发布时间:2023-10-13 15:36:27
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二、提高教师水平,改进教学方法
生物科学专业学生的专业教学技能和教学方法主要是通过生物教学论课堂来学习,但同时每一位任课教师平时的教学方式方法也会在无形中影响着学生,所以要培养出优秀的中学教师,首先要有优秀的大学教师。可以通过各种教学活动提高教师的教学技能,如组织教师互听互评课,组织教师讲课说课比赛,组织教师走进中学调研等。我校生物科学专业学生的试讲环节和教育实习都是在大四第一学期进行,实践学习一个多月就要准备毕业进入工作岗位,时间较短,学生不能充分的锻炼,造成多数毕业生进入工作岗位后不能很快适应。所以,应该增加学生的锻炼机会,充分利用平时的课堂教学来锻炼,这就要求每一位任课教师不仅要负责传授专业知识,同时也要注重培养学生的教学技能,如挑选一些章节让学生分小组自学,制作教学课件,学生自己讲课等,教师在讲课时不能填鸭式教学,应多设计思考环节,给学生回答问题和交流讨论的机会,让学生有更多的课堂回答问题和表达的机会,尤其是胆量小的学生更应该多多锻炼。
三、优化教学内容,增强实验技能
加强专业课程内容与中学新课程的链接。在保持传统内容的基础上,加入反映学科发展前沿的知识及现代生物学的新进展、新趋势和新成果,并突出现代生命科学研究的思想、原理和方法以及生物科学技术的应用;教学中应突出和社会生活紧密联系的内容,这样一方面可以使学生感受到生物学在实际生活中的应用,增加师范生学习专业课程的兴趣,同时也会使师范生在以后的教学中能够借鉴参考相关的内容,更好地组织教学。减少传统的验证性实验内容,增加研究性、设计性实验的比例,使学生学会主动在实验中发现问题、解决问题,锻炼他们的探究能力和实验能力;同时可以让学生帮助教师准备实验,使学生有更多的实验操作机会;申请开放实验室,让学生走进实验室,提高学生的科研能力。
四、举办创新活动,激发学习兴趣
2012年5月,生物科学专业举办了生物师范生教学技能大赛,通过班级初赛,专业复赛和决赛,虽然多数学生没有取得最终的成绩,但是此次比赛让更多的学生参与进来,学生通过积极的准备和比赛,不仅增长了知识,而且积累了经验。今后还要不断增加创新活动,鼓励更多的学生参与,使学生在教学、实验、标本制作、科学研究等方面都能取得更大的进步。
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生物科学发展史既包括科学家对生命现象的研究过程,又包括科学家研究生命现象时所持有的不同观点和态度;既包括生物学理论和方法的形成演变,又包括不同学科之间的联系、科学与社会的相互影响。初中生物教学的目的就是要学生获得基础的生物学知识,领悟生物学家在研究过程中所持有的观点以及解决问题的思路和方法。因此在初中生物教学中渗透生物科学发展史的教育是非常必要的。本文结合笔者在生物教学和教研工作的实践谈一下在初中生物教学中如何渗透生物科学发展史的教育。
一、在新课教学导入中渗透生物科学发展史的教育。
在新课的教学中,如何导入新课往往决定本堂课的成败。有的新课内容正好与生物科学发展史有联系,与其想尽各种办法导入新课,还不如从生物科学发展史的角度,以讲故事的方式导入新课,即能增加了学生的学习兴趣,又能提高教学效果。比如:《植物细胞》这节新课就可以从细胞学说发展史导入新课。1665年英国物理学家罗伯特・胡克发现细胞,1759年C・F・沃尔夫在《发生论》一书中已清楚地描述了组成动、植物胚胎的“小球”和“小泡”,但还不了解其意义和起源的方式。1805年德国生物学家L・奥肯也提出过类似的概念。1833年英国植物学家R・布朗(Robert Brown)在植物细胞内发现了细胞核;接着又有人在动物细胞内发现了核仁。到19世纪30年代,已有人注意到植物界和动物界在结构上存在某种一致性,它们都是由细胞组成的,并且对单细胞生物的构造和生活也有了相当多的认识。在这一背景上,施莱登在1838年提出了细胞学说的主要论点,翌年施旺提出“所有动物也是由细胞组成的”对施莱登提出的“所有的植物都是由细胞组成的”的观点进行了补充。这就是《细胞学说》的基础。20年后另一位德国科学家魏尔肖作出了另一个重要的论断:所有的细胞都必定来自已存在的活细胞。至此,以上三位科学家的研究结果加上许多其他科学家的发现,共同形成了比较完备的细胞学说。学生通过了解这段科学史能够加深对细胞的理解,同时也会对科学家的探索精神产生由衷的敬意。
二、在实验教学中渗透生物科学发展史的教育。
有人把生物学发展史划分为三个阶段即描述性生物学阶段、实验生物学阶段和分子生物学阶段。实验生物学阶段是一个十分重要的生物学发展史阶段,因此在生物实验教学中渗透这段发展史显得尤为必要。在《绿叶在光下制造有机物》这一实验课教学中,要让学生了解1864年德国科学家萨克斯做过这样的实验:把绿叶放在暗处数小时,消耗叶片中部分营养物质,然后把叶片的一部分暴露在光下,另一部分遮光。经过一段时间后,用碘蒸汽处理叶片,结果遮光的部分叶片无颜色变化,而照光的一部分叶片显示深蓝色。科学家们已经证实,只有淀粉遇碘呈现蓝色,淀粉燃烧时能够生成二氧化碳和水,因而它是一种有机物。学生的实验是验证性的,只是重复科学家们一百多年前的做过的实验,让学生们体验科学家们探索科学知识的过程,学习他们的科学精神和科学的研究方法。
在后面讲到的有关光合作用的探究演示实验中,可以让学生们先了解1771年英国科学家普利斯特利的经典实验:1、他把一支点燃的蜡烛放到密闭的玻璃罩里,蜡烛不久就熄灭了。2、他把一只小白鼠放到密闭的玻璃罩里,小白鼠很快也死去了。3、他把一盆植物和一支点燃的蜡烛一同放到一个密闭的玻璃罩里。蜡烛没有熄灭。4、他又把一盆植物和一只小白鼠一同放到一个密闭的玻璃罩里。他发现小白鼠能够正常地活着。
普利斯特利根据实验得出了如下结论:植物能够更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊的空气。普利斯特利用实验证明绿色植物可以改善空气的质量。
后来又经过多名科学家的近百年努力终于揭开了光合作用的神秘面纱。而在此过程中阐明碳循环的美国科学家卡尔文还获得了1961年诺贝尔化学奖。
三、在重要知识点上渗透生物科学发展史的教育。
生物的遗传和变异可以说是生物科学中十分重要的知识点,也是生物学研究发展到分子水平的一个节点。在这里有非常重要的生物科学发展史的史实,需要渗透给学生。这段重要的史实是DNA双螺旋结构模型的提出和“中心法则”。1953年美国生物学家沃森和英国物理学家克里克在以威尔金斯和其同事富兰克林提供的DNA衍射图谱的有关数据为基础,推算出DNA分子呈螺旋结构。并在《自然》杂志上率先发表了脱氧核糖核酸盐结构的论文,提出了DNA为双螺旋结构,核酸链是通过嘌呤和嘧啶碱基连接在一起的。1958年克里克发表了《论蛋白质合成》,克里克推测,蛋白质合成的第一步,一定是DNA先指导合成一段RNA,然后RNA游离到到细胞质中,再去指导合成蛋白质。这里的RNA就起到了信使的作用。克里克把遗传信息在细胞内生物大分子之间的这种转移或传递规律称为“中心法则”。
通过在生物教学中渗透生物科学发展史的教育,可以让学生们了解科学家们不畏艰辛、勇于探索的动人历程,展示了知识的发生过程,帮助学生理解知识,运用知识。同时学习科学家的锲而不舍和不屈不挠的创新精神。通过生物科学发展史的了解帮助学生们学到科学家科学研究的方法,培养科学素养,为学生们未来投身祖国的科学事业打下良好的基础。
参考文献: 姚敦义.生命科学发展史[M].济南 :济南出版社,2005. 孙毅霖.生物学的历史[M].南京:江苏人民出版社,2009.
作者简介:才福明,男,汉族1967年8月30日出生 ,吉林省四平市铁东区教师学校生物学科教研员,1991年毕业于东北师范大学生物系,本科学历。多年从事初中生物教学和教研工作。研究方向:生物学科教学、教研及创新教育方面。
indent-count:2.0; layout-grid-mode:char;mso-layout-grid-align:none'>3、加强朗读背诵训练,培养语感。这学期,我在每节语文课都突出读(课文),突出积累(字词句),突出背诵(经典)。我认为,只有语言积累到一定的程度,才可能文思如涌,笔下生花。
《生物课程标准》中明确指出:生物科学不仅是众多事实和理论,也是一个不断探究的过程。《标准》倡导探究性学习,力图改变学生的学习方式,引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生获取新知识的能力、分析和解决问题的能力。在生物教学中,我们应该转变观念,加强学生的探究性学习。转变师生角色,加强学生的探究性学习
1 树立“教是为了不教”的观念。倡导学生独立学习、学会学习。当今时代被称之为“知识爆炸时代”,知识增长和变化的加速发展使人们认识到,科学系统是知识系统,更是不断更新的过程;是认识的结果,更是探究的精神。科学在本质上并不是证实真理,而是不断更新真理。法国教育家弟斯多惠说:“一个不好的教师奉送真理,一个好的教师则教人发现真理。”在生物教学中,不仅要让学生了解一些现成的理论,更要引导学生懂得这些理论是如何获得的,应该强调的是“发现”知识的过程,而不是简单地获得结论,强调的是创造性解决问题的方法和形成探究的精神。如在上学期的生物教学中,充分利用当地的材料,在鼠妇难找的情况下,我改用蚯蚓作实验,探究蚯蚓的生活环境需要哪些环境因素。从学生的生活经验,引导学生发现问题,提出问题,小组讨论和没计“蚯蚓的家”应该具备哪些基本条件,对影响蚯蚓生活的主要环境因素作出假设。然后在小组的共同努力下,设计一个方案用以验证小组的假设。最后小组汇报和展示本小组的设计方案和建好的“家”。通过这个案例的学习,学生基本上对探究性的学习有一个基本的了解。
2 树立“学为主体”的观念。是从另一侧面强调学生独立学习、学会学习,强调“学生学习的主动性和建立自己知识与能力结构的自主性”,同时,还要强调学生在学习方面的“责任性”。所谓尊重学生的主体地位,就是要充分认识到教师是为学生服务的,所谓发挥学生的主体作用,就是要教师调动学生主动学习的积极性。把学习的主动权还给学生,同时加强学生对自己学习的责任感,不仅强调课内学习,也强调课外多渠道学习,强调学生之间的相互促进和交流。当我们的学生都努力使自己学会独立生活、独立学习,并追求独立研究能力的增长时,他们就必将成为21世纪所需要的人才学习是为了应用,知识是能力的基础,知识只有在应用的过程中才会转化为能力。
二、不断提高学生的探究实践与创新能力
科学发展的基础是创新,培养学生创新能力十实践科学发展观的关键。在中学生物中,注重启发学生的创新意识,充分调动学生开展创新活动的积极性和主动性,营造良好的创新环境,切实加强对学生的创新,这应当作为生物教师的重要目的。怎样培养学生创新能力,应成为生物教师教学研究的最重要的课题。
1 激发兴趣,唤起创新意识。创新意识是一种发现问题,积极探求的心理取向。创新意识的培养也就是推崇创新,追求创新,以创新为荣的观念和意识的培养。只有在强烈的创新意识的引导下,学生才会产生强烈的创新动机,从而充分发挥创新潜力和聪明才智,释放创新激情。而要唤起学生的创新意识,教师首先就要充分利用学生新异好奇,渴求参与、求知等心理因素,激发学生的兴趣,为创新能力培养打下良好的基础。例如例如“观察植物细胞质壁分离和复原”这一实验,课本上要求用30%的蔗糖溶液,可能会有学生提出可不可以改用不同浓度的蔗糖溶液或同浓度的其他溶液(如KCl30%)来替代?如果有了这样的疑问,就要鼓励他们通过实验来解答,同时学生也会自然而然联想到同种方法来测定植物细胞液的浓度。
摘要:中学生物教师专业化发展,是生物教师职业专业化的基础,是培养优秀中学生物学科教师的目标,发展途径是应用生物学基本观点,指导教育实践和生活;增强实验动手能力,能通过实验补充及拓展学生视野;关注生物前沿发展,并转化为教学素材;以研促教,培养学术研究能力;充分利用校本资源,提高生物学科素养;深入学生群体,不断改进教学方法。
关键词:生物教师专业化 生物学观点 实验能力 生物前沿 学术研究
教师专业化,就是教师按照工作岗位的需要,通过不断的学习与训练,获得学科专业知识与教育专业知识技能,实施专业自主,表现专业道德,逐步提高从教素质,取得相应的专业地位的过程[1]。
中学生物教师专业化发展,是生物教师职业专业化的基础,是培养优秀中学生物学科教师的目标,也是提高中学生生物科学素养的重要措施。针对学科特点和教师发展现状,拟从以下几个方面进行探索。
一、应用生物学基本观点,指导教育实践和生活。
生物学科教师专业化,应有别于其他学科教师专业化,能够以生物学基本观点指导实际便是其中之一。
除了生物学基础知识和基本技能外,在生物科学中,还包括许多朴实而又博大的基本观点,有唯物观点、辩证统一观点,用动态、变化、发展的观点观察研究的思想方法,创造性
思维等。这些基本观点不仅对学好生物学有非常关键的作用,而且对实践者的求知、生活、做人等都有指导价值。
教师应在基础知识、基本教学能力培养的基础上,通过生物学科的教育实践和工作生活,充分体现生物学科的教育价值,增强生物学科意识,促进自身的专业化发展。
(一)唯物的观点
一切生命和生命现象都有其物质基础。最初的生命是由非生命物质在极其漫长的时间内,经过极其复杂的化学进化过程演变而成的,体现了生命起源的物质性。C、H、O、N、P、S等元素组成了核酸、蛋白质、糖类等化学物质,这些物质构成了生物体(病毒除外)结构和功能的基本单位——细胞,体现了生命的物质性。生物体的生长发育、生殖、遗传变异、应激性等一切生命现象都基于细胞的新陈代谢,都可给予物质基础上的解释,这反映了生命现象的物质性。
贯彻唯物观点,建立科学发展观。比如对于生命的起源问题,能更进一步认清神创论或创世说的不科学性,为进化论的提出铺设了基垫。
贯彻唯物观点,培养实事求是,理论联系实际的工作态度。主观意识要适应客观环境,不脱离现实生活,不违背事物发展的客观规律,正确认识自己,从实际情况出发,促进自身不断发展和完善。
(二)辩证统一的观点
构成各生物体的元素都可在非生物界找到,没有一种元素是生物界特有的,说明了生物界和非生物界的统一性。不同的细胞都有相似的结构组成,体现了细胞结构的统一性。生物体结构和功能的统一性——这是生命科学最基本的观点之一,如叶绿体、线粒体的结构分别与光合作用、呼吸作用相统一。
以辩证统一观点,作为教育实践的基本理念,全面看待事物的发展和变化。例如协同进化现象,生物与生物之间、生物与环境之间既进行着生存斗争,而生物和生物之间又在相互选择,共同反正,生存着的生物也在一定程度上适应了环境,正是这种既斗争又统一的各种复杂关系,构成了生态系统,建立了动态平衡。
以辩证统一观点,正确处理个体同周围环境的关系。比如在教师和学校之间,教师个体的知识和技能水平限制着学校的发展,学校某些教学条件也会制约教师的成长。但另一方面,教师的专业化发展能使学校整体的教学水平大为提升,有利的教学环境和管理策略也能促进教师的发展。两者相得益彰,相互促进,也相互制约。作为教师个体,在充分利用学校各有利条件促进自身发展的同时也要对学校发展作出贡献,使个人和学校得以和谐共进。
(三)动态、变化、发展的观点
生物的组成物质是动态变化的——生物体的新陈代谢使生物体每时每刻进行着新旧更换。细胞和生物个体是动态、变化的——它们都有一个发生、成长、衰老、死亡的动态变化过程。细胞和生物个体的结构与生理、生物和环境的关系等也是动态、变化、发展的。
在教学实践中,能以发展的观点解释生命现象、看待生物科学发展前景和学生的个体成长;在实际生活中,能认识到社会和生活环境处于发展变化中,教师自身发展也是一个动态变化过程。
二、增强实验动手能力,能通过实验补充及拓展学生视野
高中生物实验,是该学科内容组成的一部分,对了解学科基本知识、原理、现象、发展规律等有重要作用,这就要求教师要重视理论的分析和实际操作的科学性。除此以外,还应做到以下几点:
第一,要不断提高实验操作能力,以实验检验理论,以理论知识辅助实验的改进,促进教学研究水平的发展。 例如提取DNA,教材所用实验材料是鸡血,还有没有其它的材料可替代,或更理想的材料可选择?江苏省徐州市第一中学的甄宗秋老师,改进了该实验[2]:利用成熟鲤鱼精巢作为实验材料。成熟鲤鱼精巢中存在大量细胞,其主要部分细胞核,含有丰富的DNA分子。通过对教材实验改进前后的对比,发现不仅减少实验成本和材料用量,更是提高了实验的成功率。这样,在解决某些问题时,便可应用到其中。例如:由于实验材料用品所限,有时候需要设法替代,下列各项中正确的是
A.做DNA粗提和分离实验时,用新鲜羊血代替鸡血
解析:羊为哺乳动物,血液中成熟红细胞没有细胞核,DNA含量极少。
而学生可能会问,那可用什么材料替代?以上的实验研究结果便提供了参考答案。
另外,还要能够会用实验,借此促进学生对知识的理解和再现,拓宽知识面,提高对生物学科学习兴趣。比如,利用证明光合作用产物有淀粉的实验制作印有图象的叶片,方法是在暗处理后取一张底片放在叶上,叶底托一张黑纸,再用夹子将两块玻璃上下夹住叶片,使底片与叶片贴紧,阳光下晒3~4小时,其它步骤相同。最后,将此叶片晾干、压平,系上彩带就成为一张有像的树叶书签。通过实验,不仅让学生实践了光合作用发现过程经典实验的设计,而且还能助长兴趣,提高实验应用能力。
三、关注生物前沿发展,并转化为教学素材
生物是不断变化发展的学科,前沿科学既是对已有知识的补充、发展、修正,也是学科探索精神的体现,它完善了学科的知识体系,增强了其实用价值,也激励着生物人不断进取、向上、敢于挑战和实践。
例如在免疫治疗的教学过程中,结合单克隆抗体技术,向学生介绍新兴科学技术在实际中的应用;在讲到低温只是使酶活性降低而不是丧失时,引用美国提出的人体冷冻技术,让学生从理论和技术等方面就冷藏后的人还能不能复活进行讨论;我国神七问天带去的植物种子,在太空高真空、强辐射、微重力的条件下,能提高基因突变的频率,从而获得新型品种,是诱变育种的一个重要实例。
对前沿知识的了解和掌握,是高中生物教师专业化程度的重要标志。没有对知识的更新,意味着陈旧落后,祸害学生,没有对知识的补充,意味着停滞不前,耽误学生。发展中的教师应与发展着的学科息息相关,以学科的发展武装头脑,以学科的进步促进能力的提高,与时俱进,具有鲜明的时代性。
四、以研促教,培养学术研究能力
学术研究是借助已有的理论、知识、经验对科学问题的假设、分析、探讨和推出结论,其结果应该是力求符合事物客观规律的,是对未知科学问题的某种程度的揭示。
作为发展中的教师,特别是自然学科的中学生物教师,应该抱有对周围事物极大的好奇心和探索欲望,要知道,书中的“理”来自自然,书中的“例”也源自自然,学科的发展更是依赖于自然。要能够利用生物学科观点、规律解释身边现象,还要能够从身边小环境反衬学科理论,使之相互促进,不断发展。
学术研究的方法有很多,其中包括调查法。例如,在校本课程的研究性学习中,我带的几个学生的课题是:金中百年老树的调查。经过资料查找和对相关人士专访等,整理出来的调查报告不仅反映了金中校园百年老树的命运变迁,总结了环境和人类活动等对校园小生态环境的影响,也从另一侧面以小见大,映衬了潮汕地区百年老树的管理情况和受重视程度,进而为可行性强的管理保护措施的提出了提供了参考。
调查中还整理了部分植物的特征,拍摄了大量的植物照片,这些都可补充教学素材库。
除此之外,还有实验法,能够围绕一个课题展开探索,提炼结论,对生物学科发展起着推动作用。
大自然就是一本厚厚的教科书,它为学习者现出科学神秘的面纱,也引领好学者通往知识的殿堂,但前提是得先打开这本书,并通读它。走进课本,更要能走出课本,接受自然神圣的洗礼。
五、充分利用校本资源,提高生物学科素养
学校这一小环境,是一个复杂开放的生态系统,中学生物教师要关注并了解校园的生态环境特点,要能为校园的规划提出有建设性的意见。比如校园绿化,如何根据地域气候、土壤和建筑环境特点,种植旁道树和花圃草坪,生物学科教师对此要加强认识,并形成一定的见解,不断提高生物科学素养。又如生物园,是生物学科的第二课堂,也是教师发展、提高的重要园地。
六、深入学生群体,不断改进教学方法
很多人对教师职业都有这样一种看法:教书若干年,就是重复同一个内容、讲同一番话若干次。如果不在教学方法上求变,因材施教,那岂不成了教书机器。中学生物教学的根本,还是回到学生群体。学生对学科的态度、知识水平都将影响教学的效果和教学方法的选择。
了解学生的方法很多,可以是通过作业和测试分析,课堂提问和观察,谈话聊天等,也可以是学生疑问的解答,这一点非常重要,一方面,学生的问题体现了其知识水平和认知障碍,另一方面也反映教师知识结构的盲点,或学科内容与现实的矛盾,或学科间的联系等。中学生物知识系统,尚不是很完善,基础知识和高等教育内容仍需进一步磨合,教师知识结构也需要不断整合和磨合;生物学科作为一门自然科学,不能脱离现实,学科理论和生活生产实际要建立合理联系……教师虽然在教学工作中也在不断发现、积累和扩充,但毕竟能力和精力有限,能借助学生的参与,就好像延伸了一个个触角到社会、生活的很多角落,能由中得到启发,不仅让教师了解学生,也让教师了解自己,并得以不断提高。
对学生问题的解答,可以解决学生存在的疑难,在学生中树立威信,增强学生对教师的信任;整理学生提出的问题,能够完善教师的知识体系,提高学科素养;综合学生普遍提出的问题,能更好地进行教学方法的选择,适时而教。例如必修Ⅲ人体体温的调节部分,有这样一个题目:对于高烧不退的病人,可采用一些辅助治疗措施降低体温。下列措施中不正确的是( ) A.加盖棉被,增加排汗量 B.在额头上敷一冷水浸泡过的毛巾 C.用酒精棉球擦试四肢等部位 D.适当撤减衣被, [答案]A。而学生在实际中的认识是:发点烧,吃了药蒙上被子,出出汗就没事。这个问题如何解答?
这体现了知识和实际应用的联系问题。针对这种情况,我个人也查找了一些资料,发现竟是个普遍存在的疑问。课堂上,我没有把我的看法直接告诉他们,而是让学生谈谈退烧的一些经验和经历,很多人都提到家长采用蒙被出汗的方式,而有的用酒精擦身,有一女生回想起不久前发烧,医生嘱咐不能穿太多衣服……结合查找资料的情况,发现:蒙上被子出汗是家长的做法,医生的建议是适当撤减衣被。高烧不退,可以通过物理方法帮助散热,如果再加盖衣被,更不利于热量的散失了。而对于低烧且代谢未出现紊乱时适当加盖衣被,能促进出汗,加快散热,但高烧不退,这种做法适得其反,可能会使病情加重。所以当出现高烧时,要注意情况的区别,不能盲目。
参考文献:
[1]傅道春 教师的成长与发展 北京:教育科学出版社 2001.7(2005.5重印),95.
二、案例描述
新课程体系下的人教版必修第一册第四章第二节《生物膜的流动镶嵌模型》,内容编排上有很大变化。旧人教版教材采取直接展示细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质,磷脂的双分子层排布,以及直接表达细胞膜具有选择透过性的功能特点,学生也没有去细想为什么磷脂要排成双分子层?单分子层不行吗?更没有人深刻的体会到细胞膜的这种结构特点决定的功能特点。然而新教材并没有直接展示这些知识点,而是通过一段生物史的介绍━━对生物膜的探索历程,让学生重走了一遍科学家的探索之路,在考虑当时现有的技术水平和已有的知识背景下,逐步自己总结出生物膜的结构并完善,并在此基础上理解生物膜的结构特点和功能特点。
本节内容授课要想达到好的效果,仅有新课程教学内容的精心编排还不行,还依赖于教师的精心组织。教师必须多花心思组织课堂,利用生物发展史中的实验对象、实施方案、观察统计对象、结论设定相关节点设置问题串实施探究性教学。让学生的自主探究和合作探究过程中有章法、有目标、有适切性评价,而不是机械的记忆,从被动接受到主动探究,这样才能从中找到乐趣和成就感,也就不会觉得枯燥。
首先,融合生活情境元素,激发学生主动构建知识的热情
贴近生活引入问题:若给三种材料:普通布、塑料袋、弹力布,你会用哪种材料做细胞膜的模型?为什么?体现了什么观点?学生大都都会选择弹力布,认为弹力布有弹力可以让一部分物质通过,体现了细胞膜的选择透过性,也能答出体现了结构与功能相适应的观点。这时我借势追问:那么生物膜究竟是怎样的结构才使它具有选择透过性的功能呢?将学生引入到本节课探究重点。然后师生互动,从欧文顿试验中,学生都能捕获“膜是由脂质组成的”这一结论,还有很多问题并没有理解,我在此有几个设问:①对“欧文顿实验”,最初实验得到生物膜是由脂质组成的,是通过对现象的推理分析还是通过膜成分的提取和鉴定?②在推理分析得到结论之后还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗?③为什么一开始不对生物膜直接进行提取、分离和鉴定呢?④思考技术对科学发展起什么作用?学生将这几个问题思考清楚后,会理解当时只能得到这一推测的结论,因为还没办法提取到细胞膜直接分离鉴定。
其次,思维节点设疑引入 巩固发展学生生成资源
根据欧文顿的推论,细胞膜除了脂质外,还有没有其他成分呢?过渡到脂质和蛋白质怎样形成细胞膜呢? 学生阅读课本,从这一实验:从红细胞膜中提取脂质,铺成单层分子,发现面积是红细胞膜的2倍,可以得出细胞中脂质分子排列成连续的两层。但学生并不知道如何排布以及为什么排成两层?这时我只提供磷脂结构示意图,简单介绍磷脂是一种由甘油,脂肪酸和磷酸所组成的分子,磷酸“头”部是亲水的,脂肪酸“尾”部是疏水的。请学生自己展开大胆想象,推测以下问题:运用相关的化学知识解释为什么磷脂在空气――水界面上铺展成单分子层?并画出如何分布的示意图。通过这一问题,学生理解了磷脂的特点。接着解决下一问题:生物的结构和功能是相适应的,在细胞膜内外都是水环境条件下,细胞膜的磷脂分子排成一层行不行?细胞膜的两层磷脂分子可能怎样排布呢?形成什么样的结构呢?
学生对这三种模式选择不一,最后意识到细胞膜内外都有水这一特点,而磷脂的头部是亲水的这一特性,学生能自己理解并记住应该选第一种模式图,整个排布可以用右图表示,这样也就理解了磷脂双分子层。
再次,问题串层递演进 丰富延展学生思维视野
我接着带领学生思考:磷脂排布方式清楚了,那蛋白质如何排布呢?学生阅读课本能找到罗伯特森提出的“生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构”的观点。很多学生也许也接受了这个观点,这时我反问学生:能否用刚才的观点解释以下现象呢?例如细胞分裂、草履虫的运动和分裂、成熟植物细胞的质壁分裂与复原现象。最后师生一起解决,学生也能理解若把生物膜描述为静态的刚性结构,这显然与膜功能的多样性相矛盾。随着新的技术手段不断运用于生物膜的研究,科学家对蛋白质的位置也提出了准确的说法,指出蛋白质不是全部平铺在脂质的表面,有的镶嵌在脂质双分子层中。
紧接着问题递进:有什么证据证明细胞膜中的物质不是静态的吗?假如做实验应该采用什么实验方法来判断?如果是同学们自己做这个实验,大家又会从中得到什么结论呢?同学们经过仔细分析加上阅读课本,很自然就过渡到了下面这个实验。实验:将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后,让两种细胞融合,杂交细胞的一半发红色荧光、另一半发绿色荧光,放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布。从实验结果表明细胞膜具有流动性。学生根据我设计的问题串自然领悟了这个实验的实验方法:用不同荧光染料标记不同膜蛋白,并且找到观测指标分析得出结论:通过观察不同荧光的分布情况得出细胞膜上的蛋白质是可以运动的。最后引申出细胞膜具有流动性。
最后,知识信息转换实践 厚实学生主动构建知识内化评价
学生经过对这一段科学史的自我探究,自己也能画出细胞膜的分子结构示意图了,并且还能描述出成分主要包括磷脂和蛋白质以及它们各自的排布方式,这样排布的原因也能理解。因为理解了,后面关于生物膜的流动镶嵌模型的基本内容就可以理解记忆和灵活运用而且不容易遗忘。更重要的是,对学生而言对这些知识点不是靠死记硬背而得来,都是通过自己重走科学家道路分析而来的,学生在这个过程中投入了极大的热情和兴趣,获得了很高的成就感。学完这节内容后,我还布置了一个课外活动:让学生自己选择生活中的素材自己制作一个生物膜的流动镶嵌模型,课后学生分组采用泡沫盒,牙签,橡皮泥,萝卜等自己身边的材料,形象准确的制作出了符合生物膜结构特点和功能特点的物理模型。
三、案例反思
生物学是一门以实验为基础的科学,有关生物学的重大科学发现也都是经过大量的探究实验而获得的。新课程教学中更注重探究、操作及自我发展等实践能力的培养,倡导探究性学习。因此,如何发展学生的实验探究能力也是新课程教学的一项重要任务。当然,学生的实验探究能力不可能通过短时间的强化训练就能达到课程要求,而应该是在日常的学习过程中逐步得到发展和提高的。这就要求高中生物教师要注重日常教学中有关实验探究内容的教学,抓住每次机会,重视实验探究过程和方法的指导,培养学生的探究兴趣,循序渐进地的提高学生的实验探究能力。而课本中的生物科学史为我们培养学生的的探究能力提供了很好的素材,教师应该学会利用课堂教学中的科学探究史,激发学生的探究兴趣,培养学生的科学探究精神。“兴趣是最好的老师”。要提高学生的实验探究能力,首先要给学生乐于探究的动力,而动力来源于兴趣。因此,激发学生的实验探究兴趣是培养学生实验探究能力的重要前提。因此我们作为教师,自己对待课本中有关生物科学史的内容时,不能简单对待,引入时应该融合生活情境元素,激发学生主动构建知识的热情。