28.拓展課程資源培養(yǎng)學生的生物學素養(yǎng)

拓展課程資源培養(yǎng)學生的生物學素養(yǎng)摘要 在生物教學中再現(xiàn)科學發(fā)現(xiàn)過程的情景，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度；運用探究式教學，訓練學生科學研究的方法；創(chuàng)設生物學情景，培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維；利用生物學資源培養(yǎng)生物學素養(yǎng)。關鍵詞 科學素養(yǎng) 課程資源 生物科學史 生物學情景 在生物課程標準中指出將提高學生的生物科學素養(yǎng)作為新課程的主要目的和基本理念，并明確提出：“生物科學素養(yǎng)是指參加社會生活、經(jīng)濟活動、生產(chǎn)實踐和個人決策所需的生物科學概念和科學探究能力，包括理解科學、技術與社會的相互關系，理解科學的本質(zhì)以及形成科學的態(tài)度與價值觀?！本C上所述，在推進素質(zhì)教育的過程中，作為高中學生具備的科學素養(yǎng)是指：在學習一定科學知識的基礎上，所形成的適應經(jīng)濟發(fā)展和社會發(fā)展所需要的能力和基本品質(zhì)。用系統(tǒng)論的觀點看，包括以下幾個要素： 、科學精神，是科學素養(yǎng)的靈魂，表現(xiàn)出對科學的關心與熱愛，嚴謹求實的工作作風，是從事科學活動成功的基本保證。、科學能力和科學方法，是構成科學素養(yǎng)的核心要素，科學能力是人們順利進行某種實際活動 所必需的較穩(wěn)定的心理特征?？茖W方法是人們在科學研究中所遵循的途徑和所運用的各種方 式及手段的總和。、科學知識，是構成科學素養(yǎng)的基礎要素，沒有一定的科學知識作基礎，科學素養(yǎng)也就無從談起 。以上各要素之間，相互依存，相互影響，相互滲透，形成一個綜合性、整體性的素質(zhì)結構。通過對生物課程標準的理解及平時的教學實踐，拓展課程資源培養(yǎng)學生的生物科學素養(yǎng)主要進行了以下幾方面的嘗試。一、 再現(xiàn)科學發(fā)展過程，培養(yǎng)學生的科學精神在生物教學中，適當引入生物學史內(nèi)容，把這些知識有機地與課本內(nèi)容相結合，既有利于學生對現(xiàn)有生物學理論知識的理解和掌握，又有利于提高學生科學素質(zhì)。生物學是一個發(fā)展的過程，學習生物科學史能使學生沿著科學家探索的道路，理解科學的本質(zhì)。生命科學史既是人類科學發(fā)展的歷史，也是科學思想的進步史，還是科學方法的發(fā)展史，更是科學家百折不撓的奮斗史，其中蘊含的教育意義重大而深遠。通過加強并深化科學史教學，既能使學生了解科學家百折不撓的精神和堅忍不拔的意志及實事求是的態(tài)度，又能使學生在潛移默化中樹立起正確的科學態(tài)度。案例1：必修3學習血糖平衡的調(diào)節(jié)時，可以引入胰島素的發(fā)現(xiàn)歷史。明確問題：1920年，班廷正在準備給醫(yī)學院學生講解糖代謝，他知道這是一個與胰腺有關的問題，但不知胰腺如何調(diào)節(jié)血糖？搜集材料：班廷在一本雜志中了解到：“在膽石形成中，如果阻塞胰腺通向十二指腸的導管，就有可能引起胰腺萎縮”。 班廷反復閱讀此文，感到十分興奮。形成假設：班廷產(chǎn)生的設想：“結扎狗的胰導管，待其腺泡萎縮只剩下胰島后，分離其內(nèi)分泌物質(zhì)，應該可以治療糖尿病?！彬炞C假設：班廷正是在這種新設想的推動下，到了多倫多大學麥克勞德的實驗室和兩名四年級學生一起實驗（其中一位叫白斯特）。實驗開始進行得很不順利，兩周內(nèi)10只狗有7只在切除胰腺和結扎胰島管手術中死亡。不得已，班廷只好自己到市場中買狗。共做19只狗，因感染、創(chuàng)傷等原因死了14只。班廷在物質(zhì)和精神的雙重壓力下幾乎喘不過氣來。生活清苦，實驗費用自理，食住不定時，已訂婚的女友又分手，但這一切沒有動搖攻克胰島素的信心，他和白斯特相互鼓勵。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，其中兩只狗一只活了20天，一只活了70天。實驗取得了成功。1923年諾貝爾獎金委員會授予班廷和麥克勞德生理學或醫(yī)學獎金。與班廷同甘共苦的白斯特沒有得到應有的榮譽，他立即宣布把自己份內(nèi)獎金分一半給白斯特。白斯特后來也成為了著名的生理學家。在這個案例中，展示了科學探究的過程：存在疑問并明確問題形成假設并尋找科研的理論依據(jù)設計實驗驗證假設得出結論并推廣應用。胰島素的發(fā)現(xiàn)過程，不僅記載著生命科學知識的形成過程，而且蘊含著科學家的創(chuàng)造思維方式和靈活多樣的科學方法，體現(xiàn)了科學家尊重事實、服從真理和實事求是的科學態(tài)度，以及勇于創(chuàng)新、善于合作、無私奉獻和百折不撓的科學精神。因此，在高中生物學教學中注重科學史的學習，再現(xiàn)科學發(fā)現(xiàn)過程，必將對培養(yǎng)學生的生物科學素養(yǎng)產(chǎn)生深遠的影響。二、依托教材資源，訓練學生的探究能力提高生物學科學素養(yǎng)的教學途徑多種多樣，但是探究性學習是最好的教學策略、方式之一，所以在普通高中生物課程標準中把“倡導探究性學習”作為基本的課程理念提出。1、探究學習的涵義：按照目前常用的美國國家課程標準中的定義：“科學探究指的是科學家們用來研究自然界并根據(jù)所獲的證據(jù)做出解釋的各種方法?？茖W探究也指學生構建知識、形成科學觀念、領悟科學方法的各種活動?！边@里所指的探究學習是用類似于科學家的方法去探究科學，而并非真正意義的科學探究活動。2、探究學習的一般程序：從探究教學的實施程序來看，大體包括以下過程：明確問題：發(fā)現(xiàn)并明確提出要探究的問題。 搜集材料：通過實驗、觀察、調(diào)查、查閱文獻等方法收集有價值的科學證據(jù)。 形成假設：根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗，提出假設和猜想。 驗證假設：對所有收集的證據(jù)進行綜合處理，對問題作出科學的理解。 交流評價：交流自己的探究結果，對結論合理性評價。3、高中生物探究式學習的模式：中學生物是以實驗為基礎對大量生物事實、現(xiàn)象進行科學探究和概括的一門自然學科，生物實驗和理性思維是生物學習的兩個最基本的方法，鑒于生物學科的上述特點，其探究性學習模式可設計為如下：產(chǎn)生疑問教師引導激發(fā)明確問題 否是明確問題形成假設收集信息和準備材料設計實驗驗證假設討論設計方案提出最佳設計方案 驗證假設否 是評價、交流表示學生的行為表示教師行為的加入圖：高中生物探究學習模式圖在上述模式指導下，學習形式可以多種多樣，靈活使用。案例2：在學習“新陳代謝與酶”時，分析完酶的活性與溫度關系以后。提出問題：高溫真的能使酶失去活性嗎？形成假設：高溫可能使酶失去活性。驗證假設：引導依據(jù)前面酶高效性實驗學生得出實驗材料和用具：肝臟研磨液若干、 H2O2溶液、酒精燈（對肝臟研磨液進行加熱）、試管若干等。結合實驗材料和用具，經(jīng)過廣泛的討論，學生設計證明方案，并由小組代表上講臺闡述自己的觀點。然后學生分組實驗，驗證猜想，通過實驗操作和交互式實驗活動，促使學生積極主動地動腦、動手。交流評價：學生在實驗中獲得感知，再對實驗現(xiàn)象進行分析、比較、概括，進行思維加工，總結得出結論，通過交流，能使學生感覺自己也能像科學家“搞科研”一樣“發(fā)現(xiàn)”科學規(guī)律，從而獲得巨大的成就感。教師在此過程中主要是指導學生進行實驗，提出注意事項、提醒記錄數(shù)據(jù)等，保證學生實驗過程的順利進行，使學生在“做科學”中自覺、主動地叩開知識大門，向著未知領域不斷前進，培養(yǎng)學生科學研究的方法和獨立操作能力。提高素養(yǎng)，優(yōu)選探究，并不是說探究性學習的教學方法是萬能的，由于學習內(nèi)容如此豐富，且學生的學習基本上是習得間接經(jīng)驗，不可能也不應該事事都親臨探究，直接感受。教學策略方式的多樣化和適切性，仍需要我們不斷地創(chuàng)造和應用。傳統(tǒng)的教學策略方式也應篩選、繼承和發(fā)展。三、創(chuàng)設生物學情景，培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維思維能力是人的各種能力的核心，而創(chuàng)造性思維又是思維的最高形式，所以創(chuàng)造性思維能力是最高層次的能力。古今中外有突出貢獻的科學家，在青少年時期大都已具有超強的創(chuàng)造性思維。創(chuàng)造性思維，對人一生成就的大小至關重要。培養(yǎng)學生的思維能力，要充分發(fā)揮教師的主導作用和學生的主體地位，其中教師的重要任務之一就是要善于創(chuàng)設問題情境，引導學生創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，并解決問題，培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維。主要以教材、習題、生活資源為素材，建立生物學情景。1、 拓展教材知識，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維。對于教材中的內(nèi)容要注重前后聯(lián)系，建立知識體系。以學生已有的知識為基礎引導其對相關內(nèi)容進行深化、細化，組織學生強化對知識的理解，使學生在解決相關問題時能做到得心應手。如在解決遺傳問題時，孟德爾雜交實驗的深化、拓展是經(jīng)常涉及的內(nèi)容，在教學時的強化將使學生在解題時更加心中有底。案例3：某人對豌豆做了以下幾組雜交實驗：（涉及的基因任選）編號親本子一代子二代白花A X 紅花紅花紅花：白花=3：1白花B X 紅花紅花紅花：白花=3：1白花A X白花B紅花紅花：白花=9：7白花A植株與白花B植株的基因型分別是 。說明你作出判斷的理由 。雜交組合、中親本紅花的基因型是 。在雜交組合的子二代中任選了兩株白花植株進行雜交，得到的子代中紅花占1/4，問這兩株白花植株的基因型是 。解析：此題如果從雜交組合、著手，會認為此性狀是由一對基因控制的，但當分析雜交組合可能會產(chǎn)生困惑，不知如何著手了。如果從子二代紅花：白花=9：7，9+7=16可以得到啟發(fā)，從學習孟德爾兩對性狀的雜交實驗中學生可以得出9：3：3：1之和等于16，所以的性狀是由兩對基因控制的。紅花占9是由雙顯性控制的，其余均表現(xiàn)為白色。解答：CCrr與ccRR，在雜交組合中子二代紅花：白花=9：7，說明只有雙顯性個體為紅花，子一代紅花植株為CcRr。雜交能獲得CcRr的白花植株只能是CCrr與ccRR。CcRr。Ccrr與ccRr。1/16YYRR（YY1/4*RR1/4=1/16純合體）孟德爾黃色圓粒豌豆和綠兩株白花植色皺粒豌豆的雜交實驗中，F(xiàn)2出現(xiàn)的四種表現(xiàn)型的比：黃色圓粒：黃色皺粒：綠色圓粒：綠色皺粒，接近于9：3：3：1。在教學中可以拓展為：2/16YyRR（Yy2/4*RR1/4=2/16）黃色圓粒占9/16，表現(xiàn)型Y R ，兩對基因獨立研究時3/4*3/4=9/16 ，涉及的基因型有四種。2/16YYRr（YY1/4*Rr2/4=2/16）4/16YyRr（Yy2/4*Rr2/4=4/16）黃色皺粒占3/16，表現(xiàn)型Y rr兩對基因獨立研究時3/4*1/4=3/16 ，涉及的基因型有兩種。1/16YYrr（YY1/4*rr1/4=1/16純合體）2/16Yyrr（Yy2/4*rr1/4=2/16）1/16yyRR（yy1/4*RR1/4=1/16純合體）綠色皺粒占1/16兩對基因獨立研究時1/4*1/4=1/16，涉及的基因型有一種。2/16yyRr（yy1/4*Rr2/4=2/16）綠色圓粒占3/16，表現(xiàn)型yyR 兩對基因獨立研究時1/4*3/4=3/16 ，涉及的基因型有兩種。yy1/4* rr1/4=1/16純合體2、挖掘習題素材，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。生物學情景：細菌細胞直徑不足2m，每時每刻卻發(fā)生著15002000個化學反應，生產(chǎn)著3000多種蛋白質(zhì)，1000多種核酸；其合成效率驚人，它合成每個肽鏈只需百分之三秒，而現(xiàn)代最先進的蛋白質(zhì)自動合成機器只能合成小肽，而且速度也慢，合成每個肽鏈需要7分鐘，兩者相差許多倍。從中能得到怎樣的啟示？素材：蛋白質(zhì)形成時的高效運行模式，08年江蘇高考試卷中的試題。下圖為原核細胞中轉錄、翻譯的示意圖。據(jù)圖判斷，下列描述中正確的是A圖中表示4條多肽鏈正在合成B轉錄尚未結束，翻譯即已開始C多個核糖體共同完成一條多肽鏈的翻譯D一個基因在短時間內(nèi)可表達出多條多肽鏈答案：BD落實生物教學并不是以學生能解決一道題目為最高目標，而是要讓學生從題目中走出來去感覺生物學的魅力，讓學生自己去想象，去感知，去體會生物內(nèi)部工作的高效性。在發(fā)展智能的同時，訓練學生的創(chuàng)造性思維，這樣才有利于學生生物科學素養(yǎng)的培養(yǎng)。3、生物學源于生活又高于生活，遵循生物學規(guī)律，可以使自己絕處逢生，改善生活。生物學情景：安徽省某農(nóng)民買了600頭豬研究沼氣發(fā)電。他了解到：禽畜糞厭氧處理的沼氣比酒糟液、城市垃圾和污水發(fā)酵處理的沼氣更適合發(fā)電，這樣既環(huán)保又節(jié)能。將柴油機進行改裝，用沼氣代替柴油進行發(fā)電。隨著村民開始大量用電，600頭豬每天產(chǎn)生的糞便根本就不夠滿足沼氣發(fā)電。這時他開始向農(nóng)民收購豬糞便，發(fā)酵后剩下的沼渣沼液賣給附近的蔬菜種植大戶，一糞車也能賣相同的價格。蔬菜種植戶：“用他這個沼渣種的蔬菜，它不會生蟲，不會焦灰，一般的糞便它可以把這個蔬菜就可以焦灰了，這個不會焦，它這個產(chǎn)量還高，還不容易生病，所以我們都用這個東西。” 創(chuàng)設問題：、禽畜糞厭氧處理的沼氣為什么比酒糟液、城市垃圾沼氣更適合發(fā)電？為什么既環(huán)保又節(jié)能？、沼氣為什么可以代替柴油進行發(fā)電？、沼渣沼液為什么一糞車也能賣相同的價格？、用這個沼渣種的蔬菜，為什么不易生蟲、不易焦灰？為什么產(chǎn)量還高？、該工程主要運用了哪些生態(tài)工程的基本原理？、該工程的結構和功能有哪些特點？通過這種學生提煉問題的形式開展教學，不僅提高了課堂教學的氛圍，還能使學生真正體會到生物學是大有用武之地的。認識到：遵循自然規(guī)律可以做到產(chǎn)品原材料產(chǎn)品的循環(huán)體系。不知不覺中落實了教學任務又培養(yǎng)了學生的創(chuàng)造性思維。四、對生物學資源培養(yǎng)生物學素養(yǎng)的認識課程資源是新一輪國家基礎教育課程改革提出的一個重要概念，是課程的前提，但是課程資源不等于課程。課程資源需要通過教育學的加工并參與教育實踐才能成為課程。具備豐富和具有實踐意義的課程資源對于課程的開發(fā)、實施具有重要意義。課程資源是決定課程目標達成的重要因素。充分利用現(xiàn)有的課程資源，積極開發(fā)新的課程資源，是深化課程改革、提高教學效果的重要途徑。1、 充分利用學校提供的課程資源：相對于校外的資源而言，學校提供的課程資源應該在教育中占據(jù)主導地位。對于高中生物課程而言，除了各個學科通用的課程資源外，教師還應該充分