时间:2023-08-16 17:29:12

关键词:中学;生物学;显性课程;隐性课程
中学生物教学的目标是培养具有中等生物科学素质的德、智、体、美、劳、知、情、意、性、行全面发展的人。为实现中学生物学教学目标,在中学生物教学中,生物课的开设除了国家教学大纲规定的《生物》正式课程即显性课程之外,还必须重视隐性课程(非正式课程)与显性课程的有机结合,使学生在传统信念、价值观和道德行为等方面受到潜移默化的熏陶教育。本文就中学生物的隐性课程作一些探讨,以期能更好地为教学服务。
中学生物学开设课程分析
根据国家教学大纲的规定,中学生物学开设的课程包括中学生物学课程(初中植物学、动物学)和中学生理卫生课程等,它们统称为《生物》,这些课程就是显性课程。显性课程可以通过考试、考查得出学生的学习成绩,从而反馈教学目标的实现情况;但是在中学生物学教学中,学生仅掌握生物学基础知识、基本技能和基本能力等“三基教学”尚不能实现中学生物教学目标,还必须促进中学生德、体、美、劳的综合教育和知、情、意、性、行的和谐发展,这些隐性课程至关重要,不可缺少。它贯穿于整个教学中,支持、补充显性课程,在潜移默化中对中学生进行熏陶教育,共同实现中学生物学教学目标。
中学生物学隐性课程的内容及目标
中学生物学隐性课程的内容包括有关思想、政治、道德、品质、情感、意志、行为和习惯等方面。
1.科学的世界观、革命的人生观、正确的价值观
世界观是指人们对世界的根本看法,它决定着人们以什么样的人生观把握自己,以什么样的价值观对待社会。生物课程在思想品德教育方面具有独特的作用。生命的物质性,生物界普遍存在的对立统一,各种生命现象之间、生物个体之间、生物与环境之间存在的相互依存和普通联系等,都是进行辩证唯物主义教育的好材料。生物进化观点和生态学观点教育,能够帮助学生建立科学的世界观。生态学的基本原理和生态伦理学等内容,能够帮助学生正确认识和对待人与生物的关系、人类社会经济发展与自然环境关系,树立人与自然和谐共处和可持续发展的观念。
革命的人生观就是要求每个人都要有自尊、自信、自强、自律的积极的人生态度,追求高尚、珍惜人生,树立为人民服务的思想,对社会负责。正确的价值观认为,人生的价值在于创造和奉献,不能用金钱来衡量。生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学,不仅需要有牢固的专业知识和熟练的实践技能,以及对知识技能的精益求精的严谨敬业态度,更重要的是还要求生物学工作者必须要树立科学的世界观、革命的人生观和正确的价值观,要热爱自己的专业,意识到自己所从事的工作对社会的价值是无私奉献。只有这样,才能在平凡的工作中做出不平凡的事迹来。科学的世界观、革命的人生观和正确的价值观的培养,是生物教学的一个重要方面。
2.弘扬爱国主义、集体主义精神
爱国主义是人们对自己祖国的热爱。了解我国的生物资源状况和生物科学技术发展状况,培养爱祖国、爱家乡的情感,增强振兴祖国和改变祖国面貌的使命感与责任感。热爱自然,珍爱生命,理解人与自然和谐发展的意义,提高环境保护意识。
在中学生物教学中,爱国主义、集体主义是永恒的主题。当今世界面临着许多严峻的挑战,如人炸、环境污染、食品短缺、资源危机等等,正日益威胁着人类生存,这些问题都与生物学有密切关系,只有树立起爱国主义、集体主义思想,才能使学生更好地了解国情、理解国策、爱护环境、珍惜资源,激发起民族忧患意识和社会责任感,产生解决人口、环境、资源等问题的紧迫感。
爱国主义和集体主义精神是建设社会主义祖国的强大动力,它们的培养并非弹指之间就能实现,需要进行长期的熏陶。
3.社会公德
社会公德是人们在长期的共同生活中形成的调节行为的规范和良好的风尚。它反映在学生的学习态度、行为习惯、纪律、风气等各个方面。如热爱学习、热爱劳动、文明礼貌、遵守纪律、锻炼身体、讲究卫生、爱护生物、保护环境等。这些看起来似乎是日常小事,但极为重要。在社会公德方面,特别强调“慎独”,就是指在鲜为人知的情况下不弄虚作假,也就是说一个人在单独处理问题的条件下要按社会公德去做。如爱护生物、保护环境这方面,损坏花草树木、随地吐痰、乱扔垃圾、捕捉青蛙等行为不一定有人看见,能否在没有人看见,没有人知晓的情况下做到严格要求自己,一丝不苟,完全有赖于学生的责任感,有赖于学生自觉的社会公德,而这些都有赖于多层次的道德行为教育和潜移默化的影响。
实现中学生物学隐性课程的途径
1.优化学校育人环境
良好的育人环境对于激发学生的学习热情及树立正确的人生观至关重要。首先要做好学校环境的美化工作。如在教室内张贴名人名言、画像,在校园内设置警句、学生守则标牌,在墙报上张贴学生行为规范准则,教学用具及卫生用具定置管理,课桌、凳按统一规定摆放整齐,校内卫生清洁标准化、制度化。这些规范性的举措无疑能为美化校园环境起到很好的作用,使学生受到良好的环境熏陶,在学校生活中感到舒畅。其次是做好学生语言行为的优化工作。一个学校中每个学生的文明言行集中反映了该学校的校风,优化学校环境要从抓语言行为入手,注意这方面的思想教育工作,结合学生守则,开展认真讨论,使学生懂得什么是文明行为,应以什么准则来规范自己的言行举止。通过“三从八不”,即“从现在做起,从自己做起,从小事做起,不说脏话,不随地吐痰,不乱扔乱倒垃圾,不损坏花木绿地,不吸烟,不损坏公物,不违反交通规则,不赌博吸毒”等主题系列教育,并结合开展“人口日”“世界粮食日”“爱鸟周”“中国植树节”等与生物学有关的节日活动,对学校优化工作起到积极的推动作用。三是优化学生互助互学、团结友爱、尊师重学的风尚。学生间的团结友爱精神、尊师重学风尚是一个好的学校必须具备的素质。要在学生中营造这样一种气氛:学生尊敬老师、老师爱护学生、学生互助互爱。学生由此而养成的各种文明行为习惯,势必会造就出一种温馨祥和的学习环境,从而使学生在视觉和心理行为上无形中受到感染,久而久之,学生的素质会不断提高。一个好的育人环境,应该有优美的校园环境,浓厚的学习风气,正确的集体舆论和良好的道德素质。
2.教师的榜样作用
榜样的力量是无穷的。榜样在形成学生良好行为习惯上有着非常重要的作用。加里宁曾经说过:“教师的世界观,他的品行,他的生活,他对每种现象的态度,都这样或那样影响着全体学生”。因此,规范教师的言行举止,树立良好的教师形象,发挥教师的典型示范作用,将对学生起到春雨润物、潜移默化的影响,甚至比对他们的行为进行强制约束影响要大得多。教师应注意自己的仪表,装束打扮,要做到严于律己,言行一致,举止文明,行为得体。凡要求学生做到的,自己首先做到,树立可以作为学生言行表率和楷模的榜样,敬业爱业,对自己的学生“以诚相待,以情感人,扬善为主,激励上进”,用自己的实际行动教育学生,影响学生,培养学生远大的志向、崇高的理想、高尚的情操;用自己的真诚感染学生,关注他们成长过程中的每个细节,要从内心热爱自己的学生。有时教师一个真诚的微笑,可以立即缩短自己和学生的距离,一句富有哲理的语言,可以激励一个学生终身为事业而奋斗的决心,并取得巨大的成功。
3.多元化的评价方式
要改变课程评价过分强调甄别与选拔的功能,要“建立促进学生全面发展的评价体系”,要“建立促进教师不断提高的评价体系”,要“建立促进课程不断发展的评价体系”。突出地表现在以下三个方面:(1)评价内容多元化,促进学生全面发展。(2)评价主体互动化,促进师生不断提高。(3)评价方式多样化,全方位关注过程动态。
4.寓教于乐
生物科学素养是学生现代科学素质的重要组成部分。新课程理念和新的课程标准突出了学生全面素质的提高,新的高考模式体现了对学生素质的全面考核,要求教师对中学的教学内容和教育思想作理性思考和调整。教师应该改革课堂教学结构、优化课堂教学设计,自觉地把新课程理念落实到课堂教学的各个环节中去,充分挖掘学生的素质潜能,提高课堂教学质量。
一、通过科学家科学研究的思维和方法,使学生养成科学思维
高中生物新教材中关于学习高中生物课的方法部分,明确指出要重视理解科学研究的过程,学习科学研究的方法。科学思维方法是科学素质教育的核心要素,平常教学过程中强调能力培养,其核心应该是思维能力的培养。高中生物新教材中呈现了不少科学发现的过程及科学家传记。如“光合作用的探究历程”、“孟德尔研究豌豆杂交实验”,“生长素的发现”、“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”等,都是理解科学研究的过程,学习科学研究方法的很好范例。这些实验可用不同的教学手段取得较好的效果,不仅可开阔学生的眼界,还能使学生受到科学方法和科学思维的训练以及科学精神的熏陶,对培养学生的创新意识和生物科学素养意义重大。
二、通过设计实验,培养学生实验探究能力
科学知识与技能是构成科学素质的基础要素。操作是一种技能,操作强调动手,从操作的角度培养学生的科学技能。“探究性学习”是《标准》所倡导的重要理念之一,在教学过程中,教师应该让学生亲历思考和探究的过程,领悟科学探究的方法。而除了教科书中的案例外,教师还可通过主题探究设计来落实高中生物新课程的理念,引导学生综合运用社会、生活和学科知识,开展以学生为主体的自主动手动脑的探究活动、生活实践、社会实践、科学实践活动,加强与现实社会的沟通和联系,让学生及时了解时代的最新信息,紧跟科技迅速发展的步伐;使他们在情感态度价值观、综合运用知识、实践能力、学会学习策略等方面得到全面和谐的发展。
高中生物主题探究的课题一般可从联系生活实际,课堂知识延伸与补充,生物实验改进等诱发产生。选题内容有以下几方面:(1)生物学科知识和技能的综合、拓展、应用与评价; (2)生物学科知识与人类生活、社会生产的联系与渗透;(3)生物学科实验技能、方法和材料的改进;(4)生物学科与可持续发展、环境保护、生物多样性和生态平衡的关系;(5)生物学科知识与学生综合能力的培养;等等。如“生物在环境保护的作用”、“质壁分离与复原实验的改进”、“安定区生物多样性的保护”、“中学生吸烟的原因、危害和对策”、“中学生近视眼调查”等均是较好的选题。在选题过程中,教师应尊重学生的研究意向,为选题研究的可行性分析提供参考意见。
三、培养学生提问能力与问题解决能力
1.培养提问能力
爱因斯坦说过:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”思维都是从问题开始的。没有问题就没有探究,不能发现问题或提出问题就谈不上发明创造。在生物教学中,教师可利用“问题探讨”创设问题情境,让学生在观察、讨论、交流中学习新知识,促进学生思维的放飞,引导学生提出自己感兴趣的问题,并重视学生提出问题能力的培养。除了教科书中的案例外,教师可以用多种方式创设问题情境,鼓励学生提出自己感兴趣的问题,并选择其中最有探究价值的问题作为小组或全班共同研究的课题。
2.培养问题解决能力
著名哲学家波普说:“科学始于问题。”“问题解决”是近年来国际教育界发展起来的一种教学方法和教育思想,也是科学家探索未知领域思维过程的重要环节。生物课堂上的“问题解决”,要求生物教师为学生创造具体环境,启发和激发学生独立提出探索性及求证性问题,形成多向思维的意识,寻找在不同的条件下的多种解决问题的途径,探索可能出现的多种答案。如,在“物质跨膜运输的方式”“问题探讨”环节,可让学生尝试解决第2道讨论题“葡萄糖不能通过无蛋白质的脂双层,却能通过细胞膜,这是为什么?”还可继续引导学生讨论第3道题,即“尝试提出新的问题,并对自己所提的问题作尝试性的回答。”对此,教师可引导学生运用学过的知识或假设的方法进行探讨,因此,“问题解决”是培养和发展学生创造性思维能力的重要教学方法和教育思想。
四、注重思维情感的熏陶,挖掘学生的情感潜能
生物医学工程(Biomedical Engineering, BME)是在生物医学和工程技术交叉融合的基础上发展起来的新兴边缘学科。该学科的迅速发展,大幅度提高了卫生服务水平和患者生活生存质量,促进了相关领域科技进步。我国有很多高校开设了生物医学工程专业,以满足社会发展需要。生物医学工程由于其学科交叉的广泛性,因此该学科的课程特别多。普遍认为该学科的主干课程至少包括电子信息类《电路分析基础》《模拟电子技术》《数值电子技术》《微机原理》《单片机原理》《接口技术》等20余门,生物医学类《解剖学》《生理学》《生理化学》《普通生物学》《细胞分子生物学》《康复工程学》《生物工程学》《临床医学概要》等30余门。课时总量超过3000学时。如果再加上《英语》《数学》《物理》等公共课程,总学时将会超过4000学时,远远超过了教育部人才培养方案的学时限制。在2012年教育部最新颁布的人才培养方案修订要求4年制理工专业总学时控制2800左右。如此大量的课程在短短的4年学制内,无法有效地组织教学。虽然,各个学校结合自己教学特色进行裁剪,但仍然面临着课时不够、学生负担过重的问题。因此,为了有效地教学、提高教学效果、减轻学生负担,课程的优化成为一个长期讨论的热点。毫无疑问,优化课程应该从学时多,内容相似的课程着手。《微机原理》和《单片机原理与应用》这两门课都高达60学时而且还为压缩后的学时,因此,成为优化的重点考虑对象,也是教学研讨会经常争论的话题。
1 内容相似性
以往,《微机原理》和《单片机原理与应用》这两门课程是生物医学工程专业的两门必修课程,有近20年的历史。《微机原理》以Intel的80i86为教学内容作为嵌入式处理器学习的基础课,而《单片机原理与应用》以80C51为教学内容作为嵌入式处理器学习实例的应用课程。为我国培养了许多电子技术相关领域的科技人才。严格来说,这两门课,一门作为基础,一门作为应用相辅相成,不可分割。而在实际教学过程中,并非如此。首先从教学内容来看,这两门课的教学内容高度相似。微机原理的教学内容有:微处理器基本概念、工作原理和硬件结构,汇编语言指令系统和程序设计方法与技巧,中断系统、定时器/计数器和串行通讯的工作原理和应用,微机系统扩展、人机交互、A/D和D/A等接口技术,以及微机应用系统设计实例等。《单片机原理与应用》的教学内容有:单片机结构原理、指令系统和汇编语言程序设计、存储器扩展技术、中断系统、定时器/计数器、串行通信原理及应用、系统扩展、人机交互、A/D与D/A转换器接口技术、单片机应用系统的设计与开发等。从中,我们不难看出这两门课的区别无非是处理器不同而已,教学内容存在高度相似性。
而在实际教学时,这两门课通常由两个教师来上,课时都在60左右。一方面,由于课时少,授课难以面面俱到而进行选择性授课,从而导致教学内容遗漏;另一方面,由于任课教师的不同,教学内容出现大量重复。虽然学生经过两门课程的学习,但不能精通任何一门,甚至由于不能入门而对嵌入式系统产生恐惧。因此,同时开设这两门课程并没有达到想象中的教学效果。针对这一现象,有不少学者提出将《微机原理》和《单片机原理与应用》这两门课程进行合并,教学时对这两种处理器进行比较教学以提高学习效率,减少课时量,减轻学生负担。毫无疑问,经过课程的合并必提高教学效果,但从现代企业对相关专业技术人员的理论知识和素质能力要求来看,《微机原理》已经落后于时代,学无所用。
2 社会需求
经过大量课程的学习,生物医学工程学生的就业竞争力并没有得到很大提升。大量的课程培养了知识面很宽的工程师。这些工程师只懂得一般工程原理而不具备任一领域的专业知识。因此,当他们与其他专业的毕业生竞争时,生物医学工程毕业生往往处于劣势,许多BME公司宁愿聘用信息工程技术相关专业的学生,而不聘用BME的学生。美国犹他州立大学生物医学工程系在BME工业部门做的问卷调查发现40%的人认为BME学生知识面很宽是他们最大的优势,75%的人认为BME学生没有坚实的专业知识。这表明目前的BME课程体系设置还需要在专业知识上进一步巩固。设置更多专业课势必进一步增加课程,显然是行不通的。因此,必须进行优化整合进行探讨,培养学生既拥有广阔的知识面,又具备坚实的专业知识。
《微机原理》以8086/8088处理器为蓝本介绍处理器的工作原理,并学习使用该处理器。当然,诞生于1978年的8086的诞生开启了仪器智能化的新时代。但随着处理器的发展,单片机的崛起,8086/8088处理器早已经走下神坛而被淘汰,目前市场很难见到8086/8088的踪迹。以8051为代表的单片机逐步取代8086/8088成为行业应用的主流。随着技术的发展,8051虽然也被淘汰,但是其指令兼容的单片机形成庞大的家族活跃在各个行业应用上,从简单的玩具到复杂的航空航天、医疗设备等高科技随处可见51兼容单片机的影子。当然,还发展出其它类型的单片机,如:AVR、PIC等。现代企业招聘时,通常要求应聘者具有一定的单片机开发能力。企业要求的单片机开发能力,显然不是指8086/8088微处理器的开发能力,而是指8051兼容单片机的开发能力,如果再掌握AVR或者PIC单片机开发技能则会更受企业欢迎。《微机原理》课程已经出现教学内容与社会需求脱节,学与用脱节的现象,也导致企业抱怨学生掌握的知识过于陈旧而不愿意招聘应届毕业生。此外,很多毕业生也反应《微机原理》课程中学习的知识无实际用处,对学习其它嵌入式处理器的学习与理解帮助不大。而对于单片机由于就业需要强劲,实用性强,容易上手等因素,学生有很强的学习欲望。
总之,8086/8088系列微处理器已经在生产实际中淘汰,如果《微机原理》仍然以8086/8088为蓝本讲解微处理器的原理,则显得知识过于陈旧,与企业需求脱节。由于在生产实际中8051兼容的单片机庞大家族仍然广泛应用,因此要加强单片机的学习,不仅可以让学生了解微处理器的工作原理,也能与社会需求接轨,培养出合格的现代企业工程师。
3 可行性验证
自2009年以来,我校生物医学工程系就开始小范围试点取消《微机原理》,强化《单片机原理与应用》的教学,取得很好的教学效果。2010年二年级6个本科生由于参加电子设计竞赛而在没有学习《微机原理》的情况下,直接学习单片机开发。在学习过程中,并不比那些有《微机原理》基础的学生表现差。事实上,2011年电子设计竞赛中,他们表现得极为出色。此外,也有不少学校已经开设微机原理课程,并在教学实践中获得良好的教学效果。
目前,市场涌现出许多零基础学习单片机的教材,如:杜洋的《爱上单片机》、周兴华的《手把手教你学单片机》等。《爱上单片机》和《手把手教你学单片机》不仅市场上脱销,而且网上扫描版下载量奇高,新手几乎人手一本。纵观这些教材都不要求学习者拥有《微机原理》基础,大幅度降低了单片机的学习难度和入门起点。读者对这些教材的热捧不仅说明单片机存在广泛的需求,更表明单片机学习的起点可以很低。
不论是从我们的教学实践中,还是从目前单片机教材来看,《微机原理》完全没有必要作为《单片机原理与应用》的前置课程。取消该课程,不仅不影响教学效果,反而有利于减轻学生负担,促进《单片机原理与应用》的教学,缩短教学与企业需求距离。
关键词: 中学生物课堂 探究式实验教学 科学探究能力 评价方式
在新一轮课程改革的背景下,中学甚至大学的各门理科课程标准都渗透了学科探究性实验,在相关的教材中也已经有了相应的体现。探究式教学已成为普遍认同的授课方式之一。新课程改革要求建立着眼于学生发展的新的评价体系,明确提出既要评价学生生物学知识的掌握情况,更要重视对学生科学探究的能力、情感态度与价值观等方面的评价。中学生物学新课程标准倡导多样化的评价方式,重视学生自我评价对学习活动的促进,通过实验操作的活动表现评价学生的探究能力、情感态度与价值观的变化。然而,现阶段对学生发展及成绩的评价主要依靠纸笔测验,考试分数仍然是最重要甚至唯一的评价方式。考试的得分本身并不能有效地指示教师的教学和学生的学习应该有哪些积极的改进。考试测评的模式也直接影响着学习内容的选择,教师总是想方设法传授与考试有关的内容,考什么就教什么。这种评价方式与新课程要求存在着很大的距离。因此,无论从理论还是实践的层面考虑,都应对新课程倡导的评价策略进行研究,以解决中学新课程目标与现行测评方式低效率的矛盾。
一、科学探究及探究能力的内涵
科学探究又称为研究性学习,是美国学者施瓦布提出的一种新的教学方法。美国《国家科学教育标准》定义[1]:“科学探究是指科学家们用于研究自然并基于此种研究获得的证据提出解释的多种不同途径,也指学生用以获取知识、领悟科学家的思想观念、领悟科学家研究自然界所用的方法而进行的种种活动。”探究能力指科学探究过程中所需要的能力,不仅包括认知能力,而且包括反思、评价、交流、协作等技能。美国国家研究理事会2000年编写的一本专著提出,科学探究是培养学生提出科学性问题的能力、获取证据的能力、从证据出发形成科学解释的能力、评价的能力、交流和讨论的能力[2]。教育部2001和2003年制定的《课程标准(实验稿)》指出[3,4],探究能力包括提出问题、猜想与假设、制订计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流,教育部有关文件也提出培养学生探究能力,要“倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手、培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析解决问题的能力、交流合作的能力”。
二、多元化的评价方式
“教学评价”指一种紧扣教学目标、为学生创造机会展示自己进步与能力的具体行为,即观察学生的学习过程,共同合作解释资料、制订标准、描述进展、收集结果、记录反思和表现,发现学生的优点,以及帮助他们改正缺点。近年来,国外生物学课堂教学已使用多种学习评价方式,如档案袋评价、纸笔测验、活动表现评价、开放性问题解决评价、研究论文评价、概念图评价和创造性项目评价等[6]。这都为我们推进生物学新课程改革和学习评价的研究带来了新的启示。国内中学课程标准建议使用多样化的学业成就评价方式[4,5]。
1.纸笔测验评价
纸笔测验是选拔性考试的主要形式之一,分闭卷和开卷两种。当需要对学生进行大规模评价时,纸笔测验就显示出了它的优越性。传统纸笔测验的主要目的是较为全面地考查学生独立解决问题的能力和对科学知识的掌握程度,其命题方式和内容受现行的教育观念的课程目标、课程结构和内容、教学方式及升学考试压力的强烈影响和制约,存在着较为严重的缺陷和问题。以标准化为特征的一些所谓的客观性测验,如选择、填空、判断、简答、计算,多是孤立地测试知识和基本技能,追求考试和测验的科学化和定量化,考核重点仅限于知识点的简单记忆和重现,对知识的获得过程、应用的具体情境、学生的真实体验重视不够,注重的多是标准答案,得到一些不能反映学生探究能力、试验技能、情感态度与价值观等方面的抽象数字。学生与评价的联系仅是试题和分数,评价由教师、教育管理者及学校全权实施,对学生发展及其学业成就的评价仍依赖于纸笔测验,评价方式单一、片面。
2.成长档案袋评价
成长档案袋是实施学生自我评价的一个方式,同时还可以为教师、家长及其他学生本身以外的评价提供参考。“档案袋评价”与“苏格拉底式研讨”、“表现评价”等均是西方国家的体现新时期科学教育的“评定改革运动”中诞生的新的评价方式。档案袋(Protfolio),原意指用来装材料(如零散纸张、相片或图片)的箱子和装箱子的材料(尤其私人材料)。将这一术语用于教育教学评价上,可译为“成长记录袋”。斯尔作过如下的定义[7]:“档案袋就是有关学生学习情况的、有目的地汇集起来的东西,它代表了学生在较长的时间内在课程的一个或多个领域中所做出的全部努力、进步、学业成就。”档案袋评价的优势是可以全面记录学生的学习过程,激励学生对自己学习负责,成为反思型的学习者,而且便于教师、学生、家长三者之间的相互交流。中学生物学教学的档案袋评价,指评价者(教师、家长、自己或同伴)依据档案袋中的材料,是对学生生物学习的过程和结果进行的一项客观、综合的评价。通过生物学教学的档案袋评价,教师和家长可以了解学生对生物学实验的学习情况,并对学生的成长和进步的快慢、大小作出较为恰当的判断,从而帮助学生制订进一步发展的计划;学生通过自己的学习档案,可以反思自己学习的情况。
3.活动表现的评价
活动表现评价是一种新型质性评价方法。活动表现评价又被称为“基于表现的评价”、“真实评价”、“另类评价”。活动表现评价就是通过学生所完成的综合的、真实的任务来对学生进行评价,真实的活动表现评价的最大价值是展示更综合、持续和情景化的学习。好的真实活动表现评价应具有三个优点:整合的、实用的、个性化的。它通过观察、记录和分析学生在各项学习活动中的表现,对学生的参与意识,合作精神,实验操作技能,探究能力,分析问题的思路,知识理解和认知水平,以及表达交流能力等进行全方位的评价。这种评价要求学生完成某种任务或一系列任务,评价结果以简单的方式加以记录,在比较、分析的基础上给学生以恰当的反馈和促进。通过观察学生的各种具体活动中完成实际任务时的表现来评价学生的创新能力、实践能力、与人合作的能力、健康的情感、积极的态度、科学的价值观等方面,其评价最能体现重视过程评价、重视质性评价、重视非学业成就评价等最新的评价理念,理应是学生创新能力发展性评价中一种不可或缺的有效测评方法。20世纪80年代以后,这种评价被大量地用于各学科课程的教学诊断评价中。活动表现评价可以评估学生的情感和社会技能,为全面探查学生的探究能力、了解学生的科学素养的发展水平提供了有效途径,通过活动表现评价可以鼓励多样化的学习方式,促进学生全面发展。从90年代至今,学界对活动表现评价的研究极为活跃,世界各国纷纷将其作为革新教育教学评价体系的主要手段之一。生物学实验教学的活动表现评价,指评价者依据学生在解决问题的活动中的行为表现,对学生生物学学习的过程与结果所进行的一种客观、综合的评价。
4.实例分析
探究式实验教学进入中学生物课堂,极大地激发了学生的学习兴趣和参与意识,打破了学生认识过程中的思维定势,增强了学生的团结协作精神,提高了学生的实验操作技能,分析问题和解决问题的能力,探究能力,等等,培养了学生的学习主动性,能够形成客观而实事求是的科学态度和不懈的进取精神。为了能更直接了解学生对探究式教学方式的接受情况检验教学的效果,有人设计了教学评价问题对中学生生物课程学习的效果做过问卷调查。综合中学生的学习态度、学习习惯和课业负担方面的调查[7,8],统计结果分析见表2。通过探究式教学测试,学生比以往更善于自我鼓励、主动参与教学活动,能够客观地评价和总结自己。同时,改变了中学生物学实验教学机械单一的现状,让实验教学变得充满生机,使师生双方处于平等地交流智慧,真正体现了实验教学过程中教师的主导地位和学生的主体地位。
三、结语
我国的科学探究能力评价体系正在趋于完善,纸笔测验的内容和形式正在力求适应课程、教与学的改变而发生彻底的变化;学习档案袋的评价方式为记录学生的成长过程和促进学生发展所必需;活动表现评价能够真实地记录学生的学习行为表现,探究的能力和水平,以及学生的发展。大量的教学实践表明:如果测试认知或记忆,客观的纸笔测验比较适合;如果评价运用、分析、高级思维技能等,真实的评价比较适合。评价可以促进教学和学习,不同的评价工具给学生大量的机会以展示其对学习内容的理解。
参考文献:
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关键词 科学史教育 生物教学 自主建构 思维能力 实践能力
2001年起步的我国“第八次基础教育课程改革”(谢翌等学者认为,这是新中国成立后真正意义上的第五次课程改革[1]),明确主张知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三位一体的课程目标体系。钟启泉教授认为,“知识与技能”意指人类生存所不可或缺的核心知识与基本技能;“过程与方法”意指对话环境与交往体验,基本学习方式和生活方式;“情感态度与价值观”意指学习兴趣、学习态度、生活态度、人生态度以及个人价值与社会价值的统一[2]。余文森教授则认为,三维目标指向学会、会学、乐学,“知识与技能”的目标立足于让学生学会,“过程与方法”的目标立足于让学生会学,“情感态度与价值观”的目标立足于让学生乐学[3]。这种课程目标体系的构建,为基础教育明确提出了人才素质要素和“全面发展”目标,是“主德”与“主智”东西方两大文明在中国现代教育的交融汇聚,也是现代先进教育思想与当今中国教育实际的有机结合[4]。循此课程目标体系,课程与教学将探索与开发的目光投向了古今中外的悠悠往事,生物课程也不例外。
一、 “教学之科学史”的学理分析
课程与教学中的科学史研究应站在教育学的立场,因为教育学中的科学史不同于历史学中的科学史。“教学之科学史”有助于我们认清科学史在生物教学中的性质、作用和地位,从而澄清一些混乱的认识,纠正某些错位的实践。“教学之科学史”首先需要遵守教育性原则,科学史的内容、方法都应合乎教育的规律和育人的目标;其次需要遵守学科性原则,科学史引入生物教材或教学应有助于达成生物课程目标。
1.在生物学教学中进行科学史教育的原因
生物课程标准明确提出:学习科学史对提高学生科学素养是非常必要的,能使学生沿着科学家探索生物世界的道路,理解科学的本质和科学研究的方法,学习科学家献身科学的精神。科学史常以科学故事的形式出现,非常符合儿童的认知心理。儿童喜欢听故事、讲故事,是因为科学故事具有新奇的情境、曲折的情节、辉煌的成就、榜样的感如,因此科学故事能够吸引学生的注意力、激发学生的求知欲、培植学生献身科学的精神。科学史常作为学习的情境引领着学生置身于历史特定的背景中,与科学家一起直面问题、艰难求索、品尝成功的喜悦,在科学的发展进程中体悟知识的发生过程,完成对概念、原理、定律、理论的自主建构,深化对学科知识的理解,感悟科学的思想与方法,提升思维能力和创造能力,养成敢于质疑、勇于批判的科学精神。总之,科学史蕴含着丰富多彩的科学思想和人文精神,是全面提升生物科学素养的沃土。
2.对“教学之科学史”进行归类的方法
有研究者认为,引入教材的科学史主要包括科学方法,科学家生平,重要实验、规律、概念发现的过程,学派、假说之间的争议,古代科学技术与文化[5]。有研究者认为,低学段以微观素材为主,高学段以宏观素材为主,根据不同学科与学段对科学史进行统筹与分工[6]。还有研究者提出对“教学用科学史”采用“分级”方法,将其分为科学史故事、科学思想史、科学史观三个级次[7]。对于上述的分类方法,笔者认为它们要么缺乏明确的分类标准,要么割裂了与课程目标的有机联系。既然强调“教学之科学史”,那么生物教学之中的科学史就是生物课程与教学的一部分,就应该服从于、服务于学科课程目标与教学目标。将“教学之科学史”从课程与教学之中抽提出来,试图梳理形成相对独立的体系,这种做法的风险是显而易见的:可能从目标上产生冲突,降低了课程目标对于学科教学目标在课堂中的统领性;可能从内容上产生缝隙,使科学史没有成为课程与教学内容的有机组成部分;可能从系统性上肢解了课程与教学的体系,贬损了课程标准建构的教学体系的作用和地位。科学史教育可以实现三维目标的有机融合,因为课程目标的三个维度本来就是相互渗透、不可分离的三个方面。将“教学之科学史”分为知能类、方法类、情意类和综合类这四种类型,可以更加彰显“教学之科学史”的本意旨归,有利于落实课程与教学目标;有助于保持科学史和课程与学科教学的血肉联系,使科学史教育在学科教育中不可或缺;更加明晰了科学史的选择标准和应用方向,在教学之前就已经明白这段科学史将在课堂教学中发挥什么作用――是侧重于知识的发生与结论、是侧重于科学思想与方法的,还是侧重于科学态度与人文精神的。
二、 “教学之科学史”的实践反思
1.不要让学生成为科学史的旁^者
“教学之科学史”主张科学史教育是课堂教学的一部分,因此“亲身感悟、自主建构”是科学史教育的重要教学原则。从这个原则出发,“教学之科学史”不仅是教学的、学科的,更是儿童的。在生物教学中不能让学生成为“历史的匆匆过客”,也不能让学生成为“历史的旁观者”,而应该让学生沉浸在历史中成为历史的“参与者”“对话者”“沟通者”“批判者”。
例如,肺炎双球菌转化的系列实验为揭示遗传物质的本质奠定了坚实的基础。对于这段科学史,在教学中我们首先需要将学生引领到当时的历史背景之中:那时人们已经认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子,各种氨基酸千变万化的排列可以形成不同的蛋白质,同时由于对DNA分子结构没有清晰的了解以及DNA分子双螺旋结构还没有被发现,于是大多数科学家认为蛋白质是生物体遗传物质。然后在介绍格里菲思的4组实验的过程中,为了促进学生的亲身感悟、自主建构,我们需要为学生留思索的时空,让学生进行“角色互换”,沉浸在格里菲思的思索之中,面对实验的现象进行分析推理,得出相应的推论。在得出“加热杀死的S型细菌中含有转化因子”的推论之后,不应立即介绍艾弗里等人的实验,而应引领学生进行自主探究。教师提问:“这种转化因子到底是什么呢?如果当时你是一位科学家,你准备如何进行后续研究?”在学生设计实验之后进行交流讨论,再与艾弗里等人的实验进行比较分析,这样可以使学生更加深刻地理解前人的实验方法。最后还可追问:“你觉得艾弗里的实验成功的关键技术是什么?”“从细胞膜的特性分析,你对该实验还有哪些疑惑?”通过追问,学生可以理解当时艾弗里的实验结论为何仍备受质疑,可以让学生深化对学过知识的理解,丰富“细胞膜是选择透过性”的认识。
历史是不能重演的,但是科学史在教学中有时却需要“重演”。科学实验的特性之一是可重复性。对于一些教学重点和教学难点而言,其中的科学结论是无数科学家经过长期不懈努力而形成的。现在中学生已经具备认知能力,重复这些前人做过的实验,可以更好地达成教学目标。
2. 不要让历史的真实折断想象的羽翼
“教学之科学史”不是为了还原历史真相,不是考古,不能让历史的真实性折断学生想象的羽翼。“历史没有假如”,而科学史教学之中常常需要“假如”,因为“假如”可以让学生在更加辽阔的时空中展开想象的羽翼,尽情地想象、尽力地推理。“教学之科学史”是课堂的一种学习支持,那是一种情境的支持、一种心理的支持、一种认知的支持。科学史不是复古,而是启迪,是认知的再认知,是认知的再出发。“假如”可以伸展想象的翅膀,“质疑”可以增加思维的张力,显然教学源于科学史但需要超越科学史,这样科学才发展、智慧才生长。例如,“2002年7月12日美国《科学快报》报道了纽约州立大学几位病毒学家人工合成脊髓灰质炎病毒”。面对这个重大事件,我们可以设计如下问题:假如你是病毒学家,你准备利用哪些原料、哪些现代生物科学技术人工合成病毒?人工合成病毒的研究,应该受到鼓励还是禁止?你作为病毒学家有何建议?理由是什么?人工成功合成病毒是否标志着人工制造了生命?通过上述问题,学生可以理解科学的本质,更能明白科学研究的风险和必须承担的道义。通过不同观点的交流和交锋,可以深刻理解知识、发展能力、提升德性,培养学生质疑的胆识和批判的精神。无论是教学形式、教学内容,还是教学意义,“教学之科学史”都是被再认知的事实。
3. 不要让科学史教育变成“布道场”
科学史教育要循着“知识与技能”“过程与方法”“情感态度与价值观”三维目标进行,因为当前教学实践将科学史教育的课堂变成了空洞说教的“教堂”,科学家变成了一尊尊“神像”,以为这样可以完成“德育渗透”的教育使命。在教学方式上,科学史教育蜕变为“教师讲故事、学生听故事”;在教学内容上,科学史教育充斥着科学家的道德品质和科学精神;在教学目标上,“情意”窄化了,“智能”失落了。我们应该牢记,科学史之所以成为教学中的经典,是因为科学史中不仅有高高飘扬的人文旗帜,还有照亮人类前进道路的智慧灯塔。“教学之科学史”的魅力和价值不是因为它有动人的故事,而是因为它有经受历史考验和荡涤的认识和方法,其中穿透历史的深邃目光和感人肺腑的忘我胸怀是人类不断发展取之不竭、用之不尽的智慧宝库和精神财富,这才是科学史恒久的魅力。在教学实践中,我们不仅要让学生沐浴在人文思想和崇高精神的光辉中,而且要让学生像科学家一样探索,大胆猜想、创新设计、严谨求证、缜密推理。根据学生的认知水平和教学目标,重演或再现科学的发现过程,w悟科学思想与方法,发展学生的创新思维与实践能力,提升分析问题与解决问题的能力。
参考文献
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【关键字】教科书插图;新课程;运用
现行的普通高中课程标准实验教科书《生物》(人民教育出版社)有很多插图,这些插图相对于语言、文字来说,具有很大的信息量和形象直观性。可以说,教师在教学中指导学生阅读教科书插图的过程,就是一个学生积极思维、提取和分析信息的过程,所以,作为教师要注重对教科书插图教法的研究,在教学中合理地运用这些教科书插图,充分发挥教科书插图的作用,加快学生对基础知识的理解和掌握,有效地提高和培养学生的观察、分析、解决问题的能力,提高学生学习生物的兴趣及增强求知欲,这也是切实落实生物新课程理念的重要手段。
1.新课程理念在教科书插图的体现
新课程理念的落实,是通过新课程改革的具体目标来调整并实施的,就是要强调形成积极主动的学习态度,使学生获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程;就是要加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系,关注学生的学习兴趣和经验,精选终身学习必备的基础知识和技能;就是要倡导学生主动参与,乐于探究,勤于动手,培养学习、搜集和处理信息的能力,获取新的知识和能力,分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力。
可见,新课程理念下对学生的培养是注重能力的培养。现行高中生物课程标准规定生物教学应当培养学生的观察能力、思维能力、实验能力、自学能力与初步的研究能力和创造能力,这个规定符合学生的学习心理,也符合生物学科的特点和社会发展的需要。而教科书插图在新课程生物教学中的运用,同样能反映且体现能力培养的过程。现行普通高中课程标准实验教科书中有多种多样形式的插图,极有利培养学生的观察能力、思维能力、实验能力、自学能力与初步的研究能力和创造能力。
2.生物教科书插图的特点
2.1内容丰富,形象直观
生物教科书中的插图,绝大多数是为教科书中的重点和难点内容而绘制的,是各章节重点和难点内容的高度浓缩,包含了丰富的知识点。在教学中,有些内容单凭语言文字很难准确叙述,有的即便能够叙述清楚,也需很长篇幅和时间,但如果利用生物图辅助讲解,易于理解,也易于识记。如:《生物①·分子与细胞》中绿色植物的光合作用的过程,如果用文字描述,学生难以分清光反应与暗反应。而应用教科书中的图5-15 “光合作用过程图解”讲解则很容易使学生理解光合作用的过程、物质转换与能量转换以及转换条件、原料和场所。
2.2作为纽带,联系各章节的知识内容
在教学中,教科书既是教师开展教学活动的基本素材,又是学生学习的主要材料,而课本插图充分体现了教科书知识结构体系的骨架。教师可以插图为中心,加强知识间的联系,引导学生主动参与教学,使学生学会识图,养成良好的识图习惯。特别是在复习中,能充分利用生物插图来进行讲解,则能帮助学生将所学知识点联系起来,达到知识复习、巩固和迁移的目的。
3.生物教科书插图的作用
教科书中丰富精美的插图增添了生物科学的趣味性,激发了学生学习生物的浓厚兴趣。教科书插图在丰富教科书内涵、提高教科书的质量、增强教育效果方面发挥了重要作用。
3.1激发学生的学习兴趣
良好的教学情景能激发学生的求知欲望,教科书中每一幅插图就是一个良好的教学情景,特别是一些彩色插图,很容易把学生的注意力集中起来。欣赏这些插图,能使学生体会到生物的蓬勃的生命力,并产生各种联想和疑问,从而激起学生学习生物、研究生物的强烈欲望,激发学生学习的兴趣和动机。
3.2提高学生观察与识图能力
生物教学中,在组织学生观察插图时, 教师要提出明确的观察目的和要求, 使学生把注意力集中到观察对象的主要方面,有序性观察,以达到掌握知识的目的。对比是区别和掌握图形特征的重要方法,对于相关知识的插图,把相同类型的或有内在联系的图表结合起来,让学生进行分析比较,找其相同与不同点,可使学生对插图的学习更为精确,并能进行综合概括,以便对所学知识理解和记忆。如:《生物②·遗传与进化》的图4-2“DNA与RNA在化学组成上的区别”。
3.3学生思维与初步的创新能力的培养
在教学中,通过据图拓展,引导学生增加某些图中知识量,有助于知识融合,促进学生思考和分析问题。如:在学习“基因指导蛋白质的合成”时,“转录”和“翻译”这两个概念及过程学生常常分不清,教学时就得从模板、原料、场所、产物等几个方面对照图示讲解分析,哪些细胞器与蛋白质的合成、加工、运输与分泌直接有关, ATP、CO2、H2O的合成部位有哪些等。当把教科书的知识要点、难点都集中在图上,也就培养了学生的思维和创新能力。
3.4利用插图培养学生的分析能力
教科书的有些插图有一定的深度和难度,学生自己观察往往只看到图中表层的内容,看不到更深层的知识内涵。如:《生物②·遗传与进化》P89无籽西瓜的培育过程图解,教科书选用四倍体做母本,二倍体做父本;那么为什么不用四倍体做父本,二倍体做母本呢?这就涉及到多倍体与二倍体的发育快慢问题。因此,教师要启发学生把观察和思维结合起来,联系相关的知识,进行分析。插图的种类不同,需要分析和解决的问题也不同。对于生物结构图,要与其生理功能相联系进行分析。例如:讲有氧呼吸作用过程图,讲解时要联系线粒体的结构。对于相互关联的生物插图,要能前后联系进行分析。例如,孟德尔的遗传定律,在分析配子的类型时,要教会学生联系减数分裂的图像,将相关的基因标在相应的染色体上进行分析。
3.5绘图能力、审美能力的培养
在利用教科书插图进行教学时,教师除了培养学生的上述能力外,还应该注意培养学生的绘图能力和审美能力,通过绘图练习,考察学生对教科书插图观察是否仔细,锻炼学生的实际动手能力。
3.6插图培养学生的情感和价值观
关键词:非生物类专业;生命科学导论;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)17-0073-02
联合国教科文组织21世纪教育委员会报告强调教育必须是完整的教育,只有完整的教育才能培养更多具有完善知识结构、满足科学创新、符合社会发展需要的高素质人才[1]。生命科学教育是素质教育的重要方面,2005年教育部高校生物科学与工程教学指导委员会制定了非生物学类专业生物学基础课程教学基本要求,建议非生物类专业学生生物学普及教育的核心课程为《生命科学导论》课程[2]。但是,生命科学的研究内容涉及面宽,对教与学都是一种挑战,如何在教学组织、教学体系优化和教学过程综合化等方面开展《生命科学导论》课程教学是目前教育领域内面临的主要难点。因此,作者对非生物类专业学生生命科学素质教育进行了一定的探索与研究,结合几年来对非生物类专业学生进行《生命科学导论》讲授的体会和感受,谈几点认识。
一、开设《生命科学导论》课程的重要性
《生命科学导论》是面向高校非生物类专业学生的一门综合性教育课程,旨在促进大学生不断提高对现代生命科技的认识,激起对生命科学热点问题的兴趣,加深对科学交叉、渗透、融合的理解,激发探索和创造激情,树立正确的自然观、世界观和价值观,增强社会责任感和社会适应能力。随着生命科学的发展,《生命科学导论》课程开设是非生物类专业人才培养的重要内容,逐步改变着高校基础教学的结构体系。2002年国家教育部专门发文件积极促进非生物学专业本科生生物教学的实施,要求具有“国家生命科学与技术人才培养基地”的高校必须面对全校非生物学专业本科生开设《生命科学导论》课程,以培养交叉学科的研究人才,促进学生将专业知识与生命科学知识结合,产生新思路,开拓新领域,也为了提高本科生的综合素质,增强学生的健康与环保意识[3,4]。所以,对非生物类专业学生开设《生命科学导论》课程具有积极的意义。
目前,全国很多院校对非生物类专业学生开设了《生命科学导论》课程相关的生物学素质教育课程[3,5-7],课程性质多样化,在教学计划实施中充分体现了非生物类专业教学的特色。我校结合实际情况也对非生物类专业学生开设了《生命科学导论》课程,制订了具体的教学要求,使学生掌握生命科学与技术的基本常识、了解该学科的主要领域和进展,培养学生具备基本的生命科学素养。
二、教学内容的改革
鉴于非生物类专业学生的基础层次参差不齐,不同专业的学生对生物学知识的需求也不尽相同[4,8,9],我们对教学内容进行了精选、整合,针对不同专业的学生设计了不同的教学内容。面向文科学生时,采用讲座形式组织教学内容,主要以生命科学的热点问题和发展方向为主,结合介绍基础知识,使学生获得必要的现代生命科学基础知识,了解现代生命科学的新发展及其与人文科学交叉的趋势,帮助学生树立正确的现代生命科学观,参与社会发展的决策。面向理工科学生时,教学内容侧重学科交叉意识的培养,采用系统讲授、部分自学的教学方式,以生命科学系统知识为主线,同时介绍生命科学领域内的最新进展,使学生理解、认识一些生命现象和过程,启迪学生的跨学科创新思维。
另外,学生对部分教学内容缺乏兴趣,如分类、形态、结构等生物学专业知识,因此提倡一些“开放性”内容由学生自学,激发学生思考与自学。同时,在教学过程中也应加强教学实践环节,如组织学生参观生物标本馆、生物园地等基地,以开拓学生视野,加深学生对理论知识的理解。
三、立体化教材的建设
根据多年的教学实践及其他高校相关方面的经验,编写了适合非生物类专业学生的教材《现代生命科学导论》。主要包括生命的物质基础、生命的新陈代谢、细胞与细胞工程、生物体内的信号和传递、人体的防御系统、遗传及其分子基础、丰富多彩的生命世界、生物与环境、生物技术的发展与伦理问题等内容,从不同角度对生命科学进行全面、系统的介绍,体现了知识的系统性和科学性。
本教材具有以下特点:(1)考虑到非生物学类专业学生的生物学基础较浅,内容编排由浅入深,力求形象生动、通俗易懂,可启发学生思维,开阔思路。(2)从适合非生物专业文、理工类学生的教学理念与教学目标出发,选择以生命基本特征为主线,以生命活动的重要方面为主题,综合性地介绍生命本质,同时以生命科学的热点理论、应用和问题为切入点,采取专题综述、论证、探究等多种形式,在不同层次上启发学生自主探索的兴趣和开展深入思考。(3)在各章节内容后附上思考练习题,便于学生巩固知识,加深理解。
四、多元化的考试方式
考试是测评学生掌握知识能力的必要手段之一,好的考试方式不仅能够客观全面地评价学生,且有助于提高教学效果。因此,我们增加了过程评价和发展性评价等多元化学生成绩评定方法,以利于促使学生注重自身整体能力和综合素质的培养提高[2]。通常采用平时考核(如专题演讲报告、课堂讨论和考勤等)、撰写课程论文和期末理论考试相结合的方式,不但评价了学生参与教学活动的态度、完成作业的质量,又考查了学生对知识的了解和掌握程度,同时多元化的考试方式也增加了学生的学习兴趣,减轻了学生的思想压力,且避免了少数学生平时不学习,通过考前突击准备获得较高分数,导致课程成绩不合理的情况发生[10]。
总之,为了提高非生物类专业学生的生命科学素质,在非生物类专业开设《生命科学导论》课程是新时期高等教育发展的需要,是历史的必然。我们在改革、优化教学内容、教学方式等基础上,建立了本校非生物类专业《生命科学导论》课程的教学体系,以期完善学生的知识结构、培养科学的思维能力,使学生发现学科间的交叉点,为今后的跨学科学习、研究奠定基础,从而促进科学研究更好、更快的发展。
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一、美国生物课程教材中的科学方法与科学态度教育
美国重视科学素质培养始于60年代初,到90年代提出2061计划更把提高全民的科学素质作为科学教育的目标。就科学方法和科学态度教育而言,60年代主要是培养学生的科学探究态度和技能,教材中的体现是增加大量的实验活动,把科学方法的学习放在首位。如《生命科学的概念与挑战》,第一单元为“科学方法与技能”,讲了以下几个问题:什么是生命科学、什么是科学技能、什么是科学方法、什么是科学实验、什么是测量系统、你如何用测量系统进行测量、显微镜是什么、显微镜的结构。在整套教材每一章后面都有与科学研究有关的内容,它们是:生命科学生涯、科学联系、科学研究人员、科学与社会、(学校)活动、科学回顾、课下活动。
又如《生命科学的焦点》,它也将“科学方法”作为独立的一章,介绍科学研究的基本方法和原理,并将相应的训练体现于教材中心。[1]其对科学方法训练的目的要求为:
1.使学生了解应用科学方法解决问题的步骤,包括:明确问题——收集资料——提出假说——验证假说——接受或摒弃假说——得出并报告结果。
2.使学生掌握应用科学方法解决问题所需要的一系列过程技能。其中基本的过程技能有:观察、分类、推论、交流、认识和利用空间关系、测量、应用数学方法;复杂的过程技能有:解释资料、形成假说、分解和控制变量、实验、构建模型、形成操作性定义。[2]
美国注重对学生进行科学研究的过程及技能教育,科学方法的训练内容也比较全面。2061计划中指出:各种科学领域中知识的探索和技术的应用都随着时间的发展和新设备的出现而不断变化,但各种科学探索的过程是相似的,科学研究都需要有证据、可以进行操作的假设、逻辑及理论上的分析、得出并解释理论结果、努力识别和避免偏见。[3] 因此,美国更注重行为教育而非单纯的理论学习。例如,对喝生水会引起疾病问题的学习,教师并不直接告诉学生生水里有细菌、不卫生,而是让学生对生水进行卫生检查、测定,并提供多种有关的数据和材料,然后由学生分析自己的研究结果和材料,回答为什么不能喝生水。学生通过亲自参与这些简单的科学研究过程,学习和应用科学方法,并懂得了如何发现问题和解决问题,这正是美国的科学教育重视培养学生适应未来生活的能力和素质的体现。
此外,通过了解生命科学的发展历程和进展、了解科学家的工作、回顾科学知识产生的过程,学生也可从中学到科学研究的思维过程,并学习科学家坚韧不拔、实事求是的科学态度,认识科学、技术、社会三者的联系及科学的本质。活动过程中,学生可以有不同的设计和结果,要求学生各自报告结果、开展讨论、各抒己见、大胆怀疑,体现了科学态度的培养,并有利于培养和提高学生的创造力。
二、英国生物课程教材中的科学方法与科学态度教育
与美国相同,英国也是在科学教育中重视科学方法训练和科学态度培养的国家。在60年代世界教育改革浪潮中,英国推出的纳菲尔德生物学就具有此明显的特点。如它的教师指导书中指出:要训练学生进行科学研究计划的方法、提出问题、设计实验(特别是应用对照);使学生懂得生物学不仅建立在观察实验的基础上,而且建立在怀疑、提出假说、验证假说及互相交流的基础上。[4] 在教材的编写上也体现了这种要求。如《生物学引论》[5]即是其中一套教材, 其中充满了科学研究的气氛。
1.将“探究—发现”教学理论引入教材
教材在编写方式上注重指导学生进行科学研究。每章教材的开始总是以谈话式的语言把学生带入一定的问题情境,激起学生进行探究的欲望。然后,指出观察、实验的方法和步骤,并提出相应的问题。这样的结构反复出现,使学生在探究活动中,自己获取有关的知识。例如,第四章“生命是如何开始的”,连续让学生进行如下活动:观察煮熟的鸡卵、观察生鸡卵、观察开始孵化了的鸡卵,在暖房参加鸡卵孵化的管理工作。随着这些活动的逐步进行,学生的知识逐渐增加,最后达到对鸡卵的结构、受精卵的产生、鸡的个体发育等知识的学习。在一些不易安排学生活动的地方,教材采取对可能进行的活动、可能发生的现象等进行描述的方式,提供学习的背景知识,然后提出问题。所以整套教材没有纯粹的学术知识的介绍,而是提供了引导学生自己获取知识的材料。
2.重视科学方法的教育
首先,教材用两章的篇幅将研究生物的方式、方法交给学生,这里包括了进行科学研究的步骤和方法。第一章“研究生物”分为以下几部分:(1)研究什么。介绍了一些常见的生命现象, 及我们可以在哪发现生物体;(2)你发现了什么。 使用放大镜分类鉴别所观察的生物体。给出近30种动物的图画,让学生按这些动物进行观察,并试着进行分类;(3)从其它方面研究生物。观察动物的结构,研究动物的运动,寻找动物活动的证据;(4)观察研究动物的各种行为。 这里以研究动物为例,介绍了两种研究方法:观察法、分类法。提示了科学研究应从问题开始,首先应明确研究什么,接下来选择适当的方法进行研究。使学生明白研究内容及相应方法。第二章介绍了测量、记录、数据处理、分析等方法,学生练习列表、填表、绘图表等技能。
其次,将观察、实验有机地融入课文中。课文的编排是按提出问题、实验活动,再提出问题,再实验的方式,处处闪烁着科学研究的火花。
第三,每章后都提供与本章内容有关的背景材料,介绍有关的科学发现过程,这是可供学生阅读的学习材料。在这些资料中,包括了科学研究的步骤、方法,更重要的是科学家的思维过程。这些思维过程正是进行科学研究的基本思维过程。
不难想象,教材的这种编写方式,对于提高学生的科学素质、培养学生能力是极为有利的。
80年代中期以来,英国政府开始制订统一的国家课程标准。其科学课程中主要关注的是科学方法、科学意识、科学与社会的联系教育,对于概念学习的要求层次并不高,对于科学方法训练的要求比较全面。如1995年的《国家科学课程》中对11~14岁学生的实验与调查能力要求是:设计实验过程;收集证据资料;分析资料并得出结论;认识所获资料中的优点与不足。[6]北方考试与评价委员会制定的1998 年《生物学》教学大纲中有关的评价目标为:在进行实验和调查活动中,学生能设计活动程序,用正确而系统的方法进行测量、观察、分析和评价资料,并将其与科学知识相联系;交流科学观察的结果和思想,用一系列科技术语及恰当的科学和数学方法进行讨论;评价有关的科学信息,并从中作出有见解的判断。[7]
可见,英国的生物学课程不仅重视系统的科学方法的训练,还将设计实验及科研过程纳入教学要求,要获得中学普通证书,学生还必须具备进行科学交流及评价的能力、应用数学知识解释生物学问题的能力、勇于并能够提出独到见解。这些要求将科学方法教育与科学品质培养提到了相当的高度。
科学教育在重视训练科学方法的同时,重视科学态度教育。如实事求是、独立思维的科学态度;加强学生的集体精神与合作意识的培养;重视科学与生活的联系;等等。如初中的科学教学目标中规定,在一系列探索活动中鼓励学生进行合作;鼓励学生在成员不同的各种小组中活动,发挥各种作用,包括领导作用,小组可以由两人组成到由全班学生组成;鼓励学生自省他们对小组活动有何贡献并发展合作精神及集体工作能力。教学目标还规定,鼓励学生运用他们的知识和技能去解决实际问题;鼓励学生认识并报告在活动过程中出现的误差和不准确的根源,识别异常结果并在可能时予以考虑;鼓励他们意识到他们探索活动的局限性,从而知道并非所有的探索活动都能获得保险的、“正确的”解答。
三、对我们的启示
通过以上分析,我们认为美英中学生物课程教材中的科学方法及科学态度教育,在以下方面是值得我们借鉴的。
1.全面而完善的科学研究过程和方法的认识与训练。使学生认识、经历科学研究的过程,并训练其使用有关的具体方法完成每一步骤,是培养学生发现问题、分析问题、解决问题能力的有效思维方式和操作方式。我国中学生物教材中,在体现科学方法训练方面还不够全面,主要是简单的具体方法训练,如观察、分类、实验等,对于如何发现并提出问题、形成假说、设计实验、模型化、给出定义等则没有体现或体现不够充分。
2.培养和发展学生的创造能力。创造力是科学素质之冠上的一颗明珠,科学方法教育的成功导致创造力的提高。英国生物课程中对于实验设计能力的要求,美国生物教材中大量的学生“课下活动”,这都是培养学生创造力的表现。另外,他们都注重鼓励学生得出自己的结论、畅述自己的观点。这种求新、求异的精神,是创造性人才不可缺少的素质,这一点在我国的文化及教育中是极其薄弱的,甚至是被压抑的,我们的课程教材改革应在这方面勇于革新和突破。
3.多渠道的信息交流能力训练和集体协作精神教育。信息的获取与交流将是信息时代公民的生命,与他人的友好合作是信息时展的重要基础,美英的科学教育都看到了这一点。如他们都提倡学生间的讨论与交流,学生既要进行语言交流,还要写出各自的研究报告进行书面交流;要求学生在小组活动中充分发挥自己的作用。美国2061计划关于“科学的思维”中专门提出交流技能,要求从一般阅读到能清楚地以口头和书面的方式阐述基本观点、指示和信息;用表格和简图组织信息,绘制草图;阅读和理解大众媒体中出现的科技新闻。我国的教育往往把交流能力的训练归于语言课、把集体精神的培养归于思想品德课,这种泾渭分明的划分是无益的。我们的生物课程教材改革,应打破这种框架的束缚,在提高学生的交流能力上有所加强,在培养学生的集体意识上有所体现。
4.注重科学史教育。美英教材中都有大量的科学史料,以期对学生进行科学的思维方法、科学精神、科学态度和科学世界观的教育。正如美国的2061计划所说,科学训练的详细知识本身即是一系列有说服力的世界观。2061计划还指出:科学素质包括按照文化和智慧的发展史来看待科学探索。它包括知道科学世界观来源于长期积累下来的许多小发现和认识世界的方法的迅速改革;了解科学技术发展史上的一些特殊事件及我们的文化传统是非常有益的;懂得一些被证实了的重要思想,这些知识对于我们理解事物的产生原理是非常有用的。我国的生物教材改革在此方面有所改观,但只是出现于阅读材料中极少量的内容,阅读材料应去掉一般性科普知识介绍,加强生物学发展史、生物学家生平、生物学知识与社会、生物学知识的过去、现在与未来的介绍。
【参考文献】
[1]charles h.heimler constultant t. davik lockovrd, focuson life science,published by chauls e.merrill publishing co.1981,22—34.
[2,4] 王志宏.将科学方法训练纳入初中生物课程[j].学科教育,1998,(10):9。
[ 3] j. rutherford, project 2061: promoting science andtechnology literacy, innovations in science and technologyeducation,edited by edgar w.jenkins,unes co.publish,1997.
[5]crace monger, introducing living things, published bylongman group limited,1982,page 1—29.47—61.
香港地区中学课程纲要中生物科课程纲要(中四至中五)包括七个部分:宗旨及目标、课程纲目、教学时间的分配、教学课程、明确教学目标、教师参考资料和视听教材。本文只介绍香港课程发展议会编订、香港教育署建议学校采用的1991年版本内中学生物科课程纲要里的明确学习目标部分。明确学习目标的基本精神:一是在于辅助教师选取教材、教学活动及教授方法;二是可作为学生的学习指引和评鉴学生的依据。明确学习目标与纲要中的宗旨和目标、纲目相比较,对教师的教授和对学生的学习两方面要求都更具体和详细。同时,明确学习目标也是指出能力中等的学生修毕课程的个别部分后所应达到的学业水平。
香港地区中学生物科课程纲要中的明确学习目标务求详尽,包括课程的知识、技能、能力等所有要求,但中一至中三课程内的一些较基本的教授目标已删除,因为要达到这些目标,本课程前部的目标应先达到。例如,第三章人体呼吸器官的构造,要达到“能叙述在呼吸道上空气的润湿、过滤与温暖过程”的教授目标,必须先达到“能跟寻外界空气进入肺泡的通道”的目标,因此本目标不与前目标重复,已删去对前目标的要求。同时,教师无须为其本目标所局限,可随本身的教授方式和学生能力编订其他教授目标或修定本目标以作施教之用。
香港地区中学生物科课程的明确学习目标既是教师的具体教授目标,又是学生的具体学习目标。都是在纲目、宗旨和目标总的指导下的具体要求。本教学目标经常提及的两组意义相似的术语的内涵是:第一组旨在达到事实的记忆,包括“阐释”、“叙述”及“指出”。“阐释”一词用于一些基础概念的正规定义。“叙述”一词指对现象或过程的回忆。而“指出”一词对于学生只需要回忆一部分现象或过程时使用;它也界定了教学的范畴。第二组术语与科学实验有关,包括“设计”、“进行”、“示范”及“叙述”。当有多个可行的实验方法时,学生需要“设计”一个实验,并将先前所学的应用在实验装置上。在进行实验时,可能需要记录数量化的数据或作长时间的观察。要求学生“进行”的实验,通常较注重实验技巧,而实验的内容可在教师参考资料或课本中找到。某些实验结果可用作“示范”某些现象。例如,将试纸放入或将气体通入溶液内,所用的技巧较简单。“叙述”实验指要求学生认识某些实验如何进行及其预测结果,而重点不在实验技巧上。
香港地区中学生物科课程纲要中的学习目标:
第一章 生物的种类
通过学习学生应能:1.指出生物的多样性。2.将动物分为有脊椎类和无脊椎类。3.将脊椎动物分为鱼类、两栖类、爬行类、鸟类及哺乳类。4.观察植物的外表特征,将它们分为有花及无花植物。5.将无花植物分为藻类、真菌类、藓类及裸子植物。6.用二叉式检索表将生物进行分类。
第二章 细胞
1.通过细胞的基本构造的学习,学生应能:
(1)认明在光学显微镜下细胞的基本构造。(2)指出下列细胞构造的功能:细胞壁、细胞膜、细胞质、叶绿体、细胞核及染色体。(3)辨别动物细胞及植物细胞。(4)制备生物组织的暂用玻片以观察细胞构造。(5)正确操作光学显微镜以观察玻片。
2.通过细胞内的生命程序的学习,学生应能:
(1)就细胞中进行的分解代谢和组成代谢过程说明代谢作用的意义。(2)说明酯在代谢作用中的功能。(3)说明酶的蛋白质本质与其特性的关系。(4)以“锁钥假说”说明酶活性的专一性。(5)以实验显示过氧化氢酶在动植物内的存在。(6)以简单实验示范酸碱度值及温度对酶活性的影响。(7)阐释扩散作用、渗透作用及主动运输。(8)叙述在活细胞内扩散、渗透及主动运输的现象。(9)说明细胞膜的选透对渗透作用及主动运输的重要性。(10)以简单实验示范渗透作用及细胞膜的选透性。
3.通过细胞分裂的学习,学生应能:
(1)概述有丝分裂的过程,强调过程中染色体的复制及分离。(2)说明有丝分裂对维持染色体数目的重要性。(3)顺序排列玻片或显微照片中的有丝分裂程序。
4.通过细胞作为生命的基本单位的学习,学生应能:
(1)指出细胞为大多数生物的基本结构单位。(2)指出结构的三个层次为组织、器官及系统。
第三章 维持生命
1.食物与营养作用
(1)通过营养方式的学习,学生应能:
1)辨别自养式营养及异养式营养。2)辨别动物式、腐生式及寄生式营养。3)说明白霉或根霉及绦虫如何获得食物。
(2)通过人体所需食物的学习,学生应能:
1)辨别碳水化合物、蛋白质及脂肪的下列特性:a.主要组成元素;b.食物来源;c.代谢功能;d.能量值。2)指出维生素(a、c及d)、矿物质(钙及铁)及食用纤维;a.它们的食物来源;b.它们的代谢功能;c.缺乏时所引起的影响。3)以简单实验测试常见食物中是否含有还原糖、淀粉、脂肪及蛋白质。4)以二氯酚靛酚(dcpip)测试食物中是否含有维生素c。5)说明人对均衡膳食的需要。6)指出人类的年龄、活动及怀孕和食物需求的关系。
(3)学习了哺乳动物的营养作用以后,学生应能:
1)说明摄食、消化作用、吸收作用、同化作用及排遗作用。2)从哺乳动物牙齿纵切面简图中认明下列结构:齿冠、齿颈、齿根、牙釉质、牙本质、髓腔、神经纤维、微血管、牙骨质及齿龈。3)叙述各种不同牙齿的功用。4)比较人类的乳齿系及恒齿系。5)概述蛀牙的成因。6)说明蛀牙的预防方法。7)设计透析管模型显示小肠对不同大小食物粒的分别透性。8)从已解剖的哺乳动物消化管中认明下列结构:口腔、唾液腺、牙齿、食道、胃、十二指肠、回肠、胰、肝、胆囊、胆管、阑尾、盲肠、结肠、直肠及。9)指出消化道的蠕动将食物推动。10)说明食物在口腔、胃及小肠中机械性及化学性消化作用的重要性。11)写出产生碳水化合物酶、脂肪酶及蛋白酶的器官。12)叙述碳水化合物酶、脂肪酶及蛋白酶的作用。13)以简单实验示范淀粉酶对淀粉的作用。14)以简单实验示范胆盐对油的作用。15)说明小肠结构如何适应于吸收食物。16)认明绒毛中的下列结构:单层上皮、微血管网及乳糜管。17)跟寻养料经消化后由循环系统运抵身体组织。18)指出被吸收后葡萄糖、氨基酸、脂肪酸及甘油的用途。19)列举肝的功用包括:调节血糖;贮藏糖元、铁质及维生素;制造胆汁及分解过剩的氨基酸。20)指出大肠的功用。
(4)通过学习植物的营养作用,学生应能:
1)叙述光合作用的过程,包括下列的化学反应:
2)设计简单实验以显示光合作用需要光照、叶绿素及二氧化碳。3)指出光合作用产品;a.储藏;b.释放能量;c.转化成其他产品以助生长之用。4)认明在显微镜下叶的切片中光合作用有关部分的构造。5)指出氮对合成蛋白质及镁对合成叶绿素的重要性。6)指出化学肥料能对作物提供额外的矿物质。
2.呼吸作用与气体交换
(1)通过学习呼吸作用,学生应能:
1)阐释呼吸作用是一个由酶分解食物逐步释放能量的氧化过程。2)认识生物体内所释放能量的各种用途。3)以简单文字方程式表达需氧呼吸及缺氧呼吸的过程。4)就氧的需要、能量的释放的多寡及呼吸后的生成物三方面分辨需氧呼吸和缺氧呼吸。5)指出和说明引致肌肉中乳酸积聚与氧债出现的因素。6)设计简单实验以显示动物及萌芽中的种子可产生热能。7)设计简单实验显示动物及萌芽中的种子能放出二氧化碳。8)设计实验以显示经酵母菌发酵的葡萄糖可产生乙醇及二氧化碳。
(2)通过学习人类的气体交换,学生应能:
1)从胸部的简单切面图认明以下的结构:喉、气管、支气管、小支气管、肺脏、胸膜、胸膜腔、肋骨、肋间肌、横膈膜及心脏。2)认明已解剖哺乳动物内的呼吸器官。3)叙述在呼吸道上空气的润湿、过滤与温暖的过程。4)叙述肋间肌及横膈膜肌在肺换气过程中的作用。5)利用模型解释肋间肌及横膈膜在肺部换气过程中的作用。6)认明利用模型代表肺部换气过程的缺点。7)解释吸入气体与呼出的气体其成分不同的原因。8)以记录腊烛在集气瓶内燃烧时间比较吸入及呼出气体的含氧量。9)用石灰水或碳酸氢盐指示剂设计简单实验,比较吸入及呼出气体的二氧化碳量。10)认明肺泡中能帮助气体交换的结构和特征。11)解释氧及二氧化碳如何经扩散作用而透过肺泡膜。12)设计简单实验以比较运动前后的呼吸率。13)设计实验以量度肺活量的大小。14)以能量需求的不同解释运动如何影响呼吸的速率及其深度。15)设计简单实验以显示香烟含有焦油。16)指出吸烟可危害健康。
(3)通过学习植物的气体交换,学生应能:
1)叙述光量与叶中气体交换的关系。2)解释叶片如何进行气体交换。3)设计实验以研究光量对植物二氧化碳交换的影响。
3.水与生物
(1)通过学习水对生命的重要性,学生应能:
1)认识水是一种代谢物又是细胞的主要成分。2)就水作为溶剂及作为运输与化学作用的媒介解释其重要性。
(2)通过学习生物与水的关系,学生应能:
1)解释保持细胞及体内液间渗透平衡的重要性。2)解释浓度不同的盐水对红细胞的影响。3)以渗透作用解释植物细胞的硬胀及软缩状况。4)解释浓度不同的蔗糖液对细胞的影响。5)设计简单实验以观察浓度不同的蔗糖液对马铃薯条的影响。6)阐释蒸腾作用的定义。7)设计简单实验以显示水分如何经蒸腾作用丧失。8)叙述如何简单地以蒸腾计显示影响蒸腾率的因素及讨论该装置的缺点。9)解释光量、温度、相对湿度及空气的流动如何影响蒸腾率。10)解释陆生植物及水生植物叶上气孔的分布和蒸腾作用的关系。11)利用氯化钴纸以比较叶片两面失水的速度。12)解释叶子浸入热水后为何会放出气泡。13)从双子叶幼根横切面中认明以下结构:根毛、表皮、皮层、木质部、韧皮部及维管束。14)解释蒸腾作用如何帮助根部吸收水分。15)解释根部的构造如何适应吸收水分。
4.生物的运输作用
(1)通过学习哺乳动物的循环系统,学生应能:
1)认明血液涂片中的红血细胞和白血细胞。2)从下列各方面比较红血细胞、白血细胞与血小板:产生的地方、形状、大小、数目及功能。3)列出血浆的主要成分。4)说明血液对于运送气体、养分、排泄物、激素及热量等的功能。5)指出氧在红血细胞中以氧合血红素的形式输送,而二氧化碳在血浆中以碳酸氢盐离子形式输送。6)指出在输血时abo血型应如何配对。7)以简单实验显示氧及二氧化碳对加入柠檬酸盐后的鸡血的影响。8)以简单实验显示血浆中葡萄糖的含量。9)绘出示意图以显示肺循环及体循环。图中应包括以下结构:心脏、左心房(心耳)、右心房(心耳)、左心室、右心室、肺动脉、肺静脉、肺、大动脉、上腔大静脉、下腔大静脉、肠、肝脏、肝动脉、肝门静脉、肝静脉、肾动脉、肾静脉、肾脏、头、手、腹及腿。10)从图中认明心脏的下列结构:右心房(心耳)、右心室、左心房(心耳)、左心室、二尖瓣、三尖瓣、半月瓣、腱索、肺动脉、肺静脉、大动脉、上腔大静脉、下腔大静脉及中隔。11)解释心脏结构与功能的关系。12)认识心肌血液供应不足为导致心脏病成因之一。13)进行简单实验以显示鱼尾鳍、蝌蚪尾或蛙蹼微血管内血液流动的情况。14)认明在已解剖的哺乳动物体内的主要动脉及静脉。15)辨别动脉、静脉及微血管在结构上的区别,并指出此区别与其功能的关系。16)显示前臂的静脉膜的作用。17)叙述血液如何受以下条件影响而产生组织液:a.微血管壁的薄壁;b.微血管与组织液间的压力差异。18)叙述淋巴系统的下列功能:a.将组织液送回循环系统;b.运送脂肪;c.作为微血管及体细胞间物质交换的桥梁。19)认明促使淋巴液流动的方法。
(2)通过学习有花植物的运输作用,学生应能:
1)以染剂实验显示水是从根经木质部运输至叶的。2)说明有机养料是沿韧皮部输导的。
5.支持与运动作用
(1)通过学习哺乳动物的支持作用,学生应能:
1)指出哺乳动物的骨胳包括:a.中轴骨胳—头颅、脊柱、肋骨与胸骨;b.附肢骨胳——肢骨与带骨。2)就下列方面说明哺乳动物骨胳的功能:a.支持;b.运动;c.保护体内器官;d.贮藏矿物质;e.制造血细胞。
(2)通过学习植物的支持作用,学生应能:
1)认明双子叶植物幼茎及木质茎横切面内的支持组织。2)指出年幼植物或植物非木质部分主要靠硬胀的细胞来支持,而木质茎则主要是由木质部来支持。
(3)通过学习哺乳动物的行动,学生应能:
1)以肘关节或膝关节为例解释屈肌及伸肌作为一对拮抗肌的功能及其杠杆作用。2)指出腱及韧带在运动时的作用。3)指出下列关节在骨胳中的位置及其可活动程度:a.球窝关节;b.铰链关节。
6.通过学习整合作用及反应,学生应能解释下列名词:“刺激”、“反应”、“感受器”及“反应器”。
(1)通过学习哺乳动物对环境因素的探测,学生应能:
1)认明眼球的下列结构:巩膜、角膜、脉络膜、视网膜、黄斑、盲点、视神经、睫状体、悬韧带、晶状体、虹膜、瞳孔、水状液和玻璃状液。2)解释眼球不同部分的功能。3)叙述影像形成的过程与视觉的产生,包括:a.角膜、晶状体和眼球液体的折射作用;b.影像的性质;c.视网膜上感光细胞的功用;d.神经脉冲从视神经到脑部的传递;e.神经脉冲在大脑皮层视觉中心的分析。4)解释实验中对不同距离物体的聚焦是利用不同厚度的透镜而达成的,并比较其与眼球调整作用的异同。5)说明并解释远视和近视的成因及矫正方法。6)指出全色盲及红绿色盲的含意。7)从耳朵切面图认明下列的结构:耳壳、外耳道、鼓膜、耳骨、卵圆窗、耳咽管、半规管、耳蜗、听神经、外淋巴、内淋巴、外耳和内耳。8)叙述听觉产生的过程,包括:a.声波传递的途径;b.扩大声波振荡的方法;c.声波对感觉神经末梢的刺激及引致在耳蜗管内产生神经脉冲;d.神经脉冲由内耳传至脑部的途径;e.神经脉冲在大脑皮层听觉中心的分析。9)解释半规管的功能:当动物姿势改变时,会推动胶状物,牵动感觉毛细胞而产生神经脉冲。10)指出食物的味道是由于味觉及嗅觉感受器同时受到刺激而产生的。11)指出鼻内及舌上均有化学感受器。12)指出不同的皮肤感受器分别负责接受接触和热度等刺激。13)说明皮肤上的触觉感受器并非均匀地分布全身。
(2)通过学习植物的生长反应,学生应能:
1)说出向性的定义,包括向光性、向地性及向水性。2)以实验显示根的向地性和茎的向光性。3)以生长素的功能解释根的向地性及茎的向光性。4)说明向性反应的重要。
(3)通过学习哺乳动物的协调作用,学生应能:
1)指出中枢神经系统能协调感受器和反应器,因而可对不同的刺激作出适当的反应。2)说出神经元包括细胞本体及神经纤维。3)认明大脑、小脑、延髓及指出其主要功能。4)从一脊髓横切面图中认明下列各部名称:中央管、灰质、白质、脊椎神经、背根神经节和腹根。5)描绘在脊髓反射弧中神经脉冲传递的途径。6)就下列各项辨别反射动作和随意动作:a.神经脉冲传递的途径;b.动作的有意识控制;c.反应的速度;d.对同一刺激所引致反应的划一性。7)指出激素:a.由无管腺分泌;b.由血液输送至身体各部;c.于特定的目标器官产生作用;d.可调节身体功能。8)指出胰岛素能促进:a.身体细胞对葡萄糖的吸收;b.葡萄糖在肝脏内转变为糖元的过程。9)解释低血糖对胰岛素分泌的负反馈效果。10)指出性激素能控制第二性征的发育。11)指出人的第二性征。
(4)通过学习哺乳动物体内平衡,学生应能:
1)说出排泄的定义。2)说明渗透调节的定义是调节体内水和盐的相对份量。3)从肾脏的纵切面中认明下列结构:髓质、皮质、肾盂及输尿管。4)认明肾元的下列结构:输入小动脉、肾小球、输出小动脉、鲍氏囊、卷曲管、集尿管及肾盂。5)解释肾小球超滤作用的过程。6)指出:a.肾元的结构、如何帮助肾小球进行超滤作用;b.肾小球滤液的成分。7)解释葡萄糖、氨基酸、盐分经扩散作用和主动运输过程,由肾小管再被吸收至血液中而水分则经渗透作用再被吸收。8)就水分和盐分的调节,解释肾脏的渗透调节。9)从一皮肤纵切面简图认明下列各结构:表皮、真皮、汗腺、汗管、汗孔、毛发、毛囊、竖毛肌、皮脂腺、微血管及皮下脂肪。10)说明以下结构与体温调节的关系:a.皮肤表面的微血管;b.毛发和竖毛肌;c.汗腺;d.皮下脂肪。11)就胰岛素分泌的不足解释糖尿病的成因。
7.通过身体防卫的学习,学生应能:
(1)说明皮肤是一道抗菌的机械屏障。(2)叙述呼吸道的纤毛上皮有过滤空气中尘粒和细菌的作用。(3)指出胃液中的盐酸能杀死随食物进入胃的大部分细菌。(4)指出盖于伤口的血凝块能止血及防止病原体的入侵。(5)指出白血细胞可借吞噬细菌及产生抗体来保护身体。(6)说明接种疫苗为人工免疫法的一种,其原理包括:1)若身体曾受某种抗原侵袭,身体中的某些白血细胞就会记认该种抗原。2)若该种抗原再度侵袭,身体便会立即制造大量噬菌白血细胞以及专门抵抗该种抗原的抗体。
第四章 生物的发育及生命的延续
1.生殖作用
(1)通过学习无性生殖,学生应能:
1)辨别无性及有性生殖。2)叙述无性生殖的各种不同形式,包括二分体分裂、出芽生殖、孢子形成及营养繁殖,并举出适当个例。3)说明营养繁殖的优点和缺点。4)用插条法繁殖新的植物个体。
(2)通过学习有花植物的有性生殖,学生应能:
1)认明花的各部分及指出该部分的功能。2)说明传粉作用和受精作用的重要性。3)从一实例中认明一株花与适应风媒或虫媒所具有的结构。4)指出:a.花粉粒内藏有雄配子;b.胚珠内藏有雌配子。5)叙述有花植物中受精作用的过程,包括:a.柱头上的糖溶液刺激同种植物的花粉粒生出花粉管;b.花粉管将雄配子带至胚珠;c.雄配子进入胚珠内与卵子结合成为合子。6)指出受精作用后,花的各部分在果实及种子的形成中所产生的变化。7)认明双子叶植物种子的各部分及指出该部分的功能。8)指出果实和种子的功能。9)认明果实和种子为适应靠风力或动物散播所具有的结构。10)说明果实和种子的散播对植物生存的重要性。11)叙述双子叶植物种子的萌发过程。12)解释种子萌发所需要条件的实验结果。
(3)通过学习人类的有性生殖,学生应能:
1)认明男性生殖系统中下列部分及指出该部分的功能:贮精囊、尿道球腺、尿道、、、阴囊、前列腺、输精管和附睾。2)认明女性生殖系统中下列部分及指出该部分的功能:卵巢、输卵管、子宫、子宫颈和阴道。3)指出由一带有细胞核的头部及尾部所组成。4)叙述在月经周期中子宫壁的变化。5)指出的传送过程。6)叙述受精过程及细胞核和卵子细胞在输卵管中的结合。7)略述由受精卵至胚胎的发育过程,包括:a.合子由输卵管移至子宫内,已分裂而成一细胞球;b.在子宫内胚胎的形成;c.胚胎植入于子宫内膜,并形成胎盘和脐带。8)说明胎盘在母体与胎儿间养分、氧和废物交换的功用。9)指出羊膜在胎儿发育时的功用。10)略述生产的过程,包括:a.阵痛开始;b.子宫颈扩张,容许婴儿的头部通过;c.子宫颈和腹肌的随意收缩,引致羊膜穿破;d.子宫肌收缩,首先将婴儿头部迫出阴道;e.扎截脐带;f.子宫收缩、排出胎盘。11)讨论亲代养育对后代成长的重要性。12)指出需要节育的原因。13)说明下列避孕法的生物学原理:安全期避孕法、、子宫帽、避孕丸及外科手术避孕法。
2.通过学习生长与发育的知识,学生应能:
(1)说明生长乃个别细胞体积的增大及因分裂而引致细胞数目增加。(2)叙述量度生长的方法;该方法包括量度生物的干重、鲜重及大小。(3)总结和阐释用萌发中种子作简单生长实验所得的数据。(4)说明发育及细胞分化成组织、器官及系统的结果。
第五章 遗传学
1.通过学习遗传与变异,学生应能:
(1)说明遗传特性及由小段染色体dna分子组成的基因所控制。(2)指出每种生物皆有特定的染色体数目。(3)辨别单倍体与双倍体。(4)概述减数分裂的过程,包括同源染色体的配对及分离而导致形成单倍配子。(5)解释减数分裂对形成单倍配子的重要性。(6)顺序排列显微照片或玻片中减数分裂的各个阶段。
2.通过学习遗传的形式,学生应能:
(1)用下列名词阐明遗传现象:显性、隐性、杂种、外表型、基因型、等位基因、同型合子和异型合子。(2)解释配子在遗传中的作用。(3)列举单基因杂交遗传的例子。(4)用遗传学符号、图表等,以逻辑推理方法解决单基因杂交遗传的问题。(5)解释x及y染色体如何决定人类的性别。(6)用x及y染色体解释为何男女比例大致相同。
3.通过学习变异这部分知识,学生应能:
(1)列举连续变异与不连续变异的例子。(2)说明不同的表现型可由遗传因素、环境因素或两者的相互作用所引致。(3)解释遗传变异可由减数分裂时各染色体的独立分离现象、受精作用的随机性和突变的过程所引致。(4)就适者生存的现象解释变异的重要性。
第六章 生物与生物间及其与环境的相互关系
1.学过生态系的知识,学生应能:
(1)列举影响生物生存的物理及生物因素。(2)以物质的循环及能量流等观念去解释稳定生态系。
2.学生在学过生态系中的能量流动后,应能:
(1)说明能量进入生态系主要是通过生产者进行光合作用而达成的。(2)说明能量以食物形式由一生物传递至另一生物。(3)解释能量在食性层次之间散失的途径。(4)利用本地生境中常见的生物绘制简单的食物链及食物网图。(5)用食性层次之间能量散失的现象去解释数目塔及生物量塔。(6)说明非典型数目塔存在的原因。(7)解释有毒化学品,例如ddt及重金属如何经食物链积聚而影响顶级消费者。
3.学过物质的循环的知识后,学生应能:
(1)解释碳循环中生产者、消费者及分解者的作用。(2)绘简图显示碳循环的主要途径。(3)绘简图显示氮循环的主要途径。
4.学习了生物在生态上的互相依赖性的知识后,学生应能:
举例说明以下的关系:捕食、竞争、片利共生、互利共生和寄生。
5.懂得人类与微生物的关系后,学生应能:
(1)解释微生物在酿酒、制造面包、物质循环和产生有用含氮化合物供豆科植物使用等过程中的作用。(2)说明微生物的害处。(3)解释抗生素纸绽如何影响培养菌而导致在培养基上形成抑制环。(4)说明不同食物保藏方法的生物学原理。
6.人类对环境的影响
(1)学习了土地利用的知识后,学生应能:
指出滥伐及单种栽培可能产生的影响。
(2)通过学习污染这部分知识,学生应能:
1)阐释污染的定义。2)指出烟和废气中常有的污染物包括:一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、碳和铅。3)列出常见的家居废物包括清洁剂、垃圾、塑胶制品和金属罐等。4)叙述常见的污染物对人类健康和环境造成的害处。5)列出常见的农业及工业废物包括原油、热废水、可溶的重金属化合物、无机肥料和粪肥。6)叙述常见的农业及工业废物所造成的害处。7)说明长时间受噪音影响可引致神经紧张、听力减退或失聪。
(3)学习环境保护知识后,学生应能:
(1)说明人口膨胀对土地需求的增加如何破坏自然生境及生态平衡。(2)阐释环境保护的定义。(3)认明废物再循环和控制污染为保护环境的两种途径。(4)简单解释污水处理的生物学原理。(5)讨论立法及教育对保护环境的重要性。
在评价一个国家或地区的中学教育质量,尤其是评价一个国家或地区的中学教学质量时,虽然测量的项目是诸多方面的,但从它的某一学科课程纲要中对受教育者即学生的学习目标的要求显然是十分重要的一个方面。从上面我们介绍的香港地区中学生物学科课程纲要中明确学习目标来看,能够看出香港地区中学生物学科的教育思想、教学方法和内容的基本情况。总体的分析,作者认为不少方面层次和水平是比较高的,可供内地中学生物教育教学借鉴或参考的地方也是比较多的。
1.突出素质教育
香港地区中学生物学科的教育思想是根据香港地区社会需要为目的,是面向全体学生的素质提高的教育,即生物学科的教育要围绕为适应当地社会发展的需要培养学生服务的。生物学科的教育目标不仅是学生毕业后谋生的手段,还是提高学生生存和生活质量的需要。使学生不仅学会立足社会、推动社会发展的本领,更要学会社会发展青年人必备的生物科学知识、技巧和能力,为终生学习、生活打下基础。尤其是科学素质的要求,除了特别需要的科学知识外,还要加强科学方法、科学思维的训练和科学态度、科学精神的培养。同时,中学生物学科教育还要为发展学生的个,积极培养学生的独立思维能力、创造能力、自我调控能力,在能力培养的过程中,为发展学生的个性创造条件,使其有更多的机会把热爱生物科学的潜在的才智得到良好的培植和发挥。
2.体现了中学生物教学的最新趋势
30年来世界各地包括香港地区不断进行中学生物教学改革,不愿学习生物科学的情况已经大有改善。按照香港地区中学生物科课程纲要明确学习目标的要求,学生学习生物课程,将会觉得乐趣无穷,终身受用。体现了生物教学改革的最新趋势,一是加强内容与社会的联系;二是着重态度、高层次思考能力和传意技巧的培训;三是采取更有生趣和更多交流的教学方法;四是运用概念图等工具来发展概念;五是选择以“结构理论”为基础的新颖教学设计;六是努力实现教学手段的现代化。
进展突出表现在:(1)一大批生物基因组测序,2003年完成的人类基因组计划之后,其他4000多种生物的基因组作图和测序也陆续完成。形成了结构基因组学、功能基因组学、比较基因组学、转录组学、蛋白质组学、表型组学和代谢组学、RNA组学等新兴领域。(2)生物信息学迅速发展。(3)发育生物学研究不断深入。发育生物学一直是生命科学中的前沿学科之一。(4)干细胞研究的快速发展。干细胞具有在体外大量增殖和分化为多种细胞的潜能,目前干细胞的定向分化、自我更新的可塑性等是重要的基础研究。(5)小分子RNA的发现和对其功能研究是近10年来分子生物学领域最突出的热点之一。(6)从研究神经网络的结构和神经信息处理机制入手。(7)全球变化、生物多样性和生态系统可持续发展成为宏观生物学研究的热点和前沿问题之一。(8)生命科学基础研究已成为农业科技创新的源头动力,动植物育种进入一个崭新的时期。(9)生物科学与其他学科的交叉和渗透更加广泛与深入。
高校生命科学课程改革发展趋势
(一)课程、教材内容的更新和现代化
1.课程、教材内容的更新和现代化
课程改革的实质是课程的现代化。我们要根据现代生命科学发展趋势、前沿、热点,实现生命科学课程、教材内容与结构的更新和现代化,不断容纳生命科学的前沿与新兴领域,更加侧重前沿,更加侧重基础,尤其是学科发展的前沿以及对学科的发展具有重要作用的领域。新的前沿领域或新的学科生长点,要坚持反映现代、融入前沿的原则,课程内容更新、更现代化主要是通过教材更新来实现的,所以我们要把编制新教材(或外文原版)放在核心位置,创新现代化的课程、教材新内容和新体系。北京大学生命科学院完成编写了高水平的《生物化学》《分子生物学》《细胞生物学》《遗传学》《植物生理学》《动物生物学》《植物生物学》等教材,其中《生物化学》《细胞生物学》《植物生理学》当时被列入国家教委生物学科重点教材,另编写有国家级生物学教材3种,规划编写45本教材。清华大学将培养学生影响最大、最重要的课程纳入精品课建设计划,2005年就已立项建设精品课共105项。
2.课程内容国际化
积极开展国际合作与交流。在生命科学的前沿、新兴领域、生物多样性以及生态学与国际组织开展农业科学合作研究[1]。清华大学为使教学内容与国际先进水平接轨,教学内容处于国际先进水平,早在2000年以前,生物化学课程选定A.L.Leeehnig的Principle-ofBiochemistry作为基本教材,这门课程的教材与课堂板书全部采用英文。其他的几门必修骨干课和部分选修课也采用了国际上最新的教材作为参考书并随时更新。清华大学大四开设高水平的选修课10门:生物工程导论、基因分子生物学、膜生物学、分子酶学、神经生物学、分子免疫学、发育生物学等。以下是北京大学生命科学学院大三、大四现在开设的课程,体现了课程的专业性和现代化。
大三:生物化学(下),生物化学实验,基础分子生物学,基础分子生物学实验,微生物学,微生物学实验,普通生态学,细胞生物学,细胞生物学实验,遗传学,遗传学实验,免疫学,文献强化阅读与学术报告。大四:生物技术制药基础,现代生物技术导论,生物学综合实验。还开设选修课为:生理学实验,免疫学,文献强化阅读与学术报告,生物技术制药基础,现代生物技术导论。
(二)基础科学知识居重要地位
基础科学的知识在科学和技术的发展中起着很重要的作用。我国“863”计划的八个领域,大都是从基础科学实验室里发展起来的,上世纪50年代初的遗传密码研究出来了,分子生物学研究出来了,遗传工程研究出来了,这些都是在原子、分子的结构研究得比较清楚的基础上,掌握了规律。我们必须加强基础、素质教育。使学生掌握具有普遍意义的科学思维方法,提高他们的综合素质。北京大学始终把加强基础课程建设作为教学改革的重点,把学科体系中处于基础地位的重要专业必修课定为主干基础课。课程改革要加强增大基础课的比例和教育。各高校主要采取大一、大二加强基础科学知识的教育:开设公共必修基础课、理科必修基础课、专业必修基础课。
(1)早在九五期间,北京大学生命科学学院开设了8门专业基础课:生物化学、分子生物学、细胞生物学、遗传学、植物生物学、动物生物学、植物生理学、基础分子生物学。并确立了15门核心课程,要求学生用两年时间完成这些课程的学习。(2)清华大学生命科学学院则是在低段开设专业基础必修骨干课程7门:普通生物学、生物化学、细胞生物学、微生物学、分子生物学、生理学、生物物理学。开设基地班重点建设课程:生物化学、生物化学实验。(3)经十多年的发展、改革与创新,北京大学生命科学学院的课程在大一、大二更加强化了课程的基础性。大一开设:高等数学(一、二),普通化学,普通化学实验,植物生物学,植物生物学实验,物理学(一),分析化学,分析化学实验,动物生物学,动物生物学实验,生物学野外实习。大二开设:物理学(二),有机化学,有机化学实验,物理化学,物理化学实验,计算概论及上机,算法与数据结构及上机,普通物理实验,生物化学(上),生理学,生理学实验,生物统计学。
(三)课程、教材综合交叉
科学发展一方面不断分化和更加专门化,分支学科层出不穷,又高度交叉综合,以高度综合为主的整体化趋势。许多高科技的研究开发,需要多方面的综合知识才能突破而出成果。
1.学科之间交叉融合和渗透
前沿科技领域呈现群体突破的态势,导致新学科诞生。生命科学多学科交叉的研究、多学科的交叉与融合,新的交叉、边缘学科的兴起和发展。这些科学往往代表了生命科学研究的前沿和热点。
2.多种方法、思维研究
自然科学学科间的交叉渗透促进了生命科学的发展,生命的现象与规律是多维的、复杂的,仅靠现有的生命科学的知识与方法来开展研究,很难系统地、全面地、准确地揭示真正的生命本质。因此,未来生命科学要将手段、技术和方法的创新纳入重要的领域,予以优先发展,大力提倡学科交叉,用其他学科的理论思考生命活动的规律,鼓励发展原创性方法和技术。主要涉及的学科如认知科学、心理学、生物力学、组织工程学等。要注意不同学科的思想、方法的碰撞与融合。
3.课程和教材交叉融合和渗透
我们必须根据生命科学综合交叉化趋势,创新交叉综合的科学知识、课程和教材,不仅在学科内、还要在学科间构建相互交叉融合、相互联系渗透、综合的课程。如北京大学生命科学学院,原来设置的植物学,由植物分类、形态、生理、生态的知识联系起来,综合重新编制改为植物生物学;同样动物学也改动物生物学;北京大学生命科学学院“生物基地班”将生物化学中信息及调控部分放入分子生物学,将内容扩展后开设了基础分子生物学。
(四)课程、教材、教学计划多元化
各高校生命科学院可根据自己的具体情况科学的、灵活的设置课程。1.必修计划大一、大二开设公共必修基础课、理科必修基础课、专业必修基础课。例如:北京大学生命科学院现在本科四年开设的课程:(1)基础课大一、大二开设公共必修基础课,理科必修基础课和专业必修基础课。
大一:高等数学(一、二),普通化学,普通化学实验,植物生物学,植物生物学实验,物理学(一),分析化学,分析化学实验,动物生物学,动物生物学实验,生物学野外实习。
大二:物理学(二),有机化学,有机化学实验,物理化学,物理化学实验,计算概论及上机,算法与数据结构及上机,普通物理实验,生物化学(上),生理学,生理学实验,生物统计学。(2)专业课大三、大四开设必修专业课。
大三:生物化学(下),生物化学实验,基础分子生物学,基础分子生物学实验,微生物学,微生物学实验,普通生态学,细胞生物学,细胞生物学实验,遗传学,遗传学实验,免疫学,文献强化阅读与学术报告。大四:生物技术制药基础,现代生物技术导论,生物学综合实验。2.选修计划低段开设通识选修课。
北京大学对必修课作了一定的压缩。增大选修课的比例。许多高校突破专业选修课的范围,开设跨学科、跨年级、跨系别的选修课程。大三普遍增大专业任选修课的比例。大四还开设选修课:生理学实验,免疫学,文献强化阅读与学术报告,生物技术制药基础,现代生物技术导论。3.特色优势计划教材多样化、教学方法多样化、教学模式多样化等。
(五)课程、教材知识应用性
进入知识经济时代,必修课和选修课的教学中,尤其是选修课中我们要渗入高科技的教育和研究。
(六)课程、教材个性化
北京大学实行灵活的自由选课制度和转系、转专业制度。谋求学力水准、速度的个别化,尤其电脑、网络的运用,学分制及教学计划的多样化,加大选修课比重,增大了课程的灵活化、弹性化,发展、培养学生的自学能力,发展个性。还有科学与人文整合的趋势,课程设置在价值体系上的整体融合趋势。
确立课程、教学内容和结构编制原则、教学培养模式
理科本科学制四年,要着力加强素质教育。许多大学本科教育修订了新的教学计划,要坚持培养知识面宽,基础扎实,能力强,素质高的专门人才的专业口径要进一步拓宽,专业目录中的专业种数要进一步精简。
(1)北京大学提出了“加强基础,淡化专业,因材施教,分流培养”的16字教学改革方针。专业基础和通识教育并重。要按科学性原则、高校生命科学课程发展趋势及生命科学、科学技术发展趋势改革,科学创新高校现代生命科学课程。即要按专业基础和通识教育并重;课程、教材要融入、体现先进的内容和结构,现代教学方法、教材的可读性,即反应现代,融入前沿的课程现代化原则;“综合交叉”的知识结构即综合化原则;课程多样化原则;应用化原则;增加选修课比例,增大课程的灵活性、弹性化原则;“因材施教,分流培养”
即个性化原则;还要求课程设置在价值体系上的整体融合;科学与人文的结合;重视思想性;实践性,加强动手能力、科研能力的能力培养原则。我们本科阶段的课程、教材、教师要注意在系统和重点的基础上划分授课范围,减少重叠内容,特别就课程间教学内容的重复问题和衔接问题。
(2)教学模式多样化。本科教育,要确立“课堂教学、学术活动、科学实验”为主体的教学模式,融课堂教学、实践教学、科学研究为一体,把义务教育与素质教育相结合,知识传授与能力培养相融合。
教学模式多样化:有条件的学校,学生进校就定向,确定直读硕士、直读博士人选;实行联合培养,跨学校、中国科学院、外国大学交流培养等办学制度
。北京大学全面推行双学位和辅修制度,还设立“暑期学校”(小学期)
随着我国基础教育改革的逐步深入,传统教育理念已远远不能适应新时期教育教学需要。各种深层的矛盾逐步凸显出来,在人们的困惑和期待中,新课改承载着新的理念、新的标准、新的教法、新的希望在中华大地上蓬勃开展。国家新课标中明确指出:“改变原来的接受式的学习方式,建立和形成旨在充分调动、发挥学生主体性的学习方式。”新理念下的生物课堂中的生物学科教师角色也应顺应潮流,积极转型。那么以下就是本人结合生物学科的特点,摸索出一些心得体会。
一、生物学科教师由知识传授者转变为教学的参与者、促进者和指导者
生物学科教师要改变过去过于强调知识传授的倾向。以往,我们讲究的是师道,课堂师讲生听,学生处于被动,这无形限制了学生的主动参与,限制了学生的创造性,转变后的生物学科教师是导师的形象,以指导、促进为主,并本文由收集整理参与学生的讨论、学习,在新课程的课堂上,师生之间的合作是极为主要的,没有合作的教学是难以实施新课程的,或者说是无法体现新课程理念的。这就是要求生物学科教师从讲台上下来,成为学生的合作者,不仅是身体走下来,心灵也要走下来,全身心地融入到学生中间去,与学生一起交流,与学生一起活动,师生都在课堂上平等、认真地讲、仔细地分析、热烈地讨论、活动、交流,从而形成一个积极的课堂。生物学科教师与学生合作,也是一种启发、一种帮助。这就要求生物学科教师真正转变教育观念,在课堂教学中做学生的合作者。在与学生的合作中参与,在参与中与学生交流,教学的本质是交往。交往可以激活思维,使学生有效地获取新的知识和能力。所以,生物学科教师在新课程课堂上的角色,应该是学生平等的交流者、活动的参与者、促进者、指导者,只有平等,才能调动课堂师生双向交流的积极性,才有得于交流的流畅。
二、生物学科教师应成为学生课堂学习的合作者和支持者
生物学科教师应成为学生课堂学习的合作者、支持者。学生在课堂学习过程中,随时都可能会遇到、产生许多问题,但由于年龄的特点和经验有限,他们往往还不会归纳事物的特点。这时就需要老师及时的介入和引导,使他们的探索深入下去,从而促进同学们在课堂学习的主动积极性和主动性。生物学科教师和学生之间应通过互相学习和合作共同促进、提高。一方面,生物学科教师要通过自身课改理论的学习和教学实践的结合,提高自身素质;另一方面,生物学科教师应在学生的课堂学习中,通过交流、讨论,解决自己教学的疑惑。同时,这种课堂教和学也使学生学习到他人的经验。这种集体的合作学习,不仅是一种学习经验的积累,更促进个人综合素质的提高。大家应有集体意识、合作意识,心与心连接在一起,形成共同的理想和使命感、共同的价值观、共同的文化及共同的信息,在新课程改革中更积极地投入与探索。
三、在课堂教学中,生物学科教师是民主、平等、和谐的设计者
在课堂教学中,新型的良好师生情感关系,应该是建立在师生个性全面交往基础上的情感关系。它是一种真正的人与人的心灵沟通,是师生互相关爱的结果。它是师生创造性得以充分发挥的催化剂,是促进教师与学生的性情和灵魂提升的沃土。它是一种和谐、真诚和温馨的心理氛围,是真善美的统一体。创造这种新型的师生情感关系,教师要真情对待学生,关心爱护学生,公平地对待学生,尤其对于学业成绩不够理想的学生,教师要多鼓励,多关心,多帮助。新课程要求教师更加注重营建民主、平等、和谐的师生关系,尊重每一位学生做人的尊严和价值,尤其要尊重智力发育迟缓的学生、学业成绩不良的学生、被孤立和自卑的学生、有过错的学生、有严重缺点和缺陷的学生、和自己意见不一致的学生等等。尊重学生同时意味着不伤害学生的自尊心,不体罚、辱骂学生,不训斥、羞辱、嘲笑学生,不随意当众批评学生,不冷落学生。教育本质上应该是民主的教
育,只有民主的教育,才会有学生自我意识的觉悟,传统的教学模式是,上课的老师是权威,学生处于被动地位。而在新课程课堂重,学生的民主、平等意识增强了。所以,生物学科教师要重视营造民主、平等的氛围,多给学生自由活动空间,让学生发现、思考、想象。给学生质疑的权利,唤起更强的民主意识、尊重他人意识、主体意识,突出教学中的双向性、互动性。
四、生物学科教师成为课堂教学的研究者
国家新课标中指出:“生物学科教师在教学过程中以研究者的心态置身于教学情境之中,对自己的教学行为以及教学情境中的问题不断地加以审视反思、研究,提出最贴切的改进意见;使之适应社会和教育的发展。”苏霍姆林斯基说过:“如果你想让生物学科教师的劳动给生物学科教师带来乐趣,使天天上课不至于变成一种单调乏味的义务,那你就应当引导每一位生物学科教师走上从事研究这条幸福的道路上来。”事实上,每一位生物学科教师都有能力对自己教学行为加以反思、研究改进,提出最贴切的改进意见。与外来研究者相比,生物学科教师处在一个极其有利的位置上,有最佳研究机会,在教学实践中,生物学科教师对教学情境中的问题,有着自己的经验化的处理方式。生物学科教师也在不断地进行审视,以适应社会和教育的发展。这个过程是生物学科教师对自己行为的分析与研究的过程。新课程的出现,使教育情境中的问题增多并变得复杂,“生物学科教师即研究者”在新课程背景下就显得尤为重要。
五、生物学科教师是课程的建设者和开发者
关键词: 公共选修课 《当代药物科学》 科学素质
公共选修课是为了拓宽学生的视野,提高他们的人文科学素养而面向全校大学生开设的课程。但目前公共选修课的效果并不理想[1]。如何上好公共选修课是亟待解决的问题。《当代药物科学》是为了使学生接受药学的相关教育,概要地了解药学各学科的发展历史、基本概念、研究领域、研究方法、主要成就及药学的发展前沿和尚未解决的问题,进而对药物及制药行业有一个大致的了解而开设的一门校级公共选修课程[2]。该课程自开设以来得到了学生的好评,先后被评为校级通识教育核心选修课和校级精品课程。如何更好地加强课程建设,让学生在课堂上既学习到丰富的药学知识,又很好地提高学生科学素养是本课程作为理工科的校级公共选修课一直追求的目标。笔者将以《当代药物科学》课程为例,分析问题,希望能对理工科公共选修课的开设提供参考。
1.公共选修课的受众广,学生专业背景各不相同
公共选修课面向全校学生开设,选修该课程的学生涉及各个专业。通过对选修本课程的学生组成进行分析发现,学生中文科生占有很大比例。学生专业背景不同,对药学相关知识的掌握也不尽相同。如何把一门理工科的课程讲深入浅出,既让文科专业的学生听懂并理解,又让理工科专业的学生学习到内容新颖的知识绝非一件容易的事情。因此,对课程设计提出了很高的要求。
2.公共选修课承担传授科学人文精神、提高学生科学素养的任务
公共选修课的主要任务一是拓宽学生的知识面,二是培养学生的科学人文精神,提高学生的科学素养。通过总结该课程的授课经验,笔者认识到,《当代药物科学》课程的内容除了要介绍药学的基本知识和前沿内容之外,还要增加一些关于药物的发展史及药物研发相关的知识,通过药物研发的过程提高学生的科学人文素养,这对各专业学生都非常重要。首先,文科专业学生对自然科学知识的了解比较少。对药物的发展史及药物研发过程进行讲解,可使学生了解到自然科学研究的内容及研究的思维方法。其次,理科专业学生通过对药物发现过程及对科学家科学精神的了解可以提高科学研究兴趣,使其更具有创新精神。
3.精心设计授课内容,重视学生科学素质的培养
《当代药物科学》课程可能涉及的内容可谓浩如烟海,如何从众多的教学素材中选取合适的教学内容,是该课程成功的关键。考虑到公共选修课的特点,笔者在公共选修课的教学内容选择上着重加强了如下几部分。
第一,强化《当代药物科学》课程内容中药物的发展史部分内容。通过该部分内容的讲解,学生了解到人类药学的发展史,认识到药物研发的重要性,与制药产业发展的意义。在该部分内容的讲解中,着重讲解我国古代的药学发展的辉煌历史,及我国近代药学发展滞后的情况,激发学生的爱国激情及为我国科研事业奉献的热情。
第二,加强对药学研究前沿知识的介绍。在该部分内容中重点介绍药物研发中的组合化学、高通量筛选、计算机辅助药物设计、生物制药等相关知识。通过该部分内容的学习,学生可以了解到,药学的进步是科学技术进步的结果,人类的健康长寿需要科学的发展保障,以此激发同学们投身科学研究,为人类的健康事业奋斗的热情。
第三,在课程体系中加强中药相关内容的讲解。通过该部分内容的讲解,学生认识到我国有着光辉的药学发展史,同时,中医中药是我国的宝贵遗产。介绍中药的四性五味、升降沉浮、归经、炮制及中药现代化等内容,让学生了解中医中药的主要内容与科学内涵,增强学生对中医中药的认识及传承中医中药的信心和决心。
第四,在讲解天然药物化学及化学药物内容时,重点讲解一些药物的发现的历史。如在讲解抗疟药物青蒿素时,详细讲解青蒿素发现的历史背景及过程,特别是屠呦呦教授在发现青蒿素过程中所作的贡献。让学生深刻体会到在科学研究中文献调研、大胆假设、认真论证的重要性;在讲解抗肿瘤药物紫杉醇时,重点介绍该药物的发现历史的漫长性,从发现该化合物到该化合物被临床应用于肿瘤的治疗,到全合成,有多少科学家进行过不懈的努力。通过该实例,学生了解了科学研究的长期性和艰巨性。
4.多样化的教学手段是对教学内容的有益补充
公共选修课程一般为大班授课,选课人数一般在100人以上,如何在大班级授课过程中更好地传授人文科学精神,需要采用多样化、合理的教学手段。首先,采用多媒体课件可以强化视听效果,增强学生的感性认识,提高学生的学习兴趣。因此,可以在课堂上适当采用PPT课件,关于药物历史、研发、生产的短片等多媒体手段。其次,演示实验可以增强学生对科学原理和方法的理解,使学生对药物科学产生浓厚兴趣。例如,在讲解到生物碱的提取中可以演示生化法提取茶叶中咖啡因的实验[3]。学生通过该演示实验对升华法提取天然产物的方法有了深刻的理解,同时对药学实验也跃跃欲试,达到了很好的教学效果。再次,课堂讨论可以提高学生学习的积极性、主动性,营造以学生为中心的教学氛围。例如,在讲解抗老年痴呆药物时,首先,给学生讲解老年痴呆疾病是一种多病因的疾病。氧化、金属离子、神经递质的减少、β-淀粉样蛋白、雌激素等因素在老年痴呆的发生发展中都起到重要的作用,目前治疗该疾病的主要药物为乙酰胆碱酯酶抑制剂[4]。然后让学生讨论如何开发出新型的抗老年痴呆的药物。我们惊奇地发现,学生通过短暂的讨论之后能够给出多靶向药物的研究思路[5]。而这是近几年才发展起来的老年痴呆疾病新药的研发方法。因此,让学生对同一个问题进行讨论,充分发挥学生的想象力,对培养学生的科学思维,提高学生的创新能力具有很大的帮助。
公共选修课程的建设需要学生、教师、学校的共同努力。我们从教学内容和教学方法上对《当代药物科学》进行教学改革,希望通过加强课程建设,让学生在课堂上既学习到丰富的药学知识,又很好地提高科学素养,进而将该课程建设成为学生满意的公共选修课程。
参考文献:
[1]黄晓靓.大学公共选修课现状调查与思考.长江大学学报:社会科学版,2012,35:130-131.
[2]史大华,刘玮炜,孙吉佑,陶传洲,跃强,唐丽娟.公共选修课《当代药物科学》的教学初探.中国科教创新导刊,2009:42-42.
[3]杨玉权.用直接升华法从茶叶中提取咖啡因.承德民族师专学报,1994,14:55.
[4]F.K.Salawu,J.T. Umar,A.B.Olokoba,Alzheimer’s disease:A review of recent developments,Annals of African medicine,2011,10:73-79.