学科教材与课例分析-绪论(2课时)

学科教材与课例分析

普通课程标准实验教科书

2020/12/181绪论一基础教育课程改革目标学生具有爱国主义、集体主义精神，热爱社会主义，继承和发扬中华民族的优秀传统和革命传统；具有社会主义民主法制意识，遵守国家法律和社会公德；逐步形成正确的世界观、人生观、价值观；具有社会责任感，努力为人民服务具有初步的创新精神、实践能力、科学和人文素养以及环境意识；具有适应终身学习的基础知识、基本技能和方法；（学习能力）具有健壮的体魄和良好的心理素质，养成健康的审美情趣和生活方式，成为有理想、有道德、有文化、有纪律的一代新人2020/12/182二具有创新精神和实践能力的涵义（一）具有创新精神（包括创新能力）的内涵通过基本内容（科学概念、科学探究活动）的学习而实现创新能力的培养，一方面是依赖动手实践，“做”科学，这是培养创新能力的途径之一；另一方面是培养创造性思维的能力，这是培养创新能力最经常的途径。1培养创造性思维（1）创造性思维的组成要素及其结构（北京师范大学何克抗教授）①组成要素包括发散思维、辩证思维、横纵思维、形象思维、直觉思维、逻辑思维②创造性思维的结构●形象思维、直觉思维和逻辑思维----创造性思维的主体●辩证思维和横纵思维----创造性思维策略（明察事物的对立统一并进行联系、比较、整合作用）●发散思维----思维指向作用（寻的导向所研究的问题）2020/12/183

（2）创造性思维的基础-----洞察技巧

洞察力的本质：洞察力是一般的知觉、再认、学习和构思等心理过程的延伸，由三个彼此分离但又相互联系的心理过程组成（选择性编码、选择性合并、选择性比较）

2020/12/184A选择性编码（SelectiveEncoding）

从大量信息中选出与问题解决有关的信息的思维过程。

B选择性合并（SelectiveCombination）把原来看似彼此独立的信息合并成一个整体的思维过程，这个整体与原来的各个部分相似与否皆可。C选择性比较（SelectiveComparison）把新获得的信息与过去已有的信息进行比较的思维过程。

例如：巴甫洛夫高级神经活动理论的创立思维过程狗分泌唾液1号饲养员的脚步声味觉中枢听觉中枢2020/12/185练习炖菜是酸的蛤蜊------贝壳类炖菜------A汤类；B肉排；C液体；D固体。（汤类）2湖泊是干的踪迹------步行湖泊------A游泳；B灰尘；C水；D行走（行走）2020/12/186蚯蚓是毛绒绒的刺猥------多刺的蚯蚓------A毛皮；B苗条的；C棕色的；D柔软的；（柔软的）4玫瑰是臭的牧羊犬------狗玫瑰------A花；B垃圾；C香味；D粉红色；（垃圾）5天空是绿的月亮------珍珠天空------A蓝颜料；B翡翠；C蓝宝石；D银子；（翡翠）6鸟会鸣叫毛毛虫------爬鸟------A飞；B唧唧喳喳；C母牛；D树；（唧唧喳喳）2020/12/187（3）创设思维教学应注意的几个问题①不仅要教会学生如何解决问题，更要教会他们发现值得解决的问题。（发散思维训练、批判性思维训练）P61探究②注重训练结构不良的问题解决。（可从生产、生活实际中的问题入手，如：如何防治菜青虫？如何选择生活伴侣？探究酵母菌细胞呼吸的方式的实验设计（无法列出具体的步骤，没有固定或唯一答案的问题）③注重在多重背景中训练问题的解决(人际间的,社会关系间的)④注重创设运用非正规知识的教学活动（如：通过分析细胞学说的建立过程，你领悟到科学发现具有哪些特点吗？如何成功面试?）⑤倡导小组合作解决问题（从中学会与人合作，分享资源，换位思考等技巧，为解决日后的重大、复杂、混乱的问题打下基础）2020/12/1882培养创新能力----“做”科学----科学探究活动（二）实践能力的涵义（生物学科----实验科学----实验能力）

1实验设计能力（1）实验设计的概念：是指在正式进行科学实验之前，实验者根据一定的目的和要求，运用有关的科学知识原理（生物学、物理学、化学、数学等）对实验过程中的材料、手段、方法、步骤等全部方案的制定。生物学实验的全部内涵包括显性部分（实验仪器、设备、材料、步骤、方法、现象、结果等）和隐性部分（实验目的和原理）两个层面，隐性部分对显性部分起着指导作用。实验目的是实验的出发点和归宿，实验原理是整个实验的灵魂。

①实验原理的概念：是实验方法、实验手段、实验操作过程和实验结果分析等所依据的科学理论（生物学、物理学、化学、数学等）（重视对学生进行理解实验原理的教学）2020/12/189例如：1生物组织中可溶性多糖、脂肪、蛋白质的鉴定所依据的是化学原理---生物组织中的有机化合物可以和某些化学试剂产生特异性的颜色反应；

2植物细胞质壁分离和复原实验所依据的是原生质层具有半透膜性质的生物学原理和水势差的渗透作用的物理学原理；

3叶绿体中色素的提取和分离实验包括了生物学原理---叶绿体的结构原理及其中的4种色素成分显示不同颜色的原理、化学原理---有机溶剂对色素的溶解性原理及不同色素在同种溶剂中的不同溶解度原理、物理学原理---吸附和扩散原理

4孟德尔的豌豆杂交实验运用了随机化原理、概率原理、数理统计原理等数学原理可见，实验原理直接关系到实验材料、手段、方法和步骤的确定。2020/12/1810②实验目的确定（实验课题的选择）的意义和途径A研究课题的选择是生物学实验设计的起点提出一个需要研究或值得研究的问题-----提出问题的能力B课题的正确选择可以导致科学上的重大发现伟大的物理学家爱因斯坦说过:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许仅仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”一个有研究价值的课题，是前人没有探讨的涉及或是需要进一步探讨的问题，因此，准确的选择课题，实验研究的深入，可导致科学上的重大发现。生物科学史上，巴斯德、巴甫洛夫、孟德尔、摩尔根等，首先是由于准确的选题，然后才获得成功。2020/12/1811C生物学实验课题选择的途径

生物学实验课题选择的途径一般有两种途径，一是自然发现即在自然观察中发现或在实验中的意外发现；另一个是调查研究。第一：意外发现：是指没有一定目标、一定方向，在自然状态或研究其他问题时无意识的、偶然的发现的一个值得研究的新问题。例如:弗莱明发现青霉素、巴甫洛夫建立高级神经活动理论、巴斯德的体液免疫理论。意外发现获得成功的条件：●实验者敏锐的观察力（全面，细致，有思考、记录、耐心等）例如：弗莱明发现抑菌圈、巴甫洛夫发现饲养员的脚步声与狗的唾液分泌有关、达尔文生物进化观点的形成等●实验者强烈的科学意识科学意识就是在研究者脑海中经常有“是什么”“为什么”一类的问题，是个体理性思维的结果。例如：英国医生琴纳发现牛痘的免疫功能，为免疫学的创立奠定了基础，牛顿发现万有引力定律等2020/12/1812●实验者不懈的实践活动

任何“意外发现”不是闭门造车，都是在实验者不懈的实践活动中得以发现的。第二：调查研究--收集生物科学发展及现状的有关资料和信息●明确前人做过什么实验、正在做哪些实验●哪些领域里的哪些问题研究到什么程度、发展到什么水平、有什么结论、结论的可靠性如何；还有什么分歧的、争议的问题●哪些领域的哪些问题没有深入研究或仍是空白（萨姆纳）2020/12/1813（2）实验设计的流程及内容

一个完整的生物学实验设计一般包括实验题目的确定、提出假说（即对可见现象提出一种推测或解释）、实验（即根据实验目的和提出的假说，设计出具体的实验方法和步骤）、预期（即在检测一个假说之前，先提出实验的预期结果）、观察和收集数据、分析、推理和交流。

①生物学实验设计中的假说----作出假设的能力假说：在一定的经验材料的基础上，以一定的科学知识（即科学原理）为依据，对自然界或生物学实验中的可以观察到的现象提出一种尚待通过科学实验检验的推测或猜想。A提出假说的基本过程（三个阶段）第一阶段：为假说提供客观事实的阶段对大量实验材料的分析整理2020/12/1814第二阶段：提出假说的基本观念阶段提出可以作为假说核心的基本事实和基本原理，需要实验者发挥其主体性、充分运用其想象力对第一阶段获得的客观事实加以解释。第三阶段：从基本观念推导出假说的具体内容阶段假说的具体内容、对已知事实的解释和科学预见这三个阶段不是彼此分割的，而是相互联系的。第一阶段是假说的出发点和客观依据，第二阶段是假说基本观点的提出，第三阶段是假说具体内容的确定。2020/12/1815B提出假说的基本方法

提出假说是一个依据感性材料做出理性思考的过程，在这个过程中，理性思维起着重要的作用。对该假设所涉及的有关生物学的基本知识、基本原理进行深入的理解，这个理性思考由三个彼此分离但又相互联系的心理过程组成（选择性编码、选择性合并、选择性比较）（1）选择性编码（SelectiveEncoding）

从大量信息中选出与问题解决有关的信息的思维过程。（2）选择性合并（SelectiveCombination）把原来看似彼此独立的信息合并成一个整体的思维过程，这个整体与原来的各个部分相似与否皆可。（3）选择性比较（SelectiveComparison）把新获得的信息与过去已有的信息进行比较的思维过程

2020/12/1816例如：巴斯德的“鸡霍乱实验”，在设计前，巴斯德对引起鸡霍乱的霍乱菌及该菌的培养方法和病鸡发作时的症状等一系列基本知识有所认识，提出假说，并根据假说，遵照实验设计的原则制定了具体实验方案。

2020/12/1817例如：巴士德有关鸡霍乱假说提出过程“过期的菌液”“鸡不死”毒性小或无毒有免疫力2020/12/1818②实验过程的设计

生物学实验课题的确定和假说的建立，为生物学实验设计明确了目的和原理。实验过程的设计是整个实验设计的中心环节，它是依据目的和原理来设计实验