励学生收集了大量的生物科技资料并汇报交流。如艾滋病病因及预防治疗的方法和进展;克隆羊――多利的培育过程;癌症、心脏病等方面的研究和进展等。这样,不仅激发了学生的探究兴趣,而且也激发了他们的科技创新兴趣。
3.培养学生团结合作的精神。合作意识也是科学态度的重要组成部分。如调查媒体对生物科学技术发展的报道,目的就是要培养学生初步学会收集和处理生物科学技术信息的方法和能力,加强团结合作的精神。
三、让学生掌握生物科学探究的一般方法和技能
近几十年来,许多科学教育家认为科学探究是学生学习科学的有效方式之一,生物学科的探究能力主要体现在观察、实验、分析、综合能力。其中,观察、实验不但是研究生物学的基本方法,也是培养学生多种能力的重要途径。
生物科学的发展史是一部不断对生命活动规律进行探索创新的历史,无数的科学探索留下了大量的经典生物实验,这些经典实验蕴涵科学家独具匠心的科学思维和巧妙的实验设计方法。可以看出,生物科学史蕴含着丰富的科学思想、科学方法、科学世界观以及科学精神、科学态度等内容,因而具有很高的教育价值。生物科学史的学习不仅是《普通高中生物课程标准(实验)》的明确要求,也是教师教学实践中的切实需要。
案例教学是根据一定的教学目的,选取合适的案例贯穿于教学过程,来组织学生进行分析、讨论、研究等,通过生生、师生之间的互动,以达到锻炼学生的能力及形成良好的的个体品质的教学方法。将生物科学史融于生物课堂中,进行案例教学,旨在提高学生学习生物的兴趣和生物科学的素养,同时能有利于提高学生信息搜集、提取和分析的能力以及简单的科学实验设计能力。
1 生物科学史在生物教学中的作用
1.1 利用生物科学史提高学生的科学素养
生物科学素养是公民科学素养构成中的重要组成部分。生物科学素养是指公民参加社会活动、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。提高每个学生的生物科学素养是生物学教学实施的核心任?眨?也符合新一轮生物学课程改革所倡导的理念。
生物科学史中记载着科学家的生平事迹,从中挖掘科学家的科学态度、科学精神和科学世界观,把它们渗透到生物教学中,对培养学生的生物学素养乃至科学素养和人文素养都具有积极的教育意义。学生置身于科学史的氛围中进行领悟和体会,获取丰富而有趣的知识营养,体验严密的逻辑思维过程和解决问题的思想方法,并在厚重的历史感中体会前人的智慧,从而提高自身的生物科学素养。
1.2 利用生物科学史培养学生的探究能力
生物科学史就是科学家探究生物学知识的科学过程史。生物科学每一个知识点的产生过程,就是一个科学探究的过程。如发现问题、提出问题、作出假设、逻辑推理、检验假设、分析结论、交流评价等,是对学生进行科学方法训练的良好素材。学习生物科学史有助于学生了解每个知识点的来龙去脉,而且可以从其中一些典型事件中学习到科学家的科学探究方法。这样不仅可促进学生深刻领会生物科学理论的论点,还能使学生在亲身体验科学探索的过程中接受科学方法的训练,形成一定的探究能力。
2 案例教学在生物教学中的应用价值
2.1 案例教学有利于学生对生物学知识的建构和内化
生物学基础知识包括基本的生物学概念、原理和规律,案例教学法通过呈现案例情境材料,经过分析与讨论,不仅能帮肋学生获得这些知识,更重要的是能将所学的知识进行内化,建构到原有的知识和经验中去,利于学生获得更深层次的知识即“隐性知识”。而在以教师讲授为主的传统课堂中,学生尽管能够记在所学的生物学理论知识,但这仅仅是停留在书本上的理性思维的认识和收获,是一种单一的、静成的、孤立的抽象知识,充其量也就是一种“显性知识”。
2.2 案例教学有利于培养学生的合作精神和与人沟通的能力
可以说,现代科学技术的发展都是人们合作的结晶,这在生物科学史上有很多例子,最经典的是美国生物学家沃森和英国生物学家克里克从1951年~1953年两年间在英图剑桥大学实验室里亲密的合作,最终揭示了生命最本质的奥秘――DNA双螺旋结构,具有划时代的意义。但是在传统的课堂教学中,培养学生这种能力的机会不多,且较多地停留在口头层面上,如果处理得不好,很可能变成一种生硬地说教,而案例教学的过程正是一个人际沟通、交往与合作的过程。因为小组合作是案例教学的主要组织形式,为了达到共同的学习目标,小组成员之间必须学会相互理解、彼此尊重和信任。
2.3 案例教学有利于培养学生的问题意识和分析问题、解决问题的能力
问题意识是创新的起点和发端,没有问题意识就不会有发明和创造。而在案例教学过程中,教师是通过案例的呈现创设一个个具体的问题情境,课堂教学就在学生围绕这些问题展开分析、小组讨论、提出方案中进行。学生通过分析案例中所涉及的各种各样的生物学问题,潜移默化地便逐步学会了如何分析问题、解决问题以及科学的思维方式。
3 结合生物科学史的案例教学过程
3.1 选择合适的生物科学史撰写案例
案例撰写是教师在课前必须要完成的准备,也是搞好案例教学的重要环节。首先,教师要确立教学内容,并收集与此相关的生物科学史内容的案例素材。因为要编写高质量的生物案例,就要有充足的案例素材。其次,教师要分析学生现有掌握的知识水平,结合相应的科学史内容在整个生物教材中地位,制定这个课时的课堂教学目标。确定教学目标是生物案例撰写过程中的一个重要步骤,为从案例素材的筛选与取舍到最终形成案例的整个过程指明了方向。然后,仔细阅读、分析案例素材,紧密结合生物学的教学内容,并联系学生的实际情况,对案例素材作必要的筛选、修改工作,使呈现在学生面前的案例文字简明扼要、不过于冗长,以免增加学生的阅读负担。最后,在充分考虑学生已有的技能和知识背景,教师结合一些能引起学生兴趣并能产生思考、讨论的问题,写出组织教学案例。
例如,在对光合作用发现史组织教学案例时,教师可先罗列光合作用的背景描述,并整理光合作用的研究历史,将不同科学家的探究过程、实验结果、分析结论一一对比,找出光合作用研究进展的方向,同时根据生物课程目标确立光合作用发现史的知识、能力、情感的教学目标,最终撰写出光合作用发现史的教学案例。另外,教师也可以根据科学家们的实验情景进行问题的设计及讨论,丰富案例内容。
3.2 在课堂中实施生物科学史的案例教学
在课堂中对生物科学史的案例教学进行完美实施是体现案例教学的真正价值所在。撰写好的案例是进行生物科学史教学的保证,而在课堂中合理地分配教学时间,巧妙地应用教学技巧,适当地辅助教学手段,是真正落实生物科学史案例教学的关键。在教学过程中,如何体现科学家们的求真精神,如何展示前人在追求科学真理时的坚持,如何把握学生们的情感体验,是教师们必须要重点关注的。
在遗传物质发现史的案例教学过程中,教师可以借助达尔文的《物种起源》提出人们对遗传和变异的机理开始了理性的认识,随之与学生一起重温科学家的实验过程,体验他们所做的实验,感受伟大的发现。在讲述格里菲斯、艾弗里的体内、体外转化实验,在描述赫尔希和蔡斯探究噬菌体侵染细菌的过程,简单的叙述是不足以展示当年科学家们的那种持之以恒的探索精神,所以教师得有效地利用、整合各种教学资源,合理地、有条不紊地呈现。问题适宜时机的导入、实验表格的设计、各种多媒体辅助的支持以及师生间互动模式的合作,都是将案例教学实实在在在课堂上实施的手段。
3.3 总结、反思、完善,以形成一个成熟的案例
一个成熟的案例并不仅仅是一两堂课的教学实施就能形成,没有及时的总结、反思,?]有一个案例的多次反复的教学实施,没有不同案例之间在教学过程中的对比,是不可能获得一个成熟、完善的案例。
关键词: 生物教学 科学素养 生物教学模式 生物教学方法 生物实验课题
当今全球范围内的生物科学技术发展越来越迅猛,生物技术和工程的成果正在不断地提高人们的生活品质,同时对社会和经济的发展产生巨大的推动作用。这就要求我们在生物教学中努力提高和强化中学生的生物科学素养,为社会培养更多素质高、能力强的后备队伍。为此,新的《生物课程标准》也将把提高中学生的生物科学素养作为教学的主要目的和基本理念。《标准》指出:“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,理解科学的本质以及形成科学的态度与价值观。”如何强化中学生的生物科学素养?关键是在生物教学中着重抓好以下三个方面。
一、构建开放式生物教学模式
教学方式的变革是推进以提高创新能力为重点的素质教育的核心。传统的以教师为主角、以书本为中心、以考试为目的的封闭式教学模式显然已不能适应培养和提高中学生生物科学素养的要求,构建开放式生物教学模式已经成为当务之急。中学生物教学无论是教学内容、教学方式还是教学评价都应该走上开放的轨道。
1.培养教师和学生开放式学习的意识。无论教师还是学生都要认识到生物学开放式学习的重要意义,打破传统的课堂教学框架的束缚,以全新的、开放的理念去对待教与学的过程。学习不是由教师把知识简单地传递给学生,学生也不是被动地接受,而是要以主动、积极的学习态度,努力营造民主、平等、和谐的教学氛围,为实行开放式教学奠定良好的基础。
2.让学生成为教学关系的主体。以往的以教师为中心的生物学教学方法只强调教师的“教”,而忽视了学生的“学”,使学生处于被动接受的状态。而开放性教学则要求树立“以学生为本”、“以学生为中心”的理念,充分调动和发挥学生在教学中的主体作用,减少教师对学生的思维预先设置的限制,使学生充分发挥个性,为学生提供更大的具有开放性和选择性的自主发展空间。教师应有意识地提高生物教学活动的开放程度,积极引导学生通过实验观察、动手实践、动脑思考和分析交流等方式主动参与教学活动,让学生在生物教学中的主体作用得到进一步发挥。同时,教师要想方设法为学生创造良好的条件,使学生有更积极的主动参与意识、更多的主动参与机会,来提高中学生的生物学素养和实践创新能力。
3.培养挑战性思维,实现多向交流。生物科学是一门典型的实践科学,教学中树立学生的挑战性思维方式尤为重要。教师要注意保护学生的个性化特点,鼓励学生不迷信经验和权威敢于逆向思考问题。不害怕错误和反对,敢于阐述独到的意见和见解。不担心失败和挫折,敢于尝试前人未做过的试验。同时,要带领学生开展多向交流活动。交流对象包括师生之间交流、学生之间交流、学生与社会之间交流等。交流内容可结合课程,采取教师预设主题、学生提出问题、扣紧当下社会热点难题等,力求丰富多彩、贴近生活。同时,给学生的思维以想象和拓展的空间,在交流中不断深化对生物学知识的理解和思考,打下良好的专业素养。
4.开放教学评价。开放式生物学教学必定要有开放性的教学评价作为后盾和保障,在考查中学生的学习效果上不能仅用传统的考试方法,而要引进实验观察、动手操作、撰写心得体会和小论文等多种评价标准。注重学习评价的激励作用,使学生学习知识、探究问题和参加实践的兴趣在评价中得到激发。
二、实施探究性生物教学方法
“积极倡导自主、合作、探究的学习方式”,这是新课标提出的一个基本理念。这就要求教师利用科学探究的方法,主动开展探究性教学,改变长期以来只强调让学生学习书本知识,并以灌输的方式进行传授,只是简单地“授人以鱼”,而没有“授人以渔”的现状。生物学的探究性学习要求学生从设问讨论结论提高的探究过程中,达到调动学习积极性,培养探究能力,提高生物科学素养的目的。
1.强化教师的创新意识,进一步夯实教师生物教学功底。从传统生物学教学方式向探究式教学的转变,要求教师先行。要在思想上强化教学创新意识,充分认识这种转变的重要性和意义所在,也要求教师进一步提升生物教学功底,具备较深厚的生物学知识,这是培养中学生生物科学素养的前提条件。要树立认真钻研的精神,不断更新、充实专业知识,及时把握教学动态,吃透课程标准,明确授课目标,准确取舍,突出重点,做到有选择地开展生物学探究性教学活动,防止泛泛而为、不分轻重。
2.循序渐进,选取合适的课题进行探究。在探究性生物教学中,根据不同的教学内容,按不同的难易程度设置适当的问题,是教学的关键。中学生对生物学知识有一个不断积累的过程,学习领会的能力有待逐步提高,探究课题的设置也应当循序渐进,适合不同阶段的特点,才能取得实实在在的效果。因而,教师要根据教学进度和学生掌握知识的程度,事先制订好生物课程探究性学习的步骤、方法和内容,形成一个完整的系列,既要环环相扣,又要将每个环节与各章节课程相融合,并突出重点。
3.教师要充当引导者的角色。在探究性学习过程中,学生是主体,而教师则要发挥好指导作用,引导学生在一个完整的系列活动中学会尝试、分析、归纳和总结。教师的引导要着重体现在三个方面:一是因势利导,着重强化中学生各种基础训练,为今后进一步深造打下良好基础。二是因人施教,了解每个学生的知识功底,对不同层次的学生采用不同的指导方法。三是因果关系,对探究性学习要完成从实践到理论,再回到实践的过程,让学生知其然,更知其所以然。
4.重视探究性学习的总结与反思。总结与反思是至关重要的升华,毫不夸张地说,若缺少总结与反思,探究性学习只是完成了一半。教师要带领学生认真分析探究性学习的结果,得出有理有据的结论。同时积极促进学生之间的交流,培养学生严密的逻辑思维、辩证的分析归纳和科学的总结表达。而及时的反思更能培养学生的探究精神,并养成良好的反思习惯。
三、开展研究性生物实验课题
研究性实验是在教师的指导下,让学生从课堂知识和生活实际中提出研究性课题,通过实验研究得出结论,以此来学习科学研究的过程和方法,自主地吸收生物学知识,应用生物学基本理论解决问题。它有利于提高中学生的创新意识,树立科学的价值观,是强化中学生的生物科学素养的重要手段。一般来说,它是以确定研究课题制定研究方案实施研究过程得出研究结论交流研究心得作为一个完整的研究性实验过程。
1.变验证性实验为研究性实验。传统的验证性实验大多为预设好的、简单的操作过程,由于事先有了明确的实验结果,学生只需进行模仿操作即可完成整个实验。这种方法不利于调动学生自主钻研的积极性,阻碍了学生提出质疑、发表见解的探究思想,束缚了学生创新精神的培养。因此,当今的中学生物教学急需将验证性实验转变为研究性实验,以最大限度地激发中学生的学习兴趣和研究的欲望,变被动验证为主动探索,促使学生在研究性实验的开展过程中去发现问题,思考问题,解决问题,亲身感受问题带来的挑战、研究带来的收获。