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中图分类号 G633.91 文献标志码 B
教育部印发的《关于全面深化课程改革,落实立德树人根本任务的意见》中第一次提出“核心素养体系”概念,并明确指出:“教育部将把核心素养和学业质量要求落实到各学科教学中”。可见,核心素养的培养已成为引领基础教育课程改革的核心理念。新一轮的高中生物课程改革中,核心素养也必将成为改革的灵魂。
学生核心素养的培养是一项系统工程,要完成基础教育的素质养成目标,必须通过培养学科核心素养而达成。具体到生物学科,就是如何培养“生物学科核心素养”。一线教师如何在课堂中开展以核心素养为目标的教学,实现课堂的转型,是重要的课题。下面以人教版高中生物必修三第二章第二节“建立血糖调节的模型”为例,浅谈在实际课堂教学中如何设计和组织教学,以期提高学生的生物学科核心素养。
1 基于素养的教学目标
学生的学习是分学科进行的,如何才能将培养学生的核心素养与各学科的教学相统一?其实两者并没有冲突,只有将学生的核心素养分解为各学科的核心素养,通过各学科的教学贯彻下去,才能使培养核心素养具有可操作性,不至于成为一句空话。生物学作为一门实验科学,囊括了素质教育中思想道德教育、科学文化教育、身体素质教育、劳动技能教育等各个方面,对提高学生核心素养有着一定的的优势。当前,高中生物课程改革更加注重生命观教育、科学通用概念教育、科学实验方法和探究能力教育等,旨在培养学生的生物学科核心素养。
生物学科的核心素养包括生命观念、理性思维、科学探究、社会责任。从生物学视角出发,每一点都是知识、技能、情感的融合,兼具个人和社会价值,是高中生核心素养的重要组成部分,也是公民科学素养构成中的重要部分。
崔允t教授在《核心素养如何转化为学生素质》一文中明确指出:教学实践中,教师的关注需要发生转向,从关注知识点的落实转向到素养的养成,即从关注“教什么”转向关注“学生学会什么”,这都需要教师更多地思考。因此,在生物课堂教学中,教师的教学目标也应发生转变,即培养学生“生命观念、理性思维、科学探究、社会责任”等生物学核心素养。
在“建立血糖调节的模型”一课中,笔者设置了以下教学目标:(1) 通过上网搜索资料,了解胰岛素和胰高血糖素的发现过程及其作用,认同科学探究的历程是在不断地观察、实验、探索和争论中前进的;认同科学家需要有质疑、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。(2) 通过小组学习构建血糖调节的动态物理模型,探究血糖调节的过程,从而归纳总结运动中和饭后血糖调节的概念模型,M而掌握本节课的核心概念――反馈调节并且能类比推理体内其他激素调节过程;体会模型建构的方法及好处。(3) 学会做小医生,网上搜索当前治疗糖尿病等激素失调疾病的方法并在课上分享,从而了解日常预防疾病的知识,增强自我保健意识,更加珍爱生命,养成良好的生活习惯。
2 基于素养的教学活动
提高学生的品格并培养其持久的能力是生物学科核心素养关注的重点,该过程往往离不开有效的生物课堂教学。当前,课堂中生物学科素养教育的落实途径主要包括以下几个方面:推进自主探究式的学习方式,构建落实型课堂;落实个性化教学,放飞每位学生;发挥学生的实践动手能力,体现学科特征。笔者正是以以上几点作为启发,寻找生物课堂核心素养教育的切入口。
2.1 了解学情,准确定位
教学活动离不开学习的主体――学生,为了避免教学过程中的盲目性,更有针对性地进行教学调控,教师需要充分了解学情,制定教学目标,做到“以学定教”。其中,“设计学前准备、制定教学任务”尤为关键。
高二的学生已在初中学过激素的概念和人体主要内分泌腺及其分泌的激素,具有一定的知识基础。因此,课前教师要求小组利用互联网查找胰岛素和胰高血糖素的科学史、糖尿病的病因与治疗方法以及激素药物的使用现状,并做成课件在课堂上进行展示。
在充分掌握学情的基础上,设计课堂上讨论的问题以及制定符合学情的学习任务也至关重要。在本节课中,笔者将课堂教学分为“小组分享课前收集的科学资料”“设置情境――小组合作构建血糖调节物理模型”“小组展示血糖调节的概念模型”“小组分享当前糖尿病的治疗方法以及激素类药物的使用情况”,期间设置的情景与生活息息相关,如“马拉松运动员在比赛过程中血糖是稳定的吗?”“当身体不能产生足够胰岛素时,将会发生什么情况?”从而激发学生学习兴趣,安排学生完成相关的“讨论与思考”,突破重难点。
2.2 科学规划教学环节
本节课为模型建构课,学生需动手操作,笔者参考“学讲方式”,即学进去讲出来的教学方式,进行变通和整合,确定本节课的课堂教学流程为:自主先学资料分享小组探究交流展示归纳总结学后反思课后拓展。
2.2.1 小组探究任务明确
本节课以小组合作的形式开展,小组中的每个成员都有明确的学习任务,这样才能有的放矢,提高学习效率。例如,笔者设计的探究任务1为:小组合作构建血糖调节的过程,归纳总结出马拉松运动员运动时血糖调节模式图。笔者要求每个组员都要有明确的分工、交流讨论,确定发言人,如小组中谁来扮演甲乙丙,运动时及饭后指令由谁发出,由谁归纳总结等。
2.2.2 及时收集和解答问题
理性思维是生物学科核心素养的重要内容之一,其中有效途径是培养学生在小组合作中的问题意识,让学生保持旺盛的求知欲。学生在合作的过程除了完成教师布置的探究任务之外,还会产生新的问题,教师要及时捕捉这些问题。可让学生把问题写在本子上,教师挑选普遍性的核心问题在课堂上予以解答,实现有效教学。例如,是否身体中所有激素的调节方式都类似于血糖调节?升高血糖的激素只有胰高血糖素吗?在小组活动的环节中,教师应该让所有的学生都参与提问与倾听,在问题的反馈中提高合作的深度。
2.2.3 多样化的交流展示
为了巩固学生的学习成果,满足学生的表现欲以及让学生体验成功的喜悦,本节课中笔者安排了多样化的交流展示。学生在本次教学中不仅能口头表达,还能借助黑板、多媒体、图片道具等多种方式进行交流。例如,学生在黑板上画出血糖调节的模式图,并进行讲解。
2.2.4 学后反思及拓展
学后反思有利于学生建立知识网络,巩固学习的成果。本节课知识性目标主要是通过模型建构,让学生掌握核心概念――反馈调节。因此,笔者留下的反思任务是:回顾血糖调节的过程;试举例说明生活中反馈调节的实例。
从课堂来看,学生能写出血糖调节的机制,并对其他激素调节机制产生疑问;掌握了模型建构的一般方法;认同激素的发现过程是在不断地观察、实验、探索和争论中前进。在了解日常预防疾病知识的过程中,增强自我保健意识。
最好的课堂应该是在学生解决旧问题的同时产生新问题。笔者在本节课中也留给学生拓展题:查阅资料,说明血糖调节只有激素的参与吗?以甲状腺激素为例,你能写出其反馈调节的过程吗?这些问题既是本节课的延伸也是下一节课的引子,激发学生继续探究的欲望。
2.3 角色转换,组织教学
基于核心素养的生物课堂教学,无疑对教师提出了更高要求,教师由课堂知识的主讲者转变为课堂的组织者、引导者、协助者、参与者。
2.3.1 组织者和引导者
教学中,好的组织者和引导者主要体现在对学情的掌握、对教学的设计、对学习活动的组织、对问题的适当点拨上,使教学环环相扣。笔者是这样引导教学的:以马拉松运动员为导入,激发学生学习兴趣;安排其中一个小组演示血糖调节模型建构过程;引导学生相互交流修改得出血糖调节模式图;通过模式图引导学生建构核心概念――反馈调节。在归纳模式图时,笔者是这样点拨的:血糖调节的核心是实现机体的稳态即血糖浓度的稳定。血糖浓度过高需要什么激素降低?浓度过低需要什么激素升高?
2.3.2 协调者和参与者
课堂上,教师要做“站在现实后面的”参与者,走下讲台,参与到各小组的学习中,收集相关的问题。在教学过程中,教师要善于把握5个教学时机:指导预习的时候,教师要让一步;解决问题的时候,教师要慢一步;展示拓展的时候,教师要退一步;研讨问题的时候,教师要停一步;总结反思的时候,教师要缓一步。真正把学习的主动权还给学生。例如,总结血糖调节机制时,小组代表把讨论的结果写在黑板上,小组间相互查漏补缺,教师略微点拨,最后再归纳总结。
2.3.3 激励者
新课程倡导“师生互教互学,彼此将形成一个真正的学习共同体”,教学中教师要主动与学生交流,以朋友的身份激钛生。笔者通过“小组积分制”调动学生学习的积极性和表现欲;采用“奖品制”激励学生,使其在成功中树立自信。
3 基于素养的教学评价
“发展性评价”是新课改提出的教学评价中最有价值的理论,理论指出要注意学生自我参照的评价,即把评价结果与学生学前起点进行比较,注重对学生的全面考察。在课堂上,教师应多以启发性、鼓励性、引导性语言与学生交流,并以适当的表情和动作对学生的学习情况进行反馈。此外,课后,小组内的成员要针对本节课进行自评和互评,记录在本子上,供教师参考。教师要选择精当的习题检验学生学习的有效性,巩固学习成果。
新一轮课程以“立德树人”为指向,以发展学生的核心素养为准绳。然而,学生核心素养的达成是量变到质变的过程,一堂课所发挥的作用是极其有限的。因此,如何才能在课堂教学中更高效地培养学生的核心素养,是广大的教育工作者应该要进一步思考和探究的问题,模糊的认识会在教学实践中逐渐清晰,关键是敢于尝试。
参考文献:
[1] 徐勇.生物学科核心素养培育探析[J].中学教学参考, 2016(20):115-115.
1 生物学科社团发展的可行性
近年来,随着校园文化的深入发展,丰富多彩的社团活动可以开阔学生视野,陶冶学生情操,丰富学生文化底蕴,启迪学生思维,发展学生个性特长,培养学生的人文精神和科学素养,促进学生的身心健康和全面发展。
生物学科兼具科学性和趣味性的特点,且与生活联系密切,在高中校园发展生物学科性社团,借力社团活动,对改变生物学科的教学方式,培养学生的学科核心素养,完善教育教学生态具有一定的积极意义。
2 生物学科社团活动的开展及作用
将生物学科从书本、课堂延伸至教室之外,甚至是校园之外,在教师的引导下,学生自主参与、自主管理,科学合理地开展社团活动,从而融合知识、技能、情感,形成高中生所具备的核心素养。
2.1 实验类社团活动的开展及作用
生物学是一门实验科学,实验课也是学生最喜欢的教学内容。但是由于课程的规划及条件的限制等因素,实验课并没有得到很好的开展,因此教师可以在社团活动中开展实验内容。教师可具体开展下列两类活动:① 教材实验:高中生物教材中的实验内容非常多,如:有机物的鉴定、植物色素的提取和分离、叶绿体的观察等,② 创新实验:以教材实验为基础,对原有的实验进行改进和创新,甚至提出新的课题进行实验探究,让学生独立地提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、结果分析和讨论交流。例如,探究温度对唾液淀粉酶活性的影响,探究生长素对桂花枝条扦插的影响,探究低温处理对菠菜种子萌发的影响。
重复教材实验既让学生巩固基础的生物学知识,又让学生领悟到科学家们在研究过程中所持有的观点以及解决问题的思路和方法;主动的创新实验,在亲历提出问题、获取信息、寻找证据、检验假设和发现规律的过程中学会比较、分析、综合,并在此基础上归纳、总结,直到撰写科技小论文。通过上述实验活动的开展,学生理解了科学概念,锻炼了实践能力,更是形成了科学态度,养成了理性思维的习惯,获得了独立进行科学探究的能力,提升学生的生物学核心素养。
2.2 调查类社团活动的开展及作用
生物学是一门研究生命现象和生命规律的科学。它不仅是一个结论丰富的知识体系,还包括了人类认识自然现象和规律的一些特有的思维方式和探究过程。学生近距离地观察生命现象,用生物学知识认知生命、解释生命,从而热爱生命。调查类活动可以包括下列两种类型:① 生物与环境的关系:将知识与生活相结合,如校园植物的认知、分类与分布,校园周边自然保护区的生物多样性,水生植物对环境的适应性,阴生植物与阳生植物的比较等;② 人类对环境的影响,如城市河流的污染调查,废弃矿山的生态修复,人工湿地生态系统等。
调查类活动的趣味性强,学生主动积极地参与。在调查研究中,学生根据调查内容设计调查方式和路线,既培养了团队合作精神,又提高独立思考和解决问题的能力。通过实地考察和研究,学生在观察有趣的生命现象的同时,体会到生命的神奇,在较好的理解了生物学概念的基础上形成生命观念,如结构与功能的相适应,生物与环境的相适应,物质与能量的平衡,人类活动与自然的平衡,在生命系统中人是主体又是客体等。在此基础上,教师引导学生深入思考人类在生态系统中的地位及作用,培养了学生的生态和生命观念,以及人所需要承担的社会责任,如关爱生命和保护环境等。
2.3 实践类社团活动的开展及作用
生物学是一门实践科学,教师引导学生利用所学知识进行实践活动,在学以致用的过程中,体现了生命科学的价值。教师可开展如下一些活动:① 标本制作:教师带领学生参观标本室,并给他们介绍标本制作的技术,引导学生制作简易的动植物标本,如植物叶片标本、蝴蝶标本、昆虫标本,还可以制作鸟类标本等。② 模型制作:模型可以将抽象的生物学概念和本质具体化,可在社团的学生中开展模型制作比赛,如动植物细胞模型的制作、DNA分子模型的制作等;③ 种植养殖:组织社团学生建立校园生物园,如种植花卉、蔬菜、果树,培养蘑菇,养殖小白鼠、观赏鱼和家鸽等,制作生态缸和小型的生态系统,还可以探索蔬菜的无土栽培技术、植物的嫁接技术和鱼类的繁育技术等。
一个生物科学工作者应具备独立、熟练的动手能力。在这些实践过程中,通过动手操作和生物体亲密接触,学生加深了知识的理解和应用,对生命有了更加深刻的认识,从而能够更好地解释生命现象,发现生命规律,热爱生命个体,进一步培养了他们的科学思维和生命观念。
2.4 科普类社团活动的开展和作用
生物学是一门自然科学,其精要是展示生物科学的基本内容,反应自然科学的本质。科学最终又要服务于人类的生活和生产,因此,开展一些科学普及活动有助于培养他们的科学精神和社会责任感。教师可开展以下两类活动:① 科普宣传:利用节假日,面向学校师生,或深入到校园周边的社区进行环保知识和健康知识宣传,如城市水污染调查的图片,艾滋病、乙肝、流感等疾病的传播途径图片,遗传病的遗传方式和有效预防等知识宣传;② 科技创作:借助学校的科技节及市级科技活动等平台,鼓励学生进行生物学相关的作品创作,如制作水污染处理的浮床,无土栽培蔬菜的简易装置,家庭生活污水的多级利用装置等。
在这些科普活动中,学生成了科学的传播者,唤起人们对健康的关注以及环保意识,从而更好地爱护我们的身体和保护生存的环境。另外,学生通过调查搜集资料,动手参与制作,既锻炼了科学技能,又培养了科学素养,提高了社会责任感。
在深化核心素养教育改革的背景下,校园学生社团建设也将进入一个新的发展阶段,社团发展必然走向专业化、规范化、学术化的道路。因此,建立生物学科性社团可行且有必要,生物社团必将开辟生物学科教学的新模式。科学地开展社团活动不仅有助于生物学科的教育教学,培养学生的学科核心素养,还有助于培养具备科学精神、科学方法和科W能力的生物学研究人才。
参考文献:
[1] 谭永平.中学生物学课程在发展学生核心素养中的教育价值[J].生物学教学,2016(5):20-22.
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
生物学核心素养是公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识。那么,教师在具体的生物课教学过程中如何来提高学生生物学核心素养呢?教材文本、探究实验、现实生活、自然环境都是培养学生核心素养的对话视角。教材上有很多重要结论、原理的科学探究过程,教师应用好教材上的这些经典实验是培养学生生物学核心素养的重要途径。
以人教版高中生物必修1第五章第四节第二课时“光合作用研究的‘过去、现在、未来’”为例,让学生感悟科学家严谨的科学态度、坚忍不拔的意志品质、细致的理性逻辑。本节课的学习,学生需要联系物理、化学的相关知识,在细胞层次和细胞器的水平上来认识光合作用,形成分子与细胞水平认识生物体的结构与功能是相适应的生命观念,关注光合作用研究的未来,能大胆发挥想象,树立生命科学的创新意识和创新精神。
教学中教师以光合作用研究的“过去、现在和未来”为线索,以科学史中的若干个实验为载体,在教学过程中多角度提出问题,引导学生在实验探究中进行分析、逻辑推理,进而得出结论。
1 光合作用研究的“过去”
1.1 设疑导入
教师播放有关幼苗逐渐长大成苍天大树的微视频,然后提出:幼苗是怎么长大的呢?这与光合作用有什么关系呢?光合作用又是怎样被人们发现的呢?今天,我们就一起回到300多年前,踏着科学家的足迹,领略科学家们展现出来的核心素养。
1.2 回眸科学史,共同体验光合作用研究过程中的思维魅力
教师继续提出问题:幼苗是怎么长大的呢?所需营养物质来自哪里?亚里士多德的观点是否正确?又怎样证实?
(课前已发给学生相关中英文资料阅读,并要求学生将资料整理设计成表格形式)
教师投影学生设计的表格。
教师追问:亚里士多德的实验能得出什么结论呢?是否合理严谨?同学们谈谈自己的看法。
然后,教师展示1648年比利时科学家――范・海尔蒙特通过柳树实验,了亚里士多德的错误观点。教师要求学生分析海尔蒙特的实验结论是否完全正确,并提出问题:从植物生活环境的角度分析,还应考虑什么因素?空气对植物的生长有影响吗?
教师展示1771年,英国科学家――普里斯特利的实验过程动画,引导学生思考:
① 几组实验的现象是什么?② 有无植物的两组实验装置起什么作用?③ 该实验装置中玻璃罩有什么作用?
后来很多科学家重复普利斯特利的实验,但是很多不能成功,这是为什么呢?。
(教师引导学生学会从简单的实验中找到矛盾的地方,正确的进行推理判断,培养学生能够在新的问题情境中,基于事实和证据,采用适当的科学思维方法去质疑,并选用恰当的方式进行语言表达,提升学生的理性思维素养;逐步培养提出生物学问题、在给出的现有资料中形成恰当的方案并实施的科学探究核心素养。)
教师下面有请1779年的荷兰科学家“英格豪斯”隆重出场,请他针对上述问题给大家作报告。
“英格豪斯”扮演者用课件演示并指出普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功,植物体只有绿叶才能更新空气。并提出问题:由于当时化学发展水平的限制,英格豪斯并不清楚植物吸收、释放气体的成分,你们根据现有的知识,知道是什么吗?
其他学生回答:吸收CO2,放出O2。
教师:直到1785年,由于发现了空气的组成,人们才明确这一结果。可见生物科学的发展需要建立在不同知识领域的基础上。在这一过程中,光能哪去了?植物光合作用需要重要的外界条件是什么?今天我们有幸“请到了”1845年的德国科学家梅耶,下面我们一起来欣赏他的风采。
“梅耶”扮演者用课件显示能量转换和守恒定律,指出植物在进行光合作用时,把光能转换成化学能储存起来。
(采用角色扮演的替代方式,一方面可以提高扮演者的Z言组织、表达能力,并且身临其境的当了一回“科学家”,逐步培养自己的科学思维方式;另一方面可以激发其他学生的好奇心,感觉科学家离我们并不远,就在身边,严谨的科学思想更加容易被接受。)
教师:光能转换成化学能,贮存于什么物质中呢?植物光合作用除了释放氧气,还产生什么物质呢?
课外“科学家”小组代表结合录像介绍1864年的德国科学家――萨克斯实验过程及现象,并提出问题:① 暗处理这一步是否可以省略?为什么?② 本实验是否存在对照组?若有,请指出单一变量。③ 这个实验可得出什么结论?
教师引导学生归纳每个实验结论。
(此过程的设计,一方面是为了使学生学会综合排除无关变量,抓住变量分析实验并得出实验结论,且强化科学探究实验设计的基本方法、原则;另一方面是促进学生在小组学习中主动合作,推进探究方案或工程实践的实施,并运用科学术语报告实验结果。)
“科学家”代表回顾:光合作用研究的“过去”(图1)。
设计意图:回顾科学史中光合作用的研究历程,得出光合作用的场所、动力、原料、产物。更重要的是体会在这些经典实验中映射出来的科学家的科学精神和科学态度,以及体悟到科学的思想和方法。学生可以自己大胆的讲诉自己的体会和想法。)
2 光合作用研究的“现在”
教师再次结合光合作用的“过去”,引导提出问题:光合作用释放的氧气,到底来自于H2O还是CO2?从而启发学生深层次思考光合作用研究的“现在”。
① 采用“头脑风暴”让学生各抒己见提出光合作用中需要解决的问题。如:氧气中的氧是来自H2O还是CO2中的氧?CO2是怎样固定并转化为(CH2O)的?光能是怎样被转换成化学能而被储存的?叶绿素在光合作用过程中起什么作用?……
② 运用“暗箱法”引入“鲁宾、卡门实验”和“卡尔文实验”。
教师让学生以“暗箱法”(图2)尝试从科学家的角度,发现问题、提出问题,然后讨论得出结论。这样不仅构建了光合作用的深层次知识,更培养了学生较为全面的探究能力。
③ 思维探究,模型建构。教师引导学生将光反应和暗反应结合起来,结合刚才的实验推理,构建出一个光合作用的反应过程图。学生小组合作讨论,并展示汇报,学生之间加以纠错。
(本教学片段通过“头脑风暴”、“暗箱法”、“模型构建”等系列有难度深层次的活动,旨在培养学生能够恰当选用并熟练运用工具展开观察,基于对相关资料的查阅,设计并实施恰当可行的方案,运用多种方法如实记录,并创造性地运用不同学科方法解决问题,同时能够在团队中起组织和引领作用,运用科学术语精确阐明实验结果,并展开交流,提升学生各层次的生物学核心素养。)
3 光合作用研究的“未来”
部分兴趣小组的学生将对收集的近代科学家对光合作用的研究、因光合作用的研究获得诺贝尔奖的科学家的材料进行简单介绍。例如:1954年阿尔农的循环光合磷酸化的研究;英国的希尔光反应系统的研究;1982年西德生化学家米舍尔生物膜上的色素复合体的成功分离;德国科学家戴森霍弗、胡贝尔、米歇尔3位科学家测定出了光合作用反应中心膜蛋白―色素的三维空间结构,揭示出电子和能量的传递作用,这一成就在光合作用的研究中迈出了关键一步,他们因此共同获得了1988年度诺贝尔奖。2016年5月18日的《自然》杂志,来自中科院生物物理研究所的研究成果,他们获得了菠菜光系统II――捕光色素复合物(LHC-Ⅱ)超级复合体的结构,分辨率为3.2 ■。
生物学素养是指参加社会活动、经济活动、生产实践活动和个人决策时所需的生物学概念及科学探究能力,包括理解科学、技术与社会的关系,理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。加强学生的生物学素养将有助于处理人与自然、人与社会、人与科技的关系,能够更好地适应社会。
一、激发学生学习生物学的兴趣
兴趣是最好的老师。特别是针对农村初中学生,由于小学根本没有把生物放在眼里,致使学生对生物学科感到陌生,学习的主动性自然较差,加之初中生物学科又不没有纳入中考科目,因此,要提高学生的生物素养,加强学生的生物兴趣培养至关重要。一是教师必须做好课前准备,注重课堂导入的新颖性。教学内容不同,导入新课的方法也会不同,但形式必须力求新颖、独特、富有情趣。如我在教学“神经系统”这节内容时,先是让学生做膝跳反射实验,然后导入新课,这样学生便产生了浓厚的兴趣,从而为提高课堂教学效果作了良好的铺垫;二是根据教学内容和学生基础实际,适度开展探究性活动,多形式地让学生动手动脑。如我在教学《微生物与人类的关系》这一节时,首先问及学生“喜不喜欢吃泡菜”入题,然后有意安排学生“自制泡菜”活动,从而学生在老师的指导下,掌握了一门制作泡菜和自制果醋、果酒的手艺,且对生物产生了好感。
二、加强生物知识教育,增强学生科学意识
学生要对生物产生兴趣,必须让学生了解和掌握一定的生物知识后才会对生活中的生物现象产生吸引。因此,在教学中,我们必须掌握教材基础知识并把握好生物与生命科学发展动态的衔接,不断开拓学生的视野,增强学生热爱生命科学的意识。如我在教学《细胞的癌变》时,先通过细胞,介绍细胞正常分裂生长而使得个体长大,却不能无限生长,如果恶性增殖,则会出现癌变。目前多数癌症都不能根治,若同学们以后通过自身努力去解决这一难题,则是造福人类的一件大事。
三、加强科学史的学习,不断培养学生的科学精神
科学精神需要科学史的学习来培养。因此,生物教师在教学时,需要课前作好相关科学史上的杰出人物资料准备。如我在上课时,尽量收集学生较为熟悉的人物进行学习。如李时珍花费了近30年编写《本草纲目》、达尔文冒着生命危险进行环球考察最终完成了《物种起源》,这些科学家的顽强意志和感人事迹有助于培养学生坚韧不拔的毅力和不畏艰险的精神。如“杂交水稻之父”袁隆平的事例等,这样可以激发学生的民族自尊心、自信心和自豪感,培养学生的爱国主义思想感情。沃森和克里克提出DNA分子的双螺旋结构模型,是科学界合作的典范,这些了解将有助于启发学生发扬合作精神。
四、加强学生生物实验
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2017)3-0008-3
惯性是高中物理中比较抽象的概念,学生最容易在惯性这里陷入抽象思考的泥潭而无法自拔。惯性的概念曾经引起许多物理学家深入思考和剖析,最终使物理学产生重大进展,其研究过程蕴涵着深刻的物理思想和丰富的物理学研究方法,是培养学生科学思维能力的有效素材。学生在学习惯性的时候,经常会出现老师意料不到的奇思妙想,教师如果引导得好,会让学生掌握如何进行科学探究。
物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,称为惯性。观察和实验表明,对于任何物体,当作用在物体上的外力为零时,惯性表现为物体保持其运动状态不变,即保持静止或匀速直线运动;当作用在物体上的外力不为零时,惯性表现为外力改变物体运动状态的难易程度。在受到相同的作用力时,决定它们运动状态变化难易程度的唯一因素就是它们的质量。在同样的外力作用下,加速度较小的物体惯性较大,加速度较大的物体惯性较小。所以,物体的惯性在任何时候(受外力作用或不受外力作用)、任何情况下(静止或运动)都不会改变,更不会消失。由此我们得出结论:描述物体惯性的物理量是它们的质量。
1 学生设计“假想实验”,对惯性与质量的关系发起“挑战”
学生在学习惯性的时候效仿伽利略设计了下面的假想实验来支持自己的观点。把两个相同的弹簧分别固定在两个相同的物体上,图1是把弹簧固定在物体甲的左侧,图2是把弹簧固定在物体乙的上方,并把它们放在相同的地面上。然后,用相同的外力F分别作用在图1弹簧的左端与图2物体的左端。实验表明,在最开始的较短的相同时间内物体乙的加速度比物体甲的大。这个例子一方面是两个物体的总质量(包括弹簧)是相等的,说明两个物体的惯性是相同的;另一方面,作用了相同的外力F后在最开始较短的时间内两物体的加速度却不一样,说明两个物体的惯性是不相同的。
上面的实验让学生理直气壮地对“衡量物体惯性大小的唯一尺度”发起了挑战。
2 教师顺水推舟,点燃学生追寻“真理”的决心
学生利用实验来证明自己的观点,本身就是一件非常值得肯定的事。这种情况下就需要教师的正确引导,让学生在此问题的探究过程中掌握研究物理问题的方法,并进一步激发对物理的兴趣。
接着,教师提出以下问题,让学生自己去寻找问题的答案。
问题:(1)研究对象是什么?
(2)能把弹簧与物体看成一个整体吗?
(3)惯性与物体的质量关系中的“物体”指的是“质点”吗?
学生自己非常主动地去寻找答案,找到答案后显得很兴奋,因为他发现他找到的问题答案都是支持他的。针对教师的问题,学生回答:(1)研究对象是弹簧与物体这个整体;(2)能把弹簧与物体看成一个整体;(3)惯性与物体的质量关系中的“物体”指的是“任何物体”。教材中从来没有说过此物体是指可以看成“质点”的物体,且其强调惯性是物体的固有属性,则此物体是指生活中的“任何物体”。
3 教师再次设问,引导学生自己“”自己
如果学生经历“”自己的过程,那其对惯性的理解将会非常深刻。
教师提出以下问题,让学生自己去寻找问题的答案。
问题(4):图1是把弹簧固定在物体甲的左侧,图2是把弹簧固定在物体乙的上方,把弹簧与物体看成一个整体,这两个整体只是质量一样,能说这两个整体一样吗?
学生结合问题(4),寻找到了“”自己的原因。图1是把弹簧固定在物体甲的左侧,图2是把弹簧固定在物体乙的上方,把簧与物体看成一个整体,但这两个整体是不一样的,是不同的“物体”。因此,把相同的力作用在“不同”的物体上没有办法比较物体的惯性大小。
教师继续利用问题(5)引导学生:衡量惯性的物理量是质量,有没有要求是“相同的物体”才成立?
学生结合问题(5),寻找到了支持自己的原因,即“描述物体惯性的物理量是它们的质量”。这句话说得非常明白,衡量惯性的物理量是“质量”,并没有要求是“相同的物体”才成立。
4 教师再次设问,引导学生自己真正“”自己
问题(6):把弹簧与物体看成一个整体后(自学质心的相关知识点),整体的加速度怎么计算?
学生结合问题(6),寻找到了真正“”自己的原因:物体甲(包括弹簧)的加速度计算有问题。由于弹簧与物体甲(不包括弹簧)不是相对静止,所以加速度不应该这样求,此时求加速度应该用质心加速度。当作用在物体上的外力不为零时,惯性表现为外力改变物体运动状态的难易程度。所以,当作用在物体甲(包括弹簧)与物体乙(包括弹簧)的外力不为零且是相同的外力时,物体运动状态改变的难易程度对应的应该是质心加速度。
5 教师提出终极问题,引起学生再次思考
问题(7):图1是把弹簧固定在物体甲的左侧,图2是把弹簧固定在物体乙的上方,把弹簧与物体看成一个整体,这两个整体只是质量一样,这个质量指的是什么质量?是引力质量?还是惯性质量?
学生带着问题,通过查阅资料,找到了问题(7)的答案,对质量的理解有了质的飞跃。
质量分引力质量与惯性质量。引力质量与惯性质量之间的唯一差别是测量方法。将未知质量的物体与已知质量的物体分别受到的引力进行测量比较,就可以得到未知物体的引力质量。通常可以使用天平来测量。这个方法的优点是,只要在有引力的地方,都可以用天平来测量,因为对于同一个地方,引力场都一样。只要引力场不改变,天平会测量出可信的引力质量。但是,在超质量星体附近(例如,黑洞或中子星),就不能采用这种方法,因为在这区域里,引力场的梯度太过陡峭,在天平的左右两个托盘位置的引力场差异量太大,超过误差允许的范围。在失重环境,也不能采用这种方法,因为天平在这一环境下不能做比较。施加已知作用力于未知质量的物体,测量产生的加速度,然后应用牛顿第二定律方程,就可以得到惯性质量,其误差只限制于测量的准确度。
物体甲(包括弹簧)与物体乙(包括弹簧)只是引力质量相同。当把相同的外力作用在物体甲(包括弹簧)与物体乙(包括弹簧)上时产生的加速度不同,所以物体甲(包括弹簧)与物体乙(包括弹簧)的惯性质量不同。
教师可借此机会,引导学生自己去寻找答案而不是直接告诉其答案,那么学生在寻找答案的过程中经历了真正的科学探究。这样的过程培养了学生的科学思维与科学探究能力,体现了物理学科的核心素养。这样的教学互动才是现在的教育需要大力发扬和提倡的。
参考文献:
导体与绝缘体(教育科学出版社 四年级科学下册)
问题聚焦:老师出示电路检测器,演示用电线外面的塑料连接起来,小灯泡不亮;用电线里面的铜丝连接起来,小灯泡亮了,现在如果老师不把电线连接起来,而是这中间放一块橡皮擦,孩子们想一想,电流能通过这块橡皮擦吗?
猜想假设:分小组讨论并说出理由,严格按照“检测检测器――预测――检测――重复检测”的过程进行。要求学生学会的一块橡皮检测的过程有以下5个步骤:1. 从右边盒子里拿出橡皮,预测橡皮能否通过电流使灯泡发亮,把预测记录在科学文件夹上;2. 把电路检测器的两个检测头接触一下,看看灯泡是否发亮;3. 用两个检测头接触橡皮的两端,看看灯泡是否发光;4. 重复检测一次;5. 把检测时灯泡是否发亮记录在科学文件夹上;6. 把检测完的橡皮放在左边的盘子里。
制定探究计划:老师出示本节课要探究的实验材料(铁钉、一元硬币、铜片、铝片、塑料片、木片、丝绸、石头、皮毛共9种材料),发放实验记录表
实践检验:学生开始探究实验
得出结论:知道生活中有的材料容易导电、有的材料不容易导电。
在设计本节课时,在教法及学法上有以下两点体会:
体会一:设计本教学设计时,要注重对学生科学的态度培养。也就是科学核心素养的培养,要引领学生像科学家那样地开展探究活动,就要有科学活动的规则。
体会二:在科学课堂上,所开展的科学探究活动,要倡导小组成员间或组组之间的合作,而不是竞争。在小组活动中,做到分工明确,责任到人。每一个人都要有独立思考,不是每一个人做同样的事,而是为解决共同的问题而做不同的工作。如:在检测导体还是绝缘体的活动中,有的同学负责材料工作,把要检测的材料从右盒子里拿出来,递给检测的同学,检测完毕,从检测员手中接过来放进左边的盘子里;有的同学负责检测工作,并把检测到的情况让全组同学看到,然后将检测的结果汇报给记录员;记录员认真地观察检测过程,实事求是地做好记录工作;负责汇报的同学在配合其他同学的工作时,聆听大家的意见,作出汇报的准备。因为检测的材料比较多,有的角色也可以替换,经历不同的操作过程。
案例2:定量实验
摆的研究(教育科学出版社 五年级科学下册)
问题聚焦:摆的快慢与什么因素有关(摆绳的长短、摆锤的重量、摆角)
猜想假设:都有可能,选择你感兴趣的因素来开展探究,说说原因
制定探究计划:出示实验材料,分小组制定探究计划
实践检验:分小组实验,明确哪一个是定量,哪些不变量
实验一:师:我们研究摆的快慢是否与摆锤重量有关,那么保持不变的条件是什么?要改变的条件又是什么?
生:摆幅大小和摆线长度不变,改变摆锤重量,重复观测原重量,2倍重量,3倍重量的摆锤15秒内摆摆动的次数是否相同。
实验二:师:我们研究摆的快慢是否与摆绳长度有关,那么保持不变的条件是什么?要改变的条件又是什么?
生:摆幅大小和摆锤重量不变,改变摆绳长度,重复观测原摆绳长,2倍摆绳长摆锤15秒内摆摆动的次数是否相同
实验三:师:我们研究摆的快慢是否与摆角有关,那么保持不变的条件是什么?要改变的条件又是什么?
课程改革十数年之后,随着国家相关文件的颁发,“核心素养”成为另一个重要的基本概念。高中生物教学在核心素养的观照之下,对学生的培养也有了新的理解与追求。高中生物教学内容具有自然科学的一般性质,同时又具有显著的生物学特征,在此学习过程中学生会形成什么样的学科素养,值得每一个高中生物教师认真研究。
一、基于核心素养理解高中生物教学
核心素养的宏观理解是这样的,所谓核心素养,应时指学生在学习中应当形成的具有最基本作用的素养,核心素养是知识、能力及态度的综合性体现。由这样的阐述可以看出,核心素养与新课程改革提出的三维目标有相通的地方。因此理解核心素养,可以基于新课程改革的相关理念来进行。同时,核心素养本身又是一个极具引领意义的概念,其可以统领当前生物教学的主要内容与方向。
在核心素养的观照之下,高中生物教学应当具有这样的三点基本理解:
其一,高中生物学科的核心素养具有科学素养的重要意旨。生物学科的研究过程中,大量运用了科学研究的基本方法,因而生物学科具有科学素养的意旨就是一种最基本的理解,这就意味着在教学中要向学生传递最基本的科学研究方法,如概念描述的精确途径,实验设计的科学方法运用,生物学科结论描述的简洁准确等,这些既是科学素养的基本要求,也应当是生物学科素养的基本要求。
第二,以生物学科的核心素养引领教学是以生为本的重要体现。以生为本是一个宏观理念,其在高中生物教学的基本落实,在于学科素养的引领。也就是说,当在课堂上关注核心素养并以之成为课堂教学的引领时,以生为本的理念才能真正落到实处。比如我们讲“生态系统”,需要从生物与环境的依存关系及两者之间的相互作用、种群的变化具有动态性等方面来进行,如果忽视了核心素养的引领,那本知识就可能是一个机械记忆的知识,反之就可能成为活的知识,学生在知识构建过程中就会充分具有主体地位,从而实现以生为本。
其三,高中生物学科的核心素养引领学生面向生命活动的本质。生物学科的特质就在于其是面向生命活动的,其是寻求生命本质的。这种规律的寻求需要核心素养来作为牵引,而在牵引的过程中核心素养又会得到提升,这是一个相得益彰的过程。
有了这样的理论理解,那在具体的教学实践中,教学思路就会更加明晰。
二、基于核心素养实施高中生物教学
需要明确的是,高中生物学科的核心素养包括这样的几个基本组成部分:一是学生的生命与生物学观;二是学生所表现出来的科学探究的兴趣与能力;三是科学探究过程中的态度与价值观;四是生物学研究中表现出来的实践精神与行动能力。因此,具体的教学中培养学生的核心素养,就要尽可能地以这四者为核心。
比如说对于生物学科的认识,显然不能完全局限于当前的考试要求去实施教学,因橹识导向的升学评价其实并不能体现生物学的全部本质。笔者以为,高中生物教学需要在学生原有基础上,真正从面向生命活动的角度去实施教学,要让学生真正认识到生物体活动过程中的生命的特质基础是什么;构成生物的细胞又是怎样完成生殖、发育、终结的;植物以及动物具有什么样的生物结构,在它们的生命活动中是怎样进行遗传的,为什么又会发生变异;什么是生物的多样性,历史上对生物多样性有过什么样的观点,当下最流行的观点又是什么……这些问题的提出与讨论,往往可以让学生更好地围绕生物本质形成认知。
因此,高中生物教学实践与其说是具体的任务完成,不如说是核心素养指引下的知识拓展与能力形成,如果进入这样的状态,那高中生物课堂该是多么的优美!
三、基于核心素养反思高中生物教学
在研究生物学科的核心素养的时候,笔者发现高中生物教师的日常教学又多了一个反思的视角。通常情况下,反思生物教学的视角就是教学的有效性,而这种有效又是以学生的考试成绩来衡量的,这样的反思不可避免地将学生以及教师自身的成长引入了一个相对狭隘的境地。在这种情况下,生物核心素养带来的启发是具有相当的积极意义的。比如说,传统的生物知识结构是基于教材上的概念形成的,那是一个网络结构,却不一定是学生认知当中的真正有效的结构,相反如果以学科素养来引导,那就可以形成以进化思想、系统论为核心,以细胞、新陈代谢、稳态与调节、生态系统、生物进化、遗传与变异为枝干的认知系统,这一系统不仅能够包括原有的知识系统,同时还能够将生物学科的主要内容较完整地呈现在学生的面前。
总之,生物学科的核心素养是当前高中生物教学最先进的理论,其应当在高中生物教学中发挥引领性作用,以更好地保证学生知识的构建与教师自身的成长。
【参考文献】
随着教育方面的改革,核心素养成为教育主题。国家在高中教学改革中提倡高中教学要以学习知识,提升能力和培养素养为主要内容,让学生在学到知识的同时,也要挖掘自身潜力和提升解决问题的能力。教师要因材施教,将知识学习和能力提升做到统一。这其实是核心素养培养的体现,也就是说核心素养的培养是高中教学内容的主要部分。对于高中生物学科来说,核心素养培养的教学设计目标是集知识、能力、态度、情感、价值观为一体。
一、高中生物学科核心素养的主要内容
(一)生物学科核心素养之生命观念
高中生物学科核心素养最基础的体现就是生命观念,生物观念在生物学角度来看具有结构与功能观,物质与能量观,进化与适应观,稳态与平衡观等四个方面的内容[1]。它主要传递给学生的是生物是一个不断进化,不断适应新的环境的过程,体现了一个物竞天择的原理,让学生从中了解到世界万物的统一性、多样性和稳定性。让学生养成一种科学探究的好习惯,从而了解更多的生物规律,进而解决生活中的实际问题。
(二)生物学科核心素养之理性思维
一个严谨的理性思维一定是建立在事实基础之上的,它是形成生命观念的主要方法,理性思维是集认知、动机、行为、方式、品质为一体的一种逻辑性思维。然而生物当中的理性思维并不是简简单单对一种生物的认知过程,它是非常复杂的,且灵活多变整体性比较强。培养学生的理性思维,可以让学生在认知事物的过程中尊重事实,凡事以科学为依据,求真务实,从而养成良好的学习态度。
(三)生物学科核心素养之科学探究
科学探究是生物核心素养中最重要的内容,在科学探究的过程当中,可以培养学生自主学习的能力和解决问题的能力,让学生能够自己发现问题,提出问题进而分析问题,最后自己解决问题。这个探究的过程能大大提高学生的思维能力,让他们把课本上的知识应用到实践当中,将知识融会贯通,提高了他们的学习效率,且大大提高了他们生物学科的综合素养[2]。
(四)生物学科核心素养之社会责任
教育的目的是什么?就是让学生用自己所学到的知识来报答社会,实现自己的人生价值。首先学生在学习的过程当中,一定要树立正确的价值观和人生观,任何一门学科包括生物学科都要经历从学习知识到立德树人再到最后的社会责任的这个过程,它与科学探究、理性思维、生命观念息息相关,也是培养生物教学核心素养最终的社会体现。
二、高中生物教学在培养核心素养当中出现的问题
(一)学生观念没有转变过来
受传统教学思维的影响,很多学生认为学习生物就是为了掌握知识,取得好的成绩,对生物学观念的认知有一定的局限性和差异性。他们忽略了最重要的一点,学习不仅仅是为了取得好成绩,更主要的是提升能力,让他们形成良好的素养。学习的过程中让他们形成正确的价值观、人生观和社会观,这样他们以后走出社会才知道如何适应社会的发展,体现个人价值。
(二)教师教学方法的问题
长期以来我们都是以一种固定的教育模式来教授学生知识,所以短时间内固化的教育模式还很难改变,而且学校每学期都给教师制定教学任务和教学目标,这些都是以学生的成绩来衡量的,所以教师为了更快捷地达到教学目标就采用课堂教授法,让学生以学习课本知识为主,忽略了核心素养在教学中的重要地位。再加上很多教师对核心素养培养只是表面上的了解,并没有深入了解,这就导致核心素养培养在生物教学中越来越淡薄。所以教师一定要改进教学方法,将培养核心素养和提高学生成绩相融合,丰富自己的教学实践能力,达到国家要求的生物教学新标准。
(三)学校教育模式固化
很多学校一味追求提升学生成绩,以高考科目的分数占比来安排学生的课时,因此给生物安排的课时也比较少,但是要学习的内容比较多,所以学校就会要求教师以应试为主,这就大大减弱了教师采用生物核心素养教学的积极性。像生物学科一般要求的课外活动比较多,但是为了压缩时间,很多课外活动被取消了,这就极大地压制了学生对生物学科探究的积极性。
三、高中生物教学在培养核心素养方面的策略
(一)对高中生物教材内容进行分析
对高中生物教材内容进行分析时,教师要摒弃传统的分析方法,采用核心素养教学方法进行分析,巧妙地将核心素养教学的要求与教授的学习内容进行统一和结合[3]。首先要从教授的核心概念入手进行分析,将生物学科基于核心素养的四大内容充分融入每节课的学习内容当中,让学生以核心概念为中心展开学习,将生物生命观念的四大内容运用到具体概念上,然后让学生融会贯通,加深印象。这样不仅可以对所学概念理解得更透彻,更深入,而且也可以结合前后课时所学的其他概念进行统一性理解,增强学生的记忆力和理解能力,充分理解生物当中的每一个现象。然后用理性的思维进行分析比较,总结归纳得出自己的实验结果,并且挖掘实验中遇到的难题,进一步地实验和探究,这样不仅丰富了学生的思维方式,而且还提高了他们自我解决问题的能力。当然除此之外教师也应该注重学生的生物阅读,可以带领学生阅读一些课外的生物书籍,提高学生的素养,并且树立学生正确的价值观。
(二)对当前高中的生物学情进行分析
现在教育界对核心素养的培养十分关注,而且国外很多学校也有非常成功的案例,但是要把这些经验应用到我们的生物教学当中,必须要根据国内大多学校各自现有情况进行分析,取长补短。也就是说其他学校在教学当中采用核心素养培养的成功经验和理论不能直接使用,必须本土化。所以在进行生物核心素养教学之前,教师必须要了解本校学生的基本情况,熟悉学生学习的基本状态,了解学生的学习特点以及掌握知识的特点,然后再在生物教学当中慢慢融入核心素养,锻炼每个学生的自主学习能力、创新能力和解决问题的能力。与此同时,还可以培养他们正确的情感认知和社会态度,明确自己的社会责任,这样才能慢慢地将传统的以考试为目标的教学理念转化为以培养学生核心素养为目标的教学理念。
(三)有效的教学活动能够提升学生的核心素养
每一堂课都应根据教学内容采取相应的教学方法,但是有的教师却一味地采用台上讲台下听的模式,让整个课堂变得相当严肃没有活力,所以教师在课堂教学活动设计上一定要融入一些有趣的话题,吸引学生的注意力,培养学生的学习兴趣,带动学生和教师一起学习,创造一个良好的学习氛围。教师可以将生活中的事物融入学习内容当中,然后再模拟生活中的情境解决问题。这样不仅将理论与实践相结合,而且还调动了学生学习的积极性,让整个课堂既有活力又有效率。所以有效的教学活动可以引导学生进入情境,发现问题,认识问题,分析问题,解决问题,探究问题,然后让学生自己总结归纳自己的心得,从而使学生的整体核心素养得到提升,所以有效的教学活动对于提升学生的核心素养是相当重要的。
(四)开展实验探究活动有助于提升学生核心素养
在新课程教学标准当中,实验探究是生物核心素养教学中的主要部分,教师要采取课堂内容为主课外实验为辅相结合的教授方式。学校可以给学生提供专门的实验室和实验设备,结合教学内容进行实验探究活动,这可以让学生自己动手操作,观察整个实验过程,发现实验中存在的问题,最后让学生归纳总结并且解决问题。而且教师还可以引导学生,将实验与大自然中的现象相结合,锻炼他们的科学思维能力,认识到生物的美妙性与有趣性。除此之外,教师也可以带领学生到大自然中进行实践活动,鼓励学生大胆思考,将大自然中的生物与学习内容进行联系,了解各种生物生存的规律,不仅增加了学生对生物学科的学习兴趣,而且还提升了学生在生物学科方面的核心素养。
(五)善于归纳总结,提升学生核心素养
一般来说,在一堂课结束之前教师总会留出一些时间进行总结归纳,将本堂课所学的内容再过一遍,这样可以让学生深度理解,加深印象。因为生物学科是一个集理论知识和实验为一体的学科,所以教师给学生总结的内容不仅包括学习的理论知识,而且还包括实验探究的具体设计方法和问题,让学生思考。当然教师也可以让学生来进行总结归纳,以此来了解学生在课堂上的学习情况,而且教师要观察学生对本节课内容的态度和认知。最后,教师还要在学生了解的基础上抛给学生一些问题让学生深度思考,增强学生的学习兴趣。所以养成归纳总结的好习惯不仅能够提升学生的核心素养,而且也是检验核心素养教学目标是否实现的一个标准。
四、结语
随着国家新课程教学方法的出台,很多学校也由传统的三维教学目标转变为核心素养教学目标。这个转变的过程虽然比较漫长,但是它对于学生养成良好的素养有着非常大的意义。高中时代正是树人立德的阶段,所以在生物教学过程当中融入核心素养的教学方法,不仅可以让学生学到更多的知识,也可以让学生真正成为国家的有用之才,所以在高中生物教学当中采用核心素养的教学方法对生物课程的改革来说具有一定的历史意义。
参考文献:
[1]朱荣.基于高中生物学科核心素养的教学设计初探[J].课程教育研究,2019(20):240.
一、问题提出
新课程以来,生物学科的教学模式更加注重培养学生发现问题与解决问题的能力,发展学生的综合实践能力、创造性学习能力和创新精神,培养辩证唯物主义的科学观念和思想方法。农大附中位于南昌主要风景区梅岭的脚下,位于美丽的江西农业大学校园内。这里物种丰富多样,学生的实践学习资源丰富,同时,江西农业大学有林学院和农学院,其师生都是专家,方便实际工作者与研究者共同参与,这样良好的外部环境更有助于培养学生的生物学科素养。《提高中学生生物学科素养的途径与方法的行动研究》这一课题的研究目的是使学生在实践中学会自主、合作,乐学、会学,使生物学课堂真正充满生命活力,并为初中生物学教师的教学提供一点帮助。
二、生物科学素养的内涵
生物科学素养是指参加社会生活,经济生活,生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力,包括理解科学、技术与社会的相互关系,理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。培养学生的生物学素养,它反映了学生对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平,以及在已有的基础上不断提高自身科学素养的能力,并逐步形成科学的世界观,这是一个艰巨而意义深远的任务。
三、生物学科素养对学生未来学习、工作和生活的意义
知识经济时代,是学习型、创新型时代。只有具备一定科学素养的人,才能实现终身学习。只有终身学习,才能不断创新,才能不被知识经济时代淘汰。具备生物学科素养的人才能形成科学的态度和价值观。可见,从小对孩子进行生物学科素养培养意义深远。
1.生物学科素养关系到中学生创新能力的培养
创新,是对原来知识技能基础上的超越。创新能力的高低,与人的知识积累密不可分。没有一定的知识积累,创新也是海市蜃楼。一个人的生物学科素养在创新能力的培养中举足轻重。中学生如果以一定的生物知识为根基,掌握了一定的操作技能,他们就有可能产生超越自我的冲动。因此,在生物学科实际教育教学实践中,我们不能忽视生物学科素养在创新教育中的特殊作用。
2.生物学科素养关系到中学生自主、合作、探究能力的提高
一个人获得知识的途径很多,学校教育是受条件制约的,人的一生,自主、合作、探究是获取知识的重要途径。因此,在学校教育过程中,教师要把培养学生的自主、合作、探究能力摆在首要位置。大量事实证明:学生良好的生物学科的学科素养,能为今后的自主、合作、探究学习赢得主动,为实现终身教育保驾护航。
3.生物学科素养关系到生物科学领域的研究水平
学生在生物学课程的学习中,通过参与和解决现实世界中具体问题,来获取科学和技术的知识,形成正确的态度、价值观和社会责任感。这样,在日常生活中,他们就知道如何把所学的知识和方法与实践相结合,如何对科技引起的新问题进行思考和判断。当他们参与社会活动时,就能够采取适当的个人行为。
四、提高中学生生物学科素养的途径与方法
培育生物学科素养,可使学生具备对生命现象及生命本质的好奇心,这种好奇心一旦转变成对科学和对学习科学的积极态度,将受益终身。因此,生物学科信息素养的培养要以生物课堂为主阵地扎实、稳步推进。
1、提高教师的科学素养
一个教师的教学理念对教学效果的影响是深远的。教师作为教学的第一生产力,他们在具体到实施教学活动,教师的知识储备和教法方法,都是教学效果提高的保证。具有较高科学素养,是一名教师必备的素质。作为生物教师,如果不看百家之言,吸收更多养分,给自己不断充电,就不能将最新的生物科研成果带到课堂;如果不写作、不反思、不梳理自己的成败得失,就不能提升自己的教学理念及学科素养。这样的教师怎能培养出具有良好科学素养的学生呢?为改变这一被动局面,教师要主动参加学习,利用好图书馆、互联网、校园网等信息渠道,提高自身学科素养。
2、激发学生探究意识
生物教学是研究生命现象的科学,中学生物教学是为学生未来的生物研究打下基础。新课程标准也大力提倡培养学生的探究意识,学生有了探究意识和探究能力,才可以有探究的实践活动。探究意识离不开学生的感受力、判断力和洞察力。作为一线的生物教师,要利用生物学科和地域优势,给学生提供更多的亲历生物生活的机会,让知识和学生已有的生活经验相联,与美丽的大自然相联。学校可以考虑在校园内建立适宜的生物园,为学生提供广阔的实践空间和丰富的生物信息,还可以在郊外深入乡村的地方选择实验田,为学生实践探究搭建平台。
3、提高学生实验操作技能
生物学是一门以实验操作为主的自然科学。在实际实验中,教师可直接演示实验,让学生重复;也可讲解实验过程、要领,让学生亲自去做。或者鼓励学生自己设计、操作实验,启发学生自己发现问题、解决问题。其中最能培养学生学科素养的是让学生根据某一原理设计实验步骤,增强生物学实验研究技能,生物认知能力、动手能力和探究能力都得到提升。
【结束语】提高生物学科素养并非一朝一夕的事,它需要我们教师在日常教学中从点点滴滴做起,有目的有意识地帮助学生熟悉生物学知识,了解科学技术与社会进步,掌握科学探究方法与技能、树立科学态度和科学的世界观。教学是一门艺术,在生物教学实践中我们要把这种教学理念贯彻到教学的每一个环节中,以积极的姿态、切实的行动去实践,去总结,去反思,才能真正,拓宽学生视野,锻炼学生能力,潜移默化地提高学生生物学科素养。
【参考文献】
1。从生物学这一学科的知识结构来看生物学核心概念
布鲁纳认为,任何学科都有自己的基本结构,任何一个与该学科有内在联系的事实、论据和概念都能不断的被纳入一个不断发展的结构之中,这种基本结构就是需要掌握的科学因素,要成为教学过程的核心部分。如果要了解生物学的基本结构,我们就首先要明白什么是“生物学概念”,生物学概念就是在众多的生物学事实的基础之上归纳、推理出来的基本结论,包括一些基本的原理、规律和理论等基本知识,它区别于日常用语中的概念,在日常生活中人们往往把概念等同于一个词语或者术语来对待。概念是建立在很多的事实感知基础上的,需要众多的事实来支撑,它还是知识的细胞。同一个生物学概念可以用不同的生物学事实来阐述和支撑,不同版本的教材可以用生物学核心概念统一起来,把生物学核心概念的教学作为重点,学生才能真正的掌握生物学理论,而不是引导学生对“生物学事实”的死记硬背,从而达到真正提高生物学素养的目的。
2。什么是生物学核心概念
美国课程专家埃里克森认为核心概念位于学科的中心,具有超越课堂以外的迁移价值和持久价值的概念性原理、知识规律和方法。生物学的核心概念不是一成不变的,有的生物学概念对于初中学生来说可能是核心概念,而对于生物学专家来说可能就不是核心概念,不同的学段的生物学核心概念是不同的。我们可以理解为生物学核心概念实际上是教师通过教学过程促使学生形成关于生命本质正确的看法和认识。
二、怎样甄别生物学核心概念
一般状况下,生物学核心概念的认识程度在一定意义上反映了一个人的生物学素养,那么怎样在繁多的生物学概念中甄别生物学核心概念呢?
1。生物学核心概念是构成学科基本框架的概念
生物学是研究生命活动规律和生命现象的科学,在这门最基本的自然科学中,离不开对事物和现象过细的具体的分析。核心概念可以揭示科学事物的本质和相互之间的联系,还能够把过细的描述和具体分析的细节片断融入到广阔的、有逻辑内聚力的结构之中,在这样的结构里,生物学的信息片断的内在联系就被凸显出来。所以,我们在生物学中要善于建构信息片断的知识结构,并纳入到整个信息结构中去,知识结构之间的节点就是核心概念,因此,核心概念构成了生物学科的基本框架。生物学事实是层出不穷、多种多样的,它是建立生物学概念的基础,生物学概念和概念之间相互交织就构成了生物学科的基本的结构,而核心概念位于学科知识结构中一般概念的上层,成为核心聚合器,聚合着学科的一般概念,这种聚合不是对一般概念的简单相加,而是对生物学概念的一种规律性的认识,这种认识往往具有迁移应用的价值。通过核心概念的迁移应用就可以解决事实性的问题,不但减轻了学生的学习生物学的负担,还能提高学生分析问题、解决问题的能力。可见,核心概念具有统摄一般概念和事实性知识的作用,因为核心概念超越于具体的、事实性的知识。
2。生物学核心概念是具有文件夹功能的概念
我们如果能够提炼单元的核心概念,并把它们组合成能够反映生物科学基本面貌的核心概念体系,在围绕体系选择内容,淡化一些与该体系没有直接关系的内容,这样选择出来的很少的知识,比课程中庞杂的重视更具有学科教育功能。
3。生物学核心概念是具有统摄思维功能的概念
核心概念的梳理和提炼需要按照生物学知识的内在联系和规律,把一些零散的知识条理化、整体化,建构起条理分明、脉络清晰,相互联系的内在体系。这样一个具有逻辑内聚力的体系在建构的过程中需要整体思维的把握。生物学核心概念是对同一类生物学问题本质特征的基本的概括,例如:“生命有机体维持其生命活动需要不断地摄取能量”这一核心概念,就是在分析生物体进行新陈代谢的过程中,概括出来的这一本质的认识,从分析环境和生物体的关系开始,发现了生物体是一个开放的系统,生物体和它周围的环境不断的进行着能量的流动和物质的交换,一些物质在被生物体吸收以后,会发生一系列的变化,最后成为代谢过程的最终产物被排出体外。在整个代谢过程中,生物体内的能量被不断的转化,能量的每一次转化都会失去一些可用的自由能,因此,生物体必须从外界不断的摄取自由能来补充自身的能量,以此保持自身生命性能的稳定。理解“生命有机体维持其生命活动需要不断地摄取能量”这一核心概念的本质,有利于学生理解生命的本质,从系统的角度来理解生命系统。由此可见,核心概念不同于一般的概念,核心概念可以统摄一般的概念,可以揭示学科知识的本质学科知识之间的联系,具有统一整合学科知识的功能。
4。生物学核心概念是具有迁移价值的概念
从目前教育发展的趋势来看,高考改革与课程改革是同步进行的,在某些方面它们是相辅相成的关系。从近几年的高考生物试题来看,以科学素养考查为主要目标的试题,诸如实验设计与分析,信息的获取、处理、转换与表达等类型的试题,已成为高考的主要题型,因此,在教学过程中,以学生素养提高为核心任务的教学,同样可以有效提高学生的应试能力和水平。在课堂教学中,教师不仅要揭示知识间的内在联系,还要留出时间让学生分析思考其原理(科学),探讨其应用(社会),这样不仅能很好地体现当前教学改革中对科学、技术、社会的关注,使学生掌握学习相关内容的方法与途径,还能使学生形成解决问题的方法与策略。这对于培养应试能力也是十分有效的。因此,生物学科高效课堂的构建需要处理好全面发展学生素养与提高学生应试能力的关系。
2.教学方法对生物学科高效课堂的影响
生物学科课堂教学方法有很多,如讨论法、自学辅导法、探究法等,近年来随着新课程改革的进行,探究性学习、小组合作学习、自主学习等多种新的教学方法更加广泛地出现在生物课堂教学中,这对生物学科高效课堂的建立起到了积极的推动作用。但是,每种教学方法都有优点和缺点,都能有效地解决某些问题,而不能解决另一些问题,每种方法都可能会有助于达到某种目的,却妨碍达到另一些目的。因此,要建立生物学科高效课堂,就必须实现教学方法的优化与组合。比如要启发学生思维、培养学生能力、引导学生形成科学思想和方法时,可以使用引导发现法;要调动学生学习主动性,要进行多向信息交流,可以使用讨论法;对于较简单的学习内容,可以使用自学辅导法;在以知识接受为主要目标的课堂上,应该使用讲解法。但是,学生是学习的主体,不论采用什么教学方法,都应该有学生积极主动地参与。这种参与应以思维的参与为核心标准。某些研究课看似热闹非凡,学生个个参与,但学生只是一种形式上的参与,思维活动停留在浅层次上,这样的课堂教学是不会有效的。反之,有些课堂学生看似没有太多形式上的参与,但却在积极地进行思考,这样的教学是高效的。因此,生物学科高效课堂的构建需要多种教学方法的优化和组合。
3.教学手段对生物学科高效课堂的影响
对一些经典试题一开始便进行讲解,对于学生的理解来说无疑是高效的,但学生同时也就失去了抽象思维的过程,失去了发现错误的机会。对于实验性的内容,如果一开始就将其操作过程及结果进行清晰的展示,学生的实验就会成为照方抓药,对实验结果的观察就成了一种形式,这对实验的顺利完成无疑是十分有帮助的,但学生失去了在实验过程中进行尝试,在观察结果中进行真伪辨别的机会。因此,生物学科高效课堂的构建需要使用合理的教学手段。
二、构建生物学科高效课堂的教研
课题要构建生物学科高效课堂,教研组的作用之一是组织生物教师开展高效课堂的教学科研,使生物教师掌握有生物学科教学特色的、行之有效的教学方法。如我们学校生物教研组在2013~2017年五年发展规划中的教学研究活动,包括10项教研课题。
1.在高中生物教学中提高学生生物科学素养的策略。
2.以导学案为载体的高中生物教学模式。
3.如何构建师生互动的生物课堂。
4.高中生物学教学中如何利用“最近发展区”。
5.高二生物的有效备考。
6.高考生物复习课有效性的课堂教学策略。
7.合理应用记忆规律,有效提高复习效率。
8.从反思中收获课堂教学的有效性。
9.提高生物试卷讲评课实效性的策略。
10.高中生物学教学中问题情境的创设。