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細胞生物的概念范文1
關鍵詞:生物學;課程標準;概念教學
《義務教育生物學課程標準》明確提出:“生物學概念是生物學課程內容的基本組成?!鄙飳W重要概念處于學科中心位置。教師在設計和組織教學活動時,應注意圍繞重要概念展開,精選恰當的教學活動內容,以促進學生對重要概念的建立、理解和應用。對于概念教學,我們一線教師首先必須理解其含義。
一、什么是概念
說到概念,人們一般想到的是概念的名稱和定義光合作用,生態系統,生態因素……“植物細胞有細胞壁”是概念嗎?“生物與環境相互依賴,相互影響”是概念嗎?在《現代漢語詞典》中是這樣解釋概念的。概念是思維的基本形式之一,反映了客觀事物的一般的、本質的特征。人類在認識過程中,把所感覺到的事物的共同特點抽出來,加以概括,就成為概念。
二、什么是重要概念
談重要概念,實際上是強調核心概念。什么是重要概念:“生物學重要概念處于學科中心位置,包括了對生命基本現象、規律、理論等的理解和解釋,對學生學習生物學及相關科學具有重要的支撐作用”。費德恩等人認為,核心概念是一種教師希望學生理解并能在忘記其非本質信息或周邊信息之后,仍然能應用的概念性知識。埃里克森認為,核心概念是指居于學科中心,具有超越課堂之外的持久價值和遷移價值的關鍵性概念、原理或方法。這些核心概念具有廣闊的解釋空間,源于學科中的各種概念、理論、原理和解釋體系,為領域的發展提供了深入的視角,還為學科之間提供了聯系。
三、如何認識課標中的50條重要概念
1.這50條重要概念是從課程內容中提煉出來的重要知識,其中有的是傳統意義上的概念(有概念的名稱、內涵和外延),有的不是。課標中的“概念”比邏輯學、心理學意義上的“概念”要寬泛。不要糾結于核心概念、重要概念、具體概念的區分。
2.要理清相關概念的關系,把握其內容邏輯聯系,以幫助學生形成良好的知識結構。例如“生物體的結構層次”主題有六條重要概念。(1)細胞是生物體結構和功能的基本單位。(2)動物細胞、植物細胞都具有細胞膜、細胞質、細胞核和線粒體等結構,以進行生命活動。(3)相比于動物細胞,植物細胞具有特殊的細胞結構,例如葉綠體和細胞壁。(4)細胞能進行分裂、分化,以生成更多的不同種類的細胞用于生物體的生長、發育和生殖。(5)一些生物由單細胞構成,一些生物由多細胞組成。(6)多細胞生物體具有一定的結構層次:包括細胞、組織、器官(系統)和生物個體。其中(1)是統領本主題的上位概念。(2)和(3)兩個概念是說明細胞自身進行生命活動的結構。(4)說明生物體的生長、發育和生殖等功能是通過細胞實現的。(5)和(6)兩個概念是說明在結構上細胞與生物體的關系。
3.還要區分事實性知識與概念性知識,詞典中的概念與頭腦中的概念,前概念與科學概念,正確處理它們之間的關系。事實性知識本身不能遷移,它是構建概念的基礎,只有形成概念后,才能遷移。如,工業污染區,深色的樺尺蛾越來越多,淺色的樺尺蛾越來越少(事實)。事實是可以觀察到的,可以被描述的。在此基礎上通過觀察、分析、歸納等一系列思維活動形成概念。概念是思維活動的結果,概念是以事實為基礎的。如,工業污染區,樺尺蛾的變化是自然選擇的結果(概念)。教學的目的是幫助學生在頭腦中建構接近于“詞典中的概念”的概念。
細胞生物的概念范文2
一、概念圖在高中生物備課中的使用
備課是生物教學的前提,有效的生物教學離不開教師的備課.由于生物學科的知識點具備聯系性,各個知識點之間往往是環環相扣的.通過概念圖的使用,教師可以歸納整理出教學思路,將生物知識結構展示給學生們.同時,利用概念圖還可以實現對新舊知識的聯系教學,幫助學生做到融會貫通.在生物備課中,教師可以利用概念圖活化課堂教學,提高生物課堂教學的靈活性.
例如,在進行高中生物“細胞結構”章節的教學時,教師可以利用概念圖來明確教學目標,將各個知識點之間的關系展示給學生們.細胞結構大致可以由細胞膜、細胞質、細胞核等部分組成,對于各個不同部分,有著不同的教學要求.教師可以通過概念圖將各個細胞組成部分之間的關系和教學內容展示給學生們.對此,教師為學生們制作了如下的概念圖.
[JZ][HT6]細胞膜制備方法主要成分功能
細胞質細胞質基質成分功能
細胞器(功能)
雙層膜:線粒體葉綠體單層膜:內質網高爾基體液泡溶酶體無膜:核糖體中心體
細胞核核膜:雙層膜有核孔核仁:功能染色體:與染色體的關系
通過對該概念圖的使用,教師首先將細胞結構的三個重要組成部分展示給學生們,即是細胞結構包括細胞膜、細胞質、細胞核等,這是學生們需要掌握的三個主要內容.在細胞膜教學中,需要學生掌握其制備方法、主要成分和功能.對于細胞質和細胞核部分,同樣利用概念圖將其主要教學要求羅列出來.同時,對于細胞質和細胞核進行進一步細分,按照不同類型闡述教學要求.在此概念圖中,各個知識點之間的關系一目了然,對各個知識點之間的教學要求也是十分清楚.如此一來,教師的備課就顯得簡潔高效,有利于生物課堂備課效率的提高.同時,在概念圖的備課應用中,教師不僅僅需要將知識點展示給學生們,更要結合教學大綱的要求,將各個知識點的要求掌握程度也介紹給學生們,提高學生預習的針對性.
二、概念圖在生物課堂教學中的使用
生物知識之間存在較大的關聯性,各個知識點之間是相互貫穿和滲透的,生物課堂需要學生對生物知識做到全面的認識.通過生物概念圖在課堂中的使用,可以幫助學生準確定位生物知識的細節內容,有利于提高生物課堂教學質量.在生物課堂的教學中,教師可以利用概念圖將生物知識的層次和意義展示給學生們,從而不斷提高生物課堂的教學效率.
例如,在進行高中生物“DNA分子結構”章節的教學時,教師圍繞DNA結構的組成,為學生們制定了如下逐層遞進的概念圖:元素組成:C、H、O、N、P基本單位:脫氧核甘酸單鏈結構:脫氧核苷酸單鏈結構雙鏈結構:脫氧核苷酸雙鏈,即是DNA的平面結構DNA雙螺旋結構.在進行DNA分子結構的教學中,教師不妨按照以上的主線,進行該章節的教學.首先是介紹其基本組成元素,即是碳氫氧氮磷.然后是其基本單位,在介紹其基本單元時,教師再進一步介紹其分類,即是腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶.對此,教師可以進一步繪制針對脫氧核苷酸繪制列表式概念圖,幫助學生認識其分類.然后依次是單鏈結構及其雙鏈結構的教學,教師在進行雙鏈結構教學時,按照雙鏈結構、盤旋方式、堿基配對、單鏈排列的順序展開平行教學.此時,教師必須詳細向學生們介紹DNA的雙鏈結構,反向平行、脫氧核糖與磷酸堿基的交錯排列、堿基互補配對原則等等,這些詳細深入的生物知識點必須在此時進行滲透教學.最后,為了幫助學生從主觀上認識DNA的雙螺旋結構,教師可以將其螺旋雙鏈模型展示給學生們,幫助學生得到感性上的認識.在高中生物的實際教學過程中,教師可以利用大小概念圖的交錯組合,將這些知識點融入各個概念圖體系中,從而繪制出層次清晰、內容全面的概念圖.
三、概念圖在生物復習教學中的使用
在傳統的概念圖教學中,往往是教師為學生們繪制好概念圖,學生們只需要記憶就好.但在新課改背景下,教師為了提高學生邏輯思維能力和實踐操作能力,將概念圖繪制的工作也交給了學生們.尤其是在高中生物的復習課堂上,學生們在概念圖的自主繪制過程中,實現了對生物知識的整理和歸納.對此,教師必須明確對學生的概念圖繪制要求,包含盡可能多的知識點、清晰明了的概念圖結構以及準確合理的繪圖思路.
現代信息技術,利用圖文聲并茂的課件展示生命體的美感.另外,教師還可以讓學生在認識理解生命活動規律時感悟生命所存在的深刻的內在美.例如DNA雙螺旋結構所蘊含的對稱美,DNA采用邊解旋邊復制的復制方式并嚴格遵循堿基互補配對的原則,最大程度降低差錯率的嚴謹的科學美.
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策略一:“填鴨式”概念教學。如濟南版七年級上冊《第二章 第一節細胞的結構和功能》的概念教學我采用了前一種方法,即先給出概念。
1.讓學生找出概念,幫助學生理解概念。
如何幫助學生理解概念?首先要幫助學生完成思維方式的轉化,抓住概念的本質。如:在講濟南版七年級上冊《第二章 第一節細胞的結構和功能》時,我先問了學生這樣的問題:你認為什么是細胞?有的學生說:細胞就像一個雞蛋。有的描述:細胞就像一個房子。教材中細胞的概念是這樣定義的:細胞是生物結構的基本單位;細胞是生命活動的基本單位。學生對細胞的理解只是事物的表象,是學生的感性認知。因此要想讓學生很好地理解這個概念就必須幫助學生完成思維方式的轉換:由直觀形象思維到抽象思維的轉換;從經驗思維到理論思維的轉換。
方法如下:
(1) 從感性經驗入手,幫助學生理解概念:
細胞就像一個球或者一個房子,說明它是一個獨立的個體,并且與外界是有界限的。正如一個構成國家的最基本單位是家庭,許許多多家庭聚集在一起就構成了一個國家。但是細胞不是空的,每個細胞內部還有許多精細的構造。通過這種理解,突出細胞的本質之一:“生物結構的基本單位”。
(2) 從身邊現象說起,幫助學生理解概念:
還以細胞這個概念為例:組成一個學校的基本單位是班級。但是一個班級并不只是幾十個學生的簡單聚集在一間教室了。一個班級要有日常運作也就是日常班級管理,才是一個活的班級。通過這個例子突出:細胞是“生命活動的基本單位”這一本質。
2.老師列舉實例加以引導和進一步的理解。
在細胞這一概念的學習后,老師就可舉出實例:有些生物的整個身體就是一個細胞,稱為單細胞生物;而絕大多數生物的整個身體是由許多細胞構成的,稱為多細胞生物。無論是單細胞生物還是多細胞生物,一個細胞就能獨立完成生命活動。
3.讓學生仿照老師的實例再“造句”。例如草履蟲的“趨利避害”現象、植物的光合作用 、人的呼吸作用等生命活動,都是在細胞內完成的。
4.學生舉出例子后,讓舉出例子的同學領讀(這樣更能激發出此學生的自豪感,體會到學習知識的樂趣),其他同學跟讀。
策略二:“探究式”概念教學:通過具體生物學現象,利用實例和學生的經驗,引導學生進行觀察、比較、辨別,對生物現象的共同屬性、本質特征進行歸納概括,使學生形成正確概念。
如濟南版八年級下冊《第二章 生態系統》的第一節《生態系統的組成》,在本節內容中就概念而言,除了生態系統概念外,還有生產者、消費者、分解者等概念。其中,生態系統的概念是本節內容的核心概念,是教學的重點之一。這節內容的設計如下:
1. 有效進行情景設計,激發學生的學習興趣,調動學生的學習主體性,豐富和強化學生對生態系統的感性認識。
師:(提出問題)你的家鄉是哪里?哪兒環境如何?
生:我的家鄉在威遠,環境很好,有森林,有果園,還有各種鳥類……。
師小結:你的家鄉威遠就是一個生態系統,此外一片樹林、一塊草地、一條河流、一個學校、一座城市,大到一個地球,小到一滴水滴都是一個生態系統。
2. 創設“問題”情景,調動學生積極思維,激發學生求知欲。
引起學生的好奇與思考是激發他們的求知欲和內在學習興趣的有效方法和手段。接下來的教學可以這樣設計:師追問:“那么什么是生態系統?生態系統又是由哪些成分組成?各種成分之間有何關系?各種成分有何作用?各種成分在生態系統中承什么角色?為什么把植物稱為生產者?把人和動物稱為消費者?把微生物稱為分解者?
3. 分析具體實例,(以課本54頁“濕地、森林生態系統”為例)讓學生進行觀察、比較,閱讀、思考、討論交流等步驟,整合已有的教學資源。
在此基礎上,學生很快說出:濕地生態系統和森林生態系統,都是由生物成分和非生物成分組成的,其中生物成分包括植物、動物、微生物。它們分別是生態系統的生產者、消費者和分解者。而非生物成分則指陽光、水、空氣等。接下來老師再讓學生比較分析:威遠生態系統、學校生態系統等是否也由生物成分和非生物成分組成?經過這樣的分析比較,學生很快找到了生態系統概念的本質特征:即生態系統是由生物成分與非生物成分共同構成的整體。而威遠、樹林,學校等則指生態系統的不同區域(范圍)。至此生態系統概念的給出可以說水到渠成。
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關鍵詞 生物學概念;直觀教學;概念圖
《義務教育生物學課程標準(2011年版)》提出的50個重要概念是初中生物學科概念教學的核心內容,并強調“關注重要概念教學”。如何圍繞重要概念,實施有效的教學方法,幫助學生建立、理解與應用重要概念,是值得初中生物學教師研究與實踐的。
概念是對事物的抽象或者概括。生物學概念是對生物的生命現象的本質屬性的抽象與概括,闡述了生物的結構特征、生理、原理和活動規律,生物學概念是初中生物學教學的重要內容。教師要針對學生的年齡特點和認知能力,把握好概念教學的深度和廣度,促進學生建構概念以及概念之間的聯系,為后續的學習打下基礎。
一、解釋概念的內涵和外延
教師應根據《義務教育生物學課程標準(2011年版)》的要求,以及教科書具體內容(如北師大版教科書上應用黑體字小標題直接闡明了學生對概念理解應達到的程度)開展概念教學,注重分析概念的內涵、外延,幫助學生全面理解概念、正確地應用概念。
例如“反射弧”結構教學時,指導學生分析“反射弧”概念的內涵:(1)從功能上看,反射弧是反射的傳導途徑;(2)從結構上看,反射弧由感受器、傳人神經元、神經中樞、傳出神經元、效應器構成;(3)從分布上看,反射弧只分布在神經系統。所以,反射弧是反射的結構基礎。指導學生分析“反射弧”概念的外延,反射弧是具有神經系統的高等動物才有的,低等動物和植物是沒有的。經過這樣的剖析,學生對“反射弧”概念的理解就更全面、更深刻了。解釋概念的內涵和外延是常規、實用、有效的概念教學方法。
二、分析概念中的關鍵詞
概念是由若干要素構成的,教學時指導學生逐一分析,促進學生準確把握概念。例如北師大版《義務教育教科書?生物?八年級?上冊》第97頁“相對性狀”概念表述為“同一種生物一種性狀的不同表現類型,稱為相對性狀”。筆者指導學生找出其中限制條件的關鍵要素“同一生物”“同一性狀”“不同的表現類型”。為了便于學生理解“相對性狀”概念,首先教師以“狗的黑毛和狗的黃毛”為例,分析此例中“同一生物”是狗,“同一性狀”是指毛色,“不同的表現類型”是指黑色和黃色等毛色,“狗的黑毛和狗的黃毛”是一對相對性狀。然后請學生舉例、相互質疑、評價,幫助學生正確理解概念。同時,在教學課件中將概念的關鍵要素醒目提示,進一步幫助學生理解概念。
三、應用形象生動的比喻
許多生物學概念比較抽象,學生難以理解,若應用具體、形象的比喻,使得學生更好地理解概念。比如學習“細胞免疫”時,把抗原比喻成“敵人”,將抗體比喻成“子彈”,靶細胞比喻成“碉堡”,抗原進入靶細胞,就如“敵人”躲進“碉堡”,子彈起不到作用,怎么辦?把“碉堡”炸了,這就是“細胞免疫”。應用比喻分析的教學方法,既可以使課堂教學生動活潑,又有利于概念中難點的突破,有效提高了教學效率。
四、充分利用直觀教學手段
1.自制教具
將四塊透明塑料板涂上顏色,全色表示顯性基因(以A表示),點色表示隱性基因(以a表示),以兩兩組合表現出來的特點,幫助學生理解顯性基因與隱性基因。
當兩個相同的基因組合時(AA,aa),表現性狀為基因的性狀;
當兩兩不同的基因組合時(Aa),表現性狀為基因A的性狀,基因a的性狀則被遮掩了。
2.應用肢體動作
學習有關動物或人體的概念時,最方便的教學手段莫過于應用肢體動作了。如指導學生左手握拳做伸臂與屈臂動作,右手放在左手臂上,學生就能感受到左手臂上下兩組肌群的變化,以此體驗“伸肘運動”與“屈肘運動”概念。再如分析“神經細胞結構”時,教師伸出手臂,張開手掌,可以把“手指、手掌、手臂、衣袖”分別比作“樹突、胞體、軸突、髓鞘”。學習“腎單位”概念時,將左胳膊比作入球小動脈,左手伸出的拇指比作出球小動脈。握拳的左手比作腎小球,抱著左拳的右手掌比作腎小囊,右胳膊比作腎小管。這些肢體動作可以讓學生來做,也可以由教師演示,或者師生共同完成。
五、巧用比較
概念教學時要注意比較易混淆的概念,如動物細胞與植物細胞、光合作用與呼吸作用、細胞分裂和細胞分化、條件反射與非條件反射、特異性免疫與非特異性免疫等比較。
1.列表比較
通過列表比較、分析概念的相似性與相異性,如表所示。
2.圖形比較
還可以應用簡單的圖形對比,幫助學生區分概念,如圖1所示。
過程(一)表示細胞分裂的特點是數量的翻倍,產生形態結構相同的細胞;用過程(二)表示細胞分化時細胞在形態結構上發生差異性變化。通過圖形對比,直觀地表現概念的相異性。
此外,許多概念之間具有包含與被包含的關系,如反射包括條件反射和非條件反射,基因包括顯性基因和隱性基因,性狀包括顯性性狀和隱性性狀,免疫包括特異性免疫和非特異性免疫,變異包括可遺傳變異和不可遺傳變異,生態系統包括生物部分與非生物部分等,可以用圖2表示。有的概念之間出現交集的情況,如染色體、DNA、基因,器官、組織、細胞,子房、胚珠、受精卵,界門綱等生物分類的等級單位之間的關系,可以用圖3 表示。
六、運用概念圖策略
概念圖是一系列相關的概念通過連線和節點組成的結構化表示。各概念用節點表示,它們之間的關系用連線表示。概念圖的使用,可以將零散的知識系統化、條理化,有助于學生的建構、理解與應用概念。
例如,利用呼吸概念圖,幫助學生明確可以“呼吸”與“呼吸作用”、“有氧呼吸”與“無氧呼吸”的關系,幫助學生修正原有“呼吸即是呼吸作用”的錯誤概念,建立科學概念。
細胞生物的概念范文5
【關鍵詞】概念圖;生物學教學
概念圖是組織和表征知識的工具,它包括眾多的概念,以及概念之間的關系。概念圖最初是由美國的諾瓦克教授和高溫所提出,而后概念圖成為研究的熱點,并逐漸被引入課堂,概念圖作為一種教學的工具,它能夠構造一個清晰的知識網絡,為教師的教學和學生的學習提供便利。一方面,教師利用概念圖進行教學,可以充分發揮學生的創造性思維,活化書本知識,有助于提高教學質量。另一方面,學生通過概念圖進行學習,有助于培養邏輯思維和創造能力,不斷提高學習效果。由此可見,概念圖是一種有效的教與學的策略。
首先概念圖是由節點和連線組成的一系列概念的結構化表征,節點表示某一命題或領域內的各概念,連線則表示節點概念間的內在邏輯。它直觀形象地表達知識結構,有效呈現思考過程以及知識的關聯。在生物復習教學中,不同的教學內容有不同的教學策略,教師可根據教材內容的特點,選擇是否應用概念圖來組織教學。
例如:在“生物體的結構”內容復習中,由“生物體”這一宏觀概念切入進“細胞”微觀概念,再到“生物體的長大”宏觀現象,最后形成章節知識概念圖。
①從生物的多樣性現象,探索生命的奧秘,生物體的結構和功能的基本單位是什么?(引出生物體和細胞的概念)
②細胞的發現過程及細胞的構造。(引出細胞壁、細胞膜、細胞質、細胞核、液泡、葉綠體的概念)
③微小的細胞是怎樣構成生物體的?(引出個體的結構層次、細胞、組織、器官、系統、個體的概念)
④生物體都能由小長大的原因。(引出細胞的分裂和細胞的生長的概念)
⑤分析各概念之間的相互聯系。
⑥繪制如下“生物體結構層次”概念圖。
其次對那些概念或陳述性知識較多的章節,如果只是通過傳統的教師講解的教學方式,學生學習的主動性往往得不到發揮。若應用概念圖組織教學,學生就會對相關知識進行理解與重構,充分調動了學生學習的自主性和主動性,而且充分向學生展示了概念間的內在聯系,實現了陳述性知識向程序性知識的轉化。這樣就能使學生對習得的知識理解得更深刻,記憶更持久。從更深遠意義上講,學生如果制作出一個縝密的、直觀的概念圖,就會產生一種成就感,從而提高學習生物學的興趣,提高學習效率。
在生物中考復習中,一些零散的概念或知識點的識記如果只靠死記硬背,記憶持續的時間很短,而且枯燥煩悶,毫無樂趣可言。教師通過建構知識網絡來幫助學生建立知識體系,以便于更深刻理解所學知識,記憶也更持久,而建構知識網絡的最好方法就是通過概念圖來展示。例如,在復習生態系統的相關知識時,我提出以“生態系統”為核心概念,自選角度,利用課余時間讓學生分組建構概念圖,其中一個學習小組如下圖所示“生態系統”概念圖。
細胞生物的概念范文6
[關鍵詞]科學史;高中生物;核心概念;建構
[中圖分類號]G633.91
[文獻標識碼]A
[文章編號]2095-3712(2014)27-0073-02
一、利用科學史促進核心概念建構的方法
生物課程的學習進入高中階段后,學生會接觸到越來越多的生物學概念。有些概念對于初學者而言理解起來并不太容易,然而概念的準確掌握卻是學好這門課程的基礎,也是展開后續更為深入的知識探究的前提。想要深化學生對概念的理解與認知,以科學史為切入點不失為一種好方法。利用科學史展開概念教學時,首先需要做好概念教學的有效建構,要讓與概念相關的科學史能夠清晰地為學生呈現。這不僅能夠讓學生了解某個特定生物學概念的形成過程,也能夠讓學生從科學史中認識到特定概念在不同時期的發展情況。
“細胞”是生物學中一個非常核心的基礎概念,對于這個概念有良好的掌握與認知對于后續相關知識的學習非常重要。在高中生物課本中,關于細胞的認識是很重要的一個章節,這一章內容的學習會讓學生對各個細胞器的功用有良好的認知,同時,也會讓學生認識到這些細胞器是如何協同維持整個細胞的生命活力的。為了讓學生更好地理解細胞的定義,筆者會借助科學史讓學生首先了解這個概念形成與發展的歷程。
羅伯特?虎克:英國人,細胞的發現者和命名者。他用顯微鏡觀察植物的木栓組織,發現許多規則的“小室”,并把“小室”稱為cell――細胞。
列文虎克:荷蘭人,他用自制的顯微鏡進行觀察,對紅細胞和動物進行了精確的描述,但沒用“細胞”來描述其發現。
19世紀30年代,德國植物學家施萊登和動物學家施旺提出了細胞學說,指出細胞是一切動植物結構的基本單位。
維爾肖:德國人,他在前人研究成果的基礎上,得出“細胞通過分裂產生新細胞”的結論。
從這段科學史中,學生能夠感受到細胞這個概念由來已久,在生物學的發展過程中很早就展開了對這個概念的探究。同時,學生也能夠認識到關于細胞研究的一些重要階段:從細胞的發現到概念還未形成時對細胞的描述,最后到細胞學說的提出直至后期的進一步完善。雖說細胞只是生物學中一個最基礎的概念,然而這個概念的提出與演進卻經歷了一段著實漫長的歷程。對這段科學史的理性認知不僅能夠讓大家對細胞這個概念的由來有較好的把握,也能夠深化學生對這個概念的認識。這個過程為后續知識的學習打下了堅實的基礎。
二、利用科學史促進核心概念建構的層次
在利用科學史展開生物相關概念的教學時,要注重層次建構。有些生物學概念看似簡單,但其形成過程可能非常漫長,不僅如此,早期對這個概念或者相關物質的研究也可能會極其復雜與不易。前人的研究不僅為生物學的發展打下了堅實的基礎,也為相關概念的教學提供了很有價值的素材。有些生物學概念的形成過程十分復雜,對于有些物質的研究也耗費了前人很多心力,這些都被很好地記錄在了科學史中。對于科學史的學習既能讓學生了解到相關概念的形成過程,也能讓其認識到前人在研究概念時所付出的心血。這不僅是一種知識教學,也能夠潛移默化地讓學生感受到治學的精神。
現在我們都知道DNA是細胞的遺傳物質,它不僅會決定生物體的基本性狀,也是決定生物體一些最為重要特征的遺傳密碼??茖W家對這個概念的研究經歷了非常漫長的過程,從最早對這種物質的探究到逐漸弄清楚其作用,科學家進行了大量繁瑣復雜的實驗。在學習這個概念時有必要讓學生了解這段科學史,這不僅能夠讓學生了解這個概念的形成過程,這個過程中的一些有代表性的實驗研究也是這節課的教學重點。
1928年,英國科學家格里菲思通過實驗推想,已殺死的S型細菌中含有某種“轉化因子”,使R型細菌轉化為S型細菌。(體內轉化實驗)
1944年,美國科學家艾弗里和他的同事通過實驗證明上述“轉化因子”為DNA,也就是說DNA才是遺傳物質。(體外轉化實驗)
1952年,赫爾希和蔡斯通過噬菌體侵染細菌的實驗證明,在噬菌體中,親代和子代之間具有連續性的物質是DNA,而不是蛋白質。
在給學生逐層介紹這段科學史時,筆者有意識地讓學生進一步了解各個階段所涉及的一些核心實驗。這些實驗富有代表性,對每個階段實驗的剖析能夠幫助學生形成科學研究的一般思路。這樣的教學過程不僅富有層次性,而且能夠讓學生在清晰思維的指引下更好地掌握相關生物學概念。
三、利用科學史促進核心概念建構的一般教學步驟
在利用科學史展開生物學核心概念的教學時,教學步驟的有效建構很重要??茖W史的學習很容易讓學生覺得枯燥乏味,無法激起學生的學習興趣。然而,如果能夠改善史料的呈現方式,讓科學史中的某些內容貼近學生所熟悉的生活,這樣就往往容易被學生接受。此外,教師還可以對不同階段的科學史做深入挖掘,通過有效教學步驟的設置讓學生更深入地了解在科學發展的進程定生物學概念所發生的特定變化。這既能夠讓教學過程更為豐富,也能夠深化學生對概念的理解。
“內環境”和“穩態”是兩個相互關聯的生物學概念,這兩個概念的發現過程也有內在的聯系。筆者首先給學生簡要介紹兩個概念的發現經過。
貝爾納:法國人,1857年,他提出“內環境”的概念,并推測內環境的恒定主要依賴于神經系統的調節。
坎農:美國人,1926年,他提出了“穩態”的概念,并提出了穩態維持機制的經典解釋,即內環境穩態是在神經調節和體液調節的共同作用下,通過機體各種器官、系統分工合作、協調統一而實現的。
在初步介紹科學史的發展歷程時,筆者有意識地對每個過程展開深入挖掘。例如,“內環境”概念在提出時的具體經歷如何?“穩態”的概念又是如何在“內環境”的概念基本確認后慢慢被人們認識與發現的?這些介紹不僅是對概念的拓寬與延伸,也能夠加深學生對概念的接受程度。
在介紹完這些科學史后,筆者進一步將學生引入到現代環境中來,向學生強調:神經―體液―免疫調節網絡是機體維持穩態的主要調節機制。這不僅深化了概念教學,也能夠讓學生對剛剛學過的概念有良好的應用。
在借助科學史展開生物學概念的教學時,做好教學步驟的設計很重要。良好的教學步驟不僅能讓教學有針對性地展開,也能更好地挖掘科學史中有價值的史料,進而為概念教學提供好的素材,深化學生對概念的理解與掌握。
科學史不僅能夠讓我們認識一門學科的發展歷程,以科學史為依托也能夠很好地展開生物學中某些核心概念的教學。在利用科學史進行概念教學時要注重教學方法的選取,教學過程應當富有層次性。此外,教學步驟的設置也很重要,良好的教學步驟不僅能夠讓概念教學有針對性地展開,也能夠更好地挖掘科學史中一些有價值的史料。這些方法都有利于科學史輔助生物學概念教學的開展。
參考文獻:
[1] 胡玉華.對生物學核心概念及其內涵的研究[J].生物學通報,2011(10).