HPS教學(xué)模式在高中生物教學(xué)中的發(fā)展策略

1、HPS教學(xué)形式在高中生物教學(xué)中的開展策略一、HPS教學(xué)形式HPS教學(xué)形式的程序包括以下6個(gè)環(huán)節(jié),如圖1所示。1.演示現(xiàn)象教師可以演示某一自然現(xiàn)象,播放一段視頻或講述一個(gè)科學(xué)史故事等方式,吸引學(xué)生的注意力。如在學(xué)習(xí)伴性遺傳時(shí),教師先介紹英國(guó)科學(xué)家道爾頓發(fā)現(xiàn)色盲癥的故事,以引起學(xué)生的好奇心,同時(shí)激起學(xué)生利用科學(xué)史進(jìn)展探究的欲望。2.引出觀點(diǎn)教師啟發(fā)學(xué)生就這一自然現(xiàn)象提出自己的觀點(diǎn)或解釋,鼓勵(lì)學(xué)生各抒己見(jiàn),培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和科學(xué)研究的熱情。3.學(xué)習(xí)歷史4.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)學(xué)生分組討論由學(xué)生和科學(xué)家提出的各種觀點(diǎn)的正確性,并從中選擇某種觀點(diǎn),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展檢驗(yàn)。這一環(huán)節(jié)不僅可以激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力,而且使

2、學(xué)生認(rèn)識(shí)到:對(duì)同一自然現(xiàn)象可能有不同的解釋;可以用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)這些觀點(diǎn)(假設(shè))。5.展示科學(xué)觀點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)由教師講解當(dāng)代的科學(xué)觀念,即介紹教科書上對(duì)這一自然現(xiàn)象的解釋,從而為學(xué)生實(shí)現(xiàn)觀念轉(zhuǎn)變提供思想根底。這時(shí),教師的講解增加了學(xué)生的認(rèn)識(shí),實(shí)現(xiàn)由原有的錯(cuò)誤觀念向科學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變。6.總結(jié)評(píng)價(jià)教師通過(guò)對(duì)學(xué)生的活動(dòng)進(jìn)展總結(jié)和評(píng)價(jià),進(jìn)步學(xué)生的探究才能,幫助學(xué)生更深化地理解科學(xué)探究的本質(zhì)、歷史上科學(xué)家的探究過(guò)程和科學(xué)觀念。二、HPS教學(xué)形式在生物課堂教學(xué)中的應(yīng)用我國(guó)?高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)?中明確提出:要注重生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)?？茖W(xué)史教育可以在加深知識(shí)理解的同時(shí),讓學(xué)生領(lǐng)悟到科學(xué)思想、科學(xué)方法和科學(xué)的人文性,領(lǐng)悟到科

3、學(xué)的本質(zhì),從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。HPS教育形式即是科學(xué)史教育的一種形式。教學(xué)案例分析:生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型。1.教學(xué)目的(1)知識(shí)目的:簡(jiǎn)述細(xì)胞膜的構(gòu)造和功能。(2)才能目的:嘗試提出問(wèn)題、做出假設(shè),理解假說(shuō)的提出要有實(shí)驗(yàn)和觀察的根據(jù),需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂?并通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證和完善。(3)情感、態(tài)度與價(jià)值觀目的:討論在建立生物膜模型的過(guò)程中,實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步所起的作用;討論建立生物膜模型的過(guò)程中如何表達(dá)構(gòu)造與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。2.教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn):對(duì)生物膜構(gòu)造的探究歷程和流動(dòng)鑲嵌模型的根本內(nèi)容。教學(xué)難點(diǎn):嘗試建立生物膜模型的過(guò)程。3.教材分析生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型一節(jié)是人教版

4、高中生物學(xué)教材?分子與細(xì)胞?第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出的第二節(jié),主要包括科學(xué)家探究細(xì)胞膜化學(xué)成分與構(gòu)造的科學(xué)史和生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型兩部分內(nèi)容。其中對(duì)生物膜構(gòu)造的探究歷程和流動(dòng)鑲嵌模型的根本內(nèi)容是教學(xué)重點(diǎn),嘗試建立生物膜模型的過(guò)程是教學(xué)難點(diǎn)。教材為學(xué)生提供大量充分有效而有序的素材,以問(wèn)題的形式啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生做出假設(shè)、構(gòu)建模型、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生感受科學(xué)家探究的歷程和探究過(guò)程的艱辛。4.教學(xué)過(guò)程(1)演示現(xiàn)象。教師活動(dòng)一:播放實(shí)驗(yàn)錄像:臺(tái)盼藍(lán)染色酵母菌,死的細(xì)胞會(huì)被染成藍(lán)色,活的細(xì)胞不著色;顯微注射器將伊紅注入變形蟲體內(nèi),伊紅很快擴(kuò)散到整個(gè)細(xì)胞,卻不能很快逸出。學(xué)生活動(dòng)一:明確細(xì)胞膜具有重要功能。設(shè)

5、計(jì)目的:浸透生物學(xué)構(gòu)造與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn),激發(fā)學(xué)生探究細(xì)胞膜構(gòu)造的欲望。(2)探究:循著科學(xué)家的足跡研究問(wèn)題。過(guò)程是教師提供情境資料rarr;學(xué)生構(gòu)建模型rarr;課件展示科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。教師活動(dòng)二:19世紀(jì)末,歐文頓用500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)展上萬(wàn)次的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)脂溶性物質(zhì)比非脂溶性更容易通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。這說(shuō)明細(xì)胞膜的成分中有什么物質(zhì)?學(xué)生活動(dòng)二:細(xì)胞膜中含有脂質(zhì)分子。設(shè)計(jì)目的:引入歐文頓以驚人的耐心進(jìn)展上萬(wàn)次的實(shí)驗(yàn),學(xué)生從中感受到科學(xué)工作者對(duì)真理的熱愛(ài)與鍥而不舍的追求,進(jìn)而能從中領(lǐng)悟到科學(xué)精神的真諦。教師活動(dòng)三:科學(xué)家將細(xì)胞膜從哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中別離出來(lái),參加蛋白酶,

6、細(xì)胞膜被分解。這說(shuō)明膜中還有什么成分?學(xué)生活動(dòng)三:細(xì)胞膜中含有蛋白質(zhì)分子。教師活動(dòng)四:1917年,朗姆瓦將磷脂溶于苯和水中,當(dāng)苯揮發(fā)完以后,磷脂分子在空氣與水的界面上分布散亂,經(jīng)過(guò)推擠排列成了單層,而且每個(gè)磷脂分子的頭部浸入水中,尾部浮于水面。學(xué)生活動(dòng)四:根據(jù)朗姆瓦的實(shí)驗(yàn)構(gòu)建磷脂分子在空氣與水界面上分布的模型。教師活動(dòng)五:圖片展示組織細(xì)胞生活的環(huán)境:內(nèi)外都是以水為溶劑的液體。學(xué)生活動(dòng)五:根據(jù)磷脂分子的特點(diǎn)結(jié)合人體組織細(xì)胞內(nèi)、外環(huán)境,猜想并構(gòu)建磷脂分子的排布模型。教師活動(dòng)六:1959年,羅伯特森用電鏡觀察到了明晰的細(xì)胞膜照片,看到了暗亮暗的三層構(gòu)造,并認(rèn)為:生物膜為三層統(tǒng)一的靜態(tài)構(gòu)造。學(xué)生活動(dòng)六

7、:根據(jù)羅伯特森觀察的結(jié)果構(gòu)建蛋白質(zhì)在磷脂雙分子層中排布方式的模型。教師活動(dòng)七:冰凍蝕刻電子顯微法觀察到:蛋白質(zhì)鑲在、嵌入、橫跨磷脂雙分子層的三種排布方式。學(xué)生活動(dòng)七:根據(jù)蛋白質(zhì)的三種存在形式構(gòu)建蛋白質(zhì)分子在磷脂雙分子層中的排布模型。教師活動(dòng)八:1970年,弗雷和埃迪登將人和鼠的細(xì)胞膜蛋白分別用紅、綠熒光標(biāo)記后,讓兩種細(xì)胞交融,雜交細(xì)胞的一半發(fā)紅色熒光,另一半發(fā)綠色熒光,放置一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)兩種顏色的熒光均勻分布。這說(shuō)明細(xì)胞膜的構(gòu)造特點(diǎn)是什么?學(xué)生活動(dòng)八:細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性。設(shè)計(jì)目的:上述活動(dòng)的目的主要是浸透以下思想:讓學(xué)生沿著科學(xué)家的探究思路,領(lǐng)悟科學(xué)家的思維過(guò)程,讓這些知識(shí)成為學(xué)生再發(fā)現(xiàn)和

8、再創(chuàng)造的過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生的探究才能;現(xiàn)代技術(shù)對(duì)生物學(xué)的推動(dòng);要勇于質(zhì)疑,勇于向權(quán)威挑戰(zhàn);生物學(xué)每步前進(jìn)都是以實(shí)驗(yàn)為根底的;實(shí)驗(yàn)材料的正確選擇至關(guān)重要;科學(xué)需要大膽想象與推理。教師活動(dòng)九:桑格和尼克森在繼承創(chuàng)新中提出了生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型。學(xué)生活動(dòng)九:總結(jié)流動(dòng)鑲嵌模型的根本內(nèi)容。設(shè)計(jì)目的:培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)才能,理解科學(xué)理論的建立過(guò)程,是一個(gè)不斷開拓、繼承、修正和開展的過(guò)程。(3)總結(jié)評(píng)價(jià)。教師活動(dòng)十:生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是不是就完美無(wú)缺了呢?請(qǐng)談?wù)勀愕目捶āW(xué)生活動(dòng)十:小組討論,發(fā)表見(jiàn)解:人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)永無(wú)止境,對(duì)膜的研究將更加細(xì)致入微設(shè)計(jì)目的:培養(yǎng)學(xué)生交流才能和合作的才能;培養(yǎng)學(xué)生不斷考慮探究的熱情。三、教師利用HPS教學(xué)形式的注意點(diǎn)教師要利用貼近學(xué)生實(shí)際生活現(xiàn)象,為學(xué)生提供情境,激起學(xué)生的好奇心,引導(dǎo)學(xué)生去探究,去發(fā)現(xiàn)生命世界的奧秘。教師要考慮學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)、才能和程度,應(yīng)根據(jù)學(xué)生的詳細(xì)情況,由淺處入手,層層深化,創(chuàng)設(shè)情境,開展教學(xué)。HPS教學(xué)形式對(duì)教師和學(xué)生的要求較高,教師除了課前充分備課外,平時(shí)還要注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)觀念和學(xué)習(xí)方式的培養(yǎng),使課堂探究能有效、有序地進(jìn)展。在生物科學(xué)史上,一直存在著各種理論的劇烈碰撞和斗爭(zhēng)