“生命科學史”的教學策略

“生命科學史”的教學策略一、怎樣的課才算是好課華東師范大學葉瀾教授認為，好課沒有絕對的標準，但有一些基本的要求。大致表現(xiàn)在五個方面。一、有意義二、有效率三、生成性四、常態(tài)性五、有待完善有意義的課，它首先應該是一節(jié)扎實的課。教師講的東西如果學生都知道了，那你何必再上這節(jié)課呢？學生的學習首先必須是有意義的。首先是他學到了新的知識；進一步是鍛煉了他的能力；在此過程他有良好的、積極的情感體驗，產(chǎn)生進一步學習的強烈要求；再發(fā)展一步，是他越來越主動投入到學習中去。有效率的課,應該是一節(jié)充實的課，有合理的容量和深度。課堂的有效教學，應面向全體學生。如果沒有效率或者只是對少數(shù)學生有效率，那么這節(jié)課就不能算是比較好的課。生成性的課不應該完全是預先設計好的，在課堂中，既有課程資源的生成，又有過程狀態(tài)生成。惟有這樣的課才是真實的、有活力的、引人入勝的課常態(tài)的課:課堂有它獨特的價值，這個價值就在于它是公共的空間，需要有思維的碰撞及相應的討論，在這個過程中，師生相互生成許多新的知識。過度準備的課上得沒有一點點問題，但給人的感覺是造假的可能性最大。有待完善的課:只要是真實的就會有缺憾。但正因為有遺憾，才更讓人有再向前進一步的動力，同時也給人留下了拓展和創(chuàng)造的空間。二、重視生命科學史的教育價值一部科學史就是一部探究史?？茖W史的內容在很大程度上反映了科學家的探究活動與方法，是理解科學探究、掌握科學方法的良好范例。生物學的每一個知識結論都是科學家通過觀察、探究得出的，科學家探究知識的過程，不僅揭示了人們思考和解決生物學問題的思想歷程，而且呈現(xiàn)了科學家的科學態(tài)度、科學精神和科學世界觀；不僅包含了生物學理論和方法的形成演變，而且包含了不同學科之間的聯(lián)系、科學與社會的相互影響等。《普通高中生物課程標準》明確提出“培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)”、“倡導探究性學習”的基本理念，新課標在基本建議中提出要重視科學史的學習。生物科學史提供了科學探究的經(jīng)典范例，蘊含著組織探究教學的優(yōu)質資源。在教學中應充分發(fā)揮生物科學史的教育價值，使學生通過科學史的學習提高科學精神和探究能力。“生物科學史探究教學模式”正是基于發(fā)揮科學史在組織探究教學中的獨特價值，抓住生物科學史和探究教學的結合點，從而建立起來的一種相對穩(wěn)定的生物教學活動程序。我們應充分利用生物科學史組織探究性學習，引導學生沿著科學家探索生物世界的道路，親歷思考和探究的過程，領悟科學方法、獲取科學知識、培養(yǎng)科學精神，提高生物學素養(yǎng)。本教學模式則在科學史的理論教學中組織探究性學習，側重于培養(yǎng)學生的實驗設計、分析推理等能力，從而有效地提高他們的思維探究能力。三、生物科學史探究教學模式的優(yōu)勢探究能力包括提出問題的能力、實驗設計能力、實驗操作技能等多種能力。教學實踐中執(zhí)教者常常通過組織學生做探究性實驗來培養(yǎng)探究能力。優(yōu)勢：1、生物科學史探究教學模式能有效促進學生探究能力的發(fā)展，顯著提高學生設計實驗的能力。

2、生物科學史探究教學模式能明顯提高學生對相關知識掌握的牢固程度。生物科學史探究教學模式圖創(chuàng)設問題情境組織引導明確探究問題作出大膽假設設計實驗方案交流完善回歸史實介紹經(jīng)典實驗對比實驗方案領悟探究方法模式的運用應把握其要義，取其“神”而舍其“形”模式的運用要因人、因課而異模式的運用是內化、活化、再造的過程1、著眼于理解科學知識的教學案例與分析獲得生物科學的基本知識是生物課程規(guī)定的基本任務之一。生物科學史記載著生物科學知識的形成過程，對于生物學中的一些核心知識，通過引導學生分析典型的生物科學史料，有助于學生的深刻理解。四、教學案例分析由知識傳授的基本特征決定了在中小學教學中，講授法永遠是主要的，但講授不等于滿堂灌與死記硬背；注重參與、合作、體驗、探究，并不是要取消講授，也不應是用探究發(fā)現(xiàn)學習來取代講授。案例一：第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型對生物膜結構的探索歷程1、細胞膜的組成成分是什么呢？

歐文頓提出：膜是由什么物質組成的資料1.1895年歐文頓(Overton)用500多種物質對植物細胞的通透性作研究發(fā)現(xiàn)：凡是脂溶性物質容易透過細胞膜，不溶于脂類的物質透過細胞膜十分困難。思考與討論:1.最初認識到細胞膜是由脂質組成的，是通過對現(xiàn)象的推理分析，還是通過對膜成分的提取和鑒定？2.歐文頓推論是否正確呢？在推理分析得出結論之后,還有必要對膜的成分進行提取、分離和鑒定嗎?3.細胞膜中除含有脂質外，還有沒有其他成分呢？化學分析表明：膜的主要成分是脂質和蛋白質20世紀初,科學家們第一次將膜從哺乳動物紅細胞中分離出來:資料2.思考與討論:4.脂質和蛋白質是怎樣形成膜的呢？（1）脂質分子在細胞膜中的排列資料3.1925年，兩位荷蘭科學家用丙酮(一種有機溶劑)提取紅細胞膜中的脂類物質，然后在水面將脂質物質鋪成單分子排列的一層，測得總面積恰好為紅細胞表面積的2倍。把紅細胞放在蒸餾水中使其吸水漲破，反復沖洗后只留細胞膜（血影），把這些破碎的膜展開鋪在水面上，測定出紅細胞的表面積。細胞膜由兩層脂質分子連續(xù)排列說明什么？(2)兩層脂質分子是如何排列為兩層的呢？研究發(fā)現(xiàn)，脂質分子主要是磷脂，它是怎樣排列成單分子層或雙分子層的呢？這與它的結構和狀態(tài)有關。得出磷脂分子的排列方式（3）蛋白質位于脂雙層的什么位置呢？1959年羅伯特森在電鏡下看到細胞膜如下結構：(暗——亮——暗)提出：膜由

三層結構構成。蛋白質—脂質—蛋白質提出的“三明治”結構模型資料4.靜態(tài)的蛋白質—脂質—蛋白質三層結構模式圖靜態(tài)的蛋白質—脂質—蛋白質三層結構受到質疑細胞膜是靜止的，變形蟲為什么會運動？細胞之間為什么會發(fā)生融合？細胞為什么會生長？推論：細胞膜應該是流動的思考與討論:5.有什么證據(jù)證明細胞膜中的物質是不斷運動的呢？實驗證明：

細胞膜上的蛋白質具有流動性厚約8nm，膜的中間是磷脂雙分子層構成基本支架蛋白質鑲在膜的表面嵌入、貫穿細胞膜的流動鑲嵌模型2、技術手段的進步，與科學發(fā)展之間的關系是怎樣的？（讓學生體會科學與技術的互動關系）從科學家的身上,你學到了什么？1、科學家探索細胞膜結構模型的過程中，強調的科學方法是什么？3、在建立生物膜模型的過程中，結構與功能相適應的觀點是如何得到體現(xiàn)的？科學家研究生物膜結構的歷程，是從物質跨膜運輸?shù)默F(xiàn)象開始的。分析成分是了解結構的基礎，現(xiàn)象和功能又提供了探究結構的線索。人們在實驗觀察的基礎上提出假說，又通過進一步的實驗來修正假說，其中方法和技術的進步起到關鍵的作用。這也說明科學是一個動態(tài)發(fā)展的過程，這一過程是無止境的。模塊一有助于學生較深入地認識生命的物質基礎和結構基礎，理解生命活動中物質的變化、能量的轉換和信息的傳遞；領悟觀察、實驗、比較、分析和綜合等科學方法及其在科學研究過程中的應用；科學理解生命的本質，形成辯證唯物主義自然觀。2、著眼于科學方法訓練的教學案例與分析提高每個高中學生的生物科學素養(yǎng)是新課標實施中的核心任務。在課程標準中，必修三個模塊側重的科學方法不同：生物1：領悟觀察、實驗、比較、分析和綜合生物2：領悟假說演繹、建立模型生物3：領悟系統(tǒng)分析、建立數(shù)學模型案例二：《基因在染色體上》一、體驗類比推理，提出假說一百多年前，美國的生物學家薩頓對兩者進行了類比推理，提出了一個大膽的假說：認為基因在染色體上。因為基因和染色體行為存在著明顯的平行關系，這就很好的解釋了兩者相似的關系。二、體驗假說----演繹，分析摩爾根實驗讓學生根據(jù)摩爾根的假說寫出圖解，解釋實驗現(xiàn)象三、設計實驗，驗證摩爾根的假設組別♀♂F1①XBXBXbYXBXbXBY②XBXbXbYXBXbXbXbXBYXbY③XbXbXbYXbXbXbY④XBXbXBYXBXBXBXbXBYXbY摩爾根在當時也設計了一些測交實驗來驗證自己的假說，結果發(fā)現(xiàn)都能得到很好的解釋和驗證，這說明他的假說是正確的。他的實驗也因此為“基因在染色體上”這個假說的論證提供了有力的證據(jù)。摩爾根的實驗是建立在其他科學家的研究基礎上展開的，總結摩爾根成功的同時，也應該引導學生關注其他與之相關的科學家所作的貢獻?；仡櫩茖W史的環(huán)節(jié)通過對科學史的回顧，不僅把前面的知識聯(lián)系起來了，而且對整個有關“基因”的研究過程有了一個比較全面而整體的認識，使學生對科學家們所作的貢獻和取得的成果有了一個系統(tǒng)的了解。而這個處理也很好的跳出了教材的限制，從科學史的角度對學生進行了教育，這也是課標積極倡導的一種做法。多運用直觀的手段，精心設計符合學生認知規(guī)律的問題，是值得參考和借鑒的教學嘗試。本案例的啟示：案例三：植物生長素的發(fā)現(xiàn)讓學生觀察植物生長有什么特點？從而引出這節(jié)課探究的角度——向光性的研究探究實驗一：如何設計實驗驗證植物具有向光性？實驗材料：具胚芽鞘的植物幼苗、紙箱多個（其中有一些是一側具孔的）、臺燈、刀片、錫箔紙（不透光）等禾本科植物胚芽外的錐形套狀物，是植物的第一片葉子，可保護生長中的胚芽，種子萌發(fā)時，胚芽鞘首先鉆出地面，出土后還能進行光合作用。結論一：光不影響胚芽鞘的生長，只是影響其生長的方向。請一位同學展示并介紹本組向光性實驗設計圖。引導討論：本實驗的變量是什么？該實驗設計是否符合科學實驗的設計原則？設計上有什么優(yōu)點和不足？引導小結：本實驗的變量是單側光照，在實驗設計中，應遵循了控制單一變量、設計對照實驗等原則。探究實驗一：如何設計實驗驗證植物具有向光性？探究實驗二：胚芽鞘向光生長的感光部位在哪里？是胚芽鞘尖端還是尖端下面部分結論二：感光部位：胚芽鞘尖端；生長部位：尖端下面部位。探究實驗三：

胚芽鞘尖端的存在與尖端以下部位的生長是否有關？結論三：尖端的存在與尖端下面部分的生長有關。探究實驗四：胚芽鞘尖端是否能產(chǎn)生某種物質促進其下端生長？結論四：胚芽鞘尖端能產(chǎn)生某種物質促進下面部分的生長。生長素的發(fā)現(xiàn)史達爾文實驗結論：胚芽鞘尖端可能會產(chǎn)生某種刺激，在單側光的照射下，對下面部分產(chǎn)生影響。詹森實驗結論：胚芽鞘頂尖產(chǎn)生的刺激可以透過瓊脂片傳遞給下部。拜爾實驗結論：胚芽鞘的彎曲生長，是因為頂尖產(chǎn)生的刺激在其下部分分布不均勻造成的。溫特實驗結論：胚芽鞘尖端確能產(chǎn)生某種物質，并將這種物質命名為生長素。1934年，荷蘭科學家郭葛等人首先從人尿中分離出了這種物質，經(jīng)過鑒定，知道它叫吲哚乙酸。1942年，人們從高等植物中分離出了生長素,并確認它就是吲哚乙酸．回顧經(jīng)典實驗：直立生長胚芽鞘在單側光下彎向光源生長對照組單側光影響生長素的分布五、運用本教學模式的教學策略1、教師要提高自身的科學史素養(yǎng)只有教師心中的科學史變得生動豐滿了，才有可能把學生帶入神奇的科學史世界，這是教師成功利用科學史開展探究教學的前提。課堂活力的根本在于張揚教學個性。沒有豐厚的學識及教育理論的積累，沒有精確靈動的教學設計與操作能力，“教學個性”只能是空談。2、抓住探究的本質，還探究以靈活的形式科學探究的方法多種多樣，有觀察法、實驗法、調查法、模擬法等。探究性學習也有多種形態(tài)，可全程探究、可在某個環(huán)節(jié)上探究、也可訓練學生的探究思維。如果僵化探究的形式，可能將靈活多樣的探究變成“新八股”為了活動而活動為了探究而探究為了互動而互動為了提問而提問……盲目創(chuàng)造“活躍”的課堂氣氛重視過程，忽視結果沒有質量，沒有深度教師應善于用豐富的科學史料為學生搭建一個發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的平臺，使學生得以從科學家的視角親歷探究。教師應對科學史料進行精心的梳理和再加工，去除細枝末節(jié)而凸現(xiàn)主干，突出科學研究的一般方法，從而促進學生對探究方法和科學精神的領悟。要以有效教學為前提進行教學方法的選擇學習方式、教學方法的選擇應該服從服務于教學目標，應該從教學內容和學生實際情況出發(fā)。是否開展探究活動、如何開展都要以有效性為原則。不需要也不