時間:2023-12-21 11:21:50
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探究實驗的本質是根據某一合理假設,通過設計和實施實驗,對作用主體與作用對象之間的內在聯系作出分析和判斷,從而得出科學結論的過程。因此,生物學探究實驗的實驗目的一般描述方式為:探究某因素對生物某方面特征(如形態、結構、生理功能)的影響。例如,探究光照強度對植物光合作用速率的影響;探究生長素濃度對植物插枝生根的影響;探究紫外線對草本植物植株形態和株高的影響等。
從實際應用出發,實驗目的可以從兩個不同角度分析確定。(1)可以從實驗課題中分析實驗目的。很多探究課題實驗目的明確,不需要作進一步分析。但也有部分課題探究目標比較模糊。如,探究小麥生長中心與旗葉光合作用的關系。該課題既有可能是探究生長中心對旗葉光合速率的影響,也有可能是探究旗葉光合作用對生長中心生長速率的影響。因此,需要進一步細化,確定探究方向。(2)從實驗步驟中歸納實驗目的。從訓練學生思維的角度出發,在某些情境下可能給定實驗步驟,要求歸納實驗目的。此種情境下的一般方法是:根據實驗步驟找出實驗中的自變量和因變量,將實驗目的概括為“探究某因素(自變量)對某形態結構或生理功能(因變量)的影響”。
二、實驗原理的分析和歸納
實驗原理是對實驗的理論基礎、操作方法和目標指向的高度濃縮概括。其內容應包含四個方面的基本要素:實驗的科學理論依據;操作過程要點;實驗結果的檢測方法和指標;實驗的結論目標指向。
在獨立設計實驗時,確定實驗原理的基本途徑是:(1)從生物科學的基本理論出發,深入分析影響因素與作用對象之間的內在聯系。(2)分析操控影響因素的具體方法,確定自變量。(3)分析實驗對象受到影響后可能發生的反應,找出與這些反應相關的外在表現,確定觀測指標。(4)概括說明該實驗能達成的最終目標。
如果是在已有的實驗方案基礎上歸納實驗原理,基本方法是:找出實驗方案中的自變量和因變量,從理論上分析二者之間可能存在的聯系;然后以方案中實驗組為依據,描述對自變量的控制和對結果的檢測方法,忽略掉對照組設置以及對無關變量的控制等細節,從而歸納出實驗原理。
一個科學的實驗原理可以對實驗材料的選擇、實驗步驟的設計、觀測指標的確定以及實驗結果的預測分析都能起到有效的指導作用,是整個實驗方案的綱領。
三、實驗步驟設計的方法和原則
實驗步驟是實驗探究方案的主體內容。它直接決定實驗過程能否實現以及實驗目標能否達成。
實驗步驟設計的一般思路是:首先要明確自變量和因變量,再結合探究目標確定變量控制方法和對照實驗設置方法,最后確定對實驗結果的檢測方法和指標。如果是定性探究,則應該以被探究因素的有、無或者強、弱等典型條件設置對照;如果是定量探究,則應該以被探究因素的強弱程度設置一系列梯度實驗進行探究。例如,若要探究“溫度對植物光合作用的影響”就可作定性探究,此時只需要設置高溫、常溫、低溫三個典型溫度條件作對照實驗即可。如果要求“探究植物光合作用的最適溫度”,這就是一個定量探究課題。必須在一定溫度范圍內設置一系列溫度由低到高的梯度實驗進行對照。檢測方法要有可行性,檢測指標必須是實驗對象受自變量影響后產生的必然預期結果。
實驗步驟設計必須遵循的原則主要有:科學性原則;對照原則;單一變量原則;平行重復原則。
科學性原則的基本含義是:有確實的科學理論依據,邏輯推理嚴密,操作方法和順序合理,變量控制可靠有效,觀測手段簡便易行。
對照原則:探究過程中要通過設置對照實驗的方法來增強實驗的說服力。可根據不同課題要求,在實驗中設計空白對照、條件對照、相互對照和自身對照等不同的對照實驗形式。
單一變量原則:實驗組與對照組只能有一個變量差異。即除開自變量以外,實驗組和對照組其他所有無關變量應保持相同且適宜。
平行重復原則有兩層含義:一是指進行探究實驗時對生理狀況相同的多個實驗對象同時進行相同的實驗操作,以減少偶然因素或實驗對象個體差異帶來的誤差;另一層含義是指控制自變量在相同的變化幅度下,以同樣的條件進行重復實驗,從而體現過程與結果之間聯系的必然性。
在上述原則下,實驗步驟的設計可以大致上分為三個要點:第一步,準備和分組。對實驗材料要進行準備和預處理,使其初始狀態相同并達到實驗要求。然后,根據實驗需要劃分為不同組別,為后續的對照實驗做好準備。第二步,對照處理和變量控制。將不同組別控制在自變量的不同變化幅度之下形成對照,其余條件控制到相同且適宜的狀態,并給予充分的后續反應時間。第三步,實驗現象的觀測統計。選定適當的觀察測量指標對不同組別分別進行觀察和統計,以反映實驗結果。
新課改中提到,為要激發學生的興趣,讓學生主動參與、樂于探究、勤于動手、學會合作。 新教材更是強調了要以學生為中心,以全面開發學生的潛能為方向。因此,在新課改的要求下,迫切需要教師在教學過程中進一步轉變教育觀念,增強創新意識,積極發揮學生的主動性,擯棄傳統教學中“傳道、授業、解惑”的獨占局面,讓學生充分當參與到教學活動中來。
一、強調“學生要學”,變“要學生學”
教師要理解學生,充分尊重學生,建立民主的生物課堂,實施合作教學。創造互動、輕松愉快的課堂氛圍。讓學生參與到課堂中來,積極調動學生的情趣,比如可以讓學生自己進行預習,在課堂上提出書本上的疑點,根據學生提出的具體問題,教師有針對性的進行講解,這樣既節省了教學時間,提高了教學效率,還培養了學生參與課堂教學活動的能力。這也體現了教學過程是師生交往、共同努力的互動過程,既然是“互動”,那就不是學生“被動”的接受。
在教學過程中,教師還要引導學生質疑、調查、探究,在實踐中學習,激發學生的學習積極性。作為生物教師,應該積極發現學生在學習生物上面的個體差異,對每個學生進行因材施教,也可以找到學生物成績好的學生,在課堂上和同學們分享學習生物的方法。學習方法對學生學習生物非常重要,有了正確的學習方法,就好像航船找到了方向,可以輕而易舉在知識的海洋中進行翱翔。客服思維定勢,積極改進教學方法,在課堂上充分發揮“學生為主體,教師為主導”的作用。以提高自身提高素質教育的能力,只有這樣,才能適應時展的要求和培養出高素質的學生。
二 、講解學習生物的重要性 幫學生樹立信心
由于受傳統環境影響,我國的教師和家長在表揚和鼓勵學生上遠遠落后于西方國家,為此我國的很多學生往往因為缺乏鼓勵和關注而喪志信心,尤其是一些成績稍差的學生,更得不到教師應有的關注,為此,在新課改下,我們一定要多給學生一些鼓勵,幫助他們樹立學好生物的信心。
教師在課堂上樹立“每個學生都能學好生物”的信心,只有幫學生樹立信心,才能激發學生的學習動機,培養學習興趣。在介紹生物學的概念、生物學事實的發現過程,教師還可以穿插講解一些生物科學家的事跡,從而激發學生學習生物的興趣和鉆研精神,改變初中生物課的枯燥乏味,培養學生掌握和運用知識的態度和能力,從而樹立為國家為科學獻身的遠大志向。
在教學過程中,教師還應該要學生清楚學習生物的重要性,比如生物學科是一門研究生物現象和生命活動規律的科學。那作為生物教師,就應該讓學生了解和所學的生物學和周圍環境的關系,了解環境、資源、能源土地、糧食、人口 等問題,從這些現實生活的關聯中,讓學生知道生物與環境相適應、生物的結構與機能相適應的生物學觀點,更要讓學生學以致用,把所學知識應用到保護生態環境,積極主動適應自然的變化和社會的變革規律中來。培養積極、健康的優秀品質,為國家的建設作出應有的貢獻。
三、重視實驗教學 培養學生興趣
生物學本身就是一門以實驗為基礎的自然科學。我們要把實驗課作為生物教學的重點來安排我們的教學時間,因為生物現象只有通過實驗才能得到解釋,各種生物體的結構必須通過實驗才能觀察清楚。只有重視實驗教學,學生才能在生物課中學到更多的理論知識。新課改也提出了理論和實踐相結合的原則,教材內容更是突出了實驗內容多,實驗形式多,實驗要求多的特點。為此我們必須要重視教學中的實驗課。
上好實驗課,把課本上的理論知識通過實踐來檢驗,可以加深學生對書本知識的理解和認識,同時還可以培養學生學習生物的興趣和愛好,更有利于改變過去學生只靠死記硬背和搞題海戰術來提高成績的教學方法。通過實驗幫助學生理解課本上的知識點,以便于更好的記憶知識,應對以后的考試。
例如,通過使用顯微鏡觀察洋蔥表皮細胞的實驗課,學生使用顯微鏡來觀察洋蔥表皮細胞,可以直觀的看到洋蔥表皮細胞所有的組成部分,包括細胞壁、細胞膜、細胞核、葉綠體、葉泡、細胞質,觀察完顯微鏡,上完實驗課,我們還可以把通過顯微鏡下觀察的洋蔥表皮細胞圖像書本上的圖一樣畫出來,通過這一真實的實驗感受,學生不但對書本上的洋蔥表皮細胞有了更直觀的認識和了解,還可以對書本的理論知識加深印象,有助于幫助學生記憶應該掌握的考試知識點,同時還大大提高了學生學習生物的興趣和熱情。
四、重視學生的探究能力 培養學生創新精神
在初中生物學科的教學過程中,教師應重視并培養學生在生物課上探究活動中逐步形成認真觀察、思考、總結和發現問題、解決問題的能力,培養學生自己設計實驗、進行研究、同學合作動手實驗的能力,最后形成統計和分析數據、表達和交流的能力。教師應根據探究活動的全過程培養學生的探究能力。
例如在生物實驗中的光合作用是綠色植物通過葉綠體利用光能,把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物,并且釋放氧的過程。此部分安排了四個實驗,其中綠色植物在光下制造淀粉為驗證性實驗,光合產生氧氣、光合的原料二氧化碳、光合需要葉綠素為觀察(或演示)實驗.。我們不要告訴學生結果,而是讓學生自己去做實驗,在實驗過程中學習、理解和記憶,體驗過程,培養能力,形成正確的思維方式和價值觀,最后通過實驗得出結果。
光合作用是全書重要的適宜于探究性實驗的知識,因此教師可以將上述實驗改為有關光合作用諸條件的探究性實驗,這樣既完成了原有實驗的教學目標,又鞏固和運用了教材中介紹的研究和學習生物學的重要方法--探究法,更實現了在實驗教學中貫穿科學方法論和創新思維的教學,把培養學生創新精神和實踐能力真正滲透到教學過程之中。
參考文獻:
一、初中物理學困生的存在是一種普遍的現象。
但新課標實施以來初中物理學困生的轉化工作也相應地被提到正常的教育教學工作的日常事務中來。筆者根據自己在初中物理學困生轉化工作所取得的經驗,結合初中物理新課標的特點,對初中物理學困生的內部成因和轉化策略進行闡述。
一個初中物理學困生的形成的原因是復雜的,但總體上說有外部原因與內部原因。事實上,在形成學業不良的過程中有些因素可以單獨起作用,也可交互作用。大多數學生的學業不良是由于各種不良因素交織在一起而形成的。[1]在這些因素中,由于學生個人的內部因素造成的成分也比較復雜。筆者現主要從初中物理學困生(學業不良的學生)形成的個人因素特點出發,談談初中物理學因生的內部成因:
(一)畏懼困難
根據筆者與所結對的初中物理學困生共同分析尋找學業不良形成的原因和時間時發現,許多初三的學困生是在剛入初二時對初中物理畏懼困難的情緒造成的。從初中物理新課標安排順序來看,雖然義務教育初級中學課本是在原有教材基礎上的一大飛躍性的大進步(首先體現出來的是合科教學,打破了傳統的初中分科教學的很多弊端,減少學科界限),但是因為學科的特點而造成學生學習上的困難也是顯而易見的。從教材的編排上看,初中二年級的學生所學習的是介紹性的有關物質結構的內容。這些內容一般僅要求學生對所教內容的認識、了解,學生在學習過程中一般都結合自然界中的實物(或模型)進行學習,以學生的形象思維作載體進行學習;進入初中三年級后,學生首先學習的是具體較高抽象思維的物理學抽象概念的內容,如密度、功、能、壓強等。一向習慣于利用形象思維方式的初中學生,突然要求其具有抽象思維,學生在這一過程中對抽象思維能力的培養需要一個過程。當然在這一過程中不可避免地出現了一些學生對這一轉變過程的畏難情緒。
由于學習內容的改變,必然造成學習方法、策略的改變。但是,并不是所有的學生都能夠很順利地得以轉變。學習方法、策略一般容易轉變的人是很容易適應不同學習環境和方法的人。在我們的學生當中,并不是所有學生都能做到這一點。所以,做不到這一點的學生,容易成為學困生。
(二)不喜歡動手
在學習過程中,我們發現不同的學生的興趣愛好是不同的,有些學生喜歡具有一定思辯的問題,有些學生則喜歡動手做實驗。雖然說并不是所有的初中物理學困生都不喜歡做實驗,但確實存在一部分學困生與不喜歡動手做實驗有關。這些學生往往在上實驗課時是旁觀者,只看同組的其他同學動手做實驗,而自己則對動手實驗毫無興趣。
學好初中物理,學會觀察和實驗是最關鍵和最基礎的技能,這里的實驗不但是教師在探究課上要求學生動手完成的實驗,而且要求在學習過程中怎樣懂得發現問題、用實驗解決問題。這就是科學實驗探究性學習的一種重要方式。
(三)獨立學習能力差
我在教學就有遇到這樣的學生,自己不能獨立完成作業。這樣的學生一般對自己不自信。初中物理的學困生一般就是這一類學生。獨立完成一項作業,獨立完成一個問題的思考、獨立完成一個實驗、獨立回答一個完整的問題。這些對于一名學困生是非常重要的。但是學困生缺少的就是這些方面的能力,他們在學習上總想有所依靠,完成作業時必須與同學坐在一起;即使偶爾能解決一個問題,但總是不自信,尋找答案或與別人核對答案后才放心;有一個問題時不敢單獨提出來,原因是怕教師和同學笑話他
(四)沒有養成良好的習慣
對于一名初中物理的學困生來說,由于長期的得不到在學習上的成功的體驗,學困生久而久之形成了一些不良的學習習慣:
(1)缺乏思維的毅力。
思維的品質中表明思維具有一定的持久性。在思考一個初中物理的問題時,思維的持久性品質對解決這一問題起到非常重要的作用,學困生面對初中物理的一些問題普遍存在缺乏思維毅力的傾向,遇到一些稍有一定難度、需要學生認真仔細地去思考的問題時,學困生往往顯得很不耐煩。這樣,很多學困生在面對一些稍難的題目或作業時,不是選擇怎樣去面對困難迎面而上,而是選擇了逃避,有些學生為了應付教師的作業檢查而去抄襲其他學生的作業。
(2)缺乏注意的穩定性。
心理學表明,每個人都具有一定限度的注意的穩定性,但是不同的人注意穩定性的強度是不同的,注意的穩定性也并不是一個人的先天,它是一個人后天在學習生活中"鍛煉"的結果與產物。由于學困生在對待初中物理的一些問題時顯得明顯的不足,學困生對待一些問題總是"心不在焉"。
(3)學習態度差。
由于學生在學習時遇到一些問題,并然會引起一系列的學習不良反應:學生面對一些問題覺得無所謂、解題時馬虎、書寫潦草、作業完成后不檢查等毛病。
(五)缺少好的學習方法與策略
學習需要一定的方法與策略。它是追求學習效率的學習者在特定的學習情景中為了達到學習目標,在認知加工過程中所運用的學習方法技能,以及對整個學習活動及其有關因素進行監控的方法技能。[2]顯然初中物理的學困生普遍缺乏的是無認知的能力、即對自己的學習過程進行監控的能力。比如說面對初中物理的整個學習過程,學困生對學習計劃、學習過程的監視、學習過程的調節等很缺乏。
另外,由于初二學生所學習的初中物理的學習內容是物質的基本性質等的介紹性內容,一般的初中物理學困生的學習由于沒有很好的學習方法作指導,學習過程中只重視對一些物理的概念、名稱的"死記硬背",并把這種"死記硬背"帶到以后的學習中來。針對初二學生來說,生物理學上的一個個概念與名稱僅是文字上的抽象概念,沒有實際上的現實意義。故此,學生根本無法理解這些內容,當然記憶的長久性就無從談起了。
二、初中物理學困生的轉化策略
針對上述對初中物理學困生的內部成因的分析,筆者采用了如下的轉化策略:
(一)形象開路,抽象漸入:
從初中學生生理上的發展特點分析,初中學生已經逐漸地從形象思維轉變為抽象思維了,這種轉化對學生來說是一大難點。但是在轉化初中物理的學困生時,我們要重視形象思維的訓練,并作為學生學習初中物理概念、規律的基礎,而抽象思維可在形象思維基礎之上得以培訓與提高。比如在學習光的折射規律時,學生對"當光從空氣斜射入水或其他透明物質時,折射角小于入射角;當光從水或其他透明物質斜射入空氣時,折射角大于入射角"的理解時,學生對于這一規律的理解是非常表面化的、是對文字面上的一種感性認識,根本不能夠理解這句話的真正含義。但是,若教師引導學生以形象化的思維理解這一規律,則這一規律顯得簡單:如可以做實驗,不管是光從空氣斜射入水中時還是光從水中斜射入空氣中,在水的這個角(不管是入射角還是折射角)總是小于空氣中的角。通過實驗后,讓學生形成固定的有關這一實驗概念的"表象",則學生在以后應用到這一問題時自然而然地會想起這一表象。再比如,當學生在學習"物體的沉浮條件時,對于物體的上浮、下沉還是漂浮是液體與物體(實心)密度的大小比較有關",學生很容易混淆這一關系。所以,對于這問題,單純從文字或公式的理解是很難的,學生不容易記憶。但當我們從形象的具體例子出發,從類比的方法出發,這一問題就可得以解決:如我們可以舉例子進行類比,把木塊浸沒于水中,木塊上浮,(木塊的密度小于水的密度,故可類推)其他同理。從上述的舉例分析可以看出,以形象的思維去表達抽象的概念規律,是初中學生以形象思維為基礎培養抽象思維的一種重要的方法。
(二)勤奮作基,方法作徑:
一類初中物理學困生是因為學生本身不努力、不勤奮造成的,而有些學困生很勤奮地學習,但是缺乏必要的方法而使自己成為了學困生。要想學好初中物理這門學科,勤奮與方法這兩者是不可或缺的內容之一。對于勤奮,不管是從一些偉人的事跡中還是從學生身邊的例子中都能說明問題,這里勿需多言。但是一般的學困生都缺乏科學的學習方法的指導,下面簡述之:
1.加強學習的計劃性。
有計劃的學習活動可以促使學習目標的實現,可以磨練學習意志,有利于良好學習習慣的養成,也可以提高時間利用率。[3]指導學生制定一個科學的學習計劃是非常必要的。
2.加強預習、復習活動。
3.培養學生對學習過程的元認知能力。
不管是對整個學習過程還是解決某一個簡單問題的,都需要學生具有一定的元認知能力。簡而言之,元認知即是對認知的認知和監控。也就是說,人可以跳出一個系統來觀察這個系統并且控制這一系統,通過元認知了解、檢驗、評估和調整自己的認知活動。[4]在經過一段時間的學習后,學生若懂得怎樣去反思、總結前一段時間的學習過程中的經驗,為下一階段的學習做好打算或吸取教訓,學生在下一階段的學習效率和水平將會有所提高。同樣,解決了一道初中物理的一個問題后,學生若懂得怎樣去反思、回顧這個問題的解法、思路及自己解題時存在的優勢與不足,這樣,學生的解決問題的水平將不斷提高。
4.加強學困生解決問題的方法。
一般說來,解決初中物理的問題有如下的步驟與方法:
(1)全面理清問題,通過較快速地瀏覽整個問題的整體框架大致了解問題的狀況,但一定要明確提出了什么問題,這個問題提出的目的性是什么。
(2)以問題為思維的中心,以問題中已知各數量關系為主線,理清已知問題中的各數量關系與問題存在的關系是什么。
(3)從整體上把握問題的類型,大致以什么方式回答。
(4)初中物理的問題一般很注重思維過程。面對一個問題,我們首先通過明確問題的目的性,通過逆向推理的方法進行解題。如下題的解題思路:
題目:一金屬塊掛在彈簧秤的下端,彈簧秤的讀數是0.89牛;若把金屬塊全部浸入水中,彈簧秤讀數是0.79牛,求金屬塊的密度。
解題思路:
①解決什么問題:求金屬塊的密度ρ金;
②逆向思維:求金屬塊的密度,只要求金屬塊的質量與體積;求金屬塊的質量,只要知道金屬塊受到的重力(已知在空氣中金屬塊的重量);求金屬塊的體積,則只要求金屬塊浸沒于水中排開水的體積;求金屬塊排開水的體積,則只要求金屬塊浸沒于水中受到的浮力(浮力的大小可以用彈簧秤的兩次示數差表示)。
(5)克服思維定勢。從總體上說,初中物理中哪一部分問題應用哪一知識去解答,在學生的思維中已經有一定的思維定勢,思維定勢對于一般的解題是有好處的,它可以減少學生思維的時間;但是思維定勢也往往把學生的思維帶入了解題的"死胡同",故在解決一些問題時,有時要充分地利用思維定勢的優勢,有時則要克服。如上題中,求體積時并不能利用密度與質量的關系進行求解,則需要打破思維定勢,利用浮力的知識。
(6)選擇多種方法進行解題。每一個題目的解題都有一定的方法,且思路不同,這可以鍛煉學生的發散性思維。培養學生形成這樣的一種習慣:當以自己的方法完成解題時,讓學生從不同的角度去思考另外的解題方法。
(7)解決一定問題之后,培養學生總結問題,反思問題的能力。
(三)化整為零,化零為整
學習初中物理的過程就是"化整為零,化零為整"的過程。當學困生面對初中物理內容時,要把整體上的知識體系各個擊破,從細處學習知識內容。但是,畢竟初中物理是一門有系統性的學科,這一學科中各知識點間存在必然的聯系,通過理順這一關系,學生對知識形成網絡化。
(四)重視解疑,更重激疑
對于初中物理的學困生,學生的很多問題沒有得到解決。幫助學生解決一些問題是進行學困生轉化的一項重要的工作。在平時的學困生轉化過程中,我們發現學困生的一個共同特點是:一般的學困生很難提出問題。愛因斯坦說過,提出一個問題比解決一個問題更重要。確實,對于初中物理的學困生,平時的他(她)們很少把時間投入到思考一些初中物理的學習問題上來,即使有些學生平時有思考學科上的一些問題,但由于其在思考的過程中,他(她)們所獲得的失敗的消極體驗機會比積極體驗機會多得多,所以這給他(她)們下一次積極主動地去學習形成一定的障礙,教師在轉化過程中的一個重要工作是如何創設問題情境,使學生產生問題。有問題的學生往往是對某一個方面經過認真思考的。通過點撥后引導學生思考解決問題,并在思考解決問題的過程中產生新的問題,使學生產生興趣。
(五)傾情投入,師生共感:
學困生的轉化工作是一個教育系統工程,轉化過程是一長期的過程。這過程需要教師投入大量的精力。轉化一名學困生,筆者認為教師在情感的投入方面必須做到如下幾點:
1.取得學困生的信任與支持。
學困生的轉化工作并不僅僅是學業上的指導工作,更是對學生心理上支持、理解、信任工作。我們不得不承認:由于受到社會、學校、家長等的升學壓力的影響,教師在教育教學過程中總是對學業優秀生比較重視,而對學困生則忽視了。長期受到這一意識的影響,學困生與教師之間形成了一條不可逾越的心理鴻溝。學困生的心理相對教師來說是封閉的。這時要轉化這名學困生,首先教師的一切行為必須取得學困生的信任與支持。
2.相信學困生具有可發展的潛力。
筆者認為,"真誠地相信學困生是可以轉化的"這一點是轉化初中物理學困生的工作的基礎。從人的發展與學困生的形成原因等角度分析,這一點是不難理解的。超級秘書網
3.與學困生建立類似于"互惠互利"的"平等關系"。
轉化學困生時,教師不要以高姿態對待學困生,不要以為對學困生學業上的幫扶工作是對學困生的"施舍"。教師要以平等的身份加入學困生的轉化工作中來,使學困生感覺到教師與學困生的關系是一種"互惠互利"的"平等關系":教師可以從學困生身上學到很多知識,同理,學困生也達到了被轉化的目的。
4.教師是學困生學業上的指導者,又是精神上的支持者。
任何一個學困生,其總是回避著自己在學業上的后進,總是以自我封閉的形態出現在教師的面前。其實學困生在班集體中的心理壓力是無形的,也是非常大的。教師在這里的角色并不僅僅是對學困生進行學業上的指導工作,更重要的是給學困生以精神上的支持,使學困生走出"自卑、自閉"的心理。
總之,初中物理學困生的轉化工作是一艱巨而富有挑戰意義的工作,它需要更多的教師以更多的精力投入到這項工作來。筆者相信,一名好教師不但能使優秀生更加優秀,同樣能使后進生不再后進了。
參與文獻:
【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)10-0176-02
發散思維在生物教學中合理的運用能夠激發學生學習生物的積極性和主動性,提高中學生物教學質量。教師在教學中要采取相應措施激發學生的學習興趣,培養學生發散性思維能力的發展。學生發散思維是在教師合理引導性和教育下進行的,因此,教師要構建和諧的課堂氛圍,還要對學生進行知識講解,與學生一起進行討論學習,培養學生良好的學習習慣和學習行為,讓學生在學習中自由的進行探索,提高自己對生物的認知能力,拓展自己的思維能力,從根本上促進中學生物教學質量的提高。
1.發散思維的內涵及特點
1.1發散思維的內涵
發散思維是美國心理學家J.P.吉爾福特提出的,也稱為擴散性思維。是指在考慮和解決問題中通過自己對問題的分析、判斷,不受外界各種因素的干擾,最終達到解決問題目的的思維方式。發散思維在中學教育中非常重要,中學階段也是學生思維能力比較活躍的階段,教師通過對學生合理的引導和教育,能夠激發學生對問題的想象,拓展自己思維能力的培養,提高自己在學習中解決問題的能力。
1.2發散思維的特點
發散思維具有以下幾個方面的特征:第一,流暢性。主要是指學生面對問題時能夠流暢的發揮自己的想象力,不受到其它因素的干擾,拓展自己的思維空間,對問題進行有效的探究。第二,變通性。發散思維與一般的思維有很大的不同,要求在對問題的思考中進行有效的變通,對問題舉一反三,思考到一般人不能思考的領域。第三,獨特性。發散思維與一般思維的區別就是發散思維在對問題思考中能夠發現一般人發現不了的地方,能夠對問題進行深入本質的思考。教師在對學生教育過程中要激發學生對發散思維的培養,提高學生的思維能力。
2.提高學生發散性思維培養的教學探索
2.1加強實驗教學,培養學生的發散性思維
生物教學與一般科目教學的差別就在于生物教學的實驗課程比較多,這就要求學生不僅要有課堂分析能力,而且要有動手能力,互相結合才能拓展學生學習生物的興趣,激發學生對生物的思維動力。中學生物教師在教學過程中要對學生進行引導,讓學生自己參與實驗,增加動手能力,這樣學生對實驗過程中遇到的問題就會積極的思考,從而能夠激發學生思維能力的培養。
2.2加強引導,充分發揮學生的創造潛能
中學生物教學離不開教師的引導,特別是在實驗教學過程中加強教師引導更加能夠促進學生發散思維能力的培養。比如在實驗教學中讓學生對實驗進行自主設計、自己動手,分析結果。教師只是對實驗遇到的問題進行有效的引導,對學生的思考進行啟發,這樣學生在教師的啟發下就能夠對問題進行深入的思考,激發自己的思維能力,促進發散思維能力的提高。同時,對實驗過程中產生的異常現象和結果要引導學生進行探究式分析,比如為什么會出現這樣的結果,導致這些結果產生的原因是什么,這些結果與日常生活有沒有必然的聯系等等。這些都能夠提高學生的發散思維能力。
2.3 教師要提高自身的專業知識
專業的生物知識文化是教師吸引學生學習興趣,促進思維能力發展的重要因素之一。教師的專業水平和教學效果能夠給學生帶來積極的影響。因此,教師不僅要具備基本的教學專業知識,而且在教學過程中要運用心理學的教學方法不斷提高學生學習生物的心理素質和綜合能力。用心理理論與教學相關方法來指導對自己的教學實踐。因為學生在學習過程中不僅受自身學習能力的影響,而且受到心理因素的影響,所以,教師要對不同的學生進行不同的教學。教師只有調動學生學習生物各個方面的積極性和主動性,增加學生的心理素質,中學學生才能夠在教師的指導下進行有效的學習,促進自己發散思維能力的培養。
發散思維在生物教學中合理的運用能夠激發學生學習生物的積極性和主動性,提高中學生物教學質量。教師在教學中要采取相應措施激發學生的學習興趣,培養學生發散性思維能力的發展。在教學實際中教師要加強實驗教學,培養學生的發散性思維;加強引導,充分發揮學生的創造潛能;教師要構建和諧的課堂氛圍,還要對學生進行知識講解,與學生一起進行討論學習,培養學生良好的學習習慣和學習行為,讓學生在學習中自由的進行探索,提高自己對生物的認知能力,拓展自己的思維能力,從根本上促進中學生物教學質量的提高。
參考文獻:
細胞生物學作為生物學相關專業的基礎課程,其考核環節一直為我國高校相關專業所重視。傳統細胞生物學課程的考試環節主要以閉卷檢測作為考核方式,以考試分數作為標準對學生的學習能力及學習成績進行評定。這種考核方法難以有效地反映學生的綜合素質,因此對細胞生物學課程考試方法進行改革具有一定的必要性。
一、細胞生物學課程考試改革的原則與思路
(一)考試方法改革原則
由于細胞生物學課程專業性及理論性較強,對該課程考試的改革應以培養學生的自主創新能力及動手實踐能力作為切入點,根據學生的實際專業需求及個人能力的差異性對學生能力進行評價[1]。對專業成績的評述不應單純地以閉卷理論試卷成績為最終成績,應當綜合評價學生日常課堂表現、實驗課表現及課堂討論等環節表現出的能力,并對成績比例進行合理分配,具體考試方案由各專業教研部門自行確定。通過引入綜述論文、課堂發言、實驗課表現等環節的成績評定,可以有效提高學生的學習興趣。
(二)考試方法改革思路
對細胞生物學課程考試方法的改革,主要將考試成績合理地劃分為“閉卷理論考試(60%)+論文綜述(10%)+實驗課表現(20%)+日常課堂表現(10%)”四個部分。
1.對學生日常課堂表現進行評價
學生的學習活動以課堂學習為主,因此對學生日常課堂表現進行客觀評價可以有效地反映學生細胞生物學課程的知識水平及能力基礎。因此,將細胞生物學課程考試成績中的10%作為日常課堂表現的分值,主要對學生課堂參與程度、討論問題積極性、師生互動與溝通、課堂出勤率等方面進行考察,從而有效地提高細胞生物學課程教學質量。
2.對學生實驗課表現進行考核
細胞生物學課程主要由理論課及實踐課構成,實踐課教學可以有效地對理論進行驗證,是學生深化理論、接觸生物學領域的重要途徑。傳統細胞生物學課程的考試主要側重期末閉卷考試的考試成績,對實驗課考核重視程度不足,導致絕大多數生物教師在教學過程中缺乏相應的重視。將細胞生物學課程考試成績中的20%作為實驗課表現的分值,可以有效地提升學生實驗操作的積極性。
3.設計論文綜述環節進行考評
為了提升細胞生物學課程的考評的合理性,可以設計相應的論文綜述環節,對學生整體知識結構的掌握能力進行考核。論文綜述環節可以在考試周前一周至兩周進行,由教師提前布置相應的論文論述主題,給予學生充足的時間撰寫論文、制作幻燈片,在考核過程中由學生自主上臺進行論文匯報,再由其他學生進行自主提問。在評分過程中,可以將細胞生物學課程考試成績中的10%作為論文綜述環節的分值。
二、細胞生物學課程考試改革應注意的問題
(一)加強相關教師的素質培訓
隨著新課程改革的深化,雖然學生成為課堂教學活動的主體,但教師仍然處于主導者地位,教師的職業素質及教學觀念直接影響細胞生物學課程考試方法改革的貫徹效果。因此,為了保證細胞生物學課程考試改革的有效性,我國高校相關專業應當開展周期性培訓,培養生物教師相應的職業素養,相關專業教研室應根據教學活動的推進對教師進行跟蹤性的培訓,積極開展教學前期培訓、教學中期檢測及教學末期總結,保證生物教師可以明確細胞生物學考試方法改革的必要性,并從考試改革入手提高課堂教學質量。
(二)貫徹落實相應的考核操作
在明確了細胞生物學課程考試方法改革的原則與思路之后,應當將相應的方案與思路落實到實踐中,用實踐檢驗理想化的方案,提高細胞生物學課程考試方法改革的合理性[2]。在實際考核操作過程中,教師應當制定相應的規章制度明確相應的考核流程,并對學生課堂表現、課堂出勤情況等評價因素進行了解。在實際考核過程中,可以打破傳統單一性由教師評價學生的教學模式,引入相應的學生互評、學生自評評價機制,尊重學生實際能力的差異性,對學生成績進行合理的評估。
(三)在考核過程中加強教師的協作
由于細胞生物學課程考核具有較強的專業性及理論性,且考試改革涵蓋面與考察面較為廣泛,學生成績考核工作難以由一個教師單獨完成,因此應當以過程性目光看待細胞生物學課程考核工作,加強各環節教師的協作與溝通。在學生成績評價過程中,由不同的教師負責學生日常表現統計、學生論文綜述情況、學生試卷批閱等環節。在過程性評價中教師之間進行合理化分工,可以有效提升學生成績考核的合理性。
(四)引導學生注重日常學習過程
細胞生物學課程考核不僅具有檢測教學成果的功能,還具備評價功及引導功能[3]。傳統側重期末考試成績的考核模式對教學成果的評價較單一,很容易導致學生陷入學習時僅注重考點的學習誤區。對細胞生物學課程考試方法的改革對學生日常表現、實驗課表現等方面進行綜合考核,因此教師應當注重引導學生的日常學習課程,盡可能地消除功利性的學習目的。
總而言之,細胞生物學不僅是一門集理論性、創造性為一體的學科,而且是臨床醫學及生物學的學科基礎。在教學考核過程中,相關教師應當明確考試的評價功能及引導功能,樹立素質教育理念,利用多種形式的綜合性考核內容對學生學習情況進行考評。
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Studies and practice for reforms of microbiological experiment in teaching contents and approaches
He Xiaoqing, Li Zhiru
Beijing forestry university, Beijing, 100083, China
Abstract: In this paper we briefly describe a series of reforms and tries in teaching contents and methods on the course of microbiological experiments for students in Beijing forestry university. The overview of reforms in experimental teaching, including course contents, teaching approaches, open experiments are introduced and discussed in details.
Key words: microbiological experiments; teaching contents; teaching approaches; reforms
微生物學實驗不僅是高等院校微生物學或生物技術專業的基礎課,也是生命科學、醫學、農學、林學等學科的基礎課程[1]。實驗教學是理論與實踐相結合的紐帶,是培養學生實驗操作技能和應用技術的場所,對整個教學質量起著舉足輕重的作用。一方面,學科高速發展需要現代技術;另一方面,即使基因水平的研究,也離不開微生物學的基礎實驗方法。自從列文虎克發現細菌以來,認識和研究微生物的方法與技術已經得到了很大發展,包括經典與現代的、個體水平與分子水平的、微生物體內與體外的等。微生物學實驗教學的目的之一是使學生在有限的教學時間內掌握和了解微生物學的基本技術與方法。不同的學科領域和院校所選擇的實驗內容不盡相同,作為一門基礎課程,其教學內容應該有一個基本的要求。我們在近幾年的微生物學實驗教學實踐中,創新實驗教學內容,并對微生物學實驗課程進行重組探索。
1 實驗內容的合理設置
微生物學實驗是基礎課程,實驗內容以微生物學基礎方法與技術為主。微生物實驗基礎內容包括:無菌操作(如接種、培養等)與無菌概念的建立,這是微生物學中最重要的基礎;幾大類微生物的形態特征與個體特征、微生物的基本染色方法、微生物的稀釋涂布技術及微生物的生理生化特性測定等。這些基礎的微生物學方法與技術作為學生必須掌握。在進行這些基礎教學過程中,教師也介紹各種方法與技術的發展與趨勢,啟發學生創新。只有了解基礎才知道“何為新”,只有掌握了基礎才明確“怎樣創”。近幾年的微生物學實驗教學內容主要包括以下幾個方面:
1.1 自然環境中微生物的檢測
盡管微生物的廣泛存在性作為相關專業的大學生已有一定的概念,但還不深刻。在微生物學實驗中,讓學生自己檢測實驗室、學生宿舍、人體表面與體內氣流、不同的水體、食品或飲用品中的微生物。一旦學生在平板上看到各種不同的菌落時,會大吃一驚,這樣會留下深刻的印象。
1.2 微生物的接種與培養技術
將微生物接種在不同的培養基中進行培養,是微生物學研究與應用的基礎,包括不同的接種工具、接種方法。液體、固體和半固體培養基的接種方法應掌握熟練,特別要強調嚴格的無菌操作與無菌概念。
1.3 微生物種類的識別
區分不同微生物的方法包括培養特征(液體與固體培養基)、生長特征(斜體、半固體等)、個體特征(顯微鏡下觀察)以及生理生化特性。通過菌落特征識別細菌、放線菌和霉菌三大類群,個體特征主要是選擇具有代表性的細菌(革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌、桿菌、球菌、弧菌和螺旋菌、產鞭毛細菌等)、放線菌、酵母菌、絲狀真菌及其相關的染色方法。例如革蘭氏染色法、美蘭染色法、死活菌染色法、鞭毛染色法、芽孢染色法等,并能正確使用顯微鏡觀察微生物。生理生化特性的檢測,重在了解不同微生物在代謝上的差異,用以進行微生物的鑒定。
1.4 微生物的生長與測定
微生物生長曲線、數量與大小的測定。生長曲線測定中平板活菌計數和光電比色法是學生應掌握的方法。
1.5 環境因素對微生物的影響
這方面主要內容包括不同物理化學與生物因素對微生物的影響。
根據重基礎的原則,同時也考慮實驗內容或實驗方法與技術每年進行更新約25%,開放實驗和綜合實驗分別占學時的12.5 %左右,有利于學生創造性思維的發揮。
2 不斷更新實驗內容,建立新的實驗教學體系
關鍵詞:新課程;高中生物;教學方法;探討
新課程背景下高中生物教學區別于傳統的生物教學,它既要滿足傳授學生學生基本的生物學知識和研究方法,還要通過新的課程標準的基本觀點,培養學生正確的“三觀“,從而達到提高學生生物學科知識水平和正確情感態度的教學目標。針對這些教學目標傳統的教學方法已經不能滿足要求,必須探索新的教學方法以適應新課程的教學標準。筆者結合豐富的實際教學經驗,從現階段高中生物教學存在的問題入手,對新課程背景下高中生物教學方法進行簡單的探討。
1 新課程背景下高中生物教學存在的問題
1.1 忽視對學生現代意識的培養,只注重知識技能的傳授
由于受到應試教育的影響,高中教師在實際授課中偏重生物基本知識與基本技能的傳授,往往不重視甚至忽視提高學生的生物科學素養,忽視培養學生的現代意識。新課程背景下高中生物一個重要的教學目標就是培養學生的現代意識,隨著新課程教學的不斷推進,對綜合素質的人才要求越來越高。所以,高中生物教師要認識到培養學生現代意識的重要性,這也是培養合格人才的關鍵。
1.2 現有生物教學方法過于單一
目前,許多生物教師仍沿用傳統的教學方法,即“教師講、學生聽的”授課方法,很少運用有效的教學方法教導學生。教學中還經常有教師“滿堂灌”,缺少師生之間的互動,也沒有給學生理解吸收知識的時間,更無法形成活躍的課堂氛圍。有些教師雖然領悟到新課程生物教學的內涵,也根據學生的實際情況及教學內容開展探索式教學,但由于種種原因導致新的教學方法流于形式化、表面化。因此,要達到新課程的教學標準,就需要教師不斷探索新的教學方法,充分理解高中生物新課改的內涵,發揮學生學習的主動性與創新性。
1.3 高中生物教學中課程資源匱乏
現階段,高中生物教學沒有充分體現出新課程的內涵,忽視對學生的科學素養和學習能力的培養。教師在多媒體輔助教學時,所用的課件大多都是考試的知識點,沒能按照新課程的標準要求來制作課件,更沒有給學生提供生物科技比較前沿的相關資料。有些教師不按教學目標要求,不能充分引導學生利用網絡搜集相關資料。導致學生學習生物的興趣與積極性得不到激發,教學效果與教學目標得不到。
2 新課程背景下高中生物教學方法的探討
2.1 采取興趣教學法
新課程標準背景下,興趣教學的理念被提出,并很快被學生接受,取得了一定的效果。俗話說興趣是最好的老師,學生會積極主動的學習自己感興趣的學科,而且比較容易接受該科的知識。在課間我們經常會聽到學生議論說他們喜歡某位教師,聽課興趣高;不喜歡某位教師,聽課時老是昏昏欲睡,其實這就是興趣教學的一個方面,而這一教學方式也類似于情感教學法。
新課程背景下的生物是以實驗為基礎的學科,能很大程度上培養和和發揮學生的智力因素。而傳統的教學方法追求向學生不斷灌輸知識,極大降低了學生的學習興趣。在打造興趣教學理念時,要根據學生實際的認識水平和心理因素,科學合理的設問,以此激發學生的發展思維,增強課堂活躍程度,提高學生分析問題和解決問題的能力。比如提問“為什么班上有些人的大拇指彎曲度很大,有的就很小?”讓同學們試著彎曲大拇指,發現許多學生的彎曲度都很小。在課堂上可以提出很多這樣的問題,利用學生感興趣的話題帶動學生學習,激發他們的學習動機,培養他們的問題意識。
2.2 大力開展探究式教學法
在新課程背景下的高中生物教學,大力開展探究式教學是必不可少的。在新課程標準下,提倡探究式學習,學生可通過自主、合作、探究的方式,主動參與到活動中,增強獲取知識的能力。高中生物教師在實行探究式教學時,要根據學生興趣選擇一些探究式問題,引導學生以自主討論為主要的學習方式。通過這些方法讓學生在教師的指導下,發現問題進而探索問題,提高學生的探究能力。與此同時還可以根據教學內容創設問題,讓學生獨自思考,然后根據搜集的資料進行分析,得出解決的方法。
2.3 板書教學與多媒體技術相結合的教學法
多媒體技術的運用是新課程背景下的必然趨勢,也是衡量一個教師現代化程度的標尺。新課程背景下如果僅僅靠傳統的板書教學,高中生物教師不但任務重,而且教學效果也不理想,有些教學內容是板書無法書寫的,沒有多媒體技術的介入學生掌握起來很困難。多媒體技術可以把一些比較抽象的生物知識直觀的放映出來,學生可以和熒幕形成一種直接的對流,不僅增加了教和學的信息量,還培養出學生觀察事物的能力。例如,在講動植物細胞結構時,可以通過多媒體技術把完成的細胞剖面圖展示給學生,這樣教師在講解相關知識點時更加容易,學生更加直觀的觀察到動植物細胞內部的結構。
2.4 以發展性評價促進學生發展的教學法
建立有效的評價體系促進學生發展,提高教學質量,促進學校發展,也是新課程的重要內容之一。教學評價在新課程中有質量監控和導向作用。通過建立評價體系,可以有效的提高教師的教學水平和學生的綜合素質,這樣的體系能為素質教育的的實施提供保障,充分發揮評價體系促進發展的功能,讓評價的過程成為促進教學發展的魚提高的過程。評價體系的建立并不是舍棄考試制度,而是要端正目的,要學生明白學習最終是成為一個適應時代要求的高素質的公民, 而不是為了應付考試。通過建立這樣的評價體系,讓學生明白自己學什么,學習的目的是什么,以此提高教學的效率。
3 結語
綜上所述,新課程背景下高中生物的教學是一項長期的系統工程,高中生物教師要充分認識到這個工程的艱巨性,做好相應的準備。不斷提高自身素質,以培養學生的現代意識為目標,采取興趣教學法、大力開展探究式教學法等,只有這樣才能提高高中生物教學的教學水平,實現高中生物課程教學目標。
參考文獻
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【中圖分類號】G【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2014)09B-0111-02
生物科學史全方位地展示了生命科學產生、形成、發展、演變的歷程,它包含著實驗探索、理論形成的科學規律與方法,每個科研成果的背后也蘊涵著科學家偉大的科學精神與人格魅力。《普通高中生物課程標準》中提出:“學習生物科學史能使學生沿著科學家探索生物世界的道路,學習科學的本質和科學研究的方法,學習科學家獻身科學的精神,這對提高學生的科學素養是很有意義的。”在生物教學過程中,教師應該重視生物科學史的教學,以趣味的科學故事激發學生的學習熱情,以經典的科學實驗幫助學生理解生物學知識和提高探究能力,以科學家嚴謹務實、一絲不茍的科學態度陶冶學生的科學精神,從而實現生物教學的目的。對此,文章從以下四個方面探討生物科學史在生物教學中的教學價值。
一、利用生物科學史的趣味性提高學生的學習興趣,激發其學習熱情
在學習生物科學知識的過程中,很多學生會覺得枯燥乏味,甚至深奧難懂,因而對生物學習缺乏興趣。事實上,生物科學史中不乏逸聞趣事,教師應在課堂上結合教學內容,列舉一些有趣的事例,吸引學生的注意力,提高其學習興趣。愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師”,學生對所學知識產生興趣,就會提高其學習的積極性,從而提高學習效率。在生物課堂教學中,教師利用生物科學史導入新課,除了能夠迅速使學生集中注意、激發認知需求外,還能促使學生形成學習期待。例如,在講授細胞結構的知識點時,可以向學生講述英國物理學家和天文學家羅伯特?虎克發現細胞的故事來導入;在講解條件反射知識點時,可以向學生介紹俄國生理學家伊萬?巴甫洛夫通過觀察狗吃食物發現非條件反射的故事等。可見,教師應善于收集一些與生物教學有關的故事情節,在課堂上將生物科學史與生物教學巧妙融合,增加生物學知識的趣味性和故事性,從而激發學生的學習熱情,促使其主動學習。
二、利用生物科學史的漸進性理解生物學知識,突破重難點
生物科學史是生命科學研究成果的發現過程,是揭示生命奧秘的過程。在生物教學的過程中,以科學史作為教學材料,能夠順理成章地展現生物科學知識的形成過程,有助于學生全面理解生物學基礎知識,構建完整的知識體系,這也符合學生的認知規律。另外,層層遞進的科學史知識,能夠幫助學生深入地理解生物課堂上的重難點內容。
通過科學史可以全面了解生物科學的具體研究方法和思維方法,從而積累更多的知識經驗,拓展學生的思維空間,提升學生突破重難點知識的綜合能力。例如,在講授高中生物《光合作用》的內容時,教師可將光合作用的發現史貫穿在課堂教學中,如講授光合作用的產物時,可結合1864年德國科學家薩克斯的綠葉遮光實驗來講解;講授光合作用的場所時,可通過1880年德國科學家恩吉爾曼用水綿實驗來講解;講授光反應中氧氣的來源時,可以結合1939年美國科學家魯賓和卡門的氧同位素標記的實驗來講解。可見,不同的實驗體現了不同的研究方法和思維方法,可加深學生對單一變量、對照等實驗原則的理解,以及對同位素標記法等科學研究方法的掌握,從而使生物教學的重難點知識得以突破,提高學生解決問題的綜合能力。
三、利用生物科學史的經典性體驗科學過程,提高學生的探究能力
生物科學史中的一些經典實驗,蘊涵著獨特的生物學思維和科學研究方法。利用科學史上的經典實驗進行教學,是培養學生探究學習能力的一個有效措施。在生物科學史課堂中,教師要靈活運用科學史,引用科學史資料來導入新課,創設探究情景、營造探究氛圍,以發散學生思維,提高其科學探究能力。生物科學發展的歷史就是一部科學探究的歷史,在教學中可普及一些科學史的知識,讓學生從中體驗科學探究活動的整個過程。教師把經典的科學探究實驗引入生物課堂,讓學生身臨其境地思考與探索,自主設計實驗方案,感悟科學探究過程,理解科學家發現、探索和解決問題的科學精神。例如,在講授“遺傳定律”的內容時,可以融入奧地利生物學家格里哥?孟德爾經典豌豆實驗的科學史,按照“假設――演繹法”的推理探究模式進行教學,使學生在體驗遺傳規律探究發現的過程中,不斷深化對遺傳定律基礎知識的認識,掌握科學探究的基本方法,提高探究學習的能力。可見,教師在生物課堂上可以通過具體的科學史實例,讓學生親身體驗科學探究的一般過程,即觀察科學現象――提出科學假設――設計科學實驗――假設的證實或證偽,培養學生的發散思維,提高其探究能力。
四、利用生物科學史的嚴謹性樹立學生的科學觀念,培養其科學素養
科學素養包括兩個層面:一是對知識、情感和技能的掌握程度,二是在原有的基礎上不斷提升自身科學素養的能力。新課程改革的理念倡導轉變學生的學習方式變被動為主動,提倡學生主動參與、勤于動手、樂于探究,注重培養學生搜集和處理信息的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力,全面提高學生的科學素養。學習生物科學史,就是追尋科學家探索生物奧秘的腳步,深入地理解生物科學的本質和科學研究的方法。生物科學史的故事中蘊涵了科學家的科學態度及精神,例如,青霉素的發現是1928年英國細菌學家弗萊明嚴謹不茍、求真務實態度的成果;自然選擇學說的創立是英國生物學家達爾文合理質疑、勇于創新意識的指引;奧地利生物學家格里哥?孟德爾潛心研究了八年的植物雜交實驗,最終總結出重要的孟德爾遺傳規律,也體現出科學研究需要堅持不懈、一絲不茍的科學精神。在課堂教學中,教師應滲透這些生物科學史教育,有助于學生養成科學態度和科學精神,讓學生在理解科學實驗的發展過程中,提高學生發現、探索與解決問題的能力。因此說,科學實驗的嚴謹性滲透在科學史中,能夠幫助學生樹立科學觀念,培養其科學素養。
綜上,生物科學史中蘊涵著科學家對生命世界探索的精彩片段,有效的生物科學史教學應選擇適合的材料、運用恰當的手段,才能達到最佳的教學效果,讓學生身臨其境般地感受和領悟科學探索的過程。生物科學史是一部揭示生命科學發展歷程的探究史,科學史的學習將知識傳授、能力培養和情感態度價值觀的發展等三個方面的教育融合起來,其趣味性能夠激發學生的學習興趣,使學生主動地沿著科學家探索生物奧秘的道路去發現與解決問題,真正理解生物科學的本質,感受生物科學蘊涵的精神,從而培養學生的科學思維方法和科學探究能力,促進學生科學而全面的發展,對培養學生的科學素養具有重要作用。
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中圖分類號:Q69
文獻標識碼:A
文章編號:1006-0278(2015)04-138-01
一、引言
在社會主義現代化飛速發展的今天,我國各行各業都得到了飛速的發展。電子信息技術引領的互聯網時代,更是促進了我國各行各業之間的交流,讓不同行業之間的技術產生了交互,從而讓更多屬于某一行業的技術開始應用于社會生活中的方方面面。例如,不管是什么行業,只要其擁有商品和服務,他們都會利用互聯網技術開設網站,開展O2O的營銷。技術的應用范圍的拓展也不僅僅限于互聯網技術,穩定性同位素技術同樣如此。穩定性同位素技術今天已經被廣泛的應用于生物研究及其他領域。其實,最初的穩定性同位素技術僅僅是被用于地質學、化學等領域。時至今日,穩定性同位素技術已經在冶金、農業、醫學等領域被廣泛應用,特別是對于生物科學而言,有關穩定性同位素技術的應用已經十分廣泛。通過利用穩定性同位素技術,可以解決以往不能夠在生物科學當中解決的問題,并且帶來了我國生物科學研究領域的飛速發展。因此,作者在本文主要結合自身從事生物科學領域研究多年經驗,對穩定性同位素技術在我國生物科學中多種應用進行研究,以期提升穩定性同位素技術在我國現有生物科學領域中的普及程度,為更好的運用穩定性同位素技術解決生物科學研究領域中的問題提供具有參考性和建設性的意見。
二、穩定性同位素技術在植物科學中的應用
同位素是指在一些具有相同質子數量,但是卻具有不同中子數量的原子。在現有的自然界中幾乎每一個元素都會擁有自己的同位素。如果這些原子的同位素的物理性質較為穩定,并且不具有放射性,這個時候可以稱這類原子的同位素為穩定性同位素。
在植物科學研究領域,用到穩定性同位素技術最多的是對植物光合作用途徑的研究。在以往研究中,利用傳統的研究方法來尋找植物光合作用的途徑時,通常不單單需要了解所研究植物的葉肉細胞,而且還需要了解其維管束細胞,并且還需要利用復雜的生化技術過程去鑒別該目標植物通過光合作用產生的是何種光合碳產物,到底是三碳化合物,還是四碳化合物。因此,可以發現,利用傳統方法對植物光合作用途徑的研究非常的復雜,并且還需要具備某一種植物理論和實踐研究經驗。但是,如果是利用穩定性同位素技術對植物的光合作用途徑進行研究時,就會大大減少研究的整體時間和成本。當采用穩定性同位素技術方法時,我們只需要獲取植物對13CO2排斥程度的信息,就能夠判斷其到底是該植物光合作用的產物是三碳化合物還是四碳化合物,進而能夠判斷出該植物光合作用的途徑是哪一種。
三、穩定性同位素技術在動物科學中的應用
對于動物科學領域的研究而言,現在利用穩定性同位素技術方法進行研究的問題主要包括兩種:一種是研究動物食物的來源;另一種是研究動物的遷徙。對于利用穩定性同位素技術研究動物食物來源而言,其是基于動物組織同位素的來源于動物食物同位素的來源基本相同的理論,通過研究一段時間內動物組織同位素類型或含量的變壞,來判斷這一動物近期所食用的植物的種類,從而能夠對動物食物的來源研究得出結論。對于利用穩定性同位素技術對動物遷徙的問題進行研究而言,其主要是解決了一些對于體積非常小的動物的遷徙問題的研究,例如:螞蟻;蚊子;蒼蠅等昆蟲類動物。通過利用穩定性同位素技術身體毛發或者組織的同位素特征與地區、環境同位素的特征進行比較,就能夠準確的判斷出該類動物近期所出現的區域,從而獲取動物遷徙的大概方向。
四、穩定性同位素技術在微生物科學中的應用
對于微生物科學領域的研究而言,也可以采用穩定性同位素技術。在基于分子生物學技術的基礎上,利用穩定性同位素技術,能夠對微生物所生長的環境中、食物中的同位素來研究微生物的同位素構成。與此同時,對于微生物而言,也可以通過研究其基因的穩定性同位素組成來對其遺傳基因的鑒定。例如,最為常見的穩定性同位素技術應用于微生物科學的案例是研究氮素在被植物利用的整個過程。氮素通過植物的根系被植物所吸收,進而從土壤當中被植物獲取,進而進入植物的花或者是果實當中,最后這些花和果實掉落后,氮素又被土壤所吸收,從而構成了這樣一個往復循環的過程。科學家們通常是對15N進行標記,然后判斷其被在不同環境中的循環過程,進而可以初步判斷出微生物對氮素的利用效率在外部環境改變時存在著較大的差異。另外,科學家們也根據這一方式,研究發現,植物和微生物之間存在著一種資源相互爭奪的激烈關系,從而得出了有效的施肥、合理的控制養料,能夠促進植物與微生物兩者之間關系和諧、地位平衡的結論。
五、結論
通過以上的研究,可以發現,穩定性同位素技術在生物科學領域的應用帶來了我國乃至世界生物科學研究領域的飛速發展,其被廣泛的應用于植物科學領域、動物科學領域、微生物科學領域,解決了運用傳統技術無法攻克的諸多難題。為了更好的帶來這一技術應用的普及和發展,作者認為,我國生物科學領域應當多開眼看世界,要具有運用新技術探索解決老問題的理念和思想,不斷的促使我國生物科學研究領域未來的發展,而不能固守陳規,不去創新。因此,作者在此也建議我國相關研究部分努力提高自身的創新意識和科研意識,創造中國良好學術氛圍和科研氛圍,從而不僅僅為穩定性同位素技術在生物科學領域的應用提供條件,并且能夠不斷為其他新時代下的新技術在神州大地上生根發芽奠定良好的基礎。
《普通高中生物學課程標準》的基本理念之一是“提高生物科學素養”,生物新教材中加入了大量的生物科學史素材,如何將這些燦爛的生物科學史應用于日常教學并達到提高學生科學素養的目的,是我們每位高中生物教師應當努力思考并認真實踐的課題。
一、關于高中生物科學史教育
1.生物科學史概念的界定
生物科學史是以生物科學產生和發展的過程為輪廓,以科學發展歷程中帶有重大轉折作用的課題及事件為主線,用翔實的資料論述科學家的創造性勞動,生動地描述他們進行科學探索的思維過程和方法。在高中階段,我們無需對整個生物科學的發展歷程進行研究,我們關注的僅僅是教材中涉及的對我們理解知識有幫助的一些經典史事,從中我們可以體會科學探索精神,領悟科學探究的一般方法。
2.科學史教育的內涵
美國著名的科學史家薩頓說過:“一部科學史,在很大程度上就是一部工具史,這些工具,無論有形或無形,由一系列人物創造出來,以解決他們遇到的某些問題。”生物教師要帶領學生感悟科學前輩們的科學探究方法,以此來指導學生的探究活動。反之,學生實施探究活動又為實踐科學方法提供了切實的鍛煉機會。兩者互相促進,體現了理論與實踐相結合的模式,對提高學生科學素養具有重要意義。
二、生物科學史教育在培養學生生物科學素養方面的實踐價值
1.靈活運用科學史,激發學生的學習興趣
恰當引用教材中出現的科學史事,可以激發學生的學習興趣。有的科學史料能夠作為新課的引入,例如,在導入伴性遺傳時,若教師引用教材中關于色盲癥的發現過程,可以在上課伊始就把學生的學習興趣調動起來。有的可以提高學生對學科知識的理解,例如,學習完蛋白質的相關內容后,教師可以引導學生閱讀科學史話――世界上第一個人工合成蛋白質的誕生以及科學前沿――國際人類蛋白質組計劃。這兩個科學史料不僅可以加深學生對蛋白質知識的理解,還可以激發學生進一步學習的興趣和欲望。
2.巧妙運用科學史,引導學生掌握科學研究方法
生物科學史一般要經歷提出問題、做出假設、設計實驗、實施實驗、推論總結等過程,學習生物科學史能使學生理解科學的本質和科學研究的方法。如,學生學習了薩頓的假說“基因在染色體上”后,對于薩頓所運用的科學研究方法――類比推理有了一定的認識,知道這種科學方法存在局限性,即結論沒有通過實驗的證明,至此學生會有疑問如何設計實驗能證明基因在染色體上。此時教師巧妙引入摩爾根的科學故事,摩爾根無論對自己的假說,還是對別人的學說,都一概采取依靠事實和運用實驗來檢驗理論是否正確的科學態度。學生閱讀故事的同時感悟著科學探究的一般過程。
同樣,在講授光合作用的探究歷程、酶本質等生物學知識時,都可以巧妙引用科學史,讓學生領悟單一變量、對照實驗等科學實驗原則,引導學生一步步地完成科學探究。
3.適時運用科學史,滲透科學研究精神
在教材中寫入科學家的姓名和事跡,不僅是對科學家的一種尊重和褒揚,更是對青年學生的一種教育。這種教育主要是科學家人格力量、科學態度、工作精神和人生觀、價值觀等對學生的啟發與感召。
教育學生應該擁有懷疑的科學精神。摩爾根對孟德爾遺傳規律的確證過程就是最好的例子。由于摩爾根在自己所進行的實驗中沒能取得類似的結果,他便對遺傳定律產生了懷疑,于是,他勤奮地進行了一系列新的實驗,當大量的果蠅實驗結果確證了孟德爾的定律之后,他不僅承認,而且還發現了新的定律。
教育學生擁有探幽入微的研究精神。當克勞德決心把細胞內部的組分分離開,探索細胞內組分的結構和功能時,遭到了許多人的冷嘲熱諷,認為把好好的細胞弄碎毫無意義。但是克勞德堅信這樣做是十分必要的。經過艱苦的努力,他終于摸索出采用不同的轉速對破碎的細胞進行離心的方法,將細胞內的不同組分分開。
以上這些生物科學發展史中鮮活的事例,能讓學生從中受到感悟與點化,進而讓他們形成正確的世界觀、價值觀、人生觀。
綜上所述,教師利用生物科學史教育,可以提高學生生物科學素養,讓他們掌握生物科學概念,提高科學探究能力,理解科學、技術與社會的相互關系,形成科學的態度和價值觀。
參考文獻: