教学案例丨“科学家的故事”融入初中生物探究性教学的实践探索

发布于:2022/5/31 14:30:22   所属分类:中考备战学习资料库

作者:

李曼怡(广东省江门市港口中学)


原文刊载于《新课程报》 2021 年第 11 期 A4 版。






摘要:

新编人教版初中生物教材增加了“科学家的故事”篇幅。在中学生物教学中,科学家的故事是十分宝贵的教育资源,它蕴含了科学家对生命的无比尊重和孜孜不倦的价值追求,呈现了他们创造性的思维方式及科学的研究方法。新课程倡导探究性学习,提倡学生主动参与科学探究。近年来,笔者不断实践探索,更新教学方法,把通俗优美、精致生动的“科学家的故事”融入初中生物教学,发展学生的探究能力。


关键词:

科学家故事;中学生物教学;探究性学习



“科学家的故事”融入

初中生物探究性教学的实践探索


引言


新编人教版初中生物教材增加了“科学家的故事”篇幅。在中学生物教学中,科学家的故事是十分宝贵的教育资源,它蕴含了科学家对生命的无比尊重和孜孜不倦的价值追求,呈现了他们创造性的思维方式及科学的研究方法(吴淑婷 2012)。新课程倡导探究性学习,提倡学生主动参与科学探究。近年来,笔者不断实践探索,更新教学方法,把通俗优美、精致生动的“科学家的故事”融入初中生物教学,发展学生的探究能力。经过一段时间的实践,取得了良好的效果。


一、丰富的“科学家的故事”资源


新编人教版初中生物教材共四册,“科学家的故事”专题栏目共 9 个,其中,我国有 12 位科学家被提及,13 位科学家在正文、 “科学·技术·社会”、技能训练等章节中被介绍,有 22 位外国科学家的故事供学生学习。可见,科学家的故事所占篇幅不小,古今中外的生物科学家贯穿生物教材,甚至成为某些内容的线索, “科学家的故事”资源丰富多彩且极具教育意义。

例如:达尔文从小喜欢动植物,树立远大理想和抱负,长大后进行五年的环绕世界科学考察航行,经过大量的观察和研究,写成了巨著《物种起源》;弗莱明在只接种葡萄球菌的培养基上发现青霉素,孟德尔首创测交方法,李时珍经过 30年的努力,61 岁完成中药巨著 《本草纲目》……既有科学家为科学献身,为真理奋斗的励志故事,又有精彩绝伦的实验方法,经典的探究过程的介绍,资源非常丰富,是开展探究性教学,培养学生学科素养的良好素材。


二、独特的教学作用


新课程倡导探究性学习,主张学生主动参与科学探究过程,获取科学知识,利用所学的知识和方法开展研究和探索,并能够解决问题。人教版初中生物教材有部分知识是较抽象的,由于学生的认知能力、生活方式、学习态度、家庭环境不同,探究性教学不易实施,而“科学家的故事”生动有趣,蕴藏深刻的道理。经过教学实践探索,笔者深刻体会到,将“科学家的故事”融入初中生物课堂科学探究的教学实践,具有独特的教学作用。


1.领悟科学家的精神,培养探究品格

在生物课堂上通过“科学家的故事”展示生物科学家的魅力,能培养学生的探究品格,让他们产生获取新知识的强烈需求。

例如:在学习《练习使用显微镜》一课时,七年级学生基本上都是第一次接触显微镜,感到新奇又陌生,束手无策,不知如何学习。为了使学生学会规范操作显微镜,笔者将科学家发明、发展显微镜的基本过程制作成微课:英国科学家罗伯特·胡克根据资料自己设计了显微镜,并切下树皮软木薄片放在自制显微镜下,观察到了细胞;列文虎克喜欢利用空闲时间研磨透镜,经过二三十年的透镜研究,制作了能放大 200—300 倍的显微镜,观察了多种微小的生物。

在此后几百年时间里,许多科学家为显微镜的发展前赴后继,刻苦钻研,使显微镜飞速发展。科学家敢于探究的精神,不懈的努力,高尚的情操深深感染学生,触动他们的心灵,激发其探究欲望,更加培养学生坚毅的科学探究品格,探究性教学随即展开。


2.体验过程的神奇,领略探究的方法

探究性教学的根本意义在于探究过程。科学家们精彩绝伦的探究过程是非常值得学生学习的,在教学中,可以根据探究内容,结合学生情况融入“科学家的故事”,让学生体验科学的神奇,尝试当小科学家。

例如《基因的显性和隐性》一课的教学,这节内容可以说是人教版初中生物教材中最难的一节,既抽象又难理解,笔者结合探究内容和学生的探究能力、学习习惯,精心设计了学生喜爱的体验式探究方法,让他们通过亲身经历探究过程学习探究方法。

课前,让学生收集孟德尔生平资料,尤其是豌豆杂交实验,在课堂上结合课前收集的资料,讲述孟德尔的豌豆杂交实验过程和现象。笔者通过微课分两步展示实验过程,第一步,豌豆的杂交实验。让学生根据教材提供的资料和自己的思考说出看到的现象:为什么子一代豌豆全部都是高茎?小组讨论孟德尔的解释,再得出结论。然后让学生思考“控制矮茎性状的基因消失了吗?”,引出实验的第二步“子一代杂交豌豆的自交实验”,展示图示让学生进行讨论分析现象,小组交流观点,再得出结论。探究过程遵循先描述实验现象,思考讨论,由表及里,然后通过对事实的分析构建基因有显隐性,相对性状也有显隐性的相关概念。 教师通过提问、讨论、分析、图示等途径讲授遗传这一抽象难懂的知识,使学生从体验中发现问题,从讨论分析中得出结论。

孟德尔能够取得成功,关键原因是巧妙设计探究过程和探究方法,精心挑选豌豆作为实验材料,精确的统计分析和首创了测交方法,一一呈现在学生面前,让学生体验,使其在思维上真正参与探究,学会探究方法。在条件允许的情况下,教师可以让学生亲自动手模仿故事做一做。在做的过程中,感悟科学家在选材、实验设计上的精密思路和方法,特别是一些科学家做过的著名实验,更是创造性思维活动的典范(马亚芬 2009)。

3.领会设计的精妙,提升实验设计的能力

生物是一门实验的学科,设计实验方案是探究性实验成功的关键,而学生的实验设计能力恰恰是较薄弱的。在学生感到无从下手时再现科学家的经典实验,介绍科学家巧妙的研究过程和方法,启发他们设计思路,尝试自己设计探究实验方案,学会提出问题,作出假设,制订计划,能逐步提高其实验设计能力。

例如:设计探究实验“二氧化碳是光合作用必须的原料吗?”,重难点在于如何控制二氧化碳这个变量,先让学生学习普利斯特利实验控制空气流动的方法,然后运用所学知识选择实验材料、设计实验装置和方案,作出假设,设计实验步骤,小组讨论交流,推理实验结果,合作探究,实验验证,如果实验结果与假设不一致,学会分析实验设计是否合理,逻辑推理是否严密,使学生的实验设计能力不断提高。


三、巧妙的实施策略



1.新课导入

利用学生崇尚科学、崇尚科学家、喜欢读科学家的故事的心理特点设置问题情境,启发他们思考,导入新课。例如:在学习《输血与血型》时,根据生活经验,学生知道当人体出现大量失血就需要输血,如何才能安全输血,学生则不甚清楚。学习新课前,先举例设疑“甲和乙都因身体大量出血需要输血,分别给他们输入相同血型的一袋血,结果甲恢复健康,而乙则造成溶血反应,生命垂危,为什么?”让学生讲述奥地利科学家卡尔·兰德斯坦纳发现人类 A、B、O 血型的过程,启发学生积极思考,讨论分析得出血型的概念并总结出 A、B、O 血型的输血关系,从而导入新课。

2.丰富教学内涵

对于学生在课堂无法进行的实验,或者教师难以演示的操作,通过微课视频、动画、图片等方式引入“科学家的故事”,再现某些经典实验则是十分必要的。例如:学习《病毒》一课时,由于病毒非常微小,需要通过电子显微镜这种非常专业的仪器设备才能观察,而且不少病毒具有危险性,不适宜安排实验,但生物学科是以实验为基础的,实验的缺失会令生物教学失去光芒,引入科学家伊万诺夫斯基发现病毒的经典实验,可以使学生经历科学家的探索之路,感受科学的魅力,丰富本学科探究性教学的内涵。


3.体验乐趣

在初中生物教学中,学习“科学家的故事”绝不仅限于理论知识,还可以和实际生活联系起来。在教学“人们对细菌和真菌的利用”时,创设生活情景:“你喜欢喝牛奶吗?超市的牛奶有些已放了几天,但牛奶的营养和风味都没有变质,你知道是什么原因吗?”引入巴斯德发明牛奶的巴氏消毒法。学生受到启发,亲自动手制作“发酵现象”,直观感受酵母菌使食品发生的变化,尝试动手制作米酒,课上交流制作经验,课外制作酸奶,既巩固知识,又体验自身实践的乐趣。

四、存在的问题


在生物探究性教学中引入“科学家的故事”起到了良好的教学效果,经过多年的实践,笔者也总结了一些经验:课前必须精心准备,熟悉相关的资料,将“科学家的故事”与课堂教学内容相结合,数量要恰当,一般一节课引入一至两个科学家的故事为宜,时间安排要合理。同时也发现了一些问题需要思考和探索:

1.“科学家的故事”大部分内容中考试题中很少出现,学生与教师都不甚重视,导致利用“科学家的故事”与探究性教学结合力度有限。

2. 教师掌握的“科学家的故事”基本上是教材以内的,教材以外则较少了解,这也增加了“科学家的故事”与探究性教学结合的难度。

3.“科学家的故事”的教育价值未能充分发挥,基本停留在情感教育、提高学习兴趣等方面,对科学家的工作、科学的本质等问题较少提及。 “科学家的故事”较难深层次融入探究性教学。

4. 如何优化“科学家的故事”与探究性教学融合等问题有待今后继续深入研究。


结语


科学家热爱祖国、不怕困难,勇于探索的精神引领学生形成正确的人生观和价值观,科学家的经典实验可以使学生学习科学家的智慧,扩宽知识面,开阔视野,提高探究能力。教师应充分利用“科学家的故事”,结合学生的学习能力、心理特点,沿着学生解决问题的思路开展探究性教学,让融情感教育、知识学习、探究能力培养的“科学家的故事”在生物课堂中绽放。





【参考文献】


[1]吴淑婷.2012.利用“科学家的故事”对学生进行科学探究能力培养和情感教育[J].生物学教学, (6):30-31.

[2]马亚芬.2009.谈故事在初中生物教学中的应用[J].生物学教学,(1).



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