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生物科学课程范文1
但是,基于我们日常大量的课堂观察以及对学生的学业评价结果来看,当下的初中科学教学在知识与技能目标上还远未达到这样的综合高度。当然,既然在科学课程中,将生命科学与物质科学(暂且不论地球和宇宙科学)分立为两块并行的课程内容,说明两者之间在某种层面上存在着各自不同的运行原理和规律,甚至一些独特的学科思想。而作为科学教师,首先要领悟它们各自的基本原理和思想,因为只有站在这一基础之上,达到一定的认知高度,才能获得宽广的科学视野,进而形成对自然界统一性的认识。而当下的科学教师,从专业结构看,在其求学生涯中普遍缺少生物学专业的系统训练,致使在面对生物学领域内容的教学时,缺少生物学的基本思想,更难以从科学统一性的高度来理解生命。
不过,由于生命世界的复杂性,对于初中阶段的学生来说,生命的一些最本质的原理和思想难以用简洁的方式予以呈现,譬如物质科学常常可以进行量化,而生命的复杂性使得量化十分困难(不是不能,而是复杂,多半是统计学上的量化),结果使得生物学的知识显得很琐碎,缺少良好的结构,并以事实性知识为主。许多教师就此认为生物学缺少普遍适用的原理与规律,处处都是例外,什么结论都难下,甚至觉得生物无理可讲。所以在课堂上,生命科学与物质科学多是以两种不同的思维方式和话语体系来进行教与学的,生命科学的教学方式明显缺乏以逻辑推理为主要特征的理科属性。但是我们必须明确,既然这个生物世界历经亿万年的进化后能够在这个星球上生存下来,必然是有道理的。不管是大到生态系统,还是小到细胞,也无论是它们的结构还是功能,都有其存在的合理性。生物终究是“物”,是物一定有“理”,而这“理”就是生物科学的基本原理和思想。这些基本的原理和思想在近几年嘉兴市的科学学业考试卷中也得到了一定的体现。在此结合几个典型试题,跟大家探讨一下初中科学中有关生物学的若干基本原理和思想。
一、生命是一个物质系统
例1 (嘉兴市2011年学业考试卷第27题第二小题)植物的光合作用和呼吸作用强度可以用单位时间内吸收或释放二氧化碳的量来表示。如图表示某植物在恒温30℃时,处于不同光照强度下在单位时间内对二氧化碳的吸收或释放量。
(1)(略)。
(2)环境温度对植物的光合作用和呼吸作用都会产生影响,原因是温度会影响活细胞中的 。
这个问题命题组的预测难度是0.65,但实际检测的难度达到了0.30,远超预期。而将这个问题放在生物学的视野下,其实是非常基础、简单的问题,尤其是题目已将“温度会影响活细胞中的”这样带有明显提示性的字句放在空格前时,答案“酶的活性”几乎就可以脱口而出了。从考后与教师的交流情况看,对这个问题的难度评价,专业背景不同的教师看法完全不同,有生物专业背景的教师普遍认为这是一个容易题。
那么,这样一个原以为可以“脱口而出”的问题最后却难倒了七成的考生,原因何在?教师们给出的说法是:因为教材只在呼吸作用的反应式上标注酶这个条件,而在光合作用的反应式上标注的条件是叶绿体,而试题中将两种作用放在一起来分析,于是这样一个基础问题,学生(包括许多教师)就觉得难以回答了。
其实,生物体内各种复杂的生命活动都是以在各种酶的催化下进行的复杂的化学反应为基础的,一个生物体或生物体中的一个细胞,本质就是一个复杂而精密的物质变化系统,正是细胞内发生的复杂的物质及其伴随的能量变化,才会有不息的生命活动和多样的生命现象。这是生物学的基本原理与思想之一。
当然,生物体的这种物质变化是十分复杂的,变化反应的底物或者产物往往是性质十分稳定的大分子有机物,且反应是在生物体内这种温和条件下高效地进行,这就离不开各种具有高效催化能力的酶。如在光合作用中,在可见光的推动下,在常温常压下,使水裂解放出氧气,并将简单的二氧化碳合成复杂的有机物,同时将光能转化为化学能储存在有机物中,这样的物质和能量变化必须在叶绿体光合膜系统上的各种酶的催化下才能进行。要完成这样的复杂变化,人类现有的技术水平仍是望尘莫及。与此相对,通过光合作用合成的有机物以及储存的能量,要被各种生命活动利用,就必须经过细胞的呼吸作用。此时性质极其稳定的有机物(如糖类)在常温常压下,在微米尺度的线粒体内氧化分解,且分解时能量的转化效率达40%左右(现在最先进的内燃机的转化效率还只有25%左右),这同样体现了生物这个物质系统的精妙之处。
其实,即便是我们大脑中的各种思维、心理活动,本质上都是物质的变化及伴随其中的能量转化过程。所谓的意识、精神、心理活动,都是大脑生理活动的结果,是物理、化学反应的产物。所以2011年版初中科学课程标准将生物部分的主题2“生物的新陈代谢”改为“生物体内的物质与能量转换”,其实就是为了体现生物科学与物质科学的统一性,突显了新陈代谢的本质――生命体就是一个物质变化系统。
事实上,上个世纪伊始,随着生物化学和遗传学的迅猛发展,各种生命现象纷纷被在分子和细胞水平上用物理、化学的变化原理加以解释。通过研究生物体内各个部分的物理、化学作用,完全可以解释生物体的各种功能和现象,即生命科学也好,物质科学也罢,基本的物质与能量的运行原理是一致的,差异性主要在于复杂程度和空间尺度的不同。唯一例外的是当我们需要知道这些生命功能的起源时,必须加入独立于物理、化学的原理,这就是用于解释生物进化的自然选择学说。
二、生命具有不断进化与适应能力
例2 (嘉兴市2014年学业考试卷第14题)长期的自然选择,使生物在形态、结构、功能等各个方面都表现出适应性。如与静脉相比,人体四肢的动脉一般分布在较深的地方,这是对下列何者的适应( )
A.动脉的血压高 B.动脉中流的是动脉血
C.动脉的管壁厚 D.动脉中的血流速度慢
此题的预测难度是0.60,实测难度为0.54,看上去还算正常,但就本题所考查的作为生物科学主干与核心知识“进化与适应”的要求来说,放在这样一个试题情境下,相关思维要求并不高。
其实,生活在自然界的任何生物都无法摆脱自然选择的魔手,自然选择以及由此产生的结果――生物的进化与适应,是生物学的又一基本思想和原理,且自然选择不仅对生物的形态、结构、功能起作用,甚至对生物的行为、心理等所有方面都起作用。而生物进化的终极目标是适应环境,使种族更多地延续下去,以尽可能多地占领生存资源。拿此题的情境来说,与静脉相比,动脉之所以分布在身体较深的地方,原因在于动脉是接受心脏泵出的血液,受到的血压远比经过毛细血管后的静脉高,因此一旦受伤破裂就可能造成血液的大量流失而危及生命。同样,动脉的管壁厚、弹性大也是对血压高的适应,而跟里面的血液性质及流速无关。而动脉这样的分布与结构特点对于远古时期随时都可能会发生各种伤害的古人来说尤为重要。
大家都曾听过这样一个段子。一个记者问放羊娃:“你放羊干吗呢?”“赚钱呢!”“那赚钱干吗呢?”“娶婆姨呢!”“娶婆姨干吗呢?”“生娃咧!”“生娃干吗咧?”“放羊呢!”人们在戏说这个段子时充满了对放羊娃的嘲笑,作为一个“社会人”这样的生命轮回确实没有意义,但从人的生物属性看却是符合逻辑的,延续下去才是它的最终目标。
不过,尽管现在的科学教材对生物的进化以及达尔文的自然选择学说有专门的介绍,但在教师中还是存在着不少的误读。
从亚里士多德开始,一直到拉马克构建的第一个系统的进化假说,都认为进化的历程就像个阶梯,生物进化被视为是一个从低到高一级一级向上攀升的过程,而人类就位于这个阶梯的顶端。但是,达尔文的进化论并不认为进化具有确定的方向,进化是由变异而生的,这种变异通过自然选择作用而适应变化着的环境,而环境的变化总体来说是多方向的,因此生物进化也是多向的。或者更确切地说,进化的路径像一棵大树,各个物种只是进化树上的不同分支,人类只是位于其中的一个分支而已。
所以,“进化是一个由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生”这样带有明确方向性的说法也是值得推敲的。譬如,真核生物要比原核生物复杂,脊椎动物要比无脊椎动物复杂。而进化史上,真核生物和脊椎动物确实要比原核生物和无脊椎动物晚出现,都是由它们进化来的,但是直到今天,原核生物和无脊椎动物并没有被真核生物和脊椎动物所取代,它们同时在不同的分支上进化。事实上,尽管现有的原核生物(如细菌)要比真核生物原始,但它们的种类之多、数目之巨、对环境适应能力之强,却是真核生物所难以企及的。所以,从结构、功能或生活环境来对现存生物作高低级的比较恐怕并不科学,因为进化大树有无数的分支,很难说哪个枝头更高。
此外,我们还需明确,自然选择的威力在于长期的累积效应,它使生物体获得某种适应性时,并非是一蹴而就的,而是通过千百年的逐代选择之后慢慢形成的。例如,由于生产力的发展,现代人类的营养水平大大改善,而体力支出大大下降,于是常常出现营养过剩,引发诸如“三高”等各种所谓的富贵病,那为什么人体没有进化出能够排出各种多余营养的机能呢?那是因为人类自诞生之日起一直过着饥寒交迫的生活,我们才刚刚开始过上营养过剩这种“好日子”。所以富含能量的糖类、脂类等营养物质所具有的甜味和香味对我们总是充满着诱惑。
达尔文的进化论诞生之后,对生物现象的研究由博物学变成了科学,生物科学由此诞生。它不仅为生物学奠定了基础,而且还确保了生物学的独立地位。因为尽管生物体本身的运行机理都可以用物理、化学的手段来研究,并用物理、化学的原理作出解释,但生物体的这些运行机理是怎么来的,只有进化论才能给出答案。
三、生命存在多样性
例3 (嘉兴市2013年学业考试卷第2题)研究人员近日宣布,他们以裸藻为主要原料成功生产出塑料。裸藻是一类兼具动物和植物特点的单细胞生物,之所以把它称为“裸藻”,原因是与其他的藻类细胞相比,它的细胞没有( )
A.细胞壁 B.细胞膜 C.细胞质 D.细胞核
细胞的结构和功能是生物学中最基础的内容之一,因为细胞是生命的基本单位。尽管题干材料比较新颖,但命题组的预测难度还是比较乐观的0.8,可实际检测的难度为0.65。假如试题是直接设问“植物细胞不同于动物细胞的结构是什么”,那肯定是个送分题。但在这样的试题情境下之所以会有这样的难度,原因恐怕是学生对生物具有多样性这一基本思想认识不足,认为藻类属于植物,植物就一定有细胞壁。
在生物学中,要给出定义或得出结论总要留有余地,原因就是生物具有多样性。生物多样性的原因在于其生存环境是多样的和复杂的,生物经过自然选择进化出不同的形态、结构、功能等来适应其多样的环境。即便生活在相同的环境里,生物也可以用不同的方式去适应。譬如,在同样的环境中,一些植物开花后能吸引昆虫帮它传粉,另一些植物的花则适于由风力来传粉;在虫媒花中,有的是因花色艳丽吸引昆虫,有的是因花的气味吸引昆虫。环境的多样化以及生物变异的不定向性,最后必然导致生命形式的多样化,这使得“非此即彼”的思维方式在生物学中往往会显得过于简单和机械。
生物科学课程范文2
一、加强学生的思想品德教育
在生物教学中,教师要加强对学生道德、行为、人生观、世界观及思想政治素质的培养,加强在生物教学的各环节中渗透德育。我们知道,学生是未来的主人,他们将来肯定会以各种各样的形式参与到社会生产和生活的决策之中,并承担起社会发展的重任。生物学是自然科学中的一门学科,它和自然现象以及生产、生活是紧密相联的,因为科学的发展、技术的进步及一些重大社会问题的解决都离不开生物知识。所以,在生物教学中要渗透科学、技术和社会教育,要把生物知识教学与其有机地结合起来。如,使学生理解“计划生育”、《森林法》、《环境保护法》、《野生动物保护法》的重要意义。教师要注重为学生提供更多的机会,让学生接触或了解到生活、生产及社会热点的问题,并鼓励学生勇于将课本知识应用到实际中去。这不仅能提高学生的分析问题和解决问题的能力,而且能培养学生的社会责任感和参与意识,更好地培养学生的科学素养。
二、建立新的教学方式,培养学生的实践能力
新课程强调教学过程是师生交往、共同发展的互动过程。在教学过程中要处理好传授知识与培养能力的关系。教师要引导学生进行质疑、调查、探究等活动,使学生的学习成为在教师指导下主动的、富有个性的过程。在实验过程中,不能仅仅培养学生的实验技能,更重要的是培养学生的科学探究方法。如,要培养学生设计实验的能力,处理或整理数据的能力,分析得出结论的能力。这和过去只要求验证和定性为主的实验有着显著的区别。
三、在教学过程中,教师要积极应用各种信息技术
生物是一门以实验为基础的学科,但很多实验受到条件的制约而无法完成。因此在教学中,教师要积极应用各种信息技术手段,使微观的、不能动手实验的内容具体化、形象化。如:“血液循环”、“细胞的分裂和生长”等一些知识的学习,可以通过信息技术模拟,让生物教学化难为易、化繁为简,从而使生物知识易学易懂。
四、在教学过程中,教师要面向全体学生
面向全体学生是在实施素质教育过程中首先要确立的一个理念,这是现代教育思想中的一个重要观点。我们教师一定要在生物教学中树立“每个学生都能学好生物学”的观点。
(一)尊重每个学生。教师要平等对待每个学生,善意地了解每个学生的心声,关注他们的发展,促进他们的发展。实践证明,很多所谓“调皮”的、“后进”的学生,都能够学好生物。这是对传统教学观的挑战。
生物科学课程范文3
关键词:新课程;初中生物;课堂教学;探讨
课堂改革两年来,我的课堂的教与学有了很大的变化:绝大部分学生学习已适应新的学习方法,在学习中进行"自主、合作、探究"型学习;老师角色的转变已趋形成,由传授知识转成为学生学习的促进者、指导者。课堂气氛活跃,教师已转变了教学角色,学生主动参与到学习中来、师生互动、学生合作学习、小组学习随时可见。、但也有许多的不足和弊端如班额大,班级人数偏多,我们的班级人数一般在50左右,教师很难顾及到每一个学生的情感体念和学习积极性,这给教师的课堂教学的组织,特别是学生合作、交流学习的引导与调控增加了难度。这也是以后教学中需要进一步考虑提高的问题。过去很多人认为,生物就是由生物学的知识体系构成的。现在人们已经认识到,除知识体系外,生物科学中含有更为重要的东西,那就是获得科学知识的途径和方法,此外,还包括科学工作者在研究科学过程中的特殊情感、态度和心理体验。因此,在生物教学中,如果仅仅向学生传授一些生物学知识,那是远远不够的。生物课程既然属于科学课程,教师就应该在教学中调整好自己的教学方法。
一、加强学生的思想品德教育
在生物教学中,教师要加强对学生道德、行为、人生观、世界观及思想政治素质的培养,加强在生物教学的各环节中渗透德育。我们知道,学生是未来的主人,他们将来肯定会以各种各样的形式参与到社会生产和生活的决策之中,并承担起社会发展的重任。生物学是自然科学中的一门学科,它和自然现象以及生产、生活是紧密相联的,因为科学的发展、技术的进步及一些重大社会问题的解决都离不开生物知识。所以,在生物教学中要渗透科学、技术和社会教育,要把生物知识教学与其有机地结合起来。如,使学生理解“计划生育”、《森林法》、《环境保护法》、《野生动物保护法》的重要意义。教师要注重为学生提供更多的机会,让学生接触或了解到生活、生产及社会热点的问题,并鼓励学生勇于将课本知识应用到实际中去。这不仅能提高学生的分析问题和解决问题的能力,而且能培养学生的社会责任感和参与意识,更好地培养学生的科学素养。
二、建立新的教学方式,培养学生的实践能力
新课程强调教学过程是师生交往、共同发展的互动过程。在教学过程中要处理好传授知识与培养能力的关系。教师要引导学生进行质疑、调查、探究等活动,使学生的学习成为在教师指导下主动的、富有个性的过程。在实验过程中,不能仅仅培养学生的实验技能,更重要的是培养学生的科学探究方法。如,要培养学生设计实验的能力,处理或整理数据的能力,分析得出结论的能力。这和过去只要求验证和定性为主的实验有着显著的区别。
三、在教学过程中,教师要积极应用各种信息技术
生物是一门以实验为基础的学科,但很多实验受到条件的制约而无法完成。因此在教学中,教师要积极应用各种信息技术手段,使微观的、不能动手实验的内容具体化、形象化。如:“血液循环”、“细胞的分裂和生长”等一些知识的学习,可以通过信息技术模拟,让生物教学化难为易、化繁为简,从而使生物知识易学易懂。
四、在教学过程中,教师要面向全体学生
生物科学课程范文4
为了进一步提高学生的实验操作水平、积极培养学生的科研思维能力,对生物化学实验课程进行了初步修订。通过涉及实验内容的理论教学部分开展研究性教学、实验内容重新分类排序以及采用多种方式考核实验效果,学生的独立思考能力和自主解决问题的能力得到显著提升。结果证明,新的课程改革措施促进了学生综合实验素质的提高,对生物化学实验教学质量的提升具有显著作用。
关键词:
生物化学实验课;改革方案;实践效果
生物化学是运用化学理论和方法研究生命现象和化学本质的交叉型学科,主要从分子水平诠释生物体组成和代谢方面的内在规律。生物化学在生命科学课程体系中占有非常重要的地位,它的基本理论和实验方法是生命科学以及其他专业课,如细胞生物学、微生物学、分子生物学、遗传学的重要基础[1]。作为理论联系实际的关键环节,开展有成效的生物化学实验是学好生物化学的必要要求。然而在传统的实验教学模式下,学生的理论知识掌握不牢、积极性不高,实验报告抄袭、敷衍等问题日益突出。因此,本文从理论教学、实验再分类和成绩考评3个方面提出相应的调整方案。
1生物化学实验教学改革方案
1.1教师引导、学生主导,开展研究性教学
在生物化学理论课的教学评估过程中,扬州大学生物科学与技术学院学生普遍反映生物化学知识系统庞博复杂,知识点晦涩抽象,学习难度很大。这些切实存在的问题如得不到恰当解决会降低学生的学习兴趣,增加教学工作的难度。研究性教学的方法能够鼓励学生主动学习、提高学习效率。教师根据教学内容相应的小课题,学生分组后自由选择感兴趣的课题并进行学习和交流。在教师讲解完每一章节的基础性课程后,汇报组的学生在下一次课上要根据所选课题进行分享展示。例如,在糖类一章中,糖的分类、命名、结构以及化学本质等属于基础知识,由教师讲解;单糖、寡糖、多糖以及重要的糖类衍生物的结构、性质、用途以及鉴定方法等知识需要汇报组学生利用课余时间查阅资料和学习讨论,最终以登台汇报的形式完成小课题。在整个理论学习过程中,教师需要鼓励学生积极参与,提供解决问题的方向。通过分组汇报的方式让学生主导课堂,学生自主学习和交流讨论的习惯逐渐养成,分工合作和团队互助的意识得到了增强。同时,在分享所学知识的过程中加深了学生对知识的记忆和理解,教学效果有所提升。
1.2实验重新分类排序,提高实验教学质量
生物化学课程的理论知识和结论全部由实验加以验证和确认,这决定了实验操作在该课程教学过程中的重要性[2]。然而本科教育阶段的生物化学实验多为验证性实验且顺序安排多与理论课程相对应,难以考虑到学生实验操作水平的适应性,再加上评价成绩的标准相对单一,很容易导致学生实验积极性不高、滋生敷衍了事的情绪。为了帮助学生熟练掌握生物化学实验的基本操作并能学以致用,对实验项目进行分类和顺序重排。根据实验难度和实验目的分为训练型实验和应用型实验。1.2.1训练型实验。训练型实验相对简单,旨在帮助学生熟悉常用的实验器材和实验技术。例如,设计了高锰酸钾吸收曲线测定及标准曲线制作的实验,通过这个实验,既使学生掌握了配制试剂、正确书写标签等基本规范,又训练了学生对移液器及分光光度计的规范操作[3]。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳实验介绍了测定蛋白质分子量的原理和方法,帮助学生掌握了电泳法的基本操作。在开展训练型实验前,教师要把握每次实验的节奏,保证在正常实验时间内每个学生多次练习同一操作,直至规范掌握,通过保质保量地进行训练型实验,学生掌握了基础实验技能并提高了动手能力。1.2.2应用型实验。应用型实验要求学生在熟练掌握生物化学常用技术(电泳技术、层析技术、离心技术和比色技术)的基础上能够活学活用,同时也考验学生合理进行实验计划、省时高效完成实验的科研能力。例如,在核酸的提取和鉴定实验中,样品反复离心、准确配制鉴定试剂以及分析实验结果等实验步骤都需要认真设计和安排,否则极其容易造成实验效率低下、实验结果和预期差距大甚至导致实验失败。因此,在每组学生自主开展应用型实验时,教师需要仔细批改上交的实验计划,对时间安排过于紧凑和过于松散的实验计划要提出修改建议,保证每组学生在实验时间内完成实验。通过自主开展应用型实验,学生能初步体会到科研工作的辛苦,同时也在遇到问题和解决问题过程中提升了实验水平。1.2.3实验的注意事项。在实验课教学之前,教师需要注意:在理论课上,扼要说明实验内容,让学生有理论准备;沿用理论课教学的分组,增加同组学生的实验默契;在训练型实验课上,教师要在正确演示实验后多观察学生的操作,鼓励操作规范的学生向其他同学演示和讲解;回答学生的问题时多引导鼓励,激发学生的好奇心和求知欲;由于训练型实验的器材和试剂由教师准备,而应用型实验由学生负责,教师除了要在器材和试剂方面提供支持,更要注意有毒有害试剂的规范化使用;应用型实验相对复杂,加之学生自主开展实验难免会有操作不当,实际结果可能和预期假设不符,这时教师要参与讨论,帮助学生找出失败原因并写入结果分析中。
1.3考核手段多样化,注重实验过程
传统的生物化学实验课程评价方式是终结性的,以实验报告为最终评价依据[4]。而学生在实验课中具体学到哪些知识、技能、方法和形成哪些好习惯、科研思维、创新思维,仅靠一份书面报告是无法完全体现的。既然相对单一的考核标准不能满足人才培养的需求,考核手段多样化势在必行。应重新调整考核标准,注重实验过程的考核。实验报告在总分中所占比重降至20%,加入预习报告(占10%)、实验计划完成度(占20%)、操作熟练度(占30%)以及实验结果分析(占20%)等新的考核内容。这要求学生重视实验前期准备阶段和中期动手操作阶段,而非通过抄袭其他同学的实验报告蒙混过关。在批改预习报告时,教师可鼓励学生通过简洁的形式表述实验目的和实验原理,例如流程图和图表。批改实验失败的学生的实验报告时,重点批改结果分析部分,能够详细分析实验失败原因且提出改进方案的同样能获得高分。
2方案的实践效果
随着调整方案逐渐应用到生物化学实验课,教学质量的提升表现在以下几个方面:实验课上学生的参与度上升,闲聊和偷懒的学生明显减少;师生的课堂互动增多,遇到问题时学生能主动查阅资料尝试解决;学生掌握的基础实验技能增多,提升了实验自信心和硬实力;更多学生养成了“预习—制定计划—完善计划—开展实验—实验总结”的实验习惯,形成了初步的科研思维;学生养成了实事求是、吃苦耐劳的科研精神,提高了综合实验素质。
参考文献
[1]周成,孙玉军,朱琳,等.生物化学课程与实验教学方法改革初探[J].安徽农学通报,2016,22(8):146-147.
[2]杨靖,郭敏亮.利用多元评价体系提高生物化学实验课的教学效率[J].现代农业科技,2016(21):289-292.
[3]石艳,王勤,徐庆妍,等.生物化学实验课教学改革及本科生基本科研素质培养[J].教育教学论坛,2016(33):270-271.
生物科学课程范文5
高中新教材中展示了大量的生物科学史的内容,对于学生科学素养的培养是一个非常重要而且可行的途径.其作用主要体现在以下几个方面:第一,激发学生对科学的好奇心,帮助学生深刻理解生物学知识.生物学史的内容展示了科学家所处的时代背景,科学家对生命现象的研究过程,各种观点的碰撞和论争过程,同时也蕴含了许多生物科学的基本概念、基本原理、基本规律等生物科学知识.教学中合理地进行生物学史的教学,不但可以增加生物教学的趣味性,激发学生学习高中生物的兴趣,还有助于学生对生物学知识更好的理解和掌握.第二,体验科学探究的历程,培养学生的科学精神.恩格斯在谈到科学家的科学精神时,曾指出:“怀疑———批判”的头脑是科学家的一个“主要仪器”.在教学中合理地开展生物学史的教学,通过重演和再现知识的发生过程,不仅能使学生了解科学结论的由来,还能使学生体验科学家思维发生发展的轨迹,体验科学知识及其理论体系的演变和完善过程,从而使他们学会用发展的、批判的眼光审视现有的科学知识.第三,有助于训练学生的思维能力,进行科学方法的教育.生物科学史不仅揭示了生物知识的探究历程,更重要的是揭示了科学家在这一过程中的思维的火花、求知的态度、探究的方法,通过让学生体会当时的场景进行探究实验设计和模拟实验,对学生渗透科学方法教育.
二、利用生物科学史渗透科学方法教育的基本途径
科学方法往往寓于具体科学知识的认识过程中,只有把认识过程合理地展现出来,学生才能领会科学方法是如何提出的,从什么角度,用什么方法解决问题,从而掌握科学方法.而在当前中学生物课堂教学过程中,很多教师只是把生物史作为一种知识,附加在生物知识教学内容上,而忽略了生物史的科学探究过程,疏于从思想与方法的历史角度去对学生进行科学方法的教育.因此,在应用生物学史开展科学方法教育的课堂教学组织过程中,我们应从课堂教学的各个环节入手,把握好“科学史”与“科学方法”这两条主要线索,组织“探究性学习”,让学生在“体验生物科学史”的过程中,实现对“科学方法”的教育.下面结合植物生长素的发现教学过程谈谈渗透科学方法教育的基本途径.
1.利用生物科学史创设情境,激发学生科学探究的兴趣
“兴趣是最好的老师”.上课伊始阶段,教师将生物科学史上引发科学家对某一问题研究的生物学现象作为问题情境呈现给学生,一方面能可以激发他们的学习兴趣,创设学习情境,更重要的是让学生切身感受什么是科学发现,怎样提出问题,并在他们脑海中留下深刻印象.教师可以采用幻灯片、讲故事、文字展示或角色扮演等形式,再现生物学现象,然后启发鼓励学生提出问题.在学习“植物生长素的发现”时,教师先展示同学们熟悉的日常生活中植物向光性的图片,再播放达尔文观察植物向光性的动画引发学生思考,提出问题“植物向光性的原因是什么?”“单侧光和尖端在植物的向光性现象中都起了什么样的作用呢?”问题情境的创设使学生很自然地迈出了科学探究的第一步.
2.沿着科学史的发展轨迹,体会科学研究的方法———假说、演绎推理法
在生物科学史中,一般都展示科学家在研究过程中出现的问题和解决的方法,生物学史的学习过程就等于学生沿着科学家的发现思路作了一次思维的探究.针对上面所提的问题,教师引导学生对达尔文的几组实验进行比较分析提出自己关于向光性原因的假设或猜想,并请他们用自己的方式进行表达.然后教师再引入科学史中达尔文的假说,让学生结合当时的达尔文所处的历史背景讨论思考为什么达尔文会有这种假设,再思考自己所做的假设是否合理,这样可以使学生在心理上和情感上更接近科学研究,并能体会达尔文得出结论所采用的具体科学方法———假说法.假说的结论是否正确呢?我们如何来验证?自然地引出詹森和拜尔的实验,从不同角度验证达尔文的假说.然后师生一起分析詹森、拜尔的实验思路、结论:尖端产生的刺激可以透过琼脂片传到下部,弯曲的原因是尖端产生的刺激在下部分布不均匀.提出假说:尖端产生的刺激可能是一种化学物质.该假说是否正确呢?科学家继续探索的步伐前进到了温特的实验:让接触过尖端的琼脂块放在切掉尖端的胚芽鞘上结果胚芽鞘生长或弯曲生长了,从而验证了假说的正确性.生长素的发现,是众多科学家利用多种科学方法共同合作的结晶,通过该过程的学习既让学生理解了实验设计原则与方法,又在这一过程中,体验了科学家的探索精神,在现有手段的基础上对于事物本质不断探索的精神,使学生体会科学家在做出猜想和假设时所用的具体科学方法,从而实现渗透具体科学方法教育的目的.
3.模拟科学史中的实验探究过程,学会科学研究的方法———实验法
生物学是一门以实验为基础的科学,生物学史中科学家的实验都包含着一定科学方法,在科学史的教学中,通过让学生模拟生物学史中典型实验并对设计原理、思路、试验方法和结论进行分析,让学生学会科学家的科学研究方法,渗透科学方法教育.在生长素的发现这一生物学史的教学中,除了需要学生学会达尔文的实验设计方法和做出实验设计分析外,温特的实验也是一个培养学生进行实验科学研究的典例,因此在温特探究实验的教学中,可以结合前面科学家的假说(尖端产生的刺激可能是一种化学物质),先让学生自己设计,然后相互讨论分析所设计实验的可行性,再和温特的实验设计做比较,分析实验的原理、对照的意义、实验设计的注意点,然后根据实验现象得出结论.通过这一实验设计的训练、操作和详尽分析不但加深了学生对这一知识的再认识,也使他们较好地掌握了实验这一科学研究方法.另外,我们还可以通过让学生设计验证植物激素极性运输的实验帮助他们对对照实验这一科学方法进行了较好的巩固.
三、结语
生物科学课程范文6
关键词 生物科学 生物课程
生命科学的发展不仅影响到社会发展和个人生活的方方面面,对中学生物课程的改革,从课程理念到课程内容,乃至课程实施的过程和方法,也将产生深刻的影响。研究和反映生命科学的发展对中学生物课程的影响,对面向21世纪的课程改革具有重要意义。
一、当代生物科学的发展及其在自然科学中的作用
当代生物科学在朝着微观和宏观两个方面向纵深发展。在微观方面,主要是在分子水平上研究生命过程和现象;在宏观方面,主要是生态学的研究,特别是生物多样性的研究日益引起人们的关注。正如邹承鲁院士《生物学走向21世纪》一文所言:当前凡是研究生命现象的学科,不可避免地要深入到分子水平去进行本质规律的探讨,这使分子生物学很快就渗入生物学的各个领域,改变了整个生物学的面貌;同时也对医学和农业科学及其应用产生了巨大的影响。生物学的全新面貌最突出地表现在出现了一系列新的分支学科,影响到生命科学的所有领域,即使生态学、古生物学和分类学也不例外。
现代科学的发展已表明分析重建法的局限性,它不再完全适合于科学的继续发展。新的启蒙运动的方法论特征很可能是以整体生成和经验原则支起的方法论构架。而这样的新科学启蒙思想核心正适合在生命科学领域内成长和发展。”
二、生物科学的发展对课程理论的影响
科学源于哲学。科学不仅具有认识论价值,而且不断影响着人们的世界观和方法论。
课程理论是人们在一定的观念和思想方法指导下建立起来的,自然不可能摆脱科学的影响。
以牛顿力学为代表的近代科学的思想方法体系广泛而深刻地影响了课程理论的构建。在牛顿和笛卡儿的世界观中,宇宙是机械性的封闭的宇宙,地球被视为巨大的机械系统中的一个齿轮,众多行星被视为巨大机器中的齿轮组,其运动可以钟表的精确来测量。“这些机械喻不仅为现代科学——从外部力量推动的角度来考查——而且为我们称之为‘可测量的’机械的与科学的课程奠定基础。在这种机械性导向的课程中,目标是外在的,而且先于教学过程而确定;目标一旦设定,便要‘贯穿’整个课程。教师成为驾驶员(通常驾驶的是别人的车);学生最多是旅客,更糟的是成为被驱动的物体。这种机械喻阻碍学生与教师之间进行有关课程目标与规划的有意义的交流。”这就使得课程学者难以理解杜威关于目标和目的来自于而非先于教学活动的观念,使教学成为教导的、指导的。
随着生物科学和其他自然科学的发展,近代科学的世界观和方法论发生动摇。生物是多层次的充满非线性相互作用的自组织系统,同时也是开放的动态系统。作为学习主体的人,当然也具有生命系统的这种特性。因此课程的设计应当基于经验的流动,而不是将学科、年级、教学计划以粒子的形式出现,应当发展一种更具有互动性和转变性的课程框架,构建一种鼓励学生以更多的洞察和更深的层次反思其学习行为的课程。