發布時間:2023-10-08 10:05:13
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇生物科學研究的基本方法,期待它們能激發您的靈感。
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。
二、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。
三、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。
四、總結
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:高中生物;素質教育;策略
中圖分類號:G63 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9132(2017)06-0109-02
DOI:10.16657/ki.issn1673-9132.2017.06.067
應試教育到素質教育轉變是當前我國基礎教育領域的一項深刻變革,多年來,教育界一直在探索具體的實施辦法,做出了很多有益的嘗試。不過,總體看來,素質教育還有很長的路要走,要實現素質教育,需要多方面共同努力。我們的高中生物教學同樣需要開展素質教育,這關系到我們培養的生物科學人才的質量高低。在日常的教學實踐中,我們積累了一些經驗,因此,現在,筆者就高中生物教學如何推行素質教育提供一些建議和思考,希望給大家提供借鑒。
一、運用生命科學史滲透素質教育
當前,生物科學發展迅猛,世界上諸多國家都加大了對生物科學的研發投入,人類對生物生命科學的奧秘有了更多新的發現和認識。生命科學史內容的引入可以讓學生從歷史的角度對生物生命科學有個整體的認識。國際上普遍將科學素養概括為三個組成部分,即對于科學知識達到基本的了解程度;對科學的研究過程和方法達到基本的了解程度;對于科學技術對社會和個人所產生的影響達到基本的了解程度。目前各國在測試本國公眾科學素養時普遍采用這個標準。只有在上述三個方面都達到要求者才算具備基本科學素養的公眾。而對于我們的學生來說,一個進行科學素質教育的基本指導思想應該是讓學生了解生物科學研究的一般過程,而不僅僅看重結果。在課堂上適當引入生命科學史,使得學生在這些歷史故事中,了解學科發展以及研究方法,這樣學生不僅受到厚重人文氣息的熏陶,而且潛移默化間也學會了新的學習和思考方法,進而使得科學素質得以提升。因此,我們要把生命科學史引入課堂教學。
例如,通過光合作用的發現過程進行科學史的教育,可以使學生了解到,科學家用了200多年的時間,才對光合作用的生理過程有了比較清楚的認識,從而使學生認識到科學發現的艱難、科學研究方法的重要,以及綜合利用各學科的成果和研究手段的重要性。所以,教師在教學中一定要深入挖掘這樣的教學契機,將生命科學史自然融入其中。生物科學中很多的新發現都不是輕而易舉的,有艱苦卓絕的深入探索,也有靈感閃現似的頓悟,然而這一切其實都是為有準備的人而生的。這些歷史故事可以給學生勇于攀登科學高峰的勇氣,讓他們逐漸具備生物科學研究所需要的必備素質,那就是基本的研究頭腦和用于探索,認真執著的品質。
二、高中生物課堂要培養學生良好的觀察習慣和品質
(一)讓學生學會觀察
觀察看似簡單,實則不然,做科學研究,就要學會科學的觀察方法。科學歷史上一些重大發現無不始于細心科學的觀察,科學脫離不開實踐,我們要在實踐中觀察,養成勤于觀察、善于觀察的好習慣。尤其是生物學的學習跟觀察是密不可分的,只有通過觀察,我們才能發現生物的多樣性、特異性、細微性。作為教師要積極調動學生主動去觀察的興趣,興趣本身有著強烈的動力,讓學生愿意去觀察,帶著問題去觀察。濃厚的學習興趣,是啟迪學生求知欲望,培養學生觀察能力的重要手段。
(二)培養學生的綜合觀察習慣
在多年的教學生涯中,我們會發現,各門課程之間好像互不相關,然而,實際上彼此之間卻有密切的聯系。事物之間不是孤立存在的,面對觀察對象,要啟發學生去思考事物之間存在的內在聯系。通過綜合觀察習慣的培養,學生就能夠將不同事物和現象之間聯系起來進行綜合的思考和學習。如生態系統中的食物鏈,通過綜合觀察,學生才能真正認識食物鏈是什么,它的結構呈現出什么特點,才能真正認識生產者、消費者和分解者三者之間的關系。
(三)培養學生全面記錄的習慣
及時準確的記錄是觀察必不可少的環節,這樣就可以避免觀察本身的隨意性。在觀察之前,教師要指導學生有目的地觀察,觀察中要注意重點關注的是什么,可以列出觀察的提綱,留出空白,方便學生作詳實的記錄。因此,在觀察提綱的引導下,學生就能比較全面、詳細地去觀察,同時也更能做好觀察記錄。科學研究講究嚴謹求實,好的記錄習慣也必不可少。如觀察海洋魚類的多樣性,教師可以帶領學生對海洋魚類標本進行全面觀察,全面記錄海洋魚類的形態、大小、魚鰭的形狀大小等等。在觀察和記錄中加深對知識的理解和記憶的深度。
三、教師要提高自身素質,改變教學觀念
(一)教師要提高自身業務理論水平
學生素質的提高,首先需要一位高素質的教師,生物科學發展迅猛,生物學教師要緊跟科學發展的前沿,樹立“活到老,學到老”的理念,將學習變成習慣,扎實提高個人業務水平和理論素養。只有這樣,教師才會更靈活、更科學地去安排好教學,對課堂進行優化,學生才能受到教師更多有益的影響,進而促使學生綜合素質的提高。
(二)教師要改變傳統的教學觀念
素質教育下的高中生物教學要改變傳統的教師“一言堂”的局面,要充分認識到學生才是課堂的主人,變傳統的“以教師為中心”為“以學生為中心”,通過教學創新,充分調動學生參與課堂的熱情。在教學改革中,PBL教學法讓學生帶著問題去學習,通過自主探究合作的學習效果會更好,應加以推廣應用。
總之,在新課標的指引下,我們高中生物學教師要轉變觀念,大膽改革實踐,不斷提高自身素質,充分調動學生的積極主動性,將素質教育滲透到課堂教學中去,通過生命科學史,培養學生科學的觀察和研究能力等,助力學生綜合素質的不斷提高。
參考文獻:
關鍵詞:生物科學史;科學素養;新課程
《普通高中生物學課程標準》的基本理念之一是“提高生物科學素養”,生物新教材中加入了大量的生物科學史素材,如何將這些燦爛的生物科學史應用于日常教學并達到提高學生科學素養的目的,是我們每位高中生物教師應當努力思考并認真實踐的課題。
一、關于高中生物科學史教育
1.生物科學史概念的界定
生物科學史是以生物科學產生和發展的過程為輪廓,以科學發展歷程中帶有重大轉折作用的課題及事件為主線,用翔實的資料論述科學家的創造性勞動,生動地描述他們進行科學探索的思維過程和方法。在高中階段,我們無需對整個生物科學的發展歷程進行研究,我們關注的僅僅是教材中涉及的對我們理解知識有幫助的一些經典史事,從中我們可以體會科學探索精神,領悟科學探究的一般方法。
2.科學史教育的內涵
美國著名的科學史家薩頓說過:“一部科學史,在很大程度上就是一部工具史,這些工具,無論有形或無形,由一系列人物創造出來,以解決他們遇到的某些問題。”生物教師要帶領學生感悟科學前輩們的科學探究方法,以此來指導學生的探究活動。反之,學生實施探究活動又為實踐科學方法提供了切實的鍛煉機會。兩者互相促進,體現了理論與實踐相結合的模式,對提高學生科學素養具有重要意義。
二、生物科學史教育在培養學生生物科學素養方面的實踐價值
1.靈活運用科學史,激發學生的學習興趣
恰當引用教材中出現的科學史事,可以激發學生的學習興趣。有的科學史料能夠作為新課的引入,例如,在導入伴性遺傳時,若教師引用教材中關于色盲癥的發現過程,可以在上課伊始就把學生的學習興趣調動起來。有的可以提高學生對學科知識的理解,例如,學習完蛋白質的相關內容后,教師可以引導學生閱讀科學史話――世界上第一個人工合成蛋白質的誕生以及科學前沿――國際人類蛋白質組計劃。這兩個科學史料不僅可以加深學生對蛋白質知識的理解,還可以激發學生進一步學習的興趣和欲望。
2.巧妙運用科學史,引導學生掌握科學研究方法
生物科學史一般要經歷提出問題、做出假設、設計實驗、實施實驗、推論總結等過程,學習生物科學史能使學生理解科學的本質和科學研究的方法。如,學生學習了薩頓的假說“基因在染色體上”后,對于薩頓所運用的科學研究方法――類比推理有了一定的認識,知道這種科學方法存在局限性,即結論沒有通過實驗的證明,至此學生會有疑問如何設計實驗能證明基因在染色體上。此時教師巧妙引入摩爾根的科學故事,摩爾根無論對自己的假說,還是對別人的學說,都一概采取依靠事實和運用實驗來檢驗理論是否正確的科學態度。學生閱讀故事的同時感悟著科學探究的一般過程。
同樣,在講授光合作用的探究歷程、酶本質等生物學知識時,都可以巧妙引用科學史,讓學生領悟單一變量、對照實驗等科學實驗原則,引導學生一步步地完成科學探究。
3.適時運用科學史,滲透科學研究精神
在教材中寫入科學家的姓名和事跡,不僅是對科學家的一種尊重和褒揚,更是對青年學生的一種教育。這種教育主要是科學家人格力量、科學態度、工作精神和人生觀、價值觀等對學生的啟發與感召。
教育學生應該擁有懷疑的科學精神。摩爾根對孟德爾遺傳規律的確證過程就是最好的例子。由于摩爾根在自己所進行的實驗中沒能取得類似的結果,他便對遺傳定律產生了懷疑,于是,他勤奮地進行了一系列新的實驗,當大量的果蠅實驗結果確證了孟德爾的定律之后,他不僅承認,而且還發現了新的定律。
教育學生擁有探幽入微的研究精神。當克勞德決心把細胞內部的組分分離開,探索細胞內組分的結構和功能時,遭到了許多人的冷嘲熱諷,認為把好好的細胞弄碎毫無意義。但是克勞德堅信這樣做是十分必要的。經過艱苦的努力,他終于摸索出采用不同的轉速對破碎的細胞進行離心的方法,將細胞內的不同組分分開。
以上這些生物科學發展史中鮮活的事例,能讓學生從中受到感悟與點化,進而讓他們形成正確的世界觀、價值觀、人生觀。
綜上所述,教師利用生物科學史教育,可以提高學生生物科學素養,讓他們掌握生物科學概念,提高科學探究能力,理解科學、技術與社會的相互關系,形成科學的態度和價值觀。
參考文獻:
[1]劉恩山.中學生物學教學論[M].高等教育出版社,2003.
課堂教學不能很好地與生活實際相結合
進人新世紀后生物學發展很快,特別是在工農業生產、醫藥衛生、人類生活等應用領域取得了長足進步。但是,由于教材沒有增加這些內容,教學課時不夠,生物老師幾乎不會主動去查閱資料,在課堂中向學生講解介紹這些,嚴重脫離了學生的生活實際。
提升生物教師科學素養的途徑
筆者認為可從以下幾方面來實施。加強學習,提高認識,增強提升科學素養的自覺性思想是行動的指南,如果生物教師對自身科學素養提升的現實性和必要性認識不到位,他就不可能積極主動采取行動,遇到困難也會缺乏毅力去克服。加強學習,學習我國教育中長期發展綱要,學習國家有關提高國民科學素養的文件精神,特別要系統學習幼兒園科學教育標準。通過學習,了解目前我國科學教育現狀和要求,充分認識到自己肩上所承擔的責任,改變自己對科學教育的態度,增強提升科學素養的自覺性。
教學相長,在教學中全面提升內在的科學素養
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