時間:2023-08-31 16:21:36
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇生物學科學素養(yǎng),它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
它蘊含兩個層次的含義:
一是能充分認識學習生物知識的意義,并自覺激發(fā)自己學習生物的興趣;二是能掌握學習生物科學的一些基本思想方法。
學科知識、學科能力、學科思想是學科體系的三個要素,而學科思想則是一個學科的靈魂。
生物新課程更加關注學科思想的滲透,在繼承原有學科思想的基礎上,吸收了許多當代生物科學新的思想、原理和方法,以期對學生科學素養(yǎng)的形成產(chǎn)生更積極的影響。
一、系統(tǒng)論的思想
系統(tǒng)論的核心思想是系統(tǒng)的整體觀念。貝塔朗菲強調,任何系統(tǒng)都是一個有機的整體,它不是各個部分的機械組合或簡單相加,系統(tǒng)的整體功能是各要素在孤立狀態(tài)下所沒有的性質。
例如,必修3《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能中,不同生物種群甚至生物個體都是生態(tài)系統(tǒng)中的一個元素,它不能獨立與這個系統(tǒng)起作用,在生態(tài)系統(tǒng)中它有特殊的結構地位和營養(yǎng)級別,也有它的生態(tài)位。某一種群的變化,都會在整個系統(tǒng)內產(chǎn)生擾動,直到系統(tǒng)通過自身的調節(jié)產(chǎn)生新的平衡。
二、信息論的思想
信息論最早是由香農提出的,其定義之一是關于信息量度量和信息編碼、信號處理和分析的科學理論。
例如,必修2《遺傳與進化》中遺傳因子的發(fā)現(xiàn),基因和染色體的關系,DNA分子的結構,中心法則中包含的DNA的復制、轉錄、翻譯、RNA的復制和逆轉錄,基因的本質和變化(生物的變異),人類的基因組以及現(xiàn)代生物進化理論中的共同進化。
三、控制論的思想
控制論是由諾伯特?維納提出的,是研究動物(包括人類)和機器內部的控制與通信的一般規(guī)律的學科。控制論的基本思想是反饋,控制論是關于反饋的科學。
例如,必修3《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》中就體現(xiàn)出的穩(wěn)態(tài)的思想,所謂穩(wěn)態(tài)是指機體依賴調節(jié)機制,對抗內外環(huán)境變化的影響,維持內環(huán)境等生理指標、生命現(xiàn)象處于動態(tài)平衡的相對穩(wěn)定狀態(tài)。人體內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調節(jié),植物生長發(fā)育的調節(jié),種群數(shù)量的變化,群落的演替,生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的調節(jié)等都是通過反饋來調節(jié)的。生物個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)是不同層次的生命系統(tǒng),任何系統(tǒng)的存在和發(fā)展都需要保持穩(wěn)態(tài)。
四、哲學思想
哲學是科學的世界觀和方法論,是人類認識世界和改造世界的思想武器,一個人在成長過程中也在逐步建構自己的哲學思想,某個人的行為和思維方式,總是直接或間接地受某種哲學思想的支配。
高中生物學教材不僅承載著豐富的教學內容,而且蘊涵著許多深刻的哲學思想。例如,遺傳和變異就是典型的對立統(tǒng)一觀點。有意識地將哲學思想滲透到教學中,不僅可以提高學生分析問題、解決問題的能力,還能培養(yǎng)文理兼長的人才。
五、生物學科思想方法示例
實驗探究是針對研究目的,在人為控制條件的基礎上,對研究對象進行干預或處理后,觀測所產(chǎn)生效應的研究方法。該過程包括提出問題、作出假設、設計實驗方案、實施實驗、分析實驗結果等(圖1)。
案例:探究鉛中毒對大鼠學習記憶的影響。
步驟一:提出問題,做出假設。
汽車尾氣及工廠排放出的廢氣使空氣中聚集大量的鉛塵,鉛塵懸浮物離地面大約0.8 m,因此鉛會輕易地通過呼吸道和消化道進入兒童體內;另外兒童喜食的膨化食品、經(jīng)常用的蠟筆、鉛筆和一些色彩特別鮮艷的圖書、餐具以及用油漆刷過的積木等玩具,都含有鉛的成分,經(jīng)常接觸鉛的孩子行為活動能力減慢。由該背景作出假設:鉛中毒可能影響動物的神經(jīng)活動。
步驟二:設計實驗方案并實施。
選擇大鼠為實驗對象,分為四組,設置三個醋酸鉛溶液飲用水平:0.05、1、2 g?L-1,對照組飲用蒸餾水。連續(xù)飼喂60 d后,進行水迷宮實驗,在池水中加入少量墨水使大鼠無法看到水下隱蔽平臺。讓大鼠從四個方向入水點入水,訓練其尋找水面下隱蔽平臺。重復訓練4 d后撤去平臺。
本實驗醋酸鉛染毒組為實驗組,飲水組為對照組,測定從入水點到原平臺水域的時間用以反映大鼠學習記憶的能力。如果條件許可,還可測定腦組織勻漿鉛含量及乙酰膽堿酯酶(AchE)活性。
步驟三:記錄與整理數(shù)據(jù)。
本實驗可能受到的影響因素很多,大鼠的個體差異、水浴溫度、入水方向、人為操作與觀察角度的變化等因素均可能干擾大鼠尋找平臺。為減少誤差,由同一人采用固定的操作模式,大鼠訓練時不要有人在場,在另一處用視頻探頭跟蹤觀察。應盡可能采集足夠的樣本數(shù)量,及時記錄并整理。
步驟四:分析實驗結果是否支持假設。
飲用水中醋酸鉛濃度越高,大鼠到達原平臺水域的時間越長,說明鉛中毒可能影響大鼠的學習記憶能力,支持假設。
生物科學素養(yǎng)主要是指學生在今后的成長過程中參加各類社會生活、從事經(jīng)濟生產(chǎn)和個人決策所應用的生物科學概念,用科學的態(tài)度和正確的價值觀處理社會的相互關系,從而更加全面地理解科學技術。但是,由于學困生受多種因素的影響,導致自身學習水平較低,在生物學習過程中難以形成良好的科學素養(yǎng),下面,本文就如何在初中生物科學中培養(yǎng)學困生的科學素養(yǎng)進行了簡要論述。
1培養(yǎng)積極的情感態(tài)度,增強學困生的社會責任感
生物學科與人們的日常生活緊密相連。作為初中生物學科的老師,在日常教學過程中應該將生命教育和心理健康教育作為最基本的教學內容[1]。其中,生命教育主要包括安全教育、心理健康和情感態(tài)度等多個方面。在初中生物的實際教學過程中,老師應該充分利用多種資源,強化學生心理品質教育,尤其是應該注重培養(yǎng)學困生形成積極的情感和端正的態(tài)度。例如:在生物課堂的實際教學過程中,老師可以向學生介紹祖國山河豐富的自然環(huán)境和生物資源,從而增強學困生熱愛自然的思想情感。同時,通過向學生介紹眾多與生物學相關的世界重大熱點問題,如:資源、能源、人口、糧食等,從而逐漸增強學困生的社會責任感。
2充分運用多種教學手段,提高學困生的觀察能力
在學習生物學科的過程中,良好的觀察能力是學困生必須具備的基本能力。然而,充分利用多媒體教室進行教學,通過圖文并茂的形式來刺激學困生的多種感官,從而創(chuàng)造良好的教學情景,引導學生從局部到整體、或者從整體到局部,指導學困生學習認真觀察事物和分析事物的方法,這對培養(yǎng)學困生養(yǎng)成兩良好的觀察能力具有非常重要的作用。例如:在學習“細胞的結構、根的結構、莖的結構和葉的結構”的內容時,老師便可以充分利用多媒體設備將各個細胞的組成部分,如葉的海綿組織、柵欄組織、氣孔等圖片呈現(xiàn)在屏幕上,從而幫助學生能夠更好的了解各個結構的名稱、組成部分和作用。再如:在學習《人的神經(jīng)系統(tǒng)》的內容時,由于神經(jīng)系統(tǒng)的知識涉及的概念較多,且比較抽象,所以學困生在理解的過程中具有一定的難度。因此,老師在教學過程中,便可以充分利用多媒體教學設備,合理的將“神經(jīng)元的結構模式圖”“空中飛行的動物”“神經(jīng)沖動傳導的示意圖”等展現(xiàn)在學困生面前。通過圖文并茂的形式刺激學生的視覺和聽覺感官,從而最大限度提高初中生物課堂的教學效果。再如:在學習《心臟的結構》的內容時,老師充分利用心臟的模型進行教學,充分激發(fā)了學困生的學習興趣。當老師將心臟模型剖開之后,其心臟的內部結構呈現(xiàn)在學困生面前,大大激發(fā)了學困生的探究欲望。同時,老師再結合教學內容進行生動全面的介紹,從而為學困生創(chuàng)造良好的學習環(huán)境。再如:當講“棘皮動物”時,老師便可以將海星和海膽的標本帶入課堂教學過程中,大大激發(fā)了學困生的學習興趣和探究欲望。同時,老師再結合教學內容設置合理的問題,讓學困生通過學習找出答案,有利于幫助學困生更加深入地掌握棘皮動物的特征。除此之外,還可以充分利用多媒體教學設備播放《人與自然》節(jié)目中的部分內容,充分調動起學困生的學習主動性,從而全面提高初中生物課堂的教學效果。
3結合重要概念和理論進行教學,培養(yǎng)學困生科學研究的方法
在初中生物學科的教學過程中,老師可以結合教學內容,向學生介紹科學家的科學研究方法,引導學生培養(yǎng)科學的思維方法,從而幫助學生改變錯誤觀念,有效提高學困生的生物科學素養(yǎng)。例如:在學習《遺傳規(guī)律》的內容時,老師便可以要求學困生充分利用多種資源,查找相關資料,了解孟德爾通過進行豌豆雜家試驗來研究遺傳規(guī)律,從而更加全面、更加深入的掌握分離規(guī)律和自由組合規(guī)律。孟德爾在探究遺傳規(guī)律的過程中,主要是通過假說———演繹法,即提出問題———創(chuàng)立假設———設計實驗———分析結果———再實驗再觀察,直到找出各個事物之間存在的必然聯(lián)系。這種探究過程是重要的科學發(fā)現(xiàn)模式,也是從根本上提高學困生科學探究能力的重要方法。其中,正是孟德爾提出的重要規(guī)律,為人類遺傳學的誕生和發(fā)展奠定了堅實的基礎。學困生通過搜集資料,不僅能夠更加全面地掌握概念內容,而且還有利于提高學生的觀察能力、思維能力和分析能力,從而從根本上提高初中學困生的生物科學素養(yǎng)。
4結論
總而言之,在初中生物學科的實際教學過程中,只有老師深入進行教學研究,合理的將生物學科和學生的實際情況結合起來,采用良好的課堂教學方法,從而促使學困生形成較高的科學素養(yǎng)[2]。這有利于激發(fā)學困生的學習興趣,深入挖掘學困生的內在潛能,讓學困生主動投身到生物課堂教學過程中,從而真正提高初中生物課堂的教學質量。
參考文獻:
科學素養(yǎng)是指一個人了解和進行個人決策,參與公民事務和文化事務,從事經(jīng)濟生產(chǎn)所需的科學概念和科學過程,科學素養(yǎng)還包括一些特定門類的能力。這是美國人定義的科學素養(yǎng)的內容。這些內容涵蓋了一個公民的知識,能力和價值觀??茖W的知識支撐著我們的思想行為,科學的方法依賴于科學的知識,也體現(xiàn)著一個人的能力。而初中生正是學習知識,形成能力的年齡,在初中生物學領域學習和掌握一定的生物學概念、原理、事實及應用,這對在初中生物教學過程中培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)來說是必要的。
二、生物課堂中對學生科學素質培養(yǎng)重要性
生物科學是一門重要的自然科學,“二十一世紀是生物學的世紀”。實踐證明,美國的中學生物教育事實說明了中學生物培養(yǎng)科學素質是完全可行的。而我國是一個農業(yè)大國,現(xiàn)在階段,我國實行的是九年制義務教育,大多數(shù)的人讀完初中后就直接走向農業(yè)生產(chǎn),這些人的科學素質如何,直接影響到我國的綜合國力?,F(xiàn)行我國的中學義務教育生物學教學大綱,大綱明確規(guī)定教學目的要求包括三方面即知識教育、能力培養(yǎng)和政治思想教育。其中能力培養(yǎng)大綱提出“通過科學方法訓練,培養(yǎng)學生的科學素質”。由以上分析來看,在我國初中生物課中加強對學生科學素質培養(yǎng)重要性。
三、激發(fā)科學興趣,有利于中學生科學素質培養(yǎng)
“興趣是最好的老師”,是自發(fā)學習的動力,生物學的學習也不例外,同樣興趣也是其學習的動力。創(chuàng)設奇趣意境,培養(yǎng)學生科學興趣,科學興趣是學生求知欲望的集中體現(xiàn),它是學生在探索自然獲取知識過程中一種特殊的認識傾向。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好奇心。培養(yǎng)學生的科學精神就應該從培養(yǎng)學生的好奇心、培養(yǎng)學生對科學的興趣、培養(yǎng)學生不斷探索的精神做起,同時,也有利于中學生科學素質培養(yǎng)。
四、加強科學方法訓練,有利于中學生科學素質培養(yǎng)
科學方法是人類認識世界和改造世界的強大武器,也是生物學教學的重要內容和主要工具。在初中生物學教學中,學習和應用科學方法對于學生學習知識和能力培養(yǎng)有不可低估的作用。初中生物學的基本概念、原理和規(guī)律,是在大量研究的基礎上總結和概括出來的,具有嚴密的邏輯性。掌握正確的科學思維方法,培養(yǎng)分析和概括能力,是科學素養(yǎng)培養(yǎng)的一個重要內容。教師應盡力在教材內容中為學生尋找供他們進行思考和概括的材料,引導他們通過分析、比較、抽象、概括等形式的訓練,培養(yǎng)分析和概括能力。如對光合作用的原理探討,對學生指出若人們將光合作用的機理搞清楚,解決目前困擾全球的糧食、能源問題就可指日可待,人們在實驗內模擬光合作用的過程,只要提供二氧化碳、水和陽光,就可源源不斷地獲得糖類等有機物。在教學中,教師要加強對學生進行科學方法的指導,加強分析和概括等能力的訓練,這是科學素養(yǎng)培養(yǎng)的一個重要途徑。
五、樹立科學的實踐觀,做好探究實驗,有利于中學生科學素質培養(yǎng)
科學的實踐觀是認識論乃至整個哲學的首要的基本的觀點,只有實踐才能科學地認識世界、改造世界。科學實驗是實踐的基本形式之一,這就要求我們要有強烈的實驗意識、較強的實驗能力。目前,我們初中生特別是農村初中生實驗能力極差,初中生物學是一門實驗科學,實驗是生物科學基本的研究方法?!疤骄啃詫嶒灐币詫嶒炋骄繛楹诵模浞终{動學生的各種感官和思維,有助于培養(yǎng)學習興趣,激發(fā)學習的主動性和積極性,讓學生在“實驗探索”中提高能力。有助于形成客觀、實事求是的科學態(tài)度,認識科學實驗的基本方法。有助于提高學生的各種能力,尤其是實驗能力、觀察能力和思維能力。有助于培養(yǎng)學生的科學精神、創(chuàng)新精神與創(chuàng)造能力。新教材有許多探究性實驗,扎扎實實搞好“探究性實驗”教學,是培養(yǎng)學生科學素質的有效途徑和方法。
六、通過生物科學史的教育,有利于中學生科學素質培養(yǎng)
我們的社會提倡榜樣,無論什么領域都有各種各樣的榜樣,在生物學教學上對同學們滲透一些生物科學史不但會激發(fā)同學們的興趣,同時也可以使他們了解任何事情的成功都離不開堅持不懈地努力,一個實驗結論的得出,一項科研成果的發(fā)現(xiàn),背后都有感人的故事,教師通過一些經(jīng)典的事例,經(jīng)典的實驗,如:胰島素的發(fā)現(xiàn),雜交水稻的發(fā)現(xiàn),使同學們在接受新知識的基礎上,明白如果沒有頑強的意志,任何事情都會半途而廢,那么現(xiàn)在在學習中遇到一些小困難真是微不足道,從而增強其克服困難的決心。讓同學們懂得科學并不神秘,只有鼓足勇氣,不怕困難,有毅力,善于發(fā)現(xiàn)和解決問題,每個人都可以成為科學家。關鍵在于學習的態(tài)度,態(tài)度決定一切??梢?,通過科學史的教育,使學生領會科學精神,有利于中學生科學素質培養(yǎng)。
總之,隨著素質教育的大力推廣,科學素質已越來越成為一個現(xiàn)代人基本素質中不可缺少的重要組成部分。初中生物課程是中學生素質全面發(fā)展所不可缺少的一門課程,更是培養(yǎng)和提高學生科學素質的主陣地之一。而加強科學素養(yǎng)的培養(yǎng),是一個全方位的系統(tǒng)工程,科學素養(yǎng)的形成也需要一定的過程,需要全體初中教師的共同努力。俗話說:功夫不負有心人。只要我們熱愛學生,樂于奉獻,在平時的工作中勤于鉆研,自己講的初中生物課一定會生動有趣,每個學生的科學素養(yǎng)會顯著提高,作為一名合格的初中生物教師也一定能讓學生經(jīng)過課程的學習成為具有良好科學素質的人。
【參考文獻】
[1]楊利銀,仲建新.《中學生生物科學素養(yǎng)調查研究報告》.
[2]林勝男.《簡析中學生生物素養(yǎng)及提高途徑》.
[3]戴文和.《談初中科學課堂教學中學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)》.
一、初中生物教學培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的意義
衡量一個國家綜合國力的標準是人才,而要評判人才質量的高低,主要看由其科學素養(yǎng)水平。所謂科學素養(yǎng),具體包括豐富的科學知識,嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,富有創(chuàng)造力的科學精神及科學思維方式,以及科學的價值觀??茖W素養(yǎng)的形成是一個長期的過程,而學校教育則是提升全民科學素養(yǎng)的主要陣地。當前國際競爭日益激烈,各國已將培養(yǎng)人的科學素養(yǎng)作為基礎教育改革的重要方向。而我國國務院辦公廳在《全民科學素質行動計劃綱要》中明確提出,將提高青少年的科學素養(yǎng)作為重中之重。生物學科是一門極其重要的自然科學,其眾多的研究成果及科技不斷影響著社會發(fā)展及人類,生物科學素養(yǎng)同樣是科學素養(yǎng)的重要組成部分。初中生物學科中涵蓋了大量豐富的科學知識,嚴謹且實事求是的科學態(tài)度,創(chuàng)新合作的科學精神,多樣化的科學方法,創(chuàng)造性的科學思維方式,有著得天獨厚的科學素養(yǎng)培養(yǎng)條件。在生物教學中培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng),是生物學科教學的根本任務所在,也是當前生物課程改革的重要內容。初中生物教學中,應積極貫徹《全民科學素質行動計劃綱要》,落實生物課程的目標,采取多樣化的途徑,不斷豐富學生的科學知識體系,拓展學生的科學眼界,加強科學思維及方法訓練,給予學生良好的科學精神熏陶,全面培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng),為今后的進一步學習奠定基礎。
二、初中生物教學培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的策略
(一)夯實學生的科學知識體系
科學知識體系包括生物科學基本知識、基本概念、基本原理等,這是是支撐生物教學的重要內容,也是培養(yǎng)學生良好生物科學素養(yǎng)的重要前提。生物基本知識、概念、原理是初中生物教學的重點,也是難點,以往教學中,主要是教師對知識、概念、原理的進行講解,學生通過死記硬背的方式去理解記憶,這種方式使學生難以真正去理解并掌握生物科學知識,也體會不到其中蘊含的生物科學思想,甚至使學生在枯燥的學習過程中喪失學習的樂趣。教師應根據(jù)教學內容及學生實際情況,轉變以往單一的教學方法,不斷探索學生喜聞樂見的形式,提升生物基礎知識概念原理的教學效果,從而夯實學生的科學知識體系,為培養(yǎng)學生良好的科學素養(yǎng)奠定基礎。初中生物學科中有許多抽象晦澀的知識概念,超出了初中學生的思維理解范圍,教師可以通過恰當?shù)谋扔鲗ζ溥M行解釋,使抽象晦澀的概念顯得形象具體,使學生易于理解掌握。教材中有許多知識內容與現(xiàn)實的生產(chǎn)生活實際息息相關,教師可以結合生活實際進行教學,從日常生活中的現(xiàn)象出發(fā),將生物科學知識和現(xiàn)實生活緊密聯(lián)系起來,幫助學生理解生物知識概念,同時將生活中與生物密切相關的熱點問題,將被廣泛應用的生物新知識、新技術、新動態(tài)等介紹給學生,拓展學生的生物科學眼界,還可鼓勵學生到現(xiàn)實生活中尋找學習生物學知識,運用所學知識去理解現(xiàn)實問題,解決現(xiàn)實生活問題,從中體驗到理論聯(lián)系實際的成就感,提高對生物知識及方法的理解及應用,不僅能夠夯實學生的科學知識體系,而且有利于養(yǎng)成正確的生物科學價值觀、科學觀,促進學生科學素養(yǎng)的形成。
(二)在實驗中培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)
生物是一門以實驗為主的自然學科,生物實驗不僅是學生學習生物知識的重要手段,也是培養(yǎng)其科學素養(yǎng)的重要路徑。生物實驗中各種有趣的實驗現(xiàn)象,能有效激發(fā)學生對學習生物的興趣,學生親自動手操作實驗,親歷觀察生物現(xiàn)象,探索生物本質,加以分析、歸納及總結等一系列過程,不僅能加深對生物基礎知識、概念及原理的理解及記憶,還獲得豐富的生物實驗技能,增強學生的生物科學方法及思維,而且能有效地激發(fā)了學生的探究、創(chuàng)新精神,全面提升初中學生的科學素養(yǎng)。生物教師應充分認識到實驗在培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)中的重要作用,根據(jù)實際需要形式多樣的實驗,包括觀察實驗、探究實驗、模擬實驗等,引導學生主動發(fā)現(xiàn)生物問題,指導學生操作具體實驗,培養(yǎng)其實驗操作方法及技能,鼓勵學生開動思維去分析探索問題,培養(yǎng)其創(chuàng)新思維能力及創(chuàng)造力。例如,組織學生觀察螞蟻群體的信息交流方式,探究細胞的吸水及失水、植物根吸水實驗,探究并模擬種子萌芽所需環(huán)境條件,通過實驗研究并分析膽汁在食物的消化中的作用,驗證水分和無機鹽的運輸原理等等,同時教給學生科學的實驗操作方法及步驟,即發(fā)現(xiàn)問題、做出假設、實驗驗證、得出結論,指導學生及時記錄、總結、整理, 在形式多樣的實驗過程中,使學生獲得了生物科學知識,體會到了科學思想及科學的精神,拓展學生的科學思維,養(yǎng)成學生嚴肅認真、實事求是的科學態(tài)度。
(三)在教學過程中全面滲透
科學素養(yǎng)的培養(yǎng)應貫徹于生物教學的全過程,因而教師應在教學的方方面面中全面滲透,時刻為學生營造出濃郁良好的科學氛圍,根據(jù)課程、環(huán)境、教學情境等教學活動實際情況,靈活地設計教學環(huán)節(jié),充分強調科學的重要所在,運用辨證、唯物主義的思想觀點來詮釋并解決生物現(xiàn)象,揭示自然科學的奧秘,教給學生科學的觀察、分析方法,不斷總結生物科學知識,強化學生的理解記憶及應用,引導并強化學生的科學意識及科學思維,激發(fā)學生科學創(chuàng)造能力,培養(yǎng)學生探索、求知、創(chuàng)新精神,在潛移默化中全面提升初中學生的科學素養(yǎng)。例如,可以在課程教學中導入生物科學歷史,給學生講述生物科學家的成就及探索奮斗歷程,分享科學研究的成果,分析科學家從發(fā)現(xiàn)問題,到探究解決問題的過程,及其鍥而不舍的科學精神,提升學生的科學境界,培養(yǎng)學生善于發(fā)現(xiàn)、大膽質疑、勇于探究、實事求是、堅持不懈的科學素養(yǎng)。又如,根據(jù)教學內容,設計相關的問題情境,組織學生運用科學思維及知識去觀察、討論并交流,啟發(fā)學生探索解決問題的多種途徑,允許出現(xiàn)多種答案,以此培養(yǎng)和發(fā)展學生創(chuàng)造性的科學素養(yǎng)。
參考文獻:
[1]黃鶴.初中生物學科探究教學現(xiàn)狀分析[D].東北師范大學,2012.
筆者參加了我校報批的《初中生物教學中培養(yǎng)學生生物科學素養(yǎng)的途徑與方法的研究》市級課題研究?!袄蒙飳W原理,培養(yǎng)學生的生物科學素養(yǎng)”是其研究的項目之一。為了通過實際的課堂教學實踐驗證“利用生物學原理,培養(yǎng)學生的生物科學素養(yǎng)”是“初中生物教學中培養(yǎng)學生生物科學素養(yǎng)的途徑與方法的研究”中的一種切實可行的方法和手段。茲將本人負責的項目作如下總結:
生物學原理是生物科學素養(yǎng)的主要載體,而生物學原理的教學則構建了培養(yǎng)學生生物科學素養(yǎng)的主要平臺。生物學原理科學課程倡導培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng),科學素養(yǎng)的中心特點是,理解重要的科學觀念,懂得科學技術潛含的力量及各自的局限性;具備科學思考的能力;能夠將科學知識和科學思維方式運用于個人決策或參與公共文化事務之中 。生物學原理是觀察、實驗、思維相結合的產(chǎn)物,它不僅呈現(xiàn)了生物科學的事實觀念和特點,而且還呈現(xiàn)了生物科學的探究方法和探究方法。因此,生物學原理是生物科學素養(yǎng)的重要載體,而生物學原理的教學則構造了培養(yǎng)學生生物科學素養(yǎng)的重要平臺 。
生物學原理的重要特點生物學原理反映了生物界中的現(xiàn)象、過程在一定條件下必然發(fā)生、發(fā)展和變化的規(guī)律,反映了生命活動中的本質關系,是生命活動的基本規(guī)律及形成機理 。生命性生物學原理重要闡明生物生命活動的規(guī)律,而生命活動規(guī)律重要表現(xiàn)在新陳代謝、應激性、生長發(fā)育、繁殖、遺傳變化、進化及系統(tǒng)發(fā)生等方面 。生命性是生物學的根本特性,生物學原理是圍繞生命活動這個中心展開的。綜合性生物界具有少樣性,生命系統(tǒng)具有少層次性,而且是高度組織化的,如生命系統(tǒng)的層次有細胞、組織、器官、系統(tǒng)、個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)和生物圈 。在生物系統(tǒng)不同層次上有著各自的生物學原理,但每一具體的原理都不是孤立存在的,它們之間存在著一定的關系 。許少原理不僅超越了生物科學單一學科分支的范疇,涉及到各種生物類群,而且涉及數(shù)學、物理、化學等其它學科,特別是近代生物科學的綜合性發(fā)展更加注重了學科知識與技術的綜合運用 。因此,生物學原理的綜合性特點為培養(yǎng)學生的生物科學素養(yǎng)提供了更為廣泛的資源和空間 。
加強生物學中心觀念的教學生物學原理是建立在生物學觀念基礎上的更深一層次的生物學知識,它反映了生物學事實或觀念之間的相互關系 。學生形成生物學觀念和掌握生物學原理之間存在著不可分割的辯證關系 。一方面,形成生物學觀念是掌握生物學原理的基礎,觀念不清就無法掌握生物學原理;另一方面,掌握生物學原理可以使學生從生命活動變化中去進一步地理解鞏固生物學觀念 。教師引導學生建立正確的生物觀念是使學生掌握生物學原理的前提,沒有這個前提生物學原理的教學就無從談起 。加強觀念教學必須使學生獲得足夠的感性認識 。教師要創(chuàng)設便于理解觀念的良好環(huán)境,提供探索生物學觀念所必須的感性材料或典型事例 。
教育的目的在于提高公民的素質,提高素質不等于片面追求高學歷,教育必須與生產(chǎn)勞動相接合,必須為現(xiàn)代化建設服務,培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面發(fā)展的建設者和接班人。但在現(xiàn)實的教育形式下,學校片面的追求升學率的提高,而普遍忽略其他方面的教育及培養(yǎng)。在很大程度上與素質教育相背,教育與素質教育和實踐相互脫節(jié),學生畢業(yè)走入社會,技術、技能等能力極其低下,創(chuàng)新意識薄弱,知識面狹窄,應用能力不足等缺陷。學生的生物科學素養(yǎng)極其低下,嚴重影響了教育事業(yè)的發(fā)展進程,中學生物教學中存在的問題嚴重制約著學生生物素養(yǎng)的培養(yǎng)和提高。因此,利用生物學原理培養(yǎng)學生的生物科學素養(yǎng)顯得尤為重要。
生物科學素養(yǎng)是指參加社會生活、經(jīng)濟活動、生產(chǎn)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,理解科學的本質以形成科學的態(tài)度和價值觀。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(yǎng)的能力。其最基本的含義是指學生能夠合理地將所學到的科學知識運用到社會及個人生活中。生物學素養(yǎng)是公民科學素養(yǎng)中重要的組成成分。是人們在認識自然和應用生物科學知識的過程中表現(xiàn)出來的內在本質,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。是公民參加社會生活、經(jīng)濟活動、生產(chǎn)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(tài)度價值觀。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,以及在已有的基礎上不斷提高自身科學素養(yǎng)的能力。
良好的科學素養(yǎng)是一個人成功的基石。科學素養(yǎng)是一個人綜合素質和能力的體現(xiàn)。需要在長期的學習、工作和生活中逐步培養(yǎng)和建立起來。作為一名從事一線教學的生物學教師,深知自己的責任和義務,必須更新觀念、改進教法、改進評價方法、重視理論和實踐的聯(lián)系、全面提高學生的素質和能力。
在科學技術不斷地改變著我們的生活,改變我們周圍世界的今天,具有科學素養(yǎng)是現(xiàn)在每個初中生畢業(yè)后必不可少的能力。通過此課題的研究,轉變教學觀念,將生物教學與個人和社會相聯(lián)系,加強書本知識與生活相聯(lián)系,使學生從生活中走進書本,再從書本回歸生活,使生物學與學生生活之間架起橋梁,引導學生善于思考生活中的生物學,善于捕捉、獲取、積累生活中的生物學知識,使抽象、枯燥的生物學知識具體化、生活化,使學生進一步對生物學產(chǎn)生親切感、真實感,同時感受到生物學的趣味與作用,領悟科學探究的各種技能,培養(yǎng)科學精神,形成良好的科學態(tài)度和科學情感,進而增強對生物學知識的應用意識,有效地提高生物科學素養(yǎng)。
在教學中要使學生通過生物課學習能在以下四方面得到發(fā)展:科學的態(tài)度和科學的世界觀, 科學探究方法與技能 ,科學、技術和社會,生物學的知識和技能。
生物學屬于一門自然科學課程,是一個內容豐富的知識體系。其中包括人類認識自然界的一些途徑和方法,這些方法反映出自然科學與其他領域認知模式的不同,也體現(xiàn)了科學最基本的特征和本質。生物學教育的宗旨是培養(yǎng)學生的生物科學素養(yǎng),不僅要傳播科學的事實和概念,更要體現(xiàn)科學是一個探究的過程。理解這一新的課程理念,將有助于生物教學改革和實踐,通過生物課培養(yǎng)學生興趣、動手能力,以及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。
生物科學素養(yǎng)的提高并非一朝一夕就能實現(xiàn)的,它需要我們教師在日常教學中從點點滴滴做起,切實把新課標的理念貫徹于課堂教學之中。有目的有意識地培養(yǎng)學生的科學精神、態(tài)度和價值觀,重視方法、技能的提高和訓練,使學生養(yǎng)成良好的科學行為和習慣,提高學生的綜合素質和能力,潛移默化地提高學生的生物學科學素養(yǎng)。
生物科學是21世紀發(fā)展最為迅速的學科之一。生物科學素養(yǎng)的教育內容應主要包括科學知識、科學方法、科學態(tài)度、科學精神和科學價值五個方面。培養(yǎng)學生具備一定的生物科學素養(yǎng)和創(chuàng)新精神,掌握生物研究的科學方法,才能夠適應社會經(jīng)濟和生命科學的發(fā)展。筆者根據(jù)參加課題研究的實際教學經(jīng)驗,將義務教育階段有關利用生物學原理能提高學生生物科學素養(yǎng)的教學內容大致分為植物、動物、人體生理、微生物、實驗等五個方面。例如實驗教學方面,眾所周知,生物學是一門實驗性很強的學科,科學實驗是生命科學最基本的研究方法,是培養(yǎng)和提高學生生物科學素養(yǎng)的最佳方法之一。通過實驗鍛煉學生的動手能力,進而提高學生的社會生存能力。同樣對生物學知識的學習、生物學能力的獲得和生物科學素養(yǎng)的達成同樣也離不開實驗。實驗教學既是生物學教學的重要內容,又是一種有效的教學手段,更是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。在中學生物學實驗教學過程中重視學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng),有利于學生獲得系統(tǒng)生物學知識,掌握科學的實驗方法,發(fā)展各種能力,樹立良好的科學態(tài)度,養(yǎng)成科學的協(xié)作精神。生物實驗教學為學生提高生物科學素養(yǎng)搭建了一個發(fā)展平臺。
生物學課程中的實驗教學是學生積極主動地獲取生物科學知識,領悟科學研究方法而進行的各種活動。通過設計實驗過程、收集和分析資料并得出結論,使學生認識、經(jīng)歷科學研究的過程,并訓練其使用有關的具體方法完成每一個步驟,是培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題等能力的有效操作方式。
把實驗課和理論課、活動課、課外實習、野外考察及社會實踐結合起來,使實驗課教學開放空間向課外和校外延伸,突出地方特色,充分利用當?shù)氐纳镔Y源。如:植物學實驗中植物各器官形態(tài)結構的觀察,可以和野外考察結合起來,以野外的植物為材料,觀察記錄不同植物根、莖、葉的形態(tài)特征,花及果實的類型,植物各器官系統(tǒng)的功能,以及植物形態(tài)結構和功能與植物生活環(huán)境適應性,使學生以新的目光新的角度,發(fā)現(xiàn)一些課堂上沒有接觸到的新知識新問題,開闊學生學習和思維的空間,將學到的知識應用于實際,培養(yǎng)學生熱愛大自然、熱愛生命科學和思想情懷。充分發(fā)揮學生在生物學實驗教學過程中的主觀能動性,提高學生對生物學實驗課的興趣,增加師生之間、同學之間溝通與交流,學生的學習由“被動注入式”變成“主動吸收式”,有利于培養(yǎng)學生的觀察力、動手能力、科研創(chuàng)新能力、獨立思考獲取知識能力、信息收集鑒別處理能力、合作交流能力;有利于培養(yǎng)學生的團隊精神、協(xié)作精神、進取精神、創(chuàng)新精神和科學探索精神,加深學生對生物科學過程和科學方法的理解,切實提高學生生物科學素養(yǎng)[1]。
生物科學知識與我們的現(xiàn)實生活密切相連,通過生物科學素養(yǎng)的培養(yǎng)可以使學生從現(xiàn)實的生活當中體驗到科學的重要性,意識到只有自己的科學素養(yǎng)提高了才能用科學的眼光看待周圍的事物,用科學的行為來對待周圍的事物,用科學的思維約束自己的行為,當他們能夠認認真真地對待這一切并能不斷地反思自己的所作所為時,自身的科學素質也就自然而然的提高了,而科學素質的提高對于我們國家建立和諧社會以及執(zhí)行可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略決策具有極為重要的意義,因此學生科學素養(yǎng)的提高對于我國的現(xiàn)代化建設以及國家精神文明的提高有著舉足輕重的作用。
生物學新課程開創(chuàng)了科學、技術和社會(STS)教育的新局面,新的課程標準把了解科學、技術、社會的相互關系,關注和參與生物科學技術有關的社會問題的討論和決策,作為生物科學素養(yǎng)和重要組成部分。在STS教育中,如何培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng),如何培養(yǎng)學生對自然和社會的責任感,是每一位教育工作者必須思考和面臨的問題。通過實際的教學實踐,體會到教師對活動內容的選擇很大程度上決定著STS教育的效果。課堂上若選擇一些學生感謝到親切、實在、能接觸到相關問題或與社會生產(chǎn)、生活、發(fā)展有關的熱點問題組織教學活動,通常能取得較好的教學效果[2]。
世界科技創(chuàng)新步伐的加快與基礎教育課程改革的實施把全面實施素質教育、 促進學生和諧發(fā)展、培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和人文精神擺在了教育的重要位置??茖W素養(yǎng)這一概念伴隨二十世紀五六十年代美國課程改革運動而系統(tǒng)確立起來,把科學素養(yǎng)作為科學教育的目標已在世界各國達成共識??茖W素養(yǎng)包括科學興趣、科學知識、科學方法和科學精神四個核心要素,既要對青少年進行責任感、團隊精神、追求真理、堅持真理等規(guī)范性教育,又要通過具體知識的傳授,培養(yǎng)學生對科學研究的興趣,促進其個性的健康發(fā)展,促進其健全人格的形成和完善,提高他們的創(chuàng)造能力。
生物課程的根本任務是提高學生的科學素養(yǎng)?!疤岣呷窨茖W素質,特別是青少年科學素質,是關系中華民族偉大復興的根本大事,是科學教育的神圣使命。”據(jù)研究資料顯示,科學素養(yǎng)教育成果的顯現(xiàn)是一個漫長的過程,而我國又是一個經(jīng)濟、社會、文化等領域發(fā)展相對落后的發(fā)展中國家,開展青少年科學素養(yǎng)教育,就顯得尤為重大、突出和緊迫。作為生物教師,作為生物科學教育在生物課堂的代言人,不僅要完成生物學科知識體系的傳授,更要注重對科學的共性、本質和研究方法的指導,并在此過程中引導學生對科學研究的感悟,對人與自然和社會和諧關系的認同,對自己行為準則的規(guī)范。
我工作多年以來,注重發(fā)揮學科的資源優(yōu)勢,依托初中生物教材,逐步提升學生的生物科學素養(yǎng)。具體做法是:
一、在課堂中放手讓學生講、演,轉變學習方式,提升學生的生物科學知識素養(yǎng)
生物課程目標涵蓋了生物學知識、能力以及情感態(tài)度與價值觀等方面的基本要求,是要通過每節(jié)課或每項活動來逐步完成的。課堂教學一直是實施新課程的主陣地,教學模式的改革,只有在課堂上體現(xiàn)出來才是可行的、有效的、成功的。我在“以人為本”教學思想的指導下,進行了一系列的教學改革。針對不同內容設計不同的教學模式,如實驗探究課、中心概念形成課、多媒體與課堂教學整合課、問題模式課和學生主講課等。例如,我在學生充分預習的情況下,給每組學生分別安排不同的展示內容,由學生主講,并用小品、角色扮演、講述、談話等多種多樣的手段,把知識講解得淋漓盡致,使我真正認識到了“你給學生一個機會,學生會給你一個奇跡”的內涵。
二、在探究實驗中,放手讓學生討論、探究、實驗,提升學生的生物科學方法素養(yǎng)
生物教學不僅是教師講解和演示的過程,也是師生交往、共同發(fā)展的互動過程,教師必須向學生提供更多的機會讓學生親自參與和實踐。發(fā)展學生的科學素養(yǎng)離不開科學的學習過程??茖W的核心是探究,教育的重要目標是促進學生的發(fā)展,科學課程應當將這兩者相結合。突出科學探究的學習方式,應給學生提供充分的科學探究機會,讓學生通過手腦并用的探究活動,體驗探究過程的曲折和樂趣,學習科學方法,發(fā)展科學探究所需要的能力并增進對科學探究的理解。新的課程標準突出了科學探究的重要性,將其放在科學教育的中心環(huán)節(jié)上,著力于發(fā)展每一個學生對科學的理解力和從事科學探究的能力,讓學生像科學家那樣探索和思考,在積極參與科學探究的過程中逐漸對自然界有所認識。
三、在生物課外科技活動中,放手讓學生參觀、調查、訪問,提升學生的生物科學精神素養(yǎng)
生物學習注意課內外活動相結合。教師應打破課堂內外的約束,有計劃地安排好需要較長時間才能完成的活動,包括必要的調查、訪問、參觀等,充分利用多種教學資源,保證活動時間。生物課外科技活動是生物學習的重要形式,生物課外科技活動主要是學生在教師指導下進行的一些與生物科學技術相關的試驗、考察、種植等實踐活動。一般情況下,課外活動以學生的實踐活動為主,突出學生的活動主體地位,活動內容和課程標準所規(guī)定的教學內容是相聯(lián)系的。在課外活動過程中,學生通過親身實踐去擴大、加深和鞏固課內所學到的基礎知識和基本技能;通過生物課外活動,培養(yǎng)學生的科學素質。但由于課外活動的內容具有多樣性、廣泛性,容易與課堂教學內容脫節(jié),因此,生物課外活動應圍繞課堂教學內容擴展和加深。這樣,學生在課外活動中不僅可以學到一系列科學工作方法和技能技巧,增強學習的興趣,而且可以達到培養(yǎng)學生的科學創(chuàng)新精神、科學實驗素質和熱愛生物環(huán)境科學的良好品質。
四、在校本課程編寫中,放手讓學生搜集、設計、撰稿,提升學生的生物科學興趣素養(yǎng)
為凸顯學科特色,充分發(fā)揮生物學科優(yōu)勢,進一步提升學生的科學素養(yǎng),筆者創(chuàng)造性地開發(fā)了一批注重激發(fā)學生潛能的校本課程。在編寫校本課程的過程中放手讓學生搜集、設計、撰稿,并讓學生制作豐富多彩的多媒體課件。多樣的校本課程使學生獲得能力、情感的提升,喚起學生的學習積極性,提升學生的生物科學興趣素養(yǎng),也為他們獲得成功提供更多的機會。
基礎教育需要通過一系列學生主動參與的科學探究和技術設計活動,才能使學生的科學素養(yǎng)逐步發(fā)展并成熟??茖W素養(yǎng)的培養(yǎng)和提升,是教育與教學的統(tǒng)一,是一項需要多方緊密配合、共同實施的系統(tǒng)工程。依托初中生物教材,提升學生生物科學素養(yǎng)將是一項長期而艱巨的任務。
參考文獻
[1]顧志躍,丁沅.走進科技教育[M].北京:科學出版社,2001.
[2]葉禹卿.科學新課程與科學素質培養(yǎng)[M].北京:中國紡織出版社,2002.
高中生物學教學使用的教材以及生物科技書籍與生物科技新進展存在較大的時差,將生物科技論文中的新觀點、新作法,以及相關的新知識、新成果和新應用傳播給學生,可促進學生對不斷發(fā)展的生物科學及其研究的理解和應用,引導學生主動學習,提高生物學學習能力和生物科學素養(yǎng)。
一、科技論文的概述
所謂科技論文是指論證、描述運用科學技術,開展科學研究,獲得一定科研成果的學術性文章。中國國家標準GB7713-87明確指出:“學術論文是某一學術課題在實驗性、理論性或觀測性上具有新的科學研究成果或創(chuàng)新見解和知識的科學記錄;或是某種已知原理應用于實際中取得新進展的科學總結,用以提供學術會議上宣讀、交流或討論;或在學術刊物上發(fā)表;或做其他用途的書面文件?!笨萍颊撐哪荏w現(xiàn)最新的科技成果及科技發(fā)展,科技成果已廣泛運用于生產(chǎn)、生活。在高中生物學教學中,有效地運用科技論文,能激發(fā)學生的探究欲望,促進學生對生物學的認識,提高生物科學素養(yǎng)。
二、科技論文的選擇
應選擇近期發(fā)表的較高水平的科技論文,注意選擇研究角度新穎、涉及生物學熱點話題的研究文章。如學習有關育種知識時,介紹有關華中農業(yè)大學科研人員克隆出控制水稻光敏感核不育的基因pms3,該科研成果可加速水稻“兩系”不育系培育,促進作物雜種優(yōu)勢利用。引導學生由此相關信息為主題,檢索有關科技論文,讓學生獲取科學性、權威性的基因工程育種的最新科學進展。
還應注意選擇有關促進社會、生產(chǎn)、生活等方面研究的科技論文。例如,在學習“生態(tài)環(huán)境的保護”時,根據(jù)不斷加劇的“霧霾”天氣,引導學生學習《北京一次持續(xù)性霧霾過程的階段性特征及影響因子分析》,幫助學生了解北京地區(qū)持續(xù)性霧霾天氣過程中的氣象因素和氣溶膠演變特征。學生結合“霧霾”天氣親身體驗,加深了對“霧霾”天氣的了解,提高保護環(huán)境的意識,有利于學生掌握生物科學知識,運用所學的知識解決現(xiàn)實生活中的問題。許多實驗驗證性的科技論文包含有實驗材料、實驗方法、實驗結果、討論和結論,不僅具有科學的、最新的實驗技術和方法,還有翔實的實驗數(shù)據(jù),讓學生易于理解實驗過程、實驗數(shù)據(jù)和結論之間的關系,體現(xiàn)科技論文的應用價值與社會意義。
三、科技論文的教學應用
首先在課堂上為每位學生提供一份論文,要求學生圍繞“文章的研究的目、研究的對象、研究的結論或結果、研究的問題對社會或研究領域有什么影響”等一系列問題進行閱讀,培養(yǎng)學生快速地獲取有關信息的 能力。
然后指導學生羅列論文中相關的生物學概念和難理解的專業(yè)名詞,并嘗試理清生物學概念與難理解的專業(yè)名詞之間的關系,通過新情境的構建,培養(yǎng)學生對知識的理解、分析、應用等遷移能力,為理解實驗和科學進展打下良好基礎。
科技論文表述的實驗原理和步驟等具有前瞻性,專業(yè)性比較強,學生難以理解。課堂教學時教師應簡要地解釋實驗過程,引導學生理解新的實驗方法和實驗設計,嘗試用通俗易懂的文字簡化復雜的實驗條件和方法,設計相關類似的實驗,提高學生的實驗設計能力。
四、科技論文的教育價值
1.促進學生學會文獻檢索
指導學生從公共媒體如報紙、公共科學雜志,比如《新科學家》《科學新聞》或者中國知網(wǎng)等相關網(wǎng)站,采用“文獻檢索方法”“數(shù)據(jù)庫檢索方法”“出版物檢索方法”,使用關鍵詞搜索,在論文期刊上網(wǎng)站上或搜尋合適的論文,比如早期原創(chuàng)性研究論文,進行對比閱讀,培養(yǎng)學生學會求知、學會學習,掌握認識世界的工具、學會最迅速、最有效地獲取信息、處理信息和運用信息的能力。
2.促進學生對生物學核心概念的掌握
高中生物核心概念是建立在一般概念、原理和規(guī)律之上的對生物學核心問題認識和理解,從不同的角度闡釋生命的本質,有利于幫助學生理解與掌握生物學主干知識。在有關“光合作用、呼吸作用”等核心概念學習中,以關鍵詞“光合作用、呼吸作用、影響光合作用、呼吸作用速率等”檢索到《不同營養(yǎng)條件對金魚藻凈化作用及其生理生態(tài)的影響》《靜止和充氣培養(yǎng)條件下光強對龍須菜光合生理效應的影響》等科技論文,通過學習,拓寬視野,加深對光合作用速率、光合效率、凈光合作用速率等生物學核心概念理解和掌握。
3.提高學生圖文轉換和圖表處理能力
生物科學經(jīng)常以生物繪圖或圖表方式呈現(xiàn)科學研究方法或成果,在教學中嘗試將論文的數(shù)據(jù)用簡化的圖表進行特殊處理,剔除冗余信息,并將圖表與文字相結合,培養(yǎng)學生科學思維和習慣,提高圖文轉換和圖表處理能力,加深對新的科學實驗的理解。
培養(yǎng)學生的生物科學素養(yǎng)是普通高中生物學教學重要的目標。我國現(xiàn)行的普通高中生物課程標準所描述的課程基本理念中明確提出,提高每個高中學生的生物科學素養(yǎng)是本課程標準實施的核心任務。因此,作為高中生物教師,應該充分利用各種課程資源,著力于提高學生的生物科學素養(yǎng),合理挖掘當前與生命科學密切相關的熱點事件,開展教學不失為一種有效的選擇。
一、解讀生物科學素養(yǎng)的主要內容
我國現(xiàn)行的《普通高中生物n程標準》指出:生物科學素養(yǎng)是指公民參加社會生活、經(jīng)濟活動、生產(chǎn)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(tài)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(yǎng)的能力。1993年,美國生物科學課程研究所(簡稱BSCS)出版了名為“發(fā)展生物學素養(yǎng)”的生物學課程指南,對生物學素養(yǎng)作了詳盡的論述,并把它作為生物學課程的基本目的。BSCS認為,一個具有生物學素養(yǎng)的學生需要對科學的本質和特點有起碼的理解。學生對科學知識特點的認識和理解,對科學的價值以及科學探究的過程和方法的理解與掌握,是生物學素養(yǎng)的基本要點。比較兩者對生物科學素養(yǎng)的界定,雖然在表述上略有不同,但總的來說,兩者對生物科學素養(yǎng)的認識是趨同的。概括地說,生物科學素養(yǎng)可以從知識、能力、情感態(tài)度和價值觀三個維度來定義:在知識層面上,要求學生掌握基本的生物科學知識,能夠用所學習的生物學知識理解或解釋發(fā)生在身邊的生物科學現(xiàn)象;在能力層面上,要求學生具有一定的生物科學探究和創(chuàng)新能力,具有將生物學知識用于解決實際問題的應用能力;在情感、態(tài)度、價值觀層面上,要求學生形成正確的世界觀和價值觀,對生命現(xiàn)象和生物科學知識具有關注和探究的熱情,對生物學技術及其他與生物學相關的問題具有正確的判斷力,并且能根據(jù)自己的判斷做出正確的抉擇。
二、學科熱點事件在培養(yǎng)學生生物科學素養(yǎng)中的作用
當今,隨著信息傳播手段的不斷發(fā)展,人們獲得各類信息的渠道增多,不少事情得到人們的關注而成為社會熱點事件,這其中就有一些事件與生物學具有一定關聯(lián)的,我們稱之為學科熱點事件。這類學科熱點事件本身或者與事件相關的背景可能蘊涵著生物學的知識和原理,可能關系到生物學知識和技術的研究、發(fā)展和應用,也可能涉及對生物多樣性、現(xiàn)代生物技術應用等方面的態(tài)度和價值判斷。這就使得這些學科熱點事件具備了成為有利于培養(yǎng)學生生物科學素養(yǎng)的課程資源的條件。
引導學生關注和探究這些學科熱點事件,對于廣大教師來說,也是培養(yǎng)學生的生物科學素養(yǎng)的應然之舉。一方面,學生對于與生命科學有關的現(xiàn)象和事件的關注,乃至于愿意著力于對它們進行探索和研究,本身就是生物科學素養(yǎng)的一部分。2016年1月7日的《南方周末》發(fā)表的《核心素養(yǎng):素質教育的新起點》一文中指出:現(xiàn)在的高中生中知道當紅影視明星的學生要遠多于知道屠呦呦的學生。此文提出,培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)需要用現(xiàn)實的情景及問題來激活教材知識,并借此將綜合實踐能力與情感、態(tài)度等加以整合;需要用人類最前沿的科普性知識,不時對“核心素養(yǎng)”予以淬煉和激活。另一方面,熱點事件得到了社會層面較多的關注,在各種媒體中出現(xiàn)的頻率也比較高,往往能夠激發(fā)起學生去了解甚至去研究的興趣。由于學科熱點事件關聯(lián)著學科的知識、技能和價值判斷,只要老師引導得法,學生就有可能圍繞這些熱點事件有所疑、有所思、有所感、有所得,學生的生物科學素養(yǎng)就會在這個過程中得到有效的提高和發(fā)展。
一段時期以來,與生物科學相關的熱點問題是很多的,筆者略舉兩個例子來說明其在培養(yǎng)學生的生物科學素養(yǎng)中的作用。
(一)屠呦呦研究員獲得2015年諾貝爾醫(yī)學和生理學獎
2015年,我國生物科學領域最引入注目的事情當屬我國科學家屠呦呦與兩位外國科學家分享了本年度諾貝爾醫(yī)學和生理學獎,這是我國科學家因為在中國本土進行的科學研究而首次獲諾貝爾科學獎。獲獎消息傳來,可謂舉國沸騰,中國科學界多少年的諾貝爾科學獎的夢想這一刻終于成為了現(xiàn)實。筆者認為,我們每一位生物老師都應該在第一時間與同學們分享這份喜悅。同時,教師也需要挖掘這一事件在培養(yǎng)學生生物學科素養(yǎng)上的價值。
首先,教師應利用這一事件努力激發(fā)學生對生物科學的興趣和熱情。雖然學習及科學研究的本身并不是為了獲獎,但獲得諾貝爾科學獎畢竟代表了學界對科學家工作的充分肯定,是科學家本人以及他所代表的國家的一種無上的光榮。一個國家獲得諾貝爾獎的多少,在很大程度上反映著這個國家科技創(chuàng)新能力的高低。我們國家在獲得諾貝獎的道路上才剛剛起步,但我們有理由相信會有更多的諾貝爾獎花落中華大地。屠呦呦研究員獲得諾貝爾醫(yī)學和生理學獎,而在生物學領域還有無窮盡的未解之謎等待著人類去發(fā)現(xiàn)。21世紀正是“生命科學”獲得巨大發(fā)展的世紀,“生命科學”發(fā)展的美好愿景一定能夠吸引更多的同學關注或者投身于生物科學的研究中。因此,生物教師應該做好學生的領路人和宣傳員。
其次,屠呦呦獲得諾貝爾獎這一事件能夠幫助學生形成正確的價值觀。諾貝爾獎的頒獎詞中提到,“屠呦呦發(fā)現(xiàn)了青蒿素,這種藥品可以有效降低瘧疾患者的死亡率”,“這三人的科研發(fā)現(xiàn)的全球影響及其對人類福祉的改善是無可估量的”。教師應該組織學生從這些頒獎詞的角度去分析和討論學習生物學知識以及進行有關生命科學研究的目的和價值取向。經(jīng)過探討,學生能夠認識到學習知識、發(fā)展能力的重要性,力求用所學的生物學知識解決人們生產(chǎn)、生活中的實際問題。關注整個人類的生存和發(fā)展是學習生物學的根本目的,也是每一名學生立志要去實現(xiàn)的目標。屠呦呦研究員在解釋當年她選擇就讀北京大學醫(yī)學院藥學系的原因時說:“藥物是治療疾病的主要手段,我認為只有生藥學專業(yè)才最可能系統(tǒng)地探索中醫(yī)藥領域?!边@段表述說明了屠呦呦年輕時候的志向和追求。顯然,她獲得諾貝爾獎與她所具有的正確的價值觀是密不可分的。
這一事件在培養(yǎng)學生的科學創(chuàng)新意識和精神、引領學生理解生物科學探究歷程和方法等方面都具有重要的作用。
(二)施一公教授帶領的研究團隊揭示剪接體結構及工作機理
在生物科技前沿領域,我國也有一些重大的發(fā)明和發(fā)現(xiàn)成為人們關注的熱點。2015年8月,中國結構生物學家施一公教授帶領的研究團隊在《科學》周刊同時在線發(fā)表了兩篇文章,揭示了剪接體的結構及工作原理。這是中國科學家在有關基因表達過程研究領域中的一項重大發(fā)現(xiàn),清華大學為此項科研成果召開了新聞會。生物科學界很多科學家都認為這一發(fā)現(xiàn)是有望@得諾貝爾獎的成果。美國科學院院士、美國斯隆-凱特琳癌癥研究中心教授丁紹?帕特爾說:“剪接體的結構是完完全全由中國科學家利用最先進的技術在中國本土完成的,這是中國生命科學發(fā)展的一個里程碑,它將影響并鼓勵下一代青年人進入生命科學研究領域?!边@一事件無疑是人們尤其是與生物科學相關的各界人士關注的熱點,而帕特爾教授的評論,提示我們這一熱點事件富含著培養(yǎng)學生生物科學素養(yǎng)的價值。
首先,教師可以充分利用這一事件培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。創(chuàng)新是一個民族的靈魂,創(chuàng)新精神和能力也是生物科學素養(yǎng)中至關重要的一個部分。圍繞這一事件,我們不僅要向學生介紹施一公教授的團隊研究的成果和意義,更重要的是要引導學生關注他們在技術和方法上的創(chuàng)新之舉,要讓學生深刻理解創(chuàng)新對于科學發(fā)現(xiàn)的重要意義。RNA剪接體的結構是長期困擾科學家的一個難題,而施一公教授的團隊正是創(chuàng)造性地運用了冷凍電鏡技術,并運用了新的計算方法才最終得到了科學的結果。也許,同學們并不能理解這些技術的原理,但同學們一定要有勇于創(chuàng)新的意識。同時,我們要讓學生對創(chuàng)新有一個正確的理解,創(chuàng)新并不一定就是“無中生有”,如上文提到的冷凍電鏡技術已經(jīng)產(chǎn)生了幾十年了,施一公教授的團隊是創(chuàng)造性地運用了冷凍電鏡的最前沿技術。因此,教師要讓學生認識到創(chuàng)新可能是一種技術的改良,可能是一種新方法的運用。只要我們勤于思考,在科學的基礎上勇于革新,創(chuàng)新并不是遙不可及的。對于學生來說,只有增強了他們對創(chuàng)新的理解,創(chuàng)新能力的提升才成為可能。
其次,教師也可以有意識地引導學生去關注施一公教授以及他的研究團隊。在中國科學界,施一公教授無疑是一顆耀眼的明星。他那些豐碩的科學研究成果,他略帶傳奇色彩的求學和科研之路,他對生命科學研究的執(zhí)著追求,他對中國科學研究及教育狀況的真知灼見等,都可以成為學生去了解、研究和感悟的素材。在這個過程中,同學們可以更真切地理解科學的價值以及科學探究的過程和方法,這顯然有益于提升學生的生物科學素養(yǎng)。施一公教授帶領的研究團隊同樣值得我們的學生去關注。這個研究團隊非常年輕,但是,他們用他們的智慧和努力創(chuàng)造了驚人的業(yè)績,這也許更能激起學生向他們學習的熱情和向他們靠近的激情和勇氣。
再次,在學生對生物知識學習的層面上,這一熱點事件對于激發(fā)學生學習相關知識的興趣和信心、促進學生掌握相關知識是大有益處的。RNA剪接體是在真核生物基因表達過程中對前體RNA加工成成熟RNA過程中發(fā)揮其作用的。這個作用的機理,高中學生不必要知道。但與這個過程相關聯(lián)的真核基因與原核基因在結構上的區(qū)別、外顯子和內含子、基因的轉錄和翻譯、基因表達的調控等知識是在高中階段需要學生了解甚至掌握的。教師可以在適當?shù)臅r機給同學們介紹這一熱點事件及其有關背景,便會很順利地為教學創(chuàng)造一個有利于學生學習的情境,學生的學習和探究就能更加投入和主動,這顯然有利于學生對相關知識的學習。
當然,與學科密切相關的熱點事件是層出不窮的。生物教師應該持續(xù)地關注這類事件,并積極探索其在培養(yǎng)學生生物科學素養(yǎng)方面的應用價值,為順利完成高中生物課程的核心任務做出自己的努力。
[參 考 文 獻]
[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標準(實驗)[M].北京:人民教育出版社,2003.
新課程將認識實驗在生物學中的地位和作用作為實驗教學的目標之一。酶的發(fā)現(xiàn)、生長素的發(fā)現(xiàn)、光合作用的發(fā)展史、遺傳物質的發(fā)展史、DNA雙螺旋結構的發(fā)現(xiàn)、遺傳基本規(guī)律的發(fā)現(xiàn)等內容的闡述,都是在科學嚴謹?shù)膶嶒灮A上得出來的。通過一些史實的閱讀和介紹,讓學生初步了解生物實驗科學產(chǎn)生的背景,認識實驗對生物學發(fā)展的推動作用。在進行生物學史的教育和認識的同時,也可以使學生學到科學家的科學態(tài)度、科學精神和科學方法。
二、注重實驗操作過程,培養(yǎng)學生的科學實驗方法
通過設計實驗過程、收集和分析資料并得出結論,使學生認識、經(jīng)歷科學研究的過程,并訓練其使用有關的具體方法完成每一個步驟,是培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題能力的有效操作方式。各種科學領域中知識的探索和技術的應用都隨著時間的發(fā)展和新技術的出現(xiàn)而不斷變化,但各種科學探索的過程是相似的,科學研究都需要有證據(jù),有可以進行操作的假設,有邏輯及理論上的分析,得出并解釋試驗結果。因此,中學生物學課應注重行為教育而非單純的理論學習。
三、加強實驗觀察和思考,培養(yǎng)學生的探究精神和創(chuàng)新能力
實驗是了解、研究自然規(guī)律的重要方法,它的作用不只是為了獲取信息。應該讓學生認識到實驗操作是在相關原理指導下進行的,要學會把實驗獲得的信息演繹、歸納,只動腦不動手和只動手不動腦都是不正確的。在實驗教學中,我們要有意識地培養(yǎng)學生提出問題的能力,實驗設計能力、分析與判斷能力,培養(yǎng)學生的探究精神和創(chuàng)新能力。在實驗教學中,要給學生留下思考、交流和討論的時間,讓學生從設計原理上、實驗步驟上、結果分析等方面重新審視,改進方案。
創(chuàng)新能力是未來創(chuàng)造性人才不可缺少的素質,科學方法教育的成功導致創(chuàng)新能力的提高。中學生物學實驗教學中設計一些可行的探索性實驗,則是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的有效措施之一。
四、注重培養(yǎng)學生對研究性實驗的設計
研究性學習則是指學生在教師指導下,以類似科學研究的方式獲取知識,培養(yǎng)能力的一種學習方式。那么,如何從以教師為主的實驗教學方式中創(chuàng)設讓學生進行研究性學習的情境呢?可結合教材設計研究性的實驗。其模式:教材中的知識點教師、學生提出質疑學生課外實驗得出結論。現(xiàn)行生物教材中的學生實驗以及演示實驗,既有驗證型的,又有探索型的;既有觀察型的,又有操作型的。而這些實驗,都為前人的科學研究過程中的一部分,學生對此進行重復操作,不僅有助于對有關知識的理解和掌握,同時也培養(yǎng)了學生的觀察、實驗操作和思維能力,從實踐中體會科學實驗的嚴謹性。
G633.91
生物學科素是公民參與社會經(jīng)濟以及生產(chǎn)活動或者是做出決策的過程中知道其所需要的一切生物學方面的知識,并具備相應的探究能力,能明確知道科學技術以及社會經(jīng)濟發(fā)展之間的關系、明白科學本質及對待科學時應有的態(tài)度等。而生物學科素養(yǎng)的培養(yǎng)和教師的教學策略密切相關,生物學科教師采取積極有效的教學策略對初中生生物學科素養(yǎng)的提高具有重要的作用。
一、通過“探究式”教學,對初中生生物學科素養(yǎng)進行培養(yǎng)
探究式教學是提高初中生生物學科素養(yǎng)的一種切實可行的教學方式,這是因為探究式教學能使學生自主學習,通過探究,不僅學習了知識,掌握了方法,而且提高了能力,培養(yǎng)了良好的態(tài)度以及情感。例如在學習“種子萌發(fā)的外界條件”一課時,大部分學生都認為種子萌發(fā)必須具備溫度、空氣以及水分這三個基本條件,可是就其到底需不需要陽光卻各執(zhí)一詞,對此教師可先不給出答案,而應借此引導學生開展對照實驗來對正確答案進行探究和觀察。一周后學生得出結論:(1)有空氣以及水分,但是沒有陽光的黑箱內生長的幼苗明顯好于有陽光照射的幼苗。(2)還有學生把種子分為兩份,讓其均在只有空氣以及水分的條件下發(fā)芽生長,給其中一份覆蓋兩層紗布,另外一份什么也不覆蓋,結果發(fā)現(xiàn)覆蓋紗布的不僅萌發(fā)種子多,而且速度快。(3)還有部分同學將種子淹在水里,結果發(fā)現(xiàn)有四五顆種子開始輕微萌發(fā)??吹竭@樣的結果后,學生思維如開閘的洪水,傾瀉而下,瞬間明白了很多日常生活中常見的生物現(xiàn)象:遮光可加快胚軸伸長,所以媽媽經(jīng)常于黑房發(fā)豆芽;可是完全淹沒在水內的種子也會輕微發(fā)芽?這是由于水中雖然有氧,可是量太少。學生就此展開激烈的討論,在這過程中知識以及技能得到了鞏固、遷移以及創(chuàng)新,學生在這一過程中開發(fā)了思維,培養(yǎng)學學科素養(yǎng)。
二、聯(lián)系實際,讓學生明白生物課對實際生活的作用,以自主探究
新課程指出應通過充滿趣味性的、與實際生活有關的素材激發(fā)學生學習生物的興趣。生物學和實際生活密切相關,其不少知識都能在生活中得到運用,所以在學習這些知識時應積極聯(lián)系生活和學生實踐經(jīng)驗,舉生活實例,讓學生體會到所學知識的作用,從而使其學起來更為有趣以及輕松。如可以這樣舉例:“媽媽腌菜時為什么水會變多?”對此有部分學生答:“因為腌菜時水會從植物細胞內滲透出來,所以水變多了?!比缓蠼處熆勺寣W生再舉一個類似的生活實例,一些同學說:“番茄加糖調和時也會使水變多?!比缓蠼處焼枺骸皬纳鲜錾顚嵗心銈兡苤朗裁矗俊睂W生答:“細胞中水分能滲透到外面。”在這一過程中,學生感受到了生物學科的樂趣,體會到了學習的喜悅。然后教師引導學生總結得出:細胞在(低)高濃度溶液內(吸)失水的結論,并運用這一結論向學生提問:“為什么灘涂鹽堿地的莊稼不易于生長,但是大米草卻是個例外呢?為什么一次施肥量太大會使莊稼“燒苗”呢?等問題。將所學知識和實際進行結合,可以使學生更好的理解所學知識,引起其積極探究的興趣和熱情。
三、通過實驗教學法提高學生生物學科素養(yǎng)
實驗教學法能極大的調動學生學習的興趣,同時也有利于開發(fā)學生創(chuàng)新思維,提高其實踐能力。積極采取實驗教學法,讓學生參與并自己動手開展實驗,還能培養(yǎng)學生良好的觀察和實踐能力,提高發(fā)現(xiàn)、分析以及解決問題的能力,形成嚴謹?shù)闹螌W作風,樹立客觀、實事求是的態(tài)度。所以,在生物學科教學中,教師可借助教材探究實驗,培養(yǎng)學生批判吸收的習慣,讓其親身經(jīng)歷科學過程,親自運用科學方法,以提高其探究能力,實現(xiàn)生物科學素養(yǎng)的提高。如在學習“光對鼠婦生活的影響”一課時,教師可讓學生模仿教材探究程序,首先將問題提出來,然后進行假設,接著制定和開展計劃,最后下結論,在這一過程中教師要積極鼓勵學生相互之間進行交流和探討,指出實驗設計方面需要注意的事項以及需要遵守的基本原則,在實驗設計方面,重點是實驗方案一定要合理設計,讓學生學習如何設計對照實驗。
四、組織“走進農家”實踐活動,提高學生生物學科素養(yǎng)
盡管農民在生產(chǎn)實踐方面具有極其豐富的經(jīng)驗積累,可是在生物形態(tài)結構及其內部生理知識等方面卻知之甚少;而對于學生來說,盡管其了解很多生物學科知識,可是卻無法將自身所學有效運用于實踐中。因此教師可積極組織“走進農家”活動,讓農民與學生之間實現(xiàn)互補。例如棉農了解種植棉花不僅要摘心,而且要整枝,以避免棉花出現(xiàn)“瘋長”現(xiàn)象,可是其卻并不明白之所以要摘心以及整枝是由于營養(yǎng)以及生殖生長二者之間彼此制約所致;糧農非常清楚大雨后要快速將莊稼地水排出去,但是其卻不明白這是由于莊稼需要正常呼吸的緣故;盡管果農明白對樹苗進行移栽時,必須要將大量葉片以及小枝條剪掉,可是其卻不明白什么是蒸騰作用。因此教師可組織學生走進農家,向農民講解生物學知識,在這一過程中不僅農民明白了自己常做但是不懂的知識,而且學生在這一過程中也認識到了生物學科對社會、對人類的作用,體會到了學以致用的樂趣。
五、通過生物學家事跡介紹,培養(yǎng)學生正確的科學精神以及科學價值觀
教師應積極收集生物學家事跡并將其引進生物課堂,通過其積極為人類做貢獻的精神和其人格魅力來教育學生,培養(yǎng)學生正確的科學精神以及科學價值觀。例如當學生學到“生物性狀遺傳”一課時,教師可先向學生講解孟德爾(被稱為遺傳學之父)在歷經(jīng)8年的積極探究后終于得出結論,即遺傳學兩大規(guī)律的生平事跡。在對其成功原因進行分析以及總結時,教師可重點突出孟德爾具備的極其深厚的生物科學基礎知識以及其對這門學科的瘋狂熱情以及他那種百折不撓的探索精神。如教師可向學生介紹袁隆平將田間作為實驗室,通過幾十年的努力,最終使水稻產(chǎn)量得到了顯著的增加,從而被稱為“雜交水稻之父”。通過這些偉大生物學家的偉大事跡,有利于提升W生人生境界,幫助其樹立正確的科學態(tài)度以及價值觀,培養(yǎng)正確的科學精神以及科學品質。
六、結語
總之,初中生物教學不是簡單的知識的學習,而是思維的開發(fā),能力的培養(yǎng),實踐的應用,創(chuàng)新的探究,因此作為一名初中生物學科教師,要積極創(chuàng)新教學策略,在教授知識的同時,還要不斷提高學生生物學科素養(yǎng),以使學生各方面能力都得到提高,在不久的將來為社會做出更大的貢獻。