基于大概念理念的高中生物教学与思考

1、基于大概念理念的高中生物教学与思考助于发展学生的生命观念。第1页/共159页第2页/共159页第3页/共159页第4页/共159页第5页/共159页第6页/共159页第7页/共159页第8页/共159页基于对概念的审慎分析以及基于当前对学习是如何发生的有关研究和理解，应该给出为了达到科学教育各个方面目标的清晰进程，指出在不同阶段需要掌握的概念。第9页/共159页间的合作，并需要社会其他力量包括科学家的参与。第10页/共159页第11页/共159页第12页/共159页第13页/共159页第14页/共159页第15页/共159页第16页/共159页和抽象性二者之间的认知桥梁。三是推动大概念的形成。

2、在有了感知和表象的基础后，就可以引导学生揭示事物的本质，最终建立概念。四是，通过进一步拓展和深化形成大概念，实现小概念向大概念的转变。第17页/共159页第18页/共159页类服务。14科学的应用经常会对伦理、社会、经济和政治产生影响。第19页/共159页第20页/共159页第21页/共159页合体的行为来解释。第22页/共159页第23页/共159页第24页/共159页也会相吸和相斥。第25页/共159页第26页/共159页第27页/共159页第28页/共159页第29页/共159页第30页/共159页第31页/共159页第32页/共159页第33页/共159页第34页/共159页第35页/

3、共159页第36页/共159页第37页/共159页第38页/共159页第39页/共159页第40页/共159页第41页/共159页第42页/共159页第43页/共159页第44页/共159页第45页/共159页第46页/共159页第47页/共159页第48页/共159页第49页/共159页第50页/共159页因复制件。第51页/共159页第52页/共159页第53页/共159页第54页/共159页第55页/共159页第56页/共159页第57页/共159页第58页/共159页第59页/共159页第60页/共159页第61页/共159页第62页/共159页第63页/共159页第64页/共159页

4、第65页/共159页第66页/共159页第67页/共159页第68页/共159页第69页/共159页第70页/共159页第71页/共159页第72页/共159页第73页/共159页都是十分必要的。第74页/共159页第75页/共159页 第76页/共159页第77页/共159页第78页/共159页第79页/共159页2.2 植物的一生会经历不同的发展阶段，其外部形态结构也会发生相应的变化。2.3 植物能够适应其所在的环境。第80页/共159页4.5 生活习惯和生存环境会对人体产生一定影响。第81页/共159页第82页/共159页第83页/共159页第84页/共159页第85页/共159页第86

5、页/共159页第87页/共159页人类的活动对生物固有重要的影响。第88页/共159页第89页/共159页第90页/共159页第91页/共159页第92页/共159页第93页/共159页7. 第94页/共159页第95页/共159页第96页/共159页第97页/共159页第98页/共159页第99页/共159页激素的调节第100页/共159页第101页/共159页第102页/共159页第103页/共159页第104页/共159页第105页/共159页第106页/共159页第107页/共159页第108页/共159页具有内聚力的结构体系。第109页/共159页第110页/共159页念和学科的知识

6、结构，进而促进学生思维的发展。第111页/共159页第112页/共159页有利于学生实现学习迁移。核心概念是反映学科本质、具有解释力和统摄性的概念，处于学科知识结构的“上位”，可以广泛地应用在不同的学习情境中，从而能有效地实现学习的迁移。第113页/共159页第114页/共159页第115页/共159页第116页/共159页第117页/共159页第118页/共159页第119页/共159页第120页/共159页决实际问题时，也会从容地处理。第121页/共159页第122页/共159页第123页/共159页建构的工具和载体。第124页/共159页第125页/共159页第126页/共159页十、生

7、物学科学方法的教育 生物科学方法教育是指在生物学教学中以生物学内容为载体有计划、有目的、有意识、有步骤地引导、渗透、点拨和传授科学(研究)方法，使学生受到科学方法的熏陶，通过训练逐步地掌握和运用最基本、最主要的科学方法，达到系统学习科学知识、培养能力和提高科学素养以及促进个体发展的目的。 （一）高中生物学教材的科学方法体系生物学科作为自然学科的重要分支，有科学的一般研究方法和哲学层次的方法，同时又由于自身学科研究对象的生命化特点，与其他自然学科相比还有着本学科特殊的研究方法。这里按照生物科学知识的获得层次将生物科学方法分成三类：第127页/共159页1. 获取感性材料的认识方法 获取生命对象信

8、息的直接方法，无需经过深入的思维加工。（1）观察和实验观察贯穿于生命科学所有的研究过程中。通过观察获得对研究对象的性质以及与其他事物的关系等的认识。科学的观察要求学生能熟练使用必要的仪器，综合运用听觉、触觉、嗅觉、味觉等多种感官，坚持目的性、客观性、全面性、典型性原则，同时还要求积极思考，进行分析、比较、分类、判断等。作为一门实验性的自然科学，学生必然要能掌握中学生物学中各实验原理、实验设计的方法，会使用基本的仪器，懂得设计对照实验。观察和实验作为基本的科学研究方法贯穿于整个生物学研究过程中。第128页/共159页（2）模拟模拟是对包括现在存在或过去存在的生物或生命现象所间接进行的一种特殊实验

9、方法。要求学生能理解模拟所必需的生物学理论、概念、原则、方法等，体会模拟中知识或技术创新的过程。例如米勒设计的模拟地球生命物质产生的实验，蛋白质合成的模拟过程，DNA双螺旋模型等。（3）调查要求学生能明确调查目的和调查对象，制订合理的调查方案，掌握随机取样、确定样本大小、设计记录数据的表格、计算平均值等对包括数学在内的工具和技术的使用。能够查询、收集、存储、检索、组织数据和信息。例如调查身边某一生态系统，学习分析各因索之间的关系；查找有关地区(或公园、校园等)植被变化的资料，结合实地调查，分析其概貌、生态环境的改变等。第129页/共159页2. 理性分析的逻辑思维的方法需要经过深入的思维和对相

10、关内容的深刻了解，对事物的本质进行深层次的概括。（1）归纳与演绎能够根据已知的知识和事实、条件，对问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来。例如，许多年来科学家一直使用和改良显微镜；最后由施莱登从显微镜下的视野归纳得出植物都是由细胞构成的结论，一年后施旺也提出所有动物也都是由细胞构成，由此建立了细胞学说（2）分析和综合能够对问题进行具体分析，把复杂问题分解为若干较简单的问题，掌握知识的内在联系，分析各个部分，把握整体全局，灵活第130页/共159页 地运用生物学知识综合解决问题。例如，关于细胞的结构和功能，教材先采取分析的方法，引导学生认识细胞膜、细

11、胞核和各种细胞器的结构和功能；接下来运用综合的方法引导学生认识细胞内各种细胞器的协调配合、纽胞的生物膜系统，从而在整体上认识细胞。（3）比较两个或两个以上具有相同或相似特征的事物间，从一事物的某些已知特征去推测另一事物的相应特征或直接进行比较，异中求同，同中求异。对不同的内容能够采用不同的比较法(包括列表比较、分析对比、实验对比、图文比较、归纳比较等)。学习光合作用与呼吸作用后，对这两个概念可以从各自发生场所的结构特征、发生过程等方面进行横向比较，也可以对不同生物进行纵向比较，以便更好地理解。第131页/共159页3. 数学方法 利用数学思维和数学工具来研究生命对象的方法，已成为生命科学深入发

12、展的标志之一。（1）概率与统计 要求掌握概率与统计学基础知识，并且能够运用并处理实际问题。例如盂德尔对豌豆杂交实验数据的处理就是根据概率论的思想加以统计分析，从而得到孟德尔遗传学定律；生态学上研究某种群数量变化也是采用这种方法。（2）数学模型 要求学生有基本的数学知识和数学思维，能够用数学的思维解释模型中所表示的生物学现象、特征和状况，用符号、公式、图像等数学语言描述生命现象，并能够科学地处理实验或调查所获得的数据。例如通过建立坐标系，用曲线来表示种群数量变化的种群增长模型。第132页/共159页（二）实施科学方法教育的主要途径和方法1. 知识点传授过程中渗透科学方法教育 现行的生物学知识体系

13、并不突出生物科学发现的程序和具体的科学方法知识，很多教师在教学实践中也过分强调知识本身的逻辑顺序而忽略了作为科学认识的认知顺序。科学方法不是游离于生物学知识之外的，教师在传授知识的同时也要渗透知识体系中所体现的科学方法教育。生物学课堂教学中比较多的是概念、规则和原理的教学，在概念、规则和原理的建立、发展和应用过程中以及各知识点相互联系的地方往往蕴涵着丰富的科学方法。教师在教学中应充分利用和挖掘教材中这些科学方法的教育因素，以具体的教学内容为依托，采用不同的教学方法和手段，适时点拨，通过概念的形成、规律的得出、模型的建立、知识的运用等，让学生在获取知识的同时掌握不同的科学方法。以“物质的第133

14、页/共159页 跨膜运动”一节教学为例，渗透科学方法的教育： 观察和实验：通过观察“物质通过膜的扩散”实验，观察三种跨膜运动(自由扩散，协助扩散，主动运输)的图解或动态演示过程，并记录实验结果，提出要有目的的，全面性的观察。 分析与归纳：对两组实验现象进行比较与分析，引导学生将问题的焦点集中于半透膜两侧的物质分子大小的差异，从而归纳出半透膜对物质的通过有一定的选择作用，半透膜可允许小分子物质通过，但不允许大分子物质通过。要注意思路的清晰。分类与比较：引导学生从物质运动的方向、是否需要膜上蛋白质载体、是否消耗能量等几方面进行分类与比较，最后用表格的方式归纳三种方式的特点。注意结果表达的简明性。

15、数学模型：让学生设计一个坐标系，用曲线表示三种运输方式过程中物质的浓度梯度、氧气供应量与物质的运输速度之间的关系。明确自变量与因变量。第134页/共159页2. 利用生物学史进行科学方法的教育 生物学的发展史不仅仅是生物学事件的记录和再现，也是人们研究生命世界思想的反映和复原，同时也是科学方法的发展史。生物学史不仅提供学生认识生物学的过程，了解生物学概念和原理是怎样产生、演变和发展，还能提供蕴含在其中的科学方法，使学生领略到科学家的研究思维及人格魅力，启发学生掌握科学的研究方法。新课改以来出版的生物学教材提供了很多生物学史的资料，教师可以采用让学生自学，进行总结或案例教学等形式进行科学方法教育

16、。例如在“光合作用”一节的教学中，通过对光合作用研究历史的学习，使学生了解科学家们如何通过设计实验来探究光合作用，学习生命科学研究中的理化测量方法，能够学习、模仿科学家们的设计方法，培养设计单因素实验的科学探究能力，进一步培养科学精神和创新意识，争取创造性的设计实验第135页/共159页 来探究生活中遇到的问题。教学流程可通过分析几个经典实验进行： 赫尔蒙特实验：他是带着什么疑问进行实验研究?(研究思路)为什么需要干燥的土壤，只浇纯净的雨水，在木桶上加桶盖?(控制干扰因素)实验结果认为植物的“食物”只来源于水。(实验结果的质疑)普里斯特利实验：在密闭的容器分别放人老鼠，老鼠与薄荷，燃着的蜡烛与

17、薄荷，燃着的蜡烛，证明植物能更新空气。(空白对照)英格豪斯实验：密闭的容器中放人植物和老鼠，分别给予光照和不给光照，证明光照是植物放氧的条件。(条件对照，实验设计中的无关变量、实验变量，单因子变量原则) 萨克斯实验：实验变量：曝光，遮光；反应变量：变篮，不变蓝。研究得出光合作用的产物之一是淀粉。(理化测量进行定性分析) 鲁本实验：分别用同位素标记的H218O与普通CO2，C1802和普通的水作原料进行光合作用实验，证明O2来源于H20。(同位素示踪法)第136页/共159页3. 积极开展探究活动，体验科学方法科学方法是科学探究的基础。任何探究活动都依赖于科学方法的指导。把生物学知识和科学方法结

18、合起来，在探究过程中学习和运用科学方法，是生物科学方法教育的有效途径。我国中学生物学教材在体现科学方法训练方面还不够全面，只在对观察、分类、实验等方面进行一些简单的训练，且通常都过分强调步骤和实验本身的效果，对于如何发现并提出问题、形成假说、设计实验、模型化、给出定义等则没有体现或体现不够充分。而一个完整的科学探究活动过程包括：提出问题，形成假设，制定计划，收集证据，处理信息和表达交流六个要素。整个过程中蕴含着丰富的科学方法。以“探究影响酶活性的因素”为例：第一步，通过分析、归纳等理性思维加工，整合材料信息：教师可先向学生提供第137页/共159页 洗衣粉袋上的说明书及人体不同部位上消化液的pH值等相关资料，学生仔细阅读，通过整合材料中的信息提出探究