“生命科學(xué)史”的教學(xué)策略

“生命科學(xué)史”的教學(xué)策略一、怎樣的課才算是好課華東師范大學(xué)葉瀾教授認(rèn)為，好課沒有絕對的標(biāo)準(zhǔn)，但有一些基本的要求。大致表現(xiàn)在五個方面。一、有意義二、有效率三、生成性四、常態(tài)性五、有待完善有意義的課，它首先應(yīng)該是一節(jié)扎實(shí)的課。教師講的東西如果學(xué)生都知道了，那你何必再上這節(jié)課呢？學(xué)生的學(xué)習(xí)首先必須是有意義的。首先是他學(xué)到了新的知識；進(jìn)一步是鍛煉了他的能力；在此過程他有良好的、積極的情感體驗(yàn)，產(chǎn)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的強(qiáng)烈要求；再發(fā)展一步，是他越來越主動投入到學(xué)習(xí)中去。有效率的課,應(yīng)該是一節(jié)充實(shí)的課，有合理的容量和深度。課堂的有效教學(xué)，應(yīng)面向全體學(xué)生。如果沒有效率或者只是對少數(shù)學(xué)生有效率，那么這節(jié)課就不能算是比較好的課。生成性的課不應(yīng)該完全是預(yù)先設(shè)計(jì)好的，在課堂中，既有課程資源的生成，又有過程狀態(tài)生成。惟有這樣的課才是真實(shí)的、有活力的、引人入勝的課常態(tài)的課:課堂有它獨(dú)特的價(jià)值，這個價(jià)值就在于它是公共的空間，需要有思維的碰撞及相應(yīng)的討論，在這個過程中，師生相互生成許多新的知識。過度準(zhǔn)備的課上得沒有一點(diǎn)點(diǎn)問題，但給人的感覺是造假的可能性最大。有待完善的課:只要是真實(shí)的就會有缺憾。但正因?yàn)橛羞z憾，才更讓人有再向前進(jìn)一步的動力，同時也給人留下了拓展和創(chuàng)造的空間。二、重視生命科學(xué)史的教育價(jià)值一部科學(xué)史就是一部探究史?？茖W(xué)史的內(nèi)容在很大程度上反映了科學(xué)家的探究活動與方法，是理解科學(xué)探究、掌握科學(xué)方法的良好范例。生物學(xué)的每一個知識結(jié)論都是科學(xué)家通過觀察、探究得出的，科學(xué)家探究知識的過程，不僅揭示了人們思考和解決生物學(xué)問題的思想歷程，而且呈現(xiàn)了科學(xué)家的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神和科學(xué)世界觀；不僅包含了生物學(xué)理論和方法的形成演變，而且包含了不同學(xué)科之間的聯(lián)系、科學(xué)與社會的相互影響等?！镀胀ǜ咧猩镎n程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出“培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)”、“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”的基本理念，新課標(biāo)在基本建議中提出要重視科學(xué)史的學(xué)習(xí)。生物科學(xué)史提供了科學(xué)探究的經(jīng)典范例，蘊(yùn)含著組織探究教學(xué)的優(yōu)質(zhì)資源。在教學(xué)中應(yīng)充分發(fā)揮生物科學(xué)史的教育價(jià)值，使學(xué)生通過科學(xué)史的學(xué)習(xí)提高科學(xué)精神和探究能力?！吧锟茖W(xué)史探究教學(xué)模式”正是基于發(fā)揮科學(xué)史在組織探究教學(xué)中的獨(dú)特價(jià)值，抓住生物科學(xué)史和探究教學(xué)的結(jié)合點(diǎn)，從而建立起來的一種相對穩(wěn)定的生物教學(xué)活動程序。我們應(yīng)充分利用生物科學(xué)史組織探究性學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生沿著科學(xué)家探索生物世界的道路，親歷思考和探究的過程，領(lǐng)悟科學(xué)方法、獲取科學(xué)知識、培養(yǎng)科學(xué)精神，提高生物學(xué)素養(yǎng)。本教學(xué)模式則在科學(xué)史的理論教學(xué)中組織探究性學(xué)習(xí)，側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、分析推理等能力，從而有效地提高他們的思維探究能力。三、生物科學(xué)史探究教學(xué)模式的優(yōu)勢探究能力包括提出問題的能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、實(shí)驗(yàn)操作技能等多種能力。教學(xué)實(shí)踐中執(zhí)教者常常通過組織學(xué)生做探究性實(shí)驗(yàn)來培養(yǎng)探究能力。優(yōu)勢：1、生物科學(xué)史探究教學(xué)模式能有效促進(jìn)學(xué)生探究能力的發(fā)展，顯著提高學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。

2、生物科學(xué)史探究教學(xué)模式能明顯提高學(xué)生對相關(guān)知識掌握的牢固程度。生物科學(xué)史探究教學(xué)模式圖創(chuàng)設(shè)問題情境組織引導(dǎo)明確探究問題作出大膽假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案交流完善回歸史實(shí)介紹經(jīng)典實(shí)驗(yàn)對比實(shí)驗(yàn)方案領(lǐng)悟探究方法模式的運(yùn)用應(yīng)把握其要義，取其“神”而舍其“形”模式的運(yùn)用要因人、因課而異模式的運(yùn)用是內(nèi)化、活化、再造的過程1、著眼于理解科學(xué)知識的教學(xué)案例與分析獲得生物科學(xué)的基本知識是生物課程規(guī)定的基本任務(wù)之一。生物科學(xué)史記載著生物科學(xué)知識的形成過程，對于生物學(xué)中的一些核心知識，通過引導(dǎo)學(xué)生分析典型的生物科學(xué)史料，有助于學(xué)生的深刻理解。四、教學(xué)案例分析由知識傳授的基本特征決定了在中小學(xué)教學(xué)中，講授法永遠(yuǎn)是主要的，但講授不等于滿堂灌與死記硬背；注重參與、合作、體驗(yàn)、探究，并不是要取消講授，也不應(yīng)是用探究發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)來取代講授。案例一：第2節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程1、細(xì)胞膜的組成成分是什么呢？

歐文頓提出：膜是由什么物質(zhì)組成的資料1.1895年歐文頓(Overton)用500多種物質(zhì)對植物細(xì)胞的通透性作研究發(fā)現(xiàn)：凡是脂溶性物質(zhì)容易透過細(xì)胞膜，不溶于脂類的物質(zhì)透過細(xì)胞膜十分困難。思考與討論:1.最初認(rèn)識到細(xì)胞膜是由脂質(zhì)組成的，是通過對現(xiàn)象的推理分析，還是通過對膜成分的提取和鑒定？2.歐文頓推論是否正確呢？在推理分析得出結(jié)論之后,還有必要對膜的成分進(jìn)行提取、分離和鑒定嗎?3.細(xì)胞膜中除含有脂質(zhì)外，還有沒有其他成分呢？化學(xué)分析表明：膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)20世紀(jì)初,科學(xué)家們第一次將膜從哺乳動物紅細(xì)胞中分離出來:資料2.思考與討論:4.脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣形成膜的呢？（1）脂質(zhì)分子在細(xì)胞膜中的排列資料3.1925年，兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮(一種有機(jī)溶劑)提取紅細(xì)胞膜中的脂類物質(zhì)，然后在水面將脂質(zhì)物質(zhì)鋪成單分子排列的一層，測得總面積恰好為紅細(xì)胞表面積的2倍。把紅細(xì)胞放在蒸餾水中使其吸水漲破，反復(fù)沖洗后只留細(xì)胞膜（血影），把這些破碎的膜展開鋪在水面上，測定出紅細(xì)胞的表面積。細(xì)胞膜由兩層脂質(zhì)分子連續(xù)排列說明什么？(2)兩層脂質(zhì)分子是如何排列為兩層的呢？研究發(fā)現(xiàn)，脂質(zhì)分子主要是磷脂，它是怎樣排列成單分子層或雙分子層的呢？這與它的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)有關(guān)。得出磷脂分子的排列方式（3）蛋白質(zhì)位于脂雙層的什么位置呢？1959年羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜如下結(jié)構(gòu)：(暗——亮——暗)提出：膜由

三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)提出的“三明治”結(jié)構(gòu)模型資料4.靜態(tài)的蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)模式圖靜態(tài)的蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)受到質(zhì)疑細(xì)胞膜是靜止的，變形蟲為什么會運(yùn)動？細(xì)胞之間為什么會發(fā)生融合？細(xì)胞為什么會生長？推論：細(xì)胞膜應(yīng)該是流動的思考與討論:5.有什么證據(jù)證明細(xì)胞膜中的物質(zhì)是不斷運(yùn)動的呢？實(shí)驗(yàn)證明：

細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)具有流動性厚約8nm，膜的中間是磷脂雙分子層構(gòu)成基本支架蛋白質(zhì)鑲在膜的表面嵌入、貫穿細(xì)胞膜的流動鑲嵌模型2、技術(shù)手段的進(jìn)步，與科學(xué)發(fā)展之間的關(guān)系是怎樣的？（讓學(xué)生體會科學(xué)與技術(shù)的互動關(guān)系）從科學(xué)家的身上,你學(xué)到了什么？1、科學(xué)家探索細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型的過程中，強(qiáng)調(diào)的科學(xué)方法是什么？3、在建立生物膜模型的過程中，結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)是如何得到體現(xiàn)的？科學(xué)家研究生物膜結(jié)構(gòu)的歷程，是從物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)象開始的。分析成分是了解結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，現(xiàn)象和功能又提供了探究結(jié)構(gòu)的線索。人們在實(shí)驗(yàn)觀察的基礎(chǔ)上提出假說，又通過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)來修正假說，其中方法和技術(shù)的進(jìn)步起到關(guān)鍵的作用。這也說明科學(xué)是一個動態(tài)發(fā)展的過程，這一過程是無止境的。模塊一有助于學(xué)生較深入地認(rèn)識生命的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，理解生命活動中物質(zhì)的變化、能量的轉(zhuǎn)換和信息的傳遞；領(lǐng)悟觀察、實(shí)驗(yàn)、比較、分析和綜合等科學(xué)方法及其在科學(xué)研究過程中的應(yīng)用；科學(xué)理解生命的本質(zhì)，形成辯證唯物主義自然觀。2、著眼于科學(xué)方法訓(xùn)練的教學(xué)案例與分析提高每個高中學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)是新課標(biāo)實(shí)施中的核心任務(wù)。在課程標(biāo)準(zhǔn)中，必修三個模塊側(cè)重的科學(xué)方法不同：生物1：領(lǐng)悟觀察、實(shí)驗(yàn)、比較、分析和綜合生物2：領(lǐng)悟假說演繹、建立模型生物3：領(lǐng)悟系統(tǒng)分析、建立數(shù)學(xué)模型案例二：《基因在染色體上》一、體驗(yàn)類比推理，提出假說一百多年前，美國的生物學(xué)家薩頓對兩者進(jìn)行了類比推理，提出了一個大膽的假說：認(rèn)為基因在染色體上。因?yàn)榛蚝腿旧w行為存在著明顯的平行關(guān)系，這就很好的解釋了兩者相似的關(guān)系。二、體驗(yàn)假說----演繹，分析摩爾根實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生根據(jù)摩爾根的假說寫出圖解，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象三、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證摩爾根的假設(shè)組別♀♂F1①XBXBXbYXBXbXBY②XBXbXbYXBXbXbXbXBYXbY③XbXbXbYXbXbXbY④XBXbXBYXBXBXBXbXBYXbY摩爾根在當(dāng)時也設(shè)計(jì)了一些測交實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的假說，結(jié)果發(fā)現(xiàn)都能得到很好的解釋和驗(yàn)證，這說明他的假說是正確的。他的實(shí)驗(yàn)也因此為“基因在染色體上”這個假說的論證提供了有力的證據(jù)。摩爾根的實(shí)驗(yàn)是建立在其他科學(xué)家的研究基礎(chǔ)上展開的，總結(jié)摩爾根成功的同時，也應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注其他與之相關(guān)的科學(xué)家所作的貢獻(xiàn)?；仡櫩茖W(xué)史的環(huán)節(jié)通過對科學(xué)史的回顧，不僅把前面的知識聯(lián)系起來了，而且對整個有關(guān)“基因”的研究過程有了一個比較全面而整體的認(rèn)識，使學(xué)生對科學(xué)家們所作的貢獻(xiàn)和取得的成果有了一個系統(tǒng)的了解。而這個處理也很好的跳出了教材的限制，從科學(xué)史的角度對學(xué)生進(jìn)行了教育，這也是課標(biāo)積極倡導(dǎo)的一種做法。多運(yùn)用直觀的手段，精心設(shè)計(jì)符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的問題，是值得參考和借鑒的教學(xué)嘗試。本案例的啟示：案例三：植物生長素的發(fā)現(xiàn)讓學(xué)生觀察植物生長有什么特點(diǎn)？從而引出這節(jié)課探究的角度——向光性的研究探究實(shí)驗(yàn)一：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證植物具有向光性？實(shí)驗(yàn)材料：具胚芽鞘的植物幼苗、紙箱多個（其中有一些是一側(cè)具孔的）、臺燈、刀片、錫箔紙（不透光）等禾本科植物胚芽外的錐形套狀物，是植物的第一片葉子，可保護(hù)生長中的胚芽，種子萌發(fā)時，胚芽鞘首先鉆出地面，出土后還能進(jìn)行光合作用。結(jié)論一：光不影響胚芽鞘的生長，只是影響其生長的方向。請一位同學(xué)展示并介紹本組向光性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圖。引導(dǎo)討論：本實(shí)驗(yàn)的變量是什么？該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否符合科學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則？設(shè)計(jì)上有什么優(yōu)點(diǎn)和不足？引導(dǎo)小結(jié)：本實(shí)驗(yàn)的變量是單側(cè)光照，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，應(yīng)遵循了控制單一變量、設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)等原則。探究實(shí)驗(yàn)一：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證植物具有向光性？探究實(shí)驗(yàn)二：胚芽鞘向光生長的感光部位在哪里？是胚芽鞘尖端還是尖端下面部分結(jié)論二：感光部位：胚芽鞘尖端；生長部位：尖端下面部位。探究實(shí)驗(yàn)三：

胚芽鞘尖端的存在與尖端以下部位的生長是否有關(guān)？結(jié)論三：尖端的存在與尖端下面部分的生長有關(guān)。探究實(shí)驗(yàn)四：胚芽鞘尖端是否能產(chǎn)生某種物質(zhì)促進(jìn)其下端生長？結(jié)論四：胚芽鞘尖端能產(chǎn)生某種物質(zhì)促進(jìn)下面部分的生長。生長素的發(fā)現(xiàn)史達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)結(jié)論：胚芽鞘尖端可能會產(chǎn)生某種刺激，在單側(cè)光的照射下，對下面部分產(chǎn)生影響。詹森實(shí)驗(yàn)結(jié)論：胚芽鞘頂尖產(chǎn)生的刺激可以透過瓊脂片傳遞給下部。拜爾實(shí)驗(yàn)結(jié)論：胚芽鞘的彎曲生長，是因?yàn)轫敿猱a(chǎn)生的刺激在其下部分分布不均勻造成的。溫特實(shí)驗(yàn)結(jié)論：胚芽鞘尖端確能產(chǎn)生某種物質(zhì)，并將這種物質(zhì)命名為生長素。1934年，荷蘭科學(xué)家郭葛等人首先從人尿中分離出了這種物質(zhì)，經(jīng)過鑒定，知道它叫吲哚乙酸。1942年，人們從高等植物中分離出了生長素,并確認(rèn)它就是吲哚乙酸．回顧經(jīng)典實(shí)驗(yàn)：直立生長胚芽鞘在單側(cè)光下彎向光源生長對照組單側(cè)光影響生長素的分布五、運(yùn)用本教學(xué)模式的教學(xué)策略1、教師要提高自身的科學(xué)史素養(yǎng)只有教師心中的科學(xué)史變得生動豐滿了，才有可能把學(xué)生帶入神奇的科學(xué)史世界，這是教師成功利用科學(xué)史開展探究教學(xué)的前提。課堂活力的根本在于張揚(yáng)教學(xué)個性。沒有豐厚的學(xué)識及教育理論的積累，沒有精確靈動的教學(xué)設(shè)計(jì)與操作能力，“教學(xué)個性”只能是空談。2、抓住探究的本質(zhì)，還探究以靈活的形式科學(xué)探究的方法多種多樣，有觀察法、實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查法、模擬法等。探究性學(xué)習(xí)也有多種形態(tài)，可全程探究、可在某個環(huán)節(jié)上探究、也可訓(xùn)練學(xué)生的探究思維。如果僵化探究的形式，可能將靈活多樣的探究變成“新八股”為了活動而活動為了探究而探究為了互動而互動為了提問而提問……盲目創(chuàng)造“活躍”的課堂氣氛重視過程，忽視結(jié)果沒有質(zhì)量，沒有深度教師應(yīng)善于用豐富的科學(xué)史料為學(xué)生搭建一個發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的平臺，使學(xué)生得以從科學(xué)家的視角親歷探究。教師應(yīng)對科學(xué)史料進(jìn)行精心的梳理和再加工，去除細(xì)枝末節(jié)而凸現(xiàn)主干，突出科學(xué)研究的一般方法，從而促進(jìn)學(xué)生對探究方法和科學(xué)精神的領(lǐng)悟。要以有效教學(xué)為前提進(jìn)行教學(xué)方法的選擇學(xué)習(xí)方式、教學(xué)方法的選擇應(yīng)該服從服務(wù)于教學(xué)目標(biāo)，應(yīng)該從教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生實(shí)際情況出發(fā)。是否開展探究活動、如何開展都要以有效性為原則。不需要也不