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高中生物科学研究方法总结范文1
关键词：高中生物；教学；科学探究能力
新《高中生物课程标准》明确指出：在高中生物教学中要通过自主、合作、探究的教学模式，培养学生的科学探究能力[1]。在传统的高中生物教学过程中，教师一般都是照本宣科，以教师的讲授为中心，学生处于被动地接受知识的地位。这种教学模式无视学生的主观感受，严重阻碍着学生探究能力的培养。新的高中生物课程标准给出了一个新的教学思路，这便需要教师改变教学方式，在教学过程中注意启发学生对知识进行主动探究，培养学生科学探究能力的形成，提升学生的生物科学素养。
一、借助各种教学工具，使教学更具直观性
教师应当积极为探究活动创设情境，生物教学的直观教学工具有标本、模型、挂图、幻灯片、录音录像等。借助各种各样的教学工具，可以使教学内容更加直观，使课堂内容对学生更加有吸引力。另外，实现教学手段的现代化，能够更好地使学生集中注意力，激发学生主动学习的热情。但是如果直观教具出现得太早或者使用不当，反而会使学生将注意力全部集中到教学工具上，而忽视了对知识本身的关注。因此教师在使用教学工具时，可以先对教学的内容进行讲解，引导学生对有关的教学内容进行交流和讨论，使学生提出相关的问题或者由教师总结本课程中应当解决的问题，然后通过借助各种教学工具，引导学生独立自主地进行探索。例如在讲解DNA的结构时，教师可以先将本节课需要学习的内容大概进行描述，然后引导学生提出课堂中应当解决的问题，进而通过让学生观察模型和挂图等方式，使学生能够积极主动地进行探索学习。
二、培养学生的问题意识
在高中生物教学的过程中，应当着重培养学生的问题意识，学生在接触到一个课题的时候能够经过思考提出自己的问题，便是对问题进行探究的前提条件。学生在带着问题进行学习时，可以自发地进行知识的探究。教师在教学过程中，应当注意引导帮助学生学习生物科学的探究方法，以学生为主体，让学生能够参与到知识的探索过程中，在自主的探索过程中解答自身提出的问题并验证自己的想法，而不是由教师强行将知识点灌输给学生。
教师的启发应当以激发学生的学习兴趣为主，在对课堂知识产生兴趣的前提下，学生才能够提出自己的问题并进行探究。因此，教师要严格遵循引导、合作、自主与创新的原则来引领学生完成生物科学的探究过程[2]。教师应当精心设计课堂教学内容和方式，引导学生的独立思考，使学生能够积极地投入到知识的探究过程之中。比如，在学习基因和遗传时，教师可以向学生提供许多的遗传上的例子以引导学生提出问题，单眼皮的父母能否生出双眼皮的子女？决定男女性别的是父亲还是母亲？这些问题常常可以使学生产生学习的兴趣，在学生带着这些问题进行思考并进行探究学习时，便可以更好地掌握知识点，提高学习效率。
三、注重实验操作，提高学生的动手能力
进行实验操作是培养学生探究能力的重要手段，是学生将课堂上学习的知识进行分析验证的过程，学生在亲自动手操作的过程中可以将自身观察到的现象与书本上学习的知识进行对比，发现问题，并进一步进行探究，从而在增强实验技能的同时提高科学探究能力。高中生一般都具备了一定的动手操作能力，教师应当尽可能地让学生动手完成实验的全部过程。教师可以让学生根据实验主题，自主设计有关的实验方案，并分小组进行实验，学生在实验的过程中，通过充分的交流讨论，互换各自的意见，使学生的学习兴趣更加浓厚，能够更加认真地投入到知识的探索之中。
教师在实验课程的设置上，要注重充分培养学生的科学探究能力，让学生能够在实验中了解科学研究的过程，掌握科学研究方法，进而提高科学研究素养。例如在做“洋葱细胞的质壁分离与复原”实验时，教师应当引导学生思考，鼓励学生自主设计实验方案并进行实施，而对于学生的实际操作则不应多加干涉，学生在实验成功时可以加深对课堂知识的理解，在实验失败时，教师应当引导学生独立思考寻找失败的原因，从而培养学生的科学探究能力。通过实验，学生不仅能够学习植物质壁分离与复原的知识，同时还学会了通过科学实验来发现规律的研究方法，从而提高了科研研究素养。
四、将教学内容与生活密切联系
生物知识来源于人类的生活，高中生物教学也不能脱离生活，只有与现实生活进行紧密联系，能够以生物学的知识解释现实生活中的现象，生物学的研究才具有意义。要使生物课堂更有生命力，教师应当注意将课堂的内容与日常生活进行联系，使学生能够学会结合现实的生活来发现生物问题，解释生物问题，以此达到掌握知识的目的。
教师在生物教学的过程中，要善于发现和挖掘与日常生活有关的内容，能够从日常生活的现象中选择教学素材，使生物学更加有生活气息，使知识内容不再枯燥无味，以此激发学生的学习热情，让学生能够主动参与到知识的探究活动中，并且提高运用生物学知识解决日常生活问题的能力。比如在讲述营养物质代谢这一课程时，教师可以引入日常的生活问题来创设一些教学情境：牛奶应该在吃面包前喝还是吃面包后喝？减肥时最应该减少哪种食物的摄入？通过提出这些日常生活中会遇到的问题来激发学生的兴趣，带着这些问题进行思考学习，最终通过学生的探究得出结论。在这个过程中，学生能够独立自主地对问题进行探究，不仅能够加深对所学知识的理解，还有助于培养学生的科学探究能力。
五、总结
高中生物教学应当注重培养学生的学习兴趣、问题意识、动手操作能力、运用生物学知识解释生活现象的能力，在此基础上使学生掌握科学的探索方法，进而培养学生的科学探究能力，为此，教师可以借助各种教学工具和先进的教学技术，采用科学合理的教学模式。
参考文献：
[1]王雪梅.生物教学中培养学生科学探究能力的教学研究[D].首都师范大学，2011.
[2]马青.高中生物教学中培养学生的科学探究能力[J].理科考试研究，2016（7）.
高中生物科学研究方法总结范文2
科学精神对我们的思想和行为有引导作用，人类的进步有赖于科学知识。而高中阶段又是学生学习科学知识的重要时期，高中生物科学包含生物学定义、原理和事实，通过生物课堂有助于学生生物科学精神的形成。本文就本人多年来的高中生物教学体会，特总结以下几种培养学生生物科学精神的方法：
一、通过生物教材，培养学生的科学精神
高中生物课程中富含很多科学知识和科学研究的步骤、方式。比如，孟德尔在进行豌豆杂交试验时，通过8年的时间，发现了生物遗传中的分离和自由组合规律；我国科学家袁隆平通过水稻杂交的方式将水稻的亩产量提高，因而解决了我国人民的温饱问题。教师可以利用这些实例，教导学生要养成认真观察、细心思考、大胆试验的科学精神，善于发现自然世界中隐藏的秘密，并利用这些奥秘服务于人类。这些教材内容，能够拓宽学生的视野，在科学精神的熏陶下，学生的科学态度和思想将得到锻炼和提高。
二、将生物知识应用于生活，培养学生的科学精神
学习科学知识主要是为了应用于生活实践。高中生物课程中有许多内容跟生活密切联系，教师可以利用这些知识积极引导学生，使学生具有科学的应用思想和应用能力。比如，农业上农作物产量提高的主要方式就是利用提高植物光合作用的利用率，间作套种、合理密植；遗传学中人类研究DNA密码，促使人类提前预防疾病。教师讲述这些知识时，不仅要将这些知识的基本原理告诉学生，还要让学生知道学会了生物学知识就可以协调人与自然的关系，将这些知识应用于实际，可以为人类造福，让学生们理解学习生物知识的作用和意义。
三、通过生物学中的科学发现过程，培养学生崇尚科学的精神
发现实际生活中常见的生物应用过程是复杂和曲折的。这些故事可以激发学生的好奇心，引发学生的求知渴望，培养学生崇尚科学的态度。
案例一：青霉素是广泛应用在治疗疾病的一种药物，弗莱明最初也是在试验中偶然发现了溶菌酶。患感冒的弗莱明某天观察培养皿中的菌种，突然将流出的鼻黏液加到了其中一个培养皿里，后来黏液周围的细菌被溶解掉，进而发现了溶菌酶。
案例二：詹纳通过细心的观察和冷静的思考，发现了牛痘能够预防天花，从而极大地降低了天花的死亡率。教师通过讲解这些生物的发现过程，使学生养成观察生命现象的热情，并积极探索生物科学领域。
四、通过生物实验，使学生养成求真务实、严谨的科学精神
生物科学知识大都是在众多的生物实验基础上发现的，通过实验可以培养学生求真务实、严谨的科学精神。
1. 在实验过程中，教师要充分利用实验带来的直观效应使学生养成敏锐的探究能力，刺激学生的学习兴趣。生物课中进行分组实验时，教师要让学生掌握正确的观察方法，进而使学生形成谨慎的科学态度。比如，在探索生物酶的作用时，要让学生掌握操作技巧，了解原理和方法，培养学生严谨的生物实验精神。生物科学的发现偶然性和必然性的结合，但是严谨认真的科学精神是发现这些的基本条件。
2. 培养学生单独进行和设计实验的能力。生物课程的实验性要求学生要有独立操作和设计实验的能力。教师在指导学生进行实验操作的时候，鼓励学生多动手，多实践，严格地进行实验操作，仔细观察和记录，对实验现象和实验数据进行有效的分析，得出相对应的实验结论。学生进行实验的过程中，有的试验成功，有的试验因为某些原因失败了，学生要善于总结经验教训，然后在不断反思中进步。
3. 通过实验培养学生的求实精神。由于某些原因导致无法实行实验的预见方案，也未能出现预见的实验现象，教师最好不要直接告诉学生原因，也不要停止学生的实验，而要正确引导学生找出原因，修改方案，找到解决方法，养成学生求实的科学精神。
五、在生物教学中，促使学生对科学养成坚持不懈的追求精神
高中生物科学研究方法总结范文3
【关键词】生物；教学；实践
研究性学习是以培养学生的创新精神和实践能力为根本出发点，将这一全新的学习方式带进生物课堂教学中，这是学习方式的变革，也是从培养学生单纯地掌握知识转向解决实际问题的能力的转变。以往的学习方式多数是以获得系统生物学知识为主，目的在于增加学生的知识储备，培养学生的应试能力。而在研究性学习活动中，学生不仅自主建构生物学科的知识体系，而且能培养自己综合运用生物学知识解决实际问题的能力。在高中生物教学中，开展综合实践活动有以下几个特点。
一、从封闭走向开放
高中生物研究性学习是在学科知识基础上，扩展学生学习的机会与经验，围绕生物学问题进行综合性学习方式。
学习的内容呈现开放性。学生在探究中，从课题的选取、资料的收集、方案的提出、探究过程的实施、到成果的交流，都充分体现自主性，教师是引导者和协助者，是开展综合实践活动的全程指导者。
学习形式从规定性转向开放性。教师不再规定“动作”，而是学生根据自己的课题特点灵活运用，可以采取个人独立完成、小组集体攻关等多种形式，可以调查研究、实验查证或理论探讨，使课程成为“体验课程”，师生成为“学习的共同体”。
在此教学过程中，教师要改变传统的教学方法，努力提高自身素养，引导学生通过讨论、探究、实验等多种形式，鼓励学生积极主动的学习。
高中生物研究性学习不仅注重学习的结果，更注重学生在学习过程中的体验、参与程度与协作精神以及学习过程中所体现出来的创新精神和实践能力。
在评价方式上，评价时教师应注重过程性评价与总结性评价相结合；定性评价与定量评价相结合；自评与他评相结合等开放的评价方式。这样通过多元化的评价方式引导学生充分发展。
二、积极开展探究性实验
探究性实验是高中生物教学中开展研究性学习的主要形式，在不破坏学科知识的逻辑性和系统性同时，教师应适当穿插一些与生物学科教学内容有关的实验小专题的探究活动。
学生所选取研究性课题可以是高中生物课本中的探究性实验，还可以是课本中介绍有关知识作铺垫的验证性实验的转换。在实际操作上主要经历3个阶段：进入问题情境—实践体验—表达交流。例如，关于影响酶活性的探究性实验专题，以“探究低温对过氧化氢酶活性的影响”为例：现象观察（鲜肝煮熟后不能催化H2O2分解上联想并提出问题（低温是否影响酶活性）——作出假设（低温下酶活性弱等）一预期实验结果—设计实验（对照原则、单因子变量原则、重复原则，以及设计并绘制数据记录表等）--实验材料的准备和实施实验—结果的获取和分析（结果是否支持假设）。这一过程由学生小组讨论并实施，体现了基本的探究程序。初始阶段，教师结合实例对学生进行科学探究基本过程的辅导是必要的，否则探究就可能显得零乱无序、不知所措。另一方面，教师又必须让学生了解科学研究是错综复杂的。
这些探究活动课题通常较小，常围绕生物学科某个概念或原理进行。探究课题有的来自生物教材，有的来自学生的实际生活，活动多随堂进行，更多地体现了“稳态的探究”特征，即在一定的科学原理的指导下，发现并积累知识，原理本身被认为是正确无误的。
在学生开展活动时，教师不仅要正确引导，促进他们发散思维，还要渗透科学探究的“神”，即科学探究的求知精神、进取精神和求实精神，以便学生从探究学习过程中领悟科学探究的本质，形成正确的科学态度，否则研究性学习就会演变成徒有形式的机械训练，无法使学生体验探究的乐趣，最终导致他们丧失学习生物学的兴趣和热情。
三、引入生物科学史的学习
科学不仅是关于自然奥秘的知识体系，而且是人类p&q自然不断变化发展的过程。生物学概念和原理既是研究性学习的基础，又可作为探究的对象。学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物界的轨迹，了解科学家怎样发现问题、分析问题、解决问题，理解科学的本质和生命科学研究的方法，感悟和体验科学家的创造性思维和探索精神。教师利用极其丰富的生物科学史材料进行探究，是开展生物学研究性学习常用的方法之一。
四、围绕科技资讯开展研究性学习
生物学教学中的探究的形式有多种，除实验探究和科学史模拟探究外，还有生物科技新进展的科技资讯探究等。这类课题的探究能引导学生关注社会、经济、科技和生活中的生物学问题，体现STS精神。教师从科技（科普）杂志或互联网上选取社会关注的、与生物学有关的理论，围绕科学探究过程的特点设计一系列的问题（或在提供铺垫的基础上让学生发现并提出问题），引导学生深入思考、分析、讨论，不断寻找证据以深入解决问题的思路和方法，从而提高学生对科学。过程本质特征的i&N，发展学生的逻辑思维能力和批判性思维能力。诸如：转基因动物的培育，转基因食品安全性研究，人类对湿地生态系统的影响，疯牛病、非典的病原体研究等。
高中生物科学研究方法总结范文4
科技论文；生物科学素养；文献检索
高中生物学教学使用的教材以及生物科技书籍与生物科技新进展存在较大的时差，将生物科技论文中的新观点、新作法，以及相关的新知识、新成果和新应用传播给学生，可促进学生对不断发展的生物科学及其研究的理解和应用，引导学生主动学习，提高生物学学习能力和生物科学素养。
一、科技论文的概述
所谓科技论文是指论证、描述运用科学技术，开展科学研究，获得一定科研成果的学术性文章。中国国家标准GB7713-87明确指出：“学术论文是某一学术课题在实验性、理论性或观测性上具有新的科学研究成果或创新见解和知识的科学记录；或是某种已知原理应用于实际中取得新进展的科学总结，用以提供学术会议上宣读、交流或讨论；或在学术刊物上发表；或做其他用途的书面文件。”科技论文能体现最新的科技成果及科技发展，科技成果已广泛运用于生产、生活。在高中生物学教学中，有效地运用科技论文，能激发学生的探究欲望，促进学生对生物学的认识，提高生物科学素养。
二、科技论文的选择
应选择近期发表的较高水平的科技论文，注意选择研究角度新颖、涉及生物学热点话题的研究文章。如学习有关育种知识时，介绍有关华中农业大学科研人员克隆出控制水稻光敏感核不育的基因pms3，该科研成果可加速水稻“两系”不育系培育，促进作物杂种优势利用。引导学生由此相关信息为主题，检索有关科技论文，让学生获取科学性、权威性的基因工程育种的最新科学进展。
还应注意选择有关促进社会、生产、生活等方面研究的科技论文。例如，在学习“生态环境的保护”时，根据不断加剧的“雾霾”天气，引导学生学习《北京一次持续性雾霾过程的阶段性特征及影响因子分析》，帮助学生了解北京地区持续性雾霾天气过程中的气象因素和气溶胶演变特征。学生结合“雾霾”天气亲身体验，加深了对“雾霾”天气的了解，提高保护环境的意识，有利于学生掌握生物科学知识，运用所学的知识解决现实生活中的问题。许多实验验证性的科技论文包含有实验材料、实验方法、实验结果、讨论和结论，不仅具有科学的、最新的实验技术和方法，还有翔实的实验数据，让学生易于理解实验过程、实验数据和结论之间的关系，体现科技论文的应用价值与社会意义。
三、科技论文的教学应用
首先在课堂上为每位学生提供一份论文，要求学生围绕“文章的研究的目、研究的对象、研究的结论或结果、研究的问题对社会或研究领域有什么影响”等一系列问题进行阅读，培养学生快速地获取有关信息的 能力。
然后指导学生罗列论文中相关的生物学概念和难理解的专业名词，并尝试理清生物学概念与难理解的专业名词之间的关系，通过新情境的构建，培养学生对知识的理解、分析、应用等迁移能力，为理解实验和科学进展打下良好基础。
科技论文表述的实验原理和步骤等具有前瞻性，专业性比较强，学生难以理解。课堂教学时教师应简要地解释实验过程，引导学生理解新的实验方法和实验设计，尝试用通俗易懂的文字简化复杂的实验条件和方法，设计相关类似的实验，提高学生的实验设计能力。
四、科技论文的教育价值
1.促进学生学会文献检索
指导学生从公共媒体如报纸、公共科学杂志，比如《新科学家》《科学新闻》或者中国知网等相关网站，采用“文献检索方法”“数据库检索方法”“出版物检索方法”，使用关键词搜索，在论文期刊上网站上或搜寻合适的论文，比如早期原创性研究论文，进行对比阅读，培养学生学会求知、学会学习，掌握认识世界的工具、学会最迅速、最有效地获取信息、处理信息和运用信息的能力。
2.促进学生对生物学核心概念的掌握
高中生物核心概念是建立在一般概念、原理和规律之上的对生物学核心问题认识和理解，从不同的角度阐释生命的本质，有利于帮助学生理解与掌握生物学主干知识。在有关“光合作用、呼吸作用”等核心概念学习中，以关键词“光合作用、呼吸作用、影响光合作用、呼吸作用速率等”检索到《不同营养条件对金鱼藻净化作用及其生理生态的影响》《静止和充气培养条件下光强对龙须菜光合生理效应的影响》等科技论文，通过学习，拓宽视野，加深对光合作用速率、光合效率、净光合作用速率等生物学核心概念理解和掌握。
3.提高学生图文转换和图表处理能力
生物科学经常以生物绘图或图表方式呈现科学研究方法或成果，在教学中尝试将论文的数据用简化的图表进行特殊处理，剔除冗余信息，并将图表与文字相结合，培养学生科学思维和习惯，提高图文转换和图表处理能力，加深对新的科学实验的理解。
4.提高学生解决问题能力
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1.科学探究方法。生物科学探究的一般方法和过程包括：提出问题、作出假设、制定计划、收集证据、得出结论、讨论和交流。教师在教学过程中，不仅要教授知识，更应该注意培养学生发现问题的能力，或者说是获得知识的能力。学生发现问题后能够首先对问题进行思考，尝试解决问题。当已有知识无法解决问题时，教师要引导其独立思考，提出自己的猜测和假设，再设计实验来验证自己的假设，这个过程就是在进行科学探究。在这个发现问题、解决问题的过程中，学生不仅获得了新的知识，还培养了获得知识的能力。最后，教师再引导学生对整个过程进行总结和反思，以巩固和促进。在高中学习阶段，科学探究过程中设计的实验方法和技能学生不需要全部掌握，但最重要的是要具有科学的思维，对科学探究过程有整体上的把握和理解。
2.STS观念。科学、技术与社会（science,tech-nologyandsociety,STS）的相互作用，是生物科学乃至科学的一个重要维度，对学生生物科学素养的培养有重要影响。科学进步推动技术的创新，技术的创新又反作用于科学的进步，两者相互促进。这在高中生物教学中也有很直接的体现。例如，光学显微镜的发明使得人们对生物体结构的认识进入细胞水平，而电子显微镜的发明又使得人们对细胞的认识深入到了亚显微结构。同时，科学、技术的发展也推动着社会的进步，社会的进步也反作用于科学、技术的发展，二者相辅相成。如对生物体结构和功能的认识的不断深入，让人们对各种疾病有了更多认识和治疗方法。同时，为了寻找这些解决方法，又不断促进了生物科学的发展。在生物课堂上，教师应该多注意渗透STS方面的内容。
二、生物科学素养培养的目标
《普通高中生物课程标准（实验）》中对生物课程目标作出了规定，包括知识目标、能力目标、情感态度与价值观目标。这三维目标，同时也是生物科学素养培养的目标。
三、生物科学素养培养的方法
1.探究式教学。学生的探究式学习是指学生对于问题自主地去研究，通过科学探究的过程获得科学上的知识，同时在这个过程中获得探究能力，从而形成科学概念，培养科学态度。教师的探究式教学则是使学生通过自己的努力来解决问题或回答问题，保持学生的好奇心，让学生参与需要高水平认知和技能的活动，形成积极对待科学的态度，为学生提供具体的经验。生物是一门实验的科学，或者说是探究的科学。科学探究活动能够使学生主动地获取生物科学知识，体验科学过程与运用一定的科学方法，能更好地理解科学的本质，有助于形成一定的科学探究能力以及科学态度。前述的科学探究一般过程是针对于实验探究而言的，但在课堂教学中也同样适用。课前教师提出问题，学生针对问题进行思考、讨论，提出自己或者小组的推测。然后在课堂上，由教师带领学生一起，通过实例或者示范实验来验证之前的推测，从而得出结论、解决问题，也即探究式的教学和学习。
2.增加科学发展史。生物科学的发展史就是自然科学的探究史。传统的生物教学过程中，注重结论的介绍和记忆，而忽视了得出结论的过程。这让学生失去了对科学历程、科学精神、科学家的意志品格等多方面的了解，把多元化的生物科学变成了单一的生物知识点。在高中生物教材中，有很多内容提到了相关科学发展史。如光合作用的发现过程、矿质元素的发现故事等。教师带领学生了解生物科学的历史，有助于培养学生对于生物科学的兴趣，激励学生沿着科学家的探索道路，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。这对于培养学生的生物科学素养具有重要的意义。
3.渗透STS教育。一方面，在生物教学过程中，教师应注意把生物科学知识融入当今社会生活的发展中，以开阔学生视野，培养学生的社会责任感。如选择一些与生物学相关的社会热点问题及人类所面临的共同难题，如埃博拉病毒、雾霾、温室效应、人口、生态等。这些内容反映了生物科学与社会的紧密联系，使学生了解到生物科学对人类社会的生产方式、生活方式产生了广泛而深刻的影响。另一方面，学生在生物学课程的学习过程中，通过参与和解决现实生活中的具体问题，可以获得科学与技术的知识，形成正确的态度和社会责任感，在日常生活中知道如何把所学的知识、方法与具体实践相结合；参与社会活动时，能够依照自己的价值观对某些问题做出合理的价值判断，并能够采取适当的个人行为。现阶段学生接受教育的主要途径依旧是课堂教学，课堂教学时间有限，教师在教学过程中应注意权衡比重、把握进度，但也不能过分强调科学方法教育主题而淡化或舍弃必要的知识体系。
高中生物科学研究方法总结范文6
关键词: 高中生物 遗传与进化 STS教育
自20世纪80年代以来,STS的理念和教育模式作为科学教育领域内的一种新的尝试得到了世界众多国家的认同,成为世界科学教育改革的一个重要方向。STS是“Science,Technology and Society”(科学、技术和社会)的英文缩写,是研究科学、技术与社会的相互关系,以及科学技术服务于社会生产、生活及发展的科学教育思想,它要求学生懂得科学知识的应用,知道科学技术与社会之间的相互影响和作用,培养学生关注社会的意识,并能以正确的价值观和方法解决科技发展所带来的社会问题。
《普通高中生物课程标准(实验)》在课程性质部分明确指出:“高中生物课程将在义务教育基础上,进一步提高学生的生物学素养。尤其是发展学生的科学探究能力,帮助学生理解生物科学、技术和社会的相互关系,增强学生对自然和社会的责任感,促进学生形成正确的世界观和价值观。”
“遗传与进化”是高中生物必修模块,它是生物学的一个基础和核心内容,也是生物科学与社会、个人生活关系最密切的领域,在本部分内容里包含遗传的细胞基础、分子基础、遗传的基本规律、生物的变异、人类遗传病、生物的进化六部分,该模块主要从细胞水平和分子水平阐述生命的延续性及生物进化的过程和原因。本文以该模块为切入点,对STS教育在生物学中的渗透进行探讨。
一、系统化生物学知识,在教学中贯穿STS教育
生物具有严整的结构,通过代谢表现为生长、繁殖等生命现象,具有应激性,能够适应并影响环境,因此生物学的基本概念和原理不是孤立的,而是彼此有着一定关联。在教学中,教师应心中有STS理念,在有意识地引导学生在学习生物学知识、技能的同时,建立起生物科技与社会的教育观念。
例如:学习细胞分裂知识后,分析细胞分裂中DNA、染色体变化规律,推导DNA与生物的遗传相关,通过“Avery实验、噬菌体侵染细菌实验”证明“DNA是主要的遗传物质”,继续追问思考:作为遗传物质应该具备什么条件?为什么DNA可以作为遗传物质?通过了解沃森和克里克成功的奥秘引出DNA结构、功能、中心法则这些遗传学的基本知识,由此引导学生关注:人类基因组计划、中国超级杂交水稻基因组计划、亲子鉴定、基因诊断与治疗、生物技术制药和研制疫苗、艾滋病病毒的遗传机理、基因工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、转基因食品、害虫和病原体抗药性形成、干细胞的应用、克隆技术、人体器官移植、组织培养、朊病毒等,这些都是极好的STS教育素材,教师只要随心巧用,必可达到良好的STS教育效果。
可遗传的变异为生物的进化提供选择的材料,在生存斗争过程中适者生存,不适者淘汰,有利变异不断积累和加强,推进了生物的进化,学生沿着达尔文的思路,能了解达尔文的自然选择学说模型,教师提示学生达尔文进化学说的局限,能激发学生深入探究了解现代生物进化学说。不同的物种之间,生物和环境之间,在相互影响中不断进化和发展,即共同进化。至此,又很自然地把生物与环境的相关知识水到渠成的联系起来,在生物与环境里,生物性污染、生物净化、生物资源合理利用、绿色消费等又是渗透STS教育的良好素材。
以上的知识梳理只是一个示例,在任何一个模块的学习中,任何一个生物学的基本概念和规律的拓展,均可以作为主线将STS生物学知识框架建构。教师心中应有生物整体的概念,善于从不同角度把STS教育落实于生物教学实践中。
二、穿插应用生物科学史,渗透STS教育
生物科学史是一部科学发展的历史,它揭示了人类生命科学的发展规律,蕴含着丰富的STS教育材料。如孟德尔、摩尔根在经典遗传学上的贡献、我国首次人工合成结晶牛胰岛素和酵母丙氨酸转运核糖核酸、袁隆平两系杂交水稻法、DNA双螺旋结构提出、《寂静的春天》带来的环保革命等,生物科学史为我们展示了生物科学事实、概念、原理、方法,以及技术发明的历史背景、发展历程、现实应用,对于学生深入了解生物学原理、生物学实验设计的基本思路、掌握科学研究的一般方法,提供了极好的范例,同时,从生命科学的发展史来看,每一项成就的获得无一不是生物学家们不断思考、不断探索,甚至是不断失败后反复实验而获得的成功,因此生物科学史在教学中的融合,既有助于学生理解知识和概念,培养科学思维,形成良好的知识结构,理解科学研究方法,掌握生物科学概念原理,又有利于培养学生科学态度和形成正确的价值观。
例如,“基因的分离定律”可以采用以下教学步骤:(1)问题引导,设疑激趣:简单解释“融合遗传”的观点,预测孟德尔豌豆杂交实验F1会是什么样颜色?实际结果F1紫色,与“融合理论”不符合,怎么解释?(2)设问:在孟德尔豌豆杂交实验里为什么F1全是高茎?矮茎消失了吗?F2为什么会出现3∶1这样的结果?是偶然的吗?怎么解释孟德尔的发现?(3)带着疑问,引导学生思考孟德尔对该实验现象的解释;它与“融合理论”的本质区别是什么?孟德尔的解释是否合理呢?怎么检验它的正确性?(4)介绍“假说―演绎法”,指导学生绘制一对相对性状的遗传图解,理解测交实验过程,预测测交实验结果,领悟“假说―演绎法”在科学实验研究中的价值。(5)师生共同归纳总结孟德尔基因分离定律的实质,并组织模拟性状分离比实验,体会模型意义。(6)介绍孟德尔定律在生产实践上的应用。通过设疑探究模拟孟德尔关于基因分离定律的过程,再现生物学家的实验设计和操作,让学生亲身体验和感受科学探究过程,学生能够较好理解基因的分离定律实质,理解“生物―技术―社会”之间的关系,并对“观察、发现问题―分析问题、假设―实验设计、验证―归纳总结”的一般研究过程有了真实的体验,实现知识(分离定律)、技能(科学研究方法)目标的达成。
三、情境创设、课堂引导,落实STS教育
建构主义观点认为:知识是从情境和活动中来的,学习是在真实的活动和社会性的互动里发生的,情境教学是教学研究中的一个重要问题,所谓“情境教学”,就是“从情与境、情与辞、情与理,情与全面发展的辩证关系出发,创设典型的场景,激起儿童热烈的情绪,把情感活动和认识活动结合起来,所创建的一种教学模式”,即“情境教学”指的是教师人为“创设”的情境中所进行的教学。[1]创设情境的目的或激发学习兴趣,或启迪思维,总的来说是为实现有效的教学服务,因此创设恰当的教学情境,开展STS教育活动,是生物教师的基本素质和能力体现。如学习“性别决定和伴性遗传”的内容时,我先给学生展示一位男明星和一位女明星的照片,设问:人都是由受精卵发育而来,为什么有的发育成雄性,有点发育成雌性?再讲述“色盲的发现”“月亮的女儿”的故事,提问:色盲和白化病的患病人群有什么不同?为什么会出现这样的情形呢?面对可能出现的不同的遗传病,如果你是一个遗传咨询师,你怎么给一个怀孕的母亲进行遗传咨询?在这样创设的提问情境,学生产生了价值取向,注意力集中,认真思考,为相关知识的学习做好了准备。随着一个个问题的解决,学生较好掌握了知识,同时在假设的情景里应用所学习知识分析问题,解决问题,“科学、技术、社会”的意识也自然地融入在教学活动中。
四、活动延伸,课外拓展STS教育
课堂教学的时间是有限的,因此教师在做好课堂教学的活动的同时,应充分组织学生围绕与生物学有关的科学、技术及社会问题开展以学生为主体,以实践性、趣味性为主要特征的活动课,对生物学课堂教予以必要延伸和拓展补充。如举办“基因工程和转基因技术”“克隆技术与人类未来”“人类基因组计划”等专题讲座,进行“生物与人类未来”“环境污染”“健康与生命”“健康与营养”等专题调查,推荐适合中学生的科普读物,收集报刊杂志上最新科技发展动态,开展阅读竞赛活动,进行小制作、小发明、小实验等丰富多彩的活动。学生通过活动的参与,能巩固已学的生物学知识,学和合作与分享,认识体会生物学科学的重要性,养成关注与生物学有关的社会问题的习惯,自觉运用生物学的相关知识解决人类面临的社会问题。
当今世界,生命科学日新月异,生物工程、克隆技术、转基因技术、人类基因组计划的研究在环境保护、医药生产和疾病预治等方面发挥巨大作用的背景下,在新课程理念的指导下,生物教学与STS教育相结合,把知识与应用、科技进步与社会发展,价值观与关注社会的理念融于教学过程中,能使生物教学的内容更趋于完整。教师应立足于社会生活中的实际情况和问题,利用好教材,使学生能够积极思考,理解生物科学与技术在社会中的作用及反作用,作出判断和决策,主动学习,寻求当今社会发展中的生物科学、技术运用的最佳方案,培养科学的价值观,具有对社会问题进行预测、判断、决策和解决的能力,使生物学科教学真正着眼于每个学生的全面发展和终身发展的需要,真正全面提高学生的生物科学素养。
参考文献:
