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中学生物学教学探究:中学生物学实验教学的改革与创新
素质教育的今天,如何切实培养学生的创新能力已成为教育改革的公认主题,学生创新能力的强弱直接关系到我国科学技术发展的快慢和水平。开发学生的创新能力,把学生培养成创新型人才是我们教育事业的根本任务。本文从当今实验教学的现状入手,提出适合学生创新能力培养的理论依据,总结出了几点关于生物实验教学改革的策略。
一、当今生物实验教学的现状
1.师生对待生物实验的思想观念
既然“生物科学是以实验为基础的学科”,“是探究生命现象和生命规律的科学”,那就是说,实验应该是生物这门学科的基础,我们在教学中也应该针对学科的这个特点,把实验作为探究生命现象和生命规律的重要手段。但就目前的实验教学现状来看,很多师生却只把生物实验课当做生物教学的“副产品”,甚至认为实验可有可无,上课上到以往几年一直在做的实验了,就给学生布置下去“某节课做某实验”。而学生大多就是为做实验而做实验,带上实验册或课本到实验室煎熬或者荒废一节课。
2.当今实验教学模式
(1)讲解实验代替演示实验甚至学生实验,扼杀了学生创新潜能的开发。
在素质教育的大潮中仍有少数教师由于学生考分、自身教育理念等原因对“应试教育”“乐此不疲”。
(2)用模仿式实验形式代替了其他学生的实验形式,限制了学生创新能力的发挥。
有的教师为了每节课能让学生训练与考试有关的本节课内容及题目,简化演示实验的操作步骤,只是将课前事先准备好的演示实验留下的一两步在学生面前演示一下,重结果,轻过程;在学生实验的教学中都是采用模仿式实验,即在实验时,教师一边讲解实验的原理和操作要领,一边示范操作过程,学生一边听、一边看、一边仿照进行实验,全班学生的步骤一致,在同一时间内进行同一实验步骤。
二、生物实验教学中应如何注重学生创新能力的培养
1.学生的创新潜能如何激发
注重直观的演示实验,培养学生学习兴趣。让学生直观地参与到演示实验中或自己动手,这是掌握基础知识、形成基本技能、提高学习效率的强有力的措施,这样才能促进学生积极地思维,激发学生内在创新潜能。
2.创新思维如何形成
充分利用实验现象,启发学生联想。联想是由所感知或所想的事物想起相关的事物的思维活动。联想虽然并不能直接产生有创新价值的新形象,但它却为产生新形象的想象思维活动提供了一定的基础。通过自由想象可探索各种解决问题的方案,通过强制联想可找到实现预期目标的途径,使学生学会联想,善于联想,敢于联想,以发挥他们的联想能力,萌发创新思维,并使学生的这种思维始终处于积极状态。
3.创新能力如何培养
指导学生的启发式探究实验。启发式探索实验,是学生在观察实验现象的同时,收集整理材料,运用已有的知识和技能,自己获得未知的知识和技能的实验。在这类实验课中教师作为引导者、点拨者,学生作为新知识的主动探索者和发现者,让他们自己发现问题,自己探索解决问题的正确途径,通过思维活动找出规律,得出结论。
三、实验教学的改革
1.改验证实验为探究实验,让学生参与实验探究
传统实验多半是验证性实验,在实验过程中,学生只是被动地参与,我们的实验改革应充分利用一切手段,改验证实验为探究实验,让学生自己提出问题进行大胆的猜想、假设,然后为验证自己的猜想和假设进行实验。
2.开放实验室,提供探究平台
探究性实验由学生自己提出实验方案,这对实验室也提出了新的要求,按学生个性和要求来准备仪器和试剂将面临一定的困难,所以,我们可以把个别实验室作为开放实验室让学生在课余时间完成自己设计的实验,以补充时间和设备的不足。
3.增加社会调查课,实验从课内延伸到课外
任何学科的发展都离不开社会的需要和发展,其研究目的都是为社会服务,生物科学更是与生活紧密联系的学科。所以,生物实验的目的不仅仅是使学生获取知识,在获取知识的过程中体现知识的形成和发展过程,更重要的是要让学生认识日常生活中的生物科学,认识到社会对生物科学的需要,认识到自己该去了解社会和服务社会,同时提高分析题和解决问题的能力。
总之,在中学生物学实验教学中,值得我们去思考的还有很多,不同的人有不同的方法,但无论用哪种方法,都要从培养学生主动发现问题、提出问题、解决问题的能力入手,培养具有创新能力和科学素质的人才,从而更好地为社会需求服务。
中学生物学教学探究:中学生物学核心概念教学策略与实践
摘要:应将核心概念教学与策略进行适切性对应。依据核心概念、学情、课程资源、教师优势的不同,可采取建构模型、绘制概念图、比较研究、运用科学史、体验探究过程、实施真实学习、优化教学媒体七个普适性较强的教学策略。
关键词:核心概念;教学策略;核心素养
核心概念也可称作概念性知识、重要概念、关键概念。美国课程专家埃里克森认为,核心概念是指居于学科中心,具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值的关键性概念、原理或方法。这些核心概念源于学科中的各种概念、理论、原理和解释体系,为学科之间提供了联系。[1]关于核心概念的定义,不同学者有不同的看法。美国著名教育学家赫德认为,科学课程中的概念和原理都应该能够展现当代学科图景,是学科结构的主干部分,它们被称为核心概念。[1]核心概念的研究是国际上理科教育中的一个重要领域,我国的部分中学课程标准也提出要帮助学生深入理解学科的核心概念。2012年,教育部颁布《义务教育生物学课程标准(2011年版)》(以下简称《标准(2011年版)》),此次修订较大的变化是:在原有内容标准的十个一级主题下,共列举了相应的50项重要概念。《普通高中生物课程标准(实验)》则明确提出核心概念。核心概念教学研究正处在一个探索阶段,不少教师对概念与核心概念的理解比较模糊片面,仅仅将核心概念简单地等同于名词术语或者定义,过于关注零散的信息,没有注重概念之间的联系与情境的运用,将概念以孤立名词解释的方式让学生记忆。目前核心概念教学策略的选择上有时偏于传统,单纯地“讲概念”,一味地“讲定义”,而忽略核心概念的形成过程,以及学生概念获得的思维过程,所以学生只是单纯地背概念,很难迁移应用。通过对初中生物学50项重要概念进行充分的专业研讨和课例研究,我们主张将核心概念教学与策略进行适切性对应,选择思路主要从以学生为本理念到自主学习实施,从设计教到设计学,依据学情、核心概念、课程资源、教师优势的不同选择教学策略。以下是普适性较强的七个中学生物学核心概念教学策略。
一、建构模型
建构模型是人们按照特定的科学研究目的,在一定的假设条件下,通过研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法,是以简化和直观的形式来显示复杂的事物或过程的手段。建构模型作为一种认识手段和思维方式,是科学研究常用的重要方法,也是学生获得科学知识的一种能力。通过模型,有利于抓住事实的最主要的特征和功能,以简化的形式再现原型的各种复杂结构和功能,帮助人们认识生命世界中的本质,以便预测和指导实践。生物学研究中通常建构的模型包括物理模型、数学模型和概念模型等。对模型的灵活运用,可以有效地帮助学生理解科学概念。《标准(2011年版)》第七主题中的核心概念是:“DNA是主要的遗传物质,基因是包含遗传信息的DN段,它们位于细胞的染色体上。”[2]对此核心概念教学,学生制作DNA模型最切合。由于DNA的结构是微观而且立体的,学生先自己动手制作模型,再配合多媒体动画,就容易建构关于遗传物质的核心概念。教师可以为学生提供简便易行的材料进行模型制作,用矿泉水瓶盖代表脱氧核糖,用同一种颜色的截断电线代表磷酸根,把瓶盖和电线间隔地连接起来代表DNA单链,用四种颜色的截断电线代表四种碱基,通过不同颜色电线连接代表碱基配对,把两个DNA单链通过碱基对构成平面双链,扭动双链变成双螺旋DNA模型。值得注意的是,物理模型在学习关于细胞、人体器官的结构和功能等概念时,也发挥着同样的作用。
二、绘制概念图
概念图是围绕特定的主题创建的知识结构图,是一种关于概念知识、思维过程或思维结果、系统结构、计划流程等的图形化表征方式,能有效呈现思考过程及知识的关联。绘制概念图是引导学生进行科学概念意义建构的有效教学策略。概念图有利于学生对整个单元、整个生物教材中的知识进行加工、理解和储存,系统地掌握和记忆知识要点。概念图更侧重研究概念与概念之间的区别与联系,因此,在概念较多且相互之间有密切联系又极易混淆的知识内容的学习上,绘制概念图是一种很好的教学策略。概念图还有利于学生形成完整、系统、清晰和科学的知识体系,促进学生感知、记忆、想象和思维等心理因素的发展。学生通过绘制概念图,可以培养对概念的分析、比较、理解能力,从而加强对概念的内涵和外延的剖析。《标准(2011年版)》十个主题中的核心概念教学,都可以采取绘制概念图的教学策略,但对于初中生身心发展水平来说很有难度,需要循序渐进地实施。
三、比较研究
比较研究是指通过观察、分析,找出研究对象的相同点和不同点,是认识事物的一种基本方法。在中学生物学核心概念教学中,可以通过对两个或多个相似、相关概念的比较,让学生找出它们在某一方面的异同,理解它们之间的内在联系。此策略在生物概念教学中已得到广泛应用。通过类比、列表等方式,可以在动、植物细胞的结构,动、植物体的结构层次,光合作用与呼吸作用,血管类型,血液成分,动物的类群,动物的行为,细菌、真菌与病毒,免疫,等等诸多重要概念的教学中就概念的内涵和外延展开分析、学习,帮助学生以系统的思维快捷、清晰地建构概念。如,光合作用和呼吸作用,可列表对比如下:
四、运用科学史
生物科学史是人类探索生命奥秘的整个科学研究过程,体现了科学家严谨的逻辑思维和系统的知识结构,蕴含着丰富的科学研究方法。因此,在生物教学中,如果能够适时地运用科学史进行相关核心概念的教学,使学生在学习概念的同时渗透生物科学素养,就可以培养学生思维的创造性和严谨性。例如,学习“细菌”时,为了帮助学生提高科学探究的理解和认识,体验科学过程与科学方法,可以利用法国科学家巴斯德研究肉汤变质问题的典型案例。这是巴斯德的经典实验之一。教师向学生介绍巴斯德在微生物学上的重要贡献,以及巴斯德发现细菌等微生物存在的实验过程及推理,使学生如身临其境,体验科学探究的发展和形成过程,从而有效理解“微生物通常包括病毒、细菌、真菌等类群”这一核心概念。
五、体验探究过程
“科学探究”是初中生物核心概念的重要组成部分。生物学课程中的“科学探究”,是为学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动,教师应积极提供机会让学生亲自尝试和体验科学探究的过程。“体验”指通过实践来认识周围的事物,学生不仅要用脑思考,还要用眼睛观看,用耳朵聆听,用嘴巴诉说,用手操作,即用自己的身体去亲自经历,用自己的心灵去亲自感悟,达到认知过程和情感体验过程的有机结合,形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观,培养创新精神。例如,在“生物的遗传变异和环境因素的共同作用,导致了生物的进化”这一核心概念教学中,为了让学生体会动物保护色的形成,可以用彩色的吹塑纸作为背景,模拟动物生存的环境,用彩色的小纸片代表动物不同体色的变异类型,用小纸片作为“猎物”,学生则作为“捕食者”。学生经过多次“捕猎”后发现,与背景色颜色相近的小纸片(“幸存者”)最多,通过游戏体验到保护色的形成是自然选择的结果。
六、实施真实学习
真实学习是通过展开真实世界的问题与任务让学生进行学习。实施真实学习需要教师作为引导者和促进者支持学生的真实实践,让学生在尝试解决真实世界问题,完成真实任务的过程中习得知识和概念。在讲授生物学核心概念时,教师要和客观实际结合起来,使学生在理论和实践的结合中理解和掌握概念,同时引导他们运用掌握的概念解决各种实际问题。实施真实学习,在新的情景中运用概念,是生物学核心概念教学的策略。比如:讲到“微生物通常包括病毒、细菌、真菌等类群”这一核心概念,可以让学生结合禽流感、艾滋病、手足口病、非典等传染病,了解病毒的危害和防治知识;讲到“滥用抗生素”的后果的时候,可以联系“超级细菌”案例,让学生自己谈谈产生“超级细菌”的原因;学生通过识别和描述校园或公园中多种动物栖息地和丰富度,用自己收集的数据研究生物的多样性概念。总之,生物学的知识与我们的生活密不可分,学生在日常生活中就可以学习和了解到许多有关生物方面的知识。
七、优化教学媒体
多媒体辅助教学,是将计算机作为教学媒体,为学生提供一个良好的学习环境,使学生通过人机交互的方式进行学习的一种新型教学形式。计算机和多媒体的画面更加形象、具体,能更好地满足学生的心理需求。不仅如此,它还可以营造出色彩缤纷、图文并茂的教学情景,化抽象为形象,化静为动,化微观为宏观,使学生积极参与情感体验,运用多种感官主动参与学习的认知活动,从而激发求知欲望,有利于建构核心概念。目前中学生物教学媒体的选择和应用存在着一些误区和错误的观念,很多教师在应用教学媒体时,缺乏以学生为本的观念,盲目崇拜现代教学媒体,代替传统教学媒体的使用,用计算机大屏幕取代传统的黑板。对于生物学这门学科,让学生动手做实验的机会比较多,而有的教师则用计算机模拟取代生物学现象的实际观察,或是通生成过程中的人,它是人文主义价值观在教学评价体制中的具体实施。从小班的贴纸奖励到一年级的集章奖励再到高年级的集分奖励,从传统的人后赞誉到人前当面表扬,再到线上的微信点“赞”,发展性评价拥有不同的表象,也引发了积极的影响。这是一种与以往用于鉴别与遴选不同的评价,它提倡重视学生个性与优势的发展,重视人文性,重视学生终身的可持续发展,能激发学生积极主动的学习激情。发展性评价要更好地实现学生整体的终身发展,必须整合三个维度:信度、效度、时度。信度是评价的能量维度,是评价可信程度的体现,是课堂评价的内质,并最终影响评价的绩能。它要求教师要根据学生在探究活动中的发展,捕获课堂教学中的生成,挖掘合作历程中的星光,适时适度地进行点评。教师在评价过程中,要尽量少用大而空的赞扬,更不能进行反黑为白的夸赞。效度是评价的空间维度,是评价有效程度的体现。过大的评价点和面会使课堂容量过饱和,过小的评价点和面则会使过多的知识点被遗忘。时度是评价的时间维度,是评价时代程度的体现,也体现出不同时代学生的特征。这要求教师要与时俱进,不但要将有时代特点的评价语言带入课堂,还要勇于将线上网络评价领入课堂,让课堂教学在时代脉搏的律动中引领学生的终身可持续发展。当然,“四论”课堂教学法仍需要不断实践与提升,如果我们可以将“四论”课堂教学法在不断螺旋上升的进程中进行到底,那么“以学论教”的新课程改革理念的实现将为期不远。
作者:李明霞 黄桂秋
中学生物学教学探究:中学生物学习策略指导教学探究
摘要:探究性学习是指学生在教师的指导下,依据有关资料,立足实际,对研究课题进行有意义的探索,学会有效的学习方法,以提升探究能力的一种学习模式。在中学生物学科中实行探究性学习,能推动学生积极思考,主动探究,使学生学会学习,提升科学素养。
关键词:中学;生物;探究性学习
一、中学生物开展探究性学习的必要性
1.社会发展的需要
进入新世纪以来,社会发展越来越快,经济迅猛发展,科技腾飞,人们的生活更是日新月异。在这样的社会环境下,人们的工作和生存压力越来越大,社会对人才的标准也越来越高。当今社会,人们更看重有创新意识、自主能力强、知识渊博的高素质人才。社会对人才的标准要求也影响到了学校教育,学校的人才培养标准也应朝着这方面改变。实行探究性教学能真正提高学生的综合素质,培养社会需要的高素质人才。
2.新课程改革的需要
近年来,新课改渐渐在全国各地普及,教育部提出,新一轮课程改革要“深化教育改革,推进素质教育”,要在21世纪构建起符合素质教育要求的基础教育课程体系。新课改强调基础、开放、民主、个性,这是素质教育的要求,也正是探究性学习的要求。在中学开展探究性学习,才能培养出符合国家要求的学生,构建符合新课改要求的教育模式,提高教学质量。
3.教育目的的决定
自古以来,开展教育的目的就是把受教育者培养成为社会需要的人,使他们成为能够在社会上实现自身价值的人才。教育正是为受教育者走向社会打下根基。学校是现今最普及,也是认可度较高的教育机构,教育的目的也正是学校存在的目的,是学校的立身之本。因此,面对当前社会发展的形势和要求,学校应积极推行课程改革,实施探究性教学,把学生培养成为有利于社会的人才,为学生的未来添砖加瓦。
二、中学生物开展探究性学习的原则
1.重视过程,提升学生能力
教育的目的是培养学生成才,因此,在探究性学习中,真正重要的是学生学习过程的培养,是学生能够从学习的过程中学到的学习方法和思维模式,甚至是为人处世、团结合作等生活道理,这才是能够使学生真正终身受益的,也是他们真正应该从学习中、从学校习得的东西。实施探究性学习,应该注重学生学习过程的培养,指导学生学会学习和思考的方法,学会团结合作,提升学生科学素养和学习能力,使学生学会知识,更学会思考。
2.设置问题情境,引发学生思考
探究性学习中一个重要的要求就在于启发性,教师要在教学中引导学生学会发现问题,从而积极思考,主动探究,获得有效的结论。因此,在探究性教学过程中,教师要针对具体情况,合理设置问题情境,引导学生对探究课题产生疑问,然后积极主动地进行探究,以小组为单位,积极思考,合作互助,探究科学知识,提升探究能力。
3.注重学生个性培养,因材施教
每一个学生都是的,地域环境、家庭教育、生活经历、性格特征等的差异,使每个个体各不相同。因此,对于学生,教师要看到他们的共性和个性,看到他们独特的个性特征,看到他们各自的闪光点,并将其发扬光大。在生物探究性学习过程中,教师不能再沿用之前传统的教学模式,将同一种教学模式强行安在所有的学生身上,把他们教育成一个样子的“人才”。每个学生都是的个体,教师要在教学过程中因材施教,根据学生的个性特征制订教学计划,推进学生的发展,这才是符合新课程改革的教育,是探究性学习的重要要求。
三、中学生物开展探究性学习的策略
1.设置多层次的教学目标
在中学生物探究性学习中,教师不能用普遍化的固定不变的“一个目标”“一个标准”来衡量所有的学生,使他们都符合“标准”,成为“合格”的“人才”,这样反而会扼杀学生的个性和创造性,阻碍他们的发展。在探究性教学中,教师要根据学生的个性特征调整生物教学的方式和手段;教师要针对学生的实际情况、学习水平、性格特长等,将学生分为多个层次,根据学生的具体层次水平来设定生物教学目标,使不同层次的学生都能根据自己的实际水平进行探究,提升自己的探究能力,提高自身的综合素质。同时,教师在设置教学目标时,还要从多角度对学生提出学习要求,并将教学目标细化和具体化,引导学生明确学习的方向和步骤,能够切实了解自己的学习水平和进度,有目的、有计划地实现自身科学素质、探究能力的提升以及生物知识的丰富。
2.联系生活实际进行探究
生物是一门与实际生活紧密联系的学科,也是一门很抽象的学科。生物知识本身就是来源于生活,是对自然界的生物及其科学规律的研究,与生活密不可分。在生物教学中,如果教师光对生物知识进行理论探究,单纯地讲解客观规律和研究结论,学生会感到枯燥和茫然,对教学内容提不起兴趣,反而会打击学习积极性。然而,生物知识本身来源于现实生活,多姿多彩,教师在探究性学习中如果能够联系生物学科的特点和学生的实际学习水平、相关生活经验,将生物学科知识与学生具体生活实践结合起来,使学生感到生物就在身边,从而提高学生对生物知识的学习兴趣,产生强烈的求知欲,主动对生物知识进行探究,自然而然就会提升生物素养,增长科学知识。比如,教师在探究性学习过程中,可以多开展生物探究活动,因地制宜设定探究主题,引导学生对身边的生物现象进行发掘探究,主动发现问题,从而分析、解决问题。教师还可以在课堂教学中利用生活中的实物来加深学生对生物知识的认识和理解,在实验教学中,根据当时当地的实际情况来设置实验活动,以增加学生对身边现实生活中生物的了解,增强学生理论联系实践的能力,培养探究意识。
3.建立综合评价体系
学习反思是一种十分有益的学习方式,学生对课堂教学中学习到的生物知识进行探究之后要经过反思,对探究中成功和失败的经验以及自身的收获进行归纳分析,并用以指导行动,发扬优点,改正缺点,才能使自身的学习能力和水平得到提高,提高学习的效率,更好地达到教学目标。然而,如何进行学习反思并不是一件容易的工作。最重要的是,教师要针对学生的探究性实践、自身的探究性教学的实际水平和现实情况,建立高效的综合性探究学习评价体系,对探究性学习中的各个要素、环节进行合理的评价,使参与的教师和学生都能从中把握探究情况,了解自己在其中的优劣势,并能立足实际,对下一次的探究活动及以后的学习给出合理的建议指导,获得有实际意义的提升,提升探究能力,增长经验,改进学习方法,提高学习能力和学习积极性。经过这样的学习反思,学习评价体系才能真正指导学生进步与发展,对探究活动做出有意义的总结,使师生能从评价结果中得到启发,逐步提升综合素质。教育的意义在于实践,在中学生物教学中实行探究性学习不仅有助于学生更好地掌握生物学科知识,更有助于学生学会学习方法,提升探究能力,提升自身的科学素养,发扬自己的个性,成为真正有用的高素质人才。
作者:周长林 单位:重庆市綦江区南州中学
中学生物学教学探究:中学生物学教师教学设计能力
【摘要】
教学设计是教学的重要环节,对教学成果有重要的影响,这就要求教师要有较高的教学设计能力。因此了解教师的教学设计能力水平现状十分重要,通过现状分析提出提高中学生物教师教学设计能力的相关建议。
【关键词】
生物学;教学;教学设计;策略
随着科技的发展,教育教学技术、教育环境和教育方法都产生了日新月异的变化。教师的能力发展遇到了前所未有的挑战,教师的能力很大程度上取决于教师的教学设计能力。教学设计是一个系统化的过程,它包括教育理论、教育心理学理论、学科知识理论等,涉及到许多学科内容。所以我们有必要关注一线教师尤其是欠发达地区教师的教学设计能力水平,以及他们对于教学设计知识的需求程度,希望能够为提高教师的教学设计能力提供现实依据和有益建议。
一、中学生物学教师教学设计中存在的问题
(一)教学目标模糊,未突出目标在教学设计上的核心地位。在教学设计时,教师对于教学过程的设计能力明显不足,教学过程设计既要灵活设置教学活动、安排教学、对教学进行整体规划,又要考虑学生的情况反映、设计教学的诸多细节。有部分教师直接照抄或部分照抄教学参考书的教学目标,岂不知教学参考书的教学目标是课程目标。课堂教学目标是教师依据学生,根据课时预设的目标,课堂教学目标的设置要具体、清晰,如果教师只是照抄参考书,那么,设置的目标对于学生来说就可能是不可达到的或是难以达到,在课堂教学之后,教师也不可能根据教学目标进行教学效果的检查和教学反馈,也失去了教学目标对于教学的指导地位。
(二)教学设计内容局限于课本,缺乏与实践的联系。新课标明确要求要注重知识与生活实践的联系,有部分教师的教案只是课本知识的总结,没有给学生提供思考联想拓展的空间,更没有引导学生进行课外的延伸,这种教学设计怎么能提起学生的学习兴趣,学生的学习效果和生物科学素养的培养也将会大打折扣。
(三)教学方法单一,没有结合教学过程选择合适的教学方法。教学方法的选择直接影响着教学设计的展现形式和实现思路,直接决定了教学设计的效果,合理有效的方法会使教学过程更加优化,是教学的内容更加多样化和形象化,学生也能在完成学习知识内容的同时达到能力的培养和情感的陶冶,然而在教案分析后我们发现,教师在方法选择上比较匮乏和单一,甚至有部分教师没有在教案上体现或是直接写明教学方法,这将难以达到应有的教学方法和策略的选择,在教学中仅仅是些常规的教学方法,没有灵活根据课程需要选择更多方法,也没有根据生物学科特点设计属于自己的教学方法和策略来激发学生的学习兴趣。
(四)教学媒体的使用情况不容乐观。教材中涉及许多信息都是来源于科学探究的实验结果,这些信息都是比较抽象难以理解的。针对这些信息教师不仅要从原理、探索过程的角度对学生进行讲解,让学生体会科学探索、科学实验是一个有意义的过程。更重要的是借助多种教学媒体展示科学的成果,形象直观的展现了教学内容,又激发了学生的科学兴趣。但是对于教案的分析结果却差强人意,很多教师只是传授知识,讲授知识,单纯的讲解,忽略了学生生物科学素养的养成。例如,在高中教材“构建人体细胞与外界环境的物质交换模型”要求教师尝试以图解或计算机制作演示文稿、flash动画等不同形式,用模式化的方法模拟和展示人体细胞的内环境,内环境与外界环境进行物质交换的大致过程。
(五)忽略对教学设计的评价。对教学设计进行课后评价是教师对自己教学设计预期效果的一个总结和反思,这在一定程度上能够避免教师犯同样的失误并积极改进自己的教学,达到自我进步的目的。但是有相当一部分教师没有教学反思或是相关的评价,有的教师仅仅是对学生的上课进行记录或总结。
二、提升中学生物教师教学设计能力的途径与策略
(一)转变教师观念,加强学生需要分析。在传统以“教”为中心的教学思想的影响下,很多教师在进行教学设计时,还是只关心自己如何去教,不考虑或是欠考虑学生的学,没有根据学生的需要和学生的能力水平设计教学,这恰恰是与新课程改革以学生为中心的理念格格不入的,只有分析了学生,分析了学生的需要,教师的教学才是有效的,适合学生发展需要的,才能达到高效课堂的目的。
(二)完善培训策略,特别是注重教师对于新教学媒体以及教学方法的掌握。教师培训不仅是国家教育部门对教师的要求,更是教学实践、教学内容不断发展的要求。教育技术的发展、教学环境的改变要求教师必须及时掌握新的教学方法,学会使用新的教学媒体,如果教师还是以往的课本、黑板、粉笔上讲台,显然是不适应现代教学发展需要的。关注教师的现代媒体的使用及操作能力,探索新的教学方法,灵活选择教学策略的能力都是未来教师能力发展培训应该考虑的。
(三)提升教师自主发展的内驱动力。终身学习是教师都应该有的态度,所有外在的提升策略都最终体现在教师积极接受、努力实践、不断提高,教师的能力只有在自我有充分意识和强烈需求的前提下才有可能实现提升。教师应该时时有进步的要求,事事都求进步的态度,才能不断地在实践工作中发现问题、解决问题,才能产生自我能力的提升。
总结
教学设计是教学的重要环节,对教学成果有重要的影响,这就要求教师要有较高的教学设计能力。所以学校以及教育主管部门要经常开展教育教学研究活动、举办教学设计观摩评比等有益于增强教师教学设计能力的活动。
作者:李贵琴 单位:山西省临汾市隰县第三中学
中学生物学教学探究:中学生物学教学中的科学精神教育探究
1 科学精神内涵的考察
科学(science)一词来源于拉丁文scienitia,原意为知识、学问。关于科学的论述有很多,《中国大百科全书·哲学卷》(1987年版):“科学是以范畴、定理、定律形式反映现实世界多种现象的本质和运动规律的知识体系”。《辞海》(1997年版):“科学是关于自然、社会和思维的知识体系,是社会经验的总结,并在社会实践中得到检验和发展。”综合各家所言,广义的科学就是以理性的手段对确定的对象进行客观、认识及其成果。随着人类的发展,科学已经不能用定义来诠释,科学可以取若干形象,每一个形象都反映科学在某一方面所具有的本质。科学是一种建制,科学是一种方法,科学是一种维持或发展生产的主要因素,科学还是一种重要的精神来源。科学的本质不在于已经认识的真理,而在于探索真理。科学本身不是知识,而是产生知识的社会活动,是一种教育生产。联合国教科文组织于1986年12月召开了第40届国际教育会议,会议通过的文件《面临科技挑战的中等教育》里专门论述了科学教育的主要内容:科学知识、方法、精神和价值等。
科学精神的内涵很丰富,可以从不同的层面来理解。“科学精神包括:怀疑一切既定的求实态度;对理性的真诚信仰,对知识的渴求,对可操作程序的执着;对真理的热爱和对一切弄虚作假行为的憎恶;对公正、普遍、创新等准则的遵循。”“科学精神包括:探索求知的理性精神,实事求是的严谨精神,批判创新的进取精神,互助共进的协作精神。”“实事求是、开拓创新”是科学精神的核心与实质,科学精神教育的核心问题是教育学生要具有实事求是、开拓创新的精神。
2 中学生物学教学中科学精神教育的主要内容
中学生物学教学中的科学精神教育,应当有科学的内容和合适的形式。在内容方面,应当启发学生学会:
l)地看待自然界、生物界和生物学知识,克服认识上的片面性。
2)用变化的观点来看待生命活动过程,避免孤立、静止地看待生命活动。
3)对生物和生物学知识能够具体问题具体分析,学会相对地看问题,克服认识化。
4)通过观察、实验、实习、参观、采集制作标本和搜集整理资料等实践活动来发现和认识事物和学习生物学知识,避免单纯地接受知识、死记硬背知识的倾向。
5)运用所学知识解释生活、生产实践中的各种具体问题.增强现论与实际的联系。
6)把获得的生物学知识的感性认识上升为理性认识,避免认识仅停留在低级阶段。
7)在各种实践活动中,特别是在观察、实验和实习等实践活动中,积累、记录有关资料,有序地进行操作,善始善终地完成全过程,克服实践活动中行动或行为的随意性。对观察、实验、实习等的过程和数据应如实记载,不容篡改(即使与或教材相反也应如实记载,不容篡改),培养对理性的“真诚信仰和执着”的科学精神。
8)正确使用生物科学术语,运用科学的思维方法和学习方法来掌握生物科学的概念、规律、原理和观点等,避免学习行为的无序性,培养学生的“对真理的热爱和对一切弄虚作假行为的憎恶;对公正、普遍、创新等准则的遵循”的科学精神。
9)渗透开拓创新的科学精神,引导学生“由‘知识就是力量’向‘创新才有力量’转变”。“知识就是力量”,是英国科学家弗兰西斯·培根在1620年提出的,曾经风行世界。近400年的实践,人们不难发现真正的力量,不是知识收藏者,而是知识创新者,通过下列对比可以证实:英国人亚克敦,读遍藏书7万册,还做了大量读书笔记,却一辈子没有自己的科研成果;美国科学家爱迪生,虽没受过正规教育,却完成2000多种发明。千万个相似的案例说明:“知识就是力量”的时代,已经转入创新才有力量的时代。在进行科学精神教育时,要重视学生的思维科学化,在教学中渗透创新思维和创新技法。
3 中学生物学教学中科学精神教育的初探
3.1 中学生物学教学中的科学精神教育的落实 按照《中学生物教学大纲》的要求,认真组织观察、实验、参观、讨论和实习等教学活动。真正做到教学活动有目的、有次序、有要求和有结果,使科学精神教育落到实处。
通过“科学界的弄虚作假”等反面教材的教育,培养学生对真理的热爱和对一切弄虚作假行为的憎恶。有些教师讲“变异是不定向的”,真的吗?教材上的原话是“变异一般是不定向的”,引导学生挑战、追求真理,培养“怀疑一切既定的求实态度和对知识的渴求”的科学精神。
l)观察:科学观察的基本要求是客观地反映可观察的事物,并且是可以检验的。观察结果必须是可以重复的。只有可重复的结果才是可检验的,从而才是的结果。应当使学生明确科学知识是观察的基础。例如,在显微镜下观察人的染色体的制片,一个毫无生物学知识的人,他除了看到密密麻麻的一团杆状的小东西以外,什么也看不出来。如果让一位遗传学家来看,他能看到很多很多。“内行看门道,外行看热闹”,应当引导学生从看热闹中逐渐深入而发现其中的“门道”。无论是课内观察还是课外观察,是观察标本、实物、实验,还是观察图表、模型等,重要的是掌握观察的顺序和观察的记录。古人说“有道之士,贵以近知远,以个知古。以益所见,知所不见。故审堂下之阴而知日月之行,阴阳之变;见瓶水之冰,而知天下之寒,鱼鳖之藏也”(《吕氏春秋·慎大览》)。
例如,在观察叶芽的结构时,应当用刀片纵切开叶芽,按照由外到内、由上而下的顺序进行观察,然后按照实物画出叶芽纵剖面示意图(这是一种观察记录),再对照书上的图辨认各部分的结构并记录名称。这一过程既观察了实物,又观察了插图,学生不仅获得了知识、方法,还受到了实事求是的科学精神教育。
在观察青蛙的外部形态时,应当先测量其头、前肢、后肢和躯干的长度,并做好数据的记录。然后计算各部分长度的比例,并记录数据。若条件许可还可以做蟾蜍的对照、比较实验。学生通过测量、分析,较容易发现:青蛙的后肢发达是与善于跳跃的运动方式相适应的;而蟾蜍的后肢不如青蛙的发达,进而得出蟾蜍不善于跳跃(而善于爬行)的特点。这一过程将定性观察拓展到定量观察、分析,使得出的结论更为,更能说明事物的本质特征,更符合实际情况,这时教师适时地指出实事求是的科学精神的意义,将起到事半功倍的效果。
在观察人体的形态结构时,引导学生按从上到下、由表及里的顺序观察自己的身体、人体模型或插图。观察后学生会发现人体的形态结构可按观察顺序分成“四部分”(即头、颈、躯干、四肢)、“三层”(即皮肤、肌肉、骨骼)、“两腔”(即颅腔、体胶,体脏又包括胸腔和腹腔,腹腔的下端为盆腔)、“一管”(即椎管)。通过观察、总结和归纳,学生对人体形态结构有了一个整体的、有序的认识,同时,也能得到“对可操作程序的执着”科学精神教育和学习方法的指导。
2)实验:生物学是一门实验性学科,实验的过程、数据不容篡改,培养学生实事求是的、严谨的科学精神。
实验包括学生分组实验、教师演示实验和学生课外实验等。在实验教学中进行科学精神教育要引导学生明确:①每一个实验的目的,了解实验仪器和装置的使用方法,以及实验材料的培养和选择;②了解实验的方法、步骤和注意事项;③能够解释实验的原理和结果;④学会绘制生物图和填写实验报告;练习或学会设计一些简单的实验;实验完成后,清洁、整理实验用品和实验室,养成善始善终的习惯。
例如,植物细胞的吸水和失水(演示)实验,可以让学生在课外进行,然后请学生分析、讨论实验的结果和理论上的结论。还可以请学生按照实验原理,设计一些不同的实验方法。在实验过程中,应特别强调“等量”的问题,只有条件相同、材料相等,实验才具有可比性,才有可能得出符合实际的正确结论,这是进行科学精神教育的关键之一。
在高中《生物》“观察根对矿质元素离子的交换吸附现象”的实验中,有两个“等量”的问题:一是把染过色的根分成两份;一是蒸馏水和caci2溶液要等量。此外,还应强调将染过色的根浸于蒸馏水中的目的是起对照实验的作用,这也是科学精神教育的重要内容。
高中《生物》“叶绿体中的色素的提取和分离”的实验过程是较复杂的,要进行科学精神教育,就应当实事求是地对整个实验过程进行详细的分析,
3)讨论:讨论是进行科学精神教育的很好的形式之一,一般包括全班性讨论和分组讨论。为了使生物学教学中的科学精神教育达到效果,教师应进行充分准备和引导。
在讨论“体育锻炼对骨骼肌的影响”时,提出“体育锻炼使肌纤维增粗,还是使肌纤维数目增多?”“体育锻炼能使人体骨骼的数目由206块增加吗?”引导学生学会“推理、反证、讨论、怀疑、核实、得出结论”的方法。
例如,在“植物体是一个有机整体”的教学中,可引导学生讨论以下问题:①植物体的结构层次是怎样的?②植物体的每个细胞之间在结构上有什么关系?③植物各器官的主要功能是什么?举例说明植物体各器官的功能之间有什么联系?④植物体的营养生长与生殖生长有什么关系?⑤通过上述讨论能得出什么结论?
限于初中一年级学生的年龄、知识和能力水平,可组织、引导全班学生讨论,一个问题一个问题加以解决,由学生得出“植物体是一个有机整体”的结论。结论的获得是学生参与的结果,参与过程中有知识的归纳、总结并形成知识网络,整个过程都渗透着科学精神教育,教师总结时强调科学精神的重要性。
在“新陈代谢”的教学中,根据初中二年级学生的特点,可引导学生分组讨论,每组重点研讨一个问题,组长将本组讨论情况向全班汇报。,教师引导学生归纳、总结出新陈代谢的过程、图解、概念和意义。
教学中,经常会遇到学生回答有些问题时有多种答案,教师应引导学生充分发表意见、展开讨论、总结并得出正确的结论。让两种或多种意见进行正面交锋,经过争论、辩论和讨论,获得正确的结论,这同时弘扬了“一丝不苟、团结协作”的科学精神。
4)参观、调查和实习:因为这几种教学活动是离开课堂的教学,事先更应当重视“计划、目的、方法、提纲和注意事项”,切实做好组织工作。提纲可使学生在实践活动中有章可寻,知道干什么、怎么干,能更有效地达到预期目标。在上述实践活动中应要求学生实事求是地按提纲进行,对观察或调查到的实际情况进行分析和研究,从中获得知识和对一些问题的看法,并领会“怀疑一切既定的求实态度和对知识的渴求”的科学精神教育内涵和意义。