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。