时间:2023-09-08 09:29:05
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关键词:高中生;生物科学素养;提高;方法
提高生物科学素养是《普通高中生物课程标准(实验)》提出的四个基本理念之一。作为高中生物学科教师,我们应通过同种渠道,实施多种方法,有效提高学生的生物科学素养
一、积极开展探究性学习
《普通高中生物课程标准(实验)》把“倡导探究性学习”作为基本的课程理念提出。探究性学习的目标是:1.获得科学知识;2.注重探究过程和处理信息的科学方法和能力;3.培养探究、合作的科学精神和一丝不苟的科学态度。从科学的本质出发,倡导探究性学习符合科学本身的特点。倡导探究性学习就是教师在教学过程中培养学生的独立性、自主性,引导学生开展质疑、调查、实验、收集、分析和解读数据、推理、判断、反思等探究活动中,既使学生理解、掌握和应用知识,又发展学生的收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力,特别是培养学生的创新精神和实践能力。生物学科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。尽管探究性学习组织难,不易驾驭,但对提高学生的生物科学素养的效果显著。
二、及时宣传生物科学新成果
教师要注意平时搜集一些生物科学的新成果,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的最新成果相衔接,有利于培养学生热爱生命科学、从事生命科学研究的志向。现代中学生思想活跃、思维敏捷,对新事物、新观点特别感兴趣,且易于接受。生物学教学应符合学生的这一心理特点,教师要尽量选用最新的资料,这样才能激发学生的学习兴趣。在教学时,教师可有针对性地补充一些与教学内容有关的最新变化的资料,缩小教学内容与现实生活的“距离感”“时间差”,用新鲜的信息刺激学生,从而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。
三、重视开展生物学实验
生物学是一门以实验为基础的科学,没有观察和实验,生物学就不可能取得举世瞩目的辉煌成就。加强实验教学也是新课程改革的特点之一,如《分子与细胞》就新增了使用高倍显微镜观察几种细胞、观察DNA和RNA在细胞中的分布、体验制备细胞膜的方法、用高倍镜观察线粒体、探究酵母菌细胞呼吸的方式、探索环境因素对光合作用的影响、细胞大小与物质运输的关系等实验。加强学生实验,培养学生观察、体验和探究能力,提高学生的生物科学素养,是生物学教学改革的一个必然趋势。
教师在实验教学过程中一定要注意改进实验教学策略,使其真正发挥应有的作用。对于验证性实验,教师要鼓励学生积极地对其进行假设和猜想,提高学生发现和分析问题的能力,使学生真正透彻地了解每一个实验,并从中学到一些规律性的科学方法。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。因此教师可适当地以现有实验为基础,改进实验方案,并尽可能让学生自己亲自设计与分析实验,在满足学生好奇心的同时,培养了学生科学探究能力。
四、进行生物科学史教育
《普通高中生物课程标准(实验)》强调“要注重生物科学史的学习”。高中生物新课程教材新增了许多科学史上相关研究的事例和方法,这是新教材编写令人瞩目的亮点之一。注重科学史的教育是新课程改革的重要特点之一。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做出的科学总结,是生物科学家思维的结晶。科学精神是指人们在工作和学习中表现出来的自觉、顽强、勤奋、实事求是的情感、态度与价值观。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科学精神教育的良好素材。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。生物科学史的教学要力求让学生像科学家一样一次次体验科学探索的过程,理解科学的本质和科学研究的方法。
学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路,理解科学的本质和科学研究的方法。在教学中,教师要充分发挥生物学史例的教育作用,除了利用科学史的故事培养学生的学习兴趣,还要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,例如“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”等史例是介绍有关研究的思维和方法,在这部分生物科学史教学过程中,教师不急于得出结论,要通过对一些经典实验和逻辑分析的再现,使学生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。通过让学生体验生物学知识的形成过程,注重对学生科学态度、方法和思维品质的养成。教材这样编写的目的是再现知识的发生过程,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。
五、多渗透STS教育思想
科技论文;生物科学素养;文献检索
高中生物学教学使用的教材以及生物科技书籍与生物科技新进展存在较大的时差,将生物科技论文中的新观点、新作法,以及相关的新知识、新成果和新应用传播给学生,可促进学生对不断发展的生物科学及其研究的理解和应用,引导学生主动学习,提高生物学学习能力和生物科学素养。
一、科技论文的概述
所谓科技论文是指论证、描述运用科学技术,开展科学研究,获得一定科研成果的学术性文章。中国国家标准GB7713-87明确指出:“学术论文是某一学术课题在实验性、理论性或观测性上具有新的科学研究成果或创新见解和知识的科学记录;或是某种已知原理应用于实际中取得新进展的科学总结,用以提供学术会议上宣读、交流或讨论;或在学术刊物上发表;或做其他用途的书面文件。”科技论文能体现最新的科技成果及科技发展,科技成果已广泛运用于生产、生活。在高中生物学教学中,有效地运用科技论文,能激发学生的探究欲望,促进学生对生物学的认识,提高生物科学素养。
二、科技论文的选择
应选择近期发表的较高水平的科技论文,注意选择研究角度新颖、涉及生物学热点话题的研究文章。如学习有关育种知识时,介绍有关华中农业大学科研人员克隆出控制水稻光敏感核不育的基因pms3,该科研成果可加速水稻“两系”不育系培育,促进作物杂种优势利用。引导学生由此相关信息为主题,检索有关科技论文,让学生获取科学性、权威性的基因工程育种的最新科学进展。
还应注意选择有关促进社会、生产、生活等方面研究的科技论文。例如,在学习“生态环境的保护”时,根据不断加剧的“雾霾”天气,引导学生学习《北京一次持续性雾霾过程的阶段性特征及影响因子分析》,帮助学生了解北京地区持续性雾霾天气过程中的气象因素和气溶胶演变特征。学生结合“雾霾”天气亲身体验,加深了对“雾霾”天气的了解,提高保护环境的意识,有利于学生掌握生物科学知识,运用所学的知识解决现实生活中的问题。许多实验验证性的科技论文包含有实验材料、实验方法、实验结果、讨论和结论,不仅具有科学的、最新的实验技术和方法,还有翔实的实验数据,让学生易于理解实验过程、实验数据和结论之间的关系,体现科技论文的应用价值与社会意义。
三、科技论文的教学应用
首先在课堂上为每位学生提供一份论文,要求学生围绕“文章的研究的目、研究的对象、研究的结论或结果、研究的问题对社会或研究领域有什么影响”等一系列问题进行阅读,培养学生快速地获取有关信息的 能力。
然后指导学生罗列论文中相关的生物学概念和难理解的专业名词,并尝试理清生物学概念与难理解的专业名词之间的关系,通过新情境的构建,培养学生对知识的理解、分析、应用等迁移能力,为理解实验和科学进展打下良好基础。
科技论文表述的实验原理和步骤等具有前瞻性,专业性比较强,学生难以理解。课堂教学时教师应简要地解释实验过程,引导学生理解新的实验方法和实验设计,尝试用通俗易懂的文字简化复杂的实验条件和方法,设计相关类似的实验,提高学生的实验设计能力。
四、科技论文的教育价值
1.促进学生学会文献检索
指导学生从公共媒体如报纸、公共科学杂志,比如《新科学家》《科学新闻》或者中国知网等相关网站,采用“文献检索方法”“数据库检索方法”“出版物检索方法”,使用关键词搜索,在论文期刊上网站上或搜寻合适的论文,比如早期原创性研究论文,进行对比阅读,培养学生学会求知、学会学习,掌握认识世界的工具、学会最迅速、最有效地获取信息、处理信息和运用信息的能力。
2.促进学生对生物学核心概念的掌握
高中生物核心概念是建立在一般概念、原理和规律之上的对生物学核心问题认识和理解,从不同的角度阐释生命的本质,有利于帮助学生理解与掌握生物学主干知识。在有关“光合作用、呼吸作用”等核心概念学习中,以关键词“光合作用、呼吸作用、影响光合作用、呼吸作用速率等”检索到《不同营养条件对金鱼藻净化作用及其生理生态的影响》《静止和充气培养条件下光强对龙须菜光合生理效应的影响》等科技论文,通过学习,拓宽视野,加深对光合作用速率、光合效率、净光合作用速率等生物学核心概念理解和掌握。
3.提高学生图文转换和图表处理能力
生物科学经常以生物绘图或图表方式呈现科学研究方法或成果,在教学中尝试将论文的数据用简化的图表进行特殊处理,剔除冗余信息,并将图表与文字相结合,培养学生科学思维和习惯,提高图文转换和图表处理能力,加深对新的科学实验的理解。
4.提高学生解决问题能力
1 引言
古生物学是研究地质时期生物的形态、构造、分类、分布、起源及进化的科学,是地质学的一门分支学科,因此,长期以来,“古生物学”课程一般都在地质院校和综合性大学的地质系设置,而生命科学学院或生物系很少设置本门课程。但古生物学同时也是一门跨生物学和地质学的交叉学科,生物学中的一些系统学问题,如生命的起源与演化、被子植物的起源与演化等问题都有赖于古生物学的研究。本文将介绍生命科学学院生物科学专业开设“古生物学”课程的意义、教学特点以及通过三个学期的教学尝试所取得的初步成果。
2 生物科学专业开设“古生物学”课程的意义
随着学科之间的不断交叉和渗透,古生物学和现代生物学的关系越来越密切。生物学中的一些系统学问题,如被子植物的起源等问题都有赖于古生物学的研究。中国是古生物化石多样性最丰富的国家之一,长期以来在国际古生物学界的地位举足轻重,尤其是近十多年来通过古生物学和生物学的交叉研究,相继在生命起源、鸟类起源及被子植物起源等问题的研究中取得了突破性的进展,令世人瞩目。如云南澄江动物群中最早脊索动物的发现、辽西带羽毛的恐龙—中华龙鸟的发现等等,这些成果相继在“science”、“nature”上发表数十篇论文。
长期以来,“古生物学”课程一般在地质院校和综合性大学的地质系开设,而生命科学学院或生物系很少设置本门课程。由于生命科学学院生物科学专业高年级学生已经掌握了相关的现代生物学知识,因此在生物科学专业开设本课程,将能使本专业的学生更加系统地了解地球生命的起源以及生物界由简单到复杂、由水生到陆生进化的地质历程,并及时了解国际古生物学和生物学交叉领域的最新研究成果。因此本课程的开设对开阔生物科学专业学生的视野,启发他们认识生物学和古生物学交叉领域一些重大科学问题,进而发现并探索一些新的问题等都具有积极的意义。
3 生物科学专业“古生物学”课程的教学特点
地质院校和综合性大学地质系开设的“古生物学”课程的教学特点,主要是介绍不同地质时期发现的各门类动、植物化石的形态特征,因此主要是形态分类方面的。编写的“古生物学”教材一般分为两部分,第一部分通论主要介绍古生物学的基本概念、化石的形成过程、化石类型、生物的演化以及古生物学的任务;第二部分各论主要介绍各门类化石,包括:原生动物门、海绵动物门、古杯动物门、腔肠动物门、苔藓动物门、软体动物门、节肢动物门、棘皮动物门以及古植物等各个门类。
但生命科学学院生物科学专业的学生在三年级以前已经系统地学习了动物学和植物学课程,对动、植物的形态解剖特征以及系统分类已经有了比较全面的了解,因此生物科学专业的“古生物学”课程如果还是象地质院系一样介绍系统分类,势必会造成很多重复,学生也会感觉枯燥而没有新意。基于此,生物科学专业的“古生物学”程教学应根据学生已有的知识基础,在系统介绍地质时期主要化石门类的基础上,重点介绍与生命科学密切相关的一些科学问题和最新研究进展,以及地质时期生命演化的主要历程。同时,还要注重理论与实践相结合,通过野外亲自采集化石标本和室内鉴定研究,增加学生的兴趣。
生命科学学院生物科学专业“古生物学”课程讲授的主要内容包括以下四个方面:地质时期主要的动物和植物化石门类;生命演化的五个主要阶段的特征,包括藻类和无脊椎动物时代、裸蕨植物和鱼类时代、蕨类植物和两栖动物时代、裸子植物和爬行动物时代、被子植物和哺乳动物时代;各主要时代生物界的特征以及主要门类动、植物的起源与演化;野外认识地层及化石的产出状况,采集并鉴定、描述和研究化石。
4 教学效果及今后展望
为了进一步拓展生命科学学院生物科学专业学生的知识面,作为教学改革尝试,本文作者于2003年提出申请,为中山大学生命科学学院生物科学专业高年级本科生(三年级)开设“古生物学”选修课,同年得到学校批准,并于2005年度第二学期在2003级生物科学专业正式开课,共有33人选修了本课程,成为该学期生物科学专业选修人数最多的课程之一。其后2006和2007年度选修本门课程的人数均达到了50人,从中反映了本门课程在生命科学学院的影响在不断扩大。
根据上述教学特点,本门课程理论课主要介绍古生物学基本原理、常见化石类型、重要门类生物的起源与演化、地质时期生命演化的主要历程以及我国古生物学研究在国际上的地位和贡献等;野外实习主要带领学生到广州近郊花都花东镇认识地层和岩性,了解化石在野外地层中的产出状况,亲自采集动、植物化石标本,初步掌握采集化石的技巧,并能初步判断哪些地层中可能含有化石;室内实习主要让学生认识各种常见化石标本,并亲自鉴定自己从野外采集回来的动、植物化石,然后进行形态描述和初步的研究。
具体教学方案如图1:
关键词:生物科学;实践教学;创新平台;校企合作;管理体制
一、引言
随着社会发展和就业市场对人才培养要求的提高,生物科学教学过程中,除了让学生掌握基本理论知识之外,还要加强实践教学活动,促进学生实践技能提升,让他们有效顺应时展需要,努力提高实践技能和人才培养质量。但目前实践教学存在不足,制约生物科学人才培养效果提升,需要采取措施改进和完善。
二、生物科学类专业实践教学改革的意义
根据教学目标和人才培养需要,创新生物科学实践教学活动,不仅顺应时展需要,同时也是提高人才培养质量的要求,其重要意义表现在以下方面。第一,顺应教学工作需要。在整个社会对生物科学专业人才培养质量要求提高的前提下,很多学校注重加强基础设施建设,改善教学条件,完善实训基地建设,创建实践教学示范中心。在这样的背景下,学校应该更新思想观念,创新教学模式和人才培养方式,完善实践教学基地建设,从而顺应教学工作需要。第二,促进学科有效发展。生物科学的有效发展,离不开实践教学活动。为此,学校应该根据实践教学工作需要,注目整个社会对专业人才培养的需要。合理设置实践教学课程,拓展实践教学基地,加强师资队伍建设,完善教学管理工作,为生物科学这门学科的有效发展注入生机和动力。第三,提高学生实践技能。毫无疑问,生物科学实践教学是提高学生实践技能的重要手段。作为任课教师,应该创新教学方式,健全实践教学课程设置,增进校企合作,提高任课教师的综合素质,并完善教学管理和考核评价体系。进而让学生有效融入学习活动,促进学生实践技能提高。
三、生物科学类专业实践教学的模式路径
虽然实践教学活动具有重要作用,但一些学校没有充分认识其重要意义,教学管理不到位,校企合作没有落实,制约实践教学工作的有效进行,有必要从以下方面采取完善措施。第一,搭建教学与科研创新平台。根据生物科学的教学目标和人才培养需要,以教学资源共享和科研活动顺利进行为目标,科学合理构建生物科学实践教学与科研平台。要修订和完善实践教学大纲,考虑专业发展要求和人才培养需要,加大综合性实验、设计性实验所占的比例,最大限度发挥平台的优势,满足学生获取最新研究成果的需要,让学生接触最先进、最前沿的生物科学知识。从而激发学生的创新思维,提高知识应用技能,促进实践技能提高。第二,整合教学资源和仪器设备。优化整合生物科学的教学资源,合理安排仪器设备,强化实验室建设和科研平台建设。这样既能提高教学资源的利用效率,还能推动实践活动顺利进行。要根据生物科学实践教学需要和人才培养目标,搭建实践教学示范中心,既满足学生开展实践学习活动的需要,还能为毕业论文设计,开展科研活动创造便利,推动实践教学效果和人才培养质量提升。第三,创新理念并增进校企合作。充分利用校内资源开展实践活动,增进与校外企业、科研单位的联系,为学生参加实践锻炼提供条件。例如,可以与动植物保护站、动植物研究所、生物制药企业等增进联系,为学生参加实践锻炼提供保障。并且还要加强实践教学的管理考核工作,增强学生实践技能,促进他们的综合素质提升。第四,加强师资队伍的建设工作。学校应该加强师资队伍建设,引进生物科学专业知识扎实,实践技能强,教学水平高的任课教师,为实践教学活动开展准备师资力量。同时还要注重对任课教师的管理培训,构建完善的培训管理体制,采用进修、访问、观摩同事教学等活动形式,不断提高任课教师的综合技能和实践教学水平。可以邀请企业的优秀教师来学校讲学,为任课教师到企业参加训练创造条件,有效培养“双师型”教师队伍,让他们更好适应实践教学需要,促进生物科学实践教学效果提升。第五,健全实践教学的管理体制。针对实践教学工作需要,构建完善的教学管理体制,有效约束和规范实践教学活动。要明确管理目标,规范实践教学活动流程。同时在实验室建立完善的管理制度,明确工作人员职责,保证实践教学活动顺利进行。改进考核评价体系,注重对学生实践活动过程的考核,真实记录学生参与实践活动全过程的基本情况,确保考核评价的科学性与合理性。实践过程中还要加强安全管理,推动实践活动有效开展下去,促进生物科学专业学生实践技能不断提升。
四、结束语
综上所述,实践教学是生物科学专业教学不可忽视的重要环节。作为任课教师,应该充分认识加强实践教学的重要作用,并结合人才培养目标,创新思想观念,整合优化教学资源,完善课程设置,并加强实践教学管理。从而有效规范和引导生物科学的实践教学活动,激发学生兴趣和热情,促进生物科学专业学生的实践技能提升,让他们更好适应将来的工作和学习需要。
参考文献:
[1]王立霞.以培养应用型人才为核心的生物科学本科专业实践教学模式探讨[J].农产品加工,2016(8):80-82,88.
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[3]蔡琳,林丽.生物制药专业实践教学创新模式的探索[J].化工高等教育,2014(4):56-58.
关键词:现代生物科学 传统中医药学 结合 应用
就我国目前广泛流行和应用的医学体系来说,主要包括现代生物科学和传统中医药学。中医药学有着漫长的发展历史,是我国长期临证实践的积累和总结,也是我国传统文化传承和发展的重要结晶。对于现代生物科学而言,其基于现代的科学技术研究成果,以最新的科技为支撑,是由国外产生发展而来。目前我国医用治疗护理对于两种医学体系均有应用,但两者的结合性并不强,未能发挥两者的优势和长处。这就要求我国在发展不同医学体系的同时,强化两者的结合应用研究。
一、现代生物科学和传统中医药学概述
(一)现代生物科学概述
所谓现代生物科学,指的是利用一定的技术手段,对生物有机体于分子和细胞水平进行有效的设计和操作,实现物种质量的改良,并优化生命大分子的物质或特性。当前的现代生物科学包括多个核心技术,以基因工程为核心,以细胞工程、发酵工程和酶工程等为组成部分。现代生物科学的应用范围较为广泛,不仅医药卫生领域能够有效利用,化学、能源和冶金等工业领域均能有效利用。其中医药卫生领域是最早且应用最广泛、效果最为显著的一个领域。
(二)传统中医药学概述
传统中医药学以我国长期的临床实践和丰富的传统文化为基础,逐步发展形成医学理论和实践体系。中医药学以整体观念作为核心思想,并通过辨证论治作为主要的实践指导。中医药学认为人体是有机整体,通过整体和功能、时间和空间的有机统一角度,在认识人体生命现象的基础上,逐步探讨并延伸出医学命题,形成一套具有中国特色的医学体系。
二、传统中医药学对现代生物科学发展的启示
随着全球化进程的不断推进,我国与世界的交流和互动越来越频繁,在医学的探讨和交流关系上也更加密切。传统中医药学凭借其独特的医学理念,不仅在医用治疗和护理上有着显著优势,对于现代生物科学发展也有着重要的启示。
传统中医药学以整体观作为理论研究和医疗实践的指导思想,以阴和阳来概括人体生理和病理特征,通过阴阳的矛盾中和来探讨人体生命动态平衡问题,并逐步延伸到自然药物的生物属性上。中医药学中对于机体整体功能的关注以及机体病理变化与自然动植物性能的系统化分析,均与现代生物药学不谋而合。传统中医药学累积的中药复方复杂且繁多,化学成分复杂,为现代生物科学研究提供了巨大宝库。就目前而言,青蒿素和三氧化二砷等药物,均是由传统中医药学中的复方中提炼而来。通过对复方活性成分的追踪,得出能用于实践生产和医用治疗的药物。此外,从茵陈蒿汤中发现二甲基和七叶苷原等,为遗传和获得性黄疸治疗提供了新的视角和突破。
三、现代生物科学对中医药学发展的启示和帮助
现代生物科学借助于不断发展的现代科技,其不仅实现了自身医学体系的发展,还对中医药学产生巨大的推动和促进作用。尤其是现代生物科学传感技术的发展,使得中医药学的传感技术应用也有了巨大进步。
首先,现代生物科学中的物理传感器催生了中医脉诊仪。利用传感器探头采集患者的脉象信息,实现了中医脉诊的定量化和标准化。其次,在化学传感器基础上产生的经络传感针,不仅实现了中医针刺理法的医治目的,还能对人体微区进行动态监测。此外,基于仿生传感器产生的中医药嗅觉味觉研究,实现了中药药性和五味的定性分析,且通过定量描述,为中药理论现代化提供有力支持。总而言之,现代生物科学的现代技术能够极大帮助传统中医药学的延伸和发展,一方面不断提升中医诊断治疗的准确性,另一方面则极大推动了中药理论研究的现代化。
四、结语
现代医学的发展必将是优势共长和多元融合的发展方向,现代生物科学和传统中医药学有着各自的优势和长处,实现两者的共同促进和结合,是我国医学研究和实践者必须重点关注的内容。利用现代生物科学提升传统中医药学的技术水平,并以传统中医药学来拓宽现代生物科学的研究领域和范畴,才能为人类医学水平的提高提供强劲动力。
参考文献:
[1]史大卓,刘京,康景轩.传统中医药学和现代系统生物医学的碰撞和启示[J].中医杂志,2007,(12).
关键词 生物 教学 科学素养
一、生物科学素养的内涵及内容
1、生物科学素养的内涵
根据《义务教育生物课程标准(实验稿)》的规定,生物科学素养是公民科学素养构成中重要的组成部分,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要的生物科学知识,探究能力以及相关的情感态度和价值观,它反映了一个人对生物科学领域中和新的基础内容的掌握和运用水平以及在已有基础水平上不断提高自身科学素养的能力。从这一界定中不难看出,提高生物科学素养所追求的并非对生物科学事实和信息量的更多占有,而是对核心概念和科学思想的深刻领悟;并非限于对生物科学知识的理解,还包括对生物科学过程和方法的掌握和运用;并非生物科学知识的专门化和学科化,而是强调科学与个人和社会的紧密联系,因此将提高每个中学生的生物科学素养作为本次新课程改革的核心任务。
2、生物科学素养的具体内容
生物科学素养所包含的内容比较丰富,其中比较重点的一是科学态度和科学的世界观。科学态度是指学生对科学知识以及科学技术科学精神所抱有的好奇心、自信心、实事求是的科研工作作风以及善于合作交流的能力、丰富的想象力和创新能力等。科学的世界观主要是让学生理解科学,并认为世界是能够被认知的,科学知识是不断变化的,并且是一个不断发展和完善的过程,另外科学是一个产生知识的过程,知识的变化是不可避免的,科学虽然处于不断变化之中,但这种变化是处于缓慢的修正之中,绝大多数知识是相对稳定的,科学不能为一切问题提供全部答案,世界上还有许多事物不能用科学方法来验证等。二是科学探究方法与技能。科学探究方法与技能是可以受益终生的,让学生们在参与探究的过程中体验、学习探究的方法和技能,并且科学探索是重过程胜于结果的过程,其过程主要的步骤和技能是:提出问题、作出假设、制定计划(设计实验)、作出预期、收集证据(分析数据)、得出结论、表达和交流等。三是主要运用的科学的思维方式。在科学探索过程中经常运用的思维方式有逻辑思维、辨证思维、求异思维、发散思维、批判思维等。
二、生物学教学中培养学生科学素养的策略
1、教师应全面提高个人生物学素养 ,培养学生的生物科学素养
要培养学生的生物科学素养,教师就必须成为一名具有较高生物科学素养的人,这就要求教师具有不断学习的精神,具有系统的专业知识,了解教材编写的指导思想、内容的选择、编写的方式、课程的理念和培养目标,具有指导学生开展实验和进行探究活动的能力,要更新观念,更新教育思想,改革教学模式,改进教学方法和手段,通过学习与反思增强教学的吸引力,整合各种教学资源,把握教材,关注教学细节,使自已的教学课堂成为向学生成功渗透生物科学素养的高效课堂,才能使学生具有扎实的基础知识、科学求实的态度、灵活多变的思维方式和强烈的创新意识,让学生感受到生物科学与我们的生活生产息息息相关,以培养学生学会探究和实践,养成严谨的科学态度。
2、注重实验教学
生物科学是一门以观察和实验为基础的科学。生物学实验是培养学生生物学素养的重要基础和有效途径。在实验教学中我从以下方面入手。
1)重视对学生实验兴趣的培养
初中学生的实验技能还很贫乏,由于新鲜感与好奇心的驱使,对生物课特别是生物实验课兴趣较浓。教师要利用好这个有利条件。在对学生进行实验课的重要意义和实验目标教育的基础上,通过开展实验教学活动进行培养,要避免空洞地说教。
2)培养学生的观察能力
观察是实验课的重点,如果观察不好,就失去了实验课的意义。一是要明确观察的目的要求,避免观察的盲目性,在观察中除要求学生按实验要求观察外,要引导学生有新的发现,并及时给予鼓励。二是指导学生学会有顺序地观察。严格按顺序观察不仅能提高观察的效果,还能培养学生严肃的科学态度和良好的学习习惯。
3)培养学生的操作技能
操作是实验成败的关键,如果操作不得法,直接影响实验的效果,甚至使学生产生畏惧心理,不利于学生爱做实验,形成素养。操作技能的培养,首先要调动学生“动手”的积极性,使学生都能动起手来,对有惧怕心理的学生,教师要予以帮助,使他们逐步消除惧怕心理,让他们多接触仪器和标本,时间长了,就自然地敢动手操作了,教师适时的加以指导,学生的操作技能自然水到渠成。
4)培养学生提出问题,分析问题的能力
实验的目的是解决实际问题,实验中要重视问题能力的培养。如在进行“绿叶在光下制造有机物”的实验前,我向学生提出几个问题:在这个实验中,我们的目的是什么?要达到这个目的,我们要解决那些问题?要注意些什么?然后通过学生小组讨论、发言和教师的引导,就可让学生的问题能力得到培养。并通过这些问题使学生明白实验步骤设计的意图。对在实验过程中出现的现象,不要急于告诉学生是什么,怎么办,要引导学生思考,提出问题,想出答案,通过不断的培养,学生提出问题,分析问题的能力就会得到提高,从而促进学生实验设计能力,操作能力和解决问题能力的提高,为学生开展科学探究奠定基础。
关键词 高中生物学 生物科学史 科学素养
中图分类号:G633.91 文献标识码:A
1 有助于体验科学家认识问题的思维过程和探索精神
生物学科的发展是一个在困难和挫折中曲折发展的过程,一代又一代的科学家百折不挠地追求关于生物学知识的故事可歌可泣令人动容,感受科学家们的艰辛和困苦,有助于学生在感同身受中树立良好的榜样,培养他们为科学献身的崇高精神。例如:高中生物课本中关于光合作用的生化反应方程式看似简单,却是科学家们300多年时间坚忍不拔地探索点结果:1629年比利时科学家范・海尔蒙特做了一个有趣的实验,他把一株小柳树种在装有烘干土壤的大桶里,再用一个穿孔的铁板盖在大桶上,既允许雨水和空气进入,又可避免土壤的流失。最后得出结论:柳树重量的增加主要来自水而非土壤;1772年英国科学家约瑟夫,普里斯特利用小鼠作为实验对象,他把小鼠放入一个缺乏氧气的容器中,不久小鼠死掉;然后他又将绿色植物放入这个缺乏氧气的容器里,重复上述实验,结果小鼠能够生存。普里斯特利的结论是:蜡烛燃烧会污染空气,使小鼠窒息而死;绿色植物则能够净化因蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊的空气;20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组植物提供和,释放的是:第二组提供和,释放的是。实验证明,光合作用释放的氧全部来自来水。这就直接证明了光合作用释放的氧气来自水。
发现光合作用生化反应方程式的这段迂回曲折的历程,有助于学生体会到科学家们严谨的科学态度和巧妙的实验方法。回顾科学家们的成长史、奋斗史,循着科学家足迹,领略他们的精神世界,接受他们的熏陶,从而培养了学生不畏艰辛、不怕失败、探索真理的科学情感。同时也使学生明白科学不是绝对的真理,而是一个不断发展变化的。
2 有利于学生形成敢于怀疑的科学态度,形成正确的的创造思路
正确的思路是人们进行科学研究取得成果的必要条件。如何推陈出新,多角度开发研究思维呢?我们可以从科学家们的工作方法中寻找到一些答案。孟德尔在研究豌豆遗传时独辟暖径来用数学统计方法来设计实验,这个实验里面蕴含着很多工作思路,如发现问题和提出问题、作出假设、逻辑推断、检验假设、演绎推理、分析结论、交流评价等。笔者在上课时引入孟德尔发现遗传规律的史实,既避免了传统说教的弊端,又激发了学生的学习兴趣,让学生明白到:我们只有敢于质疑,跳出前人设置的条条框框,才能开拓思路,实现突破。
事实上,科学并非只是一成不变的事实和理论,而是由新旧事实和理论在一致与矛盾共同推动发展的。学生从前人设计实验的过程中学到科学的研究方法,体会到科学研究的艰辛和科学家追求真理的自强不息的精神而对科学产生兴趣,从而激发学生的创新和创造能力。
3 有助于教师转变教学观念、提高教育教学水平
《标准》明确提出,“获得生物学基础事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识,知道生物科学和技术的主要发展方向和成就,知道生物科学发展史上的重要事件”。可见,《标准》已经向生物学教师提出了必须具备生物科学史方面的素养的要求。生物科学史的发展历程和经典实验中除了涉及生物知识外,还有化学、地理、物理等相关知识。这就需要教师要不断提高自己对相关交叉学科的认识,实现知识结构的多元化。在讲授生物科学史时,要想达到提升学生科学素养等目的,教师首先自己要以科学的方法去融合各学科内部的基本概念、理论和定律,广泛利用网络技术、计算机和社会资源,了解学科的发展动向和最新研究成果,对所教内容不仅要知其然,而且要知其所以然。这样才能全面理解所教内容的价值和意义,也才能帮助学生认识到自然界普遍联系、相互作用的现象与规律,使学生学习的兴致更加高涨,从而收到良好的教学效果。
4 有助千提高学生的实验能力
陶行知先生曾指出,真正的教育必须培养出能思考会创造的人,教学实验是激发学生探索兴趣,培养学生创新意识、创新精神的切入点,是科学研究启蒙教育的重要途径。在高中生物教学过程中渗透生物史的教育,还有很多教育功能,例如可以有效提高学生的实验能力和动手能力,生物学是一门以观察和实验为基本研究方法的学科,生物学实验是生物学发现和创造的源泉,是检验生物学理论的唯一标准。科学家们执着不舍的精神、操作实验的正确方法以及发现问题、提出问题和解决问题的创新思路,可以对学生的实验能力产生潜移默化、润物无声的效果,让学生在不知不觉中提高自身的实验水平,从而间接地达到显著提高学业成绩和学习兴趣的目的。在生物教学中渗透生物史教育,将生物学史教育与中学生物教育有机地结合起来,是培养学生科学素养的一条捷径,有利于教师转变教育观念,有利于教师对学生的学法进行指导,有利于学校教育改革的实践。
5 小结
可见,生物科学史的合理运用和渗透,对学生的科学素养的提升、人文精神的熏陶以及教师的教学水平的提高都有着不可替代的作用,但从总体上看,在理论层面上,人们对生物史教育的价值及其作用仍然一知半解;在实践层面上更没有找到将生物史融入科学教学的行之有效的教学方法。经验和现实告诉我们,重新认识和挖掘科学史的教育价值,探索生物科学史教育行之有效的模式,是当前我国科学教育改革急待解决的重大课题。作为生物教学教育者,我们仍然任重而道远!
参考文献
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[2]温青,光合作用的发现(课件),武夷山:生物省骨干教师培训,2004,5.
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[5]中华人民共和国教育部制订,普通高中生物课程标准,北京:人民教育出版社,2003,4.
【关键词】生物学史教育;素养;策略
中学生物课程标准明确提出:“学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路,理解科学的本质和科学研究的方法,学习科学家献身科学的精神。这对提高学生的科学素养是很有意义的”。那么,在高中生物教学中,我们应该如何进行生物学史教育呢?下面我就谈谈自己的一些基本策略:
策略一:利用生物学史的材料进行探究
施瓦布在“教师手册”中说:“作为探究的科学教学的本质是让学生理解在科学发现过程中,问题是怎样提出的,如何得到验证的,最后又是怎样得出结论的。”他把利用科学史为素材的探究称作对“探究”的探究。
利用生物学史的材料进行探究,是生物学教学中常用的一种方法。我们生物教师应该根据新课标的要求,利用生物学史的材料设计好自己的教案。在教学的过程中,利用已经收集的材料以及多媒体课件的展示,带领学生进入科学家探究的工作过程中,并能让他们领悟科学家是如何进行探究的,他们的方法,他们的思路又是如何的,同时体验科学家对科学探索的精神。例如在生长素的发现过程的教学中,我首先提出问题:为什么阳台上的盆栽植物总是弯向光的方向生长呢?向日葵的花盘总是跟着太阳转呢?让学生自己讨论,并说出他们各自的想法。此时,我就告诉学生早在1880年达尔文就利用了金丝雀藕草的胚芽鞘对植物弯向光源生长进行了研究,此后詹森、拜尔、温特等几位科学家也利用胚芽鞘进行进一步的研究。之后我利用多媒体课件分别展示达尔文及几位科学家所做的实验,让学生讨论,发现实验的不足以及总结实验的结论,跟着科学家的脚步一步步来探索生长素的发现,最后学生归纳总结植物向光性的原因。这样不仅解决了问题,还有助于培养学生运用科学的方法解决问题的能力,也让他们体验了科学发现是一个不断深化的过程。
策略二:提高教师对教育功能的认识
众所周知,教师是传授知识的主体,教材是教师教学的工具,能否发挥教材教育功能的关键在教师。同样,为了有效发挥生物学史教材的教育功能,生物教师本身也必须具有较高的生物学史素养,这样才能在掌握生物学史知识的基础上,从认识生物学史的角度,来把握生物科学的发展轨迹与规律,才能挖掘生物学史的教育功能。不仅如此,提高生物学史的认识对教师全面发展和把握生物学科的知识体系,提高自身的教学水平具有长远的意义。
策略三:对生物规律进行合理的总结
生物学史教学作为一种教学活动,必然有其自身的规律,只有掌握了这些规律,才能进行有效地教学,才能使教学达到预期的目的。生物学史教学有着多方面的规律,目前需要尽快认识和把握的,如生物学史科学与知识、技能教学之间的关系;生物学史教学内容之间的关系,如科学家故事、科学探索的背景、科学发现过程、方法论等之间的关系等。教师对这些关系的认识、协调与处理,既是提高生物教学质量的基础,也是保证其健康发展的条件。只有当真正解决好生物学史教学与知识,技能教学之间的关系,才能保证生物教学质量的全面提高,才能促进学生思想品德、科学素质、智力和操作技能的均衡发展,而不致走向顾此失彼、矫枉过正的偏颇境地,甚至阻碍了生物教学的正常开展。
策略四:开展生物教学实践研究
由于应试教育,使目前生物学史教学被相当多的生物教师所轻视,从而使教学方法较为落后,一般仅限于传统讲授的教学方法,这种教学不可能充分体现完整生物史的教育功能和思想。为此,广大教师必须重视生物学史教育,有计划地组织生物教师在实践中开展生物学史教育研究,深入分析教材内容,适当补充科学史料,积极改进教学方法,最终能真正达到素质教育的目的。例如在高中生物教材中作为课程内容要素的科学史有:植物生长素的发现过程、人类对遗传物质的探索过程、光合作用的探究历程等,而仅仅作为素材的科学史有:稳态概念的提出和发展、促胰液素的发现、细胞膜结构的探索历程等。教材中的生物学史的内容还远远不够。因此,教师应进行生物学史教材的分析,适当补充有关科学探索的背景、科学发现过程以及方法论方面的生物学史材料,挖掘教材的教育功能。提高学生学习的兴趣和能力,促使学生动手学习科学发展历史,领会科学精神,掌握科学思维方法,提高学生的科学素质。
策略五:搜集各种生物科技信息