發(fā)布時(shí)間:2023-10-09 15:04:31
序言:作為思想的載體和知識(shí)的探索者,寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇生物科學(xué)的發(fā)展,期待它們能激發(fā)您的靈感。
關(guān)鍵詞生物科學(xué)生物課程
生命科學(xué)的發(fā)展不僅影響到社會(huì)發(fā)展和個(gè)人生活的方方面面,對(duì)中學(xué)生物課程的改革,從課程理念到課程內(nèi)容,乃至課程實(shí)施的過程和方法,也將產(chǎn)生深刻的影響。研究和反映生命科學(xué)的發(fā)展對(duì)中學(xué)生物課程的影響,對(duì)面向21世紀(jì)的課程改革具有重要意義。
一、當(dāng)代生物科學(xué)的發(fā)展及其在自然科學(xué)中的作用
當(dāng)代生物科學(xué)在朝著微觀和宏觀兩個(gè)方面向縱深發(fā)展。在微觀方面,主要是在分子水平上研究生命過程和現(xiàn)象;在宏觀方面,主要是生態(tài)學(xué)的研究,特別是生物多樣性的研究日益引起人們的關(guān)注。正如鄒承魯院士《生物學(xué)走向21世紀(jì)》一文所言:當(dāng)前凡是研究生命現(xiàn)象的學(xué)科,不可避免地要深入到分子水平去進(jìn)行本質(zhì)規(guī)律的探討,這使分子生物學(xué)很快就滲入生物學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域,改變了整個(gè)生物學(xué)的面貌;同時(shí)也對(duì)醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)科學(xué)及其應(yīng)用產(chǎn)生了巨大的影響。生物學(xué)的全新面貌最突出地表現(xiàn)在出現(xiàn)了一系列新的分支學(xué)科,影響到生命科學(xué)的所有領(lǐng)域,即使生態(tài)學(xué)、古生物學(xué)和分類學(xué)也不例外。
現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展已表明分析重建法的局限性,它不再完全適合于科學(xué)的繼續(xù)發(fā)展。新的啟蒙運(yùn)動(dòng)的方法論特征很可能是以整體生成和經(jīng)驗(yàn)原則支起的方法論構(gòu)架。而這樣的新科學(xué)啟蒙思想核心正適合在生命科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)成長(zhǎng)和發(fā)展。”
二、生物科學(xué)的發(fā)展對(duì)課程理論的影響
科學(xué)源于哲學(xué)。科學(xué)不僅具有認(rèn)識(shí)論價(jià)值,而且不斷影響著人們的世界觀和方法論。
課程理論是人們?cè)谝欢ǖ挠^念和思想方法指導(dǎo)下建立起來的,自然不可能擺脫科學(xué)的影響。
以牛頓力學(xué)為代表的近代科學(xué)的思想方法體系廣泛而深刻地影響了課程理論的構(gòu)建。在牛頓和笛卡兒的世界觀中,宇宙是機(jī)械性的封閉的宇宙,地球被視為巨大的機(jī)械系統(tǒng)中的一個(gè)齒輪,眾多行星被視為巨大機(jī)器中的齒輪組,其運(yùn)動(dòng)可以鐘表的精確來測(cè)量。“這些機(jī)械喻不僅為現(xiàn)代科學(xué)――從外部力量推動(dòng)的角度來考查――而且為我們稱之為‘可測(cè)量的’機(jī)械的與科學(xué)的課程奠定基礎(chǔ)。在這種機(jī)械性導(dǎo)向的課程中,目標(biāo)是外在的,而且先于教學(xué)過程而確定;目標(biāo)一旦設(shè)定,便要‘貫穿’整個(gè)課程。教師成為駕駛員(通常駕駛的是別人的車);學(xué)生最多是旅客,更糟的是成為被驅(qū)動(dòng)的物體。這種機(jī)械喻阻礙學(xué)生與教師之間進(jìn)行有關(guān)課程目標(biāo)與規(guī)劃的有意義的交流。”這就使得課程學(xué)者難以理解杜威關(guān)于目標(biāo)和目的來自于而非先于教學(xué)活動(dòng)的觀念,使教學(xué)成為教導(dǎo)的、指導(dǎo)的。
隨著生物科學(xué)和其他自然科學(xué)的發(fā)展,近代科學(xué)的世界觀和方法論發(fā)生動(dòng)搖。生物是多層次的充滿非線性相互作用的自組織系統(tǒng),同時(shí)也是開放的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。作為學(xué)習(xí)主體的人,當(dāng)然也具有生命系統(tǒng)的這種特性。因此課程的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)基于經(jīng)驗(yàn)的流動(dòng),而不是將學(xué)科、年級(jí)、教學(xué)計(jì)劃以粒子的形式出現(xiàn),應(yīng)當(dāng)發(fā)展一種更具有互動(dòng)性和轉(zhuǎn)變性的課程框架,構(gòu)建一種鼓勵(lì)學(xué)生以更多的洞察和更深的層次反思其學(xué)習(xí)行為的課程。
隨著人們環(huán)境意識(shí)和生態(tài)概念的不斷加強(qiáng),市場(chǎng)對(duì)生物技術(shù)、生物產(chǎn)品的需要明顯增多,政府也更加重視生物技術(shù)的發(fā)展,環(huán)境生物科學(xué)本身也將更加成熟。
1環(huán)境生物科學(xué)在廢氣及大氣污染治理中的應(yīng)用采用生物技術(shù)控制和處理廢氣,將廢氣中的有機(jī)污染物或惡臭物質(zhì)降解或轉(zhuǎn)化為無害或低害類物質(zhì),從而凈化空氣,是一項(xiàng)空氣污染控制的新技術(shù)。目前主要采用以下方法:
(1)生物過濾法生物濾池內(nèi)部填充活性填料,廢氣經(jīng)加壓預(yù)濕后從底部進(jìn)入生物濾池,氣體中的無機(jī)污染物、有機(jī)污染物或惡臭物質(zhì)與填料上附著生成的生物膜(微生物)接觸,被生物膜吸收,最終被降解為水和二氧化碳或其它成分,處理過的氣體從生物濾池的頂部排出。
(2)生物洗滌法生物洗滌法分為廢氣吸收和懸浮液再生兩個(gè)階段,通常由一個(gè)裝有填料的洗滌器(吸收設(shè)備)和一個(gè)裝有活性污泥或生物膜的生物反應(yīng)器(再生反應(yīng)器)構(gòu)成廢氣從吸收設(shè)備底部進(jìn)入,向上流動(dòng),與頂部噴淋向下的生物懸浮液在填料床中相互接觸,經(jīng)傳質(zhì)過程進(jìn)入液相,再進(jìn)入微生物細(xì)胞內(nèi)或經(jīng)微生物分泌的胞外酶作用分解,凈化后的氣體從吸收設(shè)備頂部排出。吸收了廢氣的生物懸浮液從再生反應(yīng)池的底部進(jìn)入,通入空氣充氧,廢氣被微生物氧化利用的過程也就是懸浮液的再生過程,再生后的懸浮液再進(jìn)入吸收設(shè)備進(jìn)行頂部噴淋,吸收與再生兩個(gè)過程反復(fù)進(jìn)行。
(3)生物滴濾法生物滴濾法是在生物吸收法基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn),集合了生物過濾法和生物吸收法兩種工藝的優(yōu)點(diǎn),生物吸收和生物降解同時(shí)發(fā)生在一個(gè)反應(yīng)裝置內(nèi)。滴濾池內(nèi)裝有填料,填料表面被生物膜覆蓋。循環(huán)水不斷噴灑在填料上,廢氣通過滴濾池時(shí),氣體的污染物被微生物降解。
2環(huán)境生物科學(xué)在水污染治理中的應(yīng)用環(huán)境生物科學(xué)中利用微生物的降解作用來處理水中污染物的方法,通常被稱為生化處理方法或生物降解法,以植物吸收為主來凈化土壤與水體的方法有土地生物修復(fù)、生物塘和人工濕地技術(shù)等。
(1)生化處理技術(shù)由于生化反應(yīng)的過程、條件和參與反應(yīng)的微生物種類的不同,生化處理技術(shù)可簡(jiǎn)單地分為好氧與厭氧降解兩類,兩類生化反應(yīng)的基本過程如下:好氧降解:有機(jī)物+氧氣+好氧微生物/酶水+二氧化碳+無機(jī)養(yǎng)分+能量。厭氧降解:有機(jī)物+厭氧與兼氧微生物/酶降解的有機(jī)產(chǎn)物+無機(jī)養(yǎng)分+能量。
①好氧降解技術(shù)好氧降解技術(shù)包括活性污泥法和生物膜法。
A活性污泥法活性污泥法是最傳統(tǒng)的好氧生物處理技術(shù)。活性污泥是指微生物利用廢水中的有機(jī)物生長(zhǎng)與繁殖而形成的絮凝體。
B生物膜法生物膜法是在處理污水的反應(yīng)器中添加介質(zhì)(填料)作為微生物附著的載體。在分解有機(jī)污染物的過程中,微生物在介質(zhì)表面生長(zhǎng)繁殖,逐步形成粘液狀的膜,然后利用固著在介質(zhì)表面的這種微生物膜來凈化污水。
②厭氧處理技術(shù)自20世紀(jì)70年代起,就有一大批類似好氧降解的厭氧反應(yīng)器被研制和開發(fā)出來,厭氧技術(shù)的應(yīng)用范圍已擴(kuò)展到高、中、低濃度的多類有機(jī)廢水和生活污水的處理,其特點(diǎn)是廢水處理和能源回收相結(jié)合,但出水水質(zhì)難以達(dá)到直接排放的要求。
⑵生物自然凈化技術(shù)
①生物塘。生物塘以太陽能為初始能源,通過在塘中種植水生植物,利用植物吸收等方式帶走污染物以凈化水體。氧化塘中除選育合適的水生植物外,還增加了曝氣,以促進(jìn)水體中生物的好氧降解。
②人工濕地。人工濕地是近年來迅速發(fā)展起來的水體生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù),可處理化工、石油化工、紙漿、紡織印染、重金屬冶煉等各類廢水,也可用于雨水處理。其原理是利用自然生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)和生物的三重作用來實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化。
3環(huán)境生物科學(xué)在固體廢棄物處理中的應(yīng)用
利用生物技術(shù)處理固體廢棄物中的城市生活垃圾和農(nóng)業(yè)廢棄物,主要方法是衛(wèi)生填埋、堆肥和發(fā)酵沼氣。
⑴衛(wèi)生填埋。衛(wèi)生填埋是將城市生活垃圾存積在大坑或低洼地的衛(wèi)生填埋場(chǎng),每天填入的垃圾壓實(shí)后鋪蓋一層土壤,并通過科學(xué)管理來恢復(fù)地貌和維護(hù)生態(tài)平衡。
⑵堆肥。堆肥是固體基質(zhì)在有效的低溫條件下的發(fā)酵過程,適用于生活垃圾的處理。該技術(shù)安全性高,成本低廉。
4環(huán)境生物科學(xué)的發(fā)展前景
⑴微生物脫硫技術(shù)的開發(fā)。利用微生物脫去煤中的無機(jī)硫和有機(jī)硫,可控制燃煤中SO2等含硫氣體的排放。這些微生物包括硫桿菌、氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫桿菌、酸熱硫化葉菌等。生物技術(shù)在大氣污染治理中的應(yīng)用時(shí)間尚短,但其具有技術(shù)簡(jiǎn)單成本低、安全性好、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。
⑵水污染治理工藝的完善。好氧與厭氧工藝相結(jié)合、生物膜法與活性污泥法相結(jié)合的廢水處理技術(shù)、無害化的生產(chǎn)工藝過程、高效完善的自動(dòng)化體系以及構(gòu)建針對(duì)難降解污染物的生物基因庫(kù)和特殊功能的微生物的培養(yǎng)研究是今后主要的發(fā)展方向。
⑶難降解污染物的處理。利用基因工程構(gòu)建的高效菌種來處理如殺蟲劑、塑料、橡膠制品、醫(yī)療廢物、危險(xiǎn)廢物等難降解的污染物,是現(xiàn)代環(huán)境生物科學(xué)發(fā)展的熱點(diǎn)之一。
⑷與其它技術(shù)的結(jié)合。環(huán)境生物科學(xué)的發(fā)展離不開相關(guān)科學(xué)技術(shù)的配合。其與相關(guān)科學(xué)技術(shù)的結(jié)合,可提高處理效率、增強(qiáng)處理效果。將光、聲、電與高效生物處理技術(shù)相結(jié)合,處理高濃度有毒有害難降解有機(jī)廢水,這些工藝、設(shè)備、電子計(jì)算機(jī)的結(jié)合正在使以環(huán)境生物科學(xué)為主的綜合治理技術(shù)向自動(dòng)化、模塊化方向發(fā)展。
近年來生命科學(xué)的飛速發(fā)展過程中最顯著的特點(diǎn)就是其研究空間的擴(kuò)大化,它不僅在宏觀方面研究各個(gè)生物體內(nèi)的器官以及組織結(jié)構(gòu)聯(lián)系;自然界個(gè)體與群體、群體之間及其與外在環(huán)境間的內(nèi)在聯(lián)系;生態(tài)系統(tǒng)及其內(nèi)部物質(zhì)循環(huán)、能量交換。同時(shí)由于生物體存在物質(zhì)層次性,各個(gè)生物大分子中又包含著碳、氫、氧等各種各樣的原子,甚至原子內(nèi)又存在電子、質(zhì)子和中子等物質(zhì)。因此分子生物學(xué)研究應(yīng)運(yùn)而生,現(xiàn)代生物科學(xué)日趨向微觀世界進(jìn)軍,并出現(xiàn)了一門新的電子生物學(xué)學(xué)科。由此可知,隨著生物科學(xué)理論與其相關(guān)實(shí)驗(yàn)的多方面結(jié)合,諸多生命物質(zhì)疑團(tuán)將在微觀分子研究中得到合理解釋,人類對(duì)生命的認(rèn)識(shí)將進(jìn)一步深化,其控制和改造生物的能力也將顯著提高。
2多學(xué)科相互滲透
生物科學(xué)的另一個(gè)特點(diǎn)在于其與數(shù)學(xué)、力學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)、地質(zhì)學(xué)以及工程技術(shù)等多學(xué)科之間的聯(lián)系日益密切,彼此之間相互滲透,互為一體,這種滲透與反滲透作用便推動(dòng)了現(xiàn)代生命科學(xué)的重大發(fā)展。舉例來說,力學(xué)、化學(xué)以及物理學(xué)對(duì)生物科學(xué)的滲透作用產(chǎn)生的結(jié)果便是在此基礎(chǔ)上形成了一系列有重大影響作用的邊緣學(xué)科,例如生物力學(xué)、生物化學(xué)以及生物物理學(xué),由此開創(chuàng)了現(xiàn)代生命科學(xué)的研究新方向。同時(shí)生物科學(xué)對(duì)力學(xué)、化學(xué)以及物理學(xué)的反滲透作用產(chǎn)生的結(jié)果便是新形成類似化學(xué)仿生學(xué)以及物理仿生學(xué)等新興學(xué)科。隨著信息時(shí)代的到來,量子力學(xué)、信息論以及控制論等新興學(xué)科有了飛速的發(fā)展,再其強(qiáng)大的影響力下電子生物學(xué)、生物信息論以及生物控制論等邊緣學(xué)科也得到了更多學(xué)者的關(guān)注與研究。現(xiàn)代生命科學(xué)與多領(lǐng)域、多學(xué)科之間相互滲透的新特點(diǎn)促使人們學(xué)習(xí)更多的知識(shí)來充實(shí)自己,不斷汲取多方面知識(shí)擴(kuò)大視野顯得尤為重要,那種只局限于研究自己專業(yè)領(lǐng)域的科技人才將逐漸被社會(huì)所淘汰,隔行如隔山的狀況將不再適應(yīng)于社會(huì)發(fā)展。
3實(shí)驗(yàn)手段更先進(jìn)
隨著人們探索空間與認(rèn)識(shí)領(lǐng)域的不斷深化,理論研究與實(shí)際應(yīng)用也結(jié)合的越來越緊密,實(shí)驗(yàn)手段日趨先進(jìn)與現(xiàn)代化,這是生物科學(xué)現(xiàn)代化發(fā)展的又一個(gè)重要特點(diǎn),更是其不斷進(jìn)步的必要條件與重要標(biāo)志。換句話說,生命科學(xué)只有依賴于實(shí)驗(yàn)技術(shù)與手段的不斷更新才能有飛速的突破與長(zhǎng)遠(yuǎn)的進(jìn)步,科學(xué)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)水平與方法手段決定著生命科學(xué)的發(fā)展高度。假如現(xiàn)代生命科學(xué)缺乏先進(jìn)的現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)儀器,那么其發(fā)展進(jìn)程將受到停滯,甚至一事無成。由此看來,不斷汲取新方法,創(chuàng)新新技術(shù),完成生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)手段的現(xiàn)代化任務(wù)顯得尤為重要。在生命科學(xué)領(lǐng)域,尤其是應(yīng)用化學(xué)、應(yīng)用物理學(xué)方面的新技術(shù)、新方法創(chuàng)新,不僅方便人們從細(xì)胞水平上進(jìn)行生物規(guī)律的探究,更有利于推動(dòng)人們從分子水平上對(duì)生命物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)以及運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究分析,這不僅是現(xiàn)代自然科學(xué)領(lǐng)域?qū)ι锏男抡J(rèn)識(shí),更是人類社會(huì)的歷史性進(jìn)步。
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞 科學(xué)探究 課程標(biāo)準(zhǔn)
在《全日制義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》中,第三部分的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)第一條就是要求學(xué)生掌握一門學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)的方法-科學(xué)探究。新的課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)的新的課程理念,無論是對(duì)教師還是學(xué)生都提出了較高的要求,由于新的教學(xué)模式又無章可循,所以教師在實(shí)施具體的教學(xué)過程中難免會(huì)遇到各種困惑。因此,拓寬思路,充分利用有限的課堂教學(xué)時(shí)間獲取最佳的教學(xué)效果成了每一位教師追求的目標(biāo)。作為一線的教育工作者,我們不能再扼殺學(xué)生自尊心和自信心,而應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)新課程的課程理念和課程的總目標(biāo),放棄枯燥無味的低效率題海戰(zhàn)術(shù),還給學(xué)生一片更廣闊的科學(xué)天空,給學(xué)生提供充分的科學(xué)探究機(jī)會(huì)。
“科學(xué)探究”是一種新的教學(xué)模式,是指學(xué)生通過科學(xué)探究積極主動(dòng)地獲取生物學(xué)知識(shí),領(lǐng)悟科學(xué)家們研究生物科學(xué)所用的方法和發(fā)展科學(xué)探究能力而進(jìn)行的各種探究性的活動(dòng)。科學(xué)探究能力和對(duì)科學(xué)的理解是在學(xué)生探究性學(xué)習(xí)過程中形成的。通過經(jīng)歷與科學(xué)工作者進(jìn)行科學(xué)研究時(shí)的相似的探究過程,學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)與技能,體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣,學(xué)習(xí)科學(xué)家的科學(xué)研究方法,領(lǐng)悟科學(xué)研究的思想和精神。我從生物教學(xué)入手,把在實(shí)施新的教學(xué)模式中的感想和教學(xué)策略的領(lǐng)悟總結(jié)如下,
一、 注重培養(yǎng)學(xué)生的提問能力
過去我們的課程,過于注重知識(shí)的傳授,課程實(shí)施過于強(qiáng)調(diào)接受學(xué)習(xí)、死記硬背、機(jī)械訓(xùn)練,這些積弊其實(shí)使很多教師忽視了學(xué)生提問能力的培養(yǎng),扼殺了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,使學(xué)生有問題時(shí)怕問不好導(dǎo)致同學(xué)笑話、老師責(zé)怪而不敢問;或是受所掌握的知識(shí)和思維能力的限制,缺乏正確的提問方法,不善問。愛因斯坦曾經(jīng)說過:“提出一個(gè)問題比解決一個(gè)問題更為重要。”但若是老師把刻意追求的問題提供給學(xué)生進(jìn)行探究,就會(huì)造成學(xué)生缺乏積極性、主動(dòng)性,問題對(duì)學(xué)生是至關(guān)重要的,因?yàn)閱栴}提出后的成就感是學(xué)生求知探索欲望的強(qiáng)有力的“催化劑”。因此我們要因勢(shì)利導(dǎo),鼓勵(lì)學(xué)生多提出問題。但要注意的是學(xué)生提出的問題可能是正確的,也可能是錯(cuò)誤的,甚至是荒謬可笑的,無論是怎樣的問題,我們都不能隨意否定他們,而是要多給予支持和鼓勵(lì),讓他們獲得提出問題的成就感。
二、鼓勵(lì)學(xué)生大膽的假設(shè)和猜想
猜想與假設(shè)就是嘗試將已有的科學(xué)知識(shí)與問題相聯(lián)系,從而對(duì)探究的方向和可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行推測(cè)和假設(shè)。科學(xué)歷史上的許多重大發(fā)現(xiàn)都是從假說開始的,如哥白尼的日心說、牛頓的引力說、達(dá)爾文的自然選擇說、愛因斯坦的相對(duì)論、霍金的黑洞說等等。提出假說的能力對(duì)于學(xué)生是非常重要的,它反映了學(xué)生的創(chuàng)造能力,一個(gè)能夠不斷提出假設(shè)的學(xué)生,他的創(chuàng)新能力也是非常強(qiáng)的。因此,在初中階段培養(yǎng)學(xué)生面對(duì)問題,積極思考,敢于假設(shè)的態(tài)度是十分重要的。
教師在科學(xué)探究過程中應(yīng)借助提問鼓勵(lì)學(xué)生作發(fā)散性思維,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)如何解決問題作出假設(shè)或猜想。學(xué)生則根據(jù)自己提出的問題進(jìn)行邏輯,提出假設(shè)。當(dāng)然學(xué)生能提出的假設(shè)不一定都是合理的,這需要教師積極的引導(dǎo)學(xué)生作出初步的判斷,在作出初步判斷的過程中需要學(xué)生進(jìn)行邏輯的分析和推理,盡量能自圓其說。通過分析,學(xué)生會(huì)逐漸形成并穩(wěn)定自己的想法。在這里,學(xué)生思維的活躍性和思辨的邏輯性是至關(guān)重要的。教師通過積極鼓勵(lì)和引導(dǎo),使學(xué)生主動(dòng)思考,積極聯(lián)想舊經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行推論,使學(xué)生無論想到什么都有發(fā)表個(gè)人見解的愿望。
三、加強(qiáng)訓(xùn)練學(xué)生的自主設(shè)計(jì)能力
問題提出來以后,教師不能直接給出答案,而是要在假設(shè)的基礎(chǔ)上讓學(xué)生自己去設(shè)計(jì)方案,當(dāng)然,在這個(gè)過程中,教師要盡可能的為學(xué)生提供足夠多的素材,引導(dǎo)學(xué)生選擇取得證據(jù)的最佳的途徑和方法,決定收集證據(jù)的合適的范圍與要求,以及所需要的材料、儀器和技術(shù)等,并擬定相應(yīng)的計(jì)劃,在制定探究計(jì)劃或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)之前,必須明確探究的目的和已知條件,所謂的制定計(jì)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),就是從操作角度地使探究猜想與假設(shè)具體化、程序化。 四、指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究
通過觀察、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查等多種途徑來獲取事實(shí)和證據(jù)是實(shí)施探究活動(dòng)計(jì)劃的過程。這些探究活動(dòng)要突出學(xué)生的主體地位,是學(xué)生親身經(jīng)歷的自主探究,“使他們?cè)谙窨茖W(xué)家那樣進(jìn)行科學(xué)探究的過程中,體驗(yàn)學(xué)習(xí)科學(xué)的樂趣,增長(zhǎng)科學(xué)探究能力,獲取科學(xué)知識(shí),形成尊重事實(shí)、善于質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度,了解科學(xué)發(fā)展的歷史。”
引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷了收集事實(shí)、整理事實(shí)材料的過程,就要注意指導(dǎo)學(xué)生自己得出結(jié)論。可以引導(dǎo)學(xué)生從各種描述中,選擇更合適的說法,這樣的結(jié)論才是學(xué)生自己的結(jié)論。對(duì)學(xué)生的說法,重在內(nèi)容是否全面,表達(dá)是否合理,不必把學(xué)生的說法硬搬到某種固定的表述上去。只有這樣,學(xué)生的探究興趣才得以延續(xù),才能從探究中體驗(yàn)成功。
五、要重視學(xué)生的交流和總結(jié)
交流和總結(jié)是學(xué)生科學(xué)探究必不可少的過程,通過交流使個(gè)人的探究方法、探究結(jié)果轉(zhuǎn)變成集體共享的成果,例如某個(gè)學(xué)生覺得別的同學(xué)的方法比自己要好,那他在以后的學(xué)習(xí)過程沖也很有可能使用相同的方法,這就提升了該學(xué)生的探究能力。當(dāng)然,在學(xué)生交流過程中,教師要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)“安全的”環(huán)境,使學(xué)生能夠暢所欲言,當(dāng)然,一個(gè)“安全”的能夠讓學(xué)生無所顧忌表達(dá)自己思想的環(huán)境,不代表教師可以放任自流,而是要積極地加以引導(dǎo),讓學(xué)生注意傾聽別人的意見,以保證交流和總結(jié)的有效性。學(xué)生的交流不能僅限于要求描述探究的結(jié)果,更重要的是要讓學(xué)生描述探究的過程和方法。
參考文獻(xiàn)
1.劉文明.初高中學(xué)生創(chuàng)造能力和學(xué)習(xí)能力同步增長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告.教育研究,1997;(3)
摘要 闡述了在新一輪課程改革理念的影響和新課標(biāo)的指導(dǎo)下,教師應(yīng)認(rèn)真挖掘教材、研究教法,制定科學(xué)的教學(xué)實(shí)踐方案,正確認(rèn)識(shí)生物課堂教學(xué)的價(jià)值與目標(biāo),關(guān)注人文化生物教學(xué)的價(jià)值,構(gòu)建民主、平等、和諧的師生關(guān)系,構(gòu)建以學(xué)生能力發(fā)展為本的生物教學(xué)目標(biāo)。
關(guān)鍵詞 生物學(xué)教學(xué) 人文價(jià)值 能力發(fā)展
中圖分類號(hào)G633.91
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B
基礎(chǔ)教育新課改應(yīng)全面、系統(tǒng)地貫徹國(guó)家教育方針。以提高國(guó)民素質(zhì)為宗旨,突出培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的愿望和能力。新課改把“在活動(dòng)、實(shí)踐基礎(chǔ)上通過交往促進(jìn)學(xué)生發(fā)展”作為課程實(shí)施的基本思路,從而使課程實(shí)施體現(xiàn)出“參與、合作、體驗(yàn)、探究”為特征的發(fā)展性特點(diǎn)。新課程注重強(qiáng)調(diào)引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)和綜合創(chuàng)新思維的習(xí)慣,主要通過課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)與價(jià)值目標(biāo)的達(dá)成來體現(xiàn)。
1 生物課堂教學(xué)的人文價(jià)值
生物學(xué)作為人類認(rèn)識(shí)自然的偉大成果,一直是人類文明進(jìn)步的主要文化力量,同時(shí)人類文化的進(jìn)步又極大地促進(jìn)了生物科學(xué)的大發(fā)展。生物教育不應(yīng)僅是知識(shí)的傳播、科學(xué)精神的培養(yǎng),更是一種課程文化的浸潤(rùn)與陶冶。生物學(xué)教學(xué)如何倡導(dǎo)包括人文精神教育在內(nèi)的完整生物科學(xué)文化教育,如何實(shí)現(xiàn)“生物學(xué)的人文教育價(jià)值”,是現(xiàn)代生物教育面臨的新課題。認(rèn)真研究教材、了解學(xué)生、研討教法、細(xì)心備課是生物教師的基本功,在備課過程中要注意生物教學(xué)的人文目標(biāo)的構(gòu)建與達(dá)成,體現(xiàn)生物教育的人文價(jià)值,突出學(xué)生能力發(fā)展的教學(xué)目標(biāo)。
高中生物新課標(biāo)理念是以學(xué)生的能力發(fā)展為本,重視學(xué)生的情感價(jià)值觀的教育,重視對(duì)學(xué)生的人文精神的培養(yǎng)。生物學(xué)新課程表現(xiàn)出一種人性的回歸,一種對(duì)學(xué)生主體的尊重,彰顯了人的生命價(jià)值,強(qiáng)調(diào)人的生命意義。對(duì)學(xué)生而言,生物課堂教學(xué)是認(rèn)識(shí)地球最美好的時(shí)光,每一位熱愛學(xué)生和生活的教師都不應(yīng)該輕視作為生活實(shí)踐組成的生物課堂教學(xué)。教師要激發(fā)學(xué)生自覺上好每一節(jié)課,使每一節(jié)課都能得到生活中不倦的滿足感,這樣才能體現(xiàn)生物課堂教學(xué)的人文價(jià)值。
2 生物課堂教學(xué)的目標(biāo)構(gòu)建
生物課堂教學(xué)應(yīng)促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展而不是只局限于認(rèn)識(shí)方面的發(fā)展。生物教師必須突破原有的認(rèn)識(shí),用動(dòng)態(tài)觀念重新全面地認(rèn)識(shí)課堂教學(xué),并在改革中構(gòu)建新的課堂教學(xué)觀。在研究課堂教學(xué)時(shí)教師更要注重兩個(gè)方面的關(guān)系:一方面是生物知識(shí)體系的內(nèi)在聯(lián)系,以求整合的效應(yīng);另一方面是生命活動(dòng)等諸多方面的內(nèi)在聯(lián)系相互協(xié)調(diào)和整體發(fā)展。
2.1 關(guān)注學(xué)生的身心發(fā)展,實(shí)現(xiàn)生物教學(xué)的生命價(jià)值
“學(xué)生學(xué)習(xí)”可以從“人”的自然存在、社會(huì)存在和精神存在三個(gè)層面來解讀:一是掌握生存的常識(shí)和技能,提高獨(dú)立生存能力;二是遵從生活的規(guī)律與規(guī)則,以便和諧地與人相處;三是探索生命的價(jià)值與意義,以便有尊嚴(yán)地立于社會(huì)。學(xué)生是一個(gè)個(gè)有鮮活生命力的個(gè)體,是有尊嚴(yán)的個(gè)性存在。教師應(yīng)懷著期待的目光積極引導(dǎo),應(yīng)懷著對(duì)生命的敬畏,對(duì)學(xué)生這部剛剛打開的“書”的一種潛在的審美期待,堅(jiān)信所有學(xué)生發(fā)展的潛力是無限的,以極大的熱忱和耐心去閱讀和感受其中豐富的內(nèi)涵。在教學(xué)中,教師要充分考慮學(xué)生發(fā)展的各種需求,兼顧具體的教學(xué)情景,精心設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié),給學(xué)生自主支配的時(shí)間和空間,使學(xué)生最大限度地處于活躍的思維狀態(tài)。另一方面,教師以一種欣賞和積極的態(tài)度與學(xué)生一起去建構(gòu)完美的人生,共同實(shí)現(xiàn)自己的生命價(jià)值。
例如,在學(xué)習(xí)“生物與環(huán)境”時(shí),筆者帶領(lǐng)學(xué)生參觀南京中山植物園和中科院古生物研究所,植物園里四季蔥綠,呈現(xiàn)出盎然的生機(jī),師生參觀了300多年樹齡的古銀杏,珍貴稀有的銀杉,含苞待放的睡蓮,并聽取了植物學(xué)專家的解說,了解到我國(guó)植物栽培和育種方面的輝煌成就。特別是我國(guó)“神舟五號(hào)”飛船進(jìn)行的植物育種研究更激發(fā)了學(xué)生對(duì)我國(guó)航天事業(yè)的興趣,對(duì)宇宙探索、航天發(fā)展有了更多的了解和認(rèn)識(shí)。在古生物研究所,學(xué)生了解了我國(guó)在考古方面的重大發(fā)現(xiàn),無不被科技工作者特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗、特別能攻關(guān)、特別能奉獻(xiàn)的科研精神所折服,無不為偉大的祖國(guó)而驕傲。通過這一活動(dòng),理論聯(lián)系實(shí)際,既解決了課堂上照本宣科難以解決的問題,滿足了學(xué)生的好奇心,又培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)精神、人文精神,使學(xué)生了解到生命的意義在于探索、拼搏、為祖國(guó)奉獻(xiàn)。考察后,學(xué)生又寫了參觀日記,使學(xué)生的認(rèn)識(shí)再上一個(gè)臺(tái)階。由此可見,學(xué)生在發(fā)展對(duì)外部世界的感受、體驗(yàn)、認(rèn)識(shí)、欣賞的同時(shí),不斷豐富和完善自己;通過教學(xué)創(chuàng)新,教師也在不斷創(chuàng)造新的自我,從而體現(xiàn)自己的生命價(jià)值。
2.2 關(guān)注學(xué)生的生活實(shí)踐,實(shí)現(xiàn)學(xué)生的能力發(fā)展目標(biāo) 任何學(xué)校的教育活動(dòng)都會(huì)對(duì)人的身心產(chǎn)生影響,因?yàn)闊o論是教師還是學(xué)生,都是以生命的整體而不是生命的某一方面投入到各種教育教學(xué)活動(dòng)中。所以每一項(xiàng)教育教學(xué)活動(dòng)都應(yīng)顧及學(xué)生的多方面發(fā)展。生物課堂教學(xué)作為學(xué)校教學(xué)的基本活動(dòng)形式更應(yīng)該關(guān)注學(xué)生的全面發(fā)展。生物新課程特別關(guān)注科學(xué)理論和生活實(shí)踐的關(guān)系。對(duì)學(xué)生來說,他們很有可能在課堂上邀游于科學(xué)世界,局限于書本,遠(yuǎn)離現(xiàn)實(shí);而在課外活躍于現(xiàn)實(shí)生活,遠(yuǎn)離書本,書本中的科學(xué)理論知識(shí)與現(xiàn)實(shí)中的生活實(shí)踐成為兩條平行的軌道。生活中蘊(yùn)藏著豐富的教育資源,如學(xué)習(xí)“生物多樣性及其保護(hù)”時(shí),為了讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)能有更深刻的理解,筆者有意讓學(xué)生在校園附近――南京秦淮河流域,進(jìn)行水體污染調(diào)查實(shí)踐并寫出環(huán)境治理的可行l(wèi)生設(shè)計(jì)報(bào)告,學(xué)生四個(gè)人為一組進(jìn)行環(huán)境污染和水體富營(yíng)養(yǎng)化的分析研究,還進(jìn)行了論證、評(píng)比,他們由書本結(jié)合實(shí)踐,經(jīng)過一番講解、辯論,評(píng)出了最佳設(shè)計(jì)方案。可見一旦教師將現(xiàn)實(shí)生活中的教育資源與書本知識(shí)融會(huì)貫通起來,學(xué)生就會(huì)感覺到書本知識(shí)學(xué)習(xí)的重要,學(xué)習(xí)不再枯燥無味,而是一種有趣的活動(dòng)。因此教師在集體備課中,應(yīng)多思考一下學(xué)生與本節(jié)課有關(guān)的知識(shí)、技能等方面已經(jīng)積累了的經(jīng)驗(yàn),應(yīng)選擇合適的教學(xué)方法將書本知識(shí)與學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)結(jié)合起來,使學(xué)生能夠融會(huì)貫通。
2.3 關(guān)注學(xué)生的文化底蘊(yùn),達(dá)成生物教學(xué)的情感目標(biāo) 學(xué)生文化是指學(xué)生特有的價(jià)值觀念、一方面表現(xiàn)為與成人相異的一些價(jià)值觀念和行為方式,反映其要求自主獨(dú)立的需求;另一方面他們也在一定程度上認(rèn)同成人的價(jià)值觀念。因此,學(xué)生文化既與以教師為代表的化有相通之處,又在一定范圍內(nèi)與其相矛盾。新課程生物教學(xué)應(yīng)給這種學(xué)生獨(dú)特性文化展示的時(shí)間和空間,同時(shí)在與教師文化的雙向互動(dòng)中,使學(xué)生文化服務(wù)于教學(xué)。例如,動(dòng)畫片“鐵臂阿童木”和“超人奧特曼”是學(xué)生特有的文化,在“新陳代謝與酶”一節(jié)的教學(xué)中,教師就可充分利用學(xué)生很感興趣且耳熟能詳?shù)膴W特曼來說明20世紀(jì)80年代,美國(guó)科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)了少數(shù)的RNA也具有生物催化作
用。這是人類對(duì)酶的認(rèn)識(shí)發(fā)展的里程碑。在講解“組成生物體的化學(xué)元素”時(shí),教師用“新鐵臂(阿)童木,猛”來記憶組成生物體的6種微量元素(即:zn、Fe、B、cu、Mo、Mn),學(xué)生在輕松愉快的氛圍中記住了該知識(shí)點(diǎn)。教學(xué)中教師要深入挖掘教材中的知識(shí)點(diǎn),靈活運(yùn)用學(xué)生的特有文化,進(jìn)行知識(shí)的有效遷移,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的趣味性,還能讓學(xué)生感受到生活中處處有生物,增加師生之間的有效互動(dòng),增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性,活躍課堂氣氛,提高課堂教學(xué)效率。
2.4 尊重學(xué)生的人格。構(gòu)建民主、平等、和諧的生物教學(xué)氛圍
長(zhǎng)期以來,人們把生物課堂教學(xué)過程簡(jiǎn)括為特殊的認(rèn)識(shí)活動(dòng),把它從整個(gè)生命活動(dòng)中抽象、隔離出來,是傳統(tǒng)課堂教學(xué)觀的最根本的缺陷。這樣既忽視了處于不同狀態(tài)的教師與學(xué)生在生物課堂教學(xué)過程中的多種需要與潛在的能力,又忽視了作為共同活動(dòng)體的師生群體。而活動(dòng)中多邊、多重、多種形式的交互作用是非常重要的。現(xiàn)代教學(xué)觀認(rèn)為,教學(xué)是一個(gè)互動(dòng)的過程,在這一過程中,教師不應(yīng)扼殺學(xué)生不斷提出為什么時(shí)的猜想和沖動(dòng),不磨滅學(xué)生與生俱來探索世界的熱情,教師只是一個(gè)教學(xué)情景的創(chuàng)設(shè)者、學(xué)習(xí)資源的提供者、對(duì)話教學(xué)的引導(dǎo)者、學(xué)生表達(dá)獨(dú)特見解的傾聽者、學(xué)習(xí)障礙的咨詢者、學(xué)習(xí)過程的組織管理者、學(xué)生學(xué)習(xí)的合作者、學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)者,是學(xué)生游戲的伙伴和可信賴的朋友。
例如,在進(jìn)行“光合作用”一節(jié)的教學(xué)中,筆者為了說明光合作用的意義,提出一個(gè)討論題“綠色植物除了為我們提供有機(jī)物以外,還具有什么作用?”經(jīng)過一番討論、分析,學(xué)生紛紛發(fā)表自己的看法,最后總結(jié)為:可以維持大氣中氧和二氧化碳含量的相對(duì)穩(wěn)定;光合作用產(chǎn)生氧氣使地球上進(jìn)行有氧呼吸的生物得以發(fā)生和發(fā)展;大氣中一部分氧轉(zhuǎn)化為臭氧,在大氣上層形成臭氧層,能夠有效地濾去太陽輻射中對(duì)生物具有強(qiáng)烈破壞作用的紫外線,使陸生生物的出現(xiàn)成為可能;綠色植物可以吸收二氧化硫等有害氣體,凈化空氣;大量的植物能阻擋粉塵、消除噪音、遮蔭納涼等。
師生關(guān)系融洽,學(xué)生就能大膽發(fā)表見解,發(fā)揮自己的想象力,只有七嘴八舌才能說出新和異,討論、辯才能碰撞出火花,才會(huì)有創(chuàng)新,對(duì)于學(xué)生回答的問題。有的可能不符合事實(shí),或離題萬里,或觀點(diǎn)幼稚、離奇可笑。教師決不能冷嘲熱諷,而要及時(shí)地給予鼓勵(lì)。因?yàn)闆]有大膽的想象便沒有創(chuàng)造。
生物教師的創(chuàng)造能力、主導(dǎo)作用能在處理這些活動(dòng)的情境中得到發(fā)揮。這些活動(dòng)的情境向教師的智慧與能力提出一系列的挑戰(zhàn):
生物課堂中當(dāng)學(xué)生精神不振時(shí),你能否使他們振作?當(dāng)學(xué)生過度興奮時(shí),你能否使他們歸于平靜?
當(dāng)學(xué)生茫無頭緒時(shí),你能否給以啟迪?
當(dāng)學(xué)生沒有信心時(shí),你能否喚起他們的力量?你能否從學(xué)生的眼睛里讀出愿望?
你能否聽出學(xué)生回答中的創(chuàng)新?
你能否覺察出學(xué)生細(xì)微的進(jìn)步和變化?
你能否讓學(xué)生自己找出錯(cuò)誤?
你能否用不同的語氣方式讓學(xué)生感受關(guān)注?