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序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇生物學科學情分析范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
【關鍵詞】新課程 生物創新能力 研究
【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2014)07-0140-03
隨著知識經濟的發展,當今社會對人才的要求也越來越高。國家的綜合競爭力絕大部分取決于創新能力的開發。而高素質人才的培養在于對創新能力和創新思維的培養,現今的教育教學所培養出來的學生已難以適應當今社會的發展。《國家中長期教育發展與改革規劃綱要》(以下簡稱《綱要》)指出,教育的根本任務是培養人才,人才培養觀念的更新和培養模式的創新將成為規劃的亮點。同時,更要注重學生社會責任感、實踐能力和創造精神的培養。本文基于新課程視野下,關注現今中學生生物創新能力的培養現狀,并針對目前存在的問題提出相應的解決策略。
一 新課程理念下生物創新能力的概述
1.創新能力的概念
從心理學角度來審視創新能力,它是指人們運用已有的知識、經驗引申出某種新穎、獨特的方案,從而有效地解決實際問題的能力;從教育發展的角度審視創新能力,它是由知識技能、思維和人格構成且相互作用的復雜能力。同時,這種能力具有從低到高的發展過程,新課程的實施有助于學生高水平創新能力的發展。
2.生物學科特點下的創新能力
生物是高中階段重要的科學課程?!镀胀ǜ咧猩镎n程標準(實驗稿)》(以下簡稱《標準》)的落實,更尊重學生多樣化的發展需求,更重視學生的創新能力和實踐能力??疾樯镎n程的學科特點,主要包括:(1)生物學是一門以實驗為基礎的學科。生物科學發展歷史上的每項重大突破與其實驗技術的發展是密不可分的。因此,生物學科應該培養學生最基本的能力有:觀察能力、實驗能力、思維能力和科學探究能力。(2)生物是一門具有創新性、時代性、生命性的學科。21世紀生命科學的飛速發展,使得生物領域中的科學發展和科技熱點成為生物學科知識應用的延伸與發展。生物高考中命題人員將知識與真實情境相結合,體現了生物學科的時代性。因此,生物學科應該注重培養學生獲取、處理信息的能力,創新精神和動手實踐能力。(3)生物具有其獨特的方法論和科學思想。生物歷史的發展蘊含著理論思維,科學方法和科學品質影響著人們的思想和方法,是人類寶貴的精神財富,為創新能力的構建奠定了發展基礎。
3.中學生的生物創新能力概述
根據創新能力的概念,分析中學生的年齡特征,并結合生物課程的學科特點,中學生的生物創新能力可以概括為:中學生在生物學的探究創新活動中,借助個性品質的支撐,根據已有的生物學知識和經驗,利用新穎獨特的方案解決生物學問題,并生發出有價值的思想、方法或成果的能力。而中學生的生物創新能力是根據自身的特色來發展的,其中包括獲取信息、搜集和處理信息以及發現、分析和解決問題的能力等。
綜上所述,就高中生物學習而言,學生的創新主要表現在學生利用自己的方法,對人類已有的生物學知識的發現、概括和運用。具體表現為:(1)在思考生物學問題時的靈活性和多樣性。(2)涉及需要解決的實際問題時,能夠善于提出問題、作出假設,并進行驗證。(3)打破自己原有的認知結構,重新建構新的認知結構。因此,結合生物新課程的特點,要求教師在生物教學目標中進一步靈活處理、拓寬思路,將新課程的理念貫徹到課堂教學中,從而促進學生學習方式的改變。
二 以《物質跨膜運輸的實例》為例分析生物創新能力的培養
1.教材分析
本節內容包括細胞的吸水和失水、物質跨膜運輸及其他實例等內容。通過對問題探討中的物理滲透裝置的學習,學生能夠得出水分是從相對含量多的一側流向相對含量少的一側。并以滲透作用的原理以類比推理的教學模式來解釋細胞的吸水和失水。本節內容涉及了植物細胞的吸水和失水的實驗。該實驗是一個“探究實驗”,也是學生高中階段第一次接觸“探究實驗”,因此進行探究的基本方法和步驟等程序性知識需要讓學生能夠理解。實驗本身很簡單,關鍵是要引導學生如何從生活現象中發現問題,提出有價值的問題,引導學生學會如何分析問題并作出假設,根據所做的假設來設計實驗,考慮實驗操作的具體細節(材料、用具、試劑的選擇,操作步驟,結果預期,設計記錄表格等)等,因此該節課將創新能力的培養作為重點。
2.學情分析
本節內容與學生生活經驗相關聯。例如做菜餡時加入一些鹽,蔬菜中的水分會大量浸出;萎蔫的蔬菜放在清水中會更加硬挺等,這些現象都會幫助學生理解本節課的內容。初中生物中有大量的探究實驗供學生學習,因此學生能夠較快地進入探究實驗的學習,但由于學生在學習中習慣以解決問題為主,教師在教學過程中應正確引導并鼓勵學生根據生活現象來提出問題。
以高考為終極目標的高中生物課程教學只關注學生的解題技巧訓練,任課教師將學生的能力簡單理解為應試能力,只關注具體題目的教學方式,忽視了學情分析,遠離了實際生活,久而久之,原本應是豐富多彩的生物學科,內容變得單一、乏味、枯燥.縱使學生的應試能力獲得了很大提高,但當真正面對生活中的生物學問題時,往往無從下手,一籌莫展.總之,學習內容一旦脫離生活,學科的實際運用能力就會大打折扣.因此,高中生物課程教學中將學習內容與生活實踐相聯系,注重課本知識的實效性,體現在教學過程上便是要求高中生物教師善于在教學中要還原生活.例如,在講“降低化學反應活化能的酶”時,談到酶處于最適合溫度時活性最強.教師可以引導學生從生活實際出發談到人的正常體溫為37℃左右.正常體溫下身體比較舒適.如果發熱到39℃左右,人就覺得渾身無力.消化不良等,這就是因為人的體溫升高,酶的活性下降,細胞代謝速度減慢了.這樣真正達到“從生活中來到生活中去”的最終目標,更有利于在考試中靈活應用直觀的、富有切身體驗的知識,應試成績自然而然能夠得到提高.
二、重視生物實驗的生活化
沒有探究,就沒有創新;沒有訓練,就沒有能力.古人也說:“紙上得來終覺淺,絕知此事須躬行.”生物課也是一門實驗課程,實驗是生物課的基本學習方法.在生物課堂教學中,重視開展一些生活化的生物實驗探究,將有助于增強學生的問題意識,幫助學生了解現實生活中各種基本知識,從而促進學生分析問題、解決問題等實踐能力的發展.例如,在講“呼吸作用”后,教師可以引導學生開展一些對現實生活有指導意義的實驗,探究生活竅門.如引導學生做“探究水果保鮮的條件”實驗,形成學生親歷探究、師生互動、生生互動的教學形式.通過學生自主設計探究生活化實驗,可以培養和提高學生的科學探究能力,從而使他們所學到的理論知識向更高層次升華.
三、增強課外實踐的生活化
1.構建生活化、活動化的課堂教學情境,提高學生學習的主觀能動性
生物課堂教學與生活實踐的整合,首先要提高學生學習的主觀能動性,新課程要求學生在課堂教學中發揮主體作用,教師則發揮主導作用,因此,在教學中,激發學生的學習興趣,提高其學習的積極性就顯得尤為重要。教師要用心收集一些與生活相關的教學材料,在教學時認真分析教材,創設生活化、活動化的課堂教學情境,以調動學生學習的積極性。比如,在教學“基因的自由組合定律”一節時,我先給學生講一個故事:一個漂亮的小姑娘向著一個長得很丑的大文學家表白時說:“如果我們結婚,那么生的小孩一定會像我一樣長得漂亮,同時又像你那樣聰明有文采。”而大文學家說:“可是如果孩子長得像我這樣丑,同時又像你那樣頭腦簡單怎么辦?”然后老師問:“如果說,頭腦聰明與簡單,長相漂亮與丑陋是兩對相對性狀,那他們的孩子會是什么樣子的呢?”學生會說出孩子可能有四種情況,于是老師問,為什么會這樣呢?然后老師指出,這涉及不同性狀的組合即基因組合的結果,這就是我們今天要講的孟德爾的基因自由組合定律,于是就導入了新課。通過學生對生活問題的疑惑,進人新課的學習,讓學生帶著問題進行探究思考,提高學習的積極性和有效性。
再如,在教學“應激性”和“反射”概念時,我做了一個小實驗:故意突然叫一個后排學生的名字,結果學生尋聲望去,被叫學生也猛抬頭、直身,這一情境創設后,我就分析這一現象,“聲音”是刺激,“觀望”“抬頭”“直身”是反應,這種現象就叫應激性,讓學生出概念,這樣就很容易理解、記憶。然后老師繼續分析,動物(包括人)在完成這一過程時往往是通過中樞神經系統的參與下完成的,那么這就叫反射,然后得出反射的概念,指出二者的區別與聯系,事實證明,這種方式學生很感興趣,能將抽象內容轉化為直觀形象的東西,比一味地灌輸效果要好得多,印象深刻。
2.教學內容應聯系實際
大教育家陶行知先生說過:“生活即教育,用生活來教育,為生活而教育?!备鶕镀胀ǜ咧猩镎n程標準》的要求,教師要注重讓學生在實際生活中學習生物學知識和理解生物學核心概念,在課堂教學中緊密聯系生活實際,把高中生物課程中的核心知識通過與生活實際相關的教學內容傳授給學生。但在現實的傳統的應試教育中,許多老師往往比較注重學生解題技巧的訓練,為考試而教學,怕聯系實際會耽誤教學時間,與考試無關的就不講,而忽視了學情分析,忽略了學科特點,遠離了現實生活,遠離了學生實踐。殊不知,很多生物知識可以用來指導我們的生活,與我們的健康、學習、生活密不可分,無論升學與否,人必須要生活,要健康,聯系實際,學生才能有濃厚的興趣。事實上教學的過程就是一個還原生活的過程,因為知識源于生活,又高于生活,在這方面,我們生物學科有著其他學科不可比擬的優勢,因此,我們要充分利用這一優勢,教師要深入挖掘學科知識的生活內涵,在教學中聯系生活中的實際問題,然后對知識點進行教學,這樣既可加深學生對知識的感性認識,同時又聯系了生活實際。比如,在講完“酶活性受溫度的影響”時,就提問引導學生分析,為什么變溫動物(如蛇)會冬眠?而到第二年春天它又會恢復活力?為什么發燒小孩食欲下降且易消化不良而腹瀉?為什么持續發燒溫度過高會死亡?煮熟的雞蛋為何再也孵化不出小雞?用加酶洗衣粉洗衣為什么最好用溫水浸泡?從而幫助學生理解低溫、高溫會使酶的活性降低,溫度過高酶失活不再恢復,而低溫引起酶活性降低但在適宜溫度下可恢復,這樣學生對相關知識的理解記憶就有了長久性。再如,在講完細胞呼吸過程后,讓學生根據各階段需要的條件,分析影響細胞呼吸的因素有哪些?然后舉實例讓學生回答,為什么洗了的蔬菜水果都不能放久?為什么蔬菜水果用塑料襲密封存放容易爛?為什么糧食要曬干存放?為什么新鮮蔬菜水果要放冰箱存放?大棚種植為什么夜晚要降溫?等等,這樣有效地將課堂教學與實際生活相聯系,既解決了實際問題,又學到了知識,從而使知識向能力遷移。在教學致癌因子時,聯系實際,指出過度玩手機電腦、吸煙、熬夜、吃垃圾食品等的危害,告誡學生珍愛生命,從小做起,養成積極的生活態度和健康的生活方式。
3.培養學生的動手實踐能力
生物是一門注重實驗研究的學科,要求學生具有一定的動手能力和勇于探索創新的精神,讓學生親手進行操作或觀察,讓其在操作與觀察中增強動手能力、觀察能力和提高學生對生物學習的興趣,培養其求實、嚴謹的科學態度和勇于實踐的精神,這些能力、這些態度、這些精神,于他們以后的生活、工作都有著積極的意義。而有的老師認為,科學態度、科學精神只有科學家才有必要具備,作為普通的大眾不可能當科學家,所以也就忽視了對學生這方面的培養,我認為這對于學生未來的發展是很不利的,我們每個人一定要養成動手做事的習慣和做事嚴謹的態度。比如,我在教學“DNA的雙螺旋結構”時,課前先給學生準備了一些道具,分別代表脫氧核糖、磷酸及四種堿基,磷酸二醋鍵和氫鍵,然后讓學生拼接,之后,老師再把有關結構的知識內容給學生復述。這樣既培養了學生的動手能力,也加深了學生對相關知識的理解記憶。再如,我在教學有絲分裂和減數分裂的過程時,老師一邊畫圖一邊講各期的特點,同時師生一起分析了過程中核DNA和染色體數量的變化以及每條染色體上DNA數量的變化,提問學生,引起每種變化的原因,然后我就讓學生繪制有關坐標圖,學生在繪圖的過程中既鍛煉了動手能力,也鍛煉了思維能力。還有,在講完生態系統的成分和功能后,要求每個學生自制一個小的生態瓶等等??傊@樣做既讓學生參與了教學過程,也加深了學生對相應知識的印象,還培養了學生動手習慣和動手能力以及嚴謹的做事作風,同時讓學生覺得學習并不是枯燥無味、抽象虛擬的。
總之,我認為,只要我們教師抓住新課改這一機遇,努力探索,把高中生物課堂教學和生活實踐有機整合,就能提高學生學習生物的積極性、主動性,同時培養學生的多種能力以及踏實嚴謹的做事態度,從而引導學生邁入人生命科學的樂園,這樣,我們的生物教學一定會迎來新的局面。
一、對教學觀念的反思
要培養學生必備的生物素養,教師應進行新課程理念學習,積極對自身的教學觀念進行反思,在深層次上促進教育觀念的更新與轉變,并以此指導教學實踐。
生物新課標不僅對生物知識的教學提出了具體的、符合實際的要求,同時也對學習過程中學生能力和方法的培養、學生情感態度與價值觀的形成提出了具體的可操作的目標。
二、對教學設計的反思
有效提高課堂教學效率,培養學生自主學習能力,是每位教師都必須思索的現實問題。有備而教,教而有思,思而有得。反思教學設計要根據學生的學確定教師的教,要有較強的預見性。要預測學生在學習某一內容時會遇到哪些問題;要設想出解決這些問題的策略和方法。這就對教學計劃的科學性和合理性進行思考:
①對學生學情分析。全面了解學生,根據學生的實際情況自我反思,才能科學地切合實際地確定教學的起點乃至深度和廣度。
②對教材分析。要通覽教材,有全局意識;要精讀教材,重難點意識;要泛讀教材,多涉獵。對教材進行必要整合;確定教材的教學順序。尤其在制定學期教學進度計劃時,就要把教材內容的排列順序適當調整。如選修中“光合作用”與必修中“光合作用”結合等。
③教學過程的組織分析,包括問題設計、組織形式構建,教學反饋策略等。
④教與學評價分析。教學特色、教學效果、教學困惑與改進方案。這種反思能使教學成為一種自覺的實踐。
三、對教學方法的反思。
1、班級授課要面向全體學生、要照顧絕大多數同學,課后不僅要對學習成績好的同學輔導,更重要的是對學習有困難的學生進行輔導。防止整體成績兩極分化。教師要特別關注學習有困難的學生,注意不要讓所謂的差生成為被遺忘的群體。
2、培養學生的參與意識,讓他們有充足的動手、動口、動腦的時間,學生的思維才能得到真正的鍛煉,體現出學生的主體角色。努力成為一個善于傾聽學生想法的聆聽者。
3、教學方式多樣化。恰當運用現代化的教學手段,提高教學效率,采用對學生提問、分組討論、要求學生查資料、寫小論文等等傳統的教學方式之外,還可以適當的運用多媒體教學手段—投影儀、錄音錄像、多媒體課件,特別是制作復雜生命現象演示動畫等視聽設備和手段。刺激學生感官,增強吸引力,增加趣味性和視覺上的沖擊,更重要的是為學生提供大量而豐富的感性材料,突破時空上的限制,取得良好的教學效果。
4、注重課堂教學方法的改革
復習內容的調整,引導學生將零散的知識點概括、綜合、歸納形成知識鏈,進而構成知識網。還可用問題的形式組織教材等等
加強理論與實際的聯系,關注生物學科研究的熱點問題。如人類基因組計劃、克隆、基因工程、生物多樣性與可持續發展等。理論聯系實際是指將生物學知識與自然現象、生產和生活的實際聯系起來。
教學方法改革的出發點是要調動學生積極地參與到教與學活動中去。徹底拋棄一講到底、一練到底的教學形式,多采用討論式、引導式、過程式的教學;多采用引導式教學。通過提出問題,創設情景,一步步引導學生將所學知識串成鏈、連成網。一些跨學科的、理論聯系實際的、研究熱點的內容可采用討論式的教學。對探索性的實驗教學應采用過程式的教學。
不論采用那種教學方法,我們都要把落腳點放在發展學生的能力上。要以發展學生能力為基礎來選擇和利用恰當的教學方法。
四、對課堂教學過程的反思
1、基礎的夯實,學科內的知識聯系的建構,知識網絡的形成
離開了知識的積累,能力是很難形成的。生物學的基本概念、規律和原理非常重要。
讓學生從整體上把握知識及各知識點間的聯系,引導學生及時歸納總結,構建生物學知識的網絡體系。方法是以一個知識點為中心盡量聯系與此有關的知識點,并使它們有機地連成一體。有機地聯系起來才是一個知識網。這個網還可與農業生產中作物增產、社會熱點問題如溫室效應等聯系起來。
2、課堂教學重難點處理的反思
要迅速把握重難點和??键c,應該多做練習;多布置開放性練習,要求學生課后討論,提高學生的興趣;每節課讓學生限時把相關重點知識背下來;想盡辦法尋找實物讓學生形象地了解知識。讓學生了解到我們學的知識就在身邊運用;多舉例子讓學生更明白?!吧鷳B系統具有一定的自動調節能力”時,課本上是這樣舉例的:如果草原上放養的牲畜太多,就會嚴重破壞草場植被,造成土地沙化,草場就很難恢復原樣了。學生對于“太多”“過多”“十分”“非?!敝惖某潭仍~能基本理解,但如果老師在講課時把這個例子改為:如果適合放牧 1000只羊的草場,你放了2000只將會怎么樣?這樣學生就加深了理解和記憶。
3、對培養學生實驗能力的反思
高考題注重考查考生的實驗能力。有改正錯誤的實驗步驟、有設計實驗步驟的、有預測實驗結果或分析實驗現象的等。從方案到結果的分析都是開放的,有利于提高學生的科學素質和創新精神,真正是在考能力。在實驗教學中我們必須讓學生真正弄懂實驗原理,弄清實驗步驟設計的科學依據。讓學生掌握中學階段生物學實驗所涉及到的一些科學實驗的基本方法,如對比實驗法等。應增加一些探索性的、開放性的實驗,放手讓學生自己設計方案、動手操作,切實提高學生的實驗能力。
五、教學課后的反思。
教學中,我們不僅要注重學生的課堂學習,還要通過課后學生作業獲取教學反饋的信息。課堂上講解的教學內容和習題,在考試時學生還是做不出,可見教會學生學習方法比教給學生知識本身更重要。
關鍵詞:果酒;發酵;實踐活動;教學設計
中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2013)17-135-02
一、實踐教學內容分析
1、教材分析
《果酒和果醋的制作》是人教版普通高中課程標準實驗教科書《生物選修1-生物技術實踐》第1專題“傳統發酵技術的應用”的課題1內容。其中果酒是學生日常生活中熟悉的發酵飲品,制作所需材料多種多樣,同時成本也不高,制作并不需要特殊的實驗用具或器材,可操作性強,且酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸的原理學生在必修1中已經學習了,因此只要明確實驗原理,在教師的指導下,學生就能自主設計和實施實驗。
2、學情分析
生物學科與社會生活聯系密切,學生對學習生物學知識和動手操作有濃厚的興趣。高二學生已具備一定的生物學基礎知識和實踐操作能力,思維活躍,動手能力較強,想象力豐富,敢于大膽嘗試。傳統的酒文化和果酒的保健養顏作用,更能激發學生制作果酒的熱情。
二、教學目標
1、知識性目標
(1)說出果酒制作所需的菌種。
(2)說明果酒制作的原理。
(3)寫出果酒制作的實驗流程,并分析影響發酵的因素。
2、能力目標
(1)根據果酒制作原理,設計果酒制作的實驗操作過程。
(2)參與制作果酒的過程,分析評價發酵的結果,領悟科學研究的方法并學習相關的操作技能。
三、教學策略與手段
結合教學條件,采用課上課下即校內校外相結合的教學模式。即課前學生收集相關的資料、自學本課題內容;課上教師指導學生自己設計實驗方案,并為學生提供必要的實驗建議及參考資料。學生以小組為單位進行組內互評,組間口頭交流,確定可行性的實驗方案;教師對實驗方案的設計進行相關評價及建議;課下學生利用家庭資源進行實驗操作,并做好觀察記錄;中期匯報成果,學生之間對中期成果進行評價、師生共同對學生能否在實驗中及時發現問題、能否就問題提出可以解決的方法、能否并實事求是記錄觀察的現象等進行評價;對實驗后期工作提出必要的指導和建議;繼續完成實驗,最終進行成果的展示與交流,并進行最終的適度評價。
四、實踐活動過程
1、活動前準備
學生自學本節內容;收集有關果酒及家鄉葡萄酒制作的相關資料。
2、學生操作及調控
(1)課上:檢查學生自學的效果;組織學生進行討論、交流,談自己對果酒的一些認識;請學生品嘗教師制作的葡萄酒。
多媒體展示制作果酒的基本實驗流程:挑選葡萄沖洗榨汁酒精發酵果酒
指導學生根據流程、原理設計實驗方案,并以小組為單位進行討論、交流、評價。教師為學生提供必要的實驗建議:如方法、材料及容器的選擇、處理;發酵條件的控制;技術咨詢(如向家長請教家庭釀制葡萄酒的方法和過程等)等。
(2)課下:學生以小組為單位選擇實驗材料、設計實驗裝置、準備發酵罐、按照課上設計的實驗方案進行操作。
(3)中期匯報(發酵7-8天)。
教師時時關注學生的實踐過程的進展,對學生能否在實驗中及時發現問題、能否就問題提出可以解決的方法、能否實事求是地記錄和觀察現象、設計的方案是否有獨到之處等進行評價。學生之間對中期成果進行評價,對有創新價值的設計方案進行展示交流。
(4)成果的匯報、展示、交流與評價。
學生以小組為單位匯報實踐的過程,展示其作品,小組間相互品嘗和評價,交流制作果酒的經驗,總結實踐過程中的成功和失敗,完成實驗報告。
(5)實踐活動延伸。
針對個別學生的作品中出現了“釀酒不成變成醋”的現象,教師及時引導學生進行原因分析,并給予解疑和指導,進而引出果醋的制作,并指導學生設計出實驗方案,在制作果酒的基礎上繼續完成果醋的制作。
“果酒制作”實驗報告
果酒制作原理:
(1)果酒制作離不開酵母菌,酵母菌是兼性厭氧微生物,在有氧條件下,酵母菌進行有氧呼吸(反應式如下),大量繁殖。在無氧條件下,酵母菌能進行酒精發酵
(2)影響酒精發酵的主要環境條件有溫度、氧氣和pH。酵母菌生長的最適溫度是20℃ ;酒精發酵一般將溫度控制在18~25℃ 。酒精發酵過程中,要保持缺氧、酸性環境。
實驗目的:學會制作果酒,并掌握其原理。
實驗材料:新鮮水果、玻璃瓶或礦泉水瓶、水果刀、剪刀、榨汁機、紗布、記號筆、75%消毒酒精、塑料手套。
實驗步驟:
1、清洗消毒實驗用具,先用溫水反復沖洗幾次,再用體積分數為75%的酒精擦拭消毒,晾干待用。
2、取葡萄一公斤,去除枝梗和腐爛的子粒。用清水沖洗葡萄1~2遍除去污物(注意不要反復多次沖洗)。
3、將一半左右的葡萄放入榨汁機中,榨汁。其余的葡萄用手擠碎(手上套塑料布,以防雜菌污染)。
4、將其裝瓶,(將操作3的葡萄漿各裝一瓶,但注意注入的果汁量不要超過瓶子總體積的2/3),密封瓶口置于實驗桌上(室溫控制在18~25℃)。
實驗記錄:
實驗起止日期: 年 月 日---- -年 月 日
實驗結果分析:我們果酒的制作都做得挺成功的,果酒的味道純正,其中未榨汁的酒味最濃,且有甜味,溶液顏色粉紅色,味醇色正;榨汁的果酒酒味較濃,有酸甜味,溶液呈棕褐色。值得慶幸的是,所有瓶中的果酒都沒有變成醋!
實驗誤差分析:未榨汁的果酒酒味比榨汁的果酒酒味純正,可能是攪拌機里有雜菌。
參考文獻:
[1] 朱正威,孫萬儒,趙占良.《生物選修1生物技術實踐》教師教學用書.北京:人民教育出版社.2007.
[2] 沈 萍等主編.微生物學(第二版).北京:北京高等教育出版社.2006.
1 教學目標及重難點的確立
“草履蟲對外界刺激的反應”是蘇教版初中生物學七年級上冊第二單元“生物體的結構層次”第四章“生物體的組成”第一節“單細胞生物”中一個重要概念,也是一個重要的探究活動。作為七年級上冊生物課本中學生學習科學探究的一般方法后正式遇到的第二個探究實驗,該實驗的實踐不僅可以激發學生的探究興趣,還可以鞏固與提升學生的探究能力?!疤骄坎萋南x對外界刺激的反應”以學生認識單細胞生物可以獨立完成生命活動為基礎,是學生解釋生物體生命活動現象和舉例說出生物體生命活動特征的實例,為學生建構“細胞是生命活動的基本單位”這一重要概念提供了依據。在分析《義務教育生物學課程標準(2011版)》和《生物學》教材后,筆者將本探究實驗的教學目標以及重、難點確立如下。
1.1 教學目標
知識目標:舉例說出單細胞生物對外界刺激能產生的反應。
能力目標:運用科學探究的一般方法,探究草履蟲對外界刺激的反應;使用顯微鏡觀察草履蟲對外界刺激的反應。
情感、態度與價值觀目標:參與觀察、探究、討論,體驗探究的樂趣,形成嚴謹的科學態度。
1.2 教學重點
① 舉例說出單細胞生物對外界刺激能產生的反應;② 運用科學探究的一般方法,探究草履蟲對外界刺激的反應。
1.3 教學難點
運用科學探究的一般方法,探究草履蟲對外界刺激的反應。
2 學情分析及設計理念
由于單細胞生物個體微小,用肉眼不易觀察。在探究草履蟲對外界刺激的反應活動中,需要學生制定探究計劃,由于學生已有了科學探究的基礎,但是仍然處于初步掌握階段,因此,教師在進行教學過程中要善于一步步設疑,引導學生制定出草履蟲對外界刺激可能產生反應的實驗方案,幫助學生實施方案并分析實驗結果,得出實驗結論。實驗中教師讓學生直觀感受草履蟲對外界刺激的反應,幫助學生理解單細胞生物對環境變化的反應。探究時要借助顯微鏡觀察,由于學生使用顯微鏡不夠熟練,所以需要教師適時指導,并提倡加強學生之間的合作。
本實驗是依據《義務教育生物學課程標準(2011版)》中“倡導學生主動地獲取生物學科學知識,體驗科學過程,形成一定的科學探究能力和科學態度與價值觀”的理念而設計,由于理解科學探究和科學探究能力的形成需要學生親歷探究性學習過程,因此采用問題解決法和探究實驗法,通過教師的引導,讓學生進行合作學習、自主探究、完成實驗,學生通過質疑、嘗試、摸索、探究、實踐、分析等一系列的思維與活動過程,體驗科學探究的過程。
3 教學過程與策略
3.1 準備教學,親自實踐
本實驗是一個探究性實驗。在備課過程中,教師應進行預實驗,實踐在前,杜絕紙上談兵,親自嘗試與體驗探究草履蟲對外界刺激的反應的實驗。在預實驗過程中,首先要采集和培養好草履蟲,牛肉汁或稻草培養液可作為培養草履蟲的材料。溫度較低時,可將裝有草履蟲培養液的容器放入恒溫箱培養。在嘗試探究草履蟲對外界刺激的反應過程中,選擇了食鹽、糖、牛肉汁三種刺激物。經過實驗,筆者發現草履蟲對糖、牛肉汁的趨向性不是很明顯,而食鹽一旦放入載玻片上培養液的一側,兩滴培養液中的草履蟲會因濃度過高而死亡。經過多次嘗試后,筆者發現選擇生理鹽水代替食鹽作為刺激物,既能刺激草履蟲,又不會傷害到草履蟲,而且對生理鹽水的刺激,草履蟲會避開,實驗效果較明顯。
3.2 創設情境,激發興趣
為了能激發學生的探究興趣,教師需創設一個能引發學生主動思考、質疑、探索的教學情境。以學生曾經做過的探究實驗的對象――“鼠婦”受到光或者觸碰的刺激蜷縮成球的圖片引出生物能對刺激作出一定的反應的生命現象,設置由一個細胞構成的單細胞生物能否對刺激作出反應的疑問,激發學生的求知欲。
3.3 回憶方法,作出假設
想要知道單細胞生物能否對外界刺激作出反應,需要借助科學探究的一般方法,教師引導學生回顧科學探究一般方法的步驟:提出問題、作出假設、制定計劃、實施計劃、得出結論、表達和交流。在提出“單細胞生物能對外界刺激作出反應嗎”的探究問題后,進一步引導學生作出合理的假設。假設并不是無端的猜測,而是對問題合理的解釋,所以在引導學生作出假設的過程中,要充分了解學生的想法。教師通過提問“草履蟲可能對哪些外界刺激作出反應呢?”或者“你想給草履蟲提供什么外界刺激呢”,讓學生主動、大膽地說出自己的猜想。學生在學習過“生態因素”概念的基礎上,可以提出很多的猜想,比如有的學生可能會提出“光”,有的學生可能會提出“溫度”,有的甚至會提出“酒精、醋”……教師要及時肯定并鼓勵學生大膽地將自己的猜想應用于課外探究。
教師出示課堂上給學生準備的刺激物――生理鹽水,解釋使用生理鹽水作為刺激物的原因,引導學生就生理鹽水作為刺激物作出假設。由于有了具體的刺激物,學生作出假設的難度也降低了,可以作出“草履蟲會趨向生理鹽水”或者“草履蟲會避開生理鹽水”的假設,為下一步制定實驗計劃提供了具體的材料,也讓實驗設計更有針對性。
3.4 依據原則,制定計劃
科學探究過程中,設計實驗應依據三個原則:對照實驗原則、單一變量原則和科學性原則。這三個原則是學生設計實驗的前提。教師友情提醒學生明確該對照實驗的實驗變量――生理鹽水,變量不同,其他條件都要相同。教師將探究實驗推薦器材呈現給學生:草履蟲培養液、載玻片、蓋玻片、滴管、顯微鏡等,這些是課本中原本提供的實驗器材,教師根據實驗需要,增加兩個器材:生理鹽水、牙簽。然后學生以4人一小組的合作探究形式,借助于課本中草履蟲對外界刺激反應的實驗設計參考圖(圖1),制定出小組的實驗計劃,并將實驗方案寫在學案上。
在小組討論過程中,由于課本中并沒有詳細地用文字的方式提出實驗設計建議,只有一幅實驗參考圖,所以學生對于材料的選擇和使用、對照實驗的設置以及圖示理解的能力欠缺,可能會有“丈二和尚摸不著頭腦”的瓶頸期,比如為什么要滴兩滴草履蟲培養液?生理鹽水到底滴一側還是兩側都要滴?牙簽用來干什么的?中間的通道有什么作用?小組進行思考交流的過程中,教師可以巡視了解各個小組的合作情況和商討結果,有針對性地并適時地提出指導建議。小組討論結束后,教師選取一些代表性小組在全班匯報制定的實驗計劃,依據他們匯報的結果及時進行點評,并可鼓勵其他小組針對匯報組提出疑問,讓匯報組進行解答。最終,各小組在小組討論、全班交流的基礎上完善各自的實驗方案,并為實施計劃做準備。
3.5 實施計劃,得出結論
實驗方案是實施計劃的依據,在制定好實驗方案的基礎上,小組的合作探究有了重要的依據。以2人一小組的形式,按照計劃,實施實驗,教師要求學生細心操作,細致觀察,秉持嚴謹的科學態度,實事求是地記錄結果,并建議多次重復實驗,比較觀察得到的現象和結果是否一致。教師在學生實驗的過程中,巡視、指導,善于發現各組學生實驗中的優點與不足,在學生完成實驗后,由“觀察到什么現象”的問題,以“看誰描述地最清楚”激發競爭的意識,開始組織學生交流、分享小組的探究成果。
通過小組競相交流,大部分小組的實驗結果與預期相吻合或接近。學生觀察到“草履蟲會避開生理鹽水”的現象,由此可得出“單細胞生物能對外界刺激作出反應”的結論。
3.6 分析個案,倡導拓展
全班以2人一小組為單位的探究實驗小組,進行探究后未必都能成功,教師要鼓勵學生實事求是,勇于交流,大膽說出自己所觀察到的實驗現象。教師通過巡視,發現個別小組實驗的不足,“某些小組探究的結果與我們預期的有差距,請該小組的同學來說說他們如何進行操作的吧,看一看我們其他小組的同學能不能幫助他們分析一下,是什么原因導致失敗呢?”教師以這樣的表述,鼓勵學生交流互助,不要因為失敗而喪失信心,及時發現問題,揚長避短,為今后的探究活動積累經驗的同時也提升自己的探究能力。
其實草履蟲不僅可以避開有害刺激,也能趨向有利刺激。由于課堂探究的時間和場地是有限的,而課外探究的平臺是教師通過努力可以為學生搭建的。學生可以以個人或者小組的形式嘗試課外探究,不僅可以嘗試不同的刺激物對草履蟲的刺激,也可以觀察到有利的刺激會使草履蟲趨向。生物教師可以與實驗員做好溝通,約定時間和場地,提供實驗器具和材料,鼓勵學生積極參與,倡導學生課外拓展。
4 教學設計優點與創新
4.1 設計優點
《義務教育生物學課程標準(2011版)》明確提出科學探究是學生積極主動地獲取生物科學知識、領悟科學研究方法而進行的探究活動。教師應積極提供機會讓學生親自嘗試與實踐,并將科學探究的內容盡可能滲透到各主題內容的教學活動中。教師在引導學生參與科學探究活動時,不僅應讓學生參加科學探究的某些方面的活動,也應該注意讓學生有機會參與若干完整的探究活動。在本實驗設計中,在引導學生探究前,教師親自實踐,認真進行預實驗,通過預實驗,將探究實驗中所可能出現的問題及時發現并采取措施解決,從而選取合理的實驗材料,節約課堂時間,有效地引導、組織學生進行探究活動;在引導學生制定探究方案過程中,教師步步設疑,及時引導,點到為止;在教學中教師不包辦代替,激發學生思考,發揮其主體性,鼓勵學生大膽想、大膽說;以小組合作形式,以全班交流形式,進行師生互動的同時,進行生生互動;并倡導學生進行課外探究,以課堂的探究方法為例,舉一反三,將探究草履蟲對外界刺激作出反應的探究活動進行地更加完整。
【關鍵詞】生物;問題;建構;教學
一、理論背景
“問題本位”即以解決問題為目的所進行的活動,突出地表現為教育研究對社會問題的關注和對社會問題的敏感反應。在教育實踐中,區別于早先的“學科本位”思想,問題本位教學是以問題統領整個教學過程,正確引導,激發學生聯系實際進行思考感悟等,讓學生在問題中成長。問題本位研究實施標志著教育研究價值取向的轉移,也是我國培養創新型人才形勢對教育提出的要求?!敖嬛髁x”理論強調學習者的主動性,認為學習是學習者基于原有的知識經驗生成意義、建構理解的過程。在教學環節中包含有情境創設和協作學習,并在此基礎上由學生最終實現對所學知識的意義建構。
可見,教學實踐中以創設問題情境為核心,以學生自主探究學習和教師啟發引導為手段,有利于新課標“學生為課堂主體”目標的實現,使課堂教學充滿生命力。本文以新課標人教版必修1第4章第一節《植物細胞的吸水與失水》實驗教學設計為例,初探兩種理論在教學實踐中的運用。
二、《植物細胞的吸水與失水》實驗教學設計
(一)教材地位及學情分析
本實驗是全書倡導探究性學習、發展探究能力的重要素材,同時透徹理解本實驗現象所揭本質,有利于學生掌握物質跨膜運輸實例,為接下來的“跨膜方式”學習奠定基礎。從建構主義理論要求出發,應將實驗放在第一課時效果更好――從學生動手實驗認識植物細胞吸水與失水現象開始,通過自主探究明白細胞吸水與失水的變化原因進而獲得“滲透作用”的概念,才符合人的認知規律。
(二)教學三維目標
傳統實驗教學方式很難達到三維目標,即使對知識目標達成情況而言,也較生硬、效果差。學習的質量是學習者建構意義能力的函數,而不是學習者重現教師思維過程能力的函數。教師通過設置情境引發學生根據自身經驗質疑問難,最終更新完善自身知識體系,實現三維目標。
(三)教學重點和難點
本實驗重點在于學生能掌握吸水和失水的原因,并熟悉探究實驗的一般過程;難點在于如何培養學生從現象提出問題及作出假設的能力,并設計實驗。為了突出重點,以生活現象展現,引導學生由個體思考到細胞,按照探究的科學常規思路展開自主學習,從而突破“培養科學研究素養和進行關于植物細胞吸水和失水的實驗設計”難點。
(四)教學策略
采用范例教學法、交互式教學法及小組合作學習法。
(五)教學過程實施及意圖
1.創建問題情境進行導入。
以生活中常見的蔬菜吸水與吸水現象開始,依次展示滲透裝置液面變化現象、醋泡雞蛋失水現象,依據“生活聯系科學”及“個體深入細胞”主線促進學生開啟思維的大門。給學生向正確角度思考的素材,獲取“細胞、水運輸、形態、活性”等標簽性詞語,利于學生提出問題。
2.學生提問。
3.據問引導學生確定課題題目。
一方面教師通過精講,引導學生放眼于細胞并認識原生質層結構,回憶細胞控制物質進出的功能,建立起學生進行探究的理論基礎,另一方面根據教學目標的要求,通過設立的三個問題,將導入中“植物宏觀上的吸水與失水變化”深入到細胞,幫助學生圍繞“植物細胞”主題,確定探究的課題、明確小組任務。
4.小組討論并分享方案。
由于學生對問題的自主探究程度不盡相同,故教師在學生小組討論時要參與到其中。該環節是本節課最難進行的部分――一方面教師要克服心中“評判正誤”的習慣,另一方面要短時間內實現小組協作學習從而使學習者群體的思維與智慧被整個群體所共享,既需要教師具備扎實的教學技巧等基本功、保持學生的興奮度,也需要學生具有合作精神、合理分工的能力。
5.進行實驗。
6.實驗過程及結果分享交流。
通過共享,實現自主學習效應最大化。對之前所提問題進行解釋,是問題本位教學對探究性認識過程的關注。
7.總結構建知識。
通過以上環節,學生在本組課題結果及聽取他組匯報后,已能理解植物細胞吸水和失水的條件。在此基礎上,教師再根據水的運輸引出滲透作用的概念從而完成了意義構建,這樣做才符合人的認知規律。
(六)教學反思
學生合作與表達能力的缺乏,要求教師在課前指導學生分組并安排組內分工,利于小組探究的高效推進。教學目標不是教學的起點,如何創設有利于學生意義建構的情境才是設計的開端。整個教學設計包括學生的獨立探索、協作學習或是教師輔導等環節,均緊緊圍繞“意義建構”這個中心而展開,學習過程中的一切活動都要從屬于這一中心,都要有利于完成和深化對所學知識的意義建構。
三、總結
在生物教學中,既要有自身學科特點體現,也要構建和諧的課堂環境,這樣才能真正調動學生的積極性,出現“學生要學”的良好局面。教學行為的實施,遵循了人的認知規律,就會構建和諧的課堂,這是我們國家培養新型人才的客觀要求,是推進新課程改革的迫切需求。
【參考文獻】
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