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1.高中生物動態課堂的概念
動態課堂的解釋,往往從兩方面依次展開.一方面,從構成課堂的各個要素來看,都是動態的.一般是學生在課堂上動手、腦、口,教師也和學生相互互動.同時在動態課堂中,教具也應該隨著教師和學生而動.其共同的目的是發展學生的能力、構建學生知識結構.另一方面,這些課堂要素構成一個動態體系.參與課程活動是維系生物課堂動態結構的主要形式,解決問題是這個動態體系的主要任務.在其動態互動中,需要實現多個要素的最適發展.
2.高中生物動態課堂的基本特征
(1)重視教學的創造性與變化性.
動態課堂重視高中生物教學中的變化,將教學作為不斷發展的過程.注重教學過程的創造性,不僅僅局限于預期的目標設計.而是要促進資源利用和生成,要求動態和開放的設計,將師生的思路進一步打開.教師要重視資源的生成,提倡生生、師生互動帶來的課堂動態發展,反對過度精細的目標設計.同時,生物教師也要結合教材的實際情況,進一步引領學生充分發揮自身的創造能力,并在資源積累的基礎之上,排除并吸納相關的信息,進而變換自身預定的設計,將偶然性、復雜性或不確定性的滲透到教學具體過程中.
(2)重視提倡多元化和個性.
重視師生主體之間的平等對話與交流,進一步發展動態教學.教學不僅有教學思維的多元化、教學方式方法的多樣性,也有學生在學習意義理解程度上的個性及多元化.高中生物動態課堂的實踐研究,從開放的設計開始,對具體的認識并沒有固定的模式,其開端不一定從原則或公理的推理、局限于經驗或者相關活動.教師所提供的幫助不一定非以講解或自學作為主要的模式,教師僅以平等的角度提供相關建議.學習的程序和內容也不應是既定的,甚至教學發展的目標也不需要是既定的和統一的.
二、高中生物動態課堂基本方法
1.解決問題是動態課堂的主要目標
解決問題是動態課堂的主要目標,讓課堂中的學生通過仔細觀察生物現象,繼而提出相關問題,并對問題展開一系列的預測或者假想性解釋.同時,積極搜集相關有效的信息從生物知識或者方法這兩方面,進行系統的探索性研究,繼而獲得研究結果,由此證實或者預測或者假想性解釋,并再次提出新領域中的問題及科學研究的過程.
2.自主性參與是動態課堂的主要實施途徑
在教學中,教師應該尊重學生在學習活動中的主體地位,發揮學生的主動性和積極性,促使學生系統學習.通過學生的積極參與(思維和行為的參與),重視學生生物學習興趣的引起及保持,并提供學生動口、動腦、動手的空間和時間,合理安排學生的提問、討論、質疑、反思、交流、總結的活動,促使學生主動發展、有效學習.而動態課堂能充分強調學生的參與性.使生生、師生充分交流,讓學生開動大腦,繼而能真正體現學生的生命價值,成為學生進步的源泉和動力.這種來自于學生本身的內部驅動力,需要在師生的交流中,盡可能放大學生的能力,把握住學生思維的特性,往文明、科學的方向進一步發展.
3.反思是生物學動態課堂中實施的保障
學生對所學的知識進行深刻反思,是生物學習過程中主要的環節.因此,需要重視生物課堂中的小結及講評,并引導學生在課后積極進行領悟和反思.強調解題活動的總結和回顧性分析,并要學生重視解題思路的規范表達要求和探索過程,關注學生對生物學知識的接受和理解,積極鼓勵學生提出相應的問題,并對問題進行理論分析.
三、構建高中生物動態課堂的具體實踐
現以人教版“植物細胞工程”的教學為例,并穿插高考相關的實驗教學內容進行研究,建立動態課堂.
1.生物學動態課程的目標
本次動態課堂的主要目標包括:①簡單闡述植物體細胞雜交技術及植物組織培養;②分析相關植物細胞工程的應用情況;③嘗試進一步培養植物組織.
2.生物學動態課程的過程
(1)植物組織培養.
在研究細胞分化的實質性、細胞的全能性以及植物組織培養技術的教學過程中,第一階段,需要利用教材中的圖,將其引入本節課的標題,并提出問題“為什么只提取植物的一片花瓣則能培育出完整的植株”,應用教師講授的方法,提出問題“細胞的全能性及分化”,進行分析與討論.第二階段,關于細胞分化和細胞的全能性這部分內容,由于高三學生在必修課中學過,可采用提問的方法讓其回顧性分析,再依據學生回答問題的情況,結合教材內容進行系統解析.再把“如何把植物的一片花瓣培育成完整的植株"作為本課的重難點問題(植物組織培養技術).第三階段,采用師生互動的方式,將這部分教材內容依據實驗“胡蘿卜的組織培養”進行相關討論并總結,創造條件完成這個實驗.
(2)簡單闡述植物組織培養及植物體細胞雜交技術.
在研究植物體細胞雜交技術及植物繁殖的途徑的教學過程中,第一階段,可引入教材書當中的馬鈴薯-番茄的實例,讓學生積極思考,同時一部分科學家也提出這樣的設想:將番茄和馬鈴薯進行雜交,可能培育出地上結番茄的果實,地部結馬鈴薯狀莖的植物.應用教師講授的方法,倘若要實現這個設想,可采取哪些方法?由此,將學生吸引例轉移到本節課本當中需要解決的問題(植物體細胞雜交技術上).第二階段,讓學生逐次分析其雜交技術的具體概念,再依據學生對其的理解,結合學生所了解的原有的植物細胞結構特點、新學習領域中的植物組織培養技術和酶的特性等方面的知識來回答上課中的所遇到的問題.利用師生互動的方式,積極討論.
(3)分析相關植物細胞工程的應用情況.
第一階段,需要依據生物學教材中的具體思路,介紹實踐生產過程中所遇到的一系列問題,以說明目前生產的實際需要,并進一步介紹相關科技人員如何采用這種植物組織培養技術來解決遇到的問題.應用教師講授的方式,以在農作物脫毒過程中的應用為例,應該事先介紹長時間進行中的無性繁殖的農作物,極容易遭受感染的病毒侵害,直接導致品質變差、產量劇減,而且植物的分生區域一般不會感染病毒,并用分生區的細胞進行植物體組織培養,則能大量得到脫毒苗.采用這樣的方式進行相關教學,不僅能讓高三學生更好地理解技術的應用價值,并能充分調動學生學習的興趣,進而利于培養學生分析、解決問題的主要能力,加強合作交流.
四、結語
史與課堂教學進行有機整合新時期的高中教學,強調生本理念,即要在教學的過程中更多地關注學生,使學生參與到課堂教學中來,成為課堂教學的主體。落實新課改理念就需要調整教學方法,使學生參與進來。情境教學就是我們經常使用的方法,通過在生物學科教學的過程中貫穿生物科學史,能夠使課堂教學更豐富,調動學生的興趣,激發他們的求知欲。比如,在講授伴性遺傳時,我們教師就可以從血友病的發展史來激發學生興趣。血友病是因為身體缺乏某類凝血因子而導致患者產生嚴重凝血障礙的遺傳性出血性疾病,男女均可發病,但絕大部分患者為男性。血友病在先天性出血性疾病中最為常見,出血是該病的主要臨床表現,這種病癥最早叫做“皇家病”,之所以這么說是應為這類病最早發現在歐洲王室,英國的維多利亞女王夫婦身體健康,本育有兩兒四女,大兒子因為血友病而病逝,次子繼承王位;他們的兩個女兒和健康男人結婚后分別生下一名外孫女,一個外孫女與沙皇尼古拉二世婚配,另一個嫁到西班牙王室,但是都生下一個患血友病曾外孫。從此,血友病通過英國與歐洲各大王室之間的通婚而傳播到德國、俄羅斯和西班牙,從而出現了“皇家病”事件。在教學前,我們把這個知識講給學生,很容易激發學生的興趣。
二、在生物教學實踐中,注意將生物科學
史與教材中的科學探究欄目相結合在生物教材中,為了增加課堂知識容量,豐富學生的學習內容,所以教材中就出現了很多關于教學研究的內容。但是,在學科教學的過程中,因為受應試教育思想的影響,更多的教師把教學的關注點放在了知識的講授上,這樣就不利于學生科學素養的培養。新課程的理念是基于學生的全面成長,切實滿足素質教育的要求,實現教學的三維目標,即知識與能力、過程與方法、情感態度與價值觀三方面。這就意味著新課改下的生物學科教學要關注學生的能力和素養,這就需要了解學科的發展及其本質,生物科學史就能夠滿足這方面的要求。例如,在關于細胞學說的建立和細胞學說的發展中,就很好地體現了這些重要的思想。人類在探索細胞的三百多年的歷史中,經歷了許多挑戰、困難與困惑以及在探究過程的中收獲與喜悅。正是細胞學說的建立與發現,使人類對生命本質的認識上,有了巨大的飛躍。因此,恩格斯曾把能量轉換與守恒、進化論、細胞學說,并列為十九世紀自然科學的“三大發現”。所有這些,對于學生的科學探究精神的培養,無疑有著巨大的推動作用。
三、在生物教學實踐中,注意將生物科學
史與生物科學的價值觀相結合學生的科學價值觀,是學生對待科學事物的最基本的看法,包括基本信念與價值的取向,它一般以科學精神為依托,決定著學生的思維活動與外在表現。情感態度與價值觀是學生學習科學知識的動力因素,影響著學生對于科學知識學習的投入、過程與效果;同時,情感態度與價值觀,又是科學教育的基本目標。在生物科學史的教育中,應注意充分利用一切可以利用的時機,創造出切實可行的,能對學生進行科學價值觀培養的有效方式和方法。例如,在有關酶的內容的教學中,教師可以從酶的發現,研究及在有關酶的研究活動所取得的進展中,充分貫徹科學價值觀的思想。酶的發現,最早源于十九世紀歐洲的釀酒業的發展。在十九世紀未,歐洲盛行的葡萄酒工業中,有一個問題一直困擾著葡萄酒工業的發展,那就是當時釀出的葡萄酒,常常莫名奇妙地變質發酸。當時的科學家們,進行了大量的研究和探索,其中巴斯德提出,葡萄酒變質發酸,是由于所釀出的葡萄酒中,酵母菌的存在,在沒有活細胞的參與下,葡萄酒中的糖類,是不可能變成酒精的,也正是酵母菌的存在,使酒精進一步氧化生成了乙酸,因而使釀出的葡萄酒,在較長時間的存放后,會變質發酸。然而,李比希卻堅持認為,引起發酵的,并不是酵母菌,而是由其分泌的某些物質,并且這些物質,只有在酵母菌細胞死亡后,才能發揮作用。這兩種觀點,曾在當時引起了激烈的爭論。最終結束這種爭論的,是畢希納。他從酵母菌細胞中成功地提取了一種液體,并且發現,他從酵母菌細胞中提取的這種液體,能夠像活的酵母菌細胞一樣,完成發酵任務,畢希納把從酵母菌細胞中提取的這種液體稱為釀酶。因為畢希納的這一成就,他榮獲了當年的諾貝爾化學獎。然而,酶到底是一種什么樣的物質,在當時,仍然是一個不解之謎。又過了將近二十余年,薩姆納與諾思羅普分別提取了一系列酶,并證明它們都是蛋白質。1946年,二人因為在研究酶的本質上的巨大貢獻,而共享了當年的諾貝爾化學獎。
四、結語
一、只有深刻的理解,才能記得扎實
生物學是一門自然科學。它既有與其他自然科學相同的地方,又有與其他自然科學不同的地方。有很多生物學理論要記憶。生物又不能教成“死物”,因此培養學生的記憶能力必須在理解的基礎上進行。教師必須千方百計讓學生把知識理解透徹,在此基礎上,引導學生把復雜的問題進行加工整理,把知識變成便于記憶的層次清楚的簡單形式,這樣學生不僅理解了基礎知識,而且學會了記憶方法,記住的知識才能記得扎實。
例如:在我以前教過的學生中,學習自由組合規律時,判斷、書寫配子的基因型時,容易出現錯誤。所以在講這部分知識之前,先進行了“鋪路”,復習了有絲分裂和減數分裂中染色體的變化規律,又通過掛圖,講清同源染色體、非同源染色體、等位基因、作等位基因等概念,再引導學生把知識進行加工整理,讓學生抓住自由組合規章的實質就是在形成配子時,等位基因分離,非等位基因在形成配子時自由組合。再給同學們舉實例,反復進行練習,不斷加深理解,學生對這一部分內容記得就比較扎實。
二、只有引起學生的興趣,才能記得深刻
長期的教學工作,我深深體會到:學生感興趣的東西,他們愿意學,而且學得較好。某種事物形象生動,感染力強,學生容易記祝所以教師在培養學生的記憶能力時,要注意這一點,在備課時,要設計一個好的“開場白”,引起學生的興趣。在講伴性遺傳時,以英國”皇族脖趣聞作為引言:“歷史上最著名的血友病的攜帶者是英國的維多利亞女皇。她有四個兒女,長子黑奧波德患血友病早亡,另一個兒子愛德華七世健康正常,英國的皇世是由他傳下的。女皇的兩個女兒都是血友病的攜帶者。因此,她的一個外孫女與尼古拉二世結婚,其獨生子也是血友病患者。另一個外孫女嫁到西班牙也給那兒帶去了血友玻從此,俄國的羅曼諾夫家族和西班牙的巴本家族中因娶了維多利亞的外孫女造成了這兩個家族的血友脖。趣聞講完了,教者接著提出問題:為什么同是維多利亞的兒子有表現型正常的,有患血友病的?為什么英皇族的血友病會傳到俄國的羅曼諾夫家族和西班牙的巴本家族?這樣引起了學生強烈的求知欲望。接著老師不失時機地引入伴性遺傳的有關知識,學生注意力集中感興趣,產生了好的效果。講究伴性遺傳的知識,學生對前邊所提的問題自己就能解釋了,收到了事半功倍的效果。
三、只有形式簡練,才能記得迅速
高中生物學理論起點高、難度大,記起來也不是一件容易的事。但是我們把其變換一下形式,根據知識之間關系,進行一下加工整理。我常常這樣想:從生物學這個角度來講,一個人體,如果有了骨架,再附以肌肉,外被皮膚,人體也就基本完整了。對于要學生記住的一個問題,首先是給學生一個“骨架”,再提示學生填上“肌肉”和“皮膚”。
我講基因的分離規律時,就是先讓學生記住三個要點,就是三個分離即形成配子時,同源染色體分離;等位基因分離;雜合體后代性狀分離。學生很快就記住了。在掌握要點的基礎上,完整的基因規律很容易就記住了。
四、只有聯系實際,才能記得主動
生物課的教學是不能脫離實際的,我們學校的條件又很有限,怎么辦呢?我就聯系我們日常生活中的實際現象給學生講解問題,定學生一接觸生活中的實際問題,就可以用學過的生物學知識進行解釋,也就加深了要掌握的知識的印象。
關鍵詞:研究性學習 生物教學 必要性 把握 注意事項
一、在高中生物教學中貫穿研究性學習的必要性
1、新一輪課程改革倡導學生開展自主學習、探究學習、合作學習,倡導建立積極的價值觀,倡導“參與式”教學理念,在教學過程中滲透學生的創新精神和創造能力的培養,這些教育改革的新觀念已引起了教育界和全社會的廣泛關注,并成為當前基礎教育改革的一個熱點。研究性學習是由學生在一定的生活情境中發現問題,選取專題、設計研究方案,通過主動的探索和研究而求得問題的解決,從而了解和體驗科學探索的過程,養成自主探究。
2、向高中學生傳授科學研究的知識和方法,并在活動課程或課外活動中開展一些課題研究活動,是培養創新意識和實踐能力的一個重要方面,因而研究性學習順應了這一歷史的客觀要求。
二、生物教學中研究性學習的初步實踐
1、貼近生活,引入課題,進行推測,提出假設
本教學設計從教師有目的的給出材料――日常生活中的淀粉消化的速度與生產過程中淀粉水解速度比較――直接切入課題,引起學生興趣的同時,提出問題,引發學生思考――生物體內的催化劑――酶的特點。
材料:人每天都需要吃飯,人體消化的速度相當快。人體內每小時可以水解500噸淀粉,相同質量的淀粉,在有足夠的酸作為催化劑的條件下,全部水解需要十幾天。
這個事實說明了什么問題?
學生回答:酶的催化作用具有高效性。
教師引導:酶是生物催化劑,它和無機催化劑相比,可能具有高效性的特點。怎樣才能知道酶具有高效性呢?
2、點撥啟發,設計方案,實驗探索
教師引導:我們在無機化學當中學過催化劑,怎樣能確定哪種催化劑的效率更高呢?
學生討論得出結論:比較相同化學反應在不同的催化劑的催化作用下,通過化學反應速度可以確定催化劑的催化效率――化學反應速度越快的,催化劑的效率越高;反之,催化效率越低。
教師引導:化學反應速度怎樣才能確定呢?
學生思考回答:通過反應物的消耗速度或者產物的生成速度比較可以看出來。
材料:過氧化氫(H2O2)在 Fe3+的催化下,也可分解成H2O和O2,動物新鮮肝臟中含有的過氧化氫酶也能催化這個反應。據測算,每滴氯化鐵中的Fe3+數,大約是肝臟研磨液中過氧化氫分子數的25萬倍。從數目上看,一滴含有催化劑的容液中,Fe3+數遠遠大于過氧化氫酶的分子數。
如果現在我們想弄清楚Fe3+與過氧化氫酶,哪一種催化劑的催化效率高,那么,我們應該如何設計這個實驗?
問題引發了學生的熱烈討論。面對學生的爭論、教師不急于點評。先讓學生相互點評,最后經教師分析比較,最終篩選出下列設計方案對猜想進行探究――分組實驗。
實驗設計引導:要比較Fe3+和過氧化氫酶的催化效率,設計實驗中的其他條件應該相同,如兩個試管中過氧化氫溶液的量應該相同,Fe3+和動物肝臟也應盡可能同時加入兩個試管中。然后通過產物――O2的產生速度,即氣泡的產生量、帶火星的木條的復燃速度,或者試管溫度的變化――最終確定酶與無機催化劑效率高低。
教師在引導過程中,要注重等量性原則,科學性原則,可操作性原則,單一變量原則等實驗設計原則的滲透。
學生按實驗設計步驟分組實驗。并思考問題:1.你在實驗過程中觀察到哪些實驗現象?2.通過這個實驗你可以得出什么結論?
通過以上的引導,從提問、引導猜想,設計實驗進行探究,環環相扣,有的放矢,學生的求知欲望冉冉升起,為下一步探索研究作了良好的鋪墊。既能讓學生進行自主學習,又在實驗的設計過程中,培養學生的創新精神,提高學生的科學素養。
3、實踐拓展,深化認識
通過實驗探究得出結論,酶的一個特性――高效性。
給出生產實踐資料,學生在分析中,深化學生認識,加強學生科學就在身邊的探究思想。
資料:人們在生產實踐中就是利用了酶的這個特性,比如說在污染物的處理上,廢舊塑料的大批量降解利用的就是相關的酶,塑料自然降解需要上百年的時間,甚至需要更長時間,而利用專用酶處理相等量的塑料幾天內就可以完成。
三、在實施過程中的注意事項
1、研究性學習應該面向全體學生。離開了全體學生這個層面,研究性學習就完全背離了它的初衷。所以,要讓研究性學習避免“貴族化”,走向“平民化”,就得重研究過程,而淡化研究成果。如果成果不期而遇,自然是個驚喜,但不出成果,只要“學會了研究”,也是極大的收獲。
四、研究性學習的意義
通過教學中的教學方式的轉變,驚喜地發現,無論是對老師的教還是對學生的學,都有很大的促進作用。首先,研究性學習從根本上改變了過去那種傳統的教學模式,變老師講學生聽為真正學生自己學、自己發現問題、自己想辦法解決。充分激發了學生的熱情,體現了學生的主體性、主動性,在一定程度上培養了學生掌握、運用、分析信息材料的能力,開拓了學生的眼界和思維 能力,學到了許多課本上沒有學到的知識,大大豐富了學生的思維方法,形成了一系列良好的思維品質。第二,研究性學習給我們的教學方式及老師提出了更新的挑戰。研究性學習讓我們的學生大膽探索,充分發揮學生的主體性、主動性,學生人多,思維不受限制,老師的引導如何發揮作用,這就給我們老師的教學方式提出了新的要求,因此,隨著涉及的面越來越廣,這就要求教師必須加強學習,不斷拓寬自己的知識面。
在新課改的背景下,老師在進行高中生物教學的時候,應該重視教學理念和教學方法的轉變,對學生進行引導和啟發,幫助學生更好地進行生物問題的探究,提高學生本身的知識層次.在進行高中生物教學的時候,有些知識是和初中生物有關系的,比如說生物分類、細胞基本結構、真核細胞和原核細胞的區別,在講到這部分的時候,老師應該重視對學生的啟發,給其機會,讓其進行問題的分析和問題的解決,鼓勵學生自主地進行對比和總結,這對學生知識面拓展和生物學習熱情激發都是有著重要作用的.
二、重視學生學習理念的轉變
學生進行生物的學習目的不是為了完成學習任務,而是為了將來更好地生存和發展,更好地適應社會,老師在進行生物教學的時候應該將這種觀念傳遞給學生,在教學的時候也從學生的生活實際出發,這樣能夠讓學生更好地掌握生物的本質,提高學生生物學習的能力.學習本身是一種對話方式,不但需要老師的教,還需要學生積極主動的學,需要老師和學生都參與到教學中去,更加積極的進行交流,這樣才能夠在學習的過程中更好地發現問題、分析問題,并找到方法進行問題的解決,學生在學習生物的時候也會更加的積極主動,長此以往,學生的科學素質以及學習能力都會有明顯的提高.
三、轉變教學模式
以往的教學模式過度的重視知識的傳授,而對學生能力提高不甚重視,在新課改的背景下,進行生物教學的時候,老師應該打破以往的教學模式,改進教學方式,給學生更多的時間,讓學生更好地進行思考和探究,在學生探究的過程中,老師應該起到一定的引導作用,真正的做到將課堂還給學生.老師在教學的時候,還應該將生物本身的特點利用進去,對學生的學習進行指導,激發學生對生物的興趣,對學生更好的進行誘導,這樣學生會更加愿意參與到生物教學中來,學習生物也會更加的積極主動.
四、將學生放在首要的位置,重視人文素質和科學精神的培養
隨著時代的變化,學生學習的途徑以及學習方式也在不斷地發生變化,以往的教學方式,沒有重視學生主體作用的發揮.而新課改對學生的知識探究能力的提高非常重視,老師在教學的時候也應該做到這點,重視學生技能的掌握和知識的探究,幫助學生更好地找到真正適合自己的學習方式,在教學的時候還應該根據實際的教學內容進行情感方面的培養和熏陶.在進行探究的時候,應該將小組合作的方式運用進去,對于那些難度比較小的問題,老師應該對學生進行引導,讓學生獨立地進行思考和進行問題的解決,這樣能夠提高學生的自信心和成就感,對于那些比較難的問題,在進行合作探究的時候,老師應該引導學生重視問題本身的層次性,在培養學生科學精神的同時,還應該對其人文素養進行培養.
五、將類比的方法運用進去,幫助學生更好地進行知識要點的理解
很多生物知識本身是比較抽象的沒有辦法用肉眼進行觀察,這是高中生物非常明顯的一個特點,學生在進行生物學習的時候,直觀經驗是無法形成的,所以,老師在進行生物教學的時候,應該將抽象知識轉化成比較形象的或者是和學生的生活有關系的知識來進行講解,這種情況下便有必要將類比的方式運用進去.比如說在講到物質跨膜運輸的時候,進行主動運輸講解時,老師可以將渡河的例子運用進去,船本身是一種載體,河是膜,想要渡河便必須付錢,付的錢便是能量.通過這種方式,學生便能夠比較直觀的理解主動運輸的過程,然后在進一步的進行跨膜運輸方式的研究,這樣能夠幫助學生更好地進行抽象知識的理解.
六、新課改背景下,高中生物教學還存在的一些問題