发布时间:2023-10-08 10:05:13
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇生物科学研究的基本方法,期待它们能激发您的灵感。
概念是对事物的抽象和概括,生物科学在其发展历程中有许多重大发现,生物科学方法是揭开生物世界奥秘的各种有效途径、手段。生物教学中可以通过介绍科学家的科学研究方法来培养学生科学的思维方法,帮助学生消除错误概念,建立科学概念,从而提高学生的生物科学素养。例如在遗传规律的教学中,可以让学生查找相关资料,知道孟德尔研究遗传规律的方法和过程。孟德尔利用业余时间进行植物(主要是豌豆)的杂交试验,经过多年的不懈努力,揭示出遗传学的两个基本规律———分离规律和自由组合规律。这两个重要规律的发现和提出,为遗传学的诞生和发展奠定了坚实的基础,这也正是孟德尔名垂后世的重大科研成果。孟德尔在研究中运用的是“假说———演绎法”,即提出问题创立假设设计实验分析结果再实验再观察,直到找出事物内在的必然联系,这是生物科学研究的基本过程。这是一种重要的科学发现模式和重要的科学研究方法,也是培养学生科学方法,提高学生科学探究能力的重要方法。通过熟悉孟德尔的发现之旅,学生不仅掌握了相关重要概念,还训练了观察能力,思维能力和分析能力,同时也培养了科学的研究方法,从而提高了学生的生物科学素养。
二、开展探究活动,培养学生的科学探究能力
生物科学素养不可能单纯地依靠知识的讲授、灌输来形成,必须改变教学的策略和方法。生物课程标准的一个基本理念是倡导探究性学习,而加强科学探究是培养科学素养的重点。为此新教材一改过去过多地注重科学知识的弊端,十分重视全面提高学生的科学素养,安排有多个探究活动,尽管各个探究活动要求达到的目标和侧重点有所不同,如有的重点是在如何控制变量和设计对照实验上;有的是要求学生体验探究的一般过程。但是可以说每个探究活动都蕴涵着丰富的培养学生科学素养的内容。例如学习“人体的免疫防线”时,引导学生通过模拟实验来探究皮肤是一道保护屏障,这样可以把复杂的实际问题转化为理想的简单问题。模拟探究前,教师可引导学生讨论:①模拟实验中模型(苹果)与原型(人体皮肤)的关系?②如何设计实验组与对照组?③如何控制变量?④为什么要将实验材料按四种情况分别进行处理?在充分思考的基础上根据探究计划开展探究,由苹果皮的功能推理出人体皮肤也有相似的功能。再通过调查家人、同学等,结合自己的生活经验,了解皮肤破损引起的伤口感染情况等,从而证实类比得到的结论是正确的,感悟人体的皮肤是一道保护屏障。在整个探究活动过程中,学生需要不断地对所遇到的问题进行分析思考,使学生的思维能力和生物科学素养得到螺旋式发展。因此探究活动非常有利于培养学生的科学思维方法和科学素养。
三、认真组织开展生物学实验,指导学生掌握科学方法
生物科学是一门以实验为基础的科学,科学的结论建立在对充足的材料进行观察和比较的基础上,生物科学的核心概念、原理,均来自于科学家的科学实践。因此,实验是学好生物学的基础,也是培养学生科学素养的重要途径。例如在学习生物体的基本结构时,请学生制作洋葱鳞片叶表皮细胞和人口腔上皮细胞等临时装片并观察细胞结构,教学过程中,教师可先示范一次,然后让学生独立完成。实验中出现的问题应该由学生通过讨论和交流,自己找出原因。绘图时要求学生一定要尊重事实,不要按照挂图或教材中的插图去描绘,以培养学生实事求的科学态度。学生通过实验,在“做中学”的过程中,对“细胞是生物体结构和功能的基本单位”这一重要概念的理解将更深入。这样,在学习活动中,学生能主动获取知识,体现了自主、合作、探究性的学习过程,把实验贯穿于教学的全过程,做到师生互动而又以学生动手实践为主,并且学生的实践活动又是在教师的精心设计下进行的,通过实验过程中的活动和探索,一方面使学生更好地理解掌握科学知识,锻炼动手操作能力,培养观察能力和思维能力,另一方面,对实验成败的比较分析,使学生认识到进行科学的探索和研究需要实事求是的科学态度。这样就把传授知识,训练基本技能和培养生物科学素养统一起来,提高了教学实效性。
四、总结
在生物教学中重视基础知识传授,是培养学生生物科学素养的关键。在课堂上适当介绍生物科学研究的新成就,以及这些新成就可能对我们的学习、生活和工作带来的影响,可以有效地给学生以启迪。例如在学习转基因技术时,针对转基因技术的利弊问题,可以让学生通过网络查找相关资料,再结合相关生活经验组织学生进行辩论,各小组同学分工合作,踊跃发言,教学效果良好。此外,我还经常组织学生开展一些活动,如在教室内放置一些绿色植物,给校园内的植物挂上标牌,以便大家了解认识植物。
二、结合重要概念和理论发现的教学
培养学生科学研究的方法概念是对事物的抽象和概括,生物科学在其发展历程中有许多重大发现,生物科学方法是揭开生物世界奥秘的各种有效途径、手段。生物教学中可以通过介绍科学家的科学研究方法来培养学生科学的思维方法,帮助学生消除错误概念,建立科学概念,从而提高学生的生物科学素养。例如在遗传规律的教学中,可以让学生查找相关资料,知道孟德尔研究遗传规律的方法和过程。孟德尔利用业余时间进行植物(主要是豌豆)的杂交试验,经过多年的不懈努力,揭示出遗传学的两个基本规律———分离规律和自由组合规律。这两个重要规律的发现和提出,为遗传学的诞生和发展奠定了坚实的基础,这也正是孟德尔名垂后世的重大科研成果。孟德尔在研究中运用的是“假说———演绎法”,即提出问题创立假设设计实验分析结果再实验再观察,直到找出事物内在的必然联系,这是生物科学研究的基本过程。这是一种重要的科学发现模式和重要的科学研究方法,也是培养学生科学方法,提高学生科学探究能力的重要方法。通过熟悉孟德尔的发现之旅,学生不仅掌握了相关重要概念,还训练了观察能力,思维能力和分析能力,同时也培养了科学的研究方法,从而提高了学生的生物科学素养。
三、开展探究活动,培养学生的科学探究能力
生物科学素养不可能单纯地依靠知识的讲授、灌输来形成,必须改变教学的策略和方法。生物课程标准的一个基本理念是倡导探究性学习,而加强科学探究是培养科学素养的重点。为此新教材一改过去过多地注重科学知识的弊端,十分重视全面提高学生的科学素养,安排有多个探究活动,尽管各个探究活动要求达到的目标和侧重点有所不同,如有的重点是在如何控制变量和设计对照实验上;有的是要求学生体验探究的一般过程。但是可以说每个探究活动都蕴涵着丰富的培养学生科学素养的内容。例如学习“人体的免疫防线”时,引导学生通过模拟实验来探究皮肤是一道保护屏障,这样可以把复杂的实际问题转化为理想的简单问题。模拟探究前,教师可引导学生讨论:①模拟实验中模型(苹果)与原型(人体皮肤)的关系?②如何设计实验组与对照组?③如何控制变量?④为什么要将实验材料按四种情况分别进行处理?在充分思考的基础上根据探究计划开展探究,由苹果皮的功能推理出人体皮肤也有相似的功能。再通过调查家人、同学等,结合自己的生活经验,了解皮肤破损引起的伤口感染情况等,从而证实类比得到的结论是正确的,感悟人体的皮肤是一道保护屏障。在整个探究活动过程中,学生需要不断地对所遇到的问题进行分析思考,使学生的思维能力和生物科学素养得到螺旋式发展。因此探究活动非常有利于培养学生的科学思维方法和科学素养。
四、认真组织开展生物学实验,指导学生掌握科学方法
生物科学是一门以实验为基础的科学,科学的结论建立在对充足的材料进行观察和比较的基础上,生物科学的核心概念、原理,均来自于科学家的科学实践。因此,实验是学好生物学的基础,也是培养学生科学素养的重要途径。例如在学习生物体的基本结构时,请学生制作洋葱鳞片叶表皮细胞和人口腔上皮细胞等临时装片并观察细胞结构,教学过程中,教师可先示范一次,然后让学生独立完成。实验中出现的问题应该由学生通过讨论和交流,自己找出原因。绘图时要求学生一定要尊重事实,不要按照挂图或教材中的插图去描绘,以培养学生实事求的科学态度。学生通过实验,在“做中学”的过程中,对“细胞是生物体结构和功能的基本单位”这一重要概念的理解将更深入。这样,在学习活动中,学生能主动获取知识,体现了自主、合作、探究性的学习过程,把实验贯穿于教学的全过程,做到师生互动而又以学生动手实践为主,并且学生的实践活动又是在教师的精心设计下进行的,通过实验过程中的活动和探索,一方面使学生更好地理解掌握科学知识,锻炼动手操作能力,培养观察能力和思维能力,另一方面,对实验成败的比较分析,使学生认识到进行科学的探索和研究需要实事求是的科学态度。这样就把传授知识,训练基本技能和培养生物科学素养统一起来,提高了教学实效性。
五、总结
关键词:高中生物;素质教育;策略
中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:1673-9132(2017)06-0109-02
DOI:10.16657/ki.issn1673-9132.2017.06.067
应试教育到素质教育转变是当前我国基础教育领域的一项深刻变革,多年来,教育界一直在探索具体的实施办法,做出了很多有益的尝试。不过,总体看来,素质教育还有很长的路要走,要实现素质教育,需要多方面共同努力。我们的高中生物教学同样需要开展素质教育,这关系到我们培养的生物科学人才的质量高低。在日常的教学实践中,我们积累了一些经验,因此,现在,笔者就高中生物教学如何推行素质教育提供一些建议和思考,希望给大家提供借鉴。
一、运用生命科学史渗透素质教育
当前,生物科学发展迅猛,世界上诸多国家都加大了对生物科学的研发投入,人类对生物生命科学的奥秘有了更多新的发现和认识。生命科学史内容的引入可以让学生从历史的角度对生物生命科学有个整体的认识。国际上普遍将科学素养概括为三个组成部分,即对于科学知识达到基本的了解程度;对科学的研究过程和方法达到基本的了解程度;对于科学技术对社会和个人所产生的影响达到基本的了解程度。目前各国在测试本国公众科学素养时普遍采用这个标准。只有在上述三个方面都达到要求者才算具备基本科学素养的公众。而对于我们的学生来说,一个进行科学素质教育的基本指导思想应该是让学生了解生物科学研究的一般过程,而不仅仅看重结果。在课堂上适当引入生命科学史,使得学生在这些历史故事中,了解学科发展以及研究方法,这样学生不仅受到厚重人文气息的熏陶,而且潜移默化间也学会了新的学习和思考方法,进而使得科学素质得以提升。因此,我们要把生命科学史引入课堂教学。
例如,通过光合作用的发现过程进行科学史的教育,可以使学生了解到,科学家用了200多年的时间,才对光合作用的生理过程有了比较清楚的认识,从而使学生认识到科学发现的艰难、科学研究方法的重要,以及综合利用各学科的成果和研究手段的重要性。所以,教师在教学中一定要深入挖掘这样的教学契机,将生命科学史自然融入其中。生物科学中很多的新发现都不是轻而易举的,有艰苦卓绝的深入探索,也有灵感闪现似的顿悟,然而这一切其实都是为有准备的人而生的。这些历史故事可以给学生勇于攀登科学高峰的勇气,让他们逐渐具备生物科学研究所需要的必备素质,那就是基本的研究头脑和用于探索,认真执著的品质。
二、高中生物课堂要培养学生良好的观察习惯和品质
(一)让学生学会观察
观察看似简单,实则不然,做科学研究,就要学会科学的观察方法。科学历史上一些重大发现无不始于细心科学的观察,科学脱离不开实践,我们要在实践中观察,养成勤于观察、善于观察的好习惯。尤其是生物学的学习跟观察是密不可分的,只有通过观察,我们才能发现生物的多样性、特异性、细微性。作为教师要积极调动学生主动去观察的兴趣,兴趣本身有着强烈的动力,让学生愿意去观察,带着问题去观察。浓厚的学习兴趣,是启迪学生求知欲望,培养学生观察能力的重要手段。
(二)培养学生的综合观察习惯
在多年的教学生涯中,我们会发现,各门课程之间好像互不相关,然而,实际上彼此之间却有密切的联系。事物之间不是孤立存在的,面对观察对象,要启发学生去思考事物之间存在的内在联系。通过综合观察习惯的培养,学生就能够将不同事物和现象之间联系起来进行综合的思考和学习。如生态系统中的食物链,通过综合观察,学生才能真正认识食物链是什么,它的结构呈现出什么特点,才能真正认识生产者、消费者和分解者三者之间的关系。
(三)培养学生全面记录的习惯
及时准确的记录是观察必不可少的环节,这样就可以避免观察本身的随意性。在观察之前,教师要指导学生有目的地观察,观察中要注意重点关注的是什么,可以列出观察的提纲,留出空白,方便学生作详实的记录。因此,在观察提纲的引导下,学生就能比较全面、详细地去观察,同时也更能做好观察记录。科学研究讲究严谨求实,好的记录习惯也必不可少。如观察海洋鱼类的多样性,教师可以带领学生对海洋鱼类标本进行全面观察,全面记录海洋鱼类的形态、大小、鱼鳍的形状大小等等。在观察和记录中加深对知识的理解和记忆的深度。
三、教师要提高自身素质,改变教学观念
(一)教师要提高自身业务理论水平
学生素质的提高,首先需要一位高素质的教师,生物科学发展迅猛,生物学教师要紧跟科学发展的前沿,树立“活到老,学到老”的理念,将学习变成习惯,扎实提高个人业务水平和理论素养。只有这样,教师才会更灵活、更科学地去安排好教学,对课堂进行优化,学生才能受到教师更多有益的影响,进而促使学生综合素质的提高。
(二)教师要改变传统的教学观念
素质教育下的高中生物教学要改变传统的教师“一言堂”的局面,要充分认识到学生才是课堂的主人,变传统的“以教师为中心”为“以学生为中心”,通过教学创新,充分调动学生参与课堂的热情。在教学改革中,PBL教学法让学生带着问题去学习,通过自主探究合作的学习效果会更好,应加以推广应用。
总之,在新课标的指引下,我们高中生物学教师要转变观念,大胆改革实践,不断提高自身素质,充分调动学生的积极主动性,将素质教育渗透到课堂教学中去,通过生命科学史,培养学生科学的观察和研究能力等,助力学生综合素质的不断提高。
参考文献:
关键词:生物科学史;科学素养;新课程
《普通高中生物学课程标准》的基本理念之一是“提高生物科学素养”,生物新教材中加入了大量的生物科学史素材,如何将这些灿烂的生物科学史应用于日常教学并达到提高学生科学素养的目的,是我们每位高中生物教师应当努力思考并认真实践的课题。
一、关于高中生物科学史教育
1.生物科学史概念的界定
生物科学史是以生物科学产生和发展的过程为轮廓,以科学发展历程中带有重大转折作用的课题及事件为主线,用翔实的资料论述科学家的创造性劳动,生动地描述他们进行科学探索的思维过程和方法。在高中阶段,我们无需对整个生物科学的发展历程进行研究,我们关注的仅仅是教材中涉及的对我们理解知识有帮助的一些经典史事,从中我们可以体会科学探索精神,领悟科学探究的一般方法。
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。”生物教师要带领学生感悟科学前辈们的科学探究方法,以此来指导学生的探究活动。反之,学生实施探究活动又为实践科学方法提供了切实的锻炼机会。两者互相促进,体现了理论与实践相结合的模式,对提高学生科学素养具有重要意义。
二、生物科学史教育在培养学生生物科学素养方面的实践价值
1.灵活运用科学史,激发学生的学习兴趣
恰当引用教材中出现的科学史事,可以激发学生的学习兴趣。有的科学史料能够作为新课的引入,例如,在导入伴性遗传时,若教师引用教材中关于色盲症的发现过程,可以在上课伊始就把学生的学习兴趣调动起来。有的可以提高学生对学科知识的理解,例如,学习完蛋白质的相关内容后,教师可以引导学生阅读科学史话――世界上第一个人工合成蛋白质的诞生以及科学前沿――国际人类蛋白质组计划。这两个科学史料不仅可以加深学生对蛋白质知识的理解,还可以激发学生进一步学习的兴趣和欲望。
2.巧妙运用科学史,引导学生掌握科学研究方法
生物科学史一般要经历提出问题、做出假设、设计实验、实施实验、推论总结等过程,学习生物科学史能使学生理解科学的本质和科学研究的方法。如,学生学习了萨顿的假说“基因在染色体上”后,对于萨顿所运用的科学研究方法――类比推理有了一定的认识,知道这种科学方法存在局限性,即结论没有通过实验的证明,至此学生会有疑问如何设计实验能证明基因在染色体上。此时教师巧妙引入摩尔根的科学故事,摩尔根无论对自己的假说,还是对别人的学说,都一概采取依靠事实和运用实验来检验理论是否正确的科学态度。学生阅读故事的同时感悟着科学探究的一般过程。
同样,在讲授光合作用的探究历程、酶本质等生物学知识时,都可以巧妙引用科学史,让学生领悟单一变量、对照实验等科学实验原则,引导学生一步步地完成科学探究。
3.适时运用科学史,渗透科学研究精神
在教材中写入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、价值观等对学生的启发与感召。
教育学生应该拥有怀疑的科学精神。摩尔根对孟德尔遗传规律的确证过程就是最好的例子。由于摩尔根在自己所进行的实验中没能取得类似的结果,他便对遗传定律产生了怀疑,于是,他勤奋地进行了一系列新的实验,当大量的果蝇实验结果确证了孟德尔的定律之后,他不仅承认,而且还发现了新的定律。
教育学生拥有探幽入微的研究精神。当克劳德决心把细胞内部的组分分离开,探索细胞内组分的结构和功能时,遭到了许多人的冷嘲热讽,认为把好好的细胞弄碎毫无意义。但是克劳德坚信这样做是十分必要的。经过艰苦的努力,他终于摸索出采用不同的转速对破碎的细胞进行离心的方法,将细胞内的不同组分分开。
以上这些生物科学发展史中鲜活的事例,能让学生从中受到感悟与点化,进而让他们形成正确的世界观、价值观、人生观。
综上所述,教师利用生物科学史教育,可以提高学生生物科学素养,让他们掌握生物科学概念,提高科学探究能力,理解科学、技术与社会的相互关系,形成科学的态度和价值观。
参考文献:
[1]刘恩山.中学生物学教学论[M].高等教育出版社,2003.
课堂教学不能很好地与生活实际相结合
进人新世纪后生物学发展很快,特别是在工农业生产、医药卫生、人类生活等应用领域取得了长足进步。但是,由于教材没有增加这些内容,教学课时不够,生物老师几乎不会主动去查阅资料,在课堂中向学生讲解介绍这些,严重脱离了学生的生活实际。
提升生物教师科学素养的途径
笔者认为可从以下几方面来实施。加强学习,提高认识,增强提升科学素养的自觉性思想是行动的指南,如果生物教师对自身科学素养提升的现实性和必要性认识不到位,他就不可能积极主动采取行动,遇到困难也会缺乏毅力去克服。加强学习,学习我国教育中长期发展纲要,学习国家有关提高国民科学素养的文件精神,特别要系统学习幼儿园科学教育标准。通过学习,了解目前我国科学教育现状和要求,充分认识到自己肩上所承担的责任,改变自己对科学教育的态度,增强提升科学素养的自觉性。
教学相长,在教学中全面提升内在的科学素养