“生命科学史”的教学策略

像科学家那样

------“生命科学史”的教学策略福州八中陈红一、怎样的课才算是好课华东师范大学叶澜教授认为，好课没有绝对的标准，但有一些基本的要求。大致表现在五个方面。一、有意义二、有效率三、生成性四、常态性五、有待完善有意义的课，它首先应该是一节扎实的课。教师讲的东西如果学生都知道了，那你何必再上这节课呢？学生的学习首先必须是有意义的。首先是他学到了新的知识；进一步是锻炼了他的能力；在此过程他有良好的、积极的情感体验，产生进一步学习的强烈要求；再发展一步，是他越来越主动投入到学习中去。有效率的课,应该是一节充实的课，有合理的容量和深度。课堂的有效教学，应面向全体学生。如果没有效率或者只是对少数学生有效率，那么这节课就不能算是比较好的课。生成性的课不应该完全是预先设计好的，在课堂中，既有课程资源的生成，又有过程状态生成。惟有这样的课才是真实的、有活力的、引人入胜的课常态的课:课堂有它独特的价值，这个价值就在于它是公共的空间，需要有思维的碰撞及相应的讨论，在这个过程中，师生相互生成许多新的知识。过度准备的课上得没有一点点问题，但给人的感觉是造假的可能性最大。有待完善的课:只要是真实的就会有缺憾。但正因为有遗憾，才更让人有再向前进一步的动力，同时也给人留下了拓展和创造的空间。二、重视生命科学史的教育价值一部科学史就是一部探究史。科学史的内容在很大程度上反映了科学家的探究活动与方法，是理解科学探究、掌握科学方法的良好范例。生物学的每一个知识结论都是科学家通过观察、探究得出的，科学家探究知识的过程，不仅揭示了人们思考和解决生物学问题的思想历程，而且呈现了科学家的科学态度、科学精神和科学世界观；不仅包含了生物学理论和方法的形成演变，而且包含了不同学科之间的联系、科学与社会的相互影响等。《普通高中生物课程标准》明确提出“培养学生的科学素养”、“倡导探究性学习”的基本理念，新课标在基本建议中提出要重视科学史的学习。生物科学史提供了科学探究的经典范例，蕴含着组织探究教学的优质资源。在教学中应充分发挥生物科学史的教育价值，使学生通过科学史的学习提高科学精神和探究能力。“生物科学史探究教学模式”正是基于发挥科学史在组织探究教学中的独特价值，抓住生物科学史和探究教学的结合点，从而建立起来的一种相对稳定的生物教学活动程序。我们应充分利用生物科学史组织探究性学习，引导学生沿着科学家探索生物世界的道路，亲历思考和探究的过程，领悟科学方法、获取科学知识、培养科学精神，提高生物学素养。本教学模式则在科学史的理论教学中组织探究性学习，侧重于培养学生的实验设计、分析推理等能力，从而有效地提高他们的思维探究能力。三、生物科学史探究教学模式的优势探究能力包括提出问题的能力、实验设计能力、实验操作技能等多种能力。教学实践中执教者常常通过组织学生做探究性实验来培养探究能力。优势：1、生物科学史探究教学模式能有效促进学生探究能力的发展，显著提高学生设计实验的能力。2、生物科学史探究教学模式能明显提高学生对相关知识掌握的牢固程度。生物科学史探究教学模式图创设问题情境组织引导明确探究问题作出大胆假设设计实验方案交流完善回归史实介绍经典实验对比实验方案领悟探究方法模式的运用应把握其要义，取其“神”而舍其“形”模式的运用要因人、因课而异模式的运用是内化、活化、再造的过程1、着着眼于于理解解科学学知识识的教教学案案例与与分析析获得生生物科科学的的基本本知识识是生生物课课程规规定的的基本本任务务之一一。生生物科科学史史记载载着生生物科科学知知识的的形成成过程程，对对于生生物学学中的的一些些核心心知识识，通通过引引导学学生分分析典典型的的生物物科学学史料料，有有助于于学生生的深深刻理理解。。四、教教学案案例分析由知识识传授授的基基本特特征决决定了了在中中小学学教学学中，，讲授授法永永远是是主要要的，，但讲讲授不不等于于满堂堂灌与与死记记硬背背；注注重参参与、、合作作、体体验、、探究究，并并不是是要取取消讲讲授，，也不不应是是用探探究发发现学学习来来取代代讲授授。案例一一：第第2节节生生物膜膜的流流动镶镶嵌模模型对生物物膜结结构的的探索索历程程1、细细胞膜膜的组组成成成分是是什么么呢？？欧文顿顿提出出：膜膜是由由什么么物质质组成成的资料1.1895年年欧文文顿(Overton)用500多种种物质质对植植物细细胞的的通透透性作作研究究发现现：凡凡是脂脂溶性性物质质容易易透过过细胞胞膜，，不溶溶于脂脂类的的物质质透过过细胞胞膜十十分困困难。。思考与与讨论论:1.最最初初认识识到细细胞膜膜是由由脂质质组成成的，，是通通过对对现象象的推推理分分析，，还是是通过过对膜膜成分分的提提取和和鉴定定？2.欧欧文文顿推推论是是否正正确呢呢？在推理理分析析得出出结论论之后后,还还有必必要对对膜的的成分分进行行提取取、分分离和和鉴定定吗?3.细胞膜膜中除除含有有脂质质外，，还有有没有有其他他成分分呢？？化学分分析表表明：：膜的的主要要成分分是脂脂质和和蛋白白质20世世纪初初,科学家家们第第一次次将膜从从哺乳乳动物物红细细胞中中分离离出来来:资料2.思考与与讨论论:4.脂脂质质和蛋蛋白质质是怎怎样形形成膜膜的呢呢？（1））脂质质分子子在细细胞膜膜中的的排列列资料3.1925年年，两两位荷荷兰科科学家家用丙酮酮(一一种有有机溶溶剂)提取取红细细胞膜膜中的的脂类物物质，然后后在水水面将将脂质质物质质铺成成单分子子排列列的一一层，测得得总面面积恰恰好为为红细胞胞表面面积的的2倍倍。把红细细胞放放在蒸蒸馏水水中使使其吸吸水涨涨破，，反复复冲洗洗后只只留细细胞膜膜（血血影）），把把这些些破碎的的膜展开铺铺在水水面上上，测测定出出红细细胞的的表面面积。。细胞膜膜由两层脂质分分子连连续排排列说明什什么？？(2)两层层脂质质分子子是如如何排排列为为两层层的呢呢？研究发发现，，脂质质分子子主要要是磷脂，它是是怎样样排列列成单单分子子层或或双分分子层层的呢呢？这与它它的结结构和和状态态有关关。得出磷磷脂分分子的的排列列方式式（3））蛋白白质位位于脂脂双层层的什什么位位置呢呢？1959年年罗伯伯特森森在电电镜下下看到到细胞胞膜如如下结结构：：(暗———亮亮———暗)提出：：膜由由三层结结构构构成。。蛋白质质—脂脂质——蛋白白质提出的的“三三明治治”结结构模模型资料4.静态的的蛋白质质—脂脂质——蛋白白质三层结结构模模式图图静态的的蛋白白质——脂质质—蛋蛋白质质三层层结构构受到到质疑疑细胞膜膜是静静止的的，变变形虫虫为什什么会会运动动？细胞之之间为为什么么会发发生融融合？？细胞为为什么么会生生长？？推论：：细胞胞膜应应该是是流动动的思考与与讨论论:5.有有什么么证据据证明明细胞胞膜中中的物物质是是不断断运动动的呢呢？实验证证明：：细胞膜膜上的的蛋白白质具具有流流动性性厚约8nm，膜膜的中中间是是磷脂双双分子子层构成基基本支支架蛋白质质镶在膜膜的表表面嵌入、、贯穿穿细胞膜膜的流流动镶镶嵌模模型2、技技术手手段的的进步步，与与科学学发展展之间间的关关系是是怎样样的？？（让让学生生体会会科学学与技技术的的互动动关系系）从科学学家的的身上上,你你学到到了什什么？？1、科科学家家探索索细胞胞膜结结构模模型的的过程程中，，强调调的科科学方方法是是什么么？3、在在建立立生物物膜模模型的的过程程中，，结构构与功功能相相适应应的观观点是是如何何得到到体现现的？？科学家家研究究生物物膜结结构的的历程程，是是从物物质跨跨膜运运输的的现象象开始始的。。分析析成分分是了了解结结构的的基础础，现现象和和功能能又提提供了了探究究结构构的线线索。。人们们在实实验观观察的的基础础上提提出假假说，，又通通过进进一步步的实实验来来修正正假说说，其其中方方法和和技术术的进进步起起到关关键的的作用用。这这也说说明科科学是是一个个动态态发展展的过过程，，这一一过程程是无无止境境的。。模块一一有助助于学学生较较深入入地认认识生生命的的物质质基础础和结结构基基础，，理解解生命命活动动中物物质的的变化化、能能量的的转换换和信信息的的传递递；领领悟观观察、、实验验、比比较、、分析析和综综合等等科学学方法法及其其在科科学研研究过过程中中的应应用；；科学学理解解生命命的本本质，，形成成辩证证唯物物主义义自然然观。。2、着眼于科科学方法训练练的教学案例例与分析提高每个高中中学生的生物物科学素养是是新课标实施施中的核心任任务。在课程程标准中，必必修三个模块块侧重的科学学方法不同：：生物1：领悟悟观察、实验验、比较、分分析和综合生物2：领悟悟假说演绎、、建立模型生物3：领悟悟系统分析、、建立数学模模型案例二：《基基因在染色体体上》一、体验类比比推理，提出出假说一百多年前，，美国的生物物学家萨顿对对两者进行了了类比推理，，提出了一个个大胆的假说说：认为基因因在染色体上上。因为基因因和染色体行行为存在着明明显的平行关关系，这就很很好的解释了了两者相似的的关系。二、体验假说说----演演绎，分析摩摩尔根实验让学生根据摩摩尔根的假说说写出图解，，解释实验现现象三、设计实验验，验证摩尔尔根的假设组别♀♂F1①XBXBXbYXBXbXBY②XBXbXbYXBXbXbXbXBYXbY③XbXbXbYXbXbXbY④XBXbXBYXBXBXBXbXBYXbY摩尔根在当时时也设计了一一些测交实验验来验证自己己的假说，结结果发现都能能得到很好的的解释和验证证，这说明他他的假说是正正确的。他的的实验也因此此为“基因在在染色体上””这个假说的的论证提供了了有力的证据据。摩尔根的实验验是建立在其其他科学家的的研究基础上上展开的，总总结摩尔根成成功的同时，，也应该引导导学生关注其其他与之相关关的科学家所所作的贡献。。回顾科学史的的环节通过对科学史史的回顾，不不仅把前面的的知识联系起起来了，而且且对整个有关关“基因”的的研究过程有有了一个比较较全面而整体体的认识，使使学生对科学学家们所作的的贡献和取得得的成果有了了一个系统的的了解。而这这个处理也很很好的跳出了了教材的限制制，从科学史史的角度对学学生进行了教教育，这也是是课标积极倡倡导的一种做做法。多运用直观的的手段，精心心设计符合学学生认知规律律的问题，是是值得参考和和借鉴的教学学尝试。本案例的启示示：案例三：植物物生长素的发发现让学生观察植植物生长有什什么特点？从从而引出这节节课探究的角角度——向光光性的研究探究实验一：：如何设计实验验验证植物具具有向光性？？实验材料：具胚芽鞘的植植物幼苗、纸箱多个（（其中有一些些是一侧具孔孔的）、台灯灯、刀片、锡箔箔纸（不透光光）等禾本科植物胚胚芽外的锥形形套状物，是是植物的第一一片叶子，可可保护生长中的胚芽芽，种子萌发发时，胚芽鞘鞘首先钻出地地面，出土后后还能进行光光合作用。结论一：光不不影响胚芽鞘鞘的生长，只只是影响其生生长的方向。。请一位同学展展示并介绍本本组向光性实实验设计图。。引导讨论：本本实验的变量量是什么？该该实验设计是是否符合科学学实验的设计计原则？设计计上有什么优优点和不足？？引导小结：本本实验的变量量是单侧光照照，在实验设设计中，应遵遵循了控制单单一变量、设设计对照实验验等原则。探究实验一：：如何设计实验验验证植物具具有向光性？？探究实验二：：胚芽鞘向光光生长的感光光部位在哪里里？是胚芽鞘尖端端还是尖端下下面部分结论二：感光光部位：胚芽芽鞘尖端；生长部位：尖尖端下面部位位。探究实验三：：

胚芽鞘尖尖端的存在与与尖端以下部部位的生长是是否有关？结论三：尖端端的存在与尖尖端下面部分分的生长有关关。探究实验四：：胚芽鞘尖端端是否能产生生某种物质促促进其下端生生长？结论四：胚芽芽鞘尖端能产产生某种物质质促进下面部部分的生长。。生长素的发现现史达尔文实验结结论：胚芽鞘尖端可可能会产生某种刺激，在单侧光的的照射下，对对下面部分产产生影响。詹森实验结论论：胚芽鞘顶尖产产生的刺激可以透过琼脂脂片传递给下下部。拜尔实验结论论：胚芽鞘的弯曲曲生长，是因因为顶尖产生生的刺激在其其下部分分布不均匀造成的。温特实验结论论：胚芽鞘尖端确确能产生某种种物质，并将这种物物质命名为生长素。1934年，，荷兰科学家家郭葛等人首首先从人尿中中分离出了这这种物质，经经过鉴定，知知道它叫吲哚乙酸。1942年，，人们从高等等植物中分离离出了生长素素,并确认它它就是吲哚乙酸．回顾经典实验验：直立生长胚芽鞘在单侧光下弯向光源生长对照组单侧光影响生生长素的分布布五、运用本教教学模式的教教学策略1、教师要提提高自身的科科学史素养只有教师心中中的科学史变变得生动丰满满了，才有有可能把把学生带入神神奇的科学史史世界，这是是教师成功利利用科学史开开展探究教学学的前提。课堂活力的根根本在于张扬扬教学个性。。没有丰厚的的学识及教育育理论的积累累，没有精确确灵动的教学学设计与操作作能力，“教教学个性”只只能是空谈谈。2、抓住探究究的本质，还还探究以灵活活的形式科学探究的方方法多种多样样，有观察法法、实验法、、调查法、模模拟法等。探探究性学习也也有多种形态态，可全程探探究、可在某某个环节上探探究、也可训训练学生的探探究思维。如如果僵化探究究的形式，可可能将灵活多多样的探究变变成“新八股股”为了活动而活活动为了探究而探探究为了互动而互互动为了提问而提提问……盲目创造“活活跃”的课堂堂气氛重视过程，忽忽视结果没有质量，没没有深度教师应善于用用丰富的科学学史料为学生生搭建一个发发现问题、提提出问题、解解决问题的平平台，使学生生得以从科学学家的视角亲亲历探究。教教师应对科学学史料进行精精心的梳理和和再加工，去去除细枝末节节而凸现主干干，突出科学学研究的一般般方法，从而而促进学生对对探究方法和和科学精神的的领悟。要以有效教学学为前提进行行教学方法的的选择学习方式、教教学方法的选选择应该服从从服务于教学学目标，应该该从教学内容容和学生实际际情况出发。。是否开展探探究活动、如如何开展都要要以有效性为为原则。不需需要也不可能能事事探究，，切忌为探究究而探究、为为使课堂显得得新颖热闹而而组织探究。。教师在课堂堂里所做的一一切都应该是是为了学生的的发展。3.重视形成成性评价；处处理好预设和和生成的关系系有生命力的课课堂是生成性性的课堂。不不要追求“天天衣无缝”的的教学设计。。只有在生成成性的课堂上上，才可能开开展真正的探探究。老师提提出开放性的的问题、组织织有效的讨论论、倾听真实实的声音、注注重发挥学生生的主体性，，而不是把学学生直接引向向所谓的“标标准答案”在上述教学案案例中，学生生设计的实验验方案五花八八门，教师在在巡回指导时时，对各种方方案进行单独独点评，然后后选取具有代代表性的方案案交给全体同同学共同研讨讨改进。结局的质量在在于过程过程的质量在在于细节9、静夜四四无邻，，荒居旧旧业贫。。。12月-2212月-22Tuesday,December20,202210、雨中黄黄叶树，，灯下白白头人。。。21:47:3221:47:3221:4712/20/20229:47:32PM11、以我独沈久久，愧君相见见频。。12月-2221:47:3221:47Dec-2220-Dec-2212、故人江海别别，几度隔山山川。。21:47:3221:47:3221:47Tuesday,December20,202213、乍见翻疑梦梦，相悲各问问年。。12月-2212月-2221:47:3221:47:32December20,202214、他乡生白发发，旧国见青青山。。20十二月月20229:47:32下午21:47:3212月-2215、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。。十二月月229:47下下午午12月月-2221:47December20,202216、行行动动出出成成果果，，工工作作出出财财富富。。。。2022/12/2021:47:3221:47:3220December202217、做前，，能够环环视四周周；做时时，你只只能或者者最好沿沿着以脚脚为起点点的射线线向前。。。9:47:32下午午9:47下午午21:47:3212月-229、没没有有失失败败，，只只有有暂暂时时停停止止成成功功！！。。12月月-2212月月-22Tuesday,December20,202210、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有结结果果，，但但是是不不努努力力却却什什么么改改变变也也没没有有。。。。21:47:3221:47:3221:4712/20/20229:47:32PM11、成功功就是是日复复一日日那一一点点点小小小努力力的积积累。。。12月月-2221:47:3221:47Dec-2220-Dec-2212、世间间成事事，不不求其其绝对对圆满满，留留一份份不足足，可可得无无限完完美。。。21:47:3221:47:3221:47Tuesday,December20,202213、不知知香积积寺，，数里里入云云峰。。。12月月-2212月月-2221:47:3221:47:32December20,202214、意志坚强强的人能把把世界放在在手中像泥泥块一样任任意揉捏。。20十二二月20229:47:32下下午21:47:3212月-2215、楚塞三湘湘接，荆门门九派通。。。。十二月229:47下下午12月-2221:47December20,202216、少年十五二二十时，步行行夺得胡马骑骑。。20