利用生物课培养学生的科研素质

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  〔关键词〕 生物教学;科研素质;能力;品质;思维
  〔中图分类号〕 G633.91
  〔文献标识码〕 C
  〔文章编号〕 1004—0463(2008)04(A)—0025—01
  
  生物科学是一门自然科学,它非常注重科学研究,并要求从事各项科学研究的人员必须具有良好的科学研究素质。高中教育阶段则是这种科研素质培养的奠基阶段。在高中时期,利用诸多生物科学研究知识,培养学生良好的科研素质,将会对学生今后的发展大有益处。
  
  一、学生科学研究能力的培养
  
  1. 实验能力的培养。实验能力包括根据实验目的设计和对照、选择材料和用具、进行操作和观察、记录整理数据、分析实验结果等步骤。
  对照实验是研究中常用到的手段,高中《生物》教材中就涉及到许多对照实验。如能加以挖掘,必会对培养学生的实验能力有很大的促进作用。如《绪论》中,教材用植物对重力的刺激发生的反应,论述了根的向地性和茎的背地性,分析时可引导学生思考:植物纵向放置和横向放置发生的反应一定是重力的影响吗?从而引入对照实验的概念:在太空放的植物与在地球横放的植物相比,除重力外,其他因素都相同,而植物没有发生弯曲,所以证明了根的向地性和茎的背地性是重力刺激发生的反应。这种在外太空做的实验就是对照实验。通过此事例可使学生初步了解对照实验是生命科学研究的法宝。
  2. 调查能力的培养。调查能力包括根据调查的目的选择调查对象、随机取样,整理和分析调查数据等。如通过“当地再生资源的开发利用”、“调查人群中的遗传病”、“调查当地水质污染情况”等活动有效地培养学生随机取样、整理和分析调查数据的能力,帮助他们掌握调查的方法。
  3. 观察能力的培养。观察能力包括明确观察目的、选择观察对象、采用适当观察手段、进行分析比较归纳等。例如,达尔文是通过对不同地区的生物样本进行观察比较而得出了生物进化论。通过类似事例的分析,可以使学生明白观察的重要性,特别是教材中各种实验、研究性课题以及实习等,更可使学生增加动手观察的机会,如能加以引导,学生的观察能力必将得到提高。
  
  二、学生良好科研品质的培养
  
  科研工作需要锲而不舍的精神及与人合作的意识,这种精神与意识需要从小培养。高中教育是学生个性品质的定型期,适当地加强培养,有利于学生形成良好的科研品质。
  1. 奉献精神的培养。在教学中,教师有意识地介绍科学家的科研事迹,可促进学生奉献精神的形成。如介绍奥地利遗传学家孟德尔历经八年艰苦努力,提出了遗传的两个基本规律——分离规律及自由组合规律,但不为世人注意,直至死后十多年,才被科学界认可。类似事例的介绍可让学生明确:正是众多科学家的默默工作、无私奉献,才推动了科学的进步。
  2. 合作意识的培养。现代科学的研究成果,基本上都是由不同专业甚至不同学科的科学家共同努力取得的。如现代奖一般都是由几个科学家共同分享。从罗伯特·虎克发现细胞以及往后的细胞核和原生质的发现及电子显微镜的发明,都生动地说明了生物科学与物理科学的息息相关。在给学生讲授这些过程时,不可避免地会涉及到不同学科科学家之间的合作,而这种合作的重要性则会给学生以深刻的启发。
  3. 韧性意识的培养。生物学史上,凡是重大规律的发现大都需要经过反复地实验、修改、论证才能确立。如克隆羊“多利”就经过了二百多次的失败才来到世上;生物遗传的两个基本规律经过孟德尔整整八年的不懈努力才得以发现。科学家的努力钻研和坚韧毅力将使学生深受教育。
  
  三、学生创新思维的培养
  
  “读书贵有疑”。如果一个人不能突破先人和教科书的思想框框,那么他自己将很难有所建树。在教学过程中,不断地引导学生大胆思维、敢于创新,将对他们的思维培养大有益处。
  1. 列举一些科学知识上的矛盾,引发学生的发散思维。例如,教材中定义核酸为一切生物的遗传物质,但近年来却发现“疯牛病”的病原体只有蛋白质,而没有核酸,这就与此定义形成了矛盾。通过诸如此类的事例引申到其他学科的一些例子,向学生表明,任何一种学说都很难说是至善至美的,需要我们不断地进行补充乃至推翻,才能使科学不断进步。
  2. 介绍科学家大胆地想象、丰富地联想、创造性地解决科学难题的事例。例如,在酶的发现部分介绍斯巴兰让尼研究鹰的消化作用的实验;引导学生讨论光合作用发现过程中恩格尔曼的实验。
  3. 挖掘教材。充分挖掘教材中综合性较强的知识信息作为思维训练的材料,注重变换问题设计的角度和表达方式,多设计有利于学生进行发散、逆向、直觉思维的问题,在诱发、引导学生思考、解答问题时,尽量减少限制因素,使学生展开思路,鼓励学生自己分析、综合想象以及用非常规的方式、方法表达意见。
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