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高中生物科学史总结

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高中生物科学史总结范文第1篇

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

高中生物科学史总结范文第2篇

关键词:高中生物;新课程教学;重点问题

1 新课改提出的教育理念

1.1 强调以“学生为本”,增强学生的主动性

新课程教学中要求改变观念,从以前的要学生学变成学生要学,使得学生能够主动学习,从分的挖掘出学生的兴趣,让其勤于参与到学生的学习当中去。传统教学中,通常都是老师满堂灌,教师作为主体在讲台上面讲授,学生很被动的接受知识的灌输。著名的心理学家罗杰斯曾经说过:教师的教学方式直接决定着课堂的气氛,教师应该把课堂气氛的形成作为自己的责任,让学生的兴趣和热情充分的得到释放,参与到教学中来。因此,教师在教学过程中要充分的结合教材内容和心理特点,来充分调动学生积极性,让其把学习作为一种乐趣。课堂上面教师要有和蔼可亲的态度,让学生感觉老师没有心理差距,这样学生会更加自信,学习态度也会得到转变,主动投入到学习中去。

1.2实现“教是为了不教”的教育理念

新时代,教师的任务不仅仅是传道、授业、解惑。在新课改的要求下,教师应该要教会学生怎样学,不单纯是学什么。新课程里明确的要求不要过度重视知识传授,应该要强调三维目标的达成。因此,在生物教学当中,我们应该要注重生物教学的实验操作,并且要让学生在了解原理知识的情况下,让其自己摸索,不断形成探究的能力。使学生能够学习到探究的能力,来满足社会的需要。

2 高中生物新课程教学的重点

2.1 新增了形式多样的探究活动

新课改要求加强探究性的学习,这样能够让学生在学习当中真正的了解生物,能够把生物与自己的生活联系起来。在高中生物新课程中增加了多个探究性活动,其中生物实验教科书中就有11个探究性的实验。并且有75项各种类型的探究活动。这些探究活动都是以实验探究为主。另外,高中生物新课程的设定当中,每一章的第一届都是首先通过问题探究来进行展开,进而通过思考和讨论的形式作为教学的主线,并通过插图的方式让学生加强记忆,进而很好的实现了探究性学习的要求。进行探究性教学可以让学生主动的参加到学习当中去,能够让学生积极培养自身获取新信息和批判段思维以及分析和解决问题的能力。但是,我们在生物教学当中不要为了探究而探究,要进行有效性教学,让学生的学习效率达到最大。

2.2 重视生物学核心概念的教学

普通高中生物教学课程标准里面指出:“生物教学中应该要以基本原理和概念为重点来进行教学。”这就要求学生应该要掌握和学习生物学的基本原理、规律、模型、概念等基础知识。新课程中在普通生物教学中突出了核心概念教学地位,这就要求以往对于零碎概念和知识的记忆向核心概念转变。这里的核心概念是指生物科学当中比较重要和最重要的概念、原理和理论。这些核心概念形成了整个生物学科的主干。与概念性知识对应的是事实性知识。进行事实性知识教学的时候主要是要求学生自身测量和观察进行记忆,并让学生自己推理和总结。因此,在实际教学中,教师应该要对教材进行熟练掌握,提取其中的核心概念和事实性知识。

2.3 大大加强了生命科学史的教育

普通高中生物课程标准要求学生在学习生物课程的时候要了解生物科学发展过程中发生过的重要事件。进行生物科学史的学习可以很好的了解生物发展过程的来龙去脉,能够了解到生物发展史上科学家探寻新东西的献身科学的精神,了接到科学研究的方法和本质。高中生物新课程的生命科学史比较强袭。很好的体现了生物发展过程中的研究历程和重大发现。并且其中伴随着科学家访谈和科学史话、科学家故事等进行穿插,介绍了经典的科学实验和方法。

3 加强高中生物新课程教学的策略

3.1 提高教师基础专业知识

随着新课程的深入,对于高中生物教师的要求也会变得越来越高,这就需要教师具备宽广和更新的知识,而且在新技术和新理论的不断发展的情况下,学生对于新知识的追求也不断加强。这就需要我们不断提升教师的主页素质,并且要有扎实的生物基础知识。

3.2 提升教师的教学能力

首先,要提升教师的口语表达能力,教师的口语表达能力会直接关系到学生的学习效率,以为语言规范和风情幽默的教师能够很好的吸引学生的注意力,学生也能很快的吸收知识。其次,提升教师的板书书写设计能力。如果教师能够在板书书写过程中,做到重点突出、简明扼要、字迹工整,那么学生就能够很好的理解老师讲解的脉络很好的接受知识。最后,实验是生物教学的基础,很多内容单纯靠讲解学生不能理解,需要教师的实际操作来提升的学生的理解能力。并且,现阶段社会和科技不断发展,传统的生物教学已经不能跟上时代的需要,生物教学要以培养学生动手能力为基础。因此,教师应该要了解基本的仪器使用和生物标本的制作等,必须不断的提升自己的专业技能,让教学实验贯穿整个教学过程。

参考文献:

[1] 钟启泉,陆建身.生物教育展望[M].上海:华东师范大学出版社,2001:15-17.

[2] 汪忠.走进课堂-初中新课程案例与评析[M].北京:高等教育出版社,2003:67-72.

高中生物科学史总结范文第3篇

关键词:高中生物;情景教学;实践

随着时代的发展与课程改革的深入,我国高中生物教学在吸取当前教学优势的基础上,更加贴近生活和社会实际,更加重视学生的创新精神与探究能力,更加注重学生的实践能力与发展潜力,从而实现学生的全面发展。

一、情景教学的界定与现状

情景教学就是在教学中,为了实现预期的教学目标,结合教学实际需要,利用教师与学生的引入、制造或者创设具有一定情绪色彩的、生动具体的教学场景,以引发学生一定程度上的态度体验,使学生能够更好地掌握知识,促进学生的全面发展。

在教学中,教师往往具有开展情景教学的愿望,但是往往受制于各种主客观因素,教师在教学活动中并未真正实施情景教学。这其中最主要的原因就是教师担心学生的考试成绩受到影响,从而影响升学率。另外一方面,教师还受制于情景素材及教学案例的匮乏。这些素材包括教材中与情景教学相关的各种资料,比如,生物史料、生物科技发展、生物的重大成就以及应用、生物实验、生物现象、生物科学对社会发展的影响及事件等。

二、高中生物开展情景教学的必要性

高中生物开展情景教学是新课程改革的需要,是学生全面发展的需要。

1.开展情景教学是面向全体学生的需要

以建构主义学习理论为基础的情景教学提倡以学生为中心,而不再是以教师为中心,它尊重学生的个性发展,根据学生的不同特质、不同情感开展教学,重点挖掘学生的创造力,发现学生的个体差异,通过情景的创设,使生物教学课堂成为学生体验与探究的空间,使得生物课堂充满生命活力。

2.开展情景教学是提高学生科学素养的需要

生物教学的基本目的之一就是培养和提高学生的生物科学素养。而具备科学素养的学生就需要有良好的科学情感,包括科学的价值观,探索生物的求知欲。而情景教学就是提升学生科学素养的有效方法。

3.开展情景教学是开展探究性学习的需要

探究性学习要求学生积极主动地参与到生物学习中去,使学生在探究问题的活动中获得知识,掌握学习生物学科需要的各种能力,培养科学的精神。通过情景教学的创设,可以让学生的思维活跃起来,主动地进行探究学习。

三、高中生物开展情景教学的策略

1.利用社会热点,开展情景教学

利用社会热点问题,可以使学生感觉到生物与生活实际紧密相连,能够正确认识到生物的社会价值,从而极大激发学生的学习兴趣。教师可以通过创设与社会热点事件相关联的素材开展情景教学,引导学生从中提取相关生物信息,分析所包含的生物知识。比如讲到病毒时,可以以禽流感、甲型HINI流感等社会热点为素材。

2.利用生物实验,开展情景教学

精心设计的实验在为学生提供感性认识获取相关生物知识的同时,还能够引导学生思维,引发学生展开讨论,使得学生能够发现实验现象背后的生物原理。比如,在“比较唾液淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的催化作用”这一实验中,蔗糖经过唾液淀粉酶的作用后,用斐林试剂检验,检出砖红色的沉淀,在引导学生反思实验失败的原因后,笔者设计一个探究实验学习的情景,让学生对可能出现的问题进行探究,再进行实验设计对自己提出的问题进行验证。

3.利用生物科学史,开展情景教学

利用生物科学史开展情景教学不仅能够培养学生的科学能力,如,观察、分析、总结、归纳、假设、设计、验证等,也能够培养学生的科学精神。如,胰液的外分泌功能的研究就是从研磨胰腺却得不到胰岛素这一奇怪问题开始,逐渐发现促胰液素的。

4.利用直观教具与多媒体,开展情景教学

很多情况下,尤其是生物学科的特殊性,学生不好直接观察、认知研究对象。因此,教师可以借助直观教具与多媒体相结合的方式,创设情景进行模拟教学。如,在“观察植物细胞的有丝分裂”这个实验中,学生观察到的植物细胞其实是经过固定后已经死亡的细胞,肯定不能观察到其动态变化,如果教师能够利用多媒体动画,先进行分段学习,再将典型时期的片段串联,就能够在学生的思维中形成一个连续的动态过程的影像。

在高中生物教学中,能够合理地创设教学情景,能够提高学生的学习兴趣,培养学生的实践能力、创新精神与探究能力,还能够培养学生的科学精神,掌握科学方法。同时,开展情景教学也对教师提出了更高的要求。

参考文献:

[1]尹红雨.用情景教学演绎生物新教材[J].新课堂研究,2010(1):37-38.

高中生物科学史总结范文第4篇

关键词:生物科学史科学素养措施

随着我国新课程改革如火如荼的进行,在日常教学中如何提高学生科学素质,加强学生的科学素养成为了教育界非常关注的问题,如何科学的利用科学史教育是其中很重要的一环。各个学科都有各自光辉的发展历程,生物科学作为理科科学教育中的重要一环,也不例外,虽然生物科学历史并不长,但在塑造具有良好科学素养的人才方面有着得天独厚的条件和优势,那就是启发和想象、改革和开创、综合和总结的广泛应用。

1.关于科学素养

有科学素养还包括一些特定门类的能力。具体来说包括六个方面:(1)有科学素养就意味着一个人对日常所见所历的各种事物能够提出、能够发现、能够回答因好奇心而引发出来的一些问题。(2)有科学素养就意味着一个人已有能力描述、解释,甚至预言一些自然现象。(3)有科学素养就意味着一个人能读懂通俗报刊刊载的科学文章,能参与就有关结论是否有充分根据的问题所作的社交谈话。(4)有科学素养就意味着一个人能识别国家和地方决定所赖以为基础的科学问题,并且能提出有科学技术根据的见解来。(5)有科学素养的公民应能根据信息源和产生此信息所用的方法来评估科学信息的可靠程度。(6)有科学素养还意味着有能力提出和评价有论据的论点,并且能恰如其分地运用从这些论点得出的结论。

如何加强和改善生物科学史的教育,如何让同学领会到科学家的精神和科学的方法,如何把科学史教育与其它知识的学习紧密联系起来,这是我们目前面临的首要问题。

2.1生物科学史概念的界定:

生物科学史是指生物科学(即生命科学)发生和发展的具体过程,以及这个过程的实质及其内在的发展规律。但是在中学阶段,我们对生物科学史的学习不是对整个生物科学的发展历程进行研究,我们关注的仅仅是在这个过程中与我们的学习内容密切相关的一些重要的、典型的、具有经典意义的一些实验探索和从中所能得到的结论,以及这些实验和所得结论之间所存在的因果关系,同时启发和体会科学探索的精神,侧重与教学实践相结合。

2.2科学史教育的内涵:

美国著名的科学史家萨顿说过:“一部科学史,在很大程度上就是一部工具史,这些工具,无论有形或无形,由一系列人物创造出来,以解决他们遇到的某些问题。每种工具和方法都是人类智慧的结晶。”揣摩科学前辈探究的过程,实质上是学习科学方法,领悟探究本质的过程。对科学方法的学习,对探究本质的理解,为教学中探究活动的开展提供了科学理论的指导和依据,反过来,探究活动为实践科学方法提供切实的锻炼机会,巩固科学方法的学习,两者互相促进,体现了理论与实践相结合的模式,正是科学素养的体现,对提高学生科学素质有重要意义。

2.3日常教学中加强科学史教育的具体策略

2.3.1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。

从人文角度分析,科学史中蕴涵着丰富的精神养料。在教材中写进科学家的姓名和事迹,不仅是对科学家的一种尊重和褒扬,更是对青年学生的一种教育。这种教育主要是科学家人格力量、科学态度、工作精神和人生观、价值观对学生启发与感召。例如科学家敢于怀疑的科学精神、求真的科学精神和创新的科学精神。学生首先要具有一种怀疑精神,它要求人们凡事都要问个为什么,追问它究竟有什么根据,而不是轻信盲从。摩尔根对基因在染色体上这一真理的证实很好的体现了这种精神。开始摩尔根对当时已经被接受的孟德尔遗传定律是持怀疑态度的,但是他通过自己的研究,以大量的实验为证据,不仅验证了孟德尔遗传定律的正确性,更揭示出基因与染色体的关系,不仅如此,摩尔根进一步研究,还揭示出遗传学第三定律基因的连锁和交换定律,成为遗传学史上里程碑式人物。

2.3.2再现知识的发生过程,变结论式教学为过程式教学。

中学生物学知识是前人科学研究的成果,通过科学史中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。这样的教学既传授了知识,更培养了学生的科学思维,变被动的学习科学史知识为主动的探索科学史知识,而我们要努力创造条件,选择一些比较简单的科学发现过程,引导同学们尝试着重走发现之路,让同学们直面前辈科学家的探索和困惑、希望和挑战、成功和失败,建立科学史教育的新模式。

2.2.3体会科学成就的取得,引导学生进行科学探究。

提高生物科学素养的教学途径多种多样,但探究性学习是最好的教学策略、方式之一。探究式教学作为一种现代教学模式,它是模拟科学家面对疑难情境,搜集和加工所需要的资料,最后解决问题的过程。每一个知识点的产生过程,就是一个探究的过程。生命科学史就是前人探究生物学知识的科学过程史。从科学的本质出发,倡导探究性学习正符合科学本身的特点,通过科学史研究,学生很容易体会出科学探究的重要性。

2.3.4利用科学史“故事性”,培养学生的学习兴趣。

教材中出现的大量材料,有的可以作为新课的引入,有的可以激发学生的学习兴趣,还有的可以提高学生学科知识的理解,教师在教学中要运用合适的方法引导学生仔细阅读、启发学生积极思考,自主发现问题,从而激发学生的求知欲和内驱力。例如色盲症的发现、孟德尔生平介绍、斯帕兰扎尼实验等故事性强的材料都很适合作的课程引入;基因与染色体关系探究过程等史实可以用以激发学生的学习兴趣。

3.小结

科学素养也可简约地概括为一个人的爱科学、学科学、做科学和用科学的水平。用科学应是最高的境界。教师利用科学史教育,提高高中生科学素养和科学素质,使学生具有科学精神、树立科学的态度、掌握科学的方法,学会发现问题、探究问题,今后才能有望在生物科学的领域中更好地发挥自己的才能,成为国家的栋梁之材。

参考文献

[1]《我对“提高生物科学素养”的理解》.朱正威

高中生物科学史总结范文第5篇

关键词情境创设;HPS教学课堂

【中图分类号】G633.91

HPS教学是英国科学教育学者孟克和奥斯本依据建构主义提出把HPS(history, philosophy and sociology of science科学史、科学哲学和社会科学)融入到科学教育中的一种新型教学模式。高中生物科学史教育能够让学生体验科学研究过程,学习科学研究的思想和方法,培养学生科学素养。

创设活动情境是让学生在活动中掌握知识技能,体验知识产生的过程的方法,发展学生的情感态度的教学方式。在HPS教学模式中,教师通过创设多动活动情境不仅让学生体验了科学研究过程,收获科学知识和科学素养,还发展了学生的情感态度。笔者根据在一线教学中案例谈谈几种创设活动情境在高中生物HPS教学课堂中的应用。

1.新课程背景下生物课堂中HPS教学模式的简介

高中生物HPS教学模式一般包括一下几个程序:

1.1演示现象

利用多媒体或实验演示自然现象,将学生引入到科学现象中,让学生提出科学问题,激发学生求知欲望。

1.2引出观点

教师通过引导和提示学生形成自己的观点,教师要引导学生的观点不能脱离本节课的主线。

1.3学习历史

形成观点后,教师陈述早期科学家关于这一现象的观点,同时陈述这些观点产生的背景和条件,让学生移情于一个科学探索中。

1.4设计实验

教师组织学生设计实验检验已产生的观点。

1.5呈现科学观念和实验检验

通过对自然科学史的演绎和验证实验的设计,从而水到渠成的引出科学的观念和科学观念的检验案例。

1.6总结与评价

对科学探究过程的发展进行梳理和总结,使学生理解科学探究的本质,体会科学探究的方法和精神,巩固深化知识体系。同时要引导学生评价科学家们在科学探索中的方法和局限性。

2 HPS教学模式中创设活动情境

“创设活动情境”是开展教学活动的有效手段,在HPS教学模式中教师可以根据科学史的发展过程和学生的认知程度创设活动情境,激发学生的学习兴趣。

2.1创设辩论赛情境激发学生的兴趣

在HPS教学课堂中,教师陈述不同科学家的不同观点是教学重要程序之一,将陈述不同观点的程序改为学生的辩论赛,容易激发了学生的热情。

案例1.“关于酶本质的探索”中引起酿酒中发酵的原因争论的教学。

在HPS教学中教师会陈述关于引起酿酒发酵的原因的不同观点,学生处于被动灌输的过程中,扼杀了学生主动探索的天性。如果改成辩论赛,会激发学生主动学习的求知欲。课堂上将全班同学分为两小组,一小组持有巴斯德的观点,一小组持有李毕希的观点,两小组分别为自己的观点找出有力的论据。

2.2创设建模情境培养学生的动手能力和理解能力

HPS教学中教师通过多媒体或板书演示来呈现科学观念,学生没有亲自动手参与,没有独立的思考,把老师的演示改为学生建模活动,会有助于学生理解科学本质。

案例2.“生物膜结构的探索历程”中生物膜结构的教学

教师在课前准备好构建流动镶嵌模型的原材料,讲解完磷脂分子结构亲水性和疏水性的特点后,引导学生先动手在小黑板上完成“空气和水界面上磷脂分子排布”的模型构建。其次教师介绍丙酮提取磷脂分子是细胞表面积两倍,得出细胞膜是由两层紧密排列的磷脂分子构成的结论后,学生再构建“细胞膜上双层磷脂分子排布”模型。最后根据流动镶嵌模型内容,学生在磷脂双分子层中排布蛋白质分子。整个生物膜结构的探索历程教学过程在学生理解的基础上给了学生一个直观的生物膜模型。

2.3 创设实验设计情境培养创新能力

实验设计是HPS教学程序中对已产生的观点检验的重要程序。

案例3.“关于酶本质的探索”中毕希纳证实引起酵母菌发酵的物质的教学

教学中让学生设计一个实验解决巴斯德和李毕斯的争论的问题---酒精的发酵是由活细胞还是酵母细胞中的某些物质引起的,把陈述毕希纳的实验变为学生设计实验的教学过程。

教学中还可以在探索酶的本质是蛋白质时,让学生应用已学到的知识,设计实验验证酶的本质是蛋白质。也可以让同学用已有的知识设计实验验证比希纳提取的酿酶的化学本质?

2.4创设材料阅读情境培养学生获取信息的能力

科学总结是HPS教学中一个重要的环节。

案例4.总结酶的概念

资料:人教案必修一P81关于酶本质的探索。

教师做以下的引导:(1)酶是在哪里产生的?(2)酶具有什么作用?(3)酶是什么物质?然后让学生根据这些问题的答案总结出酶的概念,这样的引导不仅怎加深了学生对酶本质的理解还培养了学生归纳总结的能力。

案例5.对植物向光性原因的认识

请同学们阅读下列资料,谈谈对对植物向光性的认识

资料1:长期以来,人们认识植物向光性生长是由于生长素分布不均匀造成的:单侧光照射后,胚芽鞘背光一侧生长素含量高于向光一侧,因此引起了两侧生长不均匀,从而造成向光一侧弯曲。

高中生物科学史总结范文第6篇

微课程是以微型教学视频为主要载体,针对学科知识点(如重点、难点、疑点、考点等)或教学环节(如学习活动以主题、实验、任务等形式开展)而设计开发的一种情境化、支持多种学习方式的在线视频课程资源。微课程追求的是满足每一位学生个性化学习的需求。学生可在课后根据自己的学习能力、兴趣和时间来自主安排学习,集中有效时间解决学习中遇到的问题。

科学是一个发展的过程。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的研究方法,学习科学家献身科学的精神。学习生物科学史对高中生生物核心素养的形成至关重要。

苏教版必修3教科书中第二章第四节“植物的生命活动调节”中关于“生长素的发现过程”,教材展示了科学史上的4个实验,依次推进,层层深入地揭示了植物向光性这一生命现象是在生长素调节作用下产生的个体适应性,隐含了科学研究的方法与过程以及设计实验时所要控制的“单因子变量”问题。该部分内容在整个必修课本中处于相当重要的地位,也是培养学生科学研究能力的很好的载体。学生的学习任务是充分理解实验的设计目的、准确分析实验现象、合理推导实验结论,这也为继续探索生长素的生理作用及激素应用奠定基础。本节内容在结构体系上体现了人们对科学理论的认识过程,是进行探究式教学的极好素材,也是培养学生科学研究能力的好素材。

与传统生物学教学相比,以微课程的形式进行科学史的教学能更直观地展示实验内容,也更能促进学生的自主学习。在高中生物课堂引入微课程教学模式,能优化课堂结构,提高课堂学习效率。

2 教学片段

2.1 教学片段一

学生课前自学达尔文实验,理解向光性与胚芽鞘尖端的关系。

达尔文的实验起源于对植物向光生长的研究,学生对向光性的认识也仅仅停留在“知道这一现象”的层次;另外,学生也没有认真实际地观察过胚芽鞘,对相关实验涉及到的材料如琼脂、云母片等的作用不太了解。所以,对达尔文的经典实验的学习,采取课前自学微课程的学习模式,学生观看微视频自主学习达尔文研究植物向光性的实验过程。课堂上,教师提出问题,启发学生思考,评价学生的自学结果。

师:在达尔文的实验中,所用到的实验材料是什么?

生:金丝雀草的胚芽鞘。

师:达尔文是如何解释向光性这一现象的?

生:单侧光照可以使胚芽鞘尖端产生某种影响,并向下运输到伸长区,由于这种影响在背光一侧分布得多,背光一侧生长就快于向光一侧,所以会向光弯曲。

师:从达尔文的实验中,大家看出胚芽鞘弯曲生长的外因和内因是什么?

生:外因是单侧光照,内因是尖端产生的某种“影响”。

师:弯曲生长的部位是在哪里?你可以用什么更直观的方法证明吗?

生:在胚芽鞘尖端下部的伸长区。

学生介绍实验方案:用记号笔在胚芽鞘上标记,然后观察胚芽鞘各部分区域生长距离的变化,来判断胚芽鞘生长部位。

教师肯定该生的思考,再进行补充,完善该探究实验,引导学生分析实验数据得出结论。

师:达尔文有没有真正解释向光性的原因呢?达尔文提出的“影响”是尖端本身还是某种物质呢?如何证明?尖端产生的“影响”能传到下部,但它为什么会弯曲生长?

激发学生进一步思考后,教师带领学生学习詹森和拜尔的实验,主要以问题串的形式,组织学生讨论教材图2-39实验和图2-40实验,帮助学生理清物质(多、少)与生长(快、慢)的关系,理顺“尖端放置位置下部物质多少下部生长快慢”的逻辑关系。师生共同总结出实验结论:在黑暗中进行是为了消除光照对尖端产生的“影响”在伸长区分布的干扰。结果说明“影响”在尖端下段分布不均造成弯曲生长。

2.2 教学片段二

教师引导学生进行实验设计,证明尖端确实产生了某种化学物质并引起胚芽鞘的生长。

师:詹森和拜尔的实验解决了达尔文实验中的哪些假设?

生:两个实验说明了达尔文提出的“影响”是尖端产生的某种物质,并且这种物质在尖端下部分布不均匀,从而引起胚芽鞘弯曲生长。

师:如何确定尖端确实产生了某种化学物质,并引起胚芽鞘的生长?请大家设计证明尖端确实可以a生某种影响胚芽鞘尖端下部生长的物质的方案。

教师提示:如何选择实验材料?用什么做“载体”?如何得知载体上是否有这种化学物质?画出你的草图与同学进行讨论。

生:小组讨论设计方案,代表进行汇报交流,解释设计方案。

生:这个实验中的不同之处是琼脂有没有和胚芽鞘尖端接触。没有与胚芽鞘尖端接触的琼脂没有使去掉尖端的胚芽鞘生长,而与胚芽鞘尖端接触的琼脂使去掉尖端的胚芽鞘生长。这说明引起胚芽鞘生长的物质来自于胚芽鞘尖端。通过B组的实验,可以排除琼脂对胚芽鞘生长无影响

师:除了这位同学的设计以外,其他同学也有不同的设计,那你们的方案是否还存在需要修改的地方呢?请大家跟随我一同观看一下当年温特所做的两组实验的视频,然后依据温特实验对自己的实验方案进行评价和修正。

学生利用IPAD,观看温特的经典实验过程,自我评价实验设计的合理性。

师:实验结果说明了什么?请利用温特的实验结论解释植物具有向光性的原因。并与达尔文的解释、詹森和拜尔实验的解释相比较,谈谈你的感受。

生:该设计能排除琼脂对实验结果的干扰,确保实验中只有“某物质的有无”为单一变量,充分说明了的确是胚芽鞘产生了促进生长的物质。

生:第二组实验又充分说明了单侧光导致化学物质的分布不均匀,从而使胚芽鞘弯曲生长。

以上过程没有让学生直接学习温特实验的方法,而是采用了先让学生设计实验方案,然后让学生观看微视频并进行自我评价,充分体现了教学以学生为主的理念。同时,学生能更熟练地分析复杂问题。

3 教学反思

本节课利用让学生利用微课程进行自主学习并模拟科学发现过程的教学模式,获得了较好的效果。通过对“生长素的发现过程”的学习,培养了学生严谨的思维能力,使其树立了科学的世界观。学生根据学习过程中发现的问题,设计相关的实验,从而逐步培养掌握实验设计和观察的方法以及创新能力。

3.1 微课程有利于促进学生个性化学习

萨尔曼・可汗发现,通常学习中有“瑞士奶酪式的保证通过原有基础继续建构的间隙”。这个“间隙”实际上就是学生在原有基础上学习、掌握新内容所需要花费的时间。问题是不同的学生掌握同样的学习内容需要的时间是不一样的。但是传统教学只注重要学生快速向前,而不管他们面临的保证通过原有基础继续建构的“间隙”。这样会导致学生产生困惑并不断叠加困难,形成“学困生”。学习本节内容之前,学生已具备“向光性”的生活体验,具有一定的实验设计能力,在必修2初步学习了“假说―演绎”的科学探究方法。在学习能力上,高二学生的感性思维能力强而抽象理解思维能力弱,个体间学习能力参差不齐,语言组织能力弱,学习过程易受非智力因素的影响。同时每个经典实验的设计都凝聚着科学家的智慧和多年心血,学生在40 min内真正理解实验设计,体会实验严谨性存在一定的困难。因此在教学过程中,教师借助于微课程的形式开展翻转课堂,让学生在家可以根据个人需要自定学习进度,根据需要暂停、倒退、重复和快进观看教学视频,有助于更好地内化知识。如果忘记了较长时间之前学习的内容,学生还可以通过反复观看视频直至掌握。教师再在课堂教学中注重启发引导学生进行自主探讨,通过精心设置问题,而激发学生进行探究和学习的兴趣,有利于培养学生的分析和理解能力。

3.2 微课程有利于课堂教学结构的优化并提高教学效率

根据新课程理念,高中生物学教学重在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物学科学素养。本节课中经典实验较多,为了充分让学生领会科学家的实验意图和科学方法,特别是达尔文的实验,所以对这部分内容以微课程的形式为载体,让学生反复观看实验的方法与分析来理解达尔文的实验精华。当学生初步获得实验设计的能力之后,教师再在课堂上引导学生分析詹森和拜尔实验、温特实验的设计思路,学会控制变量,初步学会遵守实验设计中的单一变量原则和对照原则,学会分析实验设计,得出相应结论,训练其逻辑思维的严密性,在新的情境中设计出新的实验方案。

微课程教学的介入使得本节课的教学活动划分课前学习和课堂学习两个不可分割的阶段。课前阶段,教师设计指导学生自主学习的方案――自主学习检测单,开发帮助学生完成自主学习任务的配套资源――微视频。而此阶段的学习时师生不在同一时空,学生是完全自主学习的主体,他们遇到困难时,可以反复观看微视频和其他W习资源,以完成自主学习任务。而在课堂教学阶段,师生处在同一时空,学生接受检测,开展探究,以完成展示学习作业――引入新实验分析――质疑和阐释――总结反思的一体化学习活动。教师在此过程中充分体现了作为课堂学习的设计者、组织者、问题引导者、学习促进者的角色。本节课以微课程应用创新了以往科学史的教学方式,形成了导学一体教学模式,不仅激发了教师的智慧,发展了学生自主学习与探究学习的能力,而且在课堂有限的时间内提升了学习绩效。

3.3 微课程与其他教学策略综合应用丰富了教学策略的内涵

本节课中,微视频作为一种教学资源承担了引导学生学会分析实验变量、探究过程演示的不同功能。而对于高中生物课堂而言,教师除了帮助学生形成科学的理性思维以外,还要通过对生物学核心概念及重要概念的学习,帮助学生形成正确的生命观念,以及在生物实验的实际操作中提高观察、动手等多种能力。这些能力的达成并不能只靠微课程一种模式来实现还要通过讲述归纳、绘制思维导图或概念图等方式来实现。本节课最后,教师利用画板图的形式在白板上边画边导出向光性原理,理清本节课的重要概念之间的关系,帮助学生构建知识体系,形成植物激素调节的核心概念。因此,作为一种教学策略的选择,微课程只有和其他教学策略进行综合,才能达到课堂效益的最大化。

另外,受限于教师制作微视频的水平、教学设计和活动组织能力、学生信息素养和网络学习的自我控制能力等,要充分发挥微课程的作用,教师还要不断地进行理论与实践的研究。

参考文献:

[1] 刘明.支加式教学中的问题设置――“植物生长素的发现”一课中的教学问题设计[J].中学生物学,2016(5):34-36.

[2] 黄璐璐.基于不同功能的微课设计――以“生长素的发现”一课为例[J].中学生物教学,2016(9):52-53.

高中生物科学史总结范文第7篇

关键词 科学史教学 生物学教学 科学方法

中图分类号 G633.91 文献标识码 B

在人教版现行的高中生物教材中许多章节都渗透着生物科学史的内容。无可厚非,科学史的教育在培养学生的情感、态度与价值观的目标上有着举足轻重的作用。例如,体会研究生命科学的价值,感受科学家们崇高的精神境界,养成敢于质疑、严谨求实的科学态度,培养探究意识和创新精神等。然而如何让生命科学史教育在知识与技能、过程与方法这两个维度的教学目标中也充分体现其价值,则值得教师探索和追寻。

利用科学发展史,能为素质教育课堂服务,充分培养和提高学生的科学探究能力和生物科学素养,实现教学模式和学习方式的重大变革。笔者结合教学实践,以必修二《遗传与进化》中的几节课的教学设计为例,谈谈如何将科学史融入课堂教学。

1 在科学史中领悟科学方法,并实现方法的迁移运用

从“孟德尔的豌豆杂交实验”到“基因在染色体上”,实现假说-演绎法在遗传学上的迁移运用。

孟德尔两大遗传定律的发现离不开科学的实验设计程序以及重要的研究方法——假说-演绎法。孟德尔先进行了一对相对性状的豌豆杂交实验,用纯种的高茎豌豆与纯种的矮茎豌豆杂交,发现子一代全是高茎的;接着让子一代的高茎豌豆自交,得到的子二代中有高茎也有矮茎,并且出现3∶1的性状分离比。他在实验和观察的基础上发现并提出问题:子一代为什么全是高茎,矮茎性状哪去了?为什么子二代中又出现了两种性状,并且分离比都接近于3∶1?他对提出的问题尝试作出回答,即作出假设:“在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。”提出的假说不仅要合理地解释已有的实验现象,还必须能对其他的实验结果进行预测。在此基础上,他又设计了一个测交实验,实际上也就是演绎推理的过程,用提出的假说预期测交实验(F1与隐性纯合子杂交)的结果。最后孟德尔通过实施测交实验,观察、测量实验结果,与预期进行比较,从而对假说的正确性作出判断:如果实际结果与预期结果相符,就可以证明假说是正确的;否则,就说明假说有弊端,须修正和补充。

在学生体验了假说-演绎法之后,教师可引导学生继续将这种研究方法应用于“基因在染色体上”的学习,作为教师贯穿教学的主线索。萨顿发现基因和染色体的行为在形成配子和受精过程中存在明显的平行关系,从而推出基因在染色体上。这就是发现并提出问题的阶段。随后摩尔根利用果蝇进行了杂交实验。他将红眼雌果蝇与白眼的雄果蝇杂交,子一代无论雌雄个体全为红眼,于是他让子一代果蝇自由,子二代中出现红眼果蝇和白眼果蝇,比例为3∶1,但白眼果蝇全是雄性的。此时根据实验结果,可以引导学生思考:果蝇颜色的遗传是否符合孟德尔的分离定律?(符合,子一代只出现显性性状——红眼;子二生性状分离,且分离比为3∶1。)但是在该实验中,白眼的性状又与性别相关联,这说明了什么?(说明控制眼色的基因位于性染色体上。)接着引导学生分析,有哪些可能性?分析可能有三种情况:(1) 控制眼色的基因在X、Y染色体上都有;(2) 控制眼色的基因在Y染色体上,X染色体上没有;(3) 控制眼色的基因在X染色体上,Y染色体上没有。然后引导学生针对每种情况再具体分析:(1) 控制白眼的基因是偶然发现的,很可能是基因突变,如果X、Y两条染色体上都存在控制眼色的基因,同时发生突变的概率是很低的;(2) 如果控制眼色的基因只位于Y染色体上,而X染色体上没有,理论上子一代中的雄性个体也应该有白眼的个体,与实验结果不相符;(3) 剩下最后一种可能性——控制眼色的基因在X染色体上有,Y染色体上没有其同源区段。按照最后这种可能性画出遗传图解,发现可以合理地解释摩尔根实验的结果。这是提出假说的阶段。然而到这里是不是就意味着假说成立了?学生在此之前学习孟德尔遗传定律时已经体验了假说-演绎法,自然明确还要设计测交实验进行检验,才能验证假说的正确性,这样才构成了假说-演绎法的完整环节。

从萨顿到摩尔根,最后证明了“基因在染色体上”,这个探索历程就是假说-演绎方法的再次应用。通过孟德尔遗传定律学习过程中假说-演绎法的初体验,到学生能模仿、追随科学家的设计思想,亲自尝试科学研究方法的运用,充分发挥了学生的学习主动性及探究能力。

2 通过还原科学史,加深学生对生命本质的理解和认识

DNA分子的双螺旋结构模型对于高中学生来说,是一个微观抽象的概念。在教学中如何化微观为宏观,化抽象为形象,是教师面临的一项挑战。利用科学发现史配合模型建构的教学方式,帮助学生身临其境地体验DNA分子模型的建构过程,从而加深其对DNA分子结构的理解。

首先教师为学生创设问题情境:20世纪30年代,科学界对DNA的认识基础是:“组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸,一分子脱氧核苷酸是由1分子磷酸、1分子脱氧核糖和1分子含氮碱基组成”。由于组成DNA的含氮碱基有四种,因此脱氧核苷酸也有四种。让学生利用模具进行相应的拼接,这是模型建构的第一步——建构脱氧核苷酸的模型。

当时的人们还知道,DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链,每个脱氧核苷酸通过磷酸与上一个脱氧核苷酸的脱氧核糖相连,并通过自身的脱氧核糖与下一个脱氧核苷酸的磷酸相连。接着让学生在前面的基础上把单个脱氧核苷酸串成一条脱氧核苷酸链,这是模型建构的第二步。

接下来是模型构建的第三步——建构DNA的空间结构,要解决如下几个问题:(1) DNA分子是几条链构成的呢?根据威尔金斯和富兰戈林提供的DNA的分子X射线的衍射图谱,科学家得出DNA分子呈螺旋结构,同时测算出DNA分子即使翻转180°,看起来还和原来一样。在此基础上引导学生分析,脱氧核苷酸链是有方向的。如果DNA是一条链组成的,不可能得出这样的结论;如果DNA分子含两条链,同向排列依然与该结论不符;如果DNA分子由三条链组成,无论方向如何,翻转180°后都不可能与之前相同。因此推出DNA分子由两条方向相反的链组成。(2) 两条链中碱基排列在外侧还是内侧呢?教师提供当时的研究资料:碱基具有疏水性,磷酸和脱氧核糖具有亲水性。启发学生参考前面学过的细胞膜流动镶嵌模型中磷脂分子的排布方式,类比推理得出结论:碱基排列在链的内侧。事实上,当时富兰克林根据X射线的衍射图谱,也推算出磷酸和脱氧核糖应排在外侧。(3) 碱基如何配对呢?是相同的碱基配对(如A与A配对,C与C配对)?还是同类碱基配对(如嘌呤与嘌呤配对,嘧啶与嘧啶配对)?还是其他的情况呢?根据当时科学家们提供的数据:嘌呤碱基在分子结构上要比嘧啶大。而且此时查哥夫又带来了一个重要的信息:腺嘌呤的量总等于胸腺嘧啶的量,鸟嘌呤的量总等于胞嘧啶的量。于是到这里,学生们基本可以想到,A与T配对,G与C配对。

最后教师引导学生在已获得的知识基础上继续建构DNA的空间结构模型。

通过还原DNA分子双螺旋结构模型的发现历程,让学生亲身体验并参与了模型建构的过程,不但使学生深刻地掌握了与DNA分子结构有关的知识,还增强了其处理科学信息的能力及动手能力。

3 在科学史教育中渗透实验设计的一般原则和技术手段,提高实验探究能力

有人说,科学史的教学是“纸上谈兵”,没有真刀真枪的演练无法真正达到实验探究的效果。但笔者认为,如果科学史教育应用得当,即使没有实验操作,也可以达到探究效果,同样可以培养学生的实验设计能力。例如在发现“DNA是主要的遗传物质”的探索历程中,几位科学家的实验研究中就渗透着实验设计的一般原则,如对照原则、控制单一变量原则、排除干扰因素原则以及如何选材的原则等。

“DNA和蛋白质,究竟哪一种是遗传物质”,这曾经是生物界争论的焦点。进行科学研究时首先遇到的问题是选择合适的实验材料,这是实验取得成功的关键。教师引导学生思考:所有的生物都含有蛋白质和核酸,选择什么样的生物作实验材料比较合适呢?(低等的、简单的生物,诸如细菌、病毒等。因为生物的结构简单、含有的物质少,分析起来简便、快捷,比较容易得出结论。)不难总结,几位科学家在选材上也都注意到了这一点——格里菲思和艾弗里用肺炎双球菌做实验材料,赫尔希和蔡斯用T2噬菌体侵染细菌,以及后来格勒和歇莱姆用烟草花叶病毒证明RNA是遗传物质。

格里菲思进行的肺炎双球菌的体内转化实验中四个组的不同处理明显用到了对照的方法,从中得出结论:“已经被加热杀死的S型细菌中,必然含有某种促成这一转化的活性物质——‘转化因子’,这种转化因子将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌”。因为细菌细胞内含有多种物质,所以格里菲思并不清楚转化因子是什么。

随后艾弗里及其同事对S型细菌中所含的物质进行了分离提纯,分别将S型细菌的DNA、蛋白质、荚膜多糖以及S型菌DNA和DNA酶的混合物加入含有R型菌的培养基中,结果发现只有分别加入DNA的那一组实现了细菌类型的转化。正是因为艾弗里在实验设计的过程中渗透着对照的思想,严格控制单一变量,排除各种成分彼此之间的干扰,才让他们找到了答案:DNA是转化因子。在那个时代,人们宁愿相信结构复杂的蛋白质可能是遗传物质,以至于很多人不肯正视艾弗里的实验结果,质疑的理由是:艾弗里的实验中提取出的DNA,纯度最高时也还有0.02%的蛋白质。但是我们今天回望,应当给予艾弗里的研究一个客观的评价:虽然实验中提取的DNA纯度不够高,但是艾弗里最后一组实验除了DNA,还加入了DNA酶,它可以降解DNA,使S型菌的DNA不能再进入R型菌体内发生转化。这实际上是反证法在生物学中的运用,从侧面证明了遗传物质是DNA,只有DNA才能起到转化作用。总结艾弗利的实验,把S型细菌内的各种物质提纯,分离开来研究,体现了排除干扰因素的设计原则;将多个变量分解为单一变量进行研究,这渗透着分组对照和控制单一变量的实验设计原则;最后利用反证法的思想进一步证明结论。

随后赫尔希和蔡斯在1952年用同位素标记技术,进行了T2噬菌体侵染细菌的实验。他们选择了32P和35S这两种同位素分别对噬菌体的成分标记。在此提问启发学生:为什么选择这两种同位素?它们分别标记的是什么成分?改用14C、3H、18O、15N标记可以吗?学生通过分析明确,科学家的设计意图是把DNA与蛋白质分开来单独研究。用35S标记一部分噬菌体的蛋白质,用32P标记另一部分噬菌体的DNA,然后将这两批噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌,经过短时间的保温后(让噬菌体在细菌细胞中繁殖),用搅拌器搅拌、离心。由于噬菌体比细菌小得多,搅拌可使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离,离心后浮在上清液的是留在大肠杆菌细胞外游离的噬菌体部分,而沉淀物中主要是细菌及细菌内新形成的噬菌体。接着检查上清液和沉淀物中放射性物质的高低以及子代噬菌体的放射性情况,并进行分析,最后得出结论:噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部,只有噬菌体的DNA才进入细菌体内,即噬菌体在细菌体内的增殖是在DNA指导下完成的。

事实上,赫尔希和蔡斯与艾弗里采用的方法不同,但却有着相同的设计思路:都是设法把DNA与蛋白质分开,单独地、直接地观察它们各自的作用,排除彼此之间的干扰。

而后1957年格勒和歇莱姆用烟草花叶病毒进行了实验。烟草感染了它以后,叶子上会出现病斑。这种病毒只有蛋白质外壳和内部的RNA,并不含有DNA的成分。这与艾弗里、赫尔希和蔡斯在实验设计思路上也有异曲同工之妙——将该病毒的RNA与蛋白质分开来研究。从病毒中提取出的蛋白质不能使烟草感染病毒,但从中提取中的RNA却可以,可见RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。

《普通高中生物课程标准》在“实施建议”环节中提出要“注重生物科学史的学习”。它指出:“科学是一个发展的过程。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”。教师在教学过程中要善于发掘和利用生命科学史的教育价值,为课堂教学服务,让学生科学理解生命的本质,领悟科学研究方法并尝试其在科学研究中的应用,提高实验探究能力和科学素养。

参考文献:

高中生物科学史总结范文第8篇

生物科学的发展史是一部不断对生命活动规律进行探索创新的历史,无数的科学探索留下了大量的经典生物实验,这些经典实验蕴涵科学家独具匠心的科学思维和巧妙的实验设计方法。可以看出,生物科学史蕴含着丰富的科学思想、科学方法、科学世界观以及科学精神、科学态度等内容,因而具有很高的教育价值。生物科学史的学习不仅是《普通高中生物课程标准(实验)》的明确要求,也是教师教学实践中的切实需要。

案例教学是根据一定的教学目的,选取合适的案例贯穿于教学过程,来组织学生进行分析、讨论、研究等,通过生生、师生之间的互动,以达到锻炼学生的能力及形成良好的的个体品质的教学方法。将生物科学史融于生物课堂中,进行案例教学,旨在提高学生学习生物的兴趣和生物科学的素养,同时能有利于提高学生信息搜集、提取和分析的能力以及简单的科学实验设计能力。

1 生物科学史在生物教学中的作用

1.1 利用生物科学史提高学生的科学素养

生物科学素养是公民科学素养构成中的重要组成部分。生物科学素养是指公民参加社会活动、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。提高每个学生的生物科学素养是生物学教学实施的核心任?眨?也符合新一轮生物学课程改革所倡导的理念。

生物科学史中记载着科学家的生平事迹,从中挖掘科学家的科学态度、科学精神和科学世界观,把它们渗透到生物教学中,对培养学生的生物学素养乃至科学素养和人文素养都具有积极的教育意义。学生置身于科学史的氛围中进行领悟和体会,获取丰富而有趣的知识营养,体验严密的逻辑思维过程和解决问题的思想方法,并在厚重的历史感中体会前人的智慧,从而提高自身的生物科学素养。

1.2 利用生物科学史培养学生的探究能力

生物科学史就是科学家探究生物学知识的科学过程史。生物科学每一个知识点的产生过程,就是一个科学探究的过程。如发现问题、提出问题、作出假设、逻辑推理、检验假设、分析结论、交流评价等,是对学生进行科学方法训练的良好素材。学习生物科学史有助于学生了解每个知识点的来龙去脉,而且可以从其中一些典型事件中学习到科学家的科学探究方法。这样不仅可促进学生深刻领会生物科学理论的论点,还能使学生在亲身体验科学探索的过程中接受科学方法的训练,形成一定的探究能力。

2 案例教学在生物教学中的应用价值

2.1 案例教学有利于学生对生物学知识的建构和内化

生物学基础知识包括基本的生物学概念、原理和规律,案例教学法通过呈现案例情境材料,经过分析与讨论,不仅能帮肋学生获得这些知识,更重要的是能将所学的知识进行内化,建构到原有的知识和经验中去,利于学生获得更深层次的知识即“隐性知识”。而在以教师讲授为主的传统课堂中,学生尽管能够记在所学的生物学理论知识,但这仅仅是停留在书本上的理性思维的认识和收获,是一种单一的、静成的、孤立的抽象知识,充其量也就是一种“显性知识”。

2.2 案例教学有利于培养学生的合作精神和与人沟通的能力

可以说,现代科学技术的发展都是人们合作的结晶,这在生物科学史上有很多例子,最经典的是美国生物学家沃森和英国生物学家克里克从1951年~1953年两年间在英图剑桥大学实验室里亲密的合作,最终揭示了生命最本质的奥秘――DNA双螺旋结构,具有划时代的意义。但是在传统的课堂教学中,培养学生这种能力的机会不多,且较多地停留在口头层面上,如果处理得不好,很可能变成一种生硬地说教,而案例教学的过程正是一个人际沟通、交往与合作的过程。因为小组合作是案例教学的主要组织形式,为了达到共同的学习目标,小组成员之间必须学会相互理解、彼此尊重和信任。

2.3 案例教学有利于培养学生的问题意识和分析问题、解决问题的能力

问题意识是创新的起点和发端,没有问题意识就不会有发明和创造。而在案例教学过程中,教师是通过案例的呈现创设一个个具体的问题情境,课堂教学就在学生围绕这些问题展开分析、小组讨论、提出方案中进行。学生通过分析案例中所涉及的各种各样的生物学问题,潜移默化地便逐步学会了如何分析问题、解决问题以及科学的思维方式。

3 结合生物科学史的案例教学过程

3.1 选择合适的生物科学史撰写案例

案例撰写是教师在课前必须要完成的准备,也是搞好案例教学的重要环节。首先,教师要确立教学内容,并收集与此相关的生物科学史内容的案例素材。因为要编写高质量的生物案例,就要有充足的案例素材。其次,教师要分析学生现有掌握的知识水平,结合相应的科学史内容在整个生物教材中地位,制定这个课时的课堂教学目标。确定教学目标是生物案例撰写过程中的一个重要步骤,为从案例素材的筛选与取舍到最终形成案例的整个过程指明了方向。然后,仔细阅读、分析案例素材,紧密结合生物学的教学内容,并联系学生的实际情况,对案例素材作必要的筛选、修改工作,使呈现在学生面前的案例文字简明扼要、不过于冗长,以免增加学生的阅读负担。最后,在充分考虑学生已有的技能和知识背景,教师结合一些能引起学生兴趣并能产生思考、讨论的问题,写出组织教学案例。

例如,在对光合作用发现史组织教学案例时,教师可先罗列光合作用的背景描述,并整理光合作用的研究历史,将不同科学家的探究过程、实验结果、分析结论一一对比,找出光合作用研究进展的方向,同时根据生物课程目标确立光合作用发现史的知识、能力、情感的教学目标,最终撰写出光合作用发现史的教学案例。另外,教师也可以根据科学家们的实验情景进行问题的设计及讨论,丰富案例内容。

3.2 在课堂中实施生物科学史的案例教学

在课堂中对生物科学史的案例教学进行完美实施是体现案例教学的真正价值所在。撰写好的案例是进行生物科学史教学的保证,而在课堂中合理地分配教学时间,巧妙地应用教学技巧,适当地辅助教学手段,是真正落实生物科学史案例教学的关键。在教学过程中,如何体现科学家们的求真精神,如何展示前人在追求科学真理时的坚持,如何把握学生们的情感体验,是教师们必须要重点关注的。

在遗传物质发现史的案例教学过程中,教师可以借助达尔文的《物种起源》提出人们对遗传和变异的机理开始了理性的认识,随之与学生一起重温科学家的实验过程,体验他们所做的实验,感受伟大的发现。在讲述格里菲斯、艾弗里的体内、体外转化实验,在描述赫尔希和蔡斯探究噬菌体侵染细菌的过程,简单的叙述是不足以展示当年科学家们的那种持之以恒的探索精神,所以教师得有效地利用、整合各种教学资源,合理地、有条不紊地呈现。问题适宜时机的导入、实验表格的设计、各种多媒体辅助的支持以及师生间互动模式的合作,都是将案例教学实实在在在课堂上实施的手段。

3.3 总结、反思、完善,以形成一个成熟的案例

一个成熟的案例并不仅仅是一两堂课的教学实施就能形成,没有及时的总结、反思,?]有一个案例的多次反复的教学实施,没有不同案例之间在教学过程中的对比,是不可能获得一个成熟、完善的案例。