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【关键词】生物科学素养 趣味性 科学探究 实验教学
“科学素养”是我国新课程改革的一个具体目标,同时,它也是20世纪90年代以来许多国家教育机制改革的共同目标。培养中学生的生物科学素养,它从一方面反映了学生对生物基础科学的掌握程度以及应用水平,另一方面,它反映了要求学生在学习基础知识的同时不断提高自身的科学素质修养,形成正确的世界观、人生观和价值观的具体要求。由此可见,中学生物课课程教学所担负的教学任务是十分艰巨的。
生物科学素养是指学生在参加社会生产生活实践过程中所需要的生物科学基础知识以及个人决策所需的科学探究能力。它包括理解生物科学、技术与社会的相关性以及个人科学的学习态度和价值观的形成。接下来,我们来分条论述一下具体的提高学生生物科学素养的方式方法。
一、贴近自然,贴近生活
相对于农村的孩子来说,城市里的孩子具有更为优越的学习环境,所以,相对来说,城市孩子的科学素养就比农村孩子要高。但是凡事有利就有弊,其当然也存在着不尽如人意的地方。举个例子来说,他们在“生物的进化”一课中,我们了解到了芦花鸡是因为它的羽毛形态和颜色与芦苇的花絮相似,故而得名“芦花鸡。”但是显而易见,学生对于芦苇就像对芦花鸡一样没有概念,这是由于对大自然缺乏了解所造成的。因此,要让学生更多的去贴近生活,贴近自然,脱离枯燥的说教和灌输教育,要让他们亲自去体会生物的妙趣。
许多生物学知识与现实生活密切相关。我们要经常引导学生用所学知识探讨身边事例的科学性,以指导正确消费。比如:好些生物制品和广告语,就是很好的课程资源。当讲到酶的特性时,建议学生讨论药物的胶囊和糖衣片作用及原理,从而掌握用药常识,保证身体健康。
二、创设良好的课堂环境
一个好的环境将使工作者的效率大大提高。同理可知,一个好的课堂环境和学术氛围,将大大的提高学生学习的积极性,促使他们积极的学习和开拓思考。教师在教学过程中要注重教学方式的选择,尽可能的创造一个轻松愉悦的学习环境,增加课堂的趣味性,把生物科学知识以丰富的艺术形式表现出来。
另外,教师在教学过程中还要不断的提高自身的知识技能水平和科学素养,给学生们做出模范,引导学生形成正确的价值观和科学态度。
三、加强生物实验教学
通过实验培养科学操作技能是构成科学素养的另一个基础要素。新课标对此有明确要求,实验操作能调动学生的参与意识,可以有效地激发学生学习的内在动机和培养学生的生物学技能。教学中,教师采用开放实验室、课内课外相结合的形式,加强实验操作,让学生多动手,多实践,从操作的角度培养学生的科学技能,并严格要求学生在操作过程中科学观察、记录、完成实验报告,通过分析和解释实验中产生的现象或数据得出符合实际的科学结论。新课标教材中有不少生产流程的实例,好些都是学生必做实验和实验建议。根据课标内容适当编排教材顺序,就会收到更好的效果。
四、充分利用社会资源
生物科学与我们的日常生产生活是息息相关的。教师可以在课程讲授的同时联系现实生活,增加课程的趣味性,调动学生的求知欲,就如2004年安徽劣质奶粉事件就可以作为一个生物科学的生活实例在课程中讲述。
同时要联系生物科学的新成就。生物科学的发展是日新月异的,有许多科研成果对生物教学都起着促进作用,可以唤起学生的求知欲,使学生真正感受到学习生物学无论是对个人生活、家庭生活、社会生活、生产实践,还是对未来进一步的深造都是十分必要的。从而产生内在的学习要求,提高学生生物科学素养。例如:人类基因组的计划、克隆技术、袁隆平的“三系”杂交稻、太空育种等。
生物课程教学的目的即促进学生的全面协调发展,帮助其形成正确的价值观,养成科学的生活态度以及生活方法,以培养适合社会发展的新型化人才。因此,生物科学素养的培养是一个任重而道远的过程,它并不是一朝一夕能够养成的,它需要学生、老师、以及社会各界的共同努力。
参考文献
一、激发兴趣,引导学生参与课堂教学活动
兴趣是最好的老师。生物学科有别于其他学科的特征之一,是能现学现用,学以致用。教师轻松、有趣地把知识展现在学生面前,就能激发学生兴趣,放松心情,积极调动思维和教师配合,并且踊跃加入到课堂活动中。
二、重视学法设计
教师在进行教法设计时要进行学法设计,在教学的过程中适时进行学法指导。学法设计以章、学段为单位整体设计为宜,因为这样可以在一个更大范围内对学习过程有一个整体规划。学习方法有很多,结合生物教材可以进行如下几种学习方法的指导:
1.整体学习的方法
运用整体―局部―整体的思路进行教学。这样学习有助于学生形成知识体系。
2.实验―探究的方法
可以培养学生动手实践的能力。
3.讨论交流法
课堂上教师提出问题,学生按学习小组分组讨论,学习思辨方法、表达方法,讨论则可以发展学生的交流能力。
4.整理归纳的方法
提炼要点,如列表、画结构简图归纳知识体系等。
三、使主体作用贯穿于教学过程的始终
教师在设计课堂教学时,必须依据学生对生物学的认识规律,在每一个环节上体现学生的主体地位,给学生创造参与的机会,激发学生的兴趣,调动每一个学生的积极性。如在实验探究法这种教学方法中学生的主体作用表现在:首先,以学生实验为核心组织课堂教学,学生始终置身于亲自动手实验和积极思考的学习情境中,既要动手操作,又要动眼观察,还要动脑思考,这有利于培养学生的实验能力、观察能力和思维能力。其次,学生的主体作用主要表现在学习过程中的主动性、积极性和独立性,学生独立完成实验,并通过实验分析得出科学的结论。在学习过程中,学生参与了实验的探究过程,而且培养了学生对科学的兴趣,不断追求新知识的精神和合作精神,提高了生物科学素养。
关键词:生物课;动手能力;实验
中图分类号:G633.96 文献标识码:B 文章编号:1672-1578(2013)07-0214-01
生物学课程是中学课程中一门重要的自然学科课程,是一门趣味性很强的学科。但同时它的许多知识又都比较抽象,那么如何将抽象的知识形象化,对于激发学生课堂学习生物课的兴趣,提高学生的认知能力都有好的帮助。初中生物实验就要培养学生的动手能力,即实践操作能力,而实验操作能力,又是初中学生比较薄弱的环节,因此做好生物实习实验课就显得尤为重要。
1.激发探索兴趣,培养学生善于动手能力
在实验课上,很多学生缺乏自信,怕弄坏仪器,怕弄脏衣服,怕操作失误,怕同学笑话,因而选择不愿动手,只站在旁边观看。针对这种情况,我积极采取鼓励措施,按照心理学的观点,人在愉悦的心境下学习容易有效地接受信息;按照素质教育的观点,以感情为纽带,以鼓励为方法,以成功为原则的思想,来激发学生的学习热情。我对同学们说:相信自己,你能行!只要你去动手去做,你就一定能成功。我鼓励他们首先要勇敢地迈出第一步,敢于动手。我们有一个实验是显微镜的操作,以往由于条件有限,都是两个同学一台显微镜进行操作,这样,一节课下来,往往有一半的学生没能动手操作,或者操作时间不够。学校知道这一情况后,积极调配资源,现在满足了同学们一人一台显微镜的操作。这样,那些原来怕动手,不愿动手的学生没有了借口,都动起手来。紧接着教他们会动手,教会他们一些实验操作技巧,方法,让他们反复练习,使他们的实验操作能力大大提高。
2.重视实验基本技能的培养,鼓励学生大胆动手
学好生物学知识,必须具备使用各种仪器,制作装片、解剖、观察和绘图等基本技能。例如:要认识细胞和肉眼看不清的微小生物,就必须学会使用放大镜或显微镜,制作并观察临时装片;要理解生物的生理功能,必须进行有关的生理实验,如:光合作用的过程,草履虫的应激性,脊蛙反射,植物根对矿质元素的交换吸附等;要认识生物的形态结构、生长发育、分类特征、遗传性状等,就必须学会观察、解剖、记载、绘图等技能。因此,进行生物实验是培养学生动手能力的有效途径。
但是在实验课上,很多学生因不感兴趣而不愿动手,一些学生因胆小不敢动手,到实验结束也没有完整的印象,最后只好抄一个实验结果交给老师了事。这样,忽视了学生基本实验技能的培养和生物科学素养的提高,把实验课大量的时间用在教师的讲解实验原理和方法步骤上,这种实验没能给学生留下积极思维的空间和余地,也不允许他们与任何意义上的标新立异,抑制了学生发展的主动性和思考的独立性。而现代教育就是要求引导学生积极参与,变被动学习为主动学习,变听老师讲实验,看老师演示实验,为学生亲自设计实验,动手做实验。因此,我在生物实验课上努力树立以学生为主体的教学观念,结合具体实验,教会学生一些基本的实验研究方法,然后让他们自己去查找资料,弄清实验原理,选择合适的实验材料和实验方法,这样就可使学生加深对实验全过程的认识,培养他们实际操作能力,提高实验课的效率。
3.发挥主导作用,引导学生善于探究
教育家布鲁纳指出,教学不应该"奉送真理",而应该"教人发现真理"。因此,在实验过程中,老师要善于发挥自己的主导作用,有意识地培养他们的逆向思维能力,鼓励他们大胆设想,让验证性的实验上升为探索性实验,并且要为他们创造条件,去探索,实施他们想要做的实验,把注意力从注重实验结果转移到实验方案的设计思路及方案的优缺点及改进方法等方面上来,从而培养他们探索问题,观察,思维及创造能力。有时,有的学生可能会"异想天开",提出一些怪异的问题,此时,我们应倍加关注那些标新立异的学生,充分挖掘其"异想天开"中合理的因素,使他们敢想敢说。这样,一方面满足了学生的好奇心和求知欲,另一方面也培养了学生的主体意识和科学思维的能力,学会分析问题,解决问题。
有时,实验不一定会取得令人满意的结果,此时,更要鼓励学生通过讨论,分析实验中出现的现象,并通过思考找出解决问题的方法。例如:在"制作l临时装片,观察人的口腔上皮细胞"这一实验中,有的同学可能在显微镜中找不到自己的口腔上皮细胞。这个时候,我就要他们自己找原因,是取口腔上皮细胞的位置不对还是涂抹不够均匀,细胞重叠过多,产生的气泡太多,染色不好,碘液浓度不够等等。通过分析,找出问题所在,针对这些可能,再重新找出解决这些问题的方法。这样一来,虽然没有得到满意的实验结果,但对知识的领悟能力却得到了发展,分析问题和解决问题的能力得到了提高。
4.多方面入手,培养学生的动手能力
生物实验课不仅能使学生获得生物学知识,也是将学生的生物知识转化为科学能力的必要途径。因此,在实验课堂教学中要尽量给学生提供施展自己智慧和才能的机会,使学生的科学素质在发散思维中得到升华,使他们丰富的想象能力、创造性思维能力得到充分发挥,并在实验教学中实现科学协作精神的培养和理论联系实际的原则应用。
一、利用实验教学,培养科学协作精神
生物是一门实验性科学,观察和实验是生物科学和基本研究方法,通过实验使学生在操作中的动眼动手和动脑活动有机地结合起来,使学生既掌握一定的基础知识,又得到必要的基本技能的训练。纵观每一项重大的科学发明和创造都是通过群体努力来实现的。因此,教师在实验教学中要教育学生学会合作、正确认真细心求学。要求学生要做到仪器安装、实验操作、记录观察等各负其责,人人投入。遇到问题集体讨论,出现事故共同排除,以培养学生的协作精神。
实验完成后对实验结果的分析也是提高学生协作精神的重要环节。对实验现象明显,效果好看的,让全班学生对比看;对实验效果差的,教师不急于指出毛病在哪,而让学生自己分析没能达到预期效果的各种可能情况,让他们自己找出失败的原因。不同的学生有不同的个性风格和心理特征,在共同参与,集体讨论的过程中,学生的思维全面放开,全身心投入,同时,在讨论的过程中提高了语言表达能力,从而在提高学生分析问题能力的同时,也培养了学生的合作探讨能力。
二、理论联系实际,培养科学原则
21世纪是生命科学领先的时代,近来世界上一项一项生物技术、生物新成果不断诞生。由于生物知识与人的生活生产实际联系十分密切,有远大的发展前景。教师在教学法中要联系教学内容,不断的向学生介绍我国和世界上生物领域的新成果、新技术。如转基因技术,克隆技术,器官移植技术等。提高学生学习生物的兴趣,树立远大志向,培养和调动学生的学习生物知识的积极性,这是学好生物学知识的重要因素。
学以致用,理论联系实际,这是学习深化的过程,也是科学原则的要求。因此,在生物学习中,让学生做到理论联系实际,把所学的知识联系生活实际,分析生活现象,解决实际问题。即能提高兴趣,加深记忆,又能提高知识的应用能力。
如学生学习了根吸水原理以后,让学生观察两棵盆栽辣椒,由于施肥的浓度不同,而出现不同的结果:一棵生长正常,一棵却造成了“烧苗”。据此,让学生明白,一次施肥过多是造成“烧苗”的原因。同时让学生观察花盆中长期积水,植物造成萎蔫的现象,使学生形象地了解土壤通气状况对根吸收水的影响。这样在教师的引导下,同学们把所学的知识灵活运用于实践,使学生真正理解了生物科学知识来自实践,又运用于实践,使理论与实践相结合的科学原则在学生心中牢牢扎下了根。
学生在这种学习过程中,既学到了生物科学知识,学会了基本技能,也训练了自学、观察、实验及思维的能力。又在不知不觉中培养了学生的不断探索新知识的精神,理论联系实际的科学原则和科学的思想方法。
三、利用问题教学,启迪科学发散思维
纵观世界科学技术发展史,许多科学家的重要发现和发明,都是产生于风华正茂、思维最敏捷的青年时期。这一时期唯有让学生充分拓展思维的空间,不拘泥于课本,发挥其想象力,才能使其思维方式得到综合与提高,表现出独到的创造性。教师在课堂上要能不断创设问题,以疑激趣,以疑促思,让学生在不断解决新的问题中获知、练能、增信,即在学生的头上始终有一个跳一跳就能摘到的桃子。同时我们不仅不把桃子摘下来送到学生的手中,我们还要让学生学会自己去“找桃子”,也就是要善于发现问题并去解决问题,让他们品尝发现问题的惊喜、解决问题的愉悦。要让学生学会发散思维,从书本拓展到生活、社会和自然,让学生逐步由跟着问题学转变为从学中能发现疑问、解决疑问。
《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》中对开设综合性、设计性实验课程占总实验课程的比列有一定要求:综合性、设计性实验课程开设达到80%以上为实验教学效果好,达到50%~60%为效果较好。但是在实践教学过程中,大多数高校,尤其是新建本科院校的生物科学专业,其综合性、设计性实验的开设率很难达到50%,并且在实际教学过程中存在诸多的限制因素。
1.实验课程安排的盲目性开设综合性和设计性实验课程,需要先考虑如何安排专业实验课程。生物科学专业的实验课程主要由专业基础课、专业方向课和专业选修课组成。专业基础课包含生物化学、分子生物学、细胞生物学、微生物学、植物学、动物学、植物生理学、动物生理学等,所涉及的实验知识和技能是整个生物科学专业培养课程的基础和核心。专业方向课是在专业基础课的基础上进一步深入和扩展的针对性较强的专业课程,如基因工程、发酵工程、酶工程等。专业选修课是专业方向课的补充和扩展,如蛋白质组学、分子遗传学、生物技术制药等,学生可以根据自身的需要和接受程度自行选修相应的实验技能,从而针对性地提高专业技能。基础性、验证性、设计性、综合性等类型的实验内容在开设的过程中需要考虑各专业课程的性质。不同的专业课程对实验的要求存在一定差异。目前,绝大多数高校在开设综合性、设计性实验课程时很少去区分专业基础课、专业方向课和专业选修课的课程性质,仅仅是为了满足教育部的评估要求而盲目的增加综合性、设计性实验课程,这导致学生在上专业基础课时无法适应综合性、设计性实验内容,而上专业方向课和专业选修课时又对综合性、设计性实验中涉及的基础性实验内容没有完全掌握,从而产生专业实验技能培训的混乱现象。
2.实验课时分配的不合理性综合性、设计性实验内容覆盖广,对实验技术要求高,所以需要更多的教学时数支撑。如《分子生物学》实验中仅PCR过程至少需1小时、《生物化学》的蛋白质分离纯化实验需3~4小时、《微生物学》的细菌培养需1~2天等,这在有限的学时下很难完成教学任务。通常,实验课程的课时分配需要结合总课时量的分配情况,再安排不同专业课程的理论和实验课时比例。理论课时和实验课时分配本身就存在矛盾,如果再增加对综合性和设计性实验分配比例的考虑,势必会造成这种矛盾的加剧。部分高校能够将一部分专业基础课的实验内容独立出来,如生物化学实验、分子生物学实验、微生物学实验等,保证该实验课程拥有较多的课时。而大多数高校能独立出来的实验课程相对较少甚至为零,实验内容只能附属于理论课程之下,导致实验课程教学时数较少,教学内容不完整,这是制约高校实验课程改革的重要的问题之一。
3.实验教学模式的保守性和封闭性受传统教育思想的影响,我国高校生物科学专业的实验教学基本上延续了以理论知识为主,实践技能为辅的教学模式。实验课程教学模式更是偏重于基础性、验证性、演示性实验。这些实验内容简单、固定,实验内容之间很少有过渡和衔接,甚至部分课程之间的实验内容存在大量的重复。综合性、设计性实验课程的开设,要求实验教学模式多样化、开放化和灵活化。不同的实验场地、实验对象、实验内容和实验方法可能会在一个实验项目中涉及,这不同于传统、单一、封闭的实验教学模式。无论从时间、空间,还是内容和方法上,对高校生物科学专业的专业建设和实验教学模式都提出了新的挑战。
4.实验室管理模式的固定传统实验教学模式产生了传统的实验室管理制度,其要求实验课程的开设应在规定的时间和地点完成教学任务,仪器设备和试剂的管理都是统一的,任课教师为了在不违反实验室管理制度的前提下完成实验教学任务,只能尽可能多的开设传统的、简单的实验内容,这也是基础性和验证性实验内容比例较高的原因之一。综合性和设计性实验需要开放的实验室管理制度相配套,传统的实验室管理体制与之存在严重的矛盾,这是限制高校生物科学专业实验课程教学改革的重要因素之一。
5.实验资源的不合理分配和使用实验设备及经费的分配是限制高校生物科学专业实验课程改革和发展的瓶颈之一。生物科学专业对仪器设备、实验材料和经费的依赖较高,尤其是分子生物学相关实验涉及的仪器,动辄十几万到几十万元一台,这对于部分新建本科院校来说是个门槛。也因此受到了限制,大多数高校在开设综合性、设计性实验课程的时候往往需要考虑已有的实验仪器设备、配套设施等是否满足课程需要,而不是去考虑如何合理的设置实验内容,这违背了综合性、设计性实验开设的宗旨。
二、综合性、设计性实验开设及实施的建议
1.实验课程的层次化和实验内容的模块化综合性、设计性实验课程的开设,需要根据人才培养方案的目标和任务,制定专业基础课、专业方向课和专业选修课的课程群,在实验课程的安排上要严格区分不同性质的专业课程对不同类型实验的需求,使实验课程形成完整的技能链条,具有明显的层次,即实验内容由浅入深,实验方法由少变多,实验原理由简入繁。实验课程模块化是解决实验课程课时不足的有效途径。根据人才培养方案中实验课程涉及的实验技能,精炼实验内容,做到一个基础性实验包含一个实验方法和原理,形成基础实验模块,并使该实验模块能在今后的专业方向课和选修课中被涉及。这样在专业方向课和选修课的实验课程中将基础实验模块进行组合,从而建立综合性、设计性实验课程内容,使专业基础课、专业方向课和专业选修课的实验课程形成有机的整体。实验课程层次化能够明确不同课程的教学目标和任务,避免课程之间知识和技能的重复和断裂,建立课程之间良好的过渡和衔接。实验课程的模块化能够更好的细化知识和技能,避免专业课程之间实验内容的无序和重复。
2.实验课程课时的分配及设置根据专业课程的性质,将专业基础课的实验独立出来,分配较多的课时,使专业基础课能够开设更多的基础性和验证性实验。这些实验通常能够在1~2个课时完成,内容简单,使学生能够在较短的时间内掌握。每学期一门专业基础课安排至少20课时的基础性实验,这能够充分培养学生的基本实验技能,为将来的综合性、设计性实验的学习打好坚实的基础。专业方向课和专业选修课的实验内容以综合性、设计性实验为主。综合性和设计性实验在课时安排上不局限理论与实验课时的分配比例,实验和理论课时可以灵活调度,将实验内容作为理论内容的延续和补充,同时也能在实验内容中进一步深入理论内容,实现“从做中学,边学边做”的教学效果。
3.开放式、信息化的实验教学模式及管理方式开放的实验教学模式是综合性、设计性实验开设的必要保障。在开放式实验环境中,学生以分组的方式进行实验,可以自行安排实验时间,从而避免实验室学生人数过多,实验资源紧张的情况,同时也能使教师最大限度的指导学生;学生可以选择内容进行实验,避免实验资源的不合理分配,提高仪器的利用率;学生在一定范围内自由选择实验方法及手段,避免实验教学的单一性和局限性。开放式实验教学模式不仅解决实验教学课时紧张、实验资源的不合理分配问题,还可以调动学生实验操作的积极性,使学生在实验中变被动为主动,提高学生的综合素质。在开放式实验环境中,实验室应根据不同学科将实验室进行分类,以实验仪器设备的利用率及价值进行分区,不同分区有专人负责管理。开放式实验室可建立信息化管理方式,统计实验室及仪器的使用频率,对频率较高的实验室采取开放式管理,对频率较低的实验区域进行统筹管理。此外,考虑到生物科学专业的一些仪器设备价格昂贵,可以专人专管,并使用网络信息系统建立预约机制,采取计划性、集中性安排仪器的使用时间,实行半开放策略。
三、结语