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關(guān)鍵詞 教育目標 課程目標 教學目標
中圖分類號:G420 文獻標識碼:A
1教育目標及相關(guān)概念辨析
通過比較《現(xiàn)代漢語詞典》《辭海》(教育心理分冊),以及《教育學辭海》等多家看法,歸納其一致之處,教育方針就是由國家規(guī)定的教育工作的總方向,其依據(jù)是政治、經(jīng)濟的需要,為的是實現(xiàn)教育目的;教育目標等同于狹義的培養(yǎng)目標,即指各級各類學校或?qū)I(yè)的培養(yǎng)要求或培養(yǎng)標準;教育目的是指把受教育者培養(yǎng)成為一定社會需要的人的總要求,即教育想要大大的結(jié)果。三者既有區(qū)別也有聯(lián)系。
1.1 三者的區(qū)別
教育目的比較抽象,實際上是理論術(shù)語,不由國家或政黨來規(guī)定,而要由理論界探討以求共識,因而具有不可操作性。
教育方針高度概括,是工作術(shù)語,由國家和政黨規(guī)定,體現(xiàn)國家和政黨的意識,直接面向教育實踐、面向教育工作者,具有一定程度的可操作性,但無直接的衡量指標。
教育目標是教育方針的具體和分解,也是工作術(shù)語,由國家規(guī)定,并具有更進一步的可操作性,有直接的衡量指標,如人才培養(yǎng)的數(shù)量目標、質(zhì)量目標、結(jié)構(gòu)目標等等。
1.2 三者的聯(lián)系
教育目的是教育方針的理論表述,實際上就是確立教育方針、教育目標的直接理論前提,教育目的的任何不科學、不完整必然帶來教育方針、教育目標的不科學和不完整。
教育方針是教育目的的操作定義,它本身取決于教育目的的深度和廣度,而它的實際操作將產(chǎn)生對教育目的的反饋。
教育目標是教育方針的具體化,相對來說是教育方針的操作層面,更是教育目的的操作層面,其具體執(zhí)行結(jié)果有助于直接檢驗教育方針是否切合實際,判斷教育目的是夠正確科學。
基于以上辨析,我們認為,無論是從時間跨度還是從國家跨度上,對教育方針的比較都比對教育目標的比較更加宏觀、有效,更具有反思價值和現(xiàn)實指導意義。
2課程目標
2.1 課程目標的概念
課程目標是在課程設計與開發(fā)過程中,課程本身要實現(xiàn)的具體要求,它期望一定階段的學生在發(fā)展品德、智力、體質(zhì)、素養(yǎng)等方面所達到的程度。它是現(xiàn)代課程理論中一個十分重要的概念,是教育目的的下位概念,是教學目標的上位概念,介于教育目的和教學目標之間,起著橋梁轉(zhuǎn)換作用。
2.2不同科目間課程目標的比較(見表1)
分析原因:
(1)生物、物理與化學三門學科都隸屬于自然科學,在課程改革后其課程總目的是更加注重提高全體學生的科學素養(yǎng)。物理和化學這兩門學科更加關(guān)注培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng),而科學素養(yǎng)的培養(yǎng)要通過實驗,在科學方法、問題判斷、文化素養(yǎng)素質(zhì)方面得到訓練。所以物理和化學的課程目標在三個維度上是:①知識與技能;②過程與方法;③情感態(tài)度與價值觀。生物科學雖然是自然科學中的一門基礎學科,在課程目標或課程目的上當然也旨在提高全體學生的科學素養(yǎng),但生物科學的研究經(jīng)歷從現(xiàn)象到本質(zhì),定性到定量的發(fā)展過程,所以,生物學課程目標更多的是要求學生了解生物科學,技術(shù)和社會的相互關(guān)系,所以在高中階段更多地關(guān)注學生在采集和處理實驗材料、進行生物學實驗的操作、生物繪圖等技能和利用多種媒體搜集生物學的信息,學會鑒別、選擇、運用和分享信息等方面的能力培養(yǎng),而非課程目標的三個維度中的過程與方法,這點值得注意。
(2)生物學科學習的內(nèi)容大都是生物學現(xiàn)象和事實,生物學概念(包括原理法則規(guī)律、理論等),以及相關(guān)的科學方法和能力,并形成一些至關(guān)重要的觀點和態(tài)度。所以,對于生物科學的學習時課程標準對于知識這一維度更多的要求是獲得生物學基本事實、概念、原理、規(guī)律和模型等方面的基礎知識,在能力方面要求能夠正確使用一般的實驗器具,掌握采集和處理實驗材料、進行生物學實驗的操作、生物繪圖等技能。
3教學目標
3.1教學目標的概念
教學目標:是指教師在實施課程的計劃過程中,在完成某一階段的教學工作時所期望達到的要求或結(jié)果。是教師在教學實踐中根據(jù)實際情況制定的教師教的目標和學生學的目標的統(tǒng)稱。是課程目標在教學過程中的具體體現(xiàn),實現(xiàn)教學目標是實現(xiàn)課程目標的保障。
3.2教學目標的功能
其一,導向功能;其二,控制功能;其三,激勵作用;其四,中介功能;其五,測度功能。
3.3教學目標表述的方式
表述教學目標時一般要包含以下四個要素:
(1)行為主體:教學目標表述的應該是學生的行為,因此行為主體是學生。
(2)行為動詞:具體教學目標應采用可操作、可測評的行為動詞來描述,如“認出”、“說出”、“背誦”、“辨認”、“描述”、“解釋”、“說明”、“拒絕”等詞,使其意義明確、易于觀察、便于檢驗。
(3)行為條件:教學目標需要在表述中指明行為的條件,即影響行為表現(xiàn)的特定的限制或范圍等,如“根據(jù)地圖”、“不靠幫助或參考書”、“在十分鐘內(nèi)”、“利用網(wǎng)絡環(huán)境”等。對條件的表述包括四種主要類型,即允許或不允許使用參考資料或輔助手段、是否提供信息或提示、時間的限制、行為完成的情境。
(4) 表現(xiàn)程度:是指學生對目標所達到的表現(xiàn)水準,用以測量學習表現(xiàn)或?qū)W習結(jié)果所達到的程度。
4三者之間的關(guān)系
教育目標、課程目標一旦確定后,基本是靜態(tài)的、不變的,而教學目標要依據(jù)學習情景、學生水平及個性差異不斷進行調(diào)整。教育目標的實現(xiàn)要通過每門具體的課程,而課程目標的實現(xiàn)需要更加具體化的教學目標。
教學目標課程目標教育目標
參考文獻
[1] 何寶安.“教育方針”、“教育目標”和“教育目的”的區(qū)別和聯(lián)系[J].江蘇教育研,1992(4).
[2] 王道俊,郭文安.教育學[M].人民教育出版社,2009.
[3] 中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標準[M].人民教育出版社,2003.
[4] 汪忠,劉恩山.生物課程課程標準解讀.全日制義務教育走進新課程叢書[M].北京師范大學出版社,2002.
[5] 中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準(實驗)[M].人民教育出版社,2003.
[6] 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準[M].人民教育出版社,2003.
關(guān)鍵詞:生物;概念教學;有效性
生物概念教學的研究屬于一種研究方式,它立足于實際問題,根據(jù)學科性質(zhì),在課堂上對概念進行總結(jié),并及時處理概念之間的邏輯關(guān)系。換句話說就是以課題為基礎,根據(jù)某個知識點的現(xiàn)狀,從知識點概念逐漸擴展,由點到面,以此來構(gòu)建學生知識結(jié)構(gòu)的框架。
一、生物概念教學的重要性
《普通高中生物學課程標準》提出:要提高學生的生物科學素養(yǎng),其核心就是要求學生對生物學概念有深刻理解,并能指導生活實際。概念教學是生物學中最為基礎、最為重要的教學內(nèi)容,生物教學知識結(jié)構(gòu)是建立在概念教學基礎之上的,是新課程改革的必然要求。但是在實際教學中,很多教師沒能引起這方面的注意,只是將生物概念作為拋磚引玉的一個工具,簡單加以介紹,而在生物學事實上花費了大量的時間,并沒有具體分析概念內(nèi)涵以及概念之間的內(nèi)在聯(lián)系。長期以來,這種教育方式被模式化,形式單一、枯燥,學生也只是填鴨式學習,學一個概念,背一個概念,過一段時間忘記一個概念,記住了大量的生物學事實,卻沒理解概念,逐漸失去學習生物的積極性,表現(xiàn)出厭學的情緒。提高生物概念教學的有效性目的就是針對這一現(xiàn)象,讓學生更輕松、準確地理解生物概念,提高生物科學素養(yǎng)。
二、提高生物概念教學有效性的措施
1.使用時間軸教學方法
時間軸教學方法就是在生物概念教學中,充分規(guī)劃各個概念,將生物概念提出的按著時間順序依此講授。一個科學家是在前一個科學家研究結(jié)果的基礎上提出某個概念,順著一條主線便可以捋清生物概念的發(fā)展脈絡,相關(guān)概念的實質(zhì)也就越來越清楚。例如,人教版高中生物教材中有關(guān)激素的學習,教師可以先利用一小段時間將激素由發(fā)現(xiàn)到成熟的過程在教材的基礎上適當擴展介紹。經(jīng)過多名科學家的前期研究,1902年,斯塔林和貝利斯正式將這種物質(zhì)命名為激素,激素的定義也被正式確定,即由內(nèi)分泌器官分泌的一種具有調(diào)節(jié)作用的物質(zhì)。這樣一來,激素的簡介不僅簡潔、清晰,學生的注意力也較為集中,有助于學生產(chǎn)生學習興趣。在這個過程中學生自己就會嘗試構(gòu)建出激素這一概念的內(nèi)涵,領悟概念實質(zhì),理解更為深刻,還可以培養(yǎng)學生樂于探究,領悟勇于創(chuàng)新、敢于突破的精神品格。
2.將概念分解對比
一則生物概念,呈現(xiàn)在學生面前的都是濃縮后的精華部分,字面意義理解起來困難。教師要將概念分解,逐步解釋,幫助學生理解。教師將生物概念中的關(guān)鍵詞或者關(guān)鍵句進行拆分,像名詞解釋一樣,逐個剖析。相似概念的學習尤需如此,例如,高中生物有時需要對原生生物和原核生物兩個概念進行區(qū)分。原生生物是真核生物,即有核膜包裹的成型的細胞核,原核生物細胞中,僅有一個的大型環(huán)狀DNA分子,稱為擬核。教師列舉生物學事實來幫助學生理解區(qū)分概念實質(zhì),理解將更深刻。原生生物有草履蟲、變形蟲等,真菌包括單細胞真菌(酵母菌)、小型多細胞真菌(霉菌)、大型多細胞真菌(蘑菇、木耳、靈芝)等。
3.從身邊實例切入學習
高中階段有些生物概念比較抽象,學生學習起來比較吃力,不容易轉(zhuǎn)化吸收,教師要精心選取事例,從學生熟悉的事物開始引入,將生活中的生物現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為課本上的生物概念。
4.靈活運用結(jié)構(gòu)圖
圖示教學可以讓學生直觀、清晰地抓住概念的結(jié)構(gòu),將紛雜的概念加以規(guī)整,使學生學習起來更輕松。當學生對陌生概念無從著手之時,利用結(jié)構(gòu)圖可以讓學生更好地搭建知識網(wǎng),在圖與圖之間進行區(qū)分或者聯(lián)系。例如,學習體液免疫和細胞免疫時,利用結(jié)構(gòu)圖加以展示,可以系統(tǒng)全面地把握兩者之間的區(qū)別與聯(lián)系,提高學生學習生物概念的邏輯性,提升學生生物科學素養(yǎng)。
切實探討生物概念教學的教學手段,可以幫助教師深化教學。教無定法,教師根據(jù)不同環(huán)境、不同情況使用不同的教學方法以提高高中生物概念教學的有效性。同時,教師要了解學生,完善教學理念,研究新的教學方法,不斷提高教學效果。
參考文獻:
關(guān)鍵詞 生物科學;交叉學科;編輯加工
中圖分類號Q-0 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2015)131-0034-02
生物科學是研究生物的結(jié)構(gòu)、功能、發(fā)生和發(fā)展規(guī)律的一門自然學科,它既研究各種生命活動的現(xiàn)象和本質(zhì),又研究生物與生物之間、生物與環(huán)境之間的相互關(guān)系,以及生命科學原理和技術(shù)在人類經(jīng)濟、社會活動中的應用。目前,科學的協(xié)同作用及相互激勵作用逐漸被人們所認識,隨著各國政府和科學界對生命科學的日益重視,化學家、物理學家和數(shù)學家從已經(jīng)獲取的新的生命信息中,不斷修改、增添各自學科的理論、定義,從而使得一大批生物科學交叉學科蓬勃發(fā)展,如生物地理學、生物力學、生物光學、結(jié)構(gòu)生物學、納米生物學、計算生物學、生物信息學、耦合仿生學、合成生物學、生物醫(yī)學工程學、系統(tǒng)生物學、生物倫理學等。
加工這類交叉學科的稿件,對編輯人員的業(yè)務能力要求較高,如知識結(jié)構(gòu)、科學認知能力、邏輯分析能力、文字表達能力等。尤其是進行規(guī)范性編輯加工時,要求編輯具有掌握不同學科行業(yè)規(guī)范的能力。下面根據(jù)生物學與所交叉學科的不同,舉例子說明編輯加工此類稿件的要點。需要說明的是,本文主要介紹稿件中遇到的相關(guān)學科內(nèi)容的加工重點,至于生物學范疇內(nèi)的基礎知識加工規(guī)范,在此不再贅述。
1 與物理學的交叉
生物學與物理學交叉的學科主要有生物力學、生物光學、生物聲學等,這類稿件中,除了對生物學基礎知識的加工外,主要涉及對數(shù)學公式、數(shù)學符號規(guī)范方面的加工。
數(shù)學公式和數(shù)學符號的特點是字母多(英文、希文等)、符號多(各種運算符號和數(shù)學符號)、層次多(上下角標、行列式、矩陣等),因此編輯加工難度較大,且極易出現(xiàn)錯誤。為了使科技類圖書做到標準化、規(guī)范化,使數(shù)學公式更加簡明、規(guī)范、準確、直觀,下面從數(shù)學公式和數(shù)學符號兩個方面介紹加工要點。
1.1 數(shù)學公式
1)數(shù)學公式一般以另行居中排為原則。
2)公式前面,如上行末文字是“令”、“為”、“有”、“是”、“得”等字時,其后不加任何標點符號。
3)公式中常用的括號有圓括號、方括號、花括號,三種括號多重使用時,一般是圓括號外套方括號,外再套花括號。
4)一般情況下,如果公式不是特別復雜,則符號說明可在“式中,”之后按接排式的版式排(中間用分號隔開)。
5)公式需加排序號,采用阿拉伯數(shù)碼,并用圓括號括起,放在公式右邊行末版口處。
6)公式中的主輔線要分清(一般主線比輔線長),并且主線要與運算符號在同一水平線上。
7)方程組在編排時應盡量排在一面上。
8)編排行列式和矩陣時,應特別注意元素的行列要上下對齊,每一行的間距要均勻一致,行距通常為半個字距;對角矩陣的對角元素所在的列應明顯區(qū)分,不能上下重疊,混淆不清。
1.2 數(shù)學符號
數(shù)學符號的字體以國家標準為依據(jù),主要有大、小寫的區(qū)別,白、黑體的區(qū)別,正、斜體的區(qū)別。
1)未知量的符號,表示變量的字母、變量符號,以及表示點、線段的符號用白斜體。
2)集合符號用黑正體,如集合B。
3)矢量(向量)符號、張量符號、矩陣符號都用黑斜體表示,如力F、張量T、矩陣A。
交叉類稿件的加工中還應特別注意公式里出現(xiàn)的容易混淆的字符,如英文字母的大小寫容易混淆、英文字母O和阿拉伯數(shù)字0容易混淆、英文字母a和希臘文字α等。因此編輯在加工時一定要認真、仔細地標識清楚,以避免排版人員在排版時出錯。
另外,一些物理學和數(shù)學家的名字也會有常用錯別字,如“傅利葉”應該為“傅里葉”、“笛卡爾”應該為“笛卡兒”。
當然,關(guān)于數(shù)學公式和數(shù)學符號的使用還有很多詳細的要求,以上列出的僅是生物類交叉學科圖書中最容易遇到的問題。
2 與化學的交叉
生物學與化學交叉的學科中,主要任務是對化學式的加工,最容易出問題的主要有以下幾處。
1)單箭頭表示反應單向進行,雙箭頭表示反應雙向進行。
2)化學元素符號用整體,表示反應組分數(shù)量的變量符號用斜體。
3)有機化學式中,化學鍵的鍵長要統(tǒng)一。
4)有機化學式中,元素符號和鍵號必須對準。
3 與計算機科學的交叉
隨著后基因組時代的到來,生物學與計算機科學的交叉學科應運而生,包括生物信息學、計算生物學、合成生物學等。這類稿件的加工通常注意以下幾點。
1)會出現(xiàn)數(shù)學公式和符號,加工重點見上。
2)有較多的計算機軟件生成圖或者屏幕抓圖,因此加工時一定要注意圖片的清晰度,圖片模糊的話需要作者重新提供。
3)稿件中會出現(xiàn)較多的縮略詞、簡寫,包括計算模型的縮略詞、研究機構(gòu)的縮略詞、數(shù)據(jù)庫的縮略詞等,因此加工時要注意這些縮略詞是否前后一致;同時要盡量保證這些縮略詞的拼寫正確。例如,“GenBank數(shù)據(jù)庫”不能寫成“GeneBank數(shù)據(jù)庫”。
4)稿件中有時會出現(xiàn)一些代碼程序,特別注意,這時不能根據(jù)我們已有的編輯加工知識去隨意修改,因為代碼有其本身固有的格式。
4 與醫(yī)學的交叉
生物學與醫(yī)學的交叉學科包括生物醫(yī)學工程學、生物醫(yī)學影像學、生物制藥、醫(yī)學細胞生物學等。這類稿件的加工難點主要是一些常見醫(yī)學術(shù)語的規(guī)范。例如,“羅音”應該為“音”、“愛滋病”應該為“艾滋病”、“抗菌素”應改為“抗生素”、“心肌梗塞”應改為“心肌梗死”等。
4.1 與環(huán)境科學、地理學的交叉
生物學與環(huán)境科學、地理學的交叉主要涉及一些生態(tài)學科類的圖書,如水資源、森林資源、農(nóng)業(yè)氣候資源等。這類稿件的加工中,除了涉及生物學的基礎知識外,加工的重點主要為地圖、插圖類問題和數(shù)據(jù)錯誤。
1)地圖、插圖類問題。
(1)島點差錯(漏標主要島點)。
(2)界限畫法錯誤(國界、未定界)。
(3)注記差錯(級別、字色、錯別字)。
(4)區(qū)域設色差錯(如臺灣底色)。
(5)比例尺差錯。
2)數(shù)據(jù)錯誤。
(1)求和、求平均值、計算增長率等錯誤。
(2)正文中的數(shù)據(jù)與表中的數(shù)據(jù)不一致。
(3)同一個數(shù)據(jù),前后文不一致。
(4)文字描述與數(shù)據(jù)不一致,如“第一年是272t,第二年是230t,增長了……”。
5 與社會科學的交叉
生命倫理學關(guān)注的是生物學、醫(yī)學、控制論、政治、法律、哲學和神學這些領域的相互關(guān)系中產(chǎn)生的問題。因此其通常會存在較大的爭議。在這類稿件的加工過程中要特別留意是否存在宗教、信仰方面的敏感問題。這類問題可能并不多見,一旦出現(xiàn)就要特別引起重視,屬于政治性差錯的范疇。
另外需要注意的是,在科技類圖書中會出現(xiàn)很多專業(yè)名詞,特別是交叉學科的圖書,涉及的專業(yè)類別很廣,編輯的知識不肯能面面俱到,如果遇到不太熟悉的專業(yè)名詞,一定要核查準確,確定是錯誤的字、詞才可以改動,絕對不能妄改。關(guān)于專業(yè)名詞,可以在全國科學技術(shù)名詞審定委員會網(wǎng)站上進行核實。
隨著我國科學技術(shù)的不斷進步和發(fā)展,科技類圖書承載“介紹新知、推廣技術(shù)、傳播資訊、傳承文化”的使命不斷增強。因此,科技類圖書的編輯應當密切跟蹤相關(guān)學科發(fā)展前沿,以此為基礎增強科技類稿件的科學性,判斷稿件的真理性,提高稿件的邏輯性。作為聯(lián)系作者與讀者的橋梁,科技類圖書的編輯要著力拓寬自己的知識領域,只有這樣才能編輯加工出高質(zhì)量、高水平的科技稿件。
參考文獻
[1]張祖權(quán).科技文獻中插圖編輯加工芻議.科技期刊編輯研究文集(第四集),1996.
一、通過生物科學史“解讀”科學方法,重現(xiàn)科學巨匠的探究歷程
生命科學史是以生物科學產(chǎn)生和發(fā)展的過程為輪廓,以科學發(fā)展歷程中帶有重大轉(zhuǎn)折作用的課題及事件為主線,用翔實的資料論述科學家的創(chuàng)造性勞動,生動地描述科學家科學探索的思維過程和方法。它作為學生實施科學探究的范例無疑是實施科學方法教育的一個有效途徑。高中生物教材中有許多關(guān)于生物科學史的教學內(nèi)容,如酶的發(fā)現(xiàn)、光合作用的發(fā)現(xiàn)、生長素的發(fā)現(xiàn)、遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)等。這些科學發(fā)現(xiàn)本身就是科學家科學實驗(探究)的過程,教師可以充分利用這些素材,幫助學生尋著先人的足跡,在享受科學探究的快樂中受到科學方法的教育。應注意的是,用科學史對學生進行科學方法訓練,要防止將科學探索的過程固定化,應以活潑多樣的形式誘發(fā)學生的創(chuàng)造性思維。例如,孟德爾分離定律的發(fā)現(xiàn)過程以教師的簡述為主,而自由組合定律則應以學生討論為主,特別是孟德爾應用正交和反交兩組測交實驗的結(jié)果來檢驗假設的合理性,對學生的思維訓練具有重要作用。
二、通過知識(包括概念、原理、規(guī)律)的教學“滲透”科學方法,培養(yǎng)學生科學探究品質(zhì)
生物學概念是反映生命現(xiàn)象和生命過程本質(zhì)屬性的一種思維方式,是生物事實的抽象。借助于這種概括、抽象的思維方式,人們找到了復雜的自然世界的簡單規(guī)律,建立了假說、模型等抽象的思維方式。
生物科學方法教育就是要幫助學生生動活潑地、主動地從諸多事物及其變化中去尋求規(guī)律、構(gòu)建科學概念。科學概念的形成,常用的科學方法策略有以下幾點。
1.建立在豐富的事實基礎上,運用歸納法提煉生成。只有相關(guān)的事例越豐富,才有可能抽象、概括,從而形成一種理性的解釋和表述,即概念的初步建立。例如,“細胞是構(gòu)成生命的基本結(jié)構(gòu)和功能單位”,這是一個基于大量觀察,觀察動物、植物、其他生物的身體結(jié)構(gòu),運用歸納推理得出的一個結(jié)論。并不是只有施萊登、施旺分別用顯微鏡觀察植物、動物的結(jié)構(gòu),還有其他許多學者先后觀察了各種生物材料,才總結(jié)出這一科學概念。這樣的教學目的是引導學生認識到必須在觀察植物、動物等多種細胞基礎上,也才有可能建立這一概念。
2.概念教學時要注意聯(lián)系生產(chǎn)生活實際,通過舉例演繹生成。如在學習“頂端優(yōu)勢”時,可呈現(xiàn)幾個生活現(xiàn)象:園林工人修剪行道樹,對盆栽花卉進行造型等,從分析這些生活現(xiàn)象中獲得對頂端優(yōu)勢的感性認識。以此引導學生進一步列舉自己所熟悉的例子,諸如“果樹整枝修剪”、“茶樹摘心”、“棉花打頂”等例子,通過這些事例幫助學生理解概念。
3 .概念教學時要重視實驗。觀察和實驗是研究自然科學的基本方法,通過實驗,可以提高學生對概念的認識。例如,在學習“滲透作用”概念時,教師可先進行滲透裝置的演示實驗:根據(jù)觀察滲透裝置中長頸漏斗內(nèi)液面的上升或下降,指導學生進行分析和討論,對兩組實驗現(xiàn)象進行比較與分析,引導學生將問題的焦點集中于半透膜兩側(cè)的物質(zhì)分子大小的差異,最后得出滲透作用即水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴散。并讓學生設計坐標系,用數(shù)學模型(坐標曲線)表示三種運輸方式過程中物質(zhì)的濃度梯度、氧氣供應量與物質(zhì)的運輸速度之間的關(guān)系。這樣的概念教學中充分“滲透”科學方法,便于生成概念。
三、通過實驗“體驗”科學方法,感受科學探究過程
生物學是以實驗為基礎的科學,回憶和解讀生物科學史中的實驗僅是生物教學中的一小部分,學生親歷實驗是實驗教學的主要內(nèi)容。新課標中安排了大量的“演示”、“實驗”、“做一做”,把實驗與其他教學內(nèi)容緊密地結(jié)合在一起,使實驗成為高中生物教學中“教”的手段,也成為“學”的手段,更是學習、認識科學方法的手段。例如,人教版必修1教材中“酶在細胞代謝中的作用”一節(jié),教材重點安排學生做過氧化氫在不同條件下分解速率的實驗,教師要通過引導學生做實驗并得出結(jié)論,從而切身體會到酶具有很高的催化效率及其生理意義。通過實驗使學生充分體會控制變量(理解自變量、因變量、無關(guān)變量以及什么是對照實驗),假說方法以及用圖像法(繪坐標圖區(qū)別酶和無機催化劑催化效果比較等)等科學實驗方法,這樣的教學有助于培養(yǎng)學生的科學探究能力。同時利于培養(yǎng)學生敢于質(zhì)疑、敢于創(chuàng)新、大膽猜想的科學精神和態(tài)度價值觀。
四、通過解題“理解”科學方法,形成“生物思想方法”
“學以致用”,科學方法教育的最終目的無非是提高學習者的科學探究能力,而在高中生物教學中一個重要的落腳點無非是解題和運用能力。近年來的生物高考試題更加重視對學生生物學科素質(zhì)和能力的考查,如科學態(tài)度、意志品質(zhì)、合作精神、觀察能力、動手能力、分析和解決問題的能力和科學探究的方法等。以實驗題為例,從實驗設計的角度,挖掘科學研究方法教育的合理因素,幫助學生歸納科學方法的基本過程,并加深學生對這些過程的理解,就是十分有效的科學方法指導。
①生物實驗設計的過程就是科學方法理論的應用過程,分析并完成典型的高考生物實驗設計題實際上就是一次科學方法知識的實踐和檢驗。
②高考試題的設計都比較嚴密,尤其是生物實驗的設計有較強的邏輯性,有利于培養(yǎng)學生科學縝密的邏輯思維習慣。
③高考導向作用的力量是不可估量的,生物科學研究方法以高考試題的形式出現(xiàn)對教師和學生的引導作用非常巨大。
核心概念;整體備課;生物科學素養(yǎng);遷移應用
隨著高中生物學課程改革的深入開展,越來越多的的高中生物學教師關(guān)注生物學核心概念的教學,嘗試引導學生從繁雜的“單純”概念的記憶中解脫出來,轉(zhuǎn)向?qū)诵母拍畹臉?gòu)建和深層次的理解,實現(xiàn)零散的概念知識科學系統(tǒng)的整合及遷移應用,有效地提高學生的生物科學素養(yǎng)。
一、高中生物學核心概念是學科中心的概念
高中生物學知識包括生命科學事實、基本原理、科學概念、模型等類型,人教版高中生物課程標準教材將核心概念等同于核心知識。劉恩山教授認為,核心概念是基于課程標準某個主題的知識框架中概括總結(jié)出來的,特別強調(diào)概念之間的關(guān)聯(lián)和概念體系的結(jié)構(gòu)。筆者經(jīng)過近兩年的高中生物科學概念學法指導研究認為,高中生物核心概念主要是指位于學科中心的概念性知識,包括概念、原理、模型、規(guī)律及理論,是學科知識的主干部分。一般用陳述句表述核心概念。核心概念與我們平時所說的普通定義或概念等有較大區(qū)別。以“群落”這一核心概念為例,人教版《高中生物?必修3?穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》對“群落”的表述是“同一時間內(nèi)聚集在一定區(qū)域中各種生物種群的集合。”而從核心概念角度來看,“群落”是種群概念研究的延續(xù),是多種有直接、間接關(guān)系的生物種群有機組合在一起;有一定的物種組成(物種豐富度);有特定的空間結(jié)構(gòu)、邊界和范圍;在一定的變化條件下還可能發(fā)生群落演替。引導學生形成正確的核心概念,有利于培養(yǎng)學生的科學思維能力,形成正確的知識體系,促進生物科學素養(yǎng)的養(yǎng)成。
二、核心概念教學的三個基本環(huán)節(jié)
1.發(fā)揮整體備課優(yōu)勢,凸顯核心概念
整體備課是相對于我們教師或集備組平時的課時備課而言的,其是依據(jù)系統(tǒng)論的系統(tǒng)教學設計的一種模式,即對某個教學模塊的整體設計。教師在整體備課中,要綜合考慮課程標準、學生具體學情及教學內(nèi)容,對學科知識進行整體上創(chuàng)造性教學設計。整體備課是教師在進行逐個課時備課之前要實施的一個環(huán)節(jié),事關(guān)該模塊教學,起到高屋建瓴的作用。
整體備課時要注意凸顯核心概念在整個模塊知識框架中的位置,在充分了解學生的原有知識儲備、符合各模塊或單元知識內(nèi)在邏輯的基礎上,嘗試圍繞核心概念開展教學活動,幫助學生形成每個模塊內(nèi)部及各個模塊間的知識體系或知識網(wǎng)絡。
如在人教版《高中生物?必修1?分子與細胞》細胞代謝模塊的整體備課中,我們要重視“細胞呼吸”核心概念的地位。在學生的前概念知識基礎上,要針對如何引導學生探究酵母菌細胞呼吸方式、細胞呼吸過程的分析、呼吸概念的歸納等知識進行備課,還要備光合作用有關(guān)內(nèi)容,以及《高中生物?必修3?穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》中的有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動概念。在教學時,注意“細胞呼吸”這一核心概念與光合作用聯(lián)系,為后續(xù)生態(tài)系統(tǒng)能量流動概念教學奠定基礎,促進學生形成有關(guān)概念體系。
在人教版《高中生物?必修3?內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)》模塊教學前,用系統(tǒng)論思想指導整體備課,人體細胞是人生命活動最基本的結(jié)構(gòu)層次;常見的人體細胞舉例;每個細胞內(nèi)可以相對獨立地進行一系列細胞代謝活動;人體細胞生活在內(nèi)環(huán)境中;內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定與人體細胞的關(guān)系;植物體維持穩(wěn)定性的機制;生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的調(diào)節(jié)。每個層次都是個獨立的系統(tǒng),都要維持相對穩(wěn)定才能行使正常功能。因此,針對一個模塊知識的整體備課讓我們站得更高,看得更遠,從而全盤把握。
2.創(chuàng)設生物實驗情境,提升核心概念的建構(gòu)能力
結(jié)合生物學是一門實驗學科的特點,教師精心創(chuàng)設實驗情境,指導學生動手進行實驗探究,并進行實驗反思與總結(jié),促進核心概念的構(gòu)建。
在核心概念“細胞呼吸”教學中,創(chuàng)設以下實驗情境,引導學生進行實驗,探究酵母菌的呼吸方式。
(1)實驗小組通過預習,嘗試配制酵母菌培養(yǎng)液。由此,學生建立“細胞呼吸過程需要分解有機物,常見的是葡萄糖”的認識。
(2)通過創(chuàng)設外界通入氧氣、不接外面氧氣兩種實驗情境進行對照實驗,學生獲得“細胞呼吸包括有氧呼吸、無氧呼吸兩種方式”的觀點。
(3)通過有氧、無氧條件下細胞呼吸的產(chǎn)物的檢測,學生自然得出“細胞呼吸包括有氧呼吸、無氧呼吸兩種方式,產(chǎn)物有二氧化碳、酒精等”。
(4)引導學生分析:本實驗中單一的自變量是什么呢?因變量、無關(guān)變量又是什么?
(5)思考、討論:反應底物選擇葡萄糖溶液的理由是什么?本實驗選擇的有氧、無氧條件是如何完整實現(xiàn)?本實驗檢測實驗產(chǎn)物的如何歸類?
(6)如果要比較兩種呼吸方式放出的熱量多少,本實驗還可以進行哪些拓展?
通過逐步深入的實驗探究,使得學生建立對“細胞呼吸”這一核心概念的正確認識:細胞呼吸是指細胞通過分解有機物,常見的是葡萄糖,以有氧呼吸或無氧呼吸的方式氧化分解,產(chǎn)生二氧化碳、酒精等,同時放出能量的過程。
3.結(jié)合生活實踐情境,提高概念遷移應用能力
檢驗概念掌握情況的標準是學生能否靈活應用概念,能否做到學以致用。如在“種群”概念教學中,努力給學生創(chuàng)造應用已學概念的機會。由理想狀態(tài)下細菌分裂的后代數(shù)量分析入手,學生建立Nn=2n的數(shù)學模型;進一步思考:若在一個有限的培養(yǎng)基中細菌分裂的后代數(shù)量又如何變化;有機地結(jié)合課本中的實例建立“S”型增長、“J”型增長曲線的數(shù)學模型。在此基礎上,引導學生思考:外來入侵物種最可能朝哪一種增長曲線的方向發(fā)展?“S”型增長曲線的1/2K值和K值對于保護有益動物、防治有害動物有什么啟示?在學生自學基礎上分小組進行的數(shù)學模型的建構(gòu),并應用模型進行分析,激發(fā)學生的學習興趣,拓展學生的思路。
(1)知識內(nèi)容體現(xiàn)基礎性、時代性、實用性,并注意了同義務教育大綱的銜接。新大綱必修部分包括三方面內(nèi)容:一是關(guān)于生命的物質(zhì)基礎和結(jié)構(gòu)基礎的內(nèi)容;二是關(guān)于生命活動本質(zhì)的內(nèi)容;三是生物界的發(fā)展和生物與環(huán)境的內(nèi)容。這些內(nèi)容是揭示生命活動基本規(guī)律的知識,是對生物課知識的綜合、概括和提高,是作為未來社會各類人才都必須的基礎知識,突出了基礎性的特點。 新大綱在內(nèi)容選擇上體現(xiàn)了很強的時代性。如必修部分的“細胞的分化與衰老”、“細胞的癌變”;選修部分的“免疫知識”、“生物固氮”、“發(fā)酵工程”、“細胞工程”、“基因工程”及選修和必修部分都涉及的“生態(tài)環(huán)境的保護”等,這些內(nèi)容反映了現(xiàn)代生物科學的新進展,帶有很濃的時代氣息。 作為基礎教育的一部分,新大綱在內(nèi)容選擇上還十分重視知識內(nèi)容的實用性。如必修部分的“細胞的癌變”、“植物激素的調(diào)節(jié)及其應用”、“人類遺傳病與優(yōu)生”、“環(huán)境與人體健康”、“無公害綠色食品”等;選修部分的“人體生命活動的調(diào)節(jié)和免疫”、“生物固氮在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應用”、“細胞質(zhì)遺傳及其在育種中的應用”、“地球、生物圈與人”等。這些內(nèi)容與生產(chǎn)、日常生活和自然實際密切相關(guān)。通過這些知識的學習有利于使學生認識生物學知識在生活、生產(chǎn)、科學技術(shù)發(fā)展等方面的應用,獲得有利于增強體質(zhì)、加強自我保健的知識。
(2)更加重視對學生科學素質(zhì)的培養(yǎng)。培養(yǎng)學生的科學素質(zhì)包括:科學知識、科學態(tài)度、科學方法、科學手段、解決問題的能力等。新大綱在教學目的中明確指出:“要使學生掌握生物科學的一些基本方法,具有較強的觀察、實驗、思維、自學等能力,提高科學素質(zhì)。”明確了觀察、實驗、思維、自學方面的能力,提出有“較強”的能力要求。比原大綱只提出“自學”、“觀察”、“分析和解釋”的“初步能力”有更進一步的提高。在教學目標中進一步將科學素質(zhì)培養(yǎng)目的具體化:在能力要求中提出了要求“比較熟練地掌握顯微鏡的使用”;要求“能夠運用語言、文字、圖、表正確描述所觀察到的生物體和生命現(xiàn)象”;要求“初步形成分析、綜合、比較、判斷和推理的能力”;要求“初步掌握基本的生物科學研究方法,并逐步確立適合自己的一套學習方法,養(yǎng)成良好的自學習慣”;要求有“初步的研究能力和創(chuàng)造能力”。 在知識教育目標中增加了“使學生了解現(xiàn)代生物科學研究主要的新成就和發(fā)展趨勢”的要求。
新大綱在思想教育目標中增加了“養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度,培養(yǎng)不斷探求新知識的精神和合作精神”的要求。 對學生科學素質(zhì)培養(yǎng)的加強,還突出表現(xiàn)在增加了較多的實驗、實習的數(shù)量和類型。原大綱高中心修部分只有5個實驗、實習,新大綱增加到了24個。原大綱中的實驗大多是觀察實驗,新大綱增加了“生物組織中可溶性糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定”,“酶的高效性和專一性”,“DNA的粗提取與鑒定”,“幾種果蔬V[,c]含量的測定”等定性和定量實驗。此外,還安排了“性狀分離比例幾率的模擬”,“模擬通過分子雜交鑒定人與猿間的親緣關(guān)系”等模擬實驗,特別是增加了“植物的向性和感應性現(xiàn)象的實驗設計和觀察”,“設計并制作小生態(tài)瓶,觀察生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性”,“根據(jù)當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況,設計一個農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)”等讓學生自己設計實驗的項目。 實驗數(shù)量的增加,使學生具有更多的動手操作、進行實驗的機會,實驗類型的豐富可使學生接觸到更多的生命科學實驗、研究方法,因而有利于培養(yǎng)其科學素質(zhì)。大綱還在“教學中應注意的幾個問題”中對思想品德教育的方法和手段提出了要求。要求“努力挖掘教材中的德育要素,做到教書育人。
新大綱在教學中要做到潛移默化,寓德于教。”“要堅持教學的科學性和思想性相統(tǒng)一,增強思想品德教育的針對性和實效性。”提出了幫助學生樹立科學的世界觀,對學生進行生態(tài)學觀點和環(huán)境保護意識的教育及生物進化觀的教育,增強學生的民族自豪感,教育學生熱愛祖國、熱愛家鄉(xiāng),幫助學生樹立科學的價值觀,培養(yǎng)學生良好的道德情操、行為習慣和心理素質(zhì)等的方法和途徑。
1.要認真學習新大綱,深刻領會新大綱的精神 如前所述,新大綱與原大綱無論在教學目的要求、教學目標、知識內(nèi)容選擇及教學要求、思想品德及能力培養(yǎng)等方面均有較大的區(qū)別。只有深刻領會這些精神,才能使大綱的精神得到充分的體現(xiàn),落到實處。
2.要加強學習,更新知識,適應新的教學要求 新大綱增加了不少原大綱中所沒有的知識內(nèi)容。這些內(nèi)容大多反映現(xiàn)代生物科學的新進展,教師若不加強學習,更新、擴展自己的知識,就難以適應新的教學要求。
一、高中生物學習中學生創(chuàng)新學習的重要性認識
長期來高中生物課程的實施,學生的學多數(shù)是封閉式的,實驗是驗證式的,學習評價更是處于自我封閉的狀態(tài),這在很大程度上導致了學生生物學習活動的形式單一、解決問題的思維不開放等問題存在。隨著高中生物新課程實驗的多樣化與知識內(nèi)容的模塊化,課堂教學朝著改變學生的封閉式學習方式,突出能力培養(yǎng)、教會學生主動學習、授以良好的學習方法的要求進行改變,教學評價著力于學生多角度、全方位、創(chuàng)造性思維或創(chuàng)新學習能力上。為此,以創(chuàng)新思維活動為主的學習,也就是創(chuàng)新學習成為了高中生物學習的一種好的學習方式。
二、高中生物學習學生創(chuàng)新學習活動的組織策略
現(xiàn)代社會是信息社會,生活中處處蘊含著信息。如電視新聞、報紙雜志、媒體網(wǎng)絡、旅游科技、綜藝體育等,經(jīng)常為人們提供大量的知識信息。這些信息中很多是人們普遍關(guān)心的鮮活生動的生物知識和敏感具體的生物問題,要具體落實到學生的創(chuàng)新學習之中,必然需要采取有效的教與學的策略。研究表明,高中生物學習學生創(chuàng)新學習活動的組織策略主要有:
1.信息的收集策略。課堂教學和學生的探究性活動中,教師要教會學生善于收集和處理鮮活生動的生物知識和敏感具體的生物問題的信息,要能從中不斷補充豐富完善學生已有的生物知識結(jié)構(gòu)。例如教師讓學生在課外多注意博覽群書,走進圖書館,訪問互聯(lián)網(wǎng)站,參加社會實踐調(diào)查等,就能讓高中生物課堂教學活動得到重要的延伸,使學生收集到豐富的生物學習的資料、獲取生物科學發(fā)展的信息,成為生活和生物學習的真正主人,不斷提高學習的能力和培養(yǎng)起勇于實踐、創(chuàng)新學習的意識。
2.學會學習的策略。新課程的高中生物教學,不僅要讓學生認識和記住一些必要的生物科學知識,更重要的是讓學生學會通過分析綜合、對比判斷,研究生命現(xiàn)象的特征與成因,思考它們之間的相互關(guān)系,從而能舉一反三的進行有效的學習。如運用綜合的觀點觀察現(xiàn)象、分析聯(lián)系、找出有絲分裂和減數(shù)分裂中染色體和DNA的變化規(guī)律,運用對比的方法分析判斷、比較異同、認識DNA和RNA的區(qū)別、有絲分裂和減數(shù)分裂的異同、光合作用和呼吸作用的異同及聯(lián)系等。學會學習,就是要讓學生成為“善于觀察、勇于探索、敢于思考質(zhì)疑”的有心人。
3.學會主動思維的策略。心理學研究表明,只有學生的學習思維具有了明確目的性、指向性,學生的學習才能得到舉一反三,才能有長足的進步與提高。高中生物課堂教學應當根據(jù)教學大綱和學生的實際情況科學確好教學目標,引導學生學會明確思維目的,也就是通過分析未知和已知的矛盾,為最終解決矛盾找到恰當?shù)耐緩剑寣W生在學習過程中體會到一門課或一本書的思想精華,是學生終身學習受益的需要。
4.問題適度的策略。在高中生物教學新課程實施中,依據(jù)學生的認知水平,教學問題的設計要從低到高,由易到難逐層展開,讓學生提出難易適度的學習問題是教師指導學生進行創(chuàng)新學習指導的重要要求。研究認為:問題適度的策略要求學習其難易程度不能超過或低于學生的“最近發(fā)展區(qū)”,要變換提問的方式和角度,要有啟發(fā)性。教師要通過思路教學激發(fā)學生的思維,導出思維的結(jié)果。
5.重視實驗教學的策略。高中《生物課程標準》強調(diào)“倡導探究性學習,力圖改變學生的學習方式,引導學生主動參與、樂于探究、勤于動手與突出創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)”。生物實驗是讓學生形象地認識生物體的結(jié)構(gòu)層次、了解生命活動規(guī)律,為學生提供感性認識和直接經(jīng)驗,培養(yǎng)他們觀察思考、動手動腦、分析總結(jié)的能力,激發(fā)他們不斷探究興趣的重要途徑。有教師總結(jié)探究性實驗教學的基本程序為以下六個方面:
三、高中生物創(chuàng)新學習指導要求教師著力于創(chuàng)新教學
隨著高考制度的改革和現(xiàn)代教學觀的形成,教師不僅需要加強學生基礎知識的學習能力提高的評價,更應重視學生創(chuàng)新學習能力的評價。實踐表明,高中生物教學目標中將學習掌握的層次劃分為:記憶、理解、掌握三個層次,其中掌握細分為應用、分析及綜合三個層次,記憶,理解為層次的中、低級水平,應用為較高級水平,分析及綜合為高級水平。對學生開展創(chuàng)新學習的指導,必須按創(chuàng)新學習者的主體作用發(fā)揮水平、知識學習能力和實驗教學學習觀察能力、實驗操作能力不同次層進行學習的評價,并創(chuàng)新生物課堂教學的模式開展創(chuàng)新教學。研究表明,生物創(chuàng)新教學包括教會學生的五個方面:“教會收集處理信息、教會理論聯(lián)系實際、教會思考生物問題、教會研究生物問題、教會記筆記”和讓學生學會“聽”、學會“言”、學會“憶”、學會“思”、學會“練”、學會“糾”、學會“研”。新課程倡導學生在老師的引導下,通過自己的觀察、實驗、探索以及與他人的合作、交流,從而自己得出結(jié)論的“研究性學習”,通過研究性學習,學生培養(yǎng)起自己的創(chuàng)新意識、合作精神和實踐能力。
四、高中生物創(chuàng)新學習要實現(xiàn)生物學科教學的現(xiàn)代化
關(guān)鍵詞:高校 綜合性實驗 設計性實驗
生物科學專業(yè)人才培養(yǎng)的內(nèi)容包含生物科學理論和生物技術(shù)兩個方面,注重對學生技能的培養(yǎng),其培養(yǎng)任務是學生在掌握基本理論知識的同時,接受一定程度的實踐訓練,培養(yǎng)學生良好的科學素養(yǎng)及科研能力。因此,實驗課程的開設是生物科學專業(yè)人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。
當今高校人才培養(yǎng)目標的重點是培養(yǎng)創(chuàng)新型、應用型人才。相對理論教學來說,實驗教學更多的承擔了培養(yǎng)學生創(chuàng)新性、應用性、自主性能力的任務。教育部《關(guān)于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》(教高[2005]1號)中指出高校在實驗教學中要增加綜合性與創(chuàng)新性實驗的比例,從而提高學生對本學科領域的自主學習和獨立研究能力。《關(guān)于加強“質(zhì)量工程”本科特色專業(yè)建設的指導性意見》(教高[2008]208號)中也指出,高校特色專業(yè)建設應特別注重加強實驗教學,改革創(chuàng)新實驗教學內(nèi)容和實驗教學方法,建立基礎性、綜合性、創(chuàng)新性、研究性等多種實驗構(gòu)成的實驗教學體系。因此,對于生物科學專業(yè)來說,建立健全實踐教學體系是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵部分,其中實踐教學體系中綜合性、設計性實驗課程的定位則尤為重要。
一、綜合性、設計性實驗的定位
教育部《普通高等學校本科教學工作水平評估方案》中指出,設計性實驗是指給定實驗目的、要求和實驗條件,由學生自行設計實驗方案并加以實現(xiàn)的實驗,而綜合性實驗是指實驗內(nèi)容涉及本課程的綜合知識或相關(guān)課程知識的實驗。綜合性實驗具有實驗內(nèi)容緊密,實驗方法多元,實驗結(jié)果綜合的特點,而設計性實驗具有實驗內(nèi)容自由,實驗方法多元,實驗結(jié)果多樣的特點,這與單一的基礎性和驗證性實驗有很大區(qū)別。因此,綜合型和設計性實驗從定位上應高于基礎性和驗證性實驗,應在基礎性和驗證性實驗的基礎上進行綜合性和設計性實驗的開設。
二、綜合性、設計性實驗開設的限制因素
《普通高等學校本科教學工作水平評估方案》中對開設綜合性、設計性實驗課程占總實驗課程的比列有一定要求:綜合性、設計性實驗課程開設達到80%以上為實驗教學效果好,達到50%~60%為效果較好。但是在實踐教學過程中,大多數(shù)高校,尤其是新建本科院校的生物科學專業(yè),其綜合性、設計性實驗的開設率很難達到50%,并且在實際教學過程中存在諸多的限制因素。
1.實驗課程安排的盲目性
開設綜合性和設計性實驗課程,需要先考慮如何安排專業(yè)實驗課程。生物科學專業(yè)的實驗課程主要由專業(yè)基礎課、專業(yè)方向課和專業(yè)選修課組成。專業(yè)基礎課包含生物化學、分子生物學、細胞生物學、微生物學、植物學、動物學、植物生理學、動物生理學等,所涉及的實驗知識和技能是整個生物科學專業(yè)培養(yǎng)課程的基礎和核心。專業(yè)方向課是在專業(yè)基礎課的基礎上進一步深入和擴展的針對性較強的專業(yè)課程,如基因工程、發(fā)酵工程、酶工程等。專業(yè)選修課是專業(yè)方向課的補充和擴展,如蛋白質(zhì)組學、分子遺傳學、生物技術(shù)制藥等,學生可以根據(jù)自身的需要和接受程度自行選修相應的實驗技能,從而針對性地提高專業(yè)技能。
基礎性、驗證性、設計性、綜合性等類型的實驗內(nèi)容在開設的過程中需要考慮各專業(yè)課程的性質(zhì)。不同的專業(yè)課程對實驗的要求存在一定差異。目前,絕大多數(shù)高校在開設綜合性、設計性實驗課程時很少去區(qū)分專業(yè)基礎課、專業(yè)方向課和專業(yè)選修課的課程性質(zhì),僅僅是為了滿足教育部的評估要求而盲目的增加綜合性、設計性實驗課程,這導致學生在上專業(yè)基礎課時無法適應綜合性、設計性實驗內(nèi)容,而上專業(yè)方向課和專業(yè)選修課時又對綜合性、設計性實驗中涉及的基礎性實驗內(nèi)容沒有完全掌握,從而產(chǎn)生專業(yè)實驗技能培訓的混亂現(xiàn)象。
2.實驗課時分配的不合理性
綜合性、設計性實驗內(nèi)容覆蓋廣,對實驗技術(shù)要求高,所以需要更多的教學時數(shù)支撐。如《分子生物學》實驗中僅PCR過程至少需1小時、《生物化學》的蛋白質(zhì)分離純化實驗需3~4小時、《微生物學》的細菌培養(yǎng)需1~2天等,這在有限的學時下很難完成教學任務。
通常,實驗課程的課時分配需要結(jié)合總課時量的分配情況,再安排不同專業(yè)課程的理論和實驗課時比例。理論課時和實驗課時分配本身就存在矛盾,如果再增加對綜合性和設計性實驗分配比例的考慮,勢必會造成這種矛盾的加劇。部分高校能夠?qū)⒁徊糠謱I(yè)基礎課的實驗內(nèi)容獨立出來,如生物化學實驗、分子生物學實驗、微生物學實驗等,保證該實驗課程擁有較多的課時。而大多數(shù)高校能獨立出來的實驗課程相對較少甚至為零,實驗內(nèi)容只能附屬于理論課程之下,導致實驗課程教學時數(shù)較少,教學內(nèi)容不完整,這是制約高校實驗課程改革的重要的問題之一。
3.實驗教學模式的保守性和封閉性
受傳統(tǒng)教育思想的影響,我國高校生物科學專業(yè)的實驗教學基本上延續(xù)了以理論知識為主,實踐技能為輔的教學模式。實驗課程教學模式更是偏重于基礎性、驗證性、演示性實驗。這些實驗內(nèi)容簡單、固定,實驗內(nèi)容之間很少有過渡和銜接,甚至部分課程之間的實驗內(nèi)容存在大量的重復。
綜合性、設計性實驗課程的開設,要求實驗教學模式多樣化、開放化和靈活化。不同的實驗場地、實驗對象、實驗內(nèi)容和實驗方法可能會在一個實驗項目中涉及,這不同于傳統(tǒng)、單一、封閉的實驗教學模式。無論從時間、空間,還是內(nèi)容和方法上,對高校生物科學專業(yè)的專業(yè)建設和實驗教學模式都提出了新的挑戰(zhàn)。
4.實驗室管理模式的固定
傳統(tǒng)實驗教學模式產(chǎn)生了傳統(tǒng)的實驗室管理制度,其要求實驗課程的開設應在規(guī)定的時間和地點完成教學任務,儀器設備和試劑的管理都是統(tǒng)一的,任課教師為了在不違反實驗室管理制度的前提下完成實驗教學任務,只能盡可能多的開設傳統(tǒng)的、簡單的實驗內(nèi)容,這也是基礎性和驗證性實驗內(nèi)容比例較高的原因之一。綜合性和設計性實驗需要開放的實驗室管理制度相配套,傳統(tǒng)的實驗室管理體制與之存在嚴重的矛盾,這是限制高校生物科學專業(yè)實驗課程教學改革的重要因素之一。
5.實驗資源的不合理分配和使用
實驗設備及經(jīng)費的分配是限制高校生物科學專業(yè)實驗課程改革和發(fā)展的瓶頸之一。生物科學專業(yè)對儀器設備、實驗材料和經(jīng)費的依賴較高,尤其是分子生物學相關(guān)實驗涉及的儀器,動輒十幾萬到幾十萬元一臺,這對于部分新建本科院校來說是個門檻。也因此受到了限制,大多數(shù)高校在開設綜合性、設計性實驗課程的時候往往需要考慮已有的實驗儀器設備、配套設施等是否滿足課程需要,而不是去考慮如何合理的設置實驗內(nèi)容,這違背了綜合性、設計性實驗開設的宗旨。
三、綜合性、設計性實驗開設及實施的建議
1.實驗課程的層次化和實驗內(nèi)容的模塊化
綜合性、設計性實驗課程的開設,需要根據(jù)人才培養(yǎng)方案的目標和任務,制定專業(yè)基礎課、專業(yè)方向課和專業(yè)選修課的課程群,在實驗課程的安排上要嚴格區(qū)分不同性質(zhì)的專業(yè)課程對不同類型實驗的需求,使實驗課程形成完整的技能鏈條,具有明顯的層次,即實驗內(nèi)容由淺入深,實驗方法由少變多,實驗原理由簡入繁。
實驗課程模塊化是解決實驗課程課時不足的有效途徑。根據(jù)人才培養(yǎng)方案中實驗課程涉及的實驗技能,精煉實驗內(nèi)容,做到一個基礎性實驗包含一個實驗方法和原理,形成基礎實驗模塊,并使該實驗模塊能在今后的專業(yè)方向課和選修課中被涉及。這樣在專業(yè)方向課和選修課的實驗課程中將基礎實驗模塊進行組合,從而建立綜合性、設計性實驗課程內(nèi)容,使專業(yè)基礎課、專業(yè)方向課和專業(yè)選修課的實驗課程形成有機的整體。
實驗課程層次化能夠明確不同課程的教學目標和任務,避免課程之間知識和技能的重復和斷裂,建立課程之間良好的過渡和銜接。實驗課程的模塊化能夠更好的細化知識和技能,避免專業(yè)課程之間實驗內(nèi)容的無序和重復。
2.實驗課程課時的分配及設置
根據(jù)專業(yè)課程的性質(zhì),將專業(yè)基礎課的實驗獨立出來,分配較多的課時,使專業(yè)基礎課能夠開設更多的基礎性和驗證性實驗。這些實驗通常能夠在1~2個課時完成,內(nèi)容簡單,使學生能夠在較短的時間內(nèi)掌握。每學期一門專業(yè)基礎課安排至少20課時的基礎性實驗,這能夠充分培養(yǎng)學生的基本實驗技能,為將來的綜合性、設計性實驗的學習打好堅實的基礎。
專業(yè)方向課和專業(yè)選修課的實驗內(nèi)容以綜合性、設計性實驗為主。綜合性和設計性實驗在課時安排上不局限理論與實驗課時的分配比例,實驗和理論課時可以靈活調(diào)度,將實驗內(nèi)容作為理論內(nèi)容的延續(xù)和補充,同時也能在實驗內(nèi)容中進一步深入理論內(nèi)容,實現(xiàn)“從做中學,邊學邊做”的教學效果。
3.開放式、信息化的實驗教學模式及管理方式
開放的實驗教學模式是綜合性、設計性實驗開設的必要保障。在開放式實驗環(huán)境中,學生以分組的方式進行實驗,可以自行安排實驗時間,從而避免實驗室學生人數(shù)過多,實驗資源緊張的情況,同時也能使教師最大限度的指導學生;學生可以選擇內(nèi)容進行實驗,避免實驗資源的不合理分配,提高儀器的利用率;學生在一定范圍內(nèi)自由選擇實驗方法及手段,避免實驗教學的單一性和局限性。開放式實驗教學模式不僅解決實驗教學課時緊張、實驗資源的不合理分配問題,還可以調(diào)動學生實驗操作的積極性,使學生在實驗中變被動為主動,提高學生的綜合素質(zhì)。
在開放式實驗環(huán)境中,實驗室應根據(jù)不同學科將實驗室進行分類,以實驗儀器設備的利用率及價值進行分區(qū),不同分區(qū)有專人負責管理。開放式實驗室可建立信息化管理方式,統(tǒng)計實驗室及儀器的使用頻率,對頻率較高的實驗室采取開放式管理,對頻率較低的實驗區(qū)域進行統(tǒng)籌管理。此外,考慮到生物科學專業(yè)的一些儀器設備價格昂貴,可以專人專管,并使用網(wǎng)絡信息系統(tǒng)建立預約機制,采取計劃性、集中性安排儀器的使用時間,實行半開放策略。
四、結(jié)語
新的生物課程標準要求高中生物課程將在義務教育基礎上,進一步提高學生的生物科學素養(yǎng).尤其是發(fā)展學生的科學探究能力,幫助學生理解生物科學、技術(shù)和社會的相互關(guān)系,增強學生對自然和社會的責任感,促進學生形成正確的世界觀和價值觀。課程的基本理念為:提高生物科學素養(yǎng),面向全體學生,倡導探究性學習,注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系。每一模塊的內(nèi)容標準中都要求教學要緊密聯(lián)系學生的生活實際,從學生的生活經(jīng)驗和已有知識出發(fā),引導學生開展觀察,調(diào)查,搜集信息,實驗,討論交流等活動,使學生通過生物學習活動,掌握基本的生物學知識和技能,培養(yǎng)科學素養(yǎng),學會從生物的角度去觀察事物、思考問題,激發(fā)學生對生物的學習興趣以及學好生物的愿望。
要達到上述目標,在教學中創(chuàng)設生動有趣的情境,激發(fā)學生熱情起到至關(guān)重要的作用。那么如何創(chuàng)設有效的教學情境呢?
根據(jù)學生的知識掌握水平、思維能力及學習的目標等具體情況,我認為新課標下教學情境的創(chuàng)設需滿足以下幾個要求:
1 創(chuàng)設的情境要符合全體學生的認知
學生是學習活動的主體,教師是知識的傳播者。在學習過程中,不同學生的知識背景不完全相同,不同學生接觸到的知識還比較局限,因此教師創(chuàng)設的情景力求與學生的生活背景、知識背景密切相關(guān),同時又是學生感興趣的素材,這樣才能促進學生在自然和諧的學習情境中主動參與,積極實踐、探索,體會生物學知識產(chǎn)生、形成和發(fā)展的過程,掌握必要的基礎知識和基本技能,獲得積極的情感體驗,感受生物學知識的重要性和基礎性,理解生物學的價值。在生物學教學中,現(xiàn)在特別強調(diào)從生活中的現(xiàn)象汲取知識,課本內(nèi)容的設計也更多地結(jié)合了生產(chǎn)、生活的知識,就是體現(xiàn)這一理念的很好證明。教師在傳授知識的時候,有利于學生既有一定的感性認識,又從感性認識上升到理性認識,符合學生的認知水平。
2 創(chuàng)設的情景要引發(fā)學生的思考
學習情境的創(chuàng)設不但要聯(lián)系學生實際,激發(fā)學習興趣,但更要能體現(xiàn)有效激發(fā)學生的思考,引導學生將思維聚集于情境所內(nèi)隱的生物知識、生物科學方法上。舉個簡單的例子,我們在傳授三大營養(yǎng)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能時,都會提出這個問題:蛋白質(zhì)為什么是生物活動的承擔者,糖類為什么是主要能源物質(zhì),脂肪為什么適合儲存能量?它們的結(jié)構(gòu)和功能是如何相適應的,它們之間的作用能否互換呢?帶著這樣的問題去思考分析,就牢牢抓住了學生的思維,從而有效地激發(fā)學生思考,既有利于培養(yǎng)學生的思考探索能力,也有利于學生進一步理解結(jié)構(gòu)和功能相統(tǒng)一的生物學原理,并且能提高學生的學習效率,強化教學效果。
3 創(chuàng)設的情境要結(jié)合學習的目標
學習情境是服務并服從于內(nèi)容主題和學習目標的。教師所選擇的學習情境素材應有指向明確、具體的學習目標,能夠在學習活動與學習內(nèi)容之間搭建平臺,同時本身又融入活動和內(nèi)容之中,成為學生與新知識之間的橋梁。教學情境的創(chuàng)設是為學生更好地理解知識,教師更好的傳授知識服務的,這一點不能有任何的偏離。在一堂課中情境的創(chuàng)設并不是多多益善,而應該保持一個度,如果為創(chuàng)設情境而沖淡了教學要達成的目標,那又是得不償失的。情境的創(chuàng)設只要為新知識的引入和疑難問題的解決服務就可以了,并不是每一個知識點都去創(chuàng)設情境,這樣既保持動態(tài)生成性,又要保持靜態(tài)穩(wěn)定性。
根據(jù)生物學教學的特點及教學的基本要求,不同學習目標的生物學課堂的情境創(chuàng)設可以有以下幾種方式:
1 新知識學習,通常可以用學生熟悉的生活經(jīng)驗來創(chuàng)設情境
與其他學科相比,生物的生活性更強更直接,生活是學生生物學知識的基本來源,也是學生生物學知識的最大應用場所。教師在課堂教學時可以充分利用生活中生動具體的事實或問題來呈現(xiàn)學習情景。其中包括日常生活中常見現(xiàn)象,事件和以及自身經(jīng)驗,與生物學有關(guān)的社會熱點問題、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問題以及能體現(xiàn)生物學與社會、經(jīng)驗、人類文明發(fā)展有關(guān)的事實和材料,還有重要的生物學史實、發(fā)明發(fā)現(xiàn)的故事等等。現(xiàn)在不論是新課程標準,還是高考中的考點,社會、生活和生物學都是熱點話題。引導學生用生物科學的視角、科學方法去觀察、思考日常、生活、生產(chǎn)、社會發(fā)展、科技進步及環(huán)境改善等方面的典型問題,學生認識生物學在科技發(fā)展中的地位和作用,提高學生學習生物學的熱情和積極性,培養(yǎng)學生接受新知識、新信息的能力。
2 復習課的學習,通常通過圖形創(chuàng)設情境
2.1 運用概念圖進行復習整理。學會知識僅是學習的一方面,更重要的是應用知識解決實際問題。高中生物教材,課后都出現(xiàn)了對章節(jié)知識進行總結(jié)梳理的概念圖。這也是新課標的一個重要體現(xiàn)――通過概念圖可以幫助學生學會總結(jié)歸納,找出知識之間的相互聯(lián)系及規(guī)律。而在復習課中如果能運用概念圖來創(chuàng)設情境,則不僅可以幫助學生梳理相互關(guān)聯(lián)的知識點,將零散的知識串聯(lián)起來,還可以將所學知識系統(tǒng)化,提高復習效率。
2.2 抓住關(guān)鍵圖形,創(chuàng)設合適的問題情境。生物是一門生動的學科,幾乎每一章節(jié)都有一至多幅圖形或圖片。而在復習課中如果能抓住具有代表性的,概括性強的圖形創(chuàng)設恰當?shù)膯栴}情境,則可以使學過的知識具體化,系統(tǒng)化,而且便于學生的理解記憶,同時又培養(yǎng)了學生圖形識別能力,圖文轉(zhuǎn)換能力以及注意觀察等多種能力。比如,細胞結(jié)構(gòu)的學習,典型圖例就是高等動物或植物的細胞亞顯微結(jié)構(gòu)示意圖,根據(jù)圖形,設置若干問題:如,哪些是結(jié)構(gòu)是動物細胞特有的,哪些是植物細胞所特有的?哪些細胞結(jié)構(gòu)是雙層膜,哪些是單層膜?哪些細胞器和細胞分泌有關(guān)?哪些細胞器和能量轉(zhuǎn)換有關(guān)?等等。再比如光合作用,關(guān)鍵圖形就是光合作用過程示意圖。如果在復習中我們很好地利用這幅圖,那么有關(guān)光合作用過程、場所、條件、光反應暗反應的區(qū)別與聯(lián)系、元素追蹤、能量轉(zhuǎn)化等等問題都可以迎刃而解。抓住關(guān)鍵圖形,就是抓住了知識的主干,而問題的設置則相當于為主干注入了血肉,這需要教師課后做大量的工作,只有這樣才能提高課堂效率。