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現代信息技術環境下,微課作為一種重要的微文化逐步進入我們的課堂。本文在微課理論和時代背景下對微生物檢驗檢測微課程教學的可能性進行初步的實踐研究,期望能為中職學校今后對該門課程的教學和學習提供參考。
【關鍵詞】
微課;現代信息技術;微生物檢驗檢測
21世紀是以信息化為特征的時代,個性化學習、碎片化學習已成為信息時代教育發展的重要特征。在信息時代的大環境之下,現代信息技術融入教育已經是主流,移動網絡、智能手機和平板電腦的迅速發展與普及,微博、微信、微電影等微文化正悄悄地進入了我們的生活,這直接引發了學習方式和課程形式的變遷,微課就這樣順應時代而產生。
1.微課產生的理論基礎和時代背景
微課由美國科羅拉多州林地公園高中兩位化學教師發明。這所學校地處山區,交通不便,經常出現學生缺課,為了解決這個問題,他們嘗試把教學內容錄制成視頻,配上PPT和講解,專門發給缺課的學生用于補課。慢慢地,這兩位教師又有意識地讓所有學生提前在家看視頻聽講解,自主學習,第二天在課堂上開展討論、練習,學會應用,這種教學模式受到越來越多學生的歡迎,由于和傳統的課堂學習正好相反,所以人們稱之為翻轉課堂。2008年,美國新墨西哥州圣胡安學院的高級教學設計師戴維•彭羅斯從理論和模式的角度,提出了“微課程”,并首創了聲名遠播的“一分鐘的微視頻”,這為翻轉課堂的發展奠定了基礎。但這種教學模式直到2011年才開始在全球大熱,引起全球教育界的對微課的關注與爭論,這要歸功于畢業于哈佛大學的孟加拉裔美國人薩爾曼•可汗,他創辦了“可汗學院”,將放在YouTube的視頻同步在自己的網站上,利用網絡影片進行免費授課。目前,微課、慕課、翻轉課堂等在國內外受到了廣泛的重視。國內率先提出“微課”應用研究的是廣東省佛山市教育信息中心的胡鐵生,他認為,“微課是以微型教學視頻為主要載體,針對某個學科知識點或教學環節而設計開發的一種情景化、支持多種學習方式的新型在線網絡視頻課程”。教育部高校教師網絡培訓中心這樣定義“微課”:是指以視頻為主要載體記錄教師圍繞某個知識點或教學環節開展的簡短、完整的教學活動。認知負荷理論認為,影響認知負荷的主要因素有個體的專長水平(即先前知識經驗)、學習材料的復雜性及學習材料的組織呈現方式。教學內容簡單、組織形式單一的課堂,認知負荷過低,造成教學時間浪費;教學單元知識點繁多的課堂,認知負荷過高,阻礙學習者的知識建構活動,也容易造成學生注意力渙散。教學的理想模式是學習者可以根據自身實際情況,靈活自主地對重難點、要點、技能點等知識進行滿負荷學習,而短小精悍的微課恰好滿足了教學理想模式的要求。
2.《微生物檢驗檢測》微課教學的實踐研究
2.1《微生物檢驗檢測》課程分析
微生物檢測是食品安全控制鏈中重要的監控點,在食品企業中有專門設立的微生物檢驗崗位。該課程是一門知識點多、技能性強的課程,傳統教學中,一般先是教師講解、操作演示,再讓學生模仿操作練習[11]。這就帶來兩方面的問題,一方面,教師在講解演示的時候,學生識記式地在大腦里過一遍,等自己動手操作時就會出現茫然不知所措、一團亂等現象,或是不知道如何準備,或是忘記操作步驟的先后,或是不關注細節,更多的是完全不知道該如何操作。這樣一次課下來,學生會產生挫敗感,導致對學習本門課程的興趣和積極性受到打擊,且操作課一般具有連貫性,缺乏對其中一個技能的掌握,就會影響到下個技能的學習,如此,會形成一個惡性循環,面對太多的困難,學生便會處于一種想學又不知從何學起的狀態;另一方面,課程中的有些操作技能,需要教師不斷地重復講解和演示,這不僅增加了老師的負擔,且在學生操作練習過程中,一旦發現某個或小部分學生有不規范或不正確的操作時,教師的關注力將不能分布于整個課堂,這樣就很容易忽略其他學生發生的情況。此外,對于中職生來說,本門課程中有一些專業性較強的名詞解釋和概念定義,如菌落總數、大腸菌群的定義,如果僅有語言描述,學生很難接受并理解。針對上述的種種情況,若能設計一段時長不超過5分鐘的生動形象的微視頻,學生或能在最短的時間理解并牢記。因此,將微課程引入微生物檢驗檢測課堂,既能解放教師重復勞動的時間,又能使抽象的內容具體化,微觀內容宏觀化,提高學生學習興趣進而促進有效課堂的形成。例如:可以將實驗準備、樣品稱量、實驗操作等環節分別錄制成一段簡單視頻錄像或制做成一段簡單有趣的動畫,甚至可以設計成一款通關小游戲作為課前預習或課后鞏固配合教學。學生可以根據自己的實際情況,隨時隨地停下來反復學習領悟,琢磨參詳。
2.2基于微課資源的教學實踐研究
以“項目一細菌菌落總數的檢驗”為例,在最后的檢驗報告中有“實測結果”這一欄需要填寫,這需要學生能夠分析三個稀釋度下的菌落數平均值,并根據不同情況選擇不同方法進行計算,但對于計算能力欠缺,基礎薄弱的中職生來說,這里一直是個難點,而這個難點又恰恰是該項目的重點之一,且另一項目“霉菌和酵母菌的檢驗”也有這樣類似的內容,因此需要學生能夠掌握并能運用至實際情況。鑒于此,我們選定“細菌菌落總數的檢驗——實測結果的計算與報告”為一次微課內容,并根據這個內容的特點選定采用可汗型微課,該類型的微課可使用手寫板制作。教師前期需要構思好教學過程,準備好錄制時所需材料,比如:確定好三個稀釋度及每個稀釋度下的菌落數;計算過程;學習效果的檢測小練習等。錄制結束后再用相關軟件進行剪輯、美化、配字幕,最后配音。根據內容特點、學情,嘗試采用翻轉課堂的教學模式。課前,先將微課視頻上傳至班級群里,通知學生下載。課上,將課堂分為四階段,第一階段,學生在規定的時間內自主學習視頻,同時要求將學習過程中遇到的問題記錄下來;視頻學習結束后,將組內每位成員的問題匯總,小組長組織討論,組內互相幫忙解決,并列出組內不能解決的問題,張貼于本組的墻上;再采用畫廊參觀的形式:每組留守一位學生,剩余學生到其他組幫忙解決其他組的問題,且要教會那位“留守”學生,讓那位“留守”的學生教會組內其余學生。還有不能解決的問題,教師全部答疑。第二階段,檢查學習情況,完成教師預先準備好的小練習,小練習分三部分,第一部分僅更改數字,其余與視頻一樣,第二部分更換稀釋度,第三部分更換計數范圍,這樣逐步增加難度,以便檢測學生是真的學會了,還是僅僅是依樣畫葫蘆,同時也培養學生的知識遷移能力。第三階段,以小組為單位對菌落計數的規則進行歸納總結,讓學生通過自主學習后能夠概括出六種情況,教師再補充非常規情況的菌落計數。第四階段,實戰演練,鼓勵學生嘗試計算出自己檢測報告上的實測結果。在視頻學習效果檢測后,班級的一位性格外向的學生主動說:“老師,我喜歡這樣的方式,完全是根據自己的節奏去把握,這才是我的學習我做主!”這時,其余學生紛紛表示有興趣,并且自信心更足了,還有學生說自主學習視頻時就擔心自己學不會,還反復觀看了好幾遍。
結束語
微時代的到來不僅對我們的生活產生了巨大的影響,也為我們的教育教學提供了更多創新的空間與途徑。微課是新時代教學、學習的另一個方向性的導向,是一種以學生為本的教學研究,調動學生所有的感官參與學習,每次小小的量變引發無窮的質變。因為是微課,所以它在廣度、深度和復雜度方面還存在不足,這需要在今后的實踐中不斷完善。總之,微課教學在《微生物檢驗檢測》課程中應用的可能性還需要進一步研究與實踐,在課程內容重難點選取、環節設計、內容呈現、交流反饋等許多方面還有待優化,尚需進一步探討。
作者:張露娟 單位:上海食品科技學校
參考文獻:
[1]梁樂明.微課程設計模式研究—基于國內外微課程的對比分析[J].開放教育研究,2013,(1):65-73.
[2]馬紅芝.教育實習微課程的開發與應用[D].2012.4.[3]胡鐵生.“微課”:區域教育信息資源發展的新趨勢[J].電化教育研究,2011,(10):61-65.
[4]中國微課[OL]..
[5]陳巧芬.認知負荷理論及其發展[J].現代教育技術,2007,(9):17-19.
[6]胡鐵生.我國微課發展的三個階段及其啟示[J].遠程教,2013:36-41.
[7]張靜然.微課程之綜述[J].中國信息技術教育,2012,11:19-21.
[8]關中客.微課程[J].中國信息技術教育,2011,(17):14.
[9]Shieh.Theselecturesaregonein60seconds[J].ChronicleofHigherEducation,2009,55(26):A1,A13.
高中生物是一門讓學生充分了解自然、接觸自然和探索自然奧秘的實驗科學。引導學生從普通生物現象入手,然后通過細致的觀察、分析、探究等方式,進一步熟悉和掌握生物學科的基本理論知識和相關技能。通過筆者對生物課堂教學的研究發現,教師的教學模式存在很多問題。比如,一些教師習慣于強制要求學生硬性地記憶一些枯燥乏味的生物概念和理論知識,如果學生不能理解,也很難記憶,這很容易導致學生失去學習生物的興趣。又如,一些教師只關注學生對書本知識掌握的情況,只關注學生考試成績的情況,很少關注每一個學生的發展和進步,不能給予每一個學生足夠的關懷和重視,師生之間關系并不是很好,這也會嚴重挫傷學生的積極性。針對這些問題,教師要充分利用現代教育技術去提高學生的學習興趣,激發學生的學習積極性。教師可以利用多媒體教學資源,將復雜的生物知識簡單化,將抽象的生物知識具體化、形象化。比如,高中生物中關于生命活動過程的教學內容,因為這個內容很難進行實驗,僅靠教師講解又很難使學生理解。針對這種情況,教師就可以利用現代教育技術,比如多媒體教學資源,制作一個生命活動全過程的動態課件,讓學生親眼看到生命活動的全過程,這對提高生物教學質量至關重要。又如,教師在授課開始前安排學生觀看一場球賽,為學生創設情境,激發起學生的學習熱情和興致,然后順勢引發學生思考:隊員之間如何傳遞信息?隊員獲得信息后生體機能是怎樣處理信息的等問題。這樣,會充分調動學生的學習積極性,提高學生的學習效率。
二、運用現代教育技術,優化學生的學習方式
傳統的生物教學方式是教師灌輸,這樣就導致學生的學習方式單一,而且每個學生的學習狀況都不一樣,教師的“滿堂灌”沒有效率,加上高中生學習的內容繁多,時間緊張,壓力很大,傳統的教學模式已經不能滿足學生發展的需要。現代教育技術可以讓學生針對個人的學習情況,直接、準確、快速地找到解決辦法。比如,學生可以利用網絡資源,直接查詢、獲取生物知識信息。不僅如此,現代教育技術還可以靈活地分析處理生物數據信息,進行繪制表格、構建模型、制作視頻教程等,促使學生學習生物方式的多樣化。通過現代教育技術優化學生的學習方式,可以有效地提高學生學習生物的效率和質量。
三、結語
調劑生復試辦法原則上與一志愿考生復試辦法一致,詳見《揚州大學物理科學與技術學院2021年碩士研究生復試辦法》,各時間節點與資格審查材料提交方案以本次方案為準。
一、調劑要求:
1.符合調入專業的報考條件。
2.初試成績符合第一志愿報考專業在調入地區的全國初試成績基本要求及我校碩士研究生復試分數線。
3.調入專業與第一志愿報考專業相同或相近,且在同一學科門類范圍內(可授不同學科門類學位的可跨門類在對應專業所屬一級學科范圍內進行調劑)。
4.考生初試科目應與調入專業初試科目相同或相近,其中初試全國統一命題科目應與調入專業全國統一命題科目相同(考生初試統考科目涵蓋調入專業所有統考科目的,視為相同)。
二、心理健康測評
復試前對擬參加復試考生進行心理健康測評,心理健康測試賬號及流程將會在釘釘群,請按照釘釘群通知要求完成測試。
三、資格審查材料提交(清單及格式見附件1)
請按釘釘群通知,按照“系統提交材料清單”要求,將資格審查材料打包上傳至網盤收集地址(壓縮包命名:調劑專業+姓名):pan.yzu.edu.cn/collection/6a332c8aeb9deebeea68675e3bd46670(揚州大學物理學院2021調劑材料)
四、復試時間
3月23日(周二)下午2:30開始
五、聯系方式
1.為方便聯絡、通知考生,我院在“釘釘”平臺上建立了群組:“揚州大學物理學院2021調劑”,請在接收到復試通知后立即搜索群號33579542加入(請使用真實姓名+準考證號進行驗證)。
2.咨詢電話:0514-87975542 薛老師
網盤提交材料清單(請盡量提交清晰的掃描版本)
材料序號
材料名稱
材料注意事項
材料格式
材料1
《考生誠信承諾書》
必傳材料:本人簽字后提交;
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材料2
《揚州大學2020年碩士研究生復試思想品德考核表》
必傳材料:考核部門加蓋公章;
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材料3
本人準考證原件
必傳材料:可登陸研招網打印;
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材料4
本人手持身份證照片
必傳材料:本人手持身份證拍照;
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材料5
有效居民身份證原件
必傳材料:身份證國徽面、肖像面;
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材料6
本科成績
需加蓋教務部門或檔案管理部門公章
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材料7
學生證原件
僅限應屆生提交(含學生證個人信息頁及學籍注冊頁);
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材料8
畢業證書原件
往屆生提交;
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材料9
學位證書原件
往屆生提交;
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材料10
大學英語四級證書
同等學力考生須提交(其他考生自愿提交英語等級證書材料);
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材料11
簡歷
不超過2頁;
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材料12
畢業論文摘要
無;
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材料13
科研創作成果
論文僅限首頁、專利僅限授權頁或申請頁,合成一個PDF文件;
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材料14
揚州大學非全日制碩士研究生復試承諾書
僅限非全日制考生填寫(本人和人事部門簽字);
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材料15
成績證明(自考成績單)
僅限成教應屆或自考、網絡教育且未獲取畢業證書考生提交;
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材料16
教育部學籍在線驗證報告
應屆本科畢業生、成人應屆本科畢業生提供;
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材料17
教育部學歷證書電子注冊備案表
非應屆本科畢業生提供;
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材料18
教育部留學服務中心認證報告
僅限境外學歷考生提交;
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材料19
初試加分證明材料
僅限符合加分政策考生提交;
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材料20
大學生士兵專項計劃證明材料;
僅限士兵計劃考生提交(入伍批準書、退出現役證)。
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【關鍵詞】穩定性同位素;生物科學;應用研究
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。
參考文獻:
在生物教學中重視基礎知識傳授,是培養學生生物科學素養的關鍵。在課堂上適當介紹生物科學研究的新成就,以及這些新成就可能對我們的學習、生活和工作帶來的影響,可以有效地給學生以啟迪。例如在學習轉基因技術時,針對轉基因技術的利弊問題,可以讓學生通過網絡查找相關資料,再結合相關生活經驗組織學生進行辯論,各小組同學分工合作,踴躍發言,教學效果良好。此外,我還經常組織學生開展一些活動,如在教室內放置一些綠色植物,給校園內的植物掛上標牌,以便大家了解認識植物。
二、結合重要概念和理論發現的教學
培養學生科學研究的方法概念是對事物的抽象和概括,生物科學在其發展歷程中有許多重大發現,生物科學方法是揭開生物世界奧秘的各種有效途徑、手段。生物教學中可以通過介紹科學家的科學研究方法來培養學生科學的思維方法,幫助學生消除錯誤概念,建立科學概念,從而提高學生的生物科學素養。例如在遺傳規律的教學中,可以讓學生查找相關資料,知道孟德爾研究遺傳規律的方法和過程。孟德爾利用業余時間進行植物(主要是豌豆)的雜交試驗,經過多年的不懈努力,揭示出遺傳學的兩個基本規律———分離規律和自由組合規律。這兩個重要規律的發現和提出,為遺傳學的誕生和發展奠定了堅實的基礎,這也正是孟德爾名垂后世的重大科研成果。孟德爾在研究中運用的是“假說———演繹法”,即提出問題創立假設設計實驗分析結果再實驗再觀察,直到找出事物內在的必然聯系,這是生物科學研究的基本過程。這是一種重要的科學發現模式和重要的科學研究方法,也是培養學生科學方法,提高學生科學探究能力的重要方法。通過熟悉孟德爾的發現之旅,學生不僅掌握了相關重要概念,還訓練了觀察能力,思維能力和分析能力,同時也培養了科學的研究方法,從而提高了學生的生物科學素養。
三、開展探究活動,培養學生的科學探究能力
生物科學素養不可能單純地依靠知識的講授、灌輸來形成,必須改變教學的策略和方法。生物課程標準的一個基本理念是倡導探究性學習,而加強科學探究是培養科學素養的重點。為此新教材一改過去過多地注重科學知識的弊端,十分重視全面提高學生的科學素養,安排有多個探究活動,盡管各個探究活動要求達到的目標和側重點有所不同,如有的重點是在如何控制變量和設計對照實驗上;有的是要求學生體驗探究的一般過程。但是可以說每個探究活動都蘊涵著豐富的培養學生科學素養的內容。例如學習“人體的免疫防線”時,引導學生通過模擬實驗來探究皮膚是一道保護屏障,這樣可以把復雜的實際問題轉化為理想的簡單問題。模擬探究前,教師可引導學生討論:①模擬實驗中模型(蘋果)與原型(人體皮膚)的關系?②如何設計實驗組與對照組?③如何控制變量?④為什么要將實驗材料按四種情況分別進行處理?在充分思考的基礎上根據探究計劃開展探究,由蘋果皮的功能推理出人體皮膚也有相似的功能。再通過調查家人、同學等,結合自己的生活經驗,了解皮膚破損引起的傷口感染情況等,從而證實類比得到的結論是正確的,感悟人體的皮膚是一道保護屏障。在整個探究活動過程中,學生需要不斷地對所遇到的問題進行分析思考,使學生的思維能力和生物科學素養得到螺旋式發展。因此探究活動非常有利于培養學生的科學思維方法和科學素養。
四、認真組織開展生物學實驗,指導學生掌握科學方法
生物科學是一門以實驗為基礎的科學,科學的結論建立在對充足的材料進行觀察和比較的基礎上,生物科學的核心概念、原理,均來自于科學家的科學實踐。因此,實驗是學好生物學的基礎,也是培養學生科學素養的重要途徑。例如在學習生物體的基本結構時,請學生制作洋蔥鱗片葉表皮細胞和人口腔上皮細胞等臨時裝片并觀察細胞結構,教學過程中,教師可先示范一次,然后讓學生獨立完成。實驗中出現的問題應該由學生通過討論和交流,自己找出原因。繪圖時要求學生一定要尊重事實,不要按照掛圖或教材中的插圖去描繪,以培養學生實事求的科學態度。學生通過實驗,在“做中學”的過程中,對“細胞是生物體結構和功能的基本單位”這一重要概念的理解將更深入。這樣,在學習活動中,學生能主動獲取知識,體現了自主、合作、探究性的學習過程,把實驗貫穿于教學的全過程,做到師生互動而又以學生動手實踐為主,并且學生的實踐活動又是在教師的精心設計下進行的,通過實驗過程中的活動和探索,一方面使學生更好地理解掌握科學知識,鍛煉動手操作能力,培養觀察能力和思維能力,另一方面,對實驗成敗的比較分析,使學生認識到進行科學的探索和研究需要實事求是的科學態度。這樣就把傳授知識,訓練基本技能和培養生物科學素養統一起來,提高了教學實效性。
五、總結
關鍵詞: 中學生物教學 生物科學素養 實踐探究
2001年國家教育部頒布的《全日制義務教育生物課程標準(實驗稿)》,正式將生物科學素養的概念引入中學生物課程,并將它作為初中生物課程的主要目的,課程標準指出:“義務教育階段生物課程是國家統一規定的,以提高學生生物科學素養為主要目的必修課程,是科學教育的重要領域之一。”并且將“提高生物科學素養”作為課程的基本理念進行了闡述,把我國的生物學教育提高到了一個新的高度。
生物科學素養是指學生將來參加社會生活、從事經濟生產、做出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核心的基礎內容的掌握和應用水平,以及在已有基礎上不斷提高科學素養的能力。努力提高中學生的生物科學素養是生物課程標準實施中的核心任務。
科學素養的提高不是一朝一夕之功,向學生普及生物科學知識,提高生物科學素養應該成為教師在教學中貫穿的新理念。如何在教學中充分體現這一理念,以下是我的一些想法和體會。
一、把握課堂教學陣地,充分利用教材中的科學素材。
科學素養包括知識素養、能力素養、情感態度和價值觀素養,在這三維目標體系中,知識是基礎。科學是人類認識自然過程中形成的知識體系,因此科學素養的提高,是建立在掌握科學基礎知識之上的。培養和提高學生的生物科學素養,主要途徑是生物課堂教學。在教學中,我們要注重挖掘教材中的科學素材,并加以充分利用,以提升學生的生物科學素養。
1.強調生物科學史的學習,培養學生崇尚科學的態度。
在現行的生物新教材中,增加了許多生物科學史上有關研究的事例和方法,不僅記載著生物科學知識的形成過程,而且蘊含著科學家的創造思維和科學方法的軌跡。
在教學中,教師要注重發揮生物學史例的教育作用,培養學生的學習興趣,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。如雜交水稻之父袁隆平,淡泊名利,一生致力于水稻研究,為我國的農業生產作出了卓絕的貢獻;英國生物學家達爾文歷盡艱險,出生入死,做環球考察,完成了生物界的巨著《物種起源》;沃森和克里克合作研究DNA分子的雙螺旋結構模型,創下了科學界合作的典范,讓學生受到互助合作精神的啟發,等等。其中有好多事例是介紹有關研究的思維和方法,是對學生進行科學素養教育的良好的教材。通過這些生物史例的教學,既可以讓學生體驗生物學知識的形成過程,從中學習科學家的思維方法和理解生物學概念及原理的形成過程,又可以將生物知識由傳統的結論式教學變成過程式教學,使學生感受到生物知識的趣味性。
2.尋找與生物學知識聯系緊密的生活事例,強化學生的應用意識。
生物知識在我們的日常生活中用途非常廣泛,強化理論聯系實際,加強知識的應用性也是提高學生生物科學素養的重要途徑。生物教材中與人們日常生活密切相關的內容很多,教師在教學中要加以充分挖掘利用,取得應有的教育效果。例如:南方產的水果為什么糖分少?農民為什么要間苗?種過豆類的農田種植別的作物為什么收成很好?人類ABO血型系統的遺傳特點,等等。這些內容,所蘊含的知識原理是科學素養培養的良好素材。在教學中,教師要讓學生明白學好生物學對我們的生產生活有著極大的意義。我們應了解生物與環境的相互關系,更好地協調人與自然地關系。
二、倡導探究性學習,優化教師的教學策略。
生物學科是一門由眾多生物學事實和理論組成的知識體系,是人們在不斷探索的過程中逐步發展起來的,探究活動是學生學習生物知識的有效途徑之一,它為學生提供參與科學探索與發現的動態過程,學生通過觀察、操作、討論,既加深了對課堂所學知識的理解,又培養了學生的學習興趣和科學觀念。
開展探究活動最重要的目的,是讓學生體驗科學的過程和方法,體驗科學家在科學研究中遇到的困難,讓他們領悟科學的本質。
現行生物教材中涉及了許多探究性學習的案例,教師應選擇一些探究價值較大的問題作為大家共同探討的課題。例如:植物向光性的探究、室內種植綠色植物對空氣質量的影響,等等。同時,在探究活動中也培養了學生的動手能力和解決問題的能力,使學生領悟到科學研究的方法,學習相關的操作技能,并在此過程中培養了學生的交際能力和社會適應能力。
探究式課堂教學充分體現了以學生為主體,以活動為中心,以培養學生的自學能力和創新精神為核心的特點,它是一種把教與學有機融為一體的高效的教學模式。在活動中,學生始終能帶著問題學,并且總是處于動眼看、動手做、動腦想的積極的學習狀態,在不斷解決問題的同時掌握了新知識,培養了學生的開拓精神和創造能力。這些都對提高學生的科學素養有著至關重要的作用。
三、強化學科間知識的滲透與綜合,培養學生的生物科學素養。
自然界是一個統一的整體,自然科學中的各門學科,其思想方法、基本原理、研究內容等都有著緊密的聯系,從綜合的科學文化視角、以科學的方法去連結多門學科的概念、原理和方法,引導學生從各學科的相互滲透和影響、科學方法的角度去認識自然界普遍聯系、相互作用的現象和規律,理解和把握各學科知識點之間的網絡關系,幫助學生在頭腦中建立比較完整的知識網絡體系。
生物學知識與物理和化學聯系緊密,如紙層析法等,同時也蘊含著許多哲學原理,如內因與外因、對立與統一的觀點,物質的合成與分解,等等。另外,生物科學與數學、技術科學、信息科學、人文科學也是相互作用、相互影響、共同發展的。因此,加強學科之間的橫向聯系,便于學生理解科學的本質,建立科學的自然觀,形成正確的世界觀。
四、滲透STS思想教育,促進學生的情感發展。
STS指的是科學、技術、社會,從20世紀中期開始,西方一些國家率先開始STS教育,后來逐漸擴展到世界范圍,從20世紀80年代開始,STS教育已經成為世界的潮流。STS教育強調的是科學、技術和社會三者的關系及科學技術在社會生產、生活和人類發展中的應用,強調參與意識和社會責任感,讓學生關注和參加與生物科學相關的社會問題,是培養學生科學素養的又一途徑。學生在學習生物學的過程中,通過參與和解決現實世界中的具體問題,來獲取科學與技術的知識,形成正確的態度、價值觀和社會責任感。并且能夠在日常生活中,知道如何把所學的知識、方法與實踐相結合,如何對一些新的科技問題進行思考和判斷。
中學生物教材中廣泛地滲透了STS教育,把課本知識和學生的生活實踐有機結合起來,并緊密地聯系著人類社會的發展。在教學中,教師應適時地結合現實生活中生物與環境的各種鮮活事例,提高學生學習科學知識的興趣,使其充分認識到教材中的知識是可以應用在生活當中的,使其認識到科學研究的價值和意義,進而萌發對科學研究的熱愛。同時在學習過程中要注重發展學生多方面的能力,如適應社會生活的諸多能力、調查研究的能力、與人溝通合作的能力,等等。在此基礎上,進一步培養學生的科學態度、人生態度,使學生的生物科學素養在潛移默化中得到培養。
此外,在課堂上,教師要放手讓學生自由地爭論、自由地探索,這有助于培養學生的民主意識及辯證的思考問題的能力。
然而,不同的學生在學習自然科學時有不同的天賦和特點,現代科學教育強調面向全體學生,旨在培養所有未來公民的科學素養。介于此,對不同學生來說,科學素養應該有不同的要求,但不論要求的差異如何,都要使學生在原有基礎上得到發展。中學生物老師的任務就是將學生的生物科學素養從較低的水平提高到較高的水平。我們每個公民都應該具備科學素養,面對日常生活中的科學現象、事件和觀點時,能夠有一個科學的認識。
參考文獻:
[1]劉恩山,汪忠.普通高中生物課程標準(實驗)解讀[M].南京:江蘇教育出版社,2004.
[2]劉恩山.中學生物學教學論[M].北京:高等教育出版社,2003.
[3]楊永欣.自主探究性學習:培養學習能力的最佳模式.教育探索,2002,(3).
一、生物科學專業教學現狀
以往的生物科學專業教學方法以教師為主,特點是“教師從頭講到尾,學生從頭記到尾”,缺少互動,無法激發學生的學習興趣。教師普遍按照教學培養計劃、教學大綱呆板授課,很少能做到與時俱進,結合現實新技術、新成果應用及需求安排講課內容。甚至有些課程多年沿襲同一課件循環講解。實驗課也是在實驗室內簡單重復操作,始終如一,知識點落后于技術更新,與社會發展需求嚴重脫節,導致學生還沒出走出校門就已經輸在了起跑線上,走出校門又被落下很遠。
二、生物科學專業教師轉型途徑
1.專業教師“走出去”。轉型建設時期學校應該引導教師主動“走出去”,走到企業去交流、學習,甚至掛職鍛煉。通過到生產一線去了解企業當前運用的新技術、新成果、新需求,回到學校后結合本門專業的特點不斷完善自己的授課內容,向學生們傳授新知識、新發展方向,激發學生對專業課程的學習興趣。實驗課的教學也可以嘗試通過建立校企合作實習基地,把課堂搬到生產一線,通過直觀講解和實踐操作把專業知識點運用理論和實際相結合的方式傳授給學生,使學生直觀地接受新知識,激發其學習興趣,明確學習方向和目的。
2.行業導師“請進來”。轉型建設時期學校還應重視行業導師“請進來”,通過聘請行業內知名企業的高級技術人才,將優秀人才請進學校以充實專任教師隊伍。企業高級技術人員了解本行業內各種新技術發展趨勢,掌握大量的先進技術和成果。通過開展學術講座、給本科生授課等方式可以與生物科學專業教師進行深入交流,使專業教師了解本學科相關領域的最新技術、成果、發展方向和需求,以便有針對性地對學生進行專業知識的講授。
3.以科研活動促進轉型。培養應用型的人才,需要應用能力強的教師,教師要了解行業一線存在的問題,培養學生解決問題的能力,因此教師必須具備一定的科學研究能力和學術水平。生物科學專業教師要深入開展科學研究,通過科學研究促進知識更新,提高自身知識水平,通過科研成果的應用促進教學水平提升。尤其是橫向課題的研究,橫向課題可以使教師緊密結合企業,明確產業需求,解決制約行業發展的關鍵技術和瓶頸問題,生產建設一線中存在的問題,實用性很強,既能讓老師不斷了解行業一線,又能為學生提供實踐平臺。專業教師在教學和科研,理論與實踐中不斷完善自我,才能為培養適應社會發展需要的實用型人才做出更大貢獻。
三、結語
【關鍵詞】國內 生物科學 發展現狀 思考
生物科學是研究生命活動規律及生命本質的一門學科,能夠幫助人類理解自然認識自然,隨著科技的進步,人們在基因遺傳及生物化學等領域都有了很大的突破,隨著生物科學技術的成熟和完善人們將其引入到了醫學和農業等領域起到了顯著的推動作用,因此,重視生物科學技術的研究和探索對于我國社會主義初級階段的發展情況也將起到巨大的影響。
一、生物科學的研究成果及發展
(一)基因組計劃的實施
破譯基因的遺傳密碼,解開生命的奧秘,相應的遺傳圖、物理圖以及轉錄圖的制成在理論上具有巨大的進步意義與實踐和商業價值。在基因遺傳方面我國科學家也在2013年破譯了小菜蛾基因組,并與國內外專業人員進行合作和交流,對基因組學和遺傳學進行著更為深入的探索和研究。
(二)細胞全能技術的實施與應用
近年來隨著技術的發展,我國對于生物起源、原始細胞產生及新生物形成和改造等方面已經取得了一定的進步和發展,細胞全能技術作為一種快速純和創造新品種的技術方式也因此而取得更大的技術實用價值,對于一些新的品種作物的選育也將起到良好的促進和影響。
(三)生物識別技術
生物識別技術的研究已經具有一定的程度,是結合人類自身的生理與行為等特征進行識別的技術,已被應用在包括指紋識別、手掌幾何學識別、聲音識別以及面部識別等方面,這種識別技術因為具備不易遺忘且防偽性能高等特點,被人們認可并得到了廣泛的應用。不過針對生物識別技術中的一些部分還有待研究,技術含量較高,因此還處在試驗和研究階段。
二、生物科學的應用
(一)農業領域的生物科學技術
近年來隨著各項技術的發展和水平的提高,基因組學實現了突破性的研究,同時推動了生物技術進入到高速發展的階段,包括動植物及微生物技術都在農業中得以應用并取得了良好的效果,另外,抗病蟲、除草劑的使用使棉花、玉米、花生等作物在產量和質量上都取得了豐收。而且現代分子生物學也傳統動植物育種學在理論與技術方面的融合實現了新型分子育種學的產生,對于育種及農業發展來講都是極大的技術和理論的進步。
(二)生物科學在醫學上的應用
醫藥領域的生物科學的運用在效果和方法上都已經到了相對成熟的階段,由于我國在改革開放后對于制藥科技給予了高度的重視使得我國的生物高新技術的發展水平已經達到國際水平,如乙肝病毒整合機制及干細胞癌基因研究等相繼在我國醫學研究中取得成果,使我國具備了對于乙肝病毒和肝細胞癌治療法的藥物開發有了相應的理論和技術基礎。
不但如此,醫藥生物技術在當前的發展已經實現了產業化,其中最為廣泛的是基因工程技術和細胞工程技術,我們可以通過對基因改造后的生物體進行新的基因工程藥物的制造,進而實現特異性免疫診斷試劑及生物芯片等的生產,并且基因工程藥物已經進入到了百姓的治療中,基因治愈法已經逐步的在技術和研究中取得相應的進展,在未來通過基因治愈疾病將變成現實。也因此將為我國國民的身體帶來更為周到的保障。
三、生物科學對社會帶來的影響
我國生物科學的發展經過對生物科學基礎的研究的不斷突破已經取得了世界范圍內的認可和關注,從未來的發展前景上看,生物科學的發展具有良好的工業和商業環境,生物科學一方面具有未來可觀的發展前景,另一方面也面臨著很多挑戰,技術需要人才,產業的發展也需要人才,沒有人才支持,就沒有進步的生物科學技術,因此科研管理部門對科研組及高校進行人力財力的扶持,同時也鼓勵和帶動青年科學家及技術專家投身相對應的生物科學研究中,通過我國社會范圍內的努力和綜合,將推進生物科學在多領域的融合,進而實現我國現代社會生物科學技術的創新和發展。
四、結束語
生物科學技術隨著科學技術的進步與多學科的融合發展將逐步從單一化相多層次多方面發展,進而對人們的生活和生產產生更為重要的影響,我國生物科學在不斷的發展和突破已經將研究成果傳遞到了全世界,在未來相信還會產生更大的成果,這也要求我們在生物科技的發展過程中能夠謙虛謹慎,加強加大生物科學技術的研究進程,促使現代生物科學技術良性快速的發展,進而實現我國生物科學技術的進一步完善和提高。
參考文獻:
[1]朱晨艷,吳瑞華,吳莼.國內外生物學研究性學習開展情況的比較[J].生物學教學;2004.
關鍵詞:高中生物;科學史;教學;問題;對策
中圖分類號:G423.07 文獻標志碼:B 文章編號:1673-4289(2011)12-0015-03
生物科學史教育能夠使學生理解科學的本質,體驗科學研究的方法,感悟科學探究的精神,因此,高中生物新課程非常重視生物科學史教育。《普通高中生物課程標準(實驗)》(以下簡稱課標)明確了要“重視生物科學史的學習”,在其內容標準中多處明確提出了生物科學史的具體教學要求。但是,在新課程實施過程中生物科學史教學仍然出現了一些問題和困惑,需要我們探尋原因,研究對策,以更好促進生物科學史教學。
問題一:目標單一、大材小用
【案例呈現】
案例1:在進行《遺傳因子的發現》教學時,教師介紹了孟德爾的豌豆雜交實驗,但目的僅僅是為了把分離規律和自由組合規律講清楚,而沒有引導學生關注豌豆雜交實驗的內在邏輯和實驗的關鍵點,讓學生理解孟德爾豌豆雜交實驗所蘊藏的思想方法。
案例2:在進行《細胞的多樣性與統一性》一節“細胞學說的建立過程”這一內容的教學時,有教師在簡單地解釋細胞學說的三個要點后,以討論題引導學生閱讀細胞學說建立過程的資料,其目的也僅僅是由此引導學生認識細胞的統一性,而沒有真正分析細胞學說的建立過程所蘊含的科學發現的模式,揭示科學的本質。
【原因探析】
上述兩則案例雖然在教學中都利用了生物科學史,但是目標定位在落實知識,科學史只是用于輔助學生理解相關知識的材料,而沒有讓學生真正深入到科學史教育中,獲得方法和情感的體驗。這種情況在課堂教學中具有一定的普遍性。有調查表明,教師對生物科學史的教育價值持肯定態度,但是多數教師卻是為了學生更好地學習知識而引入科學史材料[1]。然而,生物科學史的教學有知識目標但不限于知識又幾乎是業內的共識。課標指出:“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。”近年來有關生物科學史教育的文章提出:教學中引入生物科學史能夠提高學生的學習興趣,使其積極主動地參與教學;展示知識發現的過程,幫助學生深刻理解知識;展現科學精神,培養學生的科學素養;展示科學研究方法,培養學生的科學探究能力;幫助學生理解科學研究的繼承性、永不終結性和科學的人文內涵,幫助學生領會創新思維的重要性[2][3][4][5]。那么,為什么教學實踐中還會出現目標過于單一的問題呢?
產生上述問題的原因,固然有考試評價指向的問題,也與部分教師對于如何深入挖掘生物科學史的教育價值認識不夠有關。“科學史是客觀真理發現的歷史、人的心智逐步征服自然的歷史。它描述漫長而無止境的為思想自由,為思想免于暴力、專橫、錯誤和迷信而斗爭的歷史。”[6]由此看來,“科學史”是可以從歷史事實、知識形成、思想發展、精神自由等多個角度去解釋的。在面對生物科學史的素材時,我們往往習慣于從事實的歷史和知識形成的歷史這個角度去引述,卻疏于從思想與方法的歷史、社會的歷史這樣的角度去挖掘科學史的教育價值。
【對策研究】
教學中,我們應該引述生物科學史的事實和知識形成過程,但又不滿足于僅僅轉述事實和講解知識,而是對這些事實再做分析或解釋,從中提煉出科學家所用的研究方法,挖掘出其中所蘊含的思維品質、思想觀念,如此基于事實但又不局限于事實。這樣的課堂,就既有歷史事實,又不局限于介紹事實,而是從事實中挖掘思想和精神營養;它能說明生物學知識,但不以知識為唯一目標,而是在促進知識理解的同時,讓學生因讀科學史而深刻、明智。例如,在案例1中引進孟德爾的科學發現,在用來促進知識理解的同時,還應該引導學生關注以下幾點:孟德爾選擇了合適的實驗材料,引進了數學統計的方法,提出了天才的假設,進行嚴密的演繹以及巧妙進行測交實驗驗證推論,這些科學方法的運用是他獲得成功的重要影響因素;同時,孟德爾的潛心探索(8年耕耘)、扎實實踐在他獲得成功中也起到了重要作用。
在案例2“細胞學說建立過程”這一科學史教學中,要用好教科書中的資料,尤其注意資料中幾個小標題所傳達的關于科學發現模式的信息,并給學生足夠的時間討論資料分析后的幾個問題。然后,總結在細胞學說建立過程中,科學與技術、理論思維與科學實驗的關系,理解科學發現的模式,揭示這一歷史過程所蘊含的科學本質。
因此,進行科學史教學時,不僅要關注和確定知識目標,同時也應該深入分析確定過程與方法、情感態度價值觀方面的目標。只有目標明確且全面,才能在科學史教學過程中不僅幫助學生掌握知識,還能讓學生體驗科學方法,感悟科學研究的歷程。
問題二:拔高拓寬、加重負擔
【案例呈現】
在《DNA的復制》這一節,關于“DNA半保留復制的證據”這部分內容,有如下一個教學案例。在學生進行了關于DNA如何進行復制的猜測后,教師提出:那我現在給你一些實驗材料,你設計一個實驗驗證一下你的假設到底哪種正確。實驗材料有:含14N的DNA的大腸桿菌若干、含15N的DNA的大腸桿菌若干……隨后出現的教學情境是,學生一片茫然,不知所措。
【原因探析】
從學生的反應可見,讓學生設計這樣復雜的實驗脫離了他們的實際。教材安排這部分內容已明確其屬于“選學”,有關內容不要求學生記住,更不要求學生應用。讓學生設計實驗,其教學要求的層次定位是“應用”,這顯然超出“選學”甚遠,屬于過度拔高教學要求的做法。
與上述過度拔高教學要求類似的,教學中還有一種面面俱到、過度拓寬教學要求的做法。其典型表現是:教科書課文中出現的生物科學史內容,教師因擔心其中的歷史事實會考到而不敢有絲毫大意,每個事件都要細細講解而不敢遺漏。在這樣的課上,由于面面俱到,教師教得累,學生學得累,不必要地加重了學生的學習負擔。
【對策研究】
教學中,對生物科學史素材的應用,既需要到位,但又不可越位而過度拔高和拓寬。因此,要適當定位,就要分析針對具體的生物科學史內容其合理的教學要求是什么。
某個具體的生物科學史事實,可能是課程的內容要素,也可能僅僅是教學素材。教學時這兩類情況的教學要求不同,重點也不一樣。前者的歷史事實既是手段也是目標,要讓學生能夠概述其歷程,并由此達成對知識的理解、科學方法的領悟、科學精神的提升。后者的歷史事實不要求學生記住,而是作為“腳手架”,以增進學生對結論性知識的理解,并進一步促成對科學的本質的理解。怎樣判斷某一生物科學史材料是作為教學素材還是作為課程內容要素呈現的?判斷依據是課標中具體內容標準是否有明確的要求。例如在高中生物教材中作為課程內容要素的科學史有,細胞學說的建立過程、人類對遺傳物質的探索過程、植物生長素的發現等。而僅僅作為素材的科學史有,細胞膜結構的探索歷程、促胰液素的發現、穩態概念的提出和發展等。
問題三:材料粗放、教學吃力
【現象點擊】
教師在教科書所提供的生物科學史材料之外又做了較多的擴展,課堂上用PPT一屏一屏地展示歷史上科學家如何進行研究,對背景、材料、方法、結果、結論作詳細、具體的介紹。學生則忙于閱讀,接受諸多人名、年代、研究事實的信息轟炸,卻沒有時間深入思考。這樣的課堂里,由于素材補充過多,教學費時、費力,而結果卻是師生迷失于歷史瑣碎事實的泥潭中。
【原因探析】
科學史教學不是求多求全,而是求精。有些教師認為新課改既然要求教師要學會用教材教,要積極開發課程資源,因此就認為多補充一些課外教學資源會有助于教學的提升。于是很多教師就很認真地查資料,課堂上盡可能地給學生多呈現資料,或是干脆替換教材中的科學史資料。而教師在選材時又沒有考慮所選資料的價值、意義等教育因素,簡單的資料累積只會加重學生的學習負擔,還不能很好地讓學生得到科學方法的熏陶和科學思維的訓練。
【對策研究】
教師在課堂上展示給學生的,應該是從眾多史料中精選出的必要的、易于理解的,且有主線貫穿的歷史資料,因為在課堂上有限的時間內,使用概括性的、簡明扼要的材料往往更為有效。換言之,課堂里出現的科學史材料,應該是先行者加工過的材料,而不是原始的歷史事件。教科書對所介紹的生物科學史已經做了精加工,教師要補充史料,應該在理解教科書的基礎上作必要的擴展,而不是熱衷于歷史素材的量的擴張。
比較成功的生物科學史教學案例,其共性是:教師提供的科學史材料精煉,有內在的線索貫穿,所提問題環環相扣、層層深入,還原了知識的形成過程,促進了知識的理解或科學方法的掌握。學生學習過程中,有資料的閱讀,有挑戰性問題引領。學生既理解了知識,又提升了科學思維能力,還體驗了科學的開放性。例如,生物膜結構的探索歷程,從1895年歐文頓研究植物細胞膜通透性實驗開始,到1972年桑格和尼克森提出流動鑲嵌模型,近80年的時間里有多位科學家做了很多復雜的探索工作。研究過程中,假說被一次又一次提出又一再修正,最終流動鑲嵌模型得到普遍認可。
問題四:理解偏頗、評論失當
【案例呈現】
在“光合作用的探究歷程”教學過程中,在講到海爾蒙特實驗時,有教師提出:“從實驗設計的原則來看,海爾蒙特的實驗結論是否完全正確?”然后讓學生展開討論。最后,師生一起總結出,“海爾蒙特的實驗設計不符合單一變量原則”,“應該設計單一變量實驗確定水、礦物質、空氣在植物生長中的作用”。
【原因探析】
對科學家的實驗進行恰當的評述,確實有益于培養學生的批判性思維和實驗設計能力。但是,本案例中的質疑本身卻讓人質疑:其一,很難設置單一變量實驗分別研究空氣、水和礦物質在植物生長中的作用;其二,這個實驗是一個析因實驗,不一定遵循單一變量原則。
【對策研究】
歷史是客觀的,但是,對歷史的理解卻可能是主觀的。因此,我們在評述歷史時,要用歷史的眼光,全方位理解歷史,在理解的基礎上對歷史上科學家的工作作恰當評述。評述時,我們應該對歷史持有“溫情與敬意”的情感[7]。
筆者認為,對于生物科學史上一些科學家認識的局限性,在教學中不一定都要著眼于對此進行“批判行思維”,而是可以更注意著眼于以下兩個方面來挖掘其教育價值。其一,學生看到歷史上科學家認識的局限性,可以認識到早期的科學家在解釋自然現象時與他們一樣有類似的前概念,從而增強他們轉變概念的積極性與動機[8]。其二,引導學生認識科學的開放性,從而深刻理解科學的本質。
生物科學史中沉淀了眾多科學家對生命世界探索的精彩片段。良好的生物科學史教學,應該是從中選擇了恰當的材料,運用了恰當的手段,達到了最佳教學效果,讓學生似乎身臨其境從而獲得眾多啟示的教學。托克維爾曾說:“當過去不再照亮未來時,人心將在黑暗中徘徊。”那么,在中學生物課堂里,生物科學史不但應該在場,而且應該“照亮學生的未來”。
參考文獻:
[1]張仁玉.高中生物科學史教學現狀研究[D].東北師范大學,2009:42-45.
[2]姜麗.生物教學中科學史的教育價值及有效運用[J].牡丹江教育學院學報,2006,(5):163.
[3]王薦.把生命科學史引入中學生物學教學[J].課程?教材?教法,2002,(1):52-54.
[4]徐宜蘭.論中學科學課中科學史的教育價值[J].山東教育學院學報,2002,(6):10-13.
[5]劉本舉.例析科學史的教育功能與教學實踐[J].生物學教學2006,(2):22-24.
[6][比利時]薩頓.科學的生命[M].劉,譯.北京:商務印書館,1987:3-24.
[7]錢穆.國史大綱?凡讀本書請先具下列諸信念[M].北京:商務印書館,1996:1.