時間:2023-09-08 09:29:05
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關鍵詞:高中生;生物科學素養;提高;方法
提高生物科學素養是《普通高中生物課程標準(實驗)》提出的四個基本理念之一。作為高中生物學科教師,我們應通過同種渠道,實施多種方法,有效提高學生的生物科學素養
一、積極開展探究性學習
《普通高中生物課程標準(實驗)》把“倡導探究性學習”作為基本的課程理念提出。探究性學習的目標是:1.獲得科學知識;2.注重探究過程和處理信息的科學方法和能力;3.培養探究、合作的科學精神和一絲不茍的科學態度。從科學的本質出發,倡導探究性學習符合科學本身的特點。倡導探究性學習就是教師在教學過程中培養學生的獨立性、自主性,引導學生開展質疑、調查、實驗、收集、分析和解讀數據、推理、判斷、反思等探究活動中,既使學生理解、掌握和應用知識,又發展學生的收集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力,特別是培養學生的創新精神和實踐能力。生物學科中許多知識非常適合于學生通過自主探究的學習方式來獲得,同時探究有利于培養學生科學的思維方法和研究方法,從而提高學生的生物科學素養。盡管探究性學習組織難,不易駕馭,但對提高學生的生物科學素養的效果顯著。
二、及時宣傳生物科學新成果
教師要注意平時搜集一些生物科學的新成果,適時地與課堂教學知識點有機結合起來,使教材基礎知識與生命科學發展的最新成果相銜接,有利于培養學生熱愛生命科學、從事生命科學研究的志向。現代中學生思想活躍、思維敏捷,對新事物、新觀點特別感興趣,且易于接受。生物學教學應符合學生的這一心理特點,教師要盡量選用最新的資料,這樣才能激發學生的學習興趣。在教學時,教師可有針對性地補充一些與教學內容有關的最新變化的資料,縮小教學內容與現實生活的“距離感”“時間差”,用新鮮的信息刺激學生,從而拓展學生的生物科技視野,增進學生對生物科技與社會關系的理解,而且能喚起學生的時代感,使其樹立生命科學意識。
三、重視開展生物學實驗
生物學是一門以實驗為基礎的科學,沒有觀察和實驗,生物學就不可能取得舉世矚目的輝煌成就。加強實驗教學也是新課程改革的特點之一,如《分子與細胞》就新增了使用高倍顯微鏡觀察幾種細胞、觀察DNA和RNA在細胞中的分布、體驗制備細胞膜的方法、用高倍鏡觀察線粒體、探究酵母菌細胞呼吸的方式、探索環境因素對光合作用的影響、細胞大小與物質運輸的關系等實驗。加強學生實驗,培養學生觀察、體驗和探究能力,提高學生的生物科學素養,是生物學教學改革的一個必然趨勢。
教師在實驗教學過程中一定要注意改進實驗教學策略,使其真正發揮應有的作用。對于驗證性實驗,教師要鼓勵學生積極地對其進行假設和猜想,提高學生發現和分析問題的能力,使學生真正透徹地了解每一個實驗,并從中學到一些規律性的科學方法。探究性實驗能激發學生的好奇心和鉆研精神,能讓學生在實驗過程中體驗獲得成功的喜悅。因此教師可適當地以現有實驗為基礎,改進實驗方案,并盡可能讓學生自己親自設計與分析實驗,在滿足學生好奇心的同時,培養了學生科學探究能力。
四、進行生物科學史教育
《普通高中生物課程標準(實驗)》強調“要注重生物科學史的學習”。高中生物新課程教材新增了許多科學史上相關研究的事例和方法,這是新教材編寫令人矚目的亮點之一。注重科學史的教育是新課程改革的重要特點之一。生物學史是從辨證唯物主義和歷史唯物主義出發,對生物科學的產生與發展做出的科學總結,是生物科學家思維的結晶。科學精神是指人們在工作和學習中表現出來的自覺、頑強、勤奮、實事求是的情感、態度與價值觀。生物科學史是十分寶貴的教育資源,其中很多事例是對學生進行科學精神教育的良好素材。生物學史例能夠將知識傳授、能力培養和情意發展三方面教育融合起來,很好地體現生物學科的特點和素質教育的要求。生物科學史的教學要力求讓學生像科學家一樣一次次體驗科學探索的過程,理解科學的本質和科學研究的方法。
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,理解科學的本質和科學研究的方法。在教學中,教師要充分發揮生物學史例的教育作用,除了利用科學史的故事培養學生的學習興趣,還要利用生物學家的生平和事跡,對學生進行科學精神和價值觀的教育,例如“酶的發現”、“光合作用的發現”、“生長素的發現”、“DNA是遺傳物質的實驗”等史例是介紹有關研究的思維和方法,在這部分生物科學史教學過程中,教師不急于得出結論,要通過對一些經典實驗和邏輯分析的再現,使學生從中學習科學家的思維方法和理解生物學概念、原理的來龍去脈。通過讓學生體驗生物學知識的形成過程,注重對學生科學態度、方法和思維品質的養成。教材這樣編寫的目的是再現知識的發生過程,使生物傳統結論式教學變為過程式教學,達到既傳授知識又培養學生的科學思維的目標。
五、多滲透STS教育思想
科技論文;生物科學素養;文獻檢索
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。
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;或在學術刊物上發表;或做其他用途的書面文件。”科技論文能體現最新的科技成果及科技發展,科技成果已廣泛運用于生產、生活。在高中生物學教學中,有效地運用科技論文,能激發學生的探究欲望,促進學生對生物學的認識,提高生物科學素養。
二、科技論文的選擇
應選擇近期發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、生活等方面研究的科技論文。例如,在學習“生態環境的保護”時,根據不斷加劇的“霧霾”天氣,引導學生學習《北京一次持續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持續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,還有翔實的實驗數據,讓學生易于理解實驗過程、實驗數據和結論之間的關系,體現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名詞,并嘗試理清生物學概念與難理解的專業名詞之間的關系,通過新情境的構建,培養學生對知識的理解、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》或者中國知網等相關網站,采用“文獻檢索方法”“數據庫檢索方法”“出版物檢索方法”,使用關鍵詞搜索,在論文期刊上網站上或搜尋合適的論文,比如早期原創性研究論文,進行對比閱讀,培養學生學會求知、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《不同營養條件對金魚藻凈化作用及其生理生態的影響》《靜止和充氣培養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
生物科學經常以生物繪圖或圖表方式呈現科學研究方法或成果,在教學中嘗試將論文的數據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。
4.提高學生解決問題能力
1 引言
古生物學是研究地質時期生物的形態、構造、分類、分布、起源及進化的科學,是地質學的一門分支學科,因此,長期以來,“古生物學”課程一般都在地質院校和綜合性大學的地質系設置,而生命科學學院或生物系很少設置本門課程。但古生物學同時也是一門跨生物學和地質學的交叉學科,生物學中的一些系統學問題,如生命的起源與演化、被子植物的起源與演化等問題都有賴于古生物學的研究。本文將介紹生命科學學院生物科學專業開設“古生物學”課程的意義、教學特點以及通過三個學期的教學嘗試所取得的初步成果。
2 生物科學專業開設“古生物學”課程的意義
隨著學科之間的不斷交叉和滲透,古生物學和現代生物學的關系越來越密切。生物學中的一些系統學問題,如被子植物的起源等問題都有賴于古生物學的研究。中國是古生物化石多樣性最豐富的國家之一,長期以來在國際古生物學界的地位舉足輕重,尤其是近十多年來通過古生物學和生物學的交叉研究,相繼在生命起源、鳥類起源及被子植物起源等問題的研究中取得了突破性的進展,令世人矚目。如云南澄江動物群中最早脊索動物的發現、遼西帶羽毛的恐龍—中華龍鳥的發現等等,這些成果相繼在“science”、“nature”上發表數十篇論文。
長期以來,“古生物學”課程一般在地質院校和綜合性大學的地質系開設,而生命科學學院或生物系很少設置本門課程。由于生命科學學院生物科學專業高年級學生已經掌握了相關的現代生物學知識,因此在生物科學專業開設本課程,將能使本專業的學生更加系統地了解地球生命的起源以及生物界由簡單到復雜、由水生到陸生進化的地質歷程,并及時了解國際古生物學和生物學交叉領域的最新研究成果。因此本課程的開設對開闊生物科學專業學生的視野,啟發他們認識生物學和古生物學交叉領域一些重大科學問題,進而發現并探索一些新的問題等都具有積極的意義。
3 生物科學專業“古生物學”課程的教學特點
地質院校和綜合性大學地質系開設的“古生物學”課程的教學特點,主要是介紹不同地質時期發現的各門類動、植物化石的形態特征,因此主要是形態分類方面的。編寫的“古生物學”教材一般分為兩部分,第一部分通論主要介紹古生物學的基本概念、化石的形成過程、化石類型、生物的演化以及古生物學的任務;第二部分各論主要介紹各門類化石,包括:原生動物門、海綿動物門、古杯動物門、腔腸動物門、苔蘚動物門、軟體動物門、節肢動物門、棘皮動物門以及古植物等各個門類。
但生命科學學院生物科學專業的學生在三年級以前已經系統地學習了動物學和植物學課程,對動、植物的形態解剖特征以及系統分類已經有了比較全面的了解,因此生物科學專業的“古生物學”課程如果還是象地質院系一樣介紹系統分類,勢必會造成很多重復,學生也會感覺枯燥而沒有新意。基于此,生物科學專業的“古生物學”程教學應根據學生已有的知識基礎,在系統介紹地質時期主要化石門類的基礎上,重點介紹與生命科學密切相關的一些科學問題和最新研究進展,以及地質時期生命演化的主要歷程。同時,還要注重理論與實踐相結合,通過野外親自采集化石標本和室內鑒定研究,增加學生的興趣。
生命科學學院生物科學專業“古生物學”課程講授的主要內容包括以下四個方面:地質時期主要的動物和植物化石門類;生命演化的五個主要階段的特征,包括藻類和無脊椎動物時代、裸蕨植物和魚類時代、蕨類植物和兩棲動物時代、裸子植物和爬行動物時代、被子植物和哺乳動物時代;各主要時代生物界的特征以及主要門類動、植物的起源與演化;野外認識地層及化石的產出狀況,采集并鑒定、描述和研究化石。
4 教學效果及今后展望
為了進一步拓展生命科學學院生物科學專業學生的知識面,作為教學改革嘗試,本文作者于2003年提出申請,為中山大學生命科學學院生物科學專業高年級本科生(三年級)開設“古生物學”選修課,同年得到學校批準,并于2005年度第二學期在2003級生物科學專業正式開課,共有33人選修了本課程,成為該學期生物科學專業選修人數最多的課程之一。其后2006和2007年度選修本門課程的人數均達到了50人,從中反映了本門課程在生命科學學院的影響在不斷擴大。
根據上述教學特點,本門課程理論課主要介紹古生物學基本原理、常見化石類型、重要門類生物的起源與演化、地質時期生命演化的主要歷程以及我國古生物學研究在國際上的地位和貢獻等;野外實習主要帶領學生到廣州近郊花都花東鎮認識地層和巖性,了解化石在野外地層中的產出狀況,親自采集動、植物化石標本,初步掌握采集化石的技巧,并能初步判斷哪些地層中可能含有化石;室內實習主要讓學生認識各種常見化石標本,并親自鑒定自己從野外采集回來的動、植物化石,然后進行形態描述和初步的研究。
具體教學方案如圖1:
關鍵詞:生物科學;實踐教學;創新平臺;校企合作;管理體制
一、引言
隨著社會發展和就業市場對人才培養要求的提高,生物科學教學過程中,除了讓學生掌握基本理論知識之外,還要加強實踐教學活動,促進學生實踐技能提升,讓他們有效順應時展需要,努力提高實踐技能和人才培養質量。但目前實踐教學存在不足,制約生物科學人才培養效果提升,需要采取措施改進和完善。
二、生物科學類專業實踐教學改革的意義
根據教學目標和人才培養需要,創新生物科學實踐教學活動,不僅順應時展需要,同時也是提高人才培養質量的要求,其重要意義表現在以下方面。第一,順應教學工作需要。在整個社會對生物科學專業人才培養質量要求提高的前提下,很多學校注重加強基礎設施建設,改善教學條件,完善實訓基地建設,創建實踐教學示范中心。在這樣的背景下,學校應該更新思想觀念,創新教學模式和人才培養方式,完善實踐教學基地建設,從而順應教學工作需要。第二,促進學科有效發展。生物科學的有效發展,離不開實踐教學活動。為此,學校應該根據實踐教學工作需要,注目整個社會對專業人才培養的需要。合理設置實踐教學課程,拓展實踐教學基地,加強師資隊伍建設,完善教學管理工作,為生物科學這門學科的有效發展注入生機和動力。第三,提高學生實踐技能。毫無疑問,生物科學實踐教學是提高學生實踐技能的重要手段。作為任課教師,應該創新教學方式,健全實踐教學課程設置,增進校企合作,提高任課教師的綜合素質,并完善教學管理和考核評價體系。進而讓學生有效融入學習活動,促進學生實踐技能提高。
三、生物科學類專業實踐教學的模式路徑
雖然實踐教學活動具有重要作用,但一些學校沒有充分認識其重要意義,教學管理不到位,校企合作沒有落實,制約實踐教學工作的有效進行,有必要從以下方面采取完善措施。第一,搭建教學與科研創新平臺。根據生物科學的教學目標和人才培養需要,以教學資源共享和科研活動順利進行為目標,科學合理構建生物科學實踐教學與科研平臺。要修訂和完善實踐教學大綱,考慮專業發展要求和人才培養需要,加大綜合性實驗、設計性實驗所占的比例,最大限度發揮平臺的優勢,滿足學生獲取最新研究成果的需要,讓學生接觸最先進、最前沿的生物科學知識。從而激發學生的創新思維,提高知識應用技能,促進實踐技能提高。第二,整合教學資源和儀器設備。優化整合生物科學的教學資源,合理安排儀器設備,強化實驗室建設和科研平臺建設。這樣既能提高教學資源的利用效率,還能推動實踐活動順利進行。要根據生物科學實踐教學需要和人才培養目標,搭建實踐教學示范中心,既滿足學生開展實踐學習活動的需要,還能為畢業論文設計,開展科研活動創造便利,推動實踐教學效果和人才培養質量提升。第三,創新理念并增進校企合作。充分利用校內資源開展實踐活動,增進與校外企業、科研單位的聯系,為學生參加實踐鍛煉提供條件。例如,可以與動植物保護站、動植物研究所、生物制藥企業等增進聯系,為學生參加實踐鍛煉提供保障。并且還要加強實踐教學的管理考核工作,增強學生實踐技能,促進他們的綜合素質提升。第四,加強師資隊伍的建設工作。學校應該加強師資隊伍建設,引進生物科學專業知識扎實,實踐技能強,教學水平高的任課教師,為實踐教學活動開展準備師資力量。同時還要注重對任課教師的管理培訓,構建完善的培訓管理體制,采用進修、訪問、觀摩同事教學等活動形式,不斷提高任課教師的綜合技能和實踐教學水平。可以邀請企業的優秀教師來學校講學,為任課教師到企業參加訓練創造條件,有效培養“雙師型”教師隊伍,讓他們更好適應實踐教學需要,促進生物科學實踐教學效果提升。第五,健全實踐教學的管理體制。針對實踐教學工作需要,構建完善的教學管理體制,有效約束和規范實踐教學活動。要明確管理目標,規范實踐教學活動流程。同時在實驗室建立完善的管理制度,明確工作人員職責,保證實踐教學活動順利進行。改進考核評價體系,注重對學生實踐活動過程的考核,真實記錄學生參與實踐活動全過程的基本情況,確保考核評價的科學性與合理性。實踐過程中還要加強安全管理,推動實踐活動有效開展下去,促進生物科學專業學生實踐技能不斷提升。
四、結束語
綜上所述,實踐教學是生物科學專業教學不可忽視的重要環節。作為任課教師,應該充分認識加強實踐教學的重要作用,并結合人才培養目標,創新思想觀念,整合優化教學資源,完善課程設置,并加強實踐教學管理。從而有效規范和引導生物科學的實踐教學活動,激發學生興趣和熱情,促進生物科學專業學生的實踐技能提升,讓他們更好適應將來的工作和學習需要。
參考文獻:
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關鍵詞:現代生物科學 傳統中醫藥學 結合 應用
就我國目前廣泛流行和應用的醫學體系來說,主要包括現代生物科學和傳統中醫藥學。中醫藥學有著漫長的發展歷史,是我國長期臨證實踐的積累和總結,也是我國傳統文化傳承和發展的重要結晶。對于現代生物科學而言,其基于現代的科學技術研究成果,以最新的科技為支撐,是由國外產生發展而來。目前我國醫用治療護理對于兩種醫學體系均有應用,但兩者的結合性并不強,未能發揮兩者的優勢和長處。這就要求我國在發展不同醫學體系的同時,強化兩者的結合應用研究。
一、現代生物科學和傳統中醫藥學概述
(一)現代生物科學概述
所謂現代生物科學,指的是利用一定的技術手段,對生物有機體于分子和細胞水平進行有效的設計和操作,實現物種質量的改良,并優化生命大分子的物質或特性。當前的現代生物科學包括多個核心技術,以基因工程為核心,以細胞工程、發酵工程和酶工程等為組成部分。現代生物科學的應用范圍較為廣泛,不僅醫藥衛生領域能夠有效利用,化學、能源和冶金等工業領域均能有效利用。其中醫藥衛生領域是最早且應用最廣泛、效果最為顯著的一個領域。
(二)傳統中醫藥學概述
傳統中醫藥學以我國長期的臨床實踐和豐富的傳統文化為基礎,逐步發展形成醫學理論和實踐體系。中醫藥學以整體觀念作為核心思想,并通過辨證論治作為主要的實踐指導。中醫藥學認為人體是有機整體,通過整體和功能、時間和空間的有機統一角度,在認識人體生命現象的基礎上,逐步探討并延伸出醫學命題,形成一套具有中國特色的醫學體系。
二、傳統中醫藥學對現代生物科學發展的啟示
隨著全球化進程的不斷推進,我國與世界的交流和互動越來越頻繁,在醫學的探討和交流關系上也更加密切。傳統中醫藥學憑借其獨特的醫學理念,不僅在醫用治療和護理上有著顯著優勢,對于現代生物科學發展也有著重要的啟示。
傳統中醫藥學以整體觀作為理論研究和醫療實踐的指導思想,以陰和陽來概括人體生理和病理特征,通過陰陽的矛盾中和來探討人體生命動態平衡問題,并逐步延伸到自然藥物的生物屬性上。中醫藥學中對于機體整體功能的關注以及機體病理變化與自然動植物性能的系統化分析,均與現代生物藥學不謀而合。傳統中醫藥學累積的中藥復方復雜且繁多,化學成分復雜,為現代生物科學研究提供了巨大寶庫。就目前而言,青蒿素和三氧化二砷等藥物,均是由傳統中醫藥學中的復方中提煉而來。通過對復方活性成分的追蹤,得出能用于實踐生產和醫用治療的藥物。此外,從茵陳蒿湯中發現二甲基和七葉苷原等,為遺傳和獲得性黃疸治療提供了新的視角和突破。
三、現代生物科學對中醫藥學發展的啟示和幫助
現代生物科學借助于不斷發展的現代科技,其不僅實現了自身醫學體系的發展,還對中醫藥學產生巨大的推動和促進作用。尤其是現代生物科學傳感技術的發展,使得中醫藥學的傳感技術應用也有了巨大進步。
首先,現代生物科學中的物理傳感器催生了中醫脈診儀。利用傳感器探頭采集患者的脈象信息,實現了中醫脈診的定量化和標準化。其次,在化學傳感器基礎上產生的經絡傳感針,不僅實現了中醫針刺理法的醫治目的,還能對人體微區進行動態監測。此外,基于仿生傳感器產生的中醫藥嗅覺味覺研究,實現了中藥藥性和五味的定性分析,且通過定量描述,為中藥理論現代化提供有力支持。總而言之,現代生物科學的現代技術能夠極大幫助傳統中醫藥學的延伸和發展,一方面不斷提升中醫診斷治療的準確性,另一方面則極大推動了中藥理論研究的現代化。
四、結語
現代醫學的發展必將是優勢共長和多元融合的發展方向,現代生物科學和傳統中醫藥學有著各自的優勢和長處,實現兩者的共同促進和結合,是我國醫學研究和實踐者必須重點關注的內容。利用現代生物科學提升傳統中醫藥學的技術水平,并以傳統中醫藥學來拓寬現代生物科學的研究領域和范疇,才能為人類醫學水平的提高提供強勁動力。
參考文獻:
[1]史大卓,劉京,康景軒.傳統中醫藥學和現代系統生物醫學的碰撞和啟示[J].中醫雜志,2007,(12).
關鍵詞 生物 教學 科學素養
一、生物科學素養的內涵及內容
1、生物科學素養的內涵
根據《義務教育生物課程標準(實驗稿)》的規定,生物科學素養是公民科學素養構成中重要的組成部分,是指公民參加社會生活,經濟活動,生產實踐和個人決策所需要的生物科學知識,探究能力以及相關的情感態度和價值觀,它反映了一個人對生物科學領域中和新的基礎內容的掌握和運用水平以及在已有基礎水平上不斷提高自身科學素養的能力。從這一界定中不難看出,提高生物科學素養所追求的并非對生物科學事實和信息量的更多占有,而是對核心概念和科學思想的深刻領悟;并非限于對生物科學知識的理解,還包括對生物科學過程和方法的掌握和運用;并非生物科學知識的專門化和學科化,而是強調科學與個人和社會的緊密聯系,因此將提高每個中學生的生物科學素養作為本次新課程改革的核心任務。
2、生物科學素養的具體內容
生物科學素養所包含的內容比較豐富,其中比較重點的一是科學態度和科學的世界觀。科學態度是指學生對科學知識以及科學技術科學精神所抱有的好奇心、自信心、實事求是的科研工作作風以及善于合作交流的能力、豐富的想象力和創新能力等。科學的世界觀主要是讓學生理解科學,并認為世界是能夠被認知的,科學知識是不斷變化的,并且是一個不斷發展和完善的過程,另外科學是一個產生知識的過程,知識的變化是不可避免的,科學雖然處于不斷變化之中,但這種變化是處于緩慢的修正之中,絕大多數知識是相對穩定的,科學不能為一切問題提供全部答案,世界上還有許多事物不能用科學方法來驗證等。二是科學探究方法與技能。科學探究方法與技能是可以受益終生的,讓學生們在參與探究的過程中體驗、學習探究的方法和技能,并且科學探索是重過程勝于結果的過程,其過程主要的步驟和技能是:提出問題、作出假設、制定計劃(設計實驗)、作出預期、收集證據(分析數據)、得出結論、表達和交流等。三是主要運用的科學的思維方式。在科學探索過程中經常運用的思維方式有邏輯思維、辨證思維、求異思維、發散思維、批判思維等。
二、生物學教學中培養學生科學素養的策略
1、教師應全面提高個人生物學素養 ,培養學生的生物科學素養
要培養學生的生物科學素養,教師就必須成為一名具有較高生物科學素養的人,這就要求教師具有不斷學習的精神,具有系統的專業知識,了解教材編寫的指導思想、內容的選擇、編寫的方式、課程的理念和培養目標,具有指導學生開展實驗和進行探究活動的能力,要更新觀念,更新教育思想,改革教學模式,改進教學方法和手段,通過學習與反思增強教學的吸引力,整合各種教學資源,把握教材,關注教學細節,使自已的教學課堂成為向學生成功滲透生物科學素養的高效課堂,才能使學生具有扎實的基礎知識、科學求實的態度、靈活多變的思維方式和強烈的創新意識,讓學生感受到生物科學與我們的生活生產息息息相關,以培養學生學會探究和實踐,養成嚴謹的科學態度。
2、注重實驗教學
生物科學是一門以觀察和實驗為基礎的科學。生物學實驗是培養學生生物學素養的重要基礎和有效途徑。在實驗教學中我從以下方面入手。
1)重視對學生實驗興趣的培養
初中學生的實驗技能還很貧乏,由于新鮮感與好奇心的驅使,對生物課特別是生物實驗課興趣較濃。教師要利用好這個有利條件。在對學生進行實驗課的重要意義和實驗目標教育的基礎上,通過開展實驗教學活動進行培養,要避免空洞地說教。
2)培養學生的觀察能力
觀察是實驗課的重點,如果觀察不好,就失去了實驗課的意義。一是要明確觀察的目的要求,避免觀察的盲目性,在觀察中除要求學生按實驗要求觀察外,要引導學生有新的發現,并及時給予鼓勵。二是指導學生學會有順序地觀察。嚴格按順序觀察不僅能提高觀察的效果,還能培養學生嚴肅的科學態度和良好的學習習慣。
3)培養學生的操作技能
操作是實驗成敗的關鍵,如果操作不得法,直接影響實驗的效果,甚至使學生產生畏懼心理,不利于學生愛做實驗,形成素養。操作技能的培養,首先要調動學生“動手”的積極性,使學生都能動起手來,對有懼怕心理的學生,教師要予以幫助,使他們逐步消除懼怕心理,讓他們多接觸儀器和標本,時間長了,就自然地敢動手操作了,教師適時的加以指導,學生的操作技能自然水到渠成。
4)培養學生提出問題,分析問題的能力
實驗的目的是解決實際問題,實驗中要重視問題能力的培養。如在進行“綠葉在光下制造有機物”的實驗前,我向學生提出幾個問題:在這個實驗中,我們的目的是什么?要達到這個目的,我們要解決那些問題?要注意些什么?然后通過學生小組討論、發言和教師的引導,就可讓學生的問題能力得到培養。并通過這些問題使學生明白實驗步驟設計的意圖。對在實驗過程中出現的現象,不要急于告訴學生是什么,怎么辦,要引導學生思考,提出問題,想出答案,通過不斷的培養,學生提出問題,分析問題的能力就會得到提高,從而促進學生實驗設計能力,操作能力和解決問題能力的提高,為學生開展科學探究奠定基礎。
關鍵詞 高中生物學 生物科學史 科學素養
中圖分類號:G633.91 文獻標識碼:A
1 有助于體驗科學家認識問題的思維過程和探索精神
生物學科的發展是一個在困難和挫折中曲折發展的過程,一代又一代的科學家百折不撓地追求關于生物學知識的故事可歌可泣令人動容,感受科學家們的艱辛和困苦,有助于學生在感同身受中樹立良好的榜樣,培養他們為科學獻身的崇高精神。例如:高中生物課本中關于光合作用的生化反應方程式看似簡單,卻是科學家們300多年時間堅忍不拔地探索點結果:1629年比利時科學家范?海爾蒙特做了一個有趣的實驗,他把一株小柳樹種在裝有烘干土壤的大桶里,再用一個穿孔的鐵板蓋在大桶上,既允許雨水和空氣進入,又可避免土壤的流失。最后得出結論:柳樹重量的增加主要來自水而非土壤;1772年英國科學家約瑟夫,普里斯特利用小鼠作為實驗對象,他把小鼠放入一個缺乏氧氣的容器中,不久小鼠死掉;然后他又將綠色植物放入這個缺乏氧氣的容器里,重復上述實驗,結果小鼠能夠生存。普里斯特利的結論是:蠟燭燃燒會污染空氣,使小鼠窒息而死;綠色植物則能夠凈化因蠟燭燃燒或動物呼吸而變得污濁的空氣;20世紀30年代美國科學家魯賓卡門采用同位素標記法研究了光合作用。第一組植物提供和,釋放的是:第二組提供和,釋放的是。實驗證明,光合作用釋放的氧全部來自來水。這就直接證明了光合作用釋放的氧氣來自水。
發現光合作用生化反應方程式的這段迂回曲折的歷程,有助于學生體會到科學家們嚴謹的科學態度和巧妙的實驗方法。回顧科學家們的成長史、奮斗史,循著科學家足跡,領略他們的精神世界,接受他們的熏陶,從而培養了學生不畏艱辛、不怕失敗、探索真理的科學情感。同時也使學生明白科學不是絕對的真理,而是一個不斷發展變化的。
2 有利于學生形成敢于懷疑的科學態度,形成正確的的創造思路
正確的思路是人們進行科學研究取得成果的必要條件。如何推陳出新,多角度開發研究思維呢?我們可以從科學家們的工作方法中尋找到一些答案。孟德爾在研究豌豆遺傳時獨辟暖徑來用數學統計方法來設計實驗,這個實驗里面蘊含著很多工作思路,如發現問題和提出問題、作出假設、邏輯推斷、檢驗假設、演繹推理、分析結論、交流評價等。筆者在上課時引入孟德爾發現遺傳規律的史實,既避免了傳統說教的弊端,又激發了學生的學習興趣,讓學生明白到:我們只有敢于質疑,跳出前人設置的條條框框,才能開拓思路,實現突破。
事實上,科學并非只是一成不變的事實和理論,而是由新舊事實和理論在一致與矛盾共同推動發展的。學生從前人設計實驗的過程中學到科學的研究方法,體會到科學研究的艱辛和科學家追求真理的自強不息的精神而對科學產生興趣,從而激發學生的創新和創造能力。
3 有助于教師轉變教學觀念、提高教育教學水平
《標準》明確提出,“獲得生物學基礎事實、概念、原理、規律和模型等方面的基礎知識,知道生物科學和技術的主要發展方向和成就,知道生物科學發展史上的重要事件”。可見,《標準》已經向生物學教師提出了必須具備生物科學史方面的素養的要求。生物科學史的發展歷程和經典實驗中除了涉及生物知識外,還有化學、地理、物理等相關知識。這就需要教師要不斷提高自己對相關交叉學科的認識,實現知識結構的多元化。在講授生物科學史時,要想達到提升學生科學素養等目的,教師首先自己要以科學的方法去融合各學科內部的基本概念、理論和定律,廣泛利用網絡技術、計算機和社會資源,了解學科的發展動向和最新研究成果,對所教內容不僅要知其然,而且要知其所以然。這樣才能全面理解所教內容的價值和意義,也才能幫助學生認識到自然界普遍聯系、相互作用的現象與規律,使學生學習的興致更加高漲,從而收到良好的教學效果。
4 有助千提高學生的實驗能力
陶行知先生曾指出,真正的教育必須培養出能思考會創造的人,教學實驗是激發學生探索興趣,培養學生創新意識、創新精神的切入點,是科學研究啟蒙教育的重要途徑。在高中生物教學過程中滲透生物史的教育,還有很多教育功能,例如可以有效提高學生的實驗能力和動手能力,生物學是一門以觀察和實驗為基本研究方法的學科,生物學實驗是生物學發現和創造的源泉,是檢驗生物學理論的唯一標準。科學家們執著不舍的精神、操作實驗的正確方法以及發現問題、提出問題和解決問題的創新思路,可以對學生的實驗能力產生潛移默化、潤物無聲的效果,讓學生在不知不覺中提高自身的實驗水平,從而間接地達到顯著提高學業成績和學習興趣的目的。在生物教學中滲透生物史教育,將生物學史教育與中學生物教育有機地結合起來,是培養學生科學素養的一條捷徑,有利于教師轉變教育觀念,有利于教師對學生的學法進行指導,有利于學校教育改革的實踐。
5 小結
可見,生物科學史的合理運用和滲透,對學生的科學素養的提升、人文精神的熏陶以及教師的教學水平的提高都有著不可替代的作用,但從總體上看,在理論層面上,人們對生物史教育的價值及其作用仍然一知半解;在實踐層面上更沒有找到將生物史融入科學教學的行之有效的教學方法。經驗和現實告訴我們,重新認識和挖掘科學史的教育價值,探索生物科學史教育行之有效的模式,是當前我國科學教育改革急待解決的重大課題。作為生物教學教育者,我們仍然任重而道遠!
參考文獻
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【關鍵詞】生物學史教育;素養;策略
中學生物課程標準明確提出:“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,理解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”。那么,在高中生物教學中,我們應該如何進行生物學史教育呢?下面我就談談自己的一些基本策略:
策略一:利用生物學史的材料進行探究
施瓦布在“教師手冊”中說:“作為探究的科學教學的本質是讓學生理解在科學發現過程中,問題是怎樣提出的,如何得到驗證的,最后又是怎樣得出結論的。”他把利用科學史為素材的探究稱作對“探究”的探究。
利用生物學史的材料進行探究,是生物學教學中常用的一種方法。我們生物教師應該根據新課標的要求,利用生物學史的材料設計好自己的教案。在教學的過程中,利用已經收集的材料以及多媒體課件的展示,帶領學生進入科學家探究的工作過程中,并能讓他們領悟科學家是如何進行探究的,他們的方法,他們的思路又是如何的,同時體驗科學家對科學探索的精神。例如在生長素的發現過程的教學中,我首先提出問題:為什么陽臺上的盆栽植物總是彎向光的方向生長呢?向日葵的花盤總是跟著太陽轉呢?讓學生自己討論,并說出他們各自的想法。此時,我就告訴學生早在1880年達爾文就利用了金絲雀藕草的胚芽鞘對植物彎向光源生長進行了研究,此后詹森、拜爾、溫特等幾位科學家也利用胚芽鞘進行進一步的研究。之后我利用多媒體課件分別展示達爾文及幾位科學家所做的實驗,讓學生討論,發現實驗的不足以及總結實驗的結論,跟著科學家的腳步一步步來探索生長素的發現,最后學生歸納總結植物向光性的原因。這樣不僅解決了問題,還有助于培養學生運用科學的方法解決問題的能力,也讓他們體驗了科學發現是一個不斷深化的過程。
策略二:提高教師對教育功能的認識
眾所周知,教師是傳授知識的主體,教材是教師教學的工具,能否發揮教材教育功能的關鍵在教師。同樣,為了有效發揮生物學史教材的教育功能,生物教師本身也必須具有較高的生物學史素養,這樣才能在掌握生物學史知識的基礎上,從認識生物學史的角度,來把握生物科學的發展軌跡與規律,才能挖掘生物學史的教育功能。不僅如此,提高生物學史的認識對教師全面發展和把握生物學科的知識體系,提高自身的教學水平具有長遠的意義。
策略三:對生物規律進行合理的總結
生物學史教學作為一種教學活動,必然有其自身的規律,只有掌握了這些規律,才能進行有效地教學,才能使教學達到預期的目的。生物學史教學有著多方面的規律,目前需要盡快認識和把握的,如生物學史科學與知識、技能教學之間的關系;生物學史教學內容之間的關系,如科學家故事、科學探索的背景、科學發現過程、方法論等之間的關系等。教師對這些關系的認識、協調與處理,既是提高生物教學質量的基礎,也是保證其健康發展的條件。只有當真正解決好生物學史教學與知識,技能教學之間的關系,才能保證生物教學質量的全面提高,才能促進學生思想品德、科學素質、智力和操作技能的均衡發展,而不致走向顧此失彼、矯枉過正的偏頗境地,甚至阻礙了生物教學的正常開展。
策略四:開展生物教學實踐研究
由于應試教育,使目前生物學史教學被相當多的生物教師所輕視,從而使教學方法較為落后,一般僅限于傳統講授的教學方法,這種教學不可能充分體現完整生物史的教育功能和思想。為此,廣大教師必須重視生物學史教育,有計劃地組織生物教師在實踐中開展生物學史教育研究,深入分析教材內容,適當補充科學史料,積極改進教學方法,最終能真正達到素質教育的目的。例如在高中生物教材中作為課程內容要素的科學史有:植物生長素的發現過程、人類對遺傳物質的探索過程、光合作用的探究歷程等,而僅僅作為素材的科學史有:穩態概念的提出和發展、促胰液素的發現、細胞膜結構的探索歷程等。教材中的生物學史的內容還遠遠不夠。因此,教師應進行生物學史教材的分析,適當補充有關科學探索的背景、科學發現過程以及方法論方面的生物學史材料,挖掘教材的教育功能。提高學生學習的興趣和能力,促使學生動手學習科學發展歷史,領會科學精神,掌握科學思維方法,提高學生的科學素質。
策略五:搜集各種生物科技信息