高中生物的学科素养范文
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篇1
一、生物科学素养培养的目标
1.生物知识目标。生物知识素养内容包含与人类现代生活与生产密切相关的最基本的生物学知识,以及反映现代生物科学水平的、基础性的、学生能够接受的生物学知识,还有生物学方法论知识等等。这些知识都是学生今后适应社会主义现代化建设、社会生活和继续学习所必需的基础知识。
2.生物能力目标。生物能力素养中既有进行生物科学研究的基本能力――观察能力、实验研究能力、实践活动能力,更有学生终身发展所需要的探究性学习能力或自主学习能力。
(1)观察能力。观察是学习生物学的重要手段,也是获得生物学知识的首要步骤。科学研究中问题的提出和假设是通过仔细观察产生的,结论也是从实验过程中精细、系统的观察获得的,参观访问、调查研究等各种生物学实践活动需要大量的观察与分析。观察为各种思维活动提供丰富的感性材料,因此,生物学教学中必须重视对学生正确客观而敏锐的观察力的培养。
(2)实验研究能力。生物学是一门实验性很强的科学,生物学实验是验证和获取生物学知识、技能,发展思维力的重要手段。生物学实验能力包括:从实验中获取知识的能力,实验技能整体化运用的能力,具有运用实验寻求解答的能力。
(3)实践活动能力。实践活动能力主要是指理论联系实际的能力,即与自然界生活、工农业生产、医学及各种社会实践联系的能力。包括:能正确地把生物学概念、原理、规律知识运用于现代生产生活、实验中去,特别关注传统知识的现代拓展。如分析解释说明光合作用原理在现代农业生产技术中的应用;更强的实践能力还表现在能将中学的生物学及其他学科知识综合运用到解决某一实际问题的过程中去。如运用所学的生物学、物理、化学、地理与数学等多学科的简单综合性知识,共同解决环境治理、能量开发利用、生物种群分布等问题。
(4)探究性学习的能力。生物学的各种观察、实验、实践活动使学生获得知识、技能的同时,分析、比较、判断与综合概括等思维能力也得到长足的发展,这是学生进行探究式学习的能力基础。探究式学习的过程离不开大量的观察、实验、调查研究及各种思维活动,是知识与科学方法相结合的训练,是多种能力整体性运用的创新活动。在培养提高学生观察能力、实验能力、实践活动能力的基础上,发展学生探究式学习能力与自主学习能力,这是当今教学改革发展的必然趋势。
3.思想情感与价值观方面的目标。在生物科学的知识素养与能力素养的培养过程中,经常渗透思想情感及价值观的教育,这是学生全面发展与社会发展所需要的。如,在知识与能力培养中渗透辩证唯物主义发展观、树立人与自然和谐相处、可持续发展的思想观念,培养爱祖国、爱家乡的情感,培养热爱生物科学、乐于探索生命的奥秘、具有良好的科学探究精神、创新精神、与人合作的精神、实事求是的科学态度,培养具有良好的生活和卫生习惯、进行体育锻炼的积极性,积极向上的生活态度等。
二、生物科学素养培养的原则
现代认知结构理论认为,学习是学生自己建构知识的过程,因而特别强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。所以,教师应以学生的生活经验和兴趣为中心,精心设计能引起每个学生思索的问题,学生有了自己感兴趣的问题,才能主动探索,才能在问题探索中培养学生灵活掌握和运用概念、原理的能力,分析问题和解决问题的能力,才能逐渐提高学生的科学素养。
1.全面性原则。生物科学素养的内涵包括三个方面:生物科学知识、科学探究的方法和情感态度与价值观。而传统的生物教学过于注重知识的授受,轻能力的培养和情感态度与价值观的形成。《普通高中生物课程标准》要求我们构建知识、能力和情感态度与价值观三个维度的科学教育体系。
2.全体性原则。面向全体学生,培养提高每一个学生的生物科学素养,是新课程的基本理念之一,也是生物新课程教学的基本要求。另一方面,现在高中生物课程的设计也使满足不同层次的学生多样化需求成为可能。高中生物课程分为必修和选修两个模块。必修模块是生物科学的核心,同时也是现代生物科学发展最迅速,应用最广泛,与社会和个人生活关系最密切的领域。所选内容能够帮助学生从微观和宏观两个方面认识生命系统的物质和结构基础、发展和变化规律,以及生命系统中各部分间的相互作用;选修模块有助于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,提高学生的实践和探究能力。
3.基础性原则。知识是发展能力的载体。知识性内容与基本概念、基本原理的相关性越高,实现迁移的可能性就越大,其时效性就越长久,对学生学习和发展的价值就越大。生物教学内容应符合学生知识基础和认知结构特点,注意基本概念和基本原理有关的教学内容,忌盲目拔高,避免导致学生的厌学情绪。
4.时代性原则。生物学教学要体现“科学、技术、社会”的思想,反映当今社会、经济和生物科技的关系。植物组织细胞离体培养、试管婴儿、克隆、基因工程技术合成胰岛素、干扰素、酶工程的应用、分子探针的应用、转基因食品、人类基因组计划等已经或正在走进人们的生活。生物教学应引入这些对社会发展和个人生活密切相关、学生关心又感兴趣的热点问题,结合教材的基本原理,组织学生讨论、学习,一方面加深学生对所学知识的理解,另一方面激发学生的社会责任感。
篇2
【关键词】生物科学素养 科学史教育 探究实验
【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)10-0096-01
人类社会的不断发展,自然呼唤着教育改革的不断深化,从而培养出更多适应现代社会的各种优秀人才。“面向全体学生、提高科学素养、倡导探究性学习”是《普通高中生物课程标准》中提出的三大新的课程理念。其中提高每个高中学生的生物科学素养也是新课程标准实施中的核心任务,而它的直接源头是素质教育的提出。《标准》中指出:“生物科学素养是公民科学素养构成中重要的组成部分。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”。 怎样培养高中生生物科学素养?我认为可以从下面几点入手:
一、设定问题情境,培养科学素养。
猎奇心理是科学态度形成的原始驱动力 。 每个学生都是天生的科学家,他们生来就对周围的世界、尤其对自然界中那些有生命的东西充满了好奇心。初中学生在上生物课时,对自然界中的形形的生命现象充满了热情,并在探索自然的过程中能够产生充实感和兴奋感。高中生物教师的任务就是要继续培养学生对科学产生好奇并将这种好奇心保持下来,使之转变成对科学、对学习的正确态度。例如,在学习《遗传核——系统的控制中心》时,教材中提供了相关的图文资料信息,我进行了这样的课堂情境设计:一上课我就提问: “你们听说过克隆羊多莉吗?”问题一提出学生们就开始七嘴八舌了,“听说过”“还有克隆牛,克隆人”,这时我又提出:“你们知道克隆是怎么回事吗,克隆羊多莉是怎么产生的?”带着问题,学生自己通过对教材中信息的分析了解了克隆,清楚了遗传物质在细胞核中。课堂结束之余我还提出“同学们既然提到了克隆人,现在又大体了解了克隆技术,那么你们对关于科学家克隆人的这一事件有何看法,请各小组收集有关信息,阐明你们的观点。”课后各小组学生积极准备了一个星期,将各自的观点带到了课堂上,大家你一句我一句争相发表自己的观点以及依据,“克隆人好,可以治疗一些现在无法治愈的疾病,有资料已经说了可以治癌症、老年痴呆症,还可以使瘫痪的人重新站起来”;“克隆人不好,坏人再克隆出一个坏人那不乱套了”;有的小组甚至说出“美国马萨诸塞州的生物工程公司的科学家克隆出的是人类的胚胎,而不是复制人的那种克隆”等等。下课时大家还意犹未尽,我为学生能够收集到如此丰富的资料而感到惊奇。在这个过程中我并没有发表任何见解,我觉得无须告诉学生什么是对是错,也不要求学生有最终的一个标准答案或者说是掌握什么,教学应该重在知识技能的应用而非掌握知识的数量;重在亲自参与探索性实践活动,获得感悟和体验,而非一般地接受别人传授的经验;重在全员参与。显而易见,通过这次活动,使学生收集和组织材料的能力、思维能力、表达能力都得到了锻炼。
二、注重生物科学史教育,培养科学素养。
教材有许多生物科学史上有关研究的事例和方法,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作出的科学总结,是生物科学家思维的结晶。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。
在教学中,要充分发挥生物学史例的教育作用,除了利用科学史“故事性”,培养学生的学习兴趣,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之外,其中大多数如“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”等等史例是介绍有关研究的思维和方法。在生物学史例教学中,通过对一些经典实验和逻辑分析的再现,可以让学生体验生物学知识的形成过程,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。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。
三、做好探究实验,培养科学素质。
实验主要是让学生通过动手操作来增加感性认识,加深对所学知识的理解,培养学生动手操作能力。生物学是一门实验科学,实验教学是生物科学最基本的研究方法。“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。因此教师可适当地变验证性实验为探索性实验,并尽可能让学生自己亲自设计与分析实验。例如在做“叶绿体中色素的提取和分离”实验时,教材是以菠菜为材料,我们可组织学生以不同叶片或花为材料,观察其色素,在满足学生好奇心的同时,培养了学生科学探究能力。
另外还可以尝试以现有实验为基础,改进实验方案。如在做质壁分离及复原实验时,可增加一组同浓度的硝酸钾溶液,让学生在对比观察中分析现象找出原因,加深对渗透作用的理解。同时以质壁分离及复原实验为认识基础要求学生设计观察细胞膜的实验方案,及测定细胞液浓度的实验方案,使所学知识融会贯通,以达到将知识转化为能力的目的。
总之, 培养高中生生物科学素养并非一朝一夕就能实现的,它需要我们教师在日常教学中从点点滴滴做起,切实把课标的理念贯彻于课堂教学之中。有目的、有意识地培养学生的科学精神、态度和价值观,重视方法、技能的提高和训练,使学生养成良好的科学行为和习惯,提高学生的综合素质和能力,潜移默化地提高每一个学生的生物科学素养。
参考文献:
篇3
关键词 生物学科 核心素养 课堂教学
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
高中生物学科教学应注重培养学生用科学的观点、知识、思路和方法能面对或解决现实生活中的某些问题。这就需要教师在课堂教学中让学生充分地动手、动脑,通过自主学习、合作探究、创新延伸等,不断加深学生对生物学概念的理解,提高应用知识解决现实问题的能力,也就是培养学生生物学科的核心素养。笔者以“光合作用原理的应用”的课堂教学实践为例,从核心素养的生命观念、理性思维、科学探究和社会责任四个纬度教学进行了积极的探索和尝试。
1 情景引入,形成生命观念
生物学科是与现实生活联系最为紧密的学科之一。在课堂教学的引入环节,教师可以采用贴近学生生活实际的新闻或事件,激发学生的情感共鸣,使学生迅速融入课堂,结合学生已有的知识基础,让学生对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释。学生在尝试解释和抽象的过程中学习生物学的知识、观念和思想方法,逐步形成相应的生命观念。
“光合作用原理的应用”联系最为紧密的是农业生产,笔者以所在区域的生态农场最近因较长时间的阴雨天气导致大部分农作物大面积减产事件作为引入。学生利用最近所学的光合作用原理的知识尝试对该事件进行了解释,提出了由于“低温寡照”影响了绝大部分农作物的光合作用强度而导致减产,进而抽象出“光照、温度、CO2”是影光合作用强度的环境因素。有部分学生发现在该生态农场并不是所有农作物均减产了,比如玉米的产量没有明显变化,进而抽象出“农作物本身的色素、酶”等是影响光合作用的内部因素。学生在尝试解释该事件的过程中初步形成了“物质与能量观”的生命观念。
2 自主学习,培养理性思维
自主学习是高中阶段学习的重要方式。在高中生物课堂教学中,教师指导下的自主学习不仅可以激发学生主动探知的欲望,更重要是的能够引导学生在尊重事实和证据的基础上,以严谨和务实的求知态度,运用科学的思维方式去探讨、阐释生命现象及规律。
“光合作用原理的应用”一课的课堂教学之前,导学案已经下发,导学案包括“复习旧知”“自主学习”“合作探究”“联系生活”四大模块。“复习旧知”模块是将光合作用的过程进行框图形式填空(图1),“自主学习”模块展示了夏季晴朗的一天某绿色植物CO2变化趋势图(图2),要求学生对曲线图上每个拐点和每一段发生的原因及主要的限制因素进行分析,并配以一道例题。这两个模块要求学生在课前完成,学生通过自主学习,可以了解大部分的基础知识,并应用自主学习所得知识对例题进行解析,同时将自主学习中产生的新问题带入课堂,提高课堂学习效率。课堂上教师对学生的分析和产生的问题进行引导和汇总、解释、修正,学生在积极思考和再认识中逐步发展了自己的理性思维。
例题:研究人员以某植物为材料,利用如图3所示的实验装置,对影响光合作用的各种环境因素进行研究。
(1) 在光合作用过程中,光反应为暗反应提供的两种物质是______。
(2) 在温度、二氧化碳浓度等条件不变的情况下,将实验装置由阳光下移至黑暗处,则植物叶肉细胞内三碳化合物含量______。
(3) 为了探究温度对光合作用的影响,首先应在实验装置的烧杯内加入______溶液,然后再打开该装置的活塞开关,使U形管两侧液面如图所示,关闭活塞,这一操作的目的______。
(4) 实验的观察指标是U形管A侧液面的变化值。在每一给定温度且其他条件均相同、适宜的情况下光照1 h,实验数据见表1。
请根据以上数据在指定方框的坐标内以直方图的形式画出各温度下的实验结果。分析所绘图形可知温度与光合作用强度的关系是______。
(5) 夏季去除实验装置的水浴装置后,置于自然环境条件下,假定玻璃罩内植物的生理状态和自然环境中相同,且空气湿度对植物蒸腾作用的影响、微生物对CO2浓度影响均忽略不计,利用CO2浓度测定仪测定了该玻璃罩内一昼夜CO2浓度的变化情况,绘制成如图乙曲线。问图中CD段CO2浓度上升的原因是______,G点时植物光合作用与呼吸作用的关系特点是______。
本例题从实验事实入手,既考查基础知识,也有综合分析。学生通过解析,一方面能够加深对光合作用过程的理解,另一方面通过对实验现象的原因分析,结合“夏季晴朗的一天某绿色植物CO2变化趋势图”加深对光合作用原理的理解,从而为整节课的高效推进奠定了坚实的基础。
3 设计实验,注重科学探究
对生命现象的解释和证实,最直接、最有说服力的就是实验证据。在高中生物学教学中,教师必须培养学生的实验思维,即培养学生针对特定的生物学现象,进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论的能力,并在探究中乐于并善于团队合作,勇于创新。
“光合作用原理的应用”一课中,学生通过复习旧知和自主学结出影响光合作用的外部因素和内部因素。那么,这些因素是否真的对光合作用强度产生影响呢?具体的影响结果与自主学习中的曲线所示一致吗?这就需要通过实验加以探究和验证。教材上给出了利用叶圆片探究光照强度对光合作用强度影响的基本思路。本节课上,笔者对该试验进行了适当的改编,这也是本节课的亮点所在。实验方案在学生的小组讨论和教师的指导下完善,学生共分为8组进行实验。教师给1~6组提供了新鲜的叶圆片,给7~8组提供了衰老发黄的叶圆片。实验结果以表格形式呈现,1~6组的实验很成功,7、8两组学生认为自己实验“失败”了。既然“失败”了,就要分析原因,全班学生一起观察7、8两组的实验,共同分析,找出可能的原因。学生通过对比发现,7、8两组的叶圆片绿色较1~6组的浅,提出可能是叶片中色素的原因所致。教师顺势提出问题:你们能通过实验来证明自己的猜测和分析吗?学生们结合已有的知识,提出将两种叶片中的色素提取并分离后做比较。由于该实验比较简单,学生马上进行实验,对比结果很明显,1~6组所用叶片提取的色素种类和含量较7、8两组的叶片多。学生们通过实验的再探究,从“失败”的实验中抽象总结出了影响光合作用的内部因素――叶片中色素的种类和数量、酶的数量等。
4 联系生活,增强社会责任
学科核心素养的提出较之前最大的跨越是实现了学科教学思想向公民教育思想的转变,着力培养学生基于生物学的认识。教师结合本地资源开展科学实践,引导学生尝试解决现实生活问题,激发学生的家国情怀、责任担当以及社会关爱等。
篇4
关键词:科学素养;生物科学素养;生物学教学
当前社会科学技术迅猛发展,科学技术在现代生产生活中的应用越来越广泛,这对公民的科学素养要求越来越高。新的《生物课程标准》将提高学生的生物科学素养作为课程的主要目的和基本理念,并指出,“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。”在生物教学中有意识地培养学生的生物科学素养是每一个生物教育工作者亟待探索和解决的问题,也是我们长期的工作目标和核心任务。
一、渗透生物科学技术新信息,培养学生的生命科学意识
在生物学教学中,平时注意搜集一些科学技术的新信息,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动态相衔接,有利于培养学生热爱生命科学、从事生命科学研究的志向。例如,对细胞一章内容的学习,通过细胞全能性的介绍,引入植物组织培养技术应用的实例:如利用组织培养技术快速繁殖花卉树苗。在“遗传的物质基础”一节中,引入遗传工程和基因工程的成果,人类基因组计划等生命科学的前沿知识。渗透这些知识不仅能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。
二、通过科学史教育,培养学生的科学精神
科学精神是指人们在工作和学习中表现出来的那种自觉、顽强、勤奋、实事求是的情感、态度与价值观。新课标中强调“要注重生物科学史的学习”。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思想教育特别是科学精神教育的良好素材。如达尔文冒着生命危险做环球考察,虽历尽艰辛,但最终还是完成了巨著《物种起源》;李时珍为编写《本草纲目》,花费了整整27年的时光。罗蒙诺索夫曾经说过“攻克科学堡垒,就像打仗一样,总会有人牺牲,有人受伤,我要为科学而献身。”这些科学家的顽强意志和感人事迹有助于培养学生坚韧不拔的毅力和不畏艰险的精神。1953年沃森和克里克提出DNA分子的双螺旋结构模型,是科学界合作的典范。这有助于启发学生发扬合作精神。在生物学教材中,介绍了许多我国在农业、医药、生物学上的伟大成就,如“杂交水稻之父”袁隆平的事例等,这可以激发学生的民族自尊心、自信心和自豪感,培养学生的爱国主义思想感情。
三、运用探究式教学,培养学生科学研究方法
生物科学是一门以实验为基础的科学,其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,同时探究还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。如我在教学中尝试运用了“提出问题—做出假设—设计实验—验证假设—得出结论—合作交流”的探究式教学模式。在实施过程中,首先引导学生形成问题意识。教师创造性地构建学习环境,给学生大胆猜测和“异想天开”的机会,充分满足学生的好奇心和探究欲望。如《蚯蚓的刚毛在运动中的作用》探究实验中,循着“提出问题——解决问题”的思路,引导学生自行探究,培养学生的动手实验操作能力和科学探究能力。其次指导学生大胆而科学地做出假设。提出假设是解决问题的关键。因此教师应积极引导学生自主地收集资料,引发学生多角度多渠道地思考问题。同时,教师要重视学生的交流与合作,鼓励标新立异观点的充分阐述,确保多种假设的积极碰撞,最终形成科学的假设。再次,积极设计实验和实施实验。设计实验和实施实验的关键是创新,包括实验方法设计、对照实验的确定、实验器材选择、实验数据收集等方面的创新。教师对此应逐步引导,让学生在探究中体验、尝试、总结。最后,分析数据和得出结论。教师应引导学生学会分析、归纳和概括相关信息。需要重复实验的就重复实验,以便核实现象和数据,确保探究结论的科学和完善。
四、利用生物学实验,培养学生严谨求实的科学态度
随着科学技术的发展,实验教学的地位和作用日益为人们所认识,新奇有趣的科学实验,能激发学生强烈的好奇心和求知欲,更能培养学生严谨求实的科学态度。例如:在研究酶的活性与PH值的关系时,我设计以下探索性实验。取3支试管,编号为1、2、3,分别在3支试管中加入新鲜的淀粉酶溶液各1ml,然后在1号试管中加入蒸馏水1ml,在2号试管中加入10%的NaOH溶液1ml,在3号试管中加入10%HCI溶液lml,再在三支试管中各加入可溶性淀粉溶液2ml,再放入60℃左右的水浴中5min,再各加入斐林试剂2ml,并用酒精灯煮沸1min,观察实验现象。正确的操作步骤下的现象应是:1号试管有砖红色沉淀,2号、3号无现象产生。从而得出结论:酶需要适宜的PH值。但学生在做实验时,由于操作步骤不严密,会出现许多不同的实验现象:如有的没有砖红色沉淀现象发生,有的三支试管中都出现了砖红色沉淀等等。对此,要求学生不要性急,要有耐心,认真分析实验失败的原因,重新操作,直至成功。通过实验的探索,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严谨求实的科学态度,否则将是差之毫厘,缪之千里。
五、加强学科间知识的渗透,形成科学的世界观
随着科学的发展,学科之间的相互联系越来越密切,在教学中客观地把握它们之间的内在联系,有利于学生科学世界观的形成。例如,光合作用产物之一O2究竟来自反应物中的H2O还是CO2,就是利用物理方法——同位素标记法来解决的,而叶绿体中色素的分离是利用化学方法——纸层析法来解决的。使学生认识到事物之间的普遍联系性。另外,哲学中的许多原理如量变与质变,运动与静止,内因与外因,对立与统一的观点在生物学中也随处可见。例如:介绍光合作用过程从新陈代谢的角度看是一个同化过程,但其中也伴随着物质和能量释放即异化作用。从对立统一规律角度看,矛盾是一切事物发展的源泉,世界上任何事物都充满矛盾。生物体的生命活动正是在物质的合成与分解这对矛盾的对立统一中不断完成新陈代谢等生命活动,实现自我更新。
学生生物科学素养的提高并非一朝一夕就能实现的,它需要教师在日常教学中从点点滴滴做起,持之以恒,切实把新课标的理念贯彻于课堂教学之中。 【参考文献】
[1]刘恩山.中学生物学教学论[M].高等教育出版社,2003.
[2]王道俊,王汉澜.教育学[M].人民教育出版社,1989.
篇5
关键词:高中生物;问题情境;综合素养
生物科学素养是学生科学素养的重要组成部分,是指一个人对生物科学领域中核心、基础的内容的掌握情况。中学生物科学教育是生物科学素养的养成教育,培养学生的生物科学素养是新时
期生物科学教育工作者的最主要任务,在教学过程中应注意学生
科学素养的培养。
一、创设问题情境,培养学生的问题意识
古人说过:“学贵有疑,小疑则小进,大疑则大进。”设疑、释疑是人生追求真理、获取知识、增长才干的重要途径。通过创设问题情境,培养学生的科学素养。以“植物的矿质营养”一节为例,在整个课堂中,我设计了这样一些问题:什么是矿质元素?什么是植物必须的矿质元素?用什么方法来证明?怎样操作?土壤中的矿质元素是以何种形式被吸收的?矿质元素以什么方式进入植物细胞的?用什么样的材料证明?根吸收矿质元素和根吸收水分有何联系和区别?这说明了什么?植物吸收的矿质元素被再利用的情况如何?请列表说明。合理施肥的依据是什么?怎样操作?就这样,在整节课中,层层设疑,以疑唤思,以思推进课程的进行。在这一教学过程中,学生掌握了基础知识,学会了如何提出问题、做出假设、解决问题和得出结论,学会了尊重事实和科学,更具有严密性。
二、创设多种体验活动,培养学生的协作精神
例如“细胞的增殖”中,染色体行为的变化微观、抽象、复杂,给学生的学习带来了一定的困难。上课时,我给学生提供了面团(代表蛋白质)、细线(代表DNA分子和纺锤丝),让学生两人一组制作有丝分裂过程各时期的模型,学生的探索欲望一下子就被调动起
来了。在积极研读课本、观察植物细胞有丝分裂模式图,讨论确立各时期染色体活动的特点后,人人参与,携手制作。二十分钟后,实验桌上出现了两种结果;一种是只有两个细胞(代表有丝分裂形成的两个子细胞),另一种有六个细胞(代表间期、前期、中期、后期和末期)。只有两个细胞的同学叙述了他们在一个细胞内完成操作的各个步骤及依据,而有六个细胞的同学指着每一幅图讲述有丝分
裂各个时期的典型特点及各时期间的联系。对学生的精美模型和精彩绪论,我给予了高度的评价并指出两种模型的制作过程各有优点,但第一种更科学、更符合实际情况。这一体验活动,培养了学生的观察能力、动手能力、辩证思维能力及语言表达的能力,培养了学生的协作精神、实事求是的科学态度。
三、利用生物科学史,培养学生的生物科学品格
生物科学是一门实验性很强的科学,一些结论的得出和规律的发现是许多科学家前赴后继、努力不懈的结果,如酶的发现过程、光合作用的发现过程等。但教材中所列举的科学家的研究过程都是成功的典范,而忽略了一些科学家在探索过程中不成功的实验,在教学中如能补充一些这方面的内容,让学生知道科学研究的过程是艰辛而曲折的,需要有坚忍不拔的精神和坚持不懈的毅力。
四、重视实验过程,培养学生的生物科学素养
生物科学是一门实验性很强的科学,学生做实验往往只停留在重结果轻过程的验证式实验,我们应该鼓励学生通过仔细观察思考、不断探索,提出改进实验的方法,用所学知识解决实际问题,这样做既提高了学生学习生物的兴趣,也培养了学生的生物科学素养。如在做“渗透作用”的演示实验时,有的学生议论说实验进度太慢了,能否快一点。我抓住学生的这一问题,布置了一道实验设计题:怎样使渗透作用发生得快一些?从学生的设计思路中得知,有的人增大了蔗糖的浓度,有的人使长颈漏斗的颈更细一些,有的增大了半透膜的有效面积。在师生共同讨论的基础上,学生尝试把三种方法结合在一起,对原渗透装置进行了改造,虽不成功,但整个操作过程已培养了学生各方面的生物科学素养。
五、与实际生活相联系,培养学生的科学价值观
教师要善于把课堂理论与学生的实际生活相联系,这样做不但可以激发学生学习生物的兴趣,更重要的是长期坚持可以使学生关注生活、关注实践,形成科学的精神、科学的态度和科学的价值观。例如在学习“光合作用”后,我给学生的问题是“为什么新疆的西瓜比宜宾的甜?”这一问题激发了学生强烈的求知欲。在学习“组成生物体的化合物”之前,我让学生先收集五种食品包装袋,要求把上面的成分摘录并设计表格进行分类,学生通过预习教材内
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【摘 要】作为一名生物教师,应充分利用学科优势,重视培养学生的科学素质,使学生更透彻地理解科学规律。【关键词】科学
素质
方法科学素质主要指人们在认识自然和应用科学知识的过程中所表现出来的内在素质,包括人们所掌握的科学知识、技能、方法及在此基础上形成的科学能力和科学品质。作为一名生物教师,应充分利用学科优势,重视培养学生的科学素质,使学生更透彻地理解科学规律,将科学方法内化为自己的思维和行为方式,努力推进素质教育。我们中学生物教师,担负着培养下一代的重任,教师科学素质的高低直接关系到未来学生的科学素质,因此我一方面注重自身科学素质的培养,更要注重学生科学素质的培养。一、注重科学方法教育,培养学生的科学素质科学方法是人们认识和改造客观世界的实践活动中总结出来的正确思维方式和行为方式。只有让学生掌握了科学的方法,才能更快更好地获得科学知识,提高其智力水平和基本素质。教师也可以指导学生运用探索、归纳、观察等科学方法进行学习,切实提高学生的科学素质。生物基础知识的形成无处不隐含着生物学家在生物活动中研究和解决问题的各种方法,这些正是我们希望真正教给学生的东西。教师可以将生物学家研究问题的基本方法和基本思路展现给学生,通过精心设计探索性的问题引导学生学习,从而培养学生科学的思维方法和探索求知欲。如学习“基因的分离规律”内容时,教师应精心讲解孟德尔科学家求索的过程,使学生掌握其科学的思维方法,再通过精心设计诸如下列问题:F1代为什么只表现一个亲本的性状?F2代为什么又出现了性状分离?表现型和基因型的关系如何?等等,从而引导学生去积极思考,引导他们定向思维,调动其学习的积极性。另外教师还应该善于引导学生将分散的知识通过归纳整理成知识串,使其脉络化,尤其诸如植物的形态、结构和生理部分,遗传的基本规律等教学内容,应按照一定要求进行归纳总结,既能使学生对基本的生物学概念加深理解,又能培养学生的思维能力。生物学是以实验为基础的科学,在实验教学中注重观察能力的培养也是其科学能力培养的重要方面,因为科学地观察是科学发现的基础,要学好生物学,一定要学会科学观察,善于发现自然界形形的生物和生命现象,善于观察实验结果、实物模型等,努力做到既注意观察,又善于观察,最后将观察与思考相结合,使知识和能力达到升华。教师在生物教学过程中,只有注重对学生的科学方法教育的纵深发展。二、注重生物实验技能的训练,努力提高学生的科学素质通过生物学实验,可以使学生通过实践获得大量的感性知识,才能真正培养其创新能力。也只有通过动手实践,才能将“教”与“学”真正的有机结合起来,从而将素质教育与能力培养有机地结合。首先,教师应将实验教学与知识传授融为一体,增强课堂教学的实验性。如讲授种子的结构,教师可以将诸如花生、大豆、蓖麻、玉米等之类的种子(或果实)分发给学生,让他们区分胚乳种子和无胚乳种子,再让他们观察种子的各部分结构,并比较两种种子的异同。这样课堂教学与课堂实验的有机结合,培养了学生的 观察、思考等诸多能力。其次,教师应指导学生进行探索性实验,培养学生的探索意识。如光合作用的实验,可以指导学生设计多种实验方案,进而组织学生进行不同的分组实验,可通过观察分析实验结果而得出一致的结论。教师应充分利用生物第二课堂活动这块阵地,以书本上的实验为基础,但又不拘于其中,去大胆创新,进一步激发学生的学习兴趣和科学的求知欲。另外,在生物学实验中除了要培养学生的基本生物技能,还要培养他们认真动脑思考、仔细观察、一丝不苟和锲而不舍的精神,培养学生的科学态度,注重其思想教育,全面提高学生的科学素质。三、培养学生分析问题和解决问题的能力,提高学生的科学素质在向学生传授生物科学基础知识的同时,必须有效地指导学生在实践中应用这些知识,培养学生分析问题和解决实际问题的能力。为此教师必须设计一些联系实际的新情境习题。如结合遗传规律的学习,让他们想想为什么禁止亲近婚配?国家为什么提倡优生优育?农作物优良品种为什么具有优良性状?这些习题无疑能培养学生理论联系实际和分析解决问题的能力。另外,教师还可以将达尔文、孟德尔等诸多生物学家的科学的思维方法展现出来,让他们了解科学家的实验思路、方法和过程,从中有效培养他们分析问题和解决问题的能力。总之,生物学教学与培养学生科学素质有着非常密切的关系,我们应在课堂教学和实验教学中努力将科学方法论有机渗透进去,积极探索更多培养学生科学家素质的途径,从而为祖国培养一代具有优良科学家素质的人才,为实现中国梦作出贡献。
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一、对“假说―演绎法”的基本认识
在人类的发展史中,许多科学的结论都是运用“假说―演绎法”发现的。例如:牛顿创立光的颜色理论过程、凯库勒提出苯分子的环状结构、爱因斯坦相对论的提出和验证过程,这些无不体现“假说―演绎法”在科学研究中的重要性。
假说是人们以一定的经验材料和已知的科学事实为依据,以已有的科学推论和技术为指导,对未知的自然现象或事物产生的原因而作出的推测性解释。
演绎是由前提必然得出结论的推理,或是从一些假设的命题出发,运用逻辑规则,导出另一命题的过程。也就是从普遍性的理论知识出发,认识个别的、特殊的现象的一种逻辑推理方法。
所谓“假说―演绎法”,是指在观察和分析的基础上提出针对性问题后,通过严谨的推理提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,最后通过实验检验演绎推理得到预期的结果。如果实验结果与预期结果一致,则假说成立;反之,假说不成立。
“假说―演绎法”的一般步骤为:发现问题提出假说演绎推理预期结果实验结果与预期结果是否吻合得出结论。
二、高中生物课本中“假说―演绎法”典型课例
在《遗传与进化》模块中,关于“假说―演绎法”的相关素材较多,这些内容主要集中于模块二的第1到第4章,如基因与染色体关系的探究历程,DNA分子的结构、复制方式及中心法则的提出与证实,遗传密码的破译。“假说―演绎法”的最典型教学素材,莫过于孟德尔杂交实验中豌豆的一对相对性状的杂交实验。下面以此为例,谈谈如何运用“假说―演绎法”提高学生的生物科学素养。
1.观察实验,发现问题。
以孟德尔一对相对性状高茎和矮茎为研究对象,展示孟德尔的杂交实验过程图,由学生依图讲解实验操作流程。在此过程中,学生时不时地会用到生物学的一些基本术语,如杂交中的正交、反交,生物学基本概念,如自交,以及豌豆雌雄同花植物如何进行异花授粉。这些实验操作表述,无形中激发了学生的好奇心,有利于培养学生的语言表达能力和理解能力。在教师的引导思考下,学生会对该图解提出各种各样的疑问,如“为什么亲本无论正交还是反交,后代都表现为高茎呢?矮茎性状就消失没有了吗?”“为什么子二代中又出现了矮茎?”这些问题的提出,有利于培养学生的问题意识,给予学生发散思维、启用已有知识的空间,有利于学生理解孟德尔的科学研究方法。
在学生的质疑声中,教师提醒学生,不能停留在实验现象的观察和描述上,对数据进行处理是否会有新的发现?在老师的启发下,学生尝试分析子二代中高茎787株,矮茎277株,两者的数据比值为2.84倍,单独看该数据没什么特别之处,当我们把豌豆的其他6对相对性状的杂交实验数据一起投影时,原本沉寂的学生一下子豁然开朗,课堂气氛活跃起来,子二代的性状分离比都约为3∶1,这一结果引发了学生新的疑问,为什么会出现这种现象呢?该如何解释呢?
在以上引领学生观察并分析孟德尔一对豌豆杂交的实验中,学生从中发现问题到最后提出问题,离不开数学统计的科学方法和坚持不懈地追求科学真谛的执著精神。
2.根据问题,作出假说。
围绕发现的问题,给一定时间让学生进行讨论,提出各种可能的假说,在教师的引导下,保留部分较合理的假说,其中具有代表性的黑板上加以保留,如“生物的性状是由基因决定的,显性性状由显性基因控制(用大写的字母表示,如D),隐性性状由隐性基因控制(用小写的字母表示,如d)”。当学生用自己的假说解释豌豆高茎和矮茎的杂交实验时,会面临新的难题,如个体的基因型该如何表示,其产生的配子中的基因又该如何表示等一系列的问题。在这些新的问题串中,要求学生不断提出新的假说,才能解释这对相对性状的杂交实验中出现的现象。在老师的引导下,学生对假设进行了必要的补充:“豌豆体细胞中的基因是成对存在的,因此纯合的高茎表示为DD,纯合的矮茎表示为dd。”“在形成配子时,成对的基因又是彼此分开的,故配子所含的基因要么是D,要么是d。”“在受精时,雌雄配了结合又是随机的,D的雄配子可以与D的雌配子相结合,也可也d的雌配子相结合。”在这些增设的假说基础上,就能完整地解释孟德尔的杂交实验现象了。
提出假说这一环节,要求学生有足够的睿智,敢于大胆猜想、质疑,敢于冲破传统观念,敢于创新,这与培养学生的科学素养息息相关。当学生用提出的假说圆满地解释豌豆杂交实验时,学生会异常兴奋,由此而倍感喜悦。
3.演绎推理,求证假说。
在学生享受成功的快乐时,老师不忘提出新的问题:“虽然假说很完美,但作为一条科学结论,还为时太早,如何才能证明你的假说是对的呢?”在当今生物科技发达的年代,学生首先想到的是能否用现代仪器设置(如显微镜)直接观察染色体,甚至其上的基因,只要能看到体细胞中基因成对存在和配子中基因成单存在,就能直接证实假说的成立。这种逻辑思维未尝不可,这就是《遗传与进化》模块为什么要将“基因和染色体的关系”章节放在“遗传因子的发现”章节后面的真正意图,目的是排除学生用现代科技手段,包括分子生物学的手段直接定位基因的位置所在。更何况,基因在显微镜下是无法直接区分出来的,这给直接证明带来了困难。这时,就得借助于逻辑推断的力量,利用“假说―演绎”等逻辑推断的思路间接证明可观察的现象,最终将假设肯定化。因此,“假说―演绎法”不愧为间接证明的好办法。
演绎推理假说的成立,要抓住问题的核心和假说的要点,在老师参与学生讨论、引导学生拓展思维空间的同时,不忘提醒学生:“能否用该假说来推测其他实验结果,如果实际操作结果与你的预测完全吻合,则说明我们的假说成立,反之则不成立。”学生在教师的启发下,开始进入新一轮的探究,寻求支撑假说的实验方案,尝试各种豌豆最佳的类型,如DD与DD自交方案、dd与dd自交方案、Dd与Dd自交方案、DD与dd杂交方案、Dd与dd测交方案。在学生激烈讨论的同时,教师要随时把问题聚集在证明假说的核心上,孟德尔演绎推理的要点,其实就是要证明子一代的基因型是否为Dd,本质就是测交,所有纯合子的自交,后代都是纯合子,豌豆在自然界中自身的现象,无法证明假说的合理;而杂合子(Dd)的自交,本身就是假说产生的实验基础,不能用自身产生的推断证明自身的对错。因此,对最佳的实验方案(测交方案)进行演绎推理:子一代的基因型如果为Dd,则产生的配子D和d的比为1:1,dd产生的配子就一种d,雌雄配结合又是随机结合的,因此产生的后代性状分离比为1高:1矮。如果推理成立,则实际操作结果与推理相吻合。
4.操作实验,得出结论。
限于时间,课堂教学无法直接进行豌豆的种植实验,我们展示了孟德尔的测交实验结果,统计得到64株后代中,有30株为高茎,34株为矮茎,两者的性状分离比接近于1 ∶ 1。因此,结果与预测完全符合,从而验证了假说的成立,最终得出了结论。
通过一对相对性状的研究学习,学生深刻领会到孟德尔超乎常人的思维方式和独特的数据处理方法。即使我们提出的假说不是那么完整,即使提到孟德尔提到的一项,我们都会感到无比欣慰,因为孟德尔的成功是他8年锲而不舍追求的结果,我们只用了几节课的时间,就领会到了“假说―演绎法”的精髓。它的真正好处在于促进了学生感悟创新科学研究的方法,培养了学生探究生物科学的能力,激励了学生勇于探索、热爱科学、大胆创新、锲而不舍的精神。
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关键词:物理教学;科学素养;学习兴趣
《义务教育物理课程标准》关于课程基本理念中提到,要提高学生的科学素养。国际上普遍将科学素养概括为三个组成部分:对科学知识达到基本的了解程度;对科学的研究过程和方法达到基本的了解程度;对科学技术对社会和个人所产生的影响达到基本的了解程度。我国公民科学素养的现状为:总体上公民科学素养水平逐渐提高,但与发达国家相比还有较大差距。
就初中生的心理和生理特点而言,他们有着强烈的求知欲望,所以对于一些科技领域的发明及应用十分感兴趣。结合学生的兴趣,在物理教学中提高学生的科学素养,是每一个初中物理教师在教学过程中所关心的问题。
结合学生自身的特点以及教育改革的决定,教师要改变课程脱离社会发展和学生实际的状况,培养并鼓励学生的科技意识和创新意识,要加强课堂的综合性和实践性,培养学生收集处理信息、获取新知识、分析解决新问题、实际操作的能力,以提高学生科学素养的课堂教学,要结合学生的兴趣与学生一起探究相关的物理知识,给学生提供一种全新的、开放的、自主探究学习的机会。
教学理论与实践相结合,课堂教学中我们应注重以下几点。
一、创设物理情境,增加感性认知
创设良好的物理情境可以吸引学生的注意力,引起学生的悬念,激发学生的求知欲。
例如,讲授《物体的浮沉条件及应用》时,可以先为大家展示我国军用舰艇――潜水艇。这样可以引起学生的兴趣,同时引发学生的思考:为什么潜水艇可以实现自由下沉和上浮?通过学生自主的学习及探究,他们可以了解潜水艇的运动是靠改变潜水艇的自身重量来实现的。潜水艇它有多个蓄水仓,当潜水艇要下潜时就往蓄水舱中注水,使潜水艇重量增加,大于它的排水量,潜水艇就下潜;要上浮时就往外排水,使潜水艇重量降低,小于它的排水量,潜水艇就上浮。在整个学习过程中,学生经历了思考、探索的过程,最终对科学技术对社会和个人所产生的影响达到基本的了解程度。
二、打造开放性的课堂
物理课堂教学是动态的、变化的、不断生成新知识的过程。正是这种动态性,使得物理课堂教学应贯彻开放性的原则。开放性主要体现在:(1)学生可以采取各种不同的方法和途径探索问题的解决;(2)教学时空必须是开放的,应该采取课内课外相结合的原则,即课内安排适当的时间,大量的研究活动可以延伸到课外进行,要充分利用社会和家庭的人力、物力。例如,在《物体的浮沉条件及应用》课堂将要结束的时候,教师为大家展示浮沉子。再鼓励学生课后利用互联网查找资料来解释浮沉子的浮沉原理。这样可以培养学生收集信息、处理信息和独立解决问题的能力。
三、注重实践
物理知识来源于生活,最终又服务于社会。教师要组织学生多参加课外实践活动,根据所学的物理知识,利用身边的素材,进行简单的小发明、小制作。例如,我们根据学校的实际情况,积极组织学生利用课外活动时间开展科技制作活动,如自制电铃、自制平行光源、制作针孔照相机、制作潜望镜、自制量筒以及楼梯电灯开关电路等,并组织展评。在制作过程中,学生的实践能力和创新能力都能得到发展。
总之,在物理教学中联系生活实际,有利于培养学生勤于发现、积极思考的好习惯,培养学生运用所学知识去分析和解决某些实际问题的能力,也有利于激发学生的创造精神。
结合学生的兴趣,以提高学生的科学素养为重心的课堂教学,具有它独特的魅力,让学生大胆地去想、去说、去总结,以此掌握科学的探究学习方法。这样能使学生爱上物理,从而更好地学习物理。
参考文献:
[1]孙忠武.新课堂教学的实践探索.教育科学出版社,2009:192.
[2]徐泽强.初中物理教学中如何激发学生的学习兴趣.理科爱好者,2011.
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素质教育历来是高等教育阶段的主要任务,提升学生的科学素养是素质教育中一项最基本的内容,尤其是对生物学而言,更应该注重提高和培养学生的生物科学素养,这样才能够培养出能适应当代生命科学发展需要的应用型专门人才。所谓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,包括人们所掌握的生物科学知识、技能和方法,以及在此基础上形成的生物科学能力、科学观以及科学品质等方面。①细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学,是21世纪自然科学的三大前沿学科之一,是当前生命科学领域中最活跃、最富有发展前景的学科,是生物类专业的主干课程之一。因此,在细胞生物学教学中如何提高学生的科学素养对于培养新时期的生物人才至关重要。本文主要对当代大学生生物科学素养现状、实施生物科学素养教育的重要意义以及如何在细胞生物学教学之中提高学生的科学素养进行了综述,旨在为生物教学提供一定的参考价值,以供方家借鉴。
1 当代大学生的生物科学素养现状及其存在问题
生物相关专业的学生对生物科学技术具有浓厚的兴趣,生物科学技术基础知识扎实,对生物技术发展持积极的肯定态度,具备良好的科技强国的信念。但是,他们对高新生物科学技术知识和先进实验技术了解较少,生物科学实验实践技能较差,对生物科学科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有调查表明,当代大学生对于当前的一些生物热点问题有一定的了解,但是对于高新技术的应用和新的科学研究领域的认识不足。在理性上,有43%的学生是盲目的怀疑,或者是盲从专家和他人的观点,对事物较少有自己的看法;在探索求知精神上,“科学功利主义”对学生的影响最大,使得学生视本文由收集整理野狭窄、目光短浅;在实证精神上,有62%的学生缺乏实验实证精神,偏重抽象思维,缺乏科学实验的精神和价值眼光。②此外,许多高校只注重生物专业课的常规教学,很少举办专门的科研活动,且科学技能培养与锻炼的途径缺乏,这使得大学缺乏浓郁的科学素养氛围,学生较难形成一定的科学技能,由此科学实践能力也较差。
2 细胞生物学教学中培养科学素养的意义
细胞生物学是生物学类及农林医药类本科生一门必修的专业基础课,是现代生命科学的前沿分支学科之一,它是以细胞为研究对象,从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的生活史和各种生命活动规律的学科。细胞生物学是一门承上启下的学科,和分子生物学一起同是现代生命科学的基础,并广泛渗透到遗传学、发育生物学、生殖生物学、神经生物学和免疫生物学等的研究中,和农业、医学、生物高新技术的发展有密切的关系,是生命科学的重要支柱之一,在解决人类面临的重大问题、促进经济和社会发展中发挥重要的基础作用。同时,细胞生物学又是一门实践性很强的学科,重要理论与实践密切地联系着。随着生命科学自身和生物产业的快速发展,对生命科学相关领域创新型人才的需求也在不断增加。由此可见,细胞生物学课程中科学素养的培养对于建立与其专业层次、研究方向相符合的细胞生物学知识构架体系,培养和锻炼学生的科学思维能力具有非常重要的作用。
3 细胞生物学教学中如何培养学生的科学素养
细胞生物学作为生物学类及农林医药类的一门专业基础课程,在培养学生的科学素养方面,具有举足轻的重要作用。然而,科学素养的提高不是一朝一夕之功,教师应始终将其贯穿于自己的教学之中。如何在细胞生物学教学中培养和提高学生的科学素养,以下是笔者的一些想法和体会。
3.1 加强课堂教学中的“生活化”融合
细胞生物学的知识理论性强,内容抽象深奥、难于理解,教师可以试将抽象的内容与日常生活相联系,使学生有此联想起有趣的、熟悉的生活场景或事物,这不仅使抽象的内容具体化和动态化,使其容易理解,而且激发了学生的探究欲望和学习兴趣。例如讲解“蛋白质的分选”时,引导学生由细胞社会联想到人类社会。细胞中的各种蛋白质发挥结构或功能作用的部位几乎遍布细胞的各种膜区和组分,只有当蛋白质各就各位并组装成结构和功能复合体,才能参与细胞的各种生命活动。这就好比在人类社会中,各专业的毕业生只有找到适合其自身特点的工作岗位才能发挥所长。总之,运用发散性思维,尽可能地将细胞生物学抽象的理论知识与生活实际联系起来,并配合以
多媒体辅助手段,使抽象的内容变得形象生动,易于理解掌握。
3.2 侧重教学内容的前沿性和新颖性
细胞生物学发展极为迅速,随着科学家们研究成果的不断涌现,其内容处在不断更新的动态过程中。因此,教师在教学过程中,要注重联系学科的前沿和热点,讲述较先进的科学结论,跟踪国际上最新进展。此外,教师在注重教学的同时,宜以科研并举,以科研引导和促进教学;教学与培养科学研究型人才紧密结合;教学内容与最新科研进展同步,使学生在正确掌握细胞生物学基础上学会解决与之相关的科学研究问题。如将教师的主要科研成果与基础理论教学有机结合,结合教学内容介绍自己的科研成果,这样既生动又贴切,学生又很熟悉,使学生获得学习的兴趣和动力,亦可以启发学生的创新思维能力,培养学生的科研钻研精神。
3.3 增加细胞生物学实验综合性和设计性实验的比例
综合性实验注重知识的综合运用,实验原理和方法步骤较为复杂,可以使学生更好地理解实验原理,正确使用仪器设备,锻炼学生综合分析问题的能力;设计性实验是指学生根据实验项目,自主设计实验方案,自主准备实验材料,自主配制实验所需试剂,根据自己的时间自主安排实验进程,设计性实验可以充分调动学生的实验积极性,培养学生的创新思维和勇于探索的精神。由此可见,综合性和设计性实验可以锻炼学生综合分析问题和解决问题的能力。③然而目前许多高校由于实验条件和课时安排的限制,细胞生物学实验主要以基本操作和验证性实验为主,综合性和设计性实验较少甚至没有,这在一定程度上限制了学生综合素质和创新思维的培养。④因此,教师应根据科学性、可行性和实用性原则增大综合性和设计性实验的比例。如我们精选了真核生物基因组的提取、纯化、鉴定、扩增、酶切、重组、转化、筛选的大实验,膜蛋白的分离与鉴定等综合设计型大实验,这些实验中的每个实验都构成了一个综合性整体,同时,在实验材料的选择上尽量做到由学生自主选择。通过每一次的综合设计实验,使学生进一步巩固了已学习的知识和已掌握的技术,并能够对实验结果进行合理的正确的资料采集、整理、分析和归纳,有效地培养了学生的科学素质、科学精神、创新思维及分析问题和解决问题的能力。
3.4 组织各种“科学小组”,布置学科发展前沿的讨论,与全程科研训练对接,以培养学生的科学态度和科学精神
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新课标倡导通过主动探究来获取知识,使学生的学习活动不再单纯地依赖于教师的讲授,在这种主动探究的教学模式背景下,教师有效的教学过程就是教学艺术的璀璨结晶,高中物理知识体系的科学美、师生关系的和谐美、探究性教学的引导艺术美就共同构成了物理课堂教学的过程美,从而让学生积极自愿地享受美的情趣,潜移默化地受到美的熏陶和教育。那么,教师就务必要结合高中物理课堂教学实际创设探究式的教学情境,因为物理情境是学生掌握具体知识、形成能力、发展心理品质的环境,也是诱发学生思维积极性和调动学生浓厚学习兴趣的重要因素。
【关键词】新课程高中物理探究教学能力培养
基于新课程下的当代高中物理探究性教学,对学生素质能力的培养,关键是教师要着重创新设计多种教学方法来启导和激活学生思维,升华培养学生思维创新能力、独立思考能力、自主探究学习的能力和实践能力,这是关系到学生学习成败的决定因素。本文就新课程下高中物理探究性教学对学生素质能力的培养予以探析:
1.高中物理探究性教学中对学生思维创新能力的培养
首先,通过启导式教学,诱发学生的创造性思维。高中物理教学采取启导式,就是把物理教学问题换变成一连串地提出问题,在分析、解决问题的过程中使知识和能力发生有机的联系。提出问题就是给学生设疑或引导学生自己发现疑问,这是启发思维的关键。例如:在色散的教学中,我就明确告诉学生同种介质对不同色光的折射率在不同事实的情形下,给出7种色光对冕牌玻璃的折射率,然后提问:一束包含7种色光的白光射到棱镜的一个侧面上,7种色光将如何射出?(调动学生的思维)。在进行启导式探究教学中,教师要引导学生注重所学知识和物理知识的联系以及其它学科相关知识的关联性,从而强化其它知识对现学知识的学习作用,实现知识迁移、综合,促进学生思维升华发展;又如:在进行机械波与交流电的探究性教学中,教师就可引导学生在已掌握了数学上的正、余弦函数规律基础上,进行有关物理内容的学习。另外,教师还要善于运用现代多媒体教学手段,激发学生学习的自觉性和主动性去积极思维,从而诱导学生达到创造性思维的目的。
其次,通过培养学生浓厚的学习兴趣,激活学生的创新思维。一个人的创造性思维的成果,无一不是在对所研究的问题产生浓厚兴趣的情况下所取得的,因此在物理探究性教学过程中,教师一定要采用直观的教学方法,运用生动的语言,采取多种灵活的教学形式,例如:适时开展物理课外兴趣活动,布置(项目)课题研究等。使学生对教学内容产生浓厚的兴趣,当然,学生的兴趣总是在欲望得到充分满足时才能进入最佳的学习和思维状态。教师就要不断教会学生懂得,偶然一个小小的发现,可能导致重大的新发现或创造性发明。因此,教师要善于培养学生发现新线索,一旦有所发现,应竭尽全力去追踪,更要多从各个可能的角度去予以观察,并将它和其它知识联系起来,找出切入点或新途径,还要教育学生理解学习不在于知识本身,而在于将知识作为发展创新的阶梯。
再次,通过表扬来鼓励学生张扬个性,大胆质疑问题,充分发挥学生的创新思维。在日常物理探究性教学活动中,因学生知识、能力水平的局限,学生有可能会产生各种各样的认识偏差或错误,作为物理老师不要强制纠错,更不能不屑一顾,讽刺打击,在这当口上教师要耐心、细致地并加以鼓励、让学生尽可能表达出个性思想来,这对正确的认识及求异性思维要及时加以称赞,对有关错误认识要引导其自我纠正。平时要尽量与学生交流,让学生在教师面前敢想敢说,敢争敢辩,这样,学生的创新思维才能得以健康的发展。
2.高中物理探究性教学对学生独立思考能力的培养
物理探究性教学对学生独立思考能力的培养,着重在于鼓励学生大胆质疑,从多角度去思考物理问题。
鼓励学生大胆质疑物理问题。高中学生的天性大多好奇和求异,凡事总喜欢问个究竟,在方法上喜欢另辟蹊径。在探究性教学过程中,教师既要积极保护学生的好奇心和求知欲,又要善于捕捉学生星星点点的智慧火花,更要想方设法去解决他们心中的疑问。即使学生提出古怪的疑问也不要急于去否定,最为重要的是要去及时地对学生提出的问题做出积极的评价,使学生时时有一种愉悦的心理体验,感受到思维劳动本身的乐趣,以此强化学生的质疑意识和养成学生良好的质疑品质,决不能让学生停留在能提出问题的层次上,这是因为科学的创造不仅仅是表现在提出问题,更重要的是在于是否提出了有价值的问题。在物理探究性教学中,特别要重视引导学生提出有价值的问题,即培养学生提出“科学问题”的能力。例如:在自由落体运动的探究性教学中,我做了这样一个演示实验,让带有细线的金属球与乒乓球从同一高度同时落下,直观显示重球先落地。有的学生问,轻重球下落快慢不同是不是空气阻力的原因所致呢?如果没有空气阻力,它们下落是否是一样的呢?还有同学问,若把两个球捆在一起下落,两球的下落速度又会怎样呢?这一个又一个的问题使我感到欣慰,因为善于思考,善于从无疑处生疑,这正是学生学会创造的起点。
3.物理探究性教学对学生自主探究学习能力的培养
新课程理念是将注重学生的自主性探究问题提到了突出的位置。在课堂教学中,由以教师的教为主变为以学生的学为主,充分发挥学生的主体地位和学习的主动性;将重结果教学变为重过程教学,让学生真正体验知识的获得过程,在探究过程中培养学生科学的思维方法和获得知识的能力,为学生的发展打下扎实的知识基础。
培养学生自主探究学习的能力,教师要根据学生的认知规律与特点和物理学科的实际,我是这样为学生构建了自主探究学习的课堂探究教学的模式即:探索性预习(阅读)——反馈性质疑(实验)——参与式讨论——自主性练习——点拨式精讲——系统性小结(内化)。从阅读引入新课——出示“思考问题”——学生阅读教材——教师巡视指导;提出问题(或实验):随堂实验和演示实验或动画模拟实验(可用图片或板书替代);组织小组讨论或教师组织下的集体讨论。实施练习:学生口头答,上台板书演示,实验操作,书面练习等。具体讲解:精讲内容的重点、难点和关键点;再进行分析、归纳、评价。小结:师生共同归纳,使知识系统规范化。这种探究性教学的模式结构,重在体现了主体性的教育思想:①引导学生主动参与学习过程;②发挥了小组合作学习的作用,增加了信息交流量,培养了协作精神;③创设了民主和谐的学习氛围。④激发了学生学习的创造精神;⑤让每个学生在学习中都获得知识迁移与新发展,从而培养了学生自主探究的学习能力。
4.物理探究性教学对学生实践能力的培养
新时期的高中物理新课程,更多地强调了物理实验是物理教学的基础,物理知识的获取和学生物理能力的提高,离不开对物理实验的实践。同样,衡量教师教学能力和教学模式成功与否的指标,更侧重于学科课堂教学的有效性,在高中物理新课标中,更强调了学生实验教学在探究的实践活动中的独特功用。教师要尽量给学生创造实践锻炼的机会,通过教师的引导使学生利用有限的条件充分发挥自己的实践能力。在具体实践中我改演示实验为学生实验,根据学校物理实验器材的配备,充分利用仪器为学生创造条件,将一些演示实验改为学生实验,使学生在充分观察、操作、讨论中,手脑并用地学到物理知识与技能,培养实践能力。例如:“单摆的振动周期”、“电阻定律”、“楞次定律”、“透镜成像规律”等实验教学的实践。同时将实验习题化为设计性实验,对实验性很强的习题,就让学生自己设计实验方案、自己操作、验证。又如:在高二“稳恒电流”探究性教学时,我就向学生布置了这样一个实验习题——用两节干电池,两个小灯泡(2.5V、0.3A),一个滑动变阻器、电键及导线,设计并安装一个电路,当改变变阻器滑动触头时,一个变亮,一个变暗,并用实验验证,以此就培养了学生从实验中获取了实践的技能。