28.拓展課程資源培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)

拓展課程資源培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)摘要 在生物教學(xué)中再現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程的情景，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度；運(yùn)用探究式教學(xué)，訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)研究的方法；創(chuàng)設(shè)生物學(xué)情景，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維；利用生物學(xué)資源培養(yǎng)生物學(xué)素養(yǎng)。關(guān)鍵詞 科學(xué)素養(yǎng) 課程資源 生物科學(xué)史 生物學(xué)情景 在生物課程標(biāo)準(zhǔn)中指出將提高學(xué)生的生物科學(xué)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(xué)素養(yǎng)是指參加社會(huì)生活、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、生產(chǎn)實(shí)踐和個(gè)人決策所需的生物科學(xué)概念和科學(xué)探究能力，包括理解科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的相互關(guān)系，理解科學(xué)的本質(zhì)以及形成科學(xué)的態(tài)度與價(jià)值觀(guān)?！本C上所述，在推進(jìn)素質(zhì)教育的過(guò)程中，作為高中學(xué)生具備的科學(xué)素養(yǎng)是指：在學(xué)習(xí)一定科學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，所形成的適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)發(fā)展所需要的能力和基本品質(zhì)。用系統(tǒng)論的觀(guān)點(diǎn)看，包括以下幾個(gè)要素： 、科學(xué)精神，是科學(xué)素養(yǎng)的靈魂，表現(xiàn)出對(duì)科學(xué)的關(guān)心與熱愛(ài)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)，是從事科學(xué)活動(dòng)成功的基本保證。、科學(xué)能力和科學(xué)方法，是構(gòu)成科學(xué)素養(yǎng)的核心要素，科學(xué)能力是人們順利進(jìn)行某種實(shí)際活動(dòng) 所必需的較穩(wěn)定的心理特征?？茖W(xué)方法是人們?cè)诳茖W(xué)研究中所遵循的途徑和所運(yùn)用的各種方 式及手段的總和。、科學(xué)知識(shí)，是構(gòu)成科學(xué)素養(yǎng)的基礎(chǔ)要素，沒(méi)有一定的科學(xué)知識(shí)作基礎(chǔ)，科學(xué)素養(yǎng)也就無(wú)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(gè)綜合性、整體性的素質(zhì)結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)生物課程標(biāo)準(zhǔn)的理解及平時(shí)的教學(xué)實(shí)踐，拓展課程資源培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)主要進(jìn)行了以下幾方面的嘗試。一、 再現(xiàn)科學(xué)發(fā)展過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神在生物教學(xué)中，適當(dāng)引入生物學(xué)史內(nèi)容，把這些知識(shí)有機(jī)地與課本內(nèi)容相結(jié)合，既有利于學(xué)生對(duì)現(xiàn)有生物學(xué)理論知識(shí)的理解和掌握，又有利于提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)。生物學(xué)是一個(gè)發(fā)展的過(guò)程，學(xué)習(xí)生物科學(xué)史能使學(xué)生沿著科學(xué)家探索的道路，理解科學(xué)的本質(zhì)。生命科學(xué)史既是人類(lèi)科學(xué)發(fā)展的歷史，也是科學(xué)思想的進(jìn)步史，還是科學(xué)方法的發(fā)展史，更是科學(xué)家百折不撓的奮斗史，其中蘊(yùn)含的教育意義重大而深遠(yuǎn)。通過(guò)加強(qiáng)并深化科學(xué)史教學(xué)，既能使學(xué)生了解科學(xué)家百折不撓的精神和堅(jiān)忍不拔的意志及實(shí)事求是的態(tài)度，又能使學(xué)生在潛移默化中樹(shù)立起正確的科學(xué)態(tài)度。案例1：必修3學(xué)習(xí)血糖平衡的調(diào)節(jié)時(shí)，可以引入胰島素的發(fā)現(xiàn)歷史。明確問(wèn)題：1920年，班廷正在準(zhǔn)備給醫(yī)學(xué)院學(xué)生講解糖代謝，他知道這是一個(gè)與胰腺有關(guān)的問(wèn)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(dǎo)管，就有可能引起胰腺萎縮”。 班廷反復(fù)閱讀此文，感到十分興奮。形成假設(shè)：班廷產(chǎn)生的設(shè)想：“結(jié)扎狗的胰導(dǎo)管，待其腺泡萎縮只剩下胰島后，分離其內(nèi)分泌物質(zhì)，應(yīng)該可以治療糖尿病。”驗(yàn)證假設(shè)：班廷正是在這種新設(shè)想的推動(dòng)下，到了多倫多大學(xué)麥克勞德的實(shí)驗(yàn)室和兩名四年級(jí)學(xué)生一起實(shí)驗(yàn)（其中一位叫白斯特）。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始進(jìn)行得很不順利，兩周內(nèi)10只狗有7只在切除胰腺和結(jié)扎胰島管手術(shù)中死亡。不得已，班廷只好自己到市場(chǎng)中買(mǎi)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(guò)氣來(lái)。生活清苦，實(shí)驗(yàn)費(fèi)用自理，食住不定時(shí)，已訂婚的女友又分手，但這一切沒(méi)有動(dòng)搖攻克胰島素的信心，他和白斯特相互鼓勵(lì)。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(shí)驗(yàn)取得了成功。1923年諾貝爾獎(jiǎng)金委員會(huì)授予班廷和麥克勞德生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)金。與班廷同甘共苦的白斯特沒(méi)有得到應(yīng)有的榮譽(yù)，他立即宣布把自己份內(nèi)獎(jiǎng)金分一半給白斯特。白斯特后來(lái)也成為了著名的生理學(xué)家。在這個(gè)案例中，展示了科學(xué)探究的過(guò)程：存在疑問(wèn)并明確問(wèn)題形成假設(shè)并尋找科研的理論依據(jù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)得出結(jié)論并推廣應(yīng)用。胰島素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，不僅記載著生命科學(xué)知識(shí)的形成過(guò)程，而且蘊(yùn)含著科學(xué)家的創(chuàng)造思維方式和靈活多樣的科學(xué)方法，體現(xiàn)了科學(xué)家尊重事實(shí)、服從真理和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，以及勇于創(chuàng)新、善于合作、無(wú)私奉獻(xiàn)和百折不撓的科學(xué)精神。因此，在高中生物學(xué)教學(xué)中注重科學(xué)史的學(xué)習(xí)，再現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程，必將對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。二、依托教材資源，訓(xùn)練學(xué)生的探究能力提高生物學(xué)科學(xué)素養(yǎng)的教學(xué)途徑多種多樣，但是探究性學(xué)習(xí)是最好的教學(xué)策略、方式之一，所以在普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)中把“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”作為基本的課程理念提出。1、探究學(xué)習(xí)的涵義：按照目前常用的美國(guó)國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)中的定義：“科學(xué)探究指的是科學(xué)家們用來(lái)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(xué)探究也指學(xué)生構(gòu)建知識(shí)、形成科學(xué)觀(guān)念、領(lǐng)悟科學(xué)方法的各種活動(dòng)?！边@里所指的探究學(xué)習(xí)是用類(lèi)似于科學(xué)家的方法去探究科學(xué)，而并非真正意義的科學(xué)探究活動(dòng)。2、探究學(xué)習(xí)的一般程序：從探究教學(xué)的實(shí)施程序來(lái)看，大體包括以下過(guò)程：明確問(wèn)題：發(fā)現(xiàn)并明確提出要探究的問(wèn)題。 搜集材料：通過(guò)實(shí)驗(yàn)、觀(guān)察、調(diào)查、查閱文獻(xiàn)等方法收集有價(jià)值的科學(xué)證據(jù)。 形成假設(shè)：根據(jù)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，提出假設(shè)和猜想。 驗(yàn)證假設(shè)：對(duì)所有收集的證據(jù)進(jìn)行綜合處理，對(duì)問(wèn)題作出科學(xué)的理解。 交流評(píng)價(jià)：交流自己的探究結(jié)果，對(duì)結(jié)論合理性評(píng)價(jià)。3、高中生物探究式學(xué)習(xí)的模式：中學(xué)生物是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)對(duì)大量生物事實(shí)、現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)探究和概括的一門(mén)自然學(xué)科，生物實(shí)驗(yàn)和理性思維是生物學(xué)習(xí)的兩個(gè)最基本的方法，鑒于生物學(xué)科的上述特點(diǎn)，其探究性學(xué)習(xí)模式可設(shè)計(jì)為如下：產(chǎn)生疑問(wèn)教師引導(dǎo)激發(fā)明確問(wèn)題 否是明確問(wèn)題形成假設(shè)收集信息和準(zhǔn)備材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)討論設(shè)計(jì)方案提出最佳設(shè)計(jì)方案 驗(yàn)證假設(shè)否 是評(píng)價(jià)、交流表示學(xué)生的行為表示教師行為的加入圖：高中生物探究學(xué)習(xí)模式圖在上述模式指導(dǎo)下，學(xué)習(xí)形式可以多種多樣，靈活使用。案例2：在學(xué)習(xí)“新陳代謝與酶”時(shí)，分析完酶的活性與溫度關(guān)系以后。提出問(wèn)題：高溫真的能使酶失去活性嗎？形成假設(shè)：高溫可能使酶失去活性。驗(yàn)證假設(shè)：引導(dǎo)依據(jù)前面酶高效性實(shí)驗(yàn)學(xué)生得出實(shí)驗(yàn)材料和用具：肝臟研磨液若干、 H2O2溶液、酒精燈（對(duì)肝臟研磨液進(jìn)行加熱）、試管若干等。結(jié)合實(shí)驗(yàn)材料和用具，經(jīng)過(guò)廣泛的討論，學(xué)生設(shè)計(jì)證明方案，并由小組代表上講臺(tái)闡述自己的觀(guān)點(diǎn)。然后學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜想，通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作和交互式實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，促使學(xué)生積極主動(dòng)地動(dòng)腦、動(dòng)手。交流評(píng)價(jià)：學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中獲得感知，再對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析、比較、概括，進(jìn)行思維加工，總結(jié)得出結(jié)論，通過(guò)交流，能使學(xué)生感覺(jué)自己也能像科學(xué)家“搞科研”一樣“發(fā)現(xiàn)”科學(xué)規(guī)律，從而獲得巨大的成就感。教師在此過(guò)程中主要是指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提出注意事項(xiàng)、提醒記錄數(shù)據(jù)等，保證學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程的順利進(jìn)行，使學(xué)生在“做科學(xué)”中自覺(jué)、主動(dòng)地叩開(kāi)知識(shí)大門(mén)，向著未知領(lǐng)域不斷前進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的方法和獨(dú)立操作能力。提高素養(yǎng)，優(yōu)選探究，并不是說(shuō)探究性學(xué)習(xí)的教學(xué)方法是萬(wàn)能的，由于學(xué)習(xí)內(nèi)容如此豐富，且學(xué)生的學(xué)習(xí)基本上是習(xí)得間接經(jīng)驗(yàn)，不可能也不應(yīng)該事事都親臨探究，直接感受。教學(xué)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(yīng)用。傳統(tǒng)的教學(xué)策略方式也應(yīng)篩選、繼承和發(fā)展。三、創(chuàng)設(shè)生物學(xué)情景，培養(yǎng)學(xué)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(xiàn)的科學(xué)家，在青少年時(shí)期大都已具有超強(qiáng)的創(chuàng)造性思維。創(chuàng)造性思維，對(duì)人一生成就的大小至關(guān)重要。培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，要充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位，其中教師的重要任務(wù)之一就是要善于創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題，并解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維。主要以教材、習(xí)題、生活資源為素材，建立生物學(xué)情景。1、 拓展教材知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。對(duì)于教材中的內(nèi)容要注重前后聯(lián)系，建立知識(shí)體系。以學(xué)生已有的知識(shí)為基礎(chǔ)引導(dǎo)其對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行深化、細(xì)化，組織學(xué)生強(qiáng)化對(duì)知識(shí)的理解，使學(xué)生在解決相關(guān)問(wèn)題時(shí)能做到得心應(yīng)手。如在解決遺傳問(wèn)題時(shí)，孟德?tīng)栯s交實(shí)驗(yàn)的深化、拓展是經(jīng)常涉及的內(nèi)容，在教學(xué)時(shí)的強(qiáng)化將使學(xué)生在解題時(shí)更加心中有底。案例3：某人對(duì)豌豆做了以下幾組雜交實(shí)驗(yàn)：（涉及的基因任選）編號(hào)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(shuō)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(jìn)行雜交，得到的子代中紅花占1/4，問(wèn)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(huì)認(rèn)為此性狀是由一對(duì)基因控制的，但當(dāng)分析雜交組合可能會(huì)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(xué)習(xí)孟德?tīng)杻蓪?duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中學(xué)生可以得出9：3：3：1之和等于16，所以的性狀是由兩對(duì)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(shuō)明只有雙顯性個(gè)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?tīng)桙S色圓粒豌豆和綠兩株白花植色皺粒豌豆的雜交實(shí)驗(yàn)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(xué)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(duì)基因獨(dú)立研究時(shí)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(duì)基因獨(dú)立研究時(shí)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(duì)基因獨(dú)立研究時(shí)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(duì)基因獨(dú)立研究時(shí)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(xí)題素材，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。生物學(xué)情景：細(xì)菌細(xì)胞直徑不足2m，每時(shí)每刻卻發(fā)生著15002000個(gè)化學(xué)反應(yīng)，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(gè)肽鏈只需百分之三秒，而現(xiàn)代最先進(jìn)的蛋白質(zhì)自動(dòng)合成機(jī)器只能合成小肽，而且速度也慢，合成每個(gè)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(shí)的高效運(yùn)行模式，08年江蘇高考試卷中的試題。下圖為原核細(xì)胞中轉(zhuǎn)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(zhuǎn)錄尚未結(jié)束，翻譯即已開(kāi)始C多個(gè)核糖體共同完成一條多肽鏈的翻譯D一個(gè)基因在短時(shí)間內(nèi)可表達(dá)出多條多肽鏈答案：BD落實(shí)生物教學(xué)并不是以學(xué)生能解決一道題目為最高目標(biāo)，而是要讓學(xué)生從題目中走出來(lái)去感覺(jué)生物學(xué)的魅力，讓學(xué)生自己去想象，去感知，去體會(huì)生物內(nèi)部工作的高效性。在發(fā)展智能的同時(shí)，訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)造性思維，這樣才有利于學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。3、生物學(xué)源于生活又高于生活，遵循生物學(xué)規(guī)律，可以使自己絕處逢生，改善生活。生物學(xué)情景：安徽省某農(nóng)民買(mǎi)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(jī)進(jìn)行改裝，用沼氣代替柴油進(jìn)行發(fā)電。隨著村民開(kāi)始大量用電，600頭豬每天產(chǎn)生的糞便根本就不夠滿(mǎn)足沼氣發(fā)電。這時(shí)他開(kāi)始向農(nóng)民收購(gòu)豬糞便，發(fā)酵后剩下的沼渣沼液賣(mài)給附近的蔬菜種植大戶(hù)，一糞車(chē)也能賣(mài)相同的價(jià)格。蔬菜種植戶(hù)：“用他這個(gè)沼渣種的蔬菜，它不會(huì)生蟲(chóng)，不會(huì)焦灰，一般的糞便它可以把這個(gè)蔬菜就可以焦灰了，這個(gè)不會(huì)焦，它這個(gè)產(chǎn)量還高，還不容易生病，所以我們都用這個(gè)東西。” 創(chuàng)設(shè)問(wèn)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(jìn)行發(fā)電？、沼渣沼液為什么一糞車(chē)也能賣(mài)相同的價(jià)格？、用這個(gè)沼渣種的蔬菜，為什么不易生蟲(chóng)、不易焦灰？為什么產(chǎn)量還高？、該工程主要運(yùn)用了哪些生態(tài)工程的基本原理？、該工程的結(jié)構(gòu)和功能有哪些特點(diǎn)？通過(guò)這種學(xué)生提煉問(wèn)題的形式開(kāi)展教學(xué)，不僅提高了課堂教學(xué)的氛圍，還能使學(xué)生真正體會(huì)到生物學(xué)是大有用武之地的。認(rèn)識(shí)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(jué)中落實(shí)了教學(xué)任務(wù)又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。四、對(duì)生物學(xué)資源培養(yǎng)生物學(xué)素養(yǎng)的認(rèn)識(shí)課程資源是新一輪國(guó)家基礎(chǔ)教育課程改革提出的一個(gè)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(guò)教育學(xué)的加工并參與教育實(shí)踐才能成為課程。具備豐富和具有實(shí)踐意義的課程資源對(duì)于課程的開(kāi)發(fā)、實(shí)施具有重要意義。課程資源是決定課程目標(biāo)達(dá)成的重要因素。充分利用現(xiàn)有的課程資源，積極開(kāi)發(fā)新的課程資源，是深化課程改革、提高教學(xué)效果的重要途徑。1、 充分利用學(xué)校提供的課程資源：相對(duì)于校外的資源而言，學(xué)校提供的課程資源應(yīng)該在教育中占據(jù)主導(dǎo)地位。對(duì)于高中生物課程而言，除了各個(gè)學(xué)科通用的課程資源外，教師還應(yīng)該充分