發布時間:2023-09-22 10:36:54
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篇生物科學核心素養,期待它們能激發您的靈感。
關鍵詞 生物學核心素養 光合作用 科學史 生物學教學
中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B
生物學核心素養是公民參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學知識。那么,教師在具體的生物課教學過程中如何來提高學生生物學核心素養呢?教材文本、探究實驗、現實生活、自然環境都是培養學生核心素養的對話視角。教材上有很多重要結論、原理的科學探究過程,教師應用好教材上的這些經典實驗是培養學生生物學核心素養的重要途徑。
以人教版高中生物必修1第五章第四節第二課時“光合作用研究的‘過去、現在、未來’”為例,讓學生感悟科學家嚴謹的科學態度、堅忍不拔的意志品質、細致的理性邏輯。本節課的學習,學生需要聯系物理、化學的相關知識,在細胞層次和細胞器的水平上來認識光合作用,形成分子與細胞水平認識生物體的結構與功能是相適應的生命觀念,關注光合作用研究的未來,能大膽發揮想象,樹立生命科學的創新意識和創新精神。
教學中教師以光合作用研究的“過去、現在和未來”為線索,以科學史中的若干個實驗為載體,在教學過程中多角度提出問題,引導學生在實驗探究中進行分析、邏輯推理,進而得出結論。
1 光合作用研究的“過去”
1.1 設疑導入
教師播放有關幼苗逐漸長大成蒼天大樹的微視頻,然后提出:幼苗是怎么長大的呢?這與光合作用有什么關系呢?光合作用又是怎樣被人們發現的呢?今天,我們就一起回到300多年前,踏著科學家的足跡,領略科學家們展現出來的核心素養。
1.2 回眸科學史,共同體驗光合作用研究過程中的思維魅力
教師繼續提出問題:幼苗是怎么長大的呢?所需營養物質來自哪里?亞里士多德的觀點是否正確?又怎樣證實?
(課前已發給學生相關中英文資料閱讀,并要求學生將資料整理設計成表格形式)
教師投影學生設計的表格。
教師追問:亞里士多德的實驗能得出什么結論呢?是否合理嚴謹?同學們談談自己的看法。
然后,教師展示1648年比利時科學家――范?海爾蒙特通過柳樹實驗,了亞里士多德的錯誤觀點。教師要求學生分析海爾蒙特的實驗結論是否完全正確,并提出問題:從植物生活環境的角度分析,還應考慮什么因素?空氣對植物的生長有影響嗎?
教師展示1771年,英國科學家――普里斯特利的實驗過程動畫,引導學生思考:
① 幾組實驗的現象是什么?② 有無植物的兩組實驗裝置起什么作用?③ 該實驗裝置中玻璃罩有什么作用?
后來很多科學家重復普利斯特利的實驗,但是很多不能成功,這是為什么呢?。
(教師引導學生學會從簡單的實驗中找到矛盾的地方,正確的進行推理判斷,培養學生能夠在新的問題情境中,基于事實和證據,采用適當的科學思維方法去質疑,并選用恰當的方式進行語言表達,提升學生的理性思維素養;逐步培養提出生物學問題、在給出的現有資料中形成恰當的方案并實施的科學探究核心素養。)
教師下面有請1779年的荷蘭科學家“英格豪斯”隆重出場,請他針對上述問題給大家作報告。
“英格豪斯”扮演者用課件演示并指出普利斯特利的實驗只有在陽光照射下才能成功,植物體只有綠葉才能更新空氣。并提出問題:由于當時化學發展水平的限制,英格豪斯并不清楚植物吸收、釋放氣體的成分,你們根據現有的知識,知道是什么嗎?
其他學生回答:吸收CO2,放出O2。
教師:直到1785年,由于發現了空氣的組成,人們才明確這一結果。可見生物科學的發展需要建立在不同知識領域的基礎上。在這一過程中,光能哪去了?植物光合作用需要重要的外界條件是什么?今天我們有幸“請到了”1845年的德國科學家梅耶,下面我們一起來欣賞他的風采。
“梅耶”扮演者用課件顯示能量轉換和守恒定律,指出植物在進行光合作用時,把光能轉換成化學能儲存起來。
(采用角色扮演的替代方式,一方面可以提高扮演者的Z言組織、表達能力,并且身臨其境的當了一回“科學家”,逐步培養自己的科學思維方式;另一方面可以激發其他學生的好奇心,感覺科學家離我們并不遠,就在身邊,嚴謹的科學思想更加容易被接受。)
教師:光能轉換成化學能,貯存于什么物質中呢?植物光合作用除了釋放氧氣,還產生什么物質呢?
課外“科學家”小組代表結合錄像介紹1864年的德國科學家――薩克斯實驗過程及現象,并提出問題:① 暗處理這一步是否可以省略?為什么?② 本實驗是否存在對照組?若有,請指出單一變量。③ 這個實驗可得出什么結論?
教師引導學生歸納每個實驗結論。
(此過程的設計,一方面是為了使學生學會綜合排除無關變量,抓住變量分析實驗并得出實驗結論,且強化科學探究實驗設計的基本方法、原則;另一方面是促進學生在小組學習中主動合作,推進探究方案或工程實踐的實施,并運用科學術語報告實驗結果。)
“科學家”代表回顧:光合作用研究的“過去”(圖1)。
設計意圖:回顧科學史中光合作用的研究歷程,得出光合作用的場所、動力、原料、產物。更重要的是體會在這些經典實驗中映射出來的科學家的科學精神和科學態度,以及體悟到科學的思想和方法。學生可以自己大膽的講訴自己的體會和想法。)
2 光合作用研究的“現在”
教師再次結合光合作用的“過去”,引導提出問題:光合作用釋放的氧氣,到底來自于H2O還是CO2?從而啟發學生深層次思考光合作用研究的“現在”。
① 采用“頭腦風暴”讓學生各抒己見提出光合作用中需要解決的問題。如:氧氣中的氧是來自H2O還是CO2中的氧?CO2是怎樣固定并轉化為(CH2O)的?光能是怎樣被轉換成化學能而被儲存的?葉綠素在光合作用過程中起什么作用?……
② 運用“暗箱法”引入“魯賓、卡門實驗”和“卡爾文實驗”。
教師讓學生以“暗箱法”(圖2)嘗試從科學家的角度,發現問題、提出問題,然后討論得出結論。這樣不僅構建了光合作用的深層次知識,更培養了學生較為全面的探究能力。
③ 思維探究,模型建構。教師引導學生將光反應和暗反應結合起來,結合剛才的實驗推理,構建出一個光合作用的反應過程圖。學生小組合作討論,并展示匯報,學生之間加以糾錯。
(本教學片段通過“頭腦風暴”、“暗箱法”、“模型構建”等系列有難度深層次的活動,旨在培養學生能夠恰當選用并熟練運用工具展開觀察,基于對相關資料的查閱,設計并實施恰當可行的方案,運用多種方法如實記錄,并創造性地運用不同學科方法解決問題,同時能夠在團隊中起組織和引領作用,運用科學術語精確闡明實驗結果,并展開交流,提升學生各層次的生物學核心素養。)
3 光合作用研究的“未來”
部分興趣小組的學生將對收集的近代科學家對光合作用的研究、因光合作用的研究獲得諾貝爾獎的科學家的材料進行簡單介紹。例如:1954年阿爾農的循環光合磷酸化的研究;英國的希爾光反應系統的研究;1982年西德生化學家米舍爾生物膜上的色素復合體的成功分離;德國科學家戴森霍弗、胡貝爾、米歇爾3位科學家測定出了光合作用反應中心膜蛋白―色素的三維空間結構,揭示出電子和能量的傳遞作用,這一成就在光合作用的研究中邁出了關鍵一步,他們因此共同獲得了1988年度諾貝爾獎。2016年5月18日的《自然》雜志,來自中科院生物物理研究所的研究成果,他們獲得了菠菜光系統II――捕光色素復合物(LHC-Ⅱ)超級復合體的結構,分辨率為3.2 ■。
(設計意圖:① 目前在光合作用方面,經過了幾百年的研究,即使取得了不少成果,但仍然許多問題尚不清楚,光合作用的研究還有非常多的難題要去攻克,讓學生知道社會熱點中的生物學議題;② 結合本世紀以來,當今人類面臨的一些重大問題,如糧食、能源、資源、環境污染等,使W生能夠負責任地參與社會生活和決策,通過科學實踐,嘗試解決現實生活中的生物學問題,增強社會責任感;③ 引導學生大膽展望光合作用研究的未來促進沉重的課后繼續學習,并學會用生物知識指導、解決生產和實踐中的具體問題。)
關鍵詞:生物學;核心素養;課堂教學
隨著國家發展學生核心素養體系的,重視和深化發展學生核心素養成為基礎教育改革的熱點和方向,落實立德樹人是課程改革的核心和根本任務,發展學生的核心素養是育人的重要目標。[1]2017年新修訂普通高中生物學課程標準明確將生物學核心素養作為課程宗旨,生物學課程的根本任務是提高學生終身發展所需的生物學核心素養[2],因此課程、教學、評價都要基于核心素養來設計和實施。下面以“DNA的復制冶為例談談在教學中培養學生的核心素養。搖搖
一、基于生物學核心素養的教學分析
生物學核心素養是學生在生物學課程學習過程中逐漸發展起來的,在解決真實情境中的實際問題所表現出來的必備品格和關鍵能力[3],包括生命觀念、理性思維、科學探究和社會責任四個方面。生命觀念是生物學核心素養的基礎和支柱,生命觀念的形成離不開理性思維和科學探究,理性思維是科學探究的重要內涵,科學探究是理性思維的實證過程,在形成生命觀念、進行理性思維和科學探究的過程中,最終形成一定的社會責任意識和義務。[1]基于核心素養的教學,將課程目標定位在核心素養上,需要我們從關注知識點的落實轉向素養的養成,從關注教什么轉向關注學生學會什么,需要更多地思考如何讓知識成為素養,讓知識變成智慧。[4]以學科核心素養為根本宗旨的生物教學,更加尊重學生的個體差異性發展,關注學生素養的培養,注重課堂教學的原生態,讓學生形成基本的生命觀和生物學基本觀點[5],發展生物學核心素養。
(一)確定生物學核心素養的目標
生物學核心素養是對生命現象及其運作的理解和認識,是科學世界觀的組成部分,是滿足學生終身發展所必須的生命觀念、思維和方法,是學生知識、能力、情感態度與價值觀的綜合體現,是三維目標的提煉和有機升華。“DNA的復制冶是人教版高中生物必修2第三章第三節內容,DNA分子的結構和復制是遺傳學的基本理論[6]。學生已有有絲分裂、減數分裂和DNA雙螺旋結構等知識背景,教師在分析學生、教學內容的基礎上,確定了基于生物學核心素養的學習目標:概述DNA分子的復制,探討DNA復制的生物學意義,理解結構和功能的內在聯系;運用假說———演繹法推測DNA分子復制的方式,感悟假說———演繹的科學方法;通過分析推測復制過程的經典實驗,學會分析實驗的方法,領悟科學探究的魅力,建構DNA通過復制傳遞遺傳信息功能的概念,體會科學技術的應用;探究活動中,指導學生分析、推理、歸納、大膽想象和猜測,培養科學的思維及合作學習的精神。
(二)找準培養生物學核心素養的“三點
培養學生生物學核心素養是本課程的價值追求,也是課程預期的教學目標。教師在進行教學設計時,要考慮本節課學科核心素養的針對性和有效性,找準培養學生生物學核心素養的立足點、切入點、支撐點,是培養學生核心素養成功的關鍵性前提。根據課程標準的要求和教材內容、學生的實際,教師精心設計課堂教學,設計了啟發式、自主和合作探究學習的方法,確立了本節生物學核心素養的立足點是生命觀念、理性思維、科學探究;切入點是體驗假說———演繹;支撐點是科學探究。
(三)定位培養生物學核心素養的助推劑
精心設計教學主線,準確分析教情、學情,確立有效的教學方法,這些都是課堂教學中落實核心素養的助推劑。教師把科學探究的過程設計為課堂教學的主線,讓學生親歷科學探究的過程,體驗生物學知識的形成過程、感悟生物學思想和方法[3],體會解決問題的過程和方法,建構生物學核心概念,達成對生命的理解,養成科學態度和科學精神,為學生的終身發展奠定素養基礎。
二、基于生物學核心素養的課堂教學
教學中,在層層設疑、解疑、演繹推理過程中,學生體會假說———演繹的科學方法,課堂圍繞“發現問題———作出假設———演繹推理———實驗驗證———得出結論冶這一探究主線實施[6],處處滲透著生物學核心素養的培養,最終達成課堂的核心素養目標。
(一)利用前概念創設新情境
前概念是學習新概念的基礎,利用學生已有概念的回顧,達到溫故知新的目的。教學中,教師結合圖片呈現問題:DNA化學組成的基本單位是什么?DNA分子的空間結構是怎樣的?使學生進一步理解結構與功能的內在聯系,建構生命觀念。指導學生推測:DNA復制的場所可能在哪?進一步引發思考:一個DNA復制后形成兩個子代DNA的4條鏈可能的組成方式有哪些?問題解決的同時伴隨著新的設疑,激發學生的求知欲,使學生盡快進入學習新知的情境。教學中發揮科學前概念的正遷移作用,使之成為學習新概念的鋪墊、資源,成為新知學習的新增長點。
(二)立足核心素養點,開展探究活動
生物學核心素養的四個方面并不是在每節課都要充分體現和落實,根據學習內容、學情等不同,每節課側重點有所不同。教學中,教師準確把握核心素養的培養點,圍繞培養點開展探究活動,有效的探究活動不僅直接影響核心素養中理性思維、科學探究的落實,也間接影響生命觀念和社會責任的達成。在本節學習中,核心素養的培養重點立足于結構和功能相統一等生命觀念,演繹與推理、歸納概括、建構模型等理性思維,以及科學探究的過程、方法和品質等。1.科學探究建構DNA的復制方式科學探究是指能夠發現現實世界中的生物學問題,針對特定的生物學現象,進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及結果的交流與討論的能力。學習中,沿著“發現問題———做出假設———演繹推理———實驗驗證———得出結論冶這一主線,感悟假說———演繹的科學方法,運用歸納與概括、演繹與推理、模型、批判性思維等方法,探討DNA分子復制的方式。發現問題。根據導入環節設疑:一個DNA復制后的子代4條鏈可能的組成方式有哪些?教師組織學生討論、繪圖、板圖交流可能的復制方式———半保留、全保留復制、彌散復制。作出假設。學生根據問題交流結果作出假設:DNA復制是半保留復制;DNA復制是全保留復制;DNA復制是彌散復制。演繹推理。教師設置了5個遞進的問題:設計此實驗的關鍵思路是什么;怎樣區分用肉眼看不到的DNA分子;若親代DNA用同位素15N標記,放在含有14N的環境中培養,親代、子一代、子二代DNA分別含有哪種N元素;實驗中如何將不同N元素組成的DNA分子區分開;親代、子一代、子二代DNA都分別進行離心,結果怎樣分布。指導學生分組討論、繪圖、板圖交流,在師生交流過程中,預測DNA三種復制方式形成的子代DNA的可能情況,以及如何設計實驗進行驗證,體驗科學探究的嚴謹,發展學生的理性思維。實驗驗證。學生利用學具動手制作DNA復制的模型,模擬復制方式,初步建構半保留復制的概念,體會科學家的研究過程和結果,佐證學生的推理結論。得出結論。在前面推理、模擬的基礎上,歸納概括出:DNA復制方式是半保留復制。2.討論———探究建構DNA復制過程本環節分兩個板塊進行,首先教師呈現科恩伯格的兩個實驗研究,指導學生合作討論分析、獲取信息、找關鍵詞,推測DNA復制可能需要的條件:模板、能量、原料、酶等。其次,教師充分利用信息技術的手段,演示DNA復制的動態和連續變化過程,閱讀教材內容,思考交流以下問題:DNA復制的條件、場所、時間、結果?DNA復制的特點、意義,如何保證其準確性?同時結合大腸桿菌半保留復制圖例,用數學方法計算三代中含15N-DNA的比例。在此過程思維的碰撞中,聚焦構建概念,學生再次體會生命觀點。
(三)課堂總結拓展,課后反饋鞏固
師生共同梳理主體知識,重溫科學探究的過程、方法,深化對DNA復制的整體認識。同時引導學生思考,啟發學生的思維,有學生提出:DNA復制是從一端開始還是兩端開始復制呢?兩條鏈復制是同時的嗎?是同一個方向進行嗎?有些問題遠超出學生的認知水平,教師指導學生對部分問題進行深層次分析,使學習達到一個更新更高層次。結合學生質疑,教師呈現圖片,展示DNA復制的多起點、兩條鏈反向延伸的特點,拓展了課堂內容,為后續學習奠定基礎。課后教師設計了5道重要概念的反饋題,及時了解學生掌握情況,鞏固深化DNA復制這一重要概念。
三、思考
課堂教學是發展學生生物學核心素養的重要陣地,以培養學生生物學核心素養為總目標的教學,要關注學生的個體差異和發展需求,準確定位每節課核心素養的立足點、切入點,是落實核心素養的前提。創造機會,多組織學生主動學習的探究活動,是落實核心素養的關鍵。設置遞進式的問題,創設學習的真實情景,是啟發學生思維,落實學科核心素養的重要保障。生物學課程分為初中、高中兩個學段,初中側重于生物多樣性及其分類,以及細胞、遺傳、進化、生態系統等概念的初步理解;高中側重對細胞、遺傳、進化、生態等概念進一步深入探討,深入到分子水平探討生命活動的機制,更加關注生態學和進化思想[5]。在落實核心素養的要求上,兩個階段有著不同的目標,如何進行無縫銜接,是我們值得思考的問題。以學科核心素養為根本宗旨的課堂教學被賦予了新的元素,但同時衍生出新問題:課堂教學中如何評價學生生物學核心素養的發展水平?如何利用生物課程的特點發展學生的核心素養?探索生物科學素養與核心素養的培養之間的關系,在課程改革的道路上,我們且行且思且實踐。
參考文獻:
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關鍵詞 高中生 核心素養 生物學科素養
中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B
1 關于核心素養的內涵
核心即中心,主要部分。
素養指由訓練和實踐而獲得的技巧或能力。經濟合作與發展組織(OECD)的研究認為,素養是個體在特定的情境下,能成功地滿足情境的復雜要求與挑戰,并能順利地執行生活任務的內在先決條件,是知識、能力、態度之整合與情境間的互動體系。
核心素養是最關鍵、最必要的共同素養。杭州師范大學教育科學研究院院長張華教授認為,核心素養不是只適用于特定情境、特定學科或特定人群的特殊素養,而是適用于一切情境和所有人的普遍素養,這就是“核心”的含義。在個體終身發展過程中,每個人都需要許多素養來應對生活的各種情況,所有人都需要的共同素養可以分為核心素養以及由核心素養延伸出來的素養。其中,最關鍵、最必要、居于核心地位的素養被稱為“核心素養”。OECD認為一個核心素養(Key Competency)必須滿足3個要件:(1) 能夠產生對社會和個體有價值的結果;(2) 幫助個體在多樣化情境中滿足重要需求;(3) 不僅對學科專家重要,而且對所有人重要。核心素養是知識、能力、態度或價值觀的融合,既包括問題解決、探究能力、批判性思維等“認知性素養”,又包括自我管理、組織能力、人際交往等“非認知性素養”,其獲得是后天的、可教可學的,具有發展連續性,也存在發展階段的敏感性。
2 關于學生核心素養與學科素養的關系
2.1 學科核心素養的概念
學科核心素養指個體在面對復雜的、不確定的現實生活情境時,綜合運用學科觀念、方法、知識與技能解決實際問題所表現出來的必備品格與關鍵能力。它是學科與人價值的集中體現,是最關鍵、最重要的共同素養,是通過學科教育而習得的,它具有發展的連續性和階段性,兼具個人價值和社會價值。
2.2 核心素養與學科素養的關系
由于學校課程的學科之間擁有共性、個性與多樣性的特征,因此學生核心素養與學科素養之間的關系是全局與局部、共性與特性、抽象與具象的關系。在“核心素養”牽引下,界定“學科素養”需要有三點認識:① 獨特性,即體現學科自身的本質特征,也就是學科的固有性。② 層級化,即學科教學目標按其權重形成如下序列:興趣、動機、態度;思考力、判斷力、表達力;觀察技能、實驗技能等;知識及其背后的價值觀。這種序列表明,學科教學的根本訴求是學科的素養或能力,而不是單純知識點的堆積。③ 學科群,即語文、外語學科或文史哲學科,數學與理化生等學科,音體美或藝術、戲劇類學科,它們之間承擔著相同或相似的學力訴求,如直覺思維與邏輯思維,自然體驗與科學體驗,動作的、圖像的、語言的表達能力等,可以構成各自的學科群。
3 高中生物學科素養的內容
3.1 對生命的理解和尊重
在高中,學生會學習關于生命的一些基本特征如細胞的結構與功能、細胞的增殖與分化、細胞的代謝、遺傳與變異、穩態與調節、適應與進化等。通過學習,學生一定會感受到生命的復雜、神奇、高效、協調等特性,一定會領悟到生命活動和生物世界的博大精深,由此產生尊重生命、珍惜生命、關愛生物的情感。
3.2 對自然的珍愛與敬畏
通過生物與環境的關系的學習,學生會了解到“和諧”的重要性,會對生物生活的環境(無機的和有機的)更加敬畏,適者能生存、不適者即淘汰是自然選擇,只有珍愛自然、保護環境,才能讓生物和環境和諧“相處”,社會也才能得到可持續的發展。
3.3 對科技的認知與實踐
生物學科的發展日新月異,通過光合作用發現的歷史、探索遺傳物質的實驗、生長素的發現等例證的分析,以及微生物的發現、DNA雙螺旋結構模型的建立、種群數量變化模型的構建、克隆羊多莉的培育等過程的了解,梳理科學探究的一般過程、學會科學探究的一般方法、領悟科技發展的神奇魅力。在感嘆生物科學迅猛發展和生物技術不斷進步的同時,也要清醒地認識到科技發展也會帶來一些問題,如克隆技術帶來的倫理的問題,試管嬰兒技術帶來的性別歧視問題、轉基因技術帶來的食品安全問題、基因芯片帶來的個人隱私問題、生物武器帶來的莫大危害等。生物學的發展和研究離不開科學實驗,高中生只有動手實踐,掌握最基本的實驗技能,才能為將來的創新努力打下基礎,同時通過實踐,也會加深對科學態度、科學精神的認識,對學生的科學素養、創新潛能的發展都會起到積極的作用。
3.4 對社會的責任與擔當
通過高中生物學的學習,學生會了解許多健康知識、飲食常識、遺傳原理、環保知識等,不僅對個人和家庭成員有益,還要對社會有所擔當并承擔力所能及的責任。如積極傳播生物學知識(如宣傳防傳染病特別是防艾知識、環保理念、遺傳病的預防、食品安全、營養全面均衡理念、吸煙的危害、對轉基因食品的正確認識等),爭當環保的宣傳員、執行員和監督員,積極開展社會調查和社會實踐等,努力讓更多的人了解生物學知識,讓生物學知識更好地服務于社會。
以上4個方面,“對生命的理解與尊重”從生物學的知識出發應該是生物學科獨有的學科素養,其他學科從自己的視角出發也可能會有這樣的內容;“對自然的珍愛與敬畏”“對科技的認知與實踐”“對社會的責任和擔當”其他學科素養也會涉及,但這里強調的是基于生物學視角的核心素養。每一點都是知識、技能、情感的融合,兼具個人和社會價值,都是基于生物、是高中生核心素養的重要組成部分。
4 培養學生生物學科素養的建議
4.1 要體現生命性
生命科學要體現生命性。① 課堂要成為生命與生命對話、交流的地方,成為生命積極思考、動手實踐、團結合作的地方,成為生命主動學習、提煉感悟的地方。② 作為生命體本身,學習者要聯系自身實際、聯系生產生活實際,活學、活用。③ 大自然中到處都是鮮活的生物,所以生物學的學習不能局限于書本、課堂、實驗室,要把課堂延伸到大自然中、延伸到現實生活中。
4.2 要體現實踐性
生物科學的特性之一就是實驗性很強,許多重大發現都來源于科學實驗,且與現實生活緊密聯系,因此要特別重視活動的設計與實施。教師不僅要重視課本上應知應會的實驗,還要不折不扣地完成書本上的一些探究活動和課題研究,重視校園外的社會調查實踐和野外考察學習等,讓學生積極主動地參與進來,在實踐中加深對知識的理解、對技能的掌握、對學科思想的領悟。
4.3 要體現科學性
生物學科作為自然科學一大分支之一,要體現科學性。除了對科學知識的掌握之外,學生要學會科學的思維和方法,并通過對一些科學發現史、數學模型的建立、物理模型的建立等內容的學習,了解科學家是怎樣思考問題、怎樣研究問題、怎樣分析現象得出結論的,從而學會理性思考、分析解決問題;還要積極體驗科學探究的過程,在探究的過程中學會科學探究的一般方法,掌握科學探究的基本技能,體會科學探究的艱辛歷程,分享探究成功的喜悅;并且通過學習,領悟實事求是的科學態度和質疑創新的科學精神,從而涵養自身的科學情懷。
4.4 要體現融合性
① 要將知識、技能、情感融為一體,這是作為素養的特點之一,也是在復雜情境中利用學科知識解決問題的必然要求。② 要將所學生物學知識與生產、生活實際結合起來。生物學與當代的許多重大問題都緊密相關,如人口、糧食、自然資源、環境污染、健康等問題,這些問題的解決都與生物學的發展有關。③ 要把個體與社會融合起來,充分認識到個體是社會的一分子,個體組成整體,個體影響整體,整體也會影響個體,要增強社會責任感,盡力為社會多添一份力量。④ 要把生物學科和其他學科,特別是理科學科融合起來。生物學科的發展和進步離不開其他學科的發展和進步,尤其是數學、物理、化學、信息學及技術,理科的思維和方法也有諸多的共性。只有把相關的學科素養融合起來,才能匯成個體的核心素養。⑤ 教師要將校內資源和校外教育資源融合起來,匯成學生生物學科素養養成的沃土,為學生開闊視野、強化應用、聯系社會提供豐富的營養。
總之,學生核心素養的培養是今后學校教育的主要任務,而學科素養的研究與實踐也會不斷進行下去,期待有更多、更新的發現,一起與大家分享。
參考文獻:
【關鍵詞】新課程 生物科學素養 中學生
【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)03-0054-01
《生物課程標準》規定:生物科學是自然科學中的基礎學科之一,是研究生命現象和生命活動規律的一門科學,義務教育階段的生物課程是國家統一規定的,以提高學生生物科學素養為主要目的的必修課程,是科學教育的重要領域之一。
生物作為科學學科,對教師的要求是相當高的,不僅要求教師要有扎實的基本功,還要有較高的科學素養,特別是要把培養學生的生物科學素養貫穿于教學的始終。下面我就結合近幾年的生物教學,談談在新課程背景下如何培養中學生的生物科學素養的幾點想法:
一、 開發新課程理念下的課程資源,培養學生的生物科學素養
新課程理念下的課程資源不但包括學校課程資源,而且包括家庭課程資源和社區資源,它們為課內學習提供了廣闊的背景,充分利用這些資源,可以使課內外的學習相得益彰,培養學生具有正真的生物科學素養。
1.開發學校課程資源,進一步鞏固傳統課程資源基礎地位
為培養學生的生物科學素養,除了重視傳統的教學資源外,更要開發新的課程資源,它包括:利用實驗室器材進行探究性實驗;利用學校人文環境,孕育學生的生物科學素養;捕捉課堂動態資源,隨機培養生物科學素養。在新課程理念下進一步開發這些資源,將有利于拓寬培養學生生物科學素養的渠道。
2.開發家庭課程資源,使課程資源向家庭延伸
放學后、周末、節假日等相當多的時間,學生是在家里度過的,教師就應該加強與家長的聯系,鼓勵家長關注孩子在家里所進行的科學探究,為孩子提供豐富的科普讀物,科技資訊信息,引導孩子建立自己的小小居室圖書館和實驗室等,更好地體驗科學探究的過程和方法。
3.開發社區課程資源,使課程資源向社會延伸
很多自然事物和自然現象,在課堂上根本不可能進行全面的了解,要想使學生獲得有價值的科學知識,就必須走入社區,讓他們在校外去認識、去思考、去實踐。我所在的學校是一所綠化示范學校,并且地處農村,有著得天獨厚的生物教學資源,我經常利用課內外的時間,帶領學生去感受鳥語花香的美麗校園,認識形態各異的各種校園生物,同時我好經常把學生帶到池塘、森林、豬場、田野之中,與各種生物及其生活的環境近距離接觸,了解不同的生態系統,感受人與自然的和諧統一,使學生的觀察、思考、合作等方面的能力得到提升,進而培養學生熱愛自然、熱愛家鄉的情懷。
二、 教師應全面提高個人生物學素養 ,培養學生的生物科學素養
要培養學生的生物科學素養,教師就必須成為一名具有較高生物科學素養的人,這就要求教師具有不斷學習的精神,具有系統的專業知識,了解教材編寫的指導思想、內容的選擇、編寫的方式、課程的理念和培養目標,具有指導學生開展實驗和進行探究活動的能力,要更新觀念,更新教育思想,改革教學模式,改進教學方法和手段,通過學習與反思增強教學的吸引力,整合各種教學資源,把握教材,關注教學細節,使自已的教學課堂成為向學生成功滲透生物科學素養的高效課堂,才能使學生具有扎實的基礎知識、科學求實的態度、靈活多變的思維方式和強烈的創新意識,讓學生感受到生物科學與我們的生活生產息息息相關,以培養學生學會探究和實踐,養成嚴謹的科學態度。
三、 轉變學生的學習方式,培養學生的生物科學素養
新課程理念要求改變原有的單純接受的學習方式,建立和形成充分調動與發揮學生主體的多元化學習方式,使學生在學生知識的過程中,體驗科學知識獲得的過程與方法,樹立正確的情感態度和價值觀,具備正真的生物科學素養,為此,我們倡導以下的學習方式:
1.自主學習的方式
自主學習是一種學習者在總體教學目標的宏觀調控下,在教師的指導下,根據自身的條件和需要自由地選擇學習目標、學習內容、學習方法并通過自我調控的學習活動完成具體學校目標的學習模式。
學生是學習的主人、學習的主體,最終的落腳點一定是學生的主見,這是學習的優秀品質和最高境界。有主見的學生不唯書、不唯師,敢于和善于質疑、批判和超越書本和教師,這是創新精神的突出表現。只有致力于自主學習,才能把學生培養成為具有創新精神的高素質的人。
2.合作學習的方式
合作學習是小組的共同學習,是所有參與者為了實現全組的目標而共同努力的一種學習方式,它具有兩個層面的含義:其一是行動上是合作;其二是知識資源的共享和思想方法的合作。這樣的學習方式能有效轉化和消除學生過度的學習壓力,有助于引導學生在學習中進行積極的溝通,形成學習的責任感,培養合作的精神和相互支持、配合的良好品質。
3.探究學習的方式
探究學習是在學生主動參與的前提下,根據自己的猜想或假設,在科學理論指導下,運用科學的方法對問題進行研究,在研究過程中獲得創新實踐能力、獲得思維發展,自主構建知識體系的一種學習方式。
我們倡導探究學習,主要是要求學生經歷與科學工作者進行科學探究時的相似過程,從中掌握有關知識與技能,體驗科學探究的樂趣,學習科學探究的方法,領悟科學的思想和精神。注重的是過程,而不是追求的結果。
參考文獻:
1.教育部.全日制義務教育生物課程標準(實驗稿).北京師范大學出版社,2001
摘 要:新一輪課程改革中,教育部明確提出要培養學生的核心素養。培養中學生科學素養的基本策略就是要重視對學生的終身學習愿望、科學探究能力、創新意識以及科學精神的培養。聲音是由物體的振動產生的,而蘇科版初中物理教科書介紹了發聲較輕、適合學生分組實驗的橡皮筋振動發聲實驗,列舉的聲帶振動發聲實驗也不夠直觀。
關鍵詞:初中物理;課本實驗;核心素養
物理學科的核心素養是學生在接受物理教育過程中,逐步形成適合其終身發展的關鍵能力。作為物理教師,不光要求自身的教學語言嚴謹,符合邏輯要求,能將知識準確清晰地傳授給學生,更要注重在現有實驗器材的基礎上引導學生將實驗改進,培養他們的創新能力,從而提高他們的核心素養。
一、教材分析,聲音的產生
聲現象作為蘇科版初二物理的開篇章節,由“聲音是什么”“樂音的特性”“噪聲及其控制”“人聽不到的聲音”幾部分組成。聲音學生一直都熟悉,然而,聲音是什么,它到底是怎樣產生的呢?聲音是由物體的振動產生的,而蘇科版初中物理教科書介紹了發聲較輕、適合學生分組實驗的橡皮筋振動發聲實驗,列舉的聲帶振動發聲實驗也不夠直觀。課本介紹的敲擊音叉,使之振動發生,現象不明顯,傳統的教學方式下,教師會用轉換法,讓正在發聲的音叉接觸學生的臉頰,讓學生感受到音叉的振動,但是這樣在課堂上不能讓大部分學生體驗;或者是讓正在發聲的音叉接觸水面,
要求學生觀察水面的變化,但是水花濺起不是很明顯,而且持續時間較短,不易于觀察。
二、物理中放大法的應用
學生剛開始接觸物理,對于物理方法并沒有很好的認識。筆者了解,物理中有很多現象都和物體的振動一樣非常微小,不易于觀察,這時多采用轉換法或者放大法,將不易于觀察的現象放大,使之變得更為直觀,更易于觀察。這是物理中常用的研究問題的方法,但是基于初二學生的認知,他們并不能很好地掌握。以下是在聲現象的習題中經常出現的一個題目:在演示聲音是由物體振動引起的實驗中,將正在發聲的音叉緊靠懸線下的輕質小球,小球被多次彈開。小球多次被彈開,說明了 ,在此實驗中小球的作用是 。這個實驗用到的研究物理問題的方法是 。
答案:聲音是由物體的振動產生的;將音叉的微小振動放大;放大法。
同時,我發現在后面的力學講解“力能使物體形變”的教學中,我們在教學演示時一般是用氣球來做實驗,但是很多的微小形變看不出來,為了增強學生的感性認識,我引導學生設計了如下實驗:用一面鏡子,放在水平桌面上,用一支激光筆發出光束射向鏡子,通過平面鏡將光線反射到天花板上。一方面,實驗器材簡單,另一方面,光點投到天花板上容易找到。這樣通過光點位置的變化讓學生認識到小鏡子所在平面發生了變化,從而認識到受力后桌面發生了形變。通過學生動手,在實驗中讓他們將本來觀察不到的現象很清晰地看到,使他們覺得新奇,且實驗成功了,他們很有成就感!這樣對培養學生終身學習愿望、科學探究能力、創新意識以及科學精神有很重大的意義。
三、設計實驗將聲波的振動放大
在不斷的教學中將實驗進行總結,筆者思考如何能將聲波的微小振動放大,適合課堂演示以及能夠讓學生自己動手分組探究,并能引發他們思考。在學習了聲音的產生以后,我就布置物理興趣小組的學生自己設計實驗,說明聲音是由物體振動產生的。在學習了光的反射以后,筆者聯想到高中將物體受力發生微小形變放大的實驗,想到同樣可以將聲波的振動通過光的反射將它放
大。在講光反射時,由垂直入射到偏轉平面鏡,發現反射光線偏轉與平面鏡成二倍角度偏轉,偏轉很明顯,由此來引導小組學生能否應用光的反射原理將聲波振動放大。在我的帶領下,學生參與,反復思考,后來設計實驗如下:用廢棄的八寶粥盒子,將盒蓋盒底去掉,在盒蓋一端蒙上橡皮膜,人在盒底一端l聲這樣就會引起盒蓋一端橡皮膜的振動;在橡皮膜外側粘一塊小的平面鏡,用激光筆照射平面鏡,觀察白屏上的光斑,記錄位置,人對著盒底說話,觀察白屏上光斑的情況,結果并不能看到光斑明顯的晃動。在不斷的實驗中總結經驗,發現是因為小平面鏡太重,影響橡皮膜的振動,最終決定用輕小的光滑鋁箔來代替平面鏡,再次實驗,實驗現象非常明顯,明顯看到光斑在之前的光斑位置處晃動。
物理核心素養導向的教學是新一輪課程改革的必然選擇,而實驗又是物理研究、物理教學的重要手段,能直接反映物理過程、體現物理規律的。所以,在物理教學中,我們要不斷地努力,不斷地總結,從微小處入手,開發、設計適合課堂教學的實驗,并且可以通過引導學生一起動手改進實驗,培養他們的動手能力,激發物理興趣,在操作過程中生成物理觀念,從而提高學生的物理核心素養。
參考文獻: