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我把學習放在現實的情景、相似的情景中去學習,為了學生能夠解決在現實生活中的問題,在教學設計時,從教學的目標考慮,還要注意情景的創設,在教學設計方面,這是重要的一個內容。而教學環境,是指把在課堂中的師生關系、生活質量以及社會氣氛等聯系起來,成為課堂的情境。
(二)引入的設計
引入的目的是為了學生能夠注意問題以及激發其學習的興趣,這所形成的教學活動方式是具有學習的動機、明確的目標,是建立了知識間的聯系。對于新課的引入,是教學的重要環節,為了引起學生的注意力,打動學生的心,以及調動學生的積極性和主動性,這樣的引入是必須的,使得學生的思維、方向有了保障,因此,每節課的引入顯得很重要。我們所引入的方法,往往是按照教學的任務和內容來設計,依據學生的年齡、心理,設計時要靈活。
(三)設計問題要精心
對于教學情境的創造,以及教學的探究,是從學生的意識開始培養,問題是思維的一種形式,對于所有的探究、發現、創新,往往都是從問題開始的。能夠提問題是重要的,比解決問題更有說服力。培養學生的思維,往往以問題的探索為主,對于設置問題,可以選擇角度多、方法多來解決。把問題用多種方法解決,即打開思路,促進思維的發散和培養。教師在設計課堂提問時,主要是讓學生的思維展開。對學生進行有效、優化地提問,對于提問要求是能夠去思考,而藝術性地提問,是具有層次性、整體性。所以,為了突破教學的難點時,在設計問題時,從簡單開始到比較繁索、從小問題到大問題、有表面及內部,通過一層一層遞進、一步一步深入,從而,攻破難點。而探究教學對教師的要求是不要限制學生的思維,并給于學生適當的幫助,使得學生通過鼓勵解決問題,以及通過其想象力和能動性進行思考、探索,從而提出自己認為的觀點、思路、方法。學生要有良好的態度、精神,在訓練學生做題時,注意培養其歸納、綜合、抽象等能力,從而養成探究問題的能力。在探究過程中,學生學會控制實驗的因素,記錄實驗的現象以及數據的收集,對于每一步的過程,他們能夠科學地去發現奧秘,為了提高學生探究問題能力。
二、實驗的重要性
通過實驗探究,使得學生把所得的數據進行分析、比較、概括,總結,而總結出初使的結論,接著,學生對初始的結論產生疑問,通過檢查、思考、探究等過程,為了方案更加嚴密,證據更加周密以及結論更加科學,再通過原有的知識、實驗來進行探究解決所存在的疑問,最后,得出準確的結論,同時以“文字、圖象、公式”等形式給予表達。對于學生的創造性思維來說,在提問題時應做到具有探索的性質,在設置問題時,學生按照各個角度、方法來思考找出問題的解決方法,把思路打開,使得學生的思維具有發散、靈活的特點。在進行實驗時,把學生的操作作為主要的來抓,教師的任務是和每位學生進行交流。在學生與教師的互動中,在課堂效果上達到良好的互動。
三、課堂教學氣氛的互動
1.在教學時,通過交互合作來引導學生,進行閱讀、體會、分析、討論
在其基礎上找出內在的矛盾,把其中的矛盾進行研究,從而,明確有待研究的問題。
2.提高學生的主動性。
所謂學生的質疑,是指在教師所講內容、知識以及課外的知識基礎上所產生的疑問,并說出自己的想法。
3.尊重學生差異。
由于學生存在個體差異,不同的家庭狀況、不同的社會關系等等。所以,在課堂教學中,對于每一位學生來說是平等的,機會是平等的,但是應該給差生更多的關愛和機會。在課堂提問時,注意那些學習差的、長相普通的、身材不高的、性格內向的學生的提問,對于課堂上的關注,考慮到每一個學生。
二、物理模型建構在實際教學中的應用
1.模型建構活動是滿足學生所需的一個理想課堂。
不久前筆者對所教學生學習生物學的現狀進行了調查。經調查發現,學生心中理想的生物課堂是充滿科學性、探究性、趣味性的課堂。而高中生物相較于初中生物理論性更強,涉及到遺傳學、分子生物學、生物化學等方面的知識,很多理論抽象、晦澀,學生很難用已有的知識經驗和感知想像去理解有關概念和理論體系,導致很多學生對生物的學習熱情和興趣大大降低。模型建構活動是能滿足學生心理需求、發展需求的一個課堂。學生通過在模型建構活動中的主動參與,將在生物體中存在的結構或發生的抽象、晦澀、難以理解的生理變化通過所建構的模型直觀呈現,在動手中不斷思考、探索,最終在愉悅的心情中建構新的知識。
2.“遺傳與進化”模塊中適合進行物理模型建構活動的內容歸納。
筆者通過實踐,總結出人教版生物教材必修二“遺傳與進化”模塊可進行建構物理模型活動的內容。
新大綱分為五部分,即教學目的、課程安排、教學目標、教學內容和教學中應注意的幾個問題、考試、考 查、教學評估及教學設備,內容突出了“面向全體學生,面向21世紀”的總體要求。
依據《全日制中學生物學教學大綱(修訂本)》(以下簡稱舊大綱)編寫的現行高中生物(全一冊·人教 版)教材內容,體系完整、知識系統性較強,內容與課時吻合。但更多講述的是經典的生物學知識,較少聯系 當前迅速發展的生物科學新成果;在實驗課的安排上,僅有5 個實驗,且有一實驗為選做,實際只要求完成4個 實驗, 因而不利于對學生進行能力培養和科學素質——科學態度、科學方法、科學世界觀的培養。新大綱所反 映的教學目標和教學內容,則更新了部分傳統的理論性內容,如刪去了“生命起源”和“生物進化的證據”等 專題,代之以“現代的生物進化觀點簡介”內容。此外,更擴展了有關環境、營養、保健等聯系實際的知識, 且增強了對學生的社會責任感的思想教育。體現出了時代要求的特征。現從下列7個方面來淺析其特點。
1.知識體系作了較大調整
舊大綱對高中生物必修內容側重的是講述生命科學規律,對高三年級的選修內容則為復習高二年級的知識 和初中的生理衛生內容,不僅知識體系重復,更體現出是為適應高考的需要而學(選修教材內容系高考所劃定 的考試范圍)。新大綱將舊大綱的8個單元調整為10個單元, 又將“生命活動的調節”內容移至“生物的生殖 和發育”之前講述,體系略有修改,使內容順理成章,通過各單元間內在聯系使學生接受新知識。而選修內容 體系則以全新的知識為主線,選取了與人類生存發展密切相關的內容,如“人體生命活動的調節和免疫”“細 胞與細胞工程”“遺傳與基因工程”等。反映出新大綱有著適應21世紀現代化科學的特色。
2.明確提出了教學目標的三方面要求
舊大綱只是提出了教學內容,而無具體的教學目標要求。新大綱則在教學目標問題上,首次從知識、思想 、能力3 個方面提出了明確的要求。
知識教育方面:要在打好基礎知識的前提下,使學生知道如何運用生物學知識來解決生活、生產、科學技 術發展和環境保護等方面的問題,并對現代生物科學的新成就和發展趨勢有所了解。
思想教育方面:要繼續進行辯證唯物主義和愛國主義教育,同時加強科學世界觀教育,以形成生物的進化 觀點和生態學觀點;還要加強科學態度和科學價值觀方面的教育,促進對保護生物資源之重要性的認識。
能力培養方面:由于高中階段的學生,思維活動較活躍,思維方式即將定型,因而一方面要重視基本技能 的訓練,培養學生的觀察能力、實驗能力、思維和自學能力,同時要培養學生的分析、綜合、比較、判斷和推 理的科學研究能力以及創造能力。
3.教學的知識點有所更新
新大綱對教學的知識點有較多的更新。原則是:在突出基礎性,對基礎知識進行精選的前題下,要體現出 知識的先進性,要加強知識的實用性,要考慮學生的可接受性,還要重視與九年義務教育知識的銜接性。
新大綱在教學目的中指出:“生物課程是普通高中開設的一門學科類基礎課程”,說明了高中仍應著眼于 基礎教育。因此,新大綱對現行高中生物教材的知識點進行了選擇,刪去了當今學術界已經不用和使用價值不 大的,諸如原生質概念和生命起源化學進化過程的內容等,保留了關于生命的物質基礎和生命結構的基本單位 、關于生命活動的本質和生命活動的基本規律、關于生物進化和生物與環境關系等基礎性的知識,還增添了動 物行為產生的生理基礎,加強了與九年義務教育知識的銜接。此外,新大綱還選擇了一些理論較淺且易被學生 接受的反映現代生物科學水平的先進知識,如細胞的分化和衰老、細胞的癌變、無公害綠色食品、生物凈化等 ,填補了現行生物教材在知識先進性和實用性方面的不足。
4.重視理論聯系實際
新大綱選取補充的新知識點,普遍具有實用性。除重視教材內容與生產實際、生活實際的聯系外,更從理 論聯系實際出發,在講解某個知識點后,配合安排了相應的學生實驗或實習。有利于實現“要使學生……知道 這些知識在生產、生活和社會實踐等方面的應用”這一教學目的。例如,必修課中,在講“組成生物體的化合 物”知識點后,配有“生物組織中可溶性糖、脂肪、蛋白質的鑒定”實驗;在講“人類遺傳病與優生”知識點 后,安排有“調查人群中的遺傳病”實習;在講“環境污染對生物的不利影響”知識點后,配合了“調查或觀 察環境污染對生物的影響”實習等。這些都為學生提供了理論在實踐應用上的示例。在選修課中聯系生產和生 活的新知識則更多,如“生物固氮在農業生產中的應用”“自生固氮菌的分離實驗”“微生物的營養和生長” “學習細菌培養的基本技術實驗”“營養與健康的關系”和“幾種果蔬V[,c] 含量的測定實驗”等,都是教給 學生如何理論聯系實際的具體典例,體現了國際上“科學—技術—社會”(STS)的現代教育思想。
5.強調科學素質的培養
舊大綱在教學目的中僅提出了關于基礎知識、基本技能和能力培養的要求。新大綱則提出了科學素質的培 養要求:“要使學生掌握生物科學的一些基本方法……提高科學素質”。在教學目標中更進一步明確提出了“ 養成實事求是的科學態度”“初步掌握基本的生物科學研究方法”的要求。
科學素質的培養包括了科學知識、科學態度、科學方法、科學手段、科學精神、科學思維能力等方面。對 于生物學科來說,通過實驗和實習,能夠兼顧多方面的科學素質培養,因而是培養科學素質的可行途徑。
從數量來看,舊大綱安排的學生實驗和實習,只有必修課的5 個(選修課的實驗為初中生理衛生課和必修 課的重復)。新大綱的必修課則安排有25個實驗和實習,選修課又安排有6個。 各種不同實驗項目無疑是對各 種科學方法、科學手段的培養。
從類型來看,舊大綱安排的學生實驗和實習只有一種定性的、驗證性的觀察實驗類型。新大綱的實驗類型 除保留了觀察實驗, 還增加了5種新實驗類型:定性分析類型(生物組織中可溶性糖、脂肪、蛋白質的鑒定) ;定量分析類型(幾種果蔬V[c]含量的測定);模擬探究類型(性狀分離比例幾率的模擬,模擬通過分子雜交 鑒定人與猿間的親緣關系);自行設計類型(植物向性和感應性現象的實驗設計,設計并制作小生態瓶);基 本技術類型(細菌培養的基本技術和植物組織培養技術)。這些不同類型的實驗必然有利于科學思維能力的培 養。
6.增加了靈活性
舊大綱對于每單元的知識點有較詳細且具體的規定,限制了教學內容的拓展。新大綱則是概括性地提出了 應講的知識點,并未明確所包含的具體內容,在知識點的深度和廣度上有著較大的伸縮余地。例如,“高等動 物的個體發育”問題,教材應涉及哪些卵裂階段和有關內容,新大綱不似舊大綱有詳盡規定,因而教師教到何 種程度,就有了相當的靈活性。既有利于“一綱多本”的教材編寫實施,還可以適應不同地區的各類學校和不 同學生學習情況的需要,進行靈活教學。
此外,對某些難度稍大的知識點(基因連鎖與互換規律、光合作用碳代謝類型簡介、酶工程簡介等),新 大綱將之安排為選講內容,對某些需用時較長的實驗(動物激素飼喂小動物,用當地某種生物做有性雜交試驗 等),新大綱又將之列為供學生選作的內容,充分顯示出新大綱有著彈性的特點。
二、教師要保護學生的好奇心,進而激發學生對知識的渴求
學生對自己沒有見過的事物有著很強的新鮮感。這時候,教師要引導學生的好奇心向著探究的方向發展。對知識的渴求是人獲得知識的動力,沒有好奇心,學生就對知識提不起興趣。因此,教師在平時的教學中,在課上經常會有學生提出一些奇怪的問題。比如,在講“生物的進化”這一節內容的時候,特別是說到有關雞的祖先的問題的時候,標準答案是原生野雞,有的學生會問:“原雞的祖先是什么?”介紹“顯性基因與隱性基因”時有的學生會問:“為什么我的上眼皮是一個單、一個雙?”……針對學生提出的這些問題,教師,都不應該給予否定的答案,而是要引發全體學生的思考,這樣,不但能夠解決學生心中的疑問,而且還能幫助學生更好理解內容。
三、在平時的教學中要注重培養學生的創造性思維
一個人的創造性思維,在某種程度上決定著他的創新能力,這是教育的根本。也是我們每一位教師的教育目的。因此,教師在平時的生物教學中,要想使得學生這種創新能力得到提高,就必須有意識地對他們進行培養,訓練。只有這樣,才能在不斷的學習中,學會創新,提升自身的學習能力。在平時的生物知識的學習中,還要刻意加強培養學生的發散性思維、逆向思維。這兩種思維的培養,能夠不斷開發學生的拓展能力,對知識的遷移能力也有很大的作用。這和以往的教學方式有著不少的相同點,但是還是有很大的區別的,要不斷滲透給學生這種區別,增強學生的關注,加深對知識的學習。在習題的練習中,教師應該多尋找一些能夠一題多解的練習題,來培養學生的思維能力,讓學生的思維空間變大,運用所學的知識,不但掌握了基礎知識,也對知識內容的擴展有了很高的提升空間。
四、在生物實驗中進行加強,培養學生的創新意識
實驗作為理科教學的重要內容,在培養學生的創新素質方面有著舉足輕重的作用。人的思維能力的本質,都基于生物世界的本身。學生的智力發展,隨著自然界的發展而逐漸演變而來。人的活動能力對自身的思維能力和創新精神的培養有著很大的影響,特別是現代社會發展下的生物學科,同現代人們的生活有著很大的聯系,通過學生親自動手設計實驗,并主動在實驗中獲得知識,有的學生在實驗的過程中,會想到很多與自身的想法相聯系的很多內容。這時候,教師要對學生進行相關的引導,幫助學生擴展生物知識的能力。加強學生通過自我思考,獲得更多的探索實踐,最后,能夠自己主動設計生物實驗,探究生物實驗,培養學生獨立制作心中所想的一些生物模型。比如說,留心平時在生活中,對一些植物的采集,并做成標本,保存下來。學生的獨立能力的加強,對日后自身的創造能力,也將有很大的幫助。甚至會自主的去尋找探究。比如,液氮環境下凍死的魚,如果放到水里還能復活嗎?教師通過引導學生大膽思考,然后利用多媒體播放一段有關的視頻,讓學生感受到生命的奇跡,激發他們的學習主動性,增強好奇心,一探究竟。
二、關于高中生物實驗課程的具體預設方案
(一)做好進行實驗課程教學活動的準備
教學準備活動關系著課堂教學有效性是否能夠充分發揮,因而在生物課程的實驗教學中,教師做好準備工作十分重要。教師首先需要考慮,實驗課程如何開展可以最大限度地激發學生的興趣和求知欲望,以確保實驗課程的有效開展;其次,對實驗教學中可能出現的狀況進行預設,進而設計解決的方案,以促進實驗課程教學的順利進行。例如,在“種群密度的調查”一課中,教師首先必須對教材和學情進行準確分析。這一課是在學習“穩態及其調節機制”知識內容的基礎上進行的,從個體水平看,生物能通過自身的調節作用維持穩態,完成生長、發育和繁殖等生命活動。而在自然界,任何生物都不是孤立存在的。種群作為遺傳和進化的基本單位,對種群密度的調查既是教學的重點,也是難點,因而必須采用正確的教學方法引入實驗教學,以培養學生的收集和處理信息能力。學生對“種群”“種群密度”這些抽象概念難免會覺得陌生,所以教師必須事先準確好實際例子幫助學生理解,進而深入分析。其次,教師要明確實驗課程的方法。在進行“種群密度調查”一課中,可以采用取樣方法、標志重捕法等方法進行。
(二)實施實驗課程教學的具體方法
1.將傳統演示法變為學生自己動手操作
目前,一些高中學校在生物教學活動中,可以引入實驗教學,但是實驗操作卻由教師進行,這就違背了實驗課程教學的本意。教師動手實驗,學生仍然處于聽課狀態下,只有讓學生自己動手進行實驗操作,才能使學生的課程認知程度加深。為此,在高中生物教學中,必須將傳統的教師演示法轉變為學生自己動手的方式。例如,進行“可溶性還原糖、脂肪、蛋白質的鑒定”一課時,教師將提前準備好的檢驗物質分別交給學生,且不告知學生其物質是什么,給學生留下足夠的思考空間,然后指導學生參照生物教材內容,對檢驗物質進行親自鑒定,以此培養學生的動手能力。在此實驗中,學生不僅更好地掌握了教材內容,明確了實驗的原理、具體現象等,而且給學生留下更深刻的印象。
2.將先講后演示的教學方式變為邊講邊操作
現階段,許多高中學校的生物實驗課程教學中,教師對教材內容進行先講解,然后實驗,進而致使理論知識和實驗操作有脫節現象,學生對講解內容會有明顯的遺忘,因而不能完全掌握教材內容。為此,教師在教學過程中,必須加強邊講邊演示的教學方式,在具體的實驗中,學生會明確實驗步驟所涉及到的具體的知識點,使學生不僅知其然,而且知其所以然。另外,師生共同在邊講邊演示的教學方式下,不會出現遺漏操作步驟的現象,且印象會更加深刻。例如,在高中生物“利用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質流動情況”一課中,實驗過程必須按照標準步驟進行觀察,倘若教師事先將步驟講解,而后操作,學生可能會出現步驟錯亂、遺漏等現象,對觀察實驗有著不利的影響。因此,教師一邊講解,一邊帶領學生進行實驗,按照“取葉—裝片—調試—觀察”的步驟進行,學生不僅不會弄錯實驗步驟,而且可以深刻領會到其步驟的具體操作方法。在此實驗過程中,倘若學生出現操作問題,教師和學生可以對操作進行糾正,更加扎實地掌握實驗步驟和深入理解細胞質的流動情況。
3.巧設探究性的實驗以培養學生自主學習能力
教師要想更好培養學生的自主學習能力,可以在教材內容要求的實驗課程基礎上,創設性地巧設探究性實驗,以發散學生的創造性思維,使學生對教材內容有深入的拓展認知。例如,在“可溶性還原糖、脂肪、蛋白質的鑒定”一課中,學生通過實驗對不同試劑、物質有了認知和鑒定。在此實驗的基礎上,教師可以將學生分成若干個小組,要求每個小組分別將“斐林試劑”“蘇丹三染液”“雙縮脲”在不同物質上實驗,探討出哪些物質有糖、或脂肪、或蛋白質。學生在教師的指導下,通過實驗操作可以在短時間內解答教師的問題。與此同時,學生對本節課的教學重點有了很好的掌握。探究性實驗是教材知識以外的實驗內容,但是學生可以在本節課實驗的基礎上進行拓展性實驗,了解到更多的知識內容,有效地培養了學生的自主學習能力,對學生發展發揮著積極的影響。
2新課改對教師角色的要求
2.1要有先進的教學理念
《生物科目規范》確立的科目觀念是:面對全體同學,提升生物教學質量,倡導探索性學習。全新的生物科目系統不管是在觀念和目的方面,或者是在范圍、作用、評估和構造方面都產生了改變,此類繁瑣的變革形式急切要求老師轉變原本的教育理念,才可以以全新課程規范為中心進行轉變,但是全新科目變革的教育范圍最后還是需要老師首先把握前沿的教育觀念,而且在往后的教育步驟中持續地深化與完成。因此,生物老師應當有所覺悟,努力去主動的尋求改變,減少自己教育形式與變革間的差距。
2.2要有駕馭教材挖掘教材的能力
作為學生學習的教育材料,此記錄的學識定理即使全是精確的成果,卻針對首次觸及有關定理的同學來說,老師不可以僅僅講授書本上的學識,不能采取填鴨式教學方法,此種方法并無教育價值,更不可能調動同學的積極性,因此老師在對課本的利用方面應當極其重視手段和途徑,極力使同學們歸納出隸屬于自己的想法,即使想法不正確也不可以完全否定,而是應當激勵同學經過自主研究來證明自己的想法,此種學習方法可以使同學們真正地把握學識,使同學認識到雖然缺少教材的填充仍然能夠探索得到一致的結果。此種精巧的教材運用不僅不會扼制同學的自主想法還會調動同學對于學習的積極性,使他們更加向往往后的學習,使自主探索引導他們的學習形式并使之逐漸形成慣性。比如在講解《植物激素》過程中,就能夠試圖地采用漫畫的宣揚形式,第一步是畫出漫畫,并且取名為“果農的憂愁”,而農民的憂愁為:園林里養育的果樹由于高度太大而不能摘得果實,而且果樹的結果率同樣很低,一些還沒有成熟的果實還提早掉了下來;過生的果實摘下來賣不出去,熟透的又怕沒法在第一時間賣掉而爛在地里;園林里雜草繁多等等。漫畫不僅能夠帶來強烈的視覺沖擊力,還能夠經過同學自主探討來找尋處理果農憂愁的辦法,不僅保障了同學把握植物激素的有關學識,還對同學們開展了STS教學。
2.3要有創造性的教學能力
創造性思維在教師教學中是至關重要的,是教師更好教授課程的重要手段。高中生物教師在對整個教材知識體系深入掌握的基礎上,要深入研究教學方法,不能停留在傳統的教學方法中,要以更新的方式和手段讓學生更好的掌握知識。老師在平日的課程教育中就應當重視同學的思維發展,極力創建出比較和睦的問題氛圍,對同學總結出的一切探討性問題都給出正面回應,使他們積極地探究下去。比如在《從細胞到生物圈》章節中,老師必須激勵同學在探討中提出見解,見解的準確與否并不關鍵,由于在往后的研究進程中針對問題的準確回答同學馬上會清楚,但是優良的見解發表卻能夠使同學感覺到教師的親切、伙伴的關愛互助,進而為之后的教育奠定優良的基底。
3高中生物教師角色定位的策略
3.1要以研究者的角色審視教學過程
在實際的生物教學過程中,教師要確立自身在整個課堂之中的定位與歸屬,不能單純的將自身視為只是概念的傳播者,要科學的將自己視為課堂教學工作的探究人員,以探究人員的角度研究與教學教育以及自我有關的所有主題,并尋求恰當的處理方案。同時詳細分析學生對于知識內容的接受能力,力求增加教學操作的科學化比重。
3.2在教學過程中要反思認識自己所扮演的角色
老師應當在平日的任務中持續思考自身所承擔的課身份職能,才可以深入推動同學開展高效地學習工作:①教育之前思考,將教育轉變成一種自主的操作步驟;②教育過程中思考,在教育進程中準時地思考;保證反思可以不斷提高教育的水平;③教育之后思考,開展批評性歸納,使教育閱歷學術化;幫助今后的相關工作進一步開展。
3.3既做課程資源的利用者,也做課程資源的開發者
老師不僅是科目能源的運用人員,也是科目能源的發掘人員,為了完成調動同學學習熱情的任務,就要嘗試性地去開發利用一些校內外的相關課程資源。老師不僅應當極力開拓教材中的科目能源,還應當完全運用各種教育能源;①校內例如實驗室、圖書館、標本室等課程資源;②校外例如科技館、博物館、動植物園、等課程資源;③媒體例如報紙、電視、互聯網等課程資源。
雖然新的課程改革不斷推進,但是舊的教學模式難以更改。學生的總目的就是高考,一切在高考制度下,社會、家長對學生的評價標準依然是高考成績。這樣的價值觀對中國的教育有著重要的導向作用。學校教育不自覺的就向“高考指揮棒”制定的目標靠攏,這種情況下,學生是為了考試才實驗,老師也是為了升學率而開實驗課,實驗課缺乏創新意識,教學觀念陳舊、老套,實驗教學工作就難以開展,課程的改革就更加談不上了。
(二)實驗教學方法過于傳統,缺乏創新
眾所周知,生物是一門實驗科學,生物的教學離不開實驗。但是在高中這個即將進入大學的關鍵階段,很多實驗只是文本形式,生物實驗也不例外。很多生物教師在實驗教學過程中,為了節省時間,往往采用照本宣科的灌輸式教育方法,很多實驗只流于演示實驗的形式,學生沒有經過親自動手體驗,自然沒有清晰的概念,只有抽象的印象。這樣下去,學生雖然可能在考試中得到高分,但是會失去探究學習的興趣,創新能力和獨立思考能力得不到培養,長此以往,學生會淪為考試的機器,教育體系也培養不出大師級人才。
(三)實驗設備和器材較為缺乏
開展生物實驗的教學就需要大量的設備和器材,但是現在,在有些欠發達地區,實驗設施并沒有得到完善,很多高中生物的實驗器材呈老化狀態,有些易耗品如試管、燒杯等得不到及時補充,很多的實驗用具和藥品,原材料也很缺乏。由于實驗沒有納入高考的考試范圍,沒有以具體的分數來衡量,導致學校領導的忽視,進一步導致資金問題得不到落實,在新課改的背景下,盡管國家做出了極大努力,投入了很多的資金加強管理,但是仍然無法徹底解決這個問題。
(四)學生實驗能力普遍不高,且參差不齊
由于長期以來的應試教育,以及家庭環境和學校環境的影響,學生的動手實踐能力普遍不高。在高中階段,由于每個人的理解能力和學習能力的區別,再上學生初中實驗教育的各有不同,有的基礎好,有的基礎較薄弱,導致學生的實驗能力出現了差異。有的學生一點就通,而有的學生很難將知識消化,這就給教師的實驗教學帶來了極大的影響。既要兼顧學生的學習水平,又要按時完成教學目標,這無疑給教師的工作帶來難度。
二、改善高中生物實驗教學狀況的對策
針對以上實驗教學出現的問題,筆者經過分析和思考提出了以下的解決策略:
(一)改變傳統的教學觀念,充分提高對于實驗教學重要性的認識
雖然高中生物教材的很多實驗都用文字的方式敘述了,但是實驗的開展也是有必要的,如果學校沒有開學生實驗的條件,那么教師就應當做實驗演示。因為只學習理論知識而忽視實踐教育是不可取的,難以加強學生的印象。所以應當摒棄傳統的教學觀念,充分利用新課改的理念為指導,把傳統的填鴨式教學轉變為實踐教學,充分激發學生的學習興趣,加深學生對理論知識的理解,讓抽象艱澀的知識變得生動形象,使課堂氣氛變得十分活躍,提高課堂教學質量,促進實驗教學的快速發展。
(二)增加實驗教學課程,把實驗作為考核的一部分
目前的實驗教學課數量較少,教師沒有足夠的時間進行教學,只能嚴格按照課表的課程規定完成教學內容。這樣就導致學生的實驗時間較短,達不到以實踐學習支撐理論學習的效果。因此學校應該劃出一定的時間用于高中生物的實驗教學,這樣的話,在這段時間里,老師和學生都全心全意的投入實驗,以達到良好的實驗教學效果。除此之外,實驗應當作為考核學生能力的一部分。經過了長期鍛煉,學生應當具備了一定的動手實踐能力,這是以實驗的方式來考核,便會激發學生的學習熱情,充分發揮了部分動手能力極強的學生的優勢,使得整個考評體系更加完善和公平,達到重視實驗教學的效果。
(三)加大資金投入,完善實驗設備
高中實驗想要順利開展,離不開資金的大幅投入。在新課改的背景下,我國對于生物實驗的教學已經越來越重視,對此投入了大量資金。但是很多學校的實驗狀況還沒有得到改善,所以學校必須取得國家政府已經教育部門的支持,大幅度改善實驗教學條件。如建立大型的生物實驗室、配備實驗的儀器設備,購買實驗用的藥品等等。此外,應該請部分老師作為固定的實驗員,配合生物實驗教學的正常開展。通過種種努力,是高中生物的實驗教學成為重要的教學模式,邁向新的臺階。
每一章的開頭均有一段配有說明的插圖,它具有引入新課的功能。但不是簡單、生硬的“開場白”,而是以它為知識背景或實際問題引入該章所要學習的主要內容,以它為背景既可向學生介紹了有關生物概念,又可帶著由實際問題抽象出生物概念的過程,還可給學生說明生物概念是從我們生活中逐步抽象出來而存在于生產與生活之中,為生產和生活服務,并在生產和生活中發展的事實。
課本中還有一些“想一想”和“插圖”具有一定的承接功能,如“第一冊中植物對水分的吸收和利用”這一節內容中有一插圖描繪了土壤溶液中的水分向導管移動的兩條途徑,這正是從初中學過的水分代謝這一知識入手,更進一步理解植物體對水分的吸收過程。植物的礦質營養中以“想一想:初中學過程的N、P、K、B在植物生活中各自所起的作用?”引入礦質營養對植物的生命活動有重要的作用,從而更進一步學習礦質元素在植物體內的作用,最后通過總結缺乏這些元素植物體會出現什么癥狀,這樣既學習的新的知識又與生活生產密切相關,它既發揮了承上啟下的作用,又是銜接初中生物的重要一環。人和高等動物生命活動調節中直接回憶什么是激素及激素的作用,來引入新課的學習,使學生感覺到學習新知識是在原有知識基礎上的提升,并為進一步學習打好基礎。由此我們發現這些內容有些既是舊知識的延續,又是后續學習的鋪墊,學生從中往往會體會到其中蘊含著的生物學思想和方法。教師充分利用好每一章這些內容,使生物思想方法充分得到滲透,使學生逐漸領會,理解甚至掌握其中的生物學思想方法,只有這樣,才能真正展現客體性內容的承導功能。
2 德育功能
生物學新大綱明確指出:“對學生進行觀念態度教育,要做到潛移默化,寓德于教。既要克服單純傳授知識、忽視德育的傾向,又要克服脫離學科教學內容空洞說教的傾向。”德育滲透于生物教學是時代的需要,也是高中生物教學的一項重要任務。翻開高中生物教材,我們不難發現古今中外無數生物學家及生物工作者和仁人志士不畏艱辛,努力探索,刻苦追求而形成了“生物”這門科學。研讀它的歷史會使學生受到啟迪,心靈上受到熏陶,精神上得到享受,有助于對生物本質的認識和理解,有助于樹立科學的世界觀。還有許多環境保護方面的小知識與思考題,可對學生進行環保教育,進一步懂得人類要與自然和諧發展的道理。
如:教材的緒論部分對達爾文、孟德爾、沃森和克里克的研究,我國在分子生物學研究方面取得的舉世矚目的成就;新陳代謝中介紹了斯巴蘭讓尼的發現;教材中讓學生思考臭氧層的破壞對植物和人體有什么危害?如何保護臭氧層?等等。
上述內容,不僅可擴大學生的知識面,同時也具有一定的德育功能,可激學生學習積極性并培養學生積極投身保護環境的主人翁精神。
3 消化功能
高中生物新編教材設計了許多“輔助教材”,其中相當一部分是對新授知識點的回顧與反思,對于進一步鞏固掌握所學的知識,具有一定的消化功能。
如:第一冊中緒論中“想一想:將一粒石子扔進水里,水面會出現波紋。這與生物的應激性有什么不同?”對所學的應激性的概念再次檢閱。教材細胞分裂中“想一想:細胞分裂間期是細胞分裂的‘間歇期’,這時的細胞處于靜止狀態,這種說法對嗎?”對細胞周期這一知識的再次鞏固。生物的個體發育中“想一想:同一植物胚和胚乳細胞染色體數目一樣嗎?”可以檢查學生對有絲分裂及雙受精的熟練掌握程度與準確性。等等。
從上述的幾個例子中,我們可以看到,教材中所設計的這些輔助內容同樣起到對所學知識的消化功效,只要教師引導學生認真扎實地對待,可以相信,這些內容一定能幫助學生進一步鞏固、掌握新知識,甚至會收到事半功倍的良好效果。
4 拓展功能
新教材在許多章節后都增加了“課外讀”、“課外科技活動”等,在正文旁也加了“小資料”,這些都是正文的拓展,有助于擴大學生的知識面,對發展學生的智力、激發學生學習興趣有非常重要的作用。如教材中安排了“細胞工程”、 “發酵工程”、 “植物性神經調節”、 “‘試管嬰兒’的問世”、 “生物圈漫談”等課外讀的內容;還安排了“紅螺菌”、“同位素標記研究法”“細胞識別的原理”等小資料及“利用無土栽培技術培養植物”和“觀察青蛙的發育過程”等課外科技活動的內容。諸如此類內容有相當一部分已成為高中升學考試中很好的命題素材,我們不僅應當看到這些內容的實際價值,更應該認識到它們潛在的拓展主體性知識的功效,積極主動地引導學生自主地學習這部分內容,充分發揮出其應有的功能。
5 探究功能
現行高中生物教學大綱體現了國內外高中生物課程改革的某些成果,特別是提出了要培養學生的創新意識和實踐能力,尤其要注意培養學生能運用生物學原理解決實際問題的能力,注意通過專題性與綜合性的探究過程,培養學生跨學科的應用能力和創新意識。新編生物教材中安排了一系列的“小問題”有助于將學生帶上探究之路。如在光合作用中恩吉籽爾曼實驗旁提出“恩吉爾曼的實驗在設計上有什么巧妙之處?”講利用生長素能獲得無子番茄、黃瓜等時提出“能不能用其它方法培育無子果實?”在植物的其它激素(功能)中提出“在一箱未成熟的柿子中,放入幾個成熟的梨,結果這箱柿子很快就成熟了。這是為什么?”等等,這些小問題都能很好地調動學生積極投入探索,從中掌握生物學研究方法,利用生物學知識來解決實際問題。另外課本中還安排子大量研究性學習的內容,讓學生參加也可提高學生的科研能力。
1.從改革課堂教學方法入手,培養學生的參與意識與決策能力
傳統的課堂教學方法是老師系統地講述科學知識,學生靜態地、被動地接收,實驗課也主要是去證明已學的知識。STS教育要求教師不但要教給學生科學知識,更重要的是教會學生如何學習,把學習方法傳授給他們,使他們不但在學校通過老師能獲得新知識,而且畢業以后,尤其是那些無機會再深造的學生,也能通過自學不斷地、快速地獲得新知識,以適應社會的發展和變化。因此,我在教學過程中對教學方法進行了如下改革。
(1)在傳授科學知識的同時,更注重科學研究的過程和方法。科學的產生和發展與科學研究的過程和方法息息相關。生物學是一門實驗性很強的學科。現在的學生是未來社會的建設者,如果在學校里只掌握一定的生物學基礎知識,不懂得科學研究的過程與方法,知識就得不到更新與發展,就不能很好地為社會服務。我在講高中《生物》中“生命活動的調節”時,首先讓學生看書,然后再與學生一起總結出生長素發現過程的幾個步驟:觀察到的事實(植物具有向光性)提出問題和設想(為什么?是具有芽尖的緣故)設計實驗驗證(排除影響因素,將芽尖切去)實驗結果(不發生彎曲)結論(胚芽鞘的生長和彎曲,是由于它具有尖端的緣故),并告訴他們很多生物學知識就是通過這種探索的過程獲得的。通過學習,使學生對如何進行科學研究的過程有了大致了解,同時,也明白了進行科學研究需要有鍥而不舍的精神和頑強的毅力。
(2)注意調動學生學習的積極性,鼓勵他們做課堂上的主人。在課堂教學過程中,盡量設置一些與要講的知識有關的問題情景,讓學生在解決問題的同時復習舊知識,學習新知識。如在講膜的結構和功能時,我舉了一個大家都熟悉的現象:洗完莧菜的水仍是無色的,而將莧菜妙熟后,菜湯卻是紫紅色的,為什么?在了解細胞膜功能的基礎上,將全班分成若干個小組進行討論,確定正確答案,然后每個小組派代表講解。有疑問,可以隨時提出。當雙方都無充分理由說服對方時,我再適當加以點撥,使學生對細胞膜的功能有了深刻認識。另外,每一節課后,我都要布置一些與生活密切相關的問題讓他們思考,有些同學課后還主動翻閱一些書籍,收集資料,這往往使課堂討論充實而熱烈。
2.提高教學內容的社會針對性,使學生明確生物學知識對社會生產和生活的作用
現代生物學與當今世界面臨的重大問題,如糧食、能源、人口、環境保護、國土整治、資源的利用與保護等都有直接聯系,并可能為之提供理論、方法與技術,這說明生物科學對人類的未來及社會的發展有重大作用。在課堂教學過程中,我注意理論聯系實際,適當拓寬教學內容,提高其社會針對性。如在講線粒體結構和功能時,讓他們回憶物理學中所學的能量轉換知識,計算出線粒體中能量的利用率,并與機械效率相比;講完基因控制蛋白質的合成后,我介紹了基因工程,說明基因工程已經使工業、農業、醫學等產業發生了巨大變化,并且必將影響世界的整個面貌;講完生物與環境這一章時,我介紹了黃石市的生態狀況以及存在的問題,并讓學生根據已學的生態學知識,提出搞好黃石市環境保護的具體方法和途徑。
3.適當增加生物技術的講授,使學生能自覺地將科學與社會聯系起來
學習科學知識的主要目的是要為社會服務,使人們生活得更美好,而知識應用于社會的橋梁是技術。在課堂教學中,我適當增加了生物技術的講授。如講細胞膜的知識時,介紹了生物膜技術;在講DNA的結構和功能時,介紹了DNA的提取與分離技術;在講單倍體育種時,介紹了植物組織培養技術。這樣,不僅拓寬了學生的知識面,同時也增強了他們的學習信心。
生理學科的特點是細微、動態、抽象。比如人體的細胞、血液的流動、神經的傳導、食物的消化等,這些均是教學中的難點、重點;但又看不見,摸不著,理解起來有一定的困難。比如,在講授消化道的物理消化——蠕動的生理作用時,過去我用“講述+板畫”的形式講授,以語言講述為主,板畫為輔,雖然也能強調重點,但缺陷是既不真實,也缺乏動感。如果應用現代化電教媒體——教學錄像片演示這一生理過程,通過慢放、定格、特寫等方法處理出來的鏡頭,既能真實、藝術地再現消化道蠕動的動態過程,使其具體形象,增強了學生的感性認識;又使枯燥乏味的生命運動現象變得新穎有趣。在演示錄像過程中,我還通過暫停放映,教師解釋,或邊放邊解釋的方法,把兩種教學媒體有機地結合起來。這樣,學生在形象化、趣味化的接受知識過程中,又得到教師適時適度的強化,使這一難于理解的知識變得易于接受。當過一段時間測驗這一內容時,全班所有學生都準確地掌握了這一知識。這就啟示我們:電教媒體的生動、直觀,接近于現實;合理使用,則使知識進入學生頭腦中的途徑增多了,記憶加深了;若再與講解結合,其形象化、趣味化與化難為易的效果,是單純的講述所無法達到的。
2.傳遞速度的優化——在提高信息密度、知識密度的同時,擴大學生想象思維的時間、空間
相對于傳統模式教學以語言文字形態為主來說,運用現代化的電教媒體,有著明顯的提高傳遞教學信息速度和效率的優勢。形、聲、光、電的使用,音樂、圖畫以及現代電影、錄像中的變換、切入、特寫、定格、遞次顯示等技術的使用,使得教學中應當強化的得到充分強化,應當淡化的得到及時有效的淡化、弱化處理,縮短了信息傳遞的距離。在生理教學中,一些結構,像人體細胞、組織內部器官等不易看到,而現代電教媒體則能輕而易舉地解決這一問題。因為電影、錄像及自制的投影片、幻燈片,能將原來細微的東西放大許多倍;如果采用X光攝影,則能夠清晰地看到人體內部的骨骼運動、消化管的蠕動、血液的流動等情況;再如,要想組織學生在教學進度規定的時間內觀察骨的生長、胃腸的消化全過程,是相當困難的,而利用電教媒體如電影、錄像,通過逐格攝影拍攝下來再播放,僅用30秒鐘就可以看到3個小時胃對蛋白質的消化過程,其節省時間、提高傳遞知識的效率是不言自明的。而提高傳遞知識效率的結果是:一方面增加課堂知識密度、信息密度。如生理課中“血液”一節,按常規的講述一般約需2課時,而采用了邊講解邊放錄像演示,僅需1課時就完成了任務。另一方面,它擴大了學生想象、思維的時間和空間。如講血液中的白細胞吞噬作用時,在放錄像之前,讓學生推想白細胞是怎樣進行吞噬的?引導學生的豐富想象,進行發散性思維。學生推想出了五六個方案,而哪一個方案是正確的呢?這時再演示錄像,就能深深地吸引學生的注意力,調動起學習的積極性、主動性。從容地解決了教師講得多,學生練得少的矛盾,化難為易,化繁為簡,變單純知識傳授為智力開發,給學生以豐富想象的天地,有效地提高了課堂教學效率。
3.學生學習能力的優化——發揮學生的主體作用,教學功夫下在學生“學”上
現代教學觀認為,在教學過程中要重視學生的主體作用,教師的教要著眼于、立足于學生的“學”,“教”要為“學”服務。教師的主要任務,就是要教會學生學習。
在生理課教學中,學生對有些概念、原理的學習理解是較困難的。而利用生動活潑、豐富多彩的電教媒體,就能幫助學生順利解決這一問題。例如,講毛細血管、靜脈、動脈時,我用投影片顯示三種血管的形態、結構,然后讓學生識圖、區別、對比,找出它們之間的異同點。學生開動腦筋,積極思考,踴躍發言,你一言,我一語,最后自己總結出這三種血管的概念。這一節基本由學生自學完成,課上得很成功,并以生動活潑的教學氣氛代替了嚴肅死板的教學,把學生的積極性和主動性調動起來,使其主體作用得到了發揮。同時,通過識圖、辨圖、對比、類比的過程,培養了學生的觀察和獨立思考能力,而且經過思維活動后,便于學生由瞬時記憶形成短時記憶,進而在理解的基礎上形成長時記憶。
訓練培養學生的概括能力,也是我們的教學目的之一。以前用傳統媒體講授完一個原理或生理活動后,若讓學生用簡煉的語言進行概括,學生感到非常吃力。而通過電影、錄像等動態的畫面,使學生有了諸如骨的生長、肌肉的收縮、腺體分泌等感性認識,并以此上升到理性認識,從而有效地訓練了學生的概括能力。
4.多種媒體優化組合——揚長避短,適時適度
在教學中,要使每種媒體發揮出它的特長、優勢,要想做到選擇出最佳媒體或幾種媒體最優組合,取得更好的教學效果,這里有一個適時適度的問題。
實驗設計要遵循實驗的原則。首先,實驗的設計要具有科學性,科學性原則要求教師在進行試驗教學的時候,要明確實驗的目的性,在選擇實驗材料的時候,一定要選擇具有科學性的材料、運用科學性的實驗方法、使用合理恰當的實驗原理。除此之外還要滿足高中生物學實驗的基本原則和原理。其次,實驗設計要嚴謹,在生物實驗進行時要保證實驗設計的方案沒有漏洞。最后,實驗設計要簡易,在進行實驗的時候,要保證實驗所需的材料能夠容易獲得,實驗的操作步驟簡單易懂,避免實驗所需時間過長。除以上幾點原則之外,還要遵循可行性原則、隨機性原則、可重復性原則以及實驗條件一致性原則等。
2.高中生物實驗設計的方法
高中生物實驗設計屬于探索性的教學活動,任何的探索都是從問題開始出發的,因此,教師在進行實驗教學的時候一定要重視引導學生去發現問題。在實驗開始之前,教師首先要確定就是要通過實驗來提出問題的假設,用實驗來解決問題,用實驗來得到正確的結論。由此可見,高中生物實驗的設計是高中生物學科的難點。教師在設計實驗的時候一定要引導學生去發現問題,讓學生對實驗感興趣,并且不斷的提出問題,在引導的過程中,激發學生的探索精神和學習興趣,集中學生的注意力,激發學生的求職欲望,以及鼓勵學生自我提問、學生與學生之間相互提問、學生與老師相互提問。除此之外,教師在實驗設計的時候,還要不斷地優化創新生物實驗的設計,在設計的時候教師一定要利用控制單一變量的原則來不斷地調整實驗的進行,這樣才能有效地培養學生的辯證思維和創新思維。只有做到了以上幾點,才能有效地保證高中生物實驗設計的科學性和有效性。
二、高中生物實驗的分析
高中生物實驗中,實驗結果的分析占有很重要的位置。教師在進行實驗分析之前,一定要給學生充分的思考時間,讓學生進行討論交流,使學生嘗試著去分析實驗的結果。將學生以小組為單位進行討論,讓學生自己去探索實驗的原理、步驟以及對實驗結果的分析。如此一來,不僅能夠提高學生的學習興趣,還能夠使得一些有困惑的學生能夠得到其他同學的解答后恍然大悟。對于學生一些較好的想法和提議,教師要給予及時的鼓勵和支持。實驗結果一般都可以觀察和測量的實驗現象,在生物實驗中出現的真實狀況,是獲取實驗結論的重要依據。假如教師所做的生物實驗屬于驗證性實驗,那么結果是唯一的,同樣結論也是唯一的。假如教師所做的生物實驗屬于探究性實驗,那么結果就不再唯一,且每一個結果都將得到一個結論。一般高中生物實驗結果的分析,問題出現最多的實驗就屬探索性實驗,通常表現的情況有以下幾種:首先,實驗的結果與實驗的結論不一致;其次,教師在進行實驗分析的時候不全名,沒有正確且準切的分析實驗結果出現的各種可能性;最后,教師在實驗分析時語言表達不準確,甚至出現結果與結論顛倒的現象。通常生物實驗結果分析使用的語句都是“如果……那么說明……”首先闡述實驗的結果,然后再闡述得出的結論。
三、結束語