學(xué)科教材與課例分析-緒論(2課時(shí))

學(xué)科教材與課例分析

普通課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書

2020/12/181緒論一基礎(chǔ)教育課程改革目標(biāo)學(xué)生具有愛(ài)國(guó)主義、集體主義精神，熱愛(ài)社會(huì)主義，繼承和發(fā)揚(yáng)中華民族的優(yōu)秀傳統(tǒng)和革命傳統(tǒng)；具有社會(huì)主義民主法制意識(shí)，遵守國(guó)家法律和社會(huì)公德；逐步形成正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀；具有社會(huì)責(zé)任感，努力為人民服務(wù)具有初步的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力、科學(xué)和人文素養(yǎng)以及環(huán)境意識(shí)；具有適應(yīng)終身學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和方法；（學(xué)習(xí)能力）具有健壯的體魄和良好的心理素質(zhì)，養(yǎng)成健康的審美情趣和生活方式，成為有理想、有道德、有文化、有紀(jì)律的一代新人2020/12/182二具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的涵義（一）具有創(chuàng)新精神（包括創(chuàng)新能力）的內(nèi)涵通過(guò)基本內(nèi)容（科學(xué)概念、科學(xué)探究活動(dòng)）的學(xué)習(xí)而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，一方面是依賴動(dòng)手實(shí)踐，“做”科學(xué)，這是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的途徑之一；另一方面是培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的能力，這是培養(yǎng)創(chuàng)新能力最經(jīng)常的途徑。1培養(yǎng)創(chuàng)造性思維（1）創(chuàng)造性思維的組成要素及其結(jié)構(gòu)（北京師范大學(xué)何克抗教授）①組成要素包括發(fā)散思維、辯證思維、橫縱思維、形象思維、直覺(jué)思維、邏輯思維②創(chuàng)造性思維的結(jié)構(gòu)●形象思維、直覺(jué)思維和邏輯思維----創(chuàng)造性思維的主體●辯證思維和橫縱思維----創(chuàng)造性思維策略（明察事物的對(duì)立統(tǒng)一并進(jìn)行聯(lián)系、比較、整合作用）●發(fā)散思維----思維指向作用（尋的導(dǎo)向所研究的問(wèn)題）2020/12/183

（2）創(chuàng)造性思維的基礎(chǔ)-----洞察技巧

洞察力的本質(zhì)：洞察力是一般的知覺(jué)、再認(rèn)、學(xué)習(xí)和構(gòu)思等心理過(guò)程的延伸，由三個(gè)彼此分離但又相互聯(lián)系的心理過(guò)程組成（選擇性編碼、選擇性合并、選擇性比較）

2020/12/184A選擇性編碼（SelectiveEncoding）

從大量信息中選出與問(wèn)題解決有關(guān)的信息的思維過(guò)程。

B選擇性合并（SelectiveCombination）把原來(lái)看似彼此獨(dú)立的信息合并成一個(gè)整體的思維過(guò)程，這個(gè)整體與原來(lái)的各個(gè)部分相似與否皆可。C選擇性比較（SelectiveComparison）把新獲得的信息與過(guò)去已有的信息進(jìn)行比較的思維過(guò)程。

例如：巴甫洛夫高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)理論的創(chuàng)立思維過(guò)程狗分泌唾液1號(hào)飼養(yǎng)員的腳步聲味覺(jué)中樞聽(tīng)覺(jué)中樞2020/12/185練習(xí)燉菜是酸的蛤蜊------貝殼類燉菜------A湯類；B肉排；C液體；D固體。（湯類）2湖泊是干的蹤跡------步行湖泊------A游泳；B灰塵；C水；D行走（行走）2020/12/186蚯蚓是毛絨絨的刺猥------多刺的蚯蚓------A毛皮；B苗條的；C棕色的；D柔軟的；（柔軟的）4玫瑰是臭的牧羊犬------狗玫瑰------A花；B垃圾；C香味；D粉紅色；（垃圾）5天空是綠的月亮------珍珠天空------A藍(lán)顏料；B翡翠；C藍(lán)寶石；D銀子；（翡翠）6鳥會(huì)鳴叫毛毛蟲------爬鳥------A飛；B唧唧喳喳；C母牛；D樹；（唧唧喳喳）2020/12/187（3）創(chuàng)設(shè)思維教學(xué)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題①不僅要教會(huì)學(xué)生如何解決問(wèn)題，更要教會(huì)他們發(fā)現(xiàn)值得解決的問(wèn)題。（發(fā)散思維訓(xùn)練、批判性思維訓(xùn)練）P61探究②注重訓(xùn)練結(jié)構(gòu)不良的問(wèn)題解決。（可從生產(chǎn)、生活實(shí)際中的問(wèn)題入手，如：如何防治菜青蟲？如何選擇生活伴侶？探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（無(wú)法列出具體的步驟，沒(méi)有固定或唯一答案的問(wèn)題）③注重在多重背景中訓(xùn)練問(wèn)題的解決(人際間的,社會(huì)關(guān)系間的)④注重創(chuàng)設(shè)運(yùn)用非正規(guī)知識(shí)的教學(xué)活動(dòng)（如：通過(guò)分析細(xì)胞學(xué)說(shuō)的建立過(guò)程，你領(lǐng)悟到科學(xué)發(fā)現(xiàn)具有哪些特點(diǎn)嗎？如何成功面試?）⑤倡導(dǎo)小組合作解決問(wèn)題（從中學(xué)會(huì)與人合作，分享資源，換位思考等技巧，為解決日后的重大、復(fù)雜、混亂的問(wèn)題打下基礎(chǔ)）2020/12/1882培養(yǎng)創(chuàng)新能力----“做”科學(xué)----科學(xué)探究活動(dòng)（二）實(shí)踐能力的涵義（生物學(xué)科----實(shí)驗(yàn)科學(xué)----實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>

1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的概念：是指在正式進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)之前，實(shí)驗(yàn)者根據(jù)一定的目的和要求，運(yùn)用有關(guān)的科學(xué)知識(shí)原理（生物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)等）對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的材料、手段、方法、步驟等全部方案的制定。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的全部?jī)?nèi)涵包括顯性部分（實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備、材料、步驟、方法、現(xiàn)象、結(jié)果等）和隱性部分（實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮恚﹥蓚€(gè)層面，隱性部分對(duì)顯性部分起著指導(dǎo)作用。實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菍?shí)驗(yàn)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿，實(shí)驗(yàn)原理是整個(gè)實(shí)驗(yàn)的靈魂。

①實(shí)驗(yàn)原理的概念：是實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)手段、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等所依據(jù)的科學(xué)理論（生物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)等）（重視對(duì)學(xué)生進(jìn)行理解實(shí)驗(yàn)原理的教學(xué)）2020/12/189例如：1生物組織中可溶性多糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定所依據(jù)的是化學(xué)原理---生物組織中的有機(jī)化合物可以和某些化學(xué)試劑產(chǎn)生特異性的顏色反應(yīng)；

2植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的是原生質(zhì)層具有半透膜性質(zhì)的生物學(xué)原理和水勢(shì)差的滲透作用的物理學(xué)原理；

3葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)包括了生物學(xué)原理---葉綠體的結(jié)構(gòu)原理及其中的4種色素成分顯示不同顏色的原理、化學(xué)原理---有機(jī)溶劑對(duì)色素的溶解性原理及不同色素在同種溶劑中的不同溶解度原理、物理學(xué)原理---吸附和擴(kuò)散原理

4孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了隨機(jī)化原理、概率原理、數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理等數(shù)學(xué)原理可見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)原理直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)材料、手段、方法和步驟的確定。2020/12/1810②實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定（實(shí)驗(yàn)課題的選擇）的意義和途徑A研究課題的選擇是生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的起點(diǎn)提出一個(gè)需要研究或值得研究的問(wèn)題-----提出問(wèn)題的能力B課題的正確選擇可以導(dǎo)致科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)偉大的物理學(xué)家愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò):“提出一個(gè)問(wèn)題往往比解決一個(gè)問(wèn)題更重要，因?yàn)榻鉀Q一個(gè)問(wèn)題也許僅僅是一個(gè)數(shù)學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技能而已，而提出新的問(wèn)題、新的可能性，從新的角度去看舊的問(wèn)題，卻需要有創(chuàng)造性的想象力，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步。”一個(gè)有研究?jī)r(jià)值的課題，是前人沒(méi)有探討的涉及或是需要進(jìn)一步探討的問(wèn)題，因此，準(zhǔn)確的選擇課題，實(shí)驗(yàn)研究的深入，可導(dǎo)致科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)。生物科學(xué)史上，巴斯德、巴甫洛夫、孟德?tīng)?、摩爾根等，首先是由于?zhǔn)確的選題，然后才獲得成功。2020/12/1811C生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課題選擇的途徑

生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課題選擇的途徑一般有兩種途徑，一是自然發(fā)現(xiàn)即在自然觀察中發(fā)現(xiàn)或在實(shí)驗(yàn)中的意外發(fā)現(xiàn)；另一個(gè)是調(diào)查研究。第一：意外發(fā)現(xiàn)：是指沒(méi)有一定目標(biāo)、一定方向，在自然狀態(tài)或研究其他問(wèn)題時(shí)無(wú)意識(shí)的、偶然的發(fā)現(xiàn)的一個(gè)值得研究的新問(wèn)題。例如:弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉素、巴甫洛夫建立高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)理論、巴斯德的體液免疫理論。意外發(fā)現(xiàn)獲得成功的條件：●實(shí)驗(yàn)者敏銳的觀察力（全面，細(xì)致，有思考、記錄、耐心等）例如：弗萊明發(fā)現(xiàn)抑菌圈、巴甫洛夫發(fā)現(xiàn)飼養(yǎng)員的腳步聲與狗的唾液分泌有關(guān)、達(dá)爾文生物進(jìn)化觀點(diǎn)的形成等●實(shí)驗(yàn)者強(qiáng)烈的科學(xué)意識(shí)科學(xué)意識(shí)就是在研究者腦海中經(jīng)常有“是什么”“為什么”一類的問(wèn)題，是個(gè)體理性思維的結(jié)果。例如：英國(guó)醫(yī)生琴納發(fā)現(xiàn)牛痘的免疫功能，為免疫學(xué)的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ)，牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律等2020/12/1812●實(shí)驗(yàn)者不懈的實(shí)踐活動(dòng)

任何“意外發(fā)現(xiàn)”不是閉門造車，都是在實(shí)驗(yàn)者不懈的實(shí)踐活動(dòng)中得以發(fā)現(xiàn)的。第二：調(diào)查研究--收集生物科學(xué)發(fā)展及現(xiàn)狀的有關(guān)資料和信息●明確前人做過(guò)什么實(shí)驗(yàn)、正在做哪些實(shí)驗(yàn)●哪些領(lǐng)域里的哪些問(wèn)題研究到什么程度、發(fā)展到什么水平、有什么結(jié)論、結(jié)論的可靠性如何；還有什么分歧的、爭(zhēng)議的問(wèn)題●哪些領(lǐng)域的哪些問(wèn)題沒(méi)有深入研究或仍是空白（薩姆納）2020/12/1813（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的流程及內(nèi)容

一個(gè)完整的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一般包括實(shí)驗(yàn)題目的確定、提出假說(shuō)（即對(duì)可見(jiàn)現(xiàn)象提出一種推測(cè)或解釋）、實(shí)驗(yàn)（即根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮吞岢龅募僬f(shuō)，設(shè)計(jì)出具體的實(shí)驗(yàn)方法和步驟）、預(yù)期（即在檢測(cè)一個(gè)假說(shuō)之前，先提出實(shí)驗(yàn)的預(yù)期結(jié)果）、觀察和收集數(shù)據(jù)、分析、推理和交流。

①生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的假說(shuō)----作出假設(shè)的能力假說(shuō)：在一定的經(jīng)驗(yàn)材料的基礎(chǔ)上，以一定的科學(xué)知識(shí)（即科學(xué)原理）為依據(jù)，對(duì)自然界或生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的可以觀察到的現(xiàn)象提出一種尚待通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的推測(cè)或猜想。A提出假說(shuō)的基本過(guò)程（三個(gè)階段）第一階段：為假說(shuō)提供客觀事實(shí)的階段對(duì)大量實(shí)驗(yàn)材料的分析整理2020/12/1814第二階段：提出假說(shuō)的基本觀念階段提出可以作為假說(shuō)核心的基本事實(shí)和基本原理，需要實(shí)驗(yàn)者發(fā)揮其主體性、充分運(yùn)用其想象力對(duì)第一階段獲得的客觀事實(shí)加以解釋。第三階段：從基本觀念推導(dǎo)出假說(shuō)的具體內(nèi)容階段假說(shuō)的具體內(nèi)容、對(duì)已知事實(shí)的解釋和科學(xué)預(yù)見(jiàn)這三個(gè)階段不是彼此分割的，而是相互聯(lián)系的。第一階段是假說(shuō)的出發(fā)點(diǎn)和客觀依據(jù)，第二階段是假說(shuō)基本觀點(diǎn)的提出，第三階段是假說(shuō)具體內(nèi)容的確定。2020/12/1815B提出假說(shuō)的基本方法

提出假說(shuō)是一個(gè)依據(jù)感性材料做出理性思考的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，理性思維起著重要的作用。對(duì)該假設(shè)所涉及的有關(guān)生物學(xué)的基本知識(shí)、基本原理進(jìn)行深入的理解，這個(gè)理性思考由三個(gè)彼此分離但又相互聯(lián)系的心理過(guò)程組成（選擇性編碼、選擇性合并、選擇性比較）（1）選擇性編碼（SelectiveEncoding）

從大量信息中選出與問(wèn)題解決有關(guān)的信息的思維過(guò)程。（2）選擇性合并（SelectiveCombination）把原來(lái)看似彼此獨(dú)立的信息合并成一個(gè)整體的思維過(guò)程，這個(gè)整體與原來(lái)的各個(gè)部分相似與否皆可。（3）選擇性比較（SelectiveComparison）把新獲得的信息與過(guò)去已有的信息進(jìn)行比較的思維過(guò)程

2020/12/1816例如：巴斯德的“雞霍亂實(shí)驗(yàn)”，在設(shè)計(jì)前，巴斯德對(duì)引起雞霍亂的霍亂菌及該菌的培養(yǎng)方法和病雞發(fā)作時(shí)的癥狀等一系列基本知識(shí)有所認(rèn)識(shí)，提出假說(shuō)，并根據(jù)假說(shuō)，遵照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則制定了具體實(shí)驗(yàn)方案。

2020/12/1817例如：巴士德有關(guān)雞霍亂假說(shuō)提出過(guò)程“過(guò)期的菌液”“雞不死”毒性小或無(wú)毒有免疫力2020/12/1818②實(shí)驗(yàn)過(guò)程的設(shè)計(jì)

生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課題的確定和假說(shuō)的建立，為生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)明確了目的和原理。實(shí)驗(yàn)過(guò)程的設(shè)計(jì)是整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的中心環(huán)節(jié)，它是依據(jù)目的和原理來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)