學科教材與課例分析-緒論(2課時)

學科教材與課例分析

普通課程標準實驗教科書

2020/12/181緒論一基礎教育課程改革目標學生具有愛國主義、集體主義精神，熱愛社會主義，繼承和發(fā)揚中華民族的優(yōu)秀傳統(tǒng)和革命傳統(tǒng)；具有社會主義民主法制意識，遵守國家法律和社會公德；逐步形成正確的世界觀、人生觀、價值觀；具有社會責任感，努力為人民服務具有初步的創(chuàng)新精神、實踐能力、科學和人文素養(yǎng)以及環(huán)境意識；具有適應終身學習的基礎知識、基本技能和方法；（學習能力）具有健壯的體魄和良好的心理素質(zhì)，養(yǎng)成健康的審美情趣和生活方式，成為有理想、有道德、有文化、有紀律的一代新人2020/12/182二具有創(chuàng)新精神和實踐能力的涵義（一）具有創(chuàng)新精神（包括創(chuàng)新能力）的內(nèi)涵通過基本內(nèi)容（科學概念、科學探究活動）的學習而實現(xiàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，一方面是依賴動手實踐，“做”科學，這是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的途徑之一；另一方面是培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的能力，這是培養(yǎng)創(chuàng)新能力最經(jīng)常的途徑。1培養(yǎng)創(chuàng)造性思維（1）創(chuàng)造性思維的組成要素及其結(jié)構（北京師范大學何克抗教授）①組成要素包括發(fā)散思維、辯證思維、橫縱思維、形象思維、直覺思維、邏輯思維②創(chuàng)造性思維的結(jié)構●形象思維、直覺思維和邏輯思維----創(chuàng)造性思維的主體●辯證思維和橫縱思維----創(chuàng)造性思維策略（明察事物的對立統(tǒng)一并進行聯(lián)系、比較、整合作用）●發(fā)散思維----思維指向作用（尋的導向所研究的問題）2020/12/183

（2）創(chuàng)造性思維的基礎-----洞察技巧

洞察力的本質(zhì)：洞察力是一般的知覺、再認、學習和構思等心理過程的延伸，由三個彼此分離但又相互聯(lián)系的心理過程組成（選擇性編碼、選擇性合并、選擇性比較）

2020/12/184A選擇性編碼（SelectiveEncoding）

從大量信息中選出與問題解決有關的信息的思維過程。

B選擇性合并（SelectiveCombination）把原來看似彼此獨立的信息合并成一個整體的思維過程，這個整體與原來的各個部分相似與否皆可。C選擇性比較（SelectiveComparison）把新獲得的信息與過去已有的信息進行比較的思維過程。

例如：巴甫洛夫高級神經(jīng)活動理論的創(chuàng)立思維過程狗分泌唾液1號飼養(yǎng)員的腳步聲味覺中樞聽覺中樞2020/12/185練習燉菜是酸的蛤蜊------貝殼類燉菜------A湯類；B肉排；C液體；D固體。（湯類）2湖泊是干的蹤跡------步行湖泊------A游泳；B灰塵；C水；D行走（行走）2020/12/186蚯蚓是毛絨絨的刺猥------多刺的蚯蚓------A毛皮；B苗條的；C棕色的；D柔軟的；（柔軟的）4玫瑰是臭的牧羊犬------狗玫瑰------A花；B垃圾；C香味；D粉紅色；（垃圾）5天空是綠的月亮------珍珠天空------A藍顏料；B翡翠；C藍寶石；D銀子；（翡翠）6鳥會鳴叫毛毛蟲------爬鳥------A飛；B唧唧喳喳；C母牛；D樹；（唧唧喳喳）2020/12/187（3）創(chuàng)設思維教學應注意的幾個問題①不僅要教會學生如何解決問題，更要教會他們發(fā)現(xiàn)值得解決的問題。（發(fā)散思維訓練、批判性思維訓練）P61探究②注重訓練結(jié)構不良的問題解決。（可從生產(chǎn)、生活實際中的問題入手，如：如何防治菜青蟲？如何選擇生活伴侶？探究酵母菌細胞呼吸的方式的實驗設計（無法列出具體的步驟，沒有固定或唯一答案的問題）③注重在多重背景中訓練問題的解決(人際間的,社會關系間的)④注重創(chuàng)設運用非正規(guī)知識的教學活動（如：通過分析細胞學說的建立過程，你領悟到科學發(fā)現(xiàn)具有哪些特點嗎？如何成功面試?）⑤倡導小組合作解決問題（從中學會與人合作，分享資源，換位思考等技巧，為解決日后的重大、復雜、混亂的問題打下基礎）2020/12/1882培養(yǎng)創(chuàng)新能力----“做”科學----科學探究活動（二）實踐能力的涵義（生物學科----實驗科學----實驗能力）

1實驗設計能力（1）實驗設計的概念：是指在正式進行科學實驗之前，實驗者根據(jù)一定的目的和要求，運用有關的科學知識原理（生物學、物理學、化學、數(shù)學等）對實驗過程中的材料、手段、方法、步驟等全部方案的制定。生物學實驗的全部內(nèi)涵包括顯性部分（實驗儀器、設備、材料、步驟、方法、現(xiàn)象、結(jié)果等）和隱性部分（實驗目的和原理）兩個層面，隱性部分對顯性部分起著指導作用。實驗目的是實驗的出發(fā)點和歸宿，實驗原理是整個實驗的靈魂。

①實驗原理的概念：是實驗方法、實驗手段、實驗操作過程和實驗結(jié)果分析等所依據(jù)的科學理論（生物學、物理學、化學、數(shù)學等）（重視對學生進行理解實驗原理的教學）2020/12/189例如：1生物組織中可溶性多糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定所依據(jù)的是化學原理---生物組織中的有機化合物可以和某些化學試劑產(chǎn)生特異性的顏色反應；

2植物細胞質(zhì)壁分離和復原實驗所依據(jù)的是原生質(zhì)層具有半透膜性質(zhì)的生物學原理和水勢差的滲透作用的物理學原理；

3葉綠體中色素的提取和分離實驗包括了生物學原理---葉綠體的結(jié)構原理及其中的4種色素成分顯示不同顏色的原理、化學原理---有機溶劑對色素的溶解性原理及不同色素在同種溶劑中的不同溶解度原理、物理學原理---吸附和擴散原理

4孟德爾的豌豆雜交實驗運用了隨機化原理、概率原理、數(shù)理統(tǒng)計原理等數(shù)學原理可見，實驗原理直接關系到實驗材料、手段、方法和步驟的確定。2020/12/1810②實驗目的確定（實驗課題的選擇）的意義和途徑A研究課題的選擇是生物學實驗設計的起點提出一個需要研究或值得研究的問題-----提出問題的能力B課題的正確選擇可以導致科學上的重大發(fā)現(xiàn)偉大的物理學家愛因斯坦說過:“提出一個問題往往比解決一個問題更重要，因為解決一個問題也許僅僅是一個數(shù)學上或?qū)嶒炆系募寄芏?，而提出新的問題、新的可能性，從新的角度去看舊的問題，卻需要有創(chuàng)造性的想象力，而且標志著科學的真正進步?！币粋€有研究價值的課題，是前人沒有探討的涉及或是需要進一步探討的問題，因此，準確的選擇課題，實驗研究的深入，可導致科學上的重大發(fā)現(xiàn)。生物科學史上，巴斯德、巴甫洛夫、孟德爾、摩爾根等，首先是由于準確的選題，然后才獲得成功。2020/12/1811C生物學實驗課題選擇的途徑

生物學實驗課題選擇的途徑一般有兩種途徑，一是自然發(fā)現(xiàn)即在自然觀察中發(fā)現(xiàn)或在實驗中的意外發(fā)現(xiàn)；另一個是調(diào)查研究。第一：意外發(fā)現(xiàn)：是指沒有一定目標、一定方向，在自然狀態(tài)或研究其他問題時無意識的、偶然的發(fā)現(xiàn)的一個值得研究的新問題。例如:弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉素、巴甫洛夫建立高級神經(jīng)活動理論、巴斯德的體液免疫理論。意外發(fā)現(xiàn)獲得成功的條件：●實驗者敏銳的觀察力（全面，細致，有思考、記錄、耐心等）例如：弗萊明發(fā)現(xiàn)抑菌圈、巴甫洛夫發(fā)現(xiàn)飼養(yǎng)員的腳步聲與狗的唾液分泌有關、達爾文生物進化觀點的形成等●實驗者強烈的科學意識科學意識就是在研究者腦海中經(jīng)常有“是什么”“為什么”一類的問題，是個體理性思維的結(jié)果。例如：英國醫(yī)生琴納發(fā)現(xiàn)牛痘的免疫功能，為免疫學的創(chuàng)立奠定了基礎，牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律等2020/12/1812●實驗者不懈的實踐活動

任何“意外發(fā)現(xiàn)”不是閉門造車，都是在實驗者不懈的實踐活動中得以發(fā)現(xiàn)的。第二：調(diào)查研究--收集生物科學發(fā)展及現(xiàn)狀的有關資料和信息●明確前人做過什么實驗、正在做哪些實驗●哪些領域里的哪些問題研究到什么程度、發(fā)展到什么水平、有什么結(jié)論、結(jié)論的可靠性如何；還有什么分歧的、爭議的問題●哪些領域的哪些問題沒有深入研究或仍是空白（薩姆納）2020/12/1813（2）實驗設計的流程及內(nèi)容

一個完整的生物學實驗設計一般包括實驗題目的確定、提出假說（即對可見現(xiàn)象提出一種推測或解釋）、實驗（即根據(jù)實驗目的和提出的假說，設計出具體的實驗方法和步驟）、預期（即在檢測一個假說之前，先提出實驗的預期結(jié)果）、觀察和收集數(shù)據(jù)、分析、推理和交流。

①生物學實驗設計中的假說----作出假設的能力假說：在一定的經(jīng)驗材料的基礎上，以一定的科學知識（即科學原理）為依據(jù)，對自然界或生物學實驗中的可以觀察到的現(xiàn)象提出一種尚待通過科學實驗檢驗的推測或猜想。A提出假說的基本過程（三個階段）第一階段：為假說提供客觀事實的階段對大量實驗材料的分析整理2020/12/1814第二階段：提出假說的基本觀念階段提出可以作為假說核心的基本事實和基本原理，需要實驗者發(fā)揮其主體性、充分運用其想象力對第一階段獲得的客觀事實加以解釋。第三階段：從基本觀念推導出假說的具體內(nèi)容階段假說的具體內(nèi)容、對已知事實的解釋和科學預見這三個階段不是彼此分割的，而是相互聯(lián)系的。第一階段是假說的出發(fā)點和客觀依據(jù)，第二階段是假說基本觀點的提出，第三階段是假說具體內(nèi)容的確定。2020/12/1815B提出假說的基本方法

提出假說是一個依據(jù)感性材料做出理性思考的過程，在這個過程中，理性思維起著重要的作用。對該假設所涉及的有關生物學的基本知識、基本原理進行深入的理解，這個理性思考由三個彼此分離但又相互聯(lián)系的心理過程組成（選擇性編碼、選擇性合并、選擇性比較）（1）選擇性編碼（SelectiveEncoding）

從大量信息中選出與問題解決有關的信息的思維過程。（2）選擇性合并（SelectiveCombination）把原來看似彼此獨立的信息合并成一個整體的思維過程，這個整體與原來的各個部分相似與否皆可。（3）選擇性比較（SelectiveComparison）把新獲得的信息與過去已有的信息進行比較的思維過程

2020/12/1816例如：巴斯德的“雞霍亂實驗”，在設計前，巴斯德對引起雞霍亂的霍亂菌及該菌的培養(yǎng)方法和病雞發(fā)作時的癥狀等一系列基本知識有所認識，提出假說，并根據(jù)假說，遵照實驗設計的原則制定了具體實驗方案。

2020/12/1817例如：巴士德有關雞霍亂假說提出過程“過期的菌液”“雞不死”毒性小或無毒有免疫力2020/12/1818②實驗過程的設計

生物學實驗課題的確定和假說的建立，為生物學實驗設計明確了目的和原理。實驗過程的設計是整個實驗設計的中心環(huán)節(jié)，它是依據(jù)目的和原理來設計實驗