28.拓展课程资源培养学生的生物学素养

拓展课程资源培养学生的生物学素养摘要 在生物教学中再现科学发现过程的情景，培养学生的科学态度；运用探究式教学，训练学生科学研究的方法；创设生物学情景，培养学生创造性思维；利用生物学资源培养生物学素养。关键词 科学素养 课程资源 生物科学史 生物学情景 在生物课程标准中指出将提高学生的生物科学素养作为新课程的主要目的和基本理念，并明确提出：“生物科学素养是指参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力，包括理解科学、技术与社会的相互关系，理解科学的本质以及形成科学的态度与价值观。”综上所述，在推进素质教育的过程中，作为高中学生具备的科学素养是指：在学习一定科学知识的基础上，所形成的适应经济发展和社会发展所需要的能力和基本品质。用系统论的观点看，包括以下几个要素： 、科学精神，是科学素养的灵魂，表现出对科学的关心与热爱，严谨求实的工作作风，是从事科学活动成功的基本保证。、科学能力和科学方法，是构成科学素养的核心要素，科学能力是人们顺利进行某种实际活动 所必需的较稳定的心理特征。科学方法是人们在科学研究中所遵循的途径和所运用的各种方 式及手段的总和。、科学知识，是构成科学素养的基础要素，没有一定的科学知识作基础，科学素养也就无从谈起 。以上各要素之间，相互依存，相互影响，相互渗透，形成一个综合性、整体性的素质结构。通过对生物课程标准的理解及平时的教学实践，拓展课程资源培养学生的生物科学素养主要进行了以下几方面的尝试。一、 再现科学发展过程，培养学生的科学精神在生物教学中，适当引入生物学史内容，把这些知识有机地与课本内容相结合，既有利于学生对现有生物学理论知识的理解和掌握，又有利于提高学生科学素质。生物学是一个发展的过程，学习生物科学史能使学生沿着科学家探索的道路，理解科学的本质。生命科学史既是人类科学发展的历史，也是科学思想的进步史，还是科学方法的发展史，更是科学家百折不挠的奋斗史，其中蕴含的教育意义重大而深远。通过加强并深化科学史教学，既能使学生了解科学家百折不挠的精神和坚忍不拔的意志及实事求是的态度，又能使学生在潜移默化中树立起正确的科学态度。案例1：必修3学习血糖平衡的调节时，可以引入胰岛素的发现历史。明确问题：1920年，班廷正在准备给医学院学生讲解糖代谢，他知道这是一个与胰腺有关的问题，但不知胰腺如何调节血糖？搜集材料：班廷在一本杂志中了解到：“在胆石形成中，如果阻塞胰腺通向十二指肠的导管，就有可能引起胰腺萎缩”。 班廷反复阅读此文，感到十分兴奋。形成假设：班廷产生的设想：“结扎狗的胰导管，待其腺泡萎缩只剩下胰岛后，分离其内分泌物质，应该可以治疗糖尿病。”验证假设：班廷正是在这种新设想的推动下，到了多伦多大学麦克劳德的实验室和两名四年级学生一起实验（其中一位叫白斯特）。实验开始进行得很不顺利，两周内10只狗有7只在切除胰腺和结扎胰岛管手术中死亡。不得已，班廷只好自己到市场中买狗。共做19只狗，因感染、创伤等原因死了14只。班廷在物质和精神的双重压力下几乎喘不过气来。生活清苦，实验费用自理，食住不定时，已订婚的女友又分手，但这一切没有动摇攻克胰岛素的信心，他和白斯特相互鼓励。8月的初秋，10只糖尿病狗，共注射了75次以上的提取液，收到了降低血糖、尿糖的效果，其中两只狗一只活了20天，一只活了70天。实验取得了成功。1923年诺贝尔奖金委员会授予班廷和麦克劳德生理学或医学奖金。与班廷同甘共苦的白斯特没有得到应有的荣誉，他立即宣布把自己份内奖金分一半给白斯特。白斯特后来也成为了著名的生理学家。在这个案例中，展示了科学探究的过程：存在疑问并明确问题形成假设并寻找科研的理论依据设计实验验证假设得出结论并推广应用。胰岛素的发现过程，不仅记载着生命科学知识的形成过程，而且蕴含着科学家的创造思维方式和灵活多样的科学方法，体现了科学家尊重事实、服从真理和实事求是的科学态度，以及勇于创新、善于合作、无私奉献和百折不挠的科学精神。因此，在高中生物学教学中注重科学史的学习，再现科学发现过程，必将对培养学生的生物科学素养产生深远的影响。二、依托教材资源，训练学生的探究能力提高生物学科学素养的教学途径多种多样，但是探究性学习是最好的教学策略、方式之一，所以在普通高中生物课程标准中把“倡导探究性学习”作为基本的课程理念提出。1、探究学习的涵义：按照目前常用的美国国家课程标准中的定义：“科学探究指的是科学家们用来研究自然界并根据所获的证据做出解释的各种方法。科学探究也指学生构建知识、形成科学观念、领悟科学方法的各种活动。”这里所指的探究学习是用类似于科学家的方法去探究科学，而并非真正意义的科学探究活动。2、探究学习的一般程序：从探究教学的实施程序来看，大体包括以下过程：明确问题：发现并明确提出要探究的问题。 搜集材料：通过实验、观察、调查、查阅文献等方法收集有价值的科学证据。 形成假设：根据已有的知识和经验，提出假设和猜想。 验证假设：对所有收集的证据进行综合处理，对问题作出科学的理解。 交流评价：交流自己的探究结果，对结论合理性评价。3、高中生物探究式学习的模式：中学生物是以实验为基础对大量生物事实、现象进行科学探究和概括的一门自然学科，生物实验和理性思维是生物学习的两个最基本的方法，鉴于生物学科的上述特点，其探究性学习模式可设计为如下：产生疑问教师引导激发明确问题 否是明确问题形成假设收集信息和准备材料设计实验验证假设讨论设计方案提出最佳设计方案 验证假设否 是评价、交流表示学生的行为表示教师行为的加入图：高中生物探究学习模式图在上述模式指导下，学习形式可以多种多样，灵活使用。案例2：在学习“新陈代谢与酶”时，分析完酶的活性与温度关系以后。提出问题：高温真的能使酶失去活性吗？形成假设：高温可能使酶失去活性。验证假设：引导依据前面酶高效性实验学生得出实验材料和用具：肝脏研磨液若干、 H2O2溶液、酒精灯（对肝脏研磨液进行加热）、试管若干等。结合实验材料和用具，经过广泛的讨论，学生设计证明方案，并由小组代表上讲台阐述自己的观点。然后学生分组实验，验证猜想，通过实验操作和交互式实验活动，促使学生积极主动地动脑、动手。交流评价：学生在实验中获得感知，再对实验现象进行分析、比较、概括，进行思维加工，总结得出结论，通过交流，能使学生感觉自己也能像科学家“搞科研”一样“发现”科学规律，从而获得巨大的成就感。教师在此过程中主要是指导学生进行实验，提出注意事项、提醒记录数据等，保证学生实验过程的顺利进行，使学生在“做科学”中自觉、主动地叩开知识大门，向着未知领域不断前进，培养学生科学研究的方法和独立操作能力。提高素养，优选探究，并不是说探究性学习的教学方法是万能的，由于学习内容如此丰富，且学生的学习基本上是习得间接经验，不可能也不应该事事都亲临探究，直接感受。教学策略方式的多样化和适切性，仍需要我们不断地创造和应用。传统的教学策略方式也应筛选、继承和发展。三、创设生物学情景，培养学生创造性思维思维能力是人的各种能力的核心，而创造性思维又是思维的最高形式，所以创造性思维能力是最高层次的能力。古今中外有突出贡献的科学家，在青少年时期大都已具有超强的创造性思维。创造性思维，对人一生成就的大小至关重要。培养学生的思维能力，要充分发挥教师的主导作用和学生的主体地位，其中教师的重要任务之一就是要善于创设问题情境，引导学生创造性地发现问题，提出问题，并解决问题，培养学生创造性思维。主要以教材、习题、生活资源为素材，建立生物学情景。1、 拓展教材知识，培养学生的发散思维。对于教材中的内容要注重前后联系，建立知识体系。以学生已有的知识为基础引导其对相关内容进行深化、细化，组织学生强化对知识的理解，使学生在解决相关问题时能做到得心应手。如在解决遗传问题时，孟德尔杂交实验的深化、拓展是经常涉及的内容，在教学时的强化将使学生在解题时更加心中有底。案例3：某人对豌豆做了以下几组杂交实验：（涉及的基因任选）编号亲本子一代子二代白花A X 红花红花红花：白花=3：1白花B X 红花红花红花：白花=3：1白花A X白花B红花红花：白花=9：7白花A植株与白花B植株的基因型分别是 。说明你作出判断的理由 。杂交组合、中亲本红花的基因型是 。在杂交组合的子二代中任选了两株白花植株进行杂交，得到的子代中红花占1/4，问这两株白花植株的基因型是 。解析：此题如果从杂交组合、着手，会认为此性状是由一对基因控制的，但当分析杂交组合可能会产生困惑，不知如何着手了。如果从子二代红花：白花=9：7，9+7=16可以得到启发，从学习孟德尔两对性状的杂交实验中学生可以得出9：3：3：1之和等于16，所以的性状是由两对基因控制的。红花占9是由双显性控制的，其余均表现为白色。解答：CCrr与ccRR，在杂交组合中子二代红花：白花=9：7，说明只有双显性个体为红花，子一代红花植株为CcRr。杂交能获得CcRr的白花植株只能是CCrr与ccRR。CcRr。Ccrr与ccRr。1/16YYRR（YY1/4*RR1/4=1/16纯合体）孟德尔黄色圆粒豌豆和绿两株白花植色皱粒豌豆的杂交实验中，F2出现的四种表现型的比：黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒，接近于9：3：3：1。在教学中可以拓展为：2/16YyRR（Yy2/4*RR1/4=2/16）黄色圆粒占9/16，表现型Y R ，两对基因独立研究时3/4*3/4=9/16 ，涉及的基因型有四种。2/16YYRr（YY1/4*Rr2/4=2/16）4/16YyRr（Yy2/4*Rr2/4=4/16）黄色皱粒占3/16，表现型Y rr两对基因独立研究时3/4*1/4=3/16 ，涉及的基因型有两种。1/16YYrr（YY1/4*rr1/4=1/16纯合体）2/16Yyrr（Yy2/4*rr1/4=2/16）1/16yyRR（yy1/4*RR1/4=1/16纯合体）绿色皱粒占1/16两对基因独立研究时1/4*1/4=1/16，涉及的基因型有一种。2/16yyRr（yy1/4*Rr2/4=2/16）绿色圆粒占3/16，表现型yyR 两对基因独立研究时1/4*3/4=3/16 ，涉及的基因型有两种。yy1/4* rr1/4=1/16纯合体2、挖掘习题素材，培养学生的创造性思维。生物学情景：细菌细胞直径不足2m，每时每刻却发生着15002000个化学反应，生产着3000多种蛋白质，1000多种核酸；其合成效率惊人，它合成每个肽链只需百分之三秒，而现代最先进的蛋白质自动合成机器只能合成小肽，而且速度也慢，合成每个肽链需要7分钟，两者相差许多倍。从中能得到怎样的启示？素材：蛋白质形成时的高效运行模式，08年江苏高考试卷中的试题。下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是A图中表示4条多肽链正在合成B转录尚未结束，翻译即已开始C多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译D一个基因在短时间内可表达出多条多肽链答案：BD落实生物教学并不是以学生能解决一道题目为最高目标，而是要让学生从题目中走出来去感觉生物学的魅力，让学生自己去想象，去感知，去体会生物内部工作的高效性。在发展智能的同时，训练学生的创造性思维，这样才有利于学生生物科学素养的培养。3、生物学源于生活又高于生活，遵循生物学规律，可以使自己绝处逢生，改善生活。生物学情景：安徽省某农民买了600头猪研究沼气发电。他了解到：禽畜粪厌氧处理的沼气比酒糟液、城市垃圾和污水发酵处理的沼气更适合发电，这样既环保又节能。将柴油机进行改装，用沼气代替柴油进行发电。随着村民开始大量用电，600头猪每天产生的粪便根本就不够满足沼气发电。这时他开始向农民收购猪粪便，发酵后剩下的沼渣沼液卖给附近的蔬菜种植大户，一粪车也能卖相同的价格。蔬菜种植户：“用他这个沼渣种的蔬菜，它不会生虫，不会焦灰，一般的粪便它可以把这个蔬菜就可以焦灰了，这个不会焦，它这个产量还高，还不容易生病，所以我们都用这个东西。” 创设问题：、禽畜粪厌氧处理的沼气为什么比酒糟液、城市垃圾沼气更适合发电？为什么既环保又节能？、沼气为什么可以代替柴油进行发电？、沼渣沼液为什么一粪车也能卖相同的价格？、用这个沼渣种的蔬菜，为什么不易生虫、不易焦灰？为什么产量还高？、该工程主要运用了哪些生态工程的基本原理？、该工程的结构和功能有哪些特点？通过这种学生提炼问题的形式开展教学，不仅提高了课堂教学的氛围，还能使学生真正体会到生物学是大有用武之地的。认识到：遵循自然规律可以做到产品原材料产品的循环体系。不知不觉中落实了教学任务又培养了学生的创造性思维。四、对生物学资源培养生物学素养的认识课程资源是新一轮国家基础教育课程改革提出的一个重要概念，是课程的前提，但是课程资源不等于课程。课程资源需要通过教育学的加工并参与教育实践才能成为课程。具备丰富和具有实践意义的课程资源对于课程的开发、实施具有重要意义。课程资源是决定课程目标达成的重要因素。充分利用现有的课程资源，积极开发新的课程资源，是深化课程改革、提高教学效果的重要途径。1、 充分利用学校提供的课程资源：相对于校外的资源而言，学校提供的课程资源应该在教育中占据主导地位。对于高中生物课程而言，除了各个学科通用的课程资源外，教师还应该充分