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關鍵詞:數學史現狀;人文素養;科學精神
數學史是數學的重要組成部分,學習數學史對于學生學習數學,發展數學思維,提升數學人文底蘊都有著積極的作用。數學家波里亞(polya1887-1985)認為學生接觸數學史的內容可以使學生加深對數學的理解,學生在學習數學時學習到數學的產生,按照數學發展的歷史順序,或者是親身經歷從事數學的發現時,才能更好的理解數學。①《全日制義務教育數學課程標準》(2011版)指出:數學史是人類文化的重要組成部分,數學史應該滲透到整個教材中。數學課程教學內容不僅僅包括數學知識,也包括數學知識的生成過程和其中蘊含的數學思想方法。②
一、數學史融入數學教學的現狀
自課改以來,數學史在不同版本的數學教材中均涉及,并且有越來越繁榮的趨勢。數學史融入數學教材基本可以分為兩種途徑:一種是將數學史以信息超鏈接的形式插入到教材當中。以蘇教版一年級下冊為例,在學生認識完“>”、“<”的符號后,教材在本課的最后插入了“你知道嗎”環節,向學生介紹“>”、“<”的來歷;在學生學習了兩位數加兩位數的筆算后,“你知道嗎”環節向學生介紹了“+”和“—”的來歷。和蘇教版一樣,類似這樣的超鏈接插入式的數學史滲透在其他版的教材中也有不少。超鏈接式滲透數學史雖然簡單,但由于超鏈接內容是對相關內容的補充和教材有一定的承接性,與此同時又有一定的趣味性,所以在熏陶學生人文素養,培養科學精神,激發數學思維中也起到了一定作用。第二種是教材編著者經過精心設計將數學史與教學過程相結合,使得學生學習的過程就相當于濃縮了經歷知識發展的過程。老師們在數學史料的獲得途徑,數學史融入課堂的方式方法,數學史的選擇方面都存在著不小的疑惑。
二、數學史對發展學生人文素養的重要性
數學學科具有很強的科學性,正因為數學的學科內部特點,長期以來我們的數學教學也特別重視數學公式、定理的推理、演繹,重點訓練學生數學計算、強調數量關系之間的邏輯性,而忽視了數學的文化內涵和美學價值。德國數學家魏爾德在全美數學教師大會中講到:“學生在數學學習中遇到困難問題,學生會認為學習數學是沒有任何必要的,這是一種被迫學習的狀態。”③在發展學生核心素養的大背景下,讓學生掌握必要的數學知識和技能是第一步,我們同樣要在數學課堂中教會學生必要的倫理道德,培養學生的人文素養,讓數學也具備育人的作用。
張奠宙教授曾說過:“數學的進步時人類社會文明的火車頭,在人類文明的幾個高峰中,數學的進步是突出的標志。”③數學伴隨著人類的生活而不斷發展,數學文化是人類文化的重要組成部分,數學的發展在推動人類文化進步中起著極為重要的作用。數學課中融入數學史,數學課堂從數學家的故事說起,從數學趣聞展開教學根據知識的發展設計……數學史增加了教學的趣味性,豐富數學課堂的人文性,這樣的數學教學有血有肉,貼近會學生的生活。同時讓學生經歷數學知識形成和發展的過程,讓學生以宏觀的視角認識數學感受、體驗不同時代、不同地區、不同民族的數學文化多樣性。
三、數學史對學生培養科學精神的重要性
培根曾說過:“數學是所有學科的基礎。”從概念上講數學是一門研究數與形的學科,就學科本身來說數學學科具有極高的學科性。數學學科起源于人類的日常實踐中,從最初的數學萌芽到現在,數學的發展可以分為三個階段:初等數學階段,數學時期,現在數學時期。④在數學發展的滿滿長河中,有無數數學家的不斷探索,有數學定理確定的曲折,有數學公式修正的坎坷。透過這些數學史我們可以看見的是數學的嚴謹性、邏輯性和科學性,數學史融入數學教學,用最自然的方式讓學生學生在潛移默化中獲得科學精神的提升。
Schubring(1998)指出,學生在學習過程中遇到的困難,和數學歷史發展中的問題是相同的。M.kline(1970)指出,歷史中的大數學家們所遇到的困難正學生在學習數學中所遇到的困難,所以歷史的學習為學生的學習提供方向。⑤以圓的面積發展為例,古人因測量土地需要而發現了如何計算圓的面積問題。因需要而去探索,這也是我們數學教學的一個重要思路。在此后的日子里,為了求出圓的面積的精確公式古埃及人、古希臘人和中國人都做出了不懈的努力。阿基米德采用“化圓為方”的思想,利用圓的內接三角形無限逼近圓來求解。中國漢代的《九章算術》提出了:“半周半徑相乘、得積步”的面積計算方法,后來劉徽將正2n邊形來無限逼近圓,來證明了《九章算術》中的圓面積計算方法。學史可以明智,學習數學史更是。假使把圓的面積公式的發展歷程融入到數學教學過程中,學生在學習中不僅能獲得學知識和技能,更從數學史的學習中獲得了數學的思維方式、理性思維,體驗數學的嚴密性和科學性,學會多角度、辯證的看待問題,分析問題。同時一代又一代的數學家不斷探索,堅持不懈的故事也會激勵學生不懼困難,勇于探索,追求真理的科學精神。
綜上所述,在核心素養的大背景下,數學史融入小學數學教學是一個必然的趨勢。同時這也是我們小學數學教師應該努力嘗試的創新的一個方向。同時也希望越來越多的小學數學教師能意識到數學史的重要作用和地位,加入到數學史融入數學教學的研究中來,讓數學課堂充滿魅力,讓數學知識的延伸有跡可循,讓學生的核心素養得到提升。
參考文獻:
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[3]袁小明.論數學教育中歷史材料的應用數學教育學報[M].992.03.第8-10頁.
[4]張奠宙.《關于數學史和數學文化》[J].高等數學研究.2008.01.11.
關鍵詞:核心素養 高中物理 實驗教學 概念 重要性 方法
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:C 文章編號:1672-1578(2016)11-0146-02
傳統的物理實驗教學相對來說比較偏向形式化,基本是由教師演示,學生模仿之后再總結實驗結果的形式進行教學,但這種形式并不符合當今素質教育的基本政策,這就需要教師審時度勢,根據新課改的新要求,體現學生學習主體地位,注重學生參與探究實驗,而這一切都要基于物理的核心素養,因此,教師需要明確其重要性,并尋找優化物理實驗教學的有效方式。
1 高中物理核心素養的基本概念
1.1 概念
高中物理教學主旨是在學生認知程度的基礎上進一步提高學生的科學素養,由于高中學生即將面臨人生中重要的轉折點,而物理的難度相對來說較大,正確理解物理的基本內涵將有利于學生系統物理思維的建立,核心素養是在學生學習物理基本知識、物理操作技能,以及學習物理的有效方法和學習態度之上提出的為學生未來發展考慮的重要內容,核心素養強調順應現代社會發展和實際生活運用,不僅是理論知識,還包括科學實踐的過程,是學生綜合素質提升的科學導向,由此可見,高中物理的核心素養是培養學生科學觀和社會認知的決定性條件[1]。
1.2 重要性
由核心素養的概念可知,學生借助學校教育而形成的解決實際問題的能力才是進行物理實驗的動力,而教師培養學生的核心素養,將非常有利于學生的求知欲增長,只有學生的求知欲、積極性有效提高,物理的內涵才能夠充分體現,也才能夠被學生充分理解,二者相互促進且相互補充,提高學生的物理能力離不開學生的核心素養提升,核心素養的培養也離不開物理這門科學性極強的學科支持,因此,基于核心素養的高中物理教學,才是正確的物理教學方向。
2 基于核心素養的高中物理實驗教學方法
實驗教學是提高高中物理教學效率,培養學生學習興趣,增強學生物理知識應用能力的關鍵,在核心素養背景下,高中物理實驗教學方法如下:
2.1 開展小組合作
高中階段的學生正值青春期,雖然思維不夠縝密,卻有著源源不斷的青春活力,這一時期的學生所缺乏的不是刻板固守的強硬糾正,而是有力有效的方向引導,對于高中物理教師來說,想要進行科學的物理實驗教學,就要遵循學生的成長規律和個性特點,小組合作的教學方法正適用于高中學生,也適用于實驗教學[2]。在這一方面,教師可以根據學生學習能力,對學生進行合理分組,同齡人之間的互相幫助與促進比教師督促更加有效,例如,教師要進行實驗之前,將學生分組,每組分配一名學習能力較強、成績較好的學生,在進行實驗的過程中,要求這名同學不動手操作,而是指導小組其他成員親手操作,出現疑問時可以討論解決,這種方式加強了學生的集體榮譽感,也提高了學生之間的團結協作能力,真正達到培養學生核心素養,進行素質教育的最終目的。例如,在《電流表的改裝及內接外接法》實驗教學中,教師可以通過對學生進行分組,并要小組成員之間相互交流探討電流表的改裝知識,以及內接外接法等知識,一方面可以為學生營造一個良好的學習氛圍,另一方面可以培養學生的團隊協作能力,在學習物理知識的同時也提高了學生的素質水平。
2.2 結合生活實際
雖然人類發展中必然會受到社會條件等框架的制約,但這并不影響學生的學習能力提高,恰恰相反,這種制約反而會使學生走向更加正確的道路,物理實驗教學也是如此,基于核心素養的教學是有約束的,這為教師制定了教學思維的導向,教師需要根據這一內容將實驗設計得更加貼合實際生活,脫離開實際的實驗都是不科學的,與核心素養的要求不符,因此,鼓勵學生從生活中探尋物理實驗的蹤跡,并將其運用到學習中,才能達到提高物理實驗教學效率的目的,從而引導學生的思想越來越適應社會發展的趨勢。例如,在利用螺旋測微器和游標卡尺進行長度測量的實驗中,教師可以引導學生用所學的知識以及相應的測量工具去測量生活中的一些實物,如礦泉水瓶瓶蓋的內外徑、小水杯的深度、水筆筆蓋的內外徑等,要讓學生知道物理來源于生活,生活中處處都存在物理知識,引導學生去發現。
2.3 凸顯學生的主體地位
新課改要求突出學生的學習主體地位,這也是核心素養的要求之一,因此,教師要將這一內容體現在物理實驗教學的過程中,注重學生個體參與,加強學生主動認知與學習,物理本就是一門實踐性較強的抽象學科,學生參與將提升物理思維的建立能力[3-4],例如:在探究“單擺的周期與哪些因素有關”時,筆者曾經分別讓三個同學上臺做演示實驗。第一個同學在同一高度同時放開兩個擺長相等、質量不同的單擺,結果兩個單擺擺動同步。經過幾次實驗,實驗結果基本一樣,因此得到實驗結論“單擺的周期與質量無關”。第二個同學在不同高度同時放開兩個完全相同的單擺,實驗結果兩個單擺擺動也同步。同樣經過幾次實驗,實驗結果大同小異,因此得到了第二個結論“單擺的周期與振幅無關”。第三個同學則在同一高度同時釋放兩個質量相同、擺長不同的單擺,實驗結果在第一次實驗里發現兩個單擺擺動不同步。這一下子,這位同學有點慌了,趕緊再做一次實驗,結果兩個單擺還是不同步。全班同學哄堂大笑,他只好紅著臉回到自己的座位上。此時,筆者問全班學生:“從剛才第三位同學的實驗中,我們能得到什么結論呢?”本來預想,學生應該會異口同聲地說:“單擺的周期和擺長有關。”但出乎預想的是,學生的回答是:“第三位同學的實驗操作能力太差了!”那位同學的臉更紅了。筆者想馬上反駁,說結論應該是“單擺的周期與擺長有關”?這樣的話,顯得蒼白無力。那應該怎么辦呢?筆者接著說:“既然大家覺得剛才這位同學的實驗操作能力太差了,那么我們就請一位“高手”上臺來給大家演示一下,怎樣?”在大家的推薦下,一位大家認為實驗操作能力較強的同學上臺,重新做了第三個演示實驗。結果兩個單擺還是不同步的擺動,甚至有個不相信的同學又上臺做了演示實驗,結果還是一樣。此時,課堂上安靜了許多,筆者接著說:“其實,不是第三個同學的實驗操作能力太差,而是單擺的周期與擺長有關。第三個同學得到的不應該是大家的質疑,而應該是大家的表揚。”疑團徹底揭開了,上臺做實驗的同學得到了鼓勵,其他同學通過這次小小的“曲折”也明白了單擺的周期與擺長的關系,還學會了應該更深入的看問題。再如:老師在進行打點計時器實驗測定勻變速運動時,首先老師示范打點計時器的操作方法,而后可以讓學生自行操作,期間老師游走于學生之間為學生答疑解惑,鼓勵學生主動探究。
2.4 鼓勵實驗創新
創新教育是基礎教育的一部分,物理實驗的創新又是基于核心素養的物理實驗教學的重要內容。在實際的物理實驗教學中,培養學生的創新意識和創新思維,不僅能激發學生的創新潛能,教會學生思考,激發學生的興趣,促進學生個性的和諧發展,又能幫助學生挖掘實驗的精髓,展示實驗的思想和魅力,提高物理實驗教學的有效性。
例如:在《探究加速度與力、質量的關系》這個實驗時,基于本實驗操作的難度和復雜性,筆者先花了一節課的時間把本次實驗的實驗目的、實驗原理、實驗步驟等內容和學生一起探究了下,然后又給學生一節課的時間讓學生去操作實驗,但有學生按教材中的原方案操作實驗后,發現誤差較大。經過分析后,學生覺得誤差較大的原因是實驗室所提供的小車質量沒有辦法遠大于鉤碼的質量。實驗室有質量更大的小車嗎?沒有。那怎么辦呢?這時,幾個實驗能力較強的同學圍著實驗桌進行討論。筆者提示可以對實驗方案進行創新,也就是更改實驗方案啊!雖然已經臨近下課,但在筆者的鼓勵下,學生的學習熱情上來了,陷入了一陣思考和討論中……最終得出了一個不需要小車質量遠大于鉤碼的質量這個前提條件的創新實驗方案。
是的,對于上面學生提出的問題,可能有些老師會蜻蜓點水地應付過去,但筆者認為學生的潛能是不容小覷的。如果能對學生提出的問題,進行適當的引導、鼓勵和幫助,或許會讓學生在有限的實驗課堂時間內,有所創新,收獲無限的知識。這也是符合核心素養所要求的創新實驗教學。
核心素養是學生健康成長,順利學習的重要支持,而物理這門學科對樹立學生科學觀和綜合認知能力有很大幫助,物理實驗又是促進學生物理能力提高的有效教學手段,因此,基于核心素養的物理實驗教學,才是培養學生綜合素質全面發展的重要途徑。
參考文獻:
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[2] 翁宗琮.城鄉結合部高中學生物理探究實驗現狀調查與對策――以廣州市第一高中為例[J].物理通報. 2015(S1).
關鍵詞:生物學核心素養;概念教學;實驗教學
引言:
對于生物學核心素養的理解以及進行高中生物概念教學和實驗教學的整合性研究,其前提都離不開對于核心素養的理解。核心素養是新時期教育改革中所提出的一個全新的命題,是指“生應具備的適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力,突出強調個人修養、社會關愛、家國情懷,更加注重自主發展、合作參與、創新實踐”。從這一概念中,我們不難看出,所謂核心素養的培養,就是要扭轉傳統的應試教育以分數決定一切的僵硬模式,使學習的目的得以體現,能力得以提高,讓學生更加全面的發展自我。
一、生物學核心素養概念的內涵
高中生物,雖然內容較為淺薄且基礎,但依然處處充滿了生命科學的基本要求,其對于生物學核心素養概念的明確依然是極其重要的,具體來說,主要有四點:
其一,是尊重生命的生命觀。什么是生命?生命是“生命是源于自然隨機事件且能在與環境互作中保留下來的具有新陳代謝和自我復制特征的物質形態”,生命與生俱來一律平等,沒有高低貴賤之分。尊重生命的生命觀是要求對于所觀察到的生命現象及其相互之間的聯動關系,以一種審慎客觀的態度來進行解論證。因此,在高中生物的學習中,學生應當在理解生物學概念性知識的基礎上,對于生命的結構與功能、進化與適應、穩定與平衡、物質與能量的轉換有一個清晰地認識,并能夠用科學的道理去解釋認識生命現象,解釋生命現象。
其二,是理性的思維邏輯。生物學是屬于自然科學的范疇,其對于科學的思維有著極高的要求,要求學生們具備有歸納與總結、推理與演繹、批判性思維、辯證性思維等自然科學的思維邏輯,嚴謹、審慎、誠實、認真,基于這樣的科學態度,才能夠學好生物。
其三,科學的探究方法。對于生物學研究,注重實踐、觀察,不盲從、不輕信,以客觀數據說話,以正確的實驗理解。
其四,高度的社會責任感。生物學科的研究,在高中階段,尚屬于基礎,但已經具備了一定的社會影響性。生物學科的學習,必須具備有高度的社會責任感,要求宣揚健康的生活方式,尊重和關愛生命,尊重和愛護環境,在科學合理的范圍內進行生物實驗。
二、高中生物概念教學的內容
高中生物教學當中,概念教學為其基礎,同時也是傳統教學中最為重要的一部分。所謂概念教學,就是理解生物教學中許多重要的概念。以浙科版高中生物教材為例,在無機物那一課中,我們學習到了水的概念,知道水在細胞中的存在形式分為自由水和結合水這兩類。這一知識點的關鍵,就是掌握結合水、自由水這兩種水的概念。什么是自由水?它是以游離的形式存在的那種可以自由流動的水,這一類水占大多數。比如在植物的光合作用當中所涉及到的水,大多數都自由水。那么什么是結合水,就是在細胞當中已經與其他的物質相結合的存在,已經作為細胞存在結構的一部分。理解這兩種水的形態至關重要,他的概念清晰,不僅是能夠了解這兩種水的區別,更是有利于理解什么是是新陳代謝和新陳代謝中水的的變化。那么在新陳代謝旺盛的時候,自由水的含量會升高,而在新陳代謝降低的時候,自由水的含量也就隨之降低。此外,還有自由水的生理功能,其不僅是一種良好的溶劑,而且是是一種運輸介質,可以運輸營養物質和新陳代謝的廢物,同時也可以調節體溫。在調節體溫這一知識點上,我們知道為什么發燒的時候,人要多喝水,其實就是要加快自由水的流動,加快新陳代謝的速度,從而盡快的把病毒排除。由此可見,掌握概念知識非常重要。傳統對于高中生物概念教學的內容,主要集中在講的一方面,即講解知識點,然后附帶進行拓展。在新教改的背景下,這一傳統的模式遭到了否定。還是在上文中對水的學習,應該讓學生們對于水本身的作用進行自主學習,在自我理解的基礎上,舉出相關的例子,然后由老師來判斷是否正確,經過這樣的學習,才能夠對概念知識把握的更清楚。
三、高中生物實驗教學的內容
與概念教學相對的,是高中生物的實驗教學。實驗教學,其本質其實是對于知識點的具體認識,以便于加強掌握。例如在在呼吸作用的實驗當中,學生通過對于植物呼吸作用的具體實驗,來理解呼吸作用的過程。其是植物在細胞內進行一系列的氧化分解,易產生二氧化碳和水的一種過程,并在此過程中產生ATP,為植物的生長提供能量。通常來說,簡單的概念教學,并不能讓同學們對于呼吸作用有個深入的理解,而實驗教學,則可以通過物質的測定、前后對比,來清楚地暫時呼吸作用消耗了什么,產生了什么。當然,在傳統的教學里面,實驗教學的內容,多數以老師演示為主,學生的作用主要是觀察,理解。在新教改的過程中,這一過程也變成了,在老師的指導下,學生親自設置實驗的步驟,并進行動手實驗,從而使實驗的實踐性大大增加。很多學生通過自己設計實驗,理解實驗的步驟,并在之后的學習中,逐漸深化這些理解,從而加強了相關知識點的記憶。
四、基于核心素養的概念教學與實驗教學的整合教學模式
所謂概念教學和實驗教學的整合,就是要將這兩類教學模式變成不可分割的有機整體,以概念教學促進實驗教學,以實驗教學來強化概念教學,從而整體的提高高中生物教學的課堂成效。例如在上文中所說的水的分類和呼吸作用的實驗當中,二者原本是不相干的兩部分知識內容,但其內在卻存在著重要的關聯。在呼吸作用的實驗中,所涉及到的,產生的水,就是自由水。細胞在有氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等的有機物徹底的分解產生二氧化碳和水,釋放能量,產生許多的ATP,或沒有氧氣參與的無氧呼吸,最終還是產生水。而與呼吸作用的實驗相反,我們還有另外一個實驗,即光合作用的實驗。在光合作用實驗當中,植物從外界吸收了二氧化碳和水,然后進行光合作用,呼出空氣,其過程上與呼吸作用是相反的。這些實驗當中,水都是作為一種重要的元素而存在并參與其中的。那么對于水的概念的理解就極其重要。
從這一點,我們可以看出,某種程度上來說,概念教學為實驗教學提供了基礎性的概念。例如如果不能夠理解自由水和結合水的概念,在之后凡是涉及到水的知識點當中,都會存在問題。而同時,實驗教學可以進一步強化對于概念的理解。例如在上文中,關于呼吸作用和光合作用的實驗,與水的參與,可以進一步強化對于自由水和結合水的概念的理解,從而使概念教學更上一層樓。因此,與傳統的教學模式中,將概念教學和實驗教學分離所不同,新教改之下的教學方法,是將二者緊密結合,其最終的目的就是基于生物學核心素養來促進能力的提升,最終培養出高素質的人才。在當前,很多高中生物教學當中,這一方法已經進行大量的普及,其意義非凡,充分體現了生物學核心素養的基本要求。
總結:
綜上所述,我們不難看出,當前,針對“核心素養”進行的教學以及卓有成效,尤其是在高中生物的教學當中,很多老師已經意識到了將概念教學與實驗教學進行整合教學,在傳統的教與新時代的學的基礎上,進行一種新的整合互動,從而使學生真正做到掌握知識,提高能力。由此也為高中教育的改革開辟了一條可供啟迪的新的路徑。
參考文獻:
[1]鄧永鵬. 利用“七步逐層推進法”進行高中生物學核心概念教學的研究[D].陜西師范大學,2014.
近幾年來,依托“生物科學探究基地”,筆者積極探索促進學科教學變革的實踐,實現了課程基地、課題研究、學科教學的聯動統整,生物學科教學形態、課堂樣態發生了實質性的改變。
1 系統梳理了學科教學突出問題,以實驗教學的轉型為“突破口”
1.1 實驗教學的不給力,制約了生物學學科教學功能的整體提升
生物學核心教學內容往往與實驗特別是探究性實驗有著千絲萬縷的聯系。長期以來,大多數學校往往只開設高考明確要求的、為數不多的幾個基礎性學生實驗,對于探究性實驗活動(包括各種調查、參觀、實習活動),往往因為設施不完善、活動周期長、場地不充裕、過程掌控難等原因,開設不足或探究性缺失,使得實驗教學的有效性、趣味性大打折扣。
1.2 課程資源的不充分,減弱了生物學核心概念學習的體驗性和直觀性
由于生物學核心教學內容分布在各個模塊和不同章節中,有的教師安排了相應的學生實驗,有的只是介紹科學家的探究過程,有的直接呈現科學結論,使得許多高中生物學核心教學內容,特別是一些抽象的難點知識沒有相應的探究性活動與之相配套,缺少相應的硬件資源和課程資源作支撐,因此未能實現核心教學內容的實驗教學全覆蓋。
1.3 基地定位的不恰當,影響了課程基地建設與學科教學的有機統整
目前課程基地層面鮮有具體和系統的研究,課程基地建設和有序推進缺少可借鑒的實踐經驗,特別是對于如何把課程基地建設與學校課程改革、教學變革進行有機整合并未形成系統的理論與實踐總結,這需要在實踐中不斷摸索和自我創新,找到適合的發展路徑。
2 初步形成了核心教學內容的模型建構與整體推進策略,成為撬動學科教學變革的“新支點”
2.1 課程基地建設以“架構新型探究平臺,促進學習方式轉型”為核心理念,突出了以實驗探究為載體的新型教學環境的創設
立足學校實際,整合優勢資源,支撐特色發展。建構“5―4―3”模型,即創建了由4個科學探究活動為中心和1個資源與學習拓展中心組成的綜合體,開發4個核心課程模塊――滿足所有學生學習,3個校本選修課程模塊――滿足少數特長學生的發展,以課程基地的實踐性、開放性、創新性融通科研、生產和生活的聯系。以此模型將學生的眼光引向“生活”這本富藏無與倫比財富的教科書。
聚焦課堂教學,推進教學變革,引領教學轉型。我校課程基地的重要特征之一就是體驗式教學,強調體驗對學習的作用,注重學生對生活的感受,引導學生做中學、學中做,在參與中體驗,在實操中理解,在探究中創造,使教師了解“學”在何處,方能確定“教”往何方。
為建設體驗化、實驗化、生活化的課程基地,從設施環境、科研環境、實踐環境三個方面著手,構建了新型的學科教學環境。① 設施環境:建有細胞學、遺傳學、生態學、生物工程技術等4個科學探究活動中心和1個資源與學習拓展中心。② 科研環境:與江南大學、南京農業大學等高校及科研院所建立了緊密的聯系,特別是與中國水科院淡水漁業研究中心徐跑主任和江南大學生物工程學院周哲敏教授等,不僅以合作單位負責人給予輔導人員和設施環境的全力支持,而且將各自的最新科研成果轉化成中學生可開展的研究課題與學生分享。③ 實踐環境:為滿足學生種植實踐需要,在校園沿河走廊開辟了作物栽培實踐園,學生得以親手種植豌豆、小麥、玉米等植物,?_展經典雜交實驗,體驗孟德爾等科學家的科學探究歷程。
同時,為滿足學生調查、實習需要,在近在咫尺的金城灣公園和長廣溪濕地設有“生物多樣性實踐基地”,學生可以實地體驗種群、群落、生態系統特征,考察區域內常見的生態工程項目。為密切科研、生產、生活的聯系,學校還在無錫市農業委員會等單位的大力支持下,定期組織師生參觀現代農業示范園、特種動物養殖基地等,直面生物科技的日新月異,真切感受生命科學的無限魅力。
2.2 以生物學科為依托,完成了以實驗為載體的高中生物學核心概念學習的模塊重構,積極創新知識呈現形式,全力聚焦教學方式變革,著力解決學科教學尤其是實驗教學中的瓶頸問題
把國家課程中的核心教學內容提煉出來,結合校情,構建了“細胞生理與培養”“育種機理與栽培”“生態構建與修復”“微生物培養與發酵”4個富有特色的校本核心課程模塊,強化了核心概念的學習;將核心教學內容作適當拓展,開發了3個滿足學生個性特長發展的校本選修課程模塊,實現了整體與部分、必修與選修的統一;再結合高校與科研院所的研究項目、無錫太湖水綜合治理等項目,開發了適合中學生參與的、有一定科研含量的綜合性探究項目,讓部分特長學生參與,以培養高品質的生物創新人才。
3 以課程建構為統領,以科學探究為載體,凸顯了學科教學形態尤其是實驗教學樣態的“創新點”
3.1 基地資源支撐,實驗教學凸顯創新
突出科學本質的生物學教學,決定了實驗教學在高中生物學教學中的重要性。我校生物學科教師基于課程基地這個平臺,在實驗材料的優選、實驗原理的拓展、實驗方案的優化、實驗教學方法的革新、實驗教學功能的回歸、實驗教學評價的突破等方面進行了多層次深入的開發研究,對教材實驗進行了50多處實踐創新,形成了較為鮮明的實驗教學的特色。
3.2 特色課程引領,學科教學轉型革新
基于國家課程的實施,構建了如上所述的4個富有特色的核心課程模塊,強化了核心概念的學習;開發了滿足學生個性特長發展的3個校本選修課程模塊,分別設有各自相應的系列活動。活動設計中分別針對必修班學生、選修班學生、科技創新班學生、學生會生物社團、研究性學習小組、生物科技夏令營學生等,設計不同實驗和探究活動,設定分類教學目標,把國家課程、校本選修課程、綜合性科學探究項目放在不同學生群體中予以實施,實現了國家課程校本化,校本課程多樣化,形成了我校以國家課程為核心的多樣化校本課程教學體系,實現了高中生物核心概念教學全覆蓋。豐富的教學實踐活動,創新了知識呈現方式,改變了教與學的方式,實現了重點、難點知識的實驗化、直觀化教學,化解了教學難點,培養了學生學科情感、學科精神、學科志向,促進了學生科學素養和綜合能力的快速提升,實現了育人模式的轉型。
3.3 豐富活動開發,師生發展成果日新
科學探究活動具有鮮明的學科特色,為學生創設了真實、優質、先進、生動的學習環境和科研氛圍。學校開發實施了細胞生理與培養、作物栽培與實踐、微生物培養與發酵、生物技術與實踐、專題辯論與課題匯報、分子生物學實驗、植物組織培養以及綜合性科學探究創新項目系列活動。除了按照國家課程計劃安排的實驗課和研究性學習外,每學期都開設了“生物科學博覽與實踐”活動課程,每年在高一、高二年級組建生物學課題研究小組、每年暑假都舉辦“生物科技夏令營活動”,還和學生會合作組建學生會生物科研類學生社團,推動科學探究活動的有效實施。
開展的每一項活動均以實踐為特色,以創新為目標,培養了學生吃苦耐勞、堅忍不拔的意志品質,嚴謹細致、求真務實的科研素養,集思廣益、攻克難題的創新意識,分工有序、群策群力的團隊合作意識。這些在平時的課堂教學中很難培養的優秀品質和科研素養,將使學生終身受益。
豐富的活動使教師的教學科研與課堂教學、課程建設緊密結合起來。生物教師在實驗教學中積極改革,勇于創新,如在教學形式上除了多媒體、互聯網等現代技術手段外,教師們大力開發適于學生自主學習的手段,比如把翻轉課堂模式成功引入實驗教學,對提高實驗教學的效率效果特別明顯。教學微視頻被廣泛應用于課堂教學,解決了課堂教學中的重點、難點、實驗細節指導等環節,大力推動學生學習方式的轉型,形成了以實驗為特色的生物學科教學體系。
3.4 深層教研推進,輻射示范引領出新
關鍵詞:和諧 實驗 素質 開放實驗室 合作
化學是一門建立在實驗事實基礎上的學科,實驗教學在其教學環節中具有不可替代的重要作用,特別是在以素質教育為核心和目標的現代教育中,為培養學生的創新能力、實踐能力和創新精神,并使其知識、能力和素質達到平衡協調發展做出了很大貢獻,化學實驗教學愈來愈發揮著重要的作用。但目前實驗教學仍是科學教學中較為薄弱的環節,同時也是擺在所有學科教師面前的一個極具挑戰性和創造性的問題。從和諧教育理念出發,筆者認為實驗教學可以從中得到以下啟示:著力抓好科學素養與人文素養的和諧發展。
面向21世紀的化學實驗教學應該充分遵從人的發展和社會發展的需要,確立科學的、現代化的化學實驗現代目標,實現人的科學素養與人文素養的和諧統一發展。具體而言,實驗教學的目標應有以下幾個方面:
一、化學基本知識和基本技能
掌握基本知識和基本技能是任何一門學科教學的最基本目標。教師通過化學實驗指導學生在觀察實驗現象和分析實驗結果的過程中,達到對化學實驗條件、要求、程序、現象、結果的科學認定,并內化為學生的認知結構,從而掌握系統的化學科學知識,實現化學知識水平的不斷提高。同時,教師還要有效引導學生正確熟練地使用實驗器械和材料,根據實驗程序積極主動地操作實驗,掌握化學實驗的基本操作技能。
二、化學能力
通過實驗教學要讓學生達到的化學能力有三個方面:其一是結合一般認知過程的化學能力,即對化學實驗的觀察與注意能力,記憶理解能力,想象與探究能力和對策與實施能力。其二是獨立組織化學實驗活動和學習活動的能力,這是一種重要的自學能力。其三是化學實驗的創造能力,包括在實驗中敏銳地捕捉新現象,提出新問題的能力;提出假設、猜想的創造性思維能力,改進和重新設計實驗的創新能力;深入分析實驗結果論證假設的邏輯思維能力。
三、意志品質
在化學實驗教學中要充分激發學生的學習興趣,促進學生的主動發展。同時還要重視培養學生對待學科學習的積極情感和頑強意志。教學過程中要使學生養成嚴謹、負責、認真的品質和熱愛科學、熱愛祖國的精神,強調對學生求知欲、好奇心、成就動機、想象力、學習熱情、自信心、責任感以及頑強、勇敢、有探索精神和創新精神等心理品質的培養。
四、審美意識
化學實驗教學應向學生展示化學儀器美、化學物質美、實驗操作美、實驗裝置和諧美、實驗現象美和物質結構的幾何美、化學變化的神奇美等,因為化學實驗教學是創造化學美的源泉。經常讓學生在實驗教學過程中欣賞、感受化學美,就會消除對化學的誤解,激發探索化學的濃厚興趣,產生熱愛生活、愉悅和諧、樂觀向上等積極的情緒,有助于發展審美創美的能力,有助于人文素質教育。科學素養和人文素養的和諧統一發展是新課標對化學教育提出的要求,也是實施素質教育的一條有效途徑。
參考文獻:
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關鍵詞:核心素養;化學實驗能力;培養啟示
化學學科的核心素養主要包括:變化觀念和思想平衡、宏觀辨析和微觀探索、證據推理和模型認識、實驗探究和創新意識以及科學精神和社會責任五個要素組成。[1]教師要將這五個要素滲透到日常化學教學中,讓學生通過探索及思考解決化學實驗中遇到的問題,讓學生實際動手操作進行實驗探究。以此,更好地幫助學生理解化學知識,發現并驗證化學的實驗原理,從中體會到化學實驗課的樂趣。
一、核心素養對化學實驗能力培養的重要性
教師在進行教學時,應該盡量保證實驗的完整性,讓學生能從中享受化學實驗的樂趣。由于一些教學資源的限制、教師教學過程不夠完善,很多教師在教學化學實驗課時,往往是心有余而力不足,他們想讓學生能夠很好地完成化學實驗,但由于資源和條件的限制,只能把化學實驗簡化或者放棄。[2]而學生由于學習熱情和學習方式的差異,有個別學生過度依賴教師,導致學生在化學實驗時不能高效、自主進行。因此,教師應把化學的核心素養融入到化學實驗教學中,從各個方面幫助學生提高化學實驗水平,幫助學生逐漸養成在化學實驗中自主探究,自主思考的能力。相對于其他學科而言,化學課本上大部分的化學原理都能通過學生自主操作來進行驗證,讓學生能更好地進行化學知識點的理解及記憶。因此,教師要重視化學實驗在化學實驗中的重要性,幫助學生在不斷的實驗探究中,養成良好的化學實驗習慣。
二、核心素養對化學實驗能力培養的有效策略
(一)教師認真研究實驗教材,把握實驗的重難點相對于其他的學科,化學是一門較特殊的學科。學生在化學實驗學習中,大多數的化學原理都可以通過化學實驗進行驗證。化學實驗教材是課堂教學的重要課本,教師在進行化學實驗時,一定要遵循實驗教材上的內容,在課堂上給學生進行完美的化學實驗展示。因此,教師要對課本認真預習,精心準備每一個實驗。教師只有深入理解教材,把握知識的重點、難點,精準解讀教材,并且合理使用教材進行實驗,才能讓化學實驗課堂生動有趣,才能提高課堂的有效性。教師只有利用好每分每秒,才能調動學生的學習興趣,讓學生全身心地投入到實驗課堂學習中,從而不斷提高自己的化學實驗能力。例如,教師要仔細研讀每一本化學實驗教材,把書里的每一頁,把每頁的每一行,都靜下心來認真研究,在這個過程中讓化學實驗操作變得更加嚴謹。教師在研究教材時,還要結合相關的化學參考資料,準備一個教案本用于標注實驗中的一些細節,把化學實驗中需要注意的實驗事項都寫在上面。教師要總結每章的實驗內容,思考如何進行化學實驗,以便更好地吸引學生的注意力,激發學生的學習興趣。教師在辦公室時可以和其他教師互相討論,分享經驗。以此,補充和完善自己的知識水平。這樣,教師對化學實驗教材的解讀會變得更加深刻,通過不斷完善自己的實驗教案,更精確把握化學實驗的重難點,而進行高效的化學實驗教學,幫助學生提高化學成績。
(二)利用信息化技術來輔助化學實驗教學化學實驗是化學學習的重要組成部分,化學教材中的很多化學結論都需要化學實驗作為驗證。因此,教師在課堂上進行化學實驗教學十分重要。在傳統的化學課堂上,教師會在講臺上給全班同學進行實驗展示,但由于學生座位分布的原因,不是所有的學生都可以很清晰觀察到相應的實驗現象,從而導致部分學生的化學實驗學習熱情不高,學生的學習進度因此拉開了距離,化學實驗的學習氛圍有所下降,影響了學生的學習熱情。這種情況在平時的化學實驗課堂中經常發生,為了增強實驗效果,教師可以利用信息技術,把實驗過程利用攝像頭在多媒體上進行投影播放,教師將化學實驗過程投影到ppt上,使實驗過程和現象更加清晰明顯。教師在化學實驗中有時會涉及到一些危險的化學藥品,為了學生的安全,教師可以采用多媒體視頻播放的形式,把實驗展示出來。以此,激發學生對化學實驗的熱情,提高學生自主思考和自主學習的能力。例如,教師在進行粗鹽的提純這一實驗時,由于實驗現象不明顯,學生很難細致觀察到化學過程及化學結果,教師在講臺也很難做到讓所有學生觀察到實驗的過程。因此,教師可以利用多媒體上的攝像頭,把實驗過程在多媒體上進行投影,讓學生通過屏幕清晰觀察到實驗的過程,從而掌握實驗流程。教師利用信息技術可以解決化學實驗中遇到的不便,讓學生更加細致地觀察化學實驗現象。
(三)教師營造學習情境,調動學生的學習積極性教師在高中化學實驗教學中,應該主動給學生創設一個適合的教學環境,以及學生學習所需的學習情境。教師營造一種教學情境,可以激發學生的思考能力和動手能力,通過營造良好的學習氛圍,幫助學生自覺融入到化學實驗學習中,讓學生的注意力都集中在化學實驗教學中,促使學生更加積極主動地思考問題,向教師提出化學實驗過程中的疑問。因為,化學和我們的生活緊緊相聯,很多化學知識都來源于生活。所以,我們的生活中處處有化學。教師在指導學生進行化學實驗時,可以將化學實驗與生活密切結合,進行相應的化學實驗,讓學生體會到化學在生活中的廣泛用處,從而調動學生實驗的積極性。例如,教師在教學制取CO2這一實驗時,學生對于二氧化碳這一既陌生又熟悉的氣體,沒有過多的了解。教師可以結合生活中常見的CO2給學生講解。最常見的二氧化碳氣體是我們每天呼出的氣體,汽車尾氣、電器損耗中也有二氧化碳。教師通過生活中一些日常的現象,幫助學生更加了解這一氣體的性質,使實驗原理更加清晰。教師幫助學生在實驗之前創設實驗情境。然后,再給學生介紹實驗材料的原理,進行實驗裝置的氣密性,將長頸漏斗的下端口伸到液面以下防止生成的氣體泄漏等都是教師要特別注意的,從而保證實驗進行的嚴謹性。
(四)教師增強和學生交流,完善實驗流程不管是在化學教學還是化學實驗中,師生之間交流的過程必不可少。師生交流是提出問題、解決問題的關鍵一步,如果教師只是一味地對學生進行實驗講解,而忽略了和學生之間的交流溝通,導致實驗的一些細節不夠完善,就不能掌握學生的學習水平和學習狀況,化學實驗課堂的有效性會大打折扣。因此,教師要注重與學生的交流溝通,充分了解學生對所學知識的理解程度,根據學生化學實驗的學習情況進行教學。例如,教師可以把學生進行分組,五六個同學為一個實驗小組,選一個化學實驗做的好的學生為組長。在化學實驗時,教師讓小組成員先互相討論不會的知識點和題,相互解決一些問題,并把小組不能解答的問題標記出來,教師再進行講解。教師把小組問題解答后,再由小組為單位進行實驗操作。
關鍵詞: 高中生物實驗教學 存在問題 應對策略
高中生物實驗教學是生物課程教學的一個重要組成部分,它既是生物教學的重要基礎,又是生物教學的重要內容、方法和手段,在培養學生科學素養的教育中具有獨特的地位和全方位的功能。[1]但是,認真審視新課改下的實驗教學,也有一些現象值得我們深思:實際教學中部分教師由于學校實驗條件的限制及對課程標準理解的偏差,存在許多對實驗教學片面甚至是錯誤的認識,許多實驗教學要求和計劃流于形式,有的甚至本末倒置。這些問題亟待我們去全面排查、認真分析、有效解決。
一、生物課堂實驗教學中存在的問題
問題一:媒體實驗——學生通過媒體“看實驗”。
過去的實驗“看黑板”:實驗原理、過程和注意事項在黑板上一列,教師講述清楚,由學生自己做實驗,“放羊式”自主操作探究;而面對新課改,部分老師不是主動參與,積極研究,迎接挑戰,而是被動應付。如今的實驗則是“看實驗錄像”、“看投影視頻”。一些原本可以讓學生動手做的實驗卻用多媒體來展示,被稱為是“現代技術的運用”。結果有時學生一堂課可以看完幾個實驗,而不用去動手操作,就達不到課標要求。
問題二:程式化實驗——雖然學生動手,但以單純的機械操作為主。
學生根據教師講解的實驗目的、器材、步驟,像做廣播操那樣,按照規定的程式進行操作,去獲取教師(或書本)所要求得到的實驗數據(或實驗結果),基本上是重復地、驗證已知結果的實驗,而不需要去考慮實驗為什么要這樣做,怎樣去做,更不必考慮實驗中可能會存在什么問題,以及需要如何去解決。過分重視實驗目標而不重視實驗過程,會使課堂內容干癟、膚淺;過分重視讓學生去驗證教材中的東西,使學生的觀察局限在老師預設的范疇之內,缺乏創新性、趣味性和前瞻性。做與不做差不多,學生體會不到自己動手、動腦、發現問題帶來的樂趣,感受不到科學的魅力,過分要求實驗基本操作的規范,而忽視實驗探究的過程,從而影響了實驗的預期效果,實驗中培養能力成為一句空話。
問題三:試題實驗——學生用筆“做實驗”。
由教師編制的大量實驗試題,所謂高考原題,各地模擬試題,等等,讓學生先做出來,再精講細解。應考不僅增加了學生的學業負擔,而且挫傷了學生動手實踐的積極性,使實驗教學在“應試”的泥潭里越陷越深。學生體會不到自己動手、動腦、發現問題帶來的樂趣,感受不到科學的魅力,過分要求實驗基本操作的規范,而忽視實驗探究的過程,從而影響了實驗的預期效果,實驗中培養能力成為一句空話。這些現象從一定程度上反映了高中生物實驗教學存在的問題,那就是“重知識、輕方法;重講授、輕活動;重結論、輕過程”。
二、生物實驗教學的應對策略
如何通過有效的實驗學習,提高學生的生物科學素養,培養他們的獨立性和自主性,使他們學會在實踐和合作中學,逐步形成適合自己的有效的學習方法?如何才能組織好生物實驗教學?我們認為要做好以下幾點。
1.重視教師教學理念的更新。
新課程的一個核心理念是以學生發展為中心,每位教師都應充分認識到,一切工作都是為了促進每一個學生的發展。在人的發展中,最核心的部分是人的情感、態度和價值觀。[2]所以,教師在教材實驗的設計、組織選擇和反思教學活動的全過程中,不僅要關注學生對知識和技能的掌握和訓練,更要關注學生的情感體驗,關注他們智慧生成。在實驗課堂教學目標的設置上,應強調通過豐富的生物實驗、實踐、探究活動,使學生形成正面而積極的情感態度與價值觀,這是生物科學素養形成的重要途徑。
2.強調提高實驗教學的實踐成效性。
實驗教學最大的特點在其實踐性。利用多媒體模擬不能實踐的實驗和沒有條件做的實驗是可以的。但絕對不能將所有的實驗都企圖用多媒體來代替,即有條件完成的實驗也采用多媒體模擬,而不讓學生親自動手做實驗。這樣用多媒體來代勞實際的實驗對老師來說確實輕松了許多,但學生的實驗學習效果就會打折扣。所以,實驗教學不能用多媒體教學完全代替,而只能起到輔助作用。
在教學中,用多媒體模擬實驗來進行演示,是為了讓學生通過觀察、研究來獲得知識,因為它可以模擬真實地再現變化過程,所以有極強的說服力和感染力。同時也可以讓學生更直觀地看到操作過程與操作技巧,例如模擬一些不易觀察、有危險性、無法或沒有條件實現的實驗,的確會達到畫龍點睛、事半功倍的效果。但它畢竟是“模擬”實驗,和真實的實驗還是有差別的,只能讓學生將“視頻動畫”中來學習,而真實的實驗可以使學生將“看”、“聽”、“做”等多種方式結合起來學習。
3.改革現行教學方法,培養學生的實驗技能。
教師要進一步認識實驗教學的重要性,正確處理實驗教學與課堂教學的關系。要從以教師、課堂、書本為中心的驗證性實驗中走出來,徹底改變那種教師一講到底或靠學生死記硬背來提高成績的陳舊方法,大力倡導自主學習、合作學習、探究學習,把驗證性實驗改為探究性實驗,改課內實驗為課外實驗,改演示實驗為分組實驗。盡可能多地創造學生實驗的機會,以促進學生個性的全面發展,必要時開放實驗室,讓學生有更多的自我探究時間和空間,有意識地培養學生的創造精神和實踐能力,并利用現有的實驗條件,不斷提高生物實驗的質量。
新一輪的課程改革,是挑戰,更是機遇。我們一定要認真學習新課標,內化新理念,切實有效地開展實驗教學,反思自己的教學行為。在不斷嘗試探究實驗教學中,在不斷地分析誤區、克服誤區的過程中,實現自我發展、自我提升、自我創新,開展真正有活力的高中生物實驗教學。
參考文獻:
關鍵詞:高考;物理實驗;核心素養
作者簡介:紀文杰,男,中學物理高級教師,1991年參加工作,研究方向中學物理教學.
1 2016年江蘇高考物理實驗試題
1.1 試題回放
例1 (2016江蘇物理高考題第10題)小明同學通過實驗探究某一金屬電阻的阻值R隨溫度t的變化關系.已知該金屬電阻在常溫下的阻值約10Ω,R隨t的升高而增大.實驗電路如圖1所示,控溫箱用以調節金屬電阻的溫值.
請根據表中數據,在答題卡(圖2)的方格紙上作出R-t圖象.
由圖線求得R隨t的變化關系為R=.
例2 (2016江蘇物理高考第11題)某同學用如圖3所示的裝置驗證機械能守恒定律.一根細線系住鋼球,懸掛在鐵架臺上,鋼球靜止于A點,光電門固定在A的正下方.在鋼球底部豎直地粘住一片寬帶為d的遮光條.將鋼球拉至不同位置由靜止釋放,遮光條經過光電門的擋光時間t由計時器測出,取v=dt作為鋼球經過A點時的速度.記錄鋼球每次下落的高度h和計時器示數t,計算并比較鋼球在釋放點和A點之間的勢能變化大小ΔEp與動能變化大小ΔEk,就能驗證機械能是否守恒.
他發現表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異,認為這是由于空氣阻力造成的.你是否同意他的觀點?請說明理由.
(4)請你提出一條減小上述差異的改進建議.
1.2 試題分析
2016年江蘇高考物理實驗試題采用的是一“電”一“力”的模式,傳統與創新并存.其中電學實驗題比較傳統,探究金屬電阻隨溫度的變化關系.重點考查學生對實驗器材的選擇、實驗操作規范以及運用圖象法處理實驗數據、得出實驗結論的能力.力學實驗采用創新方式,運用單擺模型與光電門組合裝置來驗證機械能守恒定律.重點考查了學生實驗操作規范、基本儀器的讀數、誤差分析以及從實驗數據中發現問題、解決問題的能力.
1.3 試題考查的落腳點
1.3.1 重視對學生基本實驗素養的考查
設置實驗試題考查的目的就是希望把“做過實驗的考生”和“沒有做過實驗的考生”區分開來,另外課本中的實驗學生如果不親身體驗,很難達到對實驗的真正理解.所以,對高中階段要求掌握的基本儀器學生不僅要了解其構造和功用,還要會規范操作與讀數.對教材中的實驗,學生要獨立進行實驗準備,明確實驗目的,理解實驗原理和方法,正確使用儀器進行觀察和測量,會控制實驗條件和排除實驗故障,會處理實驗數據并得出正確結論的能力,會進行誤差分析,能獨立地完成實驗報告等.這樣做既可以達到熟悉實驗的目的,還可以使學生養成周密思考習慣.以此激活學生的思維,使他們的潛能和創造性充分地表現出來.
1.3.2 重視基本實驗原理的理解及遷移
為了給考生創造公平競爭機會和有利于高校選拔人才,實驗試題命制凝聚了命題專家的智慧與心血.近年來的實驗試題源于課本而又高于課本.實驗素材不一定來源于教材,但所用到的實驗原理與方法一定來自于教材.因此,在平時實驗教學中,除要求學生掌握基本實驗原理與方法外,教師還應注重變式教學,通過設置具有一定的開放性問題,提升學生對實驗原理的理解和遷移能力.
1.3.3 重視對實驗條件創新
改變實驗探究條件.可以從實驗條件、實驗設計和實驗方法和實驗裝置圖入手.通過改變實驗探究的思路、實驗考查方法和實驗探究結論來提高學生的實驗技能.比如,在高中階段物理實驗中同一個實驗裝置圖可以完成不同的驗,完成多項實驗探究任務.學生只有通過歸類反思,才能明白實驗操作、注意事項及優缺點等,提升實驗技能.
1.3.4 重視學生實驗誤差分析能力的培養
實驗總會有誤差,在實驗教學中,要教育學生認真記錄實驗數據,并要做到尊重實驗數據,會處理實驗數據得出結論的能力.在教學中我們發現:只要是誤差分析,學生不管三七二十一,總是持“在誤差允許的范圍內成立”這樣的觀點,不利于學生實事求是科學態度的養成.因此,在實驗教學中,對實驗數據超出預期,教師要引導學生分析原因是什么?如何改進等?并由此出發進行誤差分析,提出可操作性與建設性的建議,有助于學生實驗素養的提升.
2 實驗教學應重視學生實驗核心素養的培養
隨著時代的發展,傳統意義上的只為學習知識和技能的教育已經不符合時代的要求.學生應該具備哪些知識與能力或者說“素養”才能適應社會的發展呢?新修訂的《高中物理課程標準》明確提出“物理核心素養”及其相關的要求,這里所說的“物理核心素養”,是學生在接受物理教育過程中逐漸形成的適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和實驗能力,是學生通過物理學習內化的帶有物理學科特性的品質,是學生科學素養的關鍵成分:物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態度與責任等要素.由于實驗教學在物理學中占有極其重要的地位,物理學的育人功能更多地是通過實驗教學過程來體現的.在實驗教學中,可以很好地培養學生的科學探究能力、合作交流能力及科學態度與責任感.因此,實驗教學應重視學生實驗核心素養的培養.
2.1 讓學生走進實驗室
中學物理實驗教學由于種種原因,還存在以“講實驗”代替“做實驗”、用“書面訓練”代替“實驗操作”的現象.這種做法對培養學生實驗意識、實驗能力、實驗素養是百害而無一利的.因此,各中學應備足備齊做基本實驗的所有儀器,開放實驗室,保證學生能夠有充足的時間進入實驗室親自動手實驗,在動手操作中掌握基本儀器的用途、結構和測量原理,掌握安全操作方法和讀數;在動手操作中提高實驗技能;在實驗數據分析與處理中學會發現問題、解決問題,養成良好的實驗習慣和嚴謹的科學態度.同時,教師要引導學生對高中物理必做的實驗,可以嘗試用同一套實驗器材完成不同的實驗;也可以嘗試對同一實驗,選擇不同實驗器材來完成,提高學生創新意識與創新能力.
2.2 成立物理社團
教學中我們發現:有的學生對物理趣味小實驗非常感興趣,不僅能上網查閱資料,而且還能自己動手做演示實驗;有的學生創新、創意能力強,能設計出許多意想不到的創意產品,方便人們的生活;有的學生思維活躍,求知欲望強烈,對問題分析能提出自己獨到的見解.教師可以將這些學生充分發動起來,以小組合作學習的形式,通過科技小制作、科技小發明、校本課程的研發等形式充分發揮每個學生的潛能.提高學生的動手操作能力、協作意識、環保意識及學習物理的興趣.
關鍵詞:高中生物 實驗教學 研究
現行高中生物教材(人教版 必修本)設置有學生探究性活動88個,其中實驗性課題24個。實驗內容大幅度增加和實驗課程目標的提升,是新課標體系最為顯著的特征. 生物學是一門實驗科學,有效地組織實驗教學活動,有利于培養學生的生物科學素養。高中生物學實驗課教學不僅能實現對學生的技能訓練,包括搜集和處理信息的能力、獲取知識的能力、分析和解決實際問題的能力以及交流合作的能力,而且還有助于學生科學態度和科學精神的培養,有助于創新意識的樹立。
高中生物學實驗課教學的開展有助于新課改目標的達成,有助于體現新課改的價值和理念,在生物新課程中的地位非常重要,意義深遠。但是,我省實施新課改以來,各地學校并未能積極執行新課標要求。受應試教育及《大綱》長期影響,實驗教學的實際開展情況不容樂觀。其中主要存在什么問題?又該如何迎難而上,積極實施新課改要求下的實驗教學?這些問題的解決已迫在眉睫。
一、高中生物實驗教學存在的問題
通過廣泛了解,深入調查,結合我市幾所學校教學實踐,梳理出了高中生物實驗教學的一些共性問題。 調查結果顯示:“實驗儀器、試劑缺乏”、“實驗難度過大”“教學課時不足”、“教師精力和能力有限”、“與考試評價相關性不大”等,在實驗教學未能正常開展的原因中占很大的比例。總體強調客觀原因較多,少量涉及主觀原因。通過實驗本身內容的分析以及與老師們的座談,再到學校實地考察,確實是有許多因素影響實驗開設。
1.各層面對新課標要求下實驗教學未引起足夠重視。到目前為止,社會各層面對新課改如何實施還沒有形成一個統一的認識,更沒有有效的保障機制。大多老師認為,在現有高考指揮棒下,新課改只能是一種先進的理念,按照課標開展實驗既不可能也沒有必要。
2.硬件配置不足直接直接影響實驗教學。由于經費投入不足且沒有保障,部分學校根本沒有生物園地、實驗室、實驗設備;更多的學校則因實驗設備、儀器、實驗試劑缺乏無法正常開展相關生物學實驗。如選修模塊中的PCR技術、植物組織培養技術等實驗課在目前絕大部分高中根本無法開設。
3.課時緊張,無法開展實驗活動。新課程改革后,高中課程更加緊張。科學科目內容多,節數少,即便是基礎知識的學習都很困難,也就根本談不上專門實驗課時安排。因此,時間問題成為生物教師進行實驗教學面臨的最大問題。面對新課標下實驗內容考查比重日益增大,生物教師大多采取課堂講實驗,課后讓學生背實驗、做練習的惡性實驗教學。
4.師資力量不足。實驗教學是生物學教學的重要組成部分。生物實驗教學應當配備專職實驗員進行實驗教學的組織和管理。然而,通過調查了解,很少有學校配備專職實驗教師,大多不過是兼職,只是起到保管員的作用。
事實上,實驗教學任務最終還是落在科任教師身上。但是,大部分學校的生物教師本身也配置不足。他們教學任務繁重,根本沒有時間準備生物實驗及探究活動。為了保證基本教學任務的完成,大多教師都選擇了犧牲實驗教學。
5.學生實驗技能較差。通過調查,我們了解到學生雖然對生物學實驗普遍感興趣,但是實驗技能卻普遍較差。這大大牽制了高中實驗教學的正常開展。調查發現,絕大多數學生對科學研究的方法和步驟知之甚少,實驗探究能力較差。教師雖有意引導學生進行實驗和探究,但難以開展,不能有效組織教學。
6.教學評價手段不科學。由于現實社會輿論、價值取向及評價依據單一,教師都在為考而教。教師普遍認為:反正高考對實驗的考查只是“紙上談兵”,“做實驗不如講實驗”。
二、解決問題的對策
當前各地學校實驗教學現狀不容樂觀的主要制約因素雖然客觀原因較多,解決相關問題需要采取多種措施。
1.著眼未來,必須轉變觀念,加強實驗教學投入。進入21世紀,科學素質已越來越成為一個現代人基本素質中不可缺少的重要組成部分。《標準》明確提出“提高學生科學素養”這一理念,其中培養學生的創新精神和實驗能力是素質教育的核心和課程改革的方向。
以培養學生基本動手能力和探究能力為目標的高中生物實驗教學的開展,在培養學生綜合能力方面有著舉足輕重的作用。它是提高學生生物科學素養的重要內容和途徑。新課標下實驗教學較高的要求迫切需要高中生物實驗軟硬件的提升,學生不僅參與基礎的生物學觀察和驗證性實驗,還要自己動手進行開放式探究,使學生在親自設計、操作、探索等過程中有所體驗和發現,從而真正達到預期的實驗目標。因此,對高中生物實驗教學的投入必須加大力度。從家長到教師,從學校到社會,再到各級政府必須達成共識,在學校教育資源和社會各種教育資源上加大投入、配置和協調力度,使學生的科學素養在學生時期就能夠達到一個較高的水平。
2.實驗教學的核心價值在于培養學生的探究思想和意識。新課改實驗教學中,硬件配置是實驗教學的最基本的物質條件,但并非教學目標;教師作為教學的主導者,雖然需要盡快轉變教育理念,改變傳統的“教――學”模式,但也并非新課改的目的。實驗教學的主體是學生,目的在于讓學生通過積極主動的、形式多樣的探索實踐過程,培養質疑、探究和創新的意識,培養科學學習的能力和一定的科學素質。
3.結合教學實際,創造條件,創新教法,重在學習過程。培養學生科學學習能力,發展學生創新思維和意識,最終都要落實到學生的學習活動之中。在新課改實驗教學中,教師只有改變原有“說教式”教學方法,結合實際,創造條件,創新教法,積極組織學生進行各種實驗活動,才能激發學生積極參與,主動探究,培養學生各種能力和素質。
教師可引導學生進行探究式學習、討論式學習、合作型學習等。其中探究式學習應受到廣大教師的重視。其特點是:以問題為中心,學生以個人或小組的形式自主探索,重在發現,學生具有最大的自主性和獨立性。例如,“探究影響酶活性的因素”活動中,首先讓學生在日常生活和觀察的基礎上提出影響酶活性的可能因素:如溫度、PH、其他化學物質等,接著由學生自行設計實驗,實際操作,收集實驗數據和資料,再根據實驗結果進行分析。
雖然探究式實驗教學能使學生在探究中像“科學家”一樣去發現問題、收集資料、解決問題,但是,限于實際教學條件和學生水平,中學生的探究只是用科學家研究自然界的方法去思考,去進行各種探究演練,從中領悟科學的思想和理念,其探究過程更重于結果。
在實際教學中,開展實驗及探究的目的重在轉變學生的思想、觀念,變被動接受為主動探索的積極學習;重在引導和培養學生設計實驗、動手操作、收集證據等科學探究能力;重在使學生真正參與實驗與探究過程,領悟觀察、比較、分析和綜合等科學方法及其在科學研究中的應用,從中獲得具體經驗和科學方法訓練,收獲研究中的態度和實踐的體驗。
因此,教師要花大力氣組織好探究活動的教學過程。在每一次寶貴的實驗活動中,教師都要合理計劃,周密組織,讓每一個學生都有明確的探究目標、科學的活動程序,每一步驟都能積極參與,落實到位。
當然,探究性學習并不是唯一的學習方式,也并不是每個實驗都必須按照這個模式進行教學,教師要處理好探究教學與其他教學策略和方法的關系,把各種教學模式有機地融合在生物實驗教學中。
4.因地制宜,充分挖掘、利用當地資源,開發實驗探究活動。實驗能力的培養僅靠課堂是不夠的。如“某些植物激素在實際生產中的應用”等,只有讓學生走向大自然,走進實際生活,才能很好的完成。
教師也可根據當前社會發生的生物事件或問題,讓學生討論交流,自主探究,體驗事件或問題的性質或規律。例如,結合社會上發生的SARS和禽流感事件,讓學生討論和探索。
生物科學與人們的日常生活、醫療保健、環境保護、經濟活動等方面密切相關。現實生活中也有許多可供開發的各種教學資源,如多媒體網絡、電視廣播、報刊雜志、圖書館,科技館、動物園、植物園等。學校管理者、教師和有關人員應因地制宜,有意識、有目的地開發和利用各種資源。
5.恰當利用現代教育手段,促進實驗教學。隨著電子技術的飛速發展,現代教育技術正在廣泛應用于教育領域,尤其多媒體計算機技術在生物實驗教學中有著其它教學手段不可替代的優勢作用。如利用設計合理的課件,把復雜抽象的生物學過程生動、形象、直觀地表現出來,便于學生通過身臨其境的直觀感受和仔細觀察,從中得出正確結論。這不僅有效地激發了學生的學習興趣,而且加大了課堂容量,從而提高了教學效率。在教學中,要深入研究和恰當地運用現代教育手段,并與其他教學手段有機結合,使之在課堂教學中取得最佳的教學效果。
6.盡快實施新評價制度,促進實驗教學效果。教學評價直接影響教師的教學模式,繼而影響實驗教學效果。隨著新課改的推進,新的評價體制將會得到不斷的完善和發展。相信在新的實驗教學評價機制下,高中生物學實驗教學將會得到深入的開展,實驗教學水平和效果將會有新的提高。
綜上所述,雖然廣大生物學科教師對新課標理念、新課改目標的認識有待進一步學習理解,雖然他們有種種困惑并在實際教學中有各種問題有待解決,但新課程改革的理念和方向無疑是正確的,以探究學習為重要模式的生物學實驗教學勢在必行。生物教師要面對現實,展望未來,充滿信心。
搞好高中生物實驗教學,是貫徹新課改理念和實施新課程目標的重要途徑,任重道遠,不是簡單的思想認識轉變和改頭換面式的教改就能成功的。它需要學校、社會、政府部門通力配合,是一個系統工程。只有齊抓共管,形成一個有別于應試教育的和諧、輕松的、新的教育教學環境,才真正有助于教師教學方式、學生學習方式的變革。現有條件下,廣大生物學教師必須加強學習,提高認識,積極創造條件,努力促進這一重大變革的實現。
參考文獻
[1]中華人民共和國教育部《普通高中生物課程標準》,北京:人民教育出版社,2003。