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中图分类号:G633.91 文献标识码:A 文章编号:1672-8882(2012)02-105-01
如何就高中生物课本中编写的生物科学史开展学生的生物科学素养培养,笔者在教学中作了一些尝试,下面谈谈个人的一些做法和体会。
人教版生物必修Ⅰ第五章第4节的教材编排中,在学生学习光合作用的原理和应用之前介绍了“光合作用的探究历程”,本节教学内容难就难在教材上没有把每一个实验设计的思路讲出来,如普利斯特利的实验:为什么设计把植物和燃烧的蜡烛或小白鼠放在一起进行实验？该实验的假设（能从空气中得到某些物质）和实验结论（植物可以更新空气）关系不明显。有人重复普利斯特利的实验,为什么得出相反的结论？英格豪斯为什么做了500多次植物更新空气的实验才得出结论的？萨克斯的实验凭什么要鉴定淀粉？鲁宾和卡门的实验为什么要分别标记CO2中的氧和H2O中的氧？学生在学习探究过程中都会觉得很难理解。
我们在教学过程中,围绕对几个经典实验的探讨分析,再现科学家们探究光合作用的历程,通过“提出问题-探究问题-解决问题”的过程推进,引导学生领悟科学家的思维过程和实验方法,既促进了学生对光合作用实质的认识,又可以引导学生明确在科学探究过程中如何提出问题和解决问题。
在上“光合作用的原理和应用”的第一课时,我们首先让学生通过对光合作用概念的阅读和理解得出光合作用的原料、产物、条件和场所。随后指出:“为得出光合作用的概念,科学家们可花费了300多年的探索。下面就让我们一起来重温这段光合作用的探究历程,推测科学家当时是怎么想的,又是怎么做的吧。”接着我们开始让学生们认真阅读课本101面的第二自然段,然后问道:“请你们推测一下普利斯特利当时为什么会想到做这个实验呢？”一时间教室里学生们小声议论起来,有说灵感的,有说想知道植物能否从空气中得到什么的,有说想使蜡烛在持续燃烧或让小白鼠在玻璃罩中成活的,也有说想证实植物是否能更新空气呗,还有的则茫然不知,对此我并未做直接回复,而是介绍了海尔蒙特的柳树实验及其猜想,也说到了在生活中类似于玻璃罩中的蜡烛难以燃烧、玻璃罩中的小白鼠难以成活的一些实例。于是乎学生们明白了普利斯特利的实验是想巧妙利用生活中实例做改进来解决海尔蒙特提出的猜想:植物可以从空气中获得获得建造自身的原料。:“那么有谁知道当时的普利斯特利做了几组实验？”学生们有说两组的,有说三组的,也有说四组的,我们让他们回头再看看普利斯特利的实验结论,于是乎学生们的看法经过纷争后逐步统一到四组上,“那么再请大家按座位和同坐及座位前后的同学们一起讨论一下各组实验都有什么现象？”随着学生们的一阵讨论后,我们请一个学生代表她们组说了她的想法:“只有蜡烛的玻璃罩中,蜡烛会熄灭,同时放有蜡烛和植物的玻璃罩中蜡烛会继续燃烧;只有小白鼠的玻璃罩中,小白鼠会死亡,同时放有小白鼠和植物的玻璃罩中,小白鼠不会死亡”。当我们再问“有植物和无植物的实验起什么作用？”时,学生们很快知道是对照了。 一串问题后的一番探究,对于对照实验的设计方法以及实验现象和实验结论的关系,学生们有了进一步的理解,就普利斯特利的实验从提出问题到解决问题学生有了一个完整的了解。
在完成普利斯特利实验的有关讨论后,我们并没有直接去和学生们探讨为什么有人重复普利斯特利的实验却得到完全相反的结论,而是让学生们阅读了101面的第三自然段,随后我们又展开了一系列的问题探讨。先后提出了如下几个问题和学生们一起讨论:“英格豪斯实验前提出了什么问题？”“得出普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功的结论英格豪斯应怎样来设计实验方案？” “得出植物体只有绿叶才能更新空气的结论英格豪斯又该怎样来设计实验方案？”“猜想一下有人在重复普利斯特利实验后得出植物也能使空气变污浊的实验方案与普利斯特利有何不同？”“英格豪斯只做一二次实验能得出他的结论吗？”“你能推出英格豪斯的实验结论吗？”“英格豪斯的实验后为什么又过了大约六年人们才知道绿叶在光下能吸收二氧化碳,发出氧气？”一系列的问题串提出之后,课堂上纷纷活跃起来,大家各抒己见,有时还发生争论,有的对别人的说法作修正,逐步地观点变得统一起来,大家猜到了英格豪斯的想法,明白了正是科学家的执着和付出才使科学不断发展,增加了对学科研究的进一步理解,对英格豪斯的实验从提出问题、探究问题到解决问题有了较完整的了解。采取同样的方法通过问题探讨的方式从实验前提出的什么问题、采取了什么方案来探索问题的答案、实验方案实施的需要哪些前提条件、实验方案如何实施、发现了什么现象、得出了什么结论等等方面着手,分别再现了萨克斯、鲁宾和卡门、卡尔文的实验探究过程。
本节课的教学以光合作用的探究历程为主线,利用情景再现、问题探讨等形式,分别对课本上介绍的有关光合作用发现的几个经典实验从“提出问题——设计方案探究问题——观察现象——得出结论并解决问题”等方面和学生们一起进行了课堂探究,让学生们沿着当年科学家的探索之路,分析当年科学家们面对的问题,揣摩科学家们的思维,领悟科学研究的思路和方法,感受到科学探究的艰辛（受当时科学发展水平的限制,需要几百次甚至上千次的实验和失败）,体会到科学家对科学的执着和献身精神。有效避免了教材中几个思维不太连贯的独立实验对于教学中学生们理解的困难,也可以避免学生们在阅读教材时对于空洞文字的枯燥和厌烦。
在新编高中生物教材中,科学史介绍有很多,诸如“DNA是主要遗传物质的探究过程”、“遗传规律的发现过程”等,这些都可以进行如上方式的教学尝试,这不但会加深学生们对于相关知识的理解,而且使学生们在学习中领悟到科学研究的方法和精神,培养了学生们的探究能力和创新精神,优化了学生们的情感态度和价值观。
如何就高中生物课本中编写的生物科学史开展学生的生物科学素养培养,笔者在教学中作了一些尝试,下面谈谈个人的一些做法和体会。
人教版生物必修Ⅰ第五章第4节的教材编排中,在学生学习光合作用的原理和应用之前介绍了“光合作用的探究历程”,本节教学内容难就难在教材上没有把每一个实验设计的思路讲出来,如普利斯特利的实验:为什么设计把植物和燃烧的蜡烛或小白鼠放在一起进行实验？该实验的假设（能从空气中得到某些物质）和实验结论（植物可以更新空气）关系不明显。有人重复普利斯特利的实验,为什么得出相反的结论？英格豪斯为什么做了500多次植物更新空气的实验才得出结论的？萨克斯的实验凭什么要鉴定淀粉？鲁宾和卡门的实验为什么要分别标记CO2中的氧和H2O中的氧？学生在学习探究过程中都会觉得很难理解。
我们在教学过程中,围绕对几个经典实验的探讨分析,再现科学家们探究光合作用的历程,通过“提出问题-探究问题-解决问题”的过程推进,引导学生领悟科学家的思维过程和实验方法,既促进了学生对光合作用实质的认识,又可以引导学生明确在科学探究过程中如何提出问题和解决问题。
在上“光合作用的原理和应用”的第一课时,我们首先让学生通过对光合作用概念的阅读和理解得出光合作用的原料、产物、条件和场所。随后指出:“为得出光合作用的概念,科学家们可花费了300多年的探索。下面就让我们一起来重温这段光合作用的探究历程,推测科学家当时是怎么想的,又是怎么做的吧。”接着我们开始让学生们认真阅读课本101面的第二自然段,然后问道:“请你们推测一下普利斯特利当时为什么会想到做这个实验呢？”一时间教室里学生们小声议论起来,有说灵感的,有说想知道植物能否从空气中得到什么的,有说想使蜡烛在持续燃烧或让小白鼠在玻璃罩中成活的,也有说想证实植物是否能更新空气呗,还有的则茫然不知,对此我并未做直接回复,而是介绍了海尔蒙特的柳树实验及其猜想,也说到了在生活中类似于玻璃罩中的蜡烛难以燃烧、玻璃罩中的小白鼠难以成活的一些实例。于是乎学生们明白了普利斯特利的实验是想巧妙利用生活中实例做改进来解决海尔蒙特提出的猜想:植物可以从空气中获得获得建造自身的原料。:“那么有谁知道当时的普利斯特利做了几组实验？”学生们有说两组的,有说三组的,也有说四组的,我们让他们回头再看看普利斯特利的实验结论,于是乎学生们的看法经过纷争后逐步统一到四组上,“那么再请大家按座位和同坐及座位前后的同学们一起讨论一下各组实验都有什么现象？”随着学生们的一阵讨论后,我们请一个学生代表她们组说了她的想法:“只有蜡烛的玻璃罩中,蜡烛会熄灭,同时放有蜡烛和植物的玻璃罩中蜡烛会继续燃烧;只有小白鼠的玻璃罩中,小白鼠会死亡,同时放有小白鼠和植物的玻璃罩中,小白鼠不会死亡”。当我们再问“有植物和无植物的实验起什么作用？”时,学生们很快知道是对照了。 一串问题后的一番探究,对于对照实验的设计方法以及实验现象和实验结论的关系,学生们有了进一步的理解,就普利斯特利的实验从提出问题到解决问题学生有了一个完整的了解。
在完成普利斯特利实验的有关讨论后,我们并没有直接去和学生们探讨为什么有人重复普利斯特利的实验却得到完全相反的结论,而是让学生们阅读了101面的第三自然段,随后我们又展开了一系列的问题探讨。先后提出了如下几个问题和学生们一起讨论:“英格豪斯实验前提出了什么问题？”“得出普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功的结论英格豪斯应怎样来设计实验方案？” “得出植物体只有绿叶才能更新空气的结论英格豪斯又该怎样来设计实验方案？”“猜想一下有人在重复普利斯特利实验后得出植物也能使空气变污浊的实验方案与普利斯特利有何不同？”“英格豪斯只做一二次实验能得出他的结论吗？”“你能推出英格豪斯的实验结论吗？”“英格豪斯的实验后为什么又过了大约六年人们才知道绿叶在光下能吸收二氧化碳,发出氧气？”一系列的问题串提出之后,课堂上纷纷活跃起来,大家各抒己见,有时还发生争论,有的对别人的说法作修正,逐步地观点变得统一起来,大家猜到了英格豪斯的想法,明白了正是科学家的执着和付出才使科学不断发展,增加了对学科研究的进一步理解,对英格豪斯的实验从提出问题、探究问题到解决问题有了较完整的了解。采取同样的方法通过问题探讨的方式从实验前提出的什么问题、采取了什么方案来探索问题的答案、实验方案实施的需要哪些前提条件、实验方案如何实施、发现了什么现象、得出了什么结论等等方面着手,分别再现了萨克斯、鲁宾和卡门、卡尔文的实验探究过程。
本节课的教学以光合作用的探究历程为主线,利用情景再现、问题探讨等形式,分别对课本上介绍的有关光合作用发现的几个经典实验从“提出问题——设计方案探究问题——观察现象——得出结论并解决问题”等方面和学生们一起进行了课堂探究,让学生们沿着当年科学家的探索之路,分析当年科学家们面对的问题,揣摩科学家们的思维,领悟科学研究的思路和方法,感受到科学探究的艰辛（受当时科学发展水平的限制,需要几百次甚至上千次的实验和失败）,体会到科学家对科学的执着和献身精神。有效避免了教材中几个思维不太连贯的独立实验对于教学中学生们理解的困难,也可以避免学生们在阅读教材时对于空洞文字的枯燥和厌烦。
在新编高中生物教材中,科学史介绍有很多,诸如“DNA是主要遗传物质的探究过程”、“遗传规律的发现过程”等,这些都可以进行如上方式的教学尝试,这不但会加深学生们对于相关知识的理解,而且使学生们在学习中领悟到科学研究的方法和精神,培养了学生们的探究能力和创新精神,优化了学生们的情感态度和价值观。