生物教学中落实重要“过程”的实践研究

来源:用户上传      作者: 亓丽英 陈英水

　　摘要　从教学实践出发，对生物学过程进行分析，探讨生物学过程的条件和科学思维、原理、方法等方面的相应教学策略。
　　关键词　生物学科　过程构建　过程思维　过程意识
　　中图分类号　G633.91
　　文献标识码　B
　　文件编号：1003―7586(2011)02―0017―02
　　
　　高中生物教材中有关“过程”有：分子水平物质变化过程、细胞水平代谢过程、动植物个体水平调节过程、种群水平进化过程、生态系统水平的物质流、能量流、信息流过程等内容。这些重要过程包涵着生物学的核心知识、科学思维与研究方法，因此，在教学中有极大的价值。
　　
　　1　在生物学中“过程”的教学意义
　　
　　1.1从“过程”角度审视知识
　　高中生物新课标指出，生物科学作为众多生物学事实和理论组成的知识体系，是人们不断探索的过程中逐步发展起来的，也就是说，整个生物学历史就是一部探究的历史。生物学家的探究过程是学生模仿探究性学习方式的一种最好材料。
　　
　　1.2“过程”本身的意义
　　有学者认为“过程就是整体地描述事物的所有性质。一个事物具有哪些性质，必须通过过程才能完整表现出来”。生物学教学要求要理解过程的现实存在和学习意义，如“植物生长素的发现”一节内容更重视“过程”，教材用很大的篇幅强化了这一部分，旨在让学生感受生物学家对某一问题的发现是有过程的。
　　
　　
　　1.3实验中的“过程”
　　实验中的“实验步骤”本身就是一种过程，体现了学生思维认知和建构的过程。
　　
　　1.4应用需要“过程”
　　生物学原理的应用往往体现在具体的过程中。
　　
　　2　教学中落实重要“过程”的实践研究
　　
　　生物学科的过程是指引学生思维的过程，是学生认知建构的过程。笔者对“过程”的教学主要采用流程图的形式，对不同的过程采用不同的教学策略。
　　
　　2.1“过程”的构建
　　2.1.1教材上的“显性过程”
　　教材中关于生物学的概念、原理、规律等，实际上是交代了具体的“过程”(表1)。
　　教学策略：感受“过程性”，过程的分类分析如下：
　　教学案例1　DNA复制、转录、翻译(分子水平)呈现形式：课本示意图、多媒体动画、改进图(与细胞核、核糖体等结构结合)。
　　展开内容：发生的时期、场所、条件(能量、ATP等)、原料、产物。
　　
　　研究方法：同位标记素法(用15N标记DNA分子、尿嘧啶核糖核苷酸、3H标记氨基酸)。
　　科学思维：揭示遗传物质的DNA分子复制、传递和表达机制――中心法则。
　　2.1.2丰富“显性过程”
　　(1)教学策略一：完善教材上的流程图。
　　教学中师生需要共同追问和完善“过程”的流程图，深化记忆和掌握，训练图文转换能力。
　　“血糖的激素调节示意”(图1)是把神经调节的过程合并在此图上(黑色直线为添加的曲线)。
　　(2)教学策略二：质疑过程。
　　知识构建的过程会生成新的问题，教师应及时捕捉学生的思维动向，使课程目标成为学生发展的内在要求。
　　教学案例2　基因工程操作过程
　　教材呈现形式：课本示意图(利用大肠杆菌合成人的胰岛素)。
　　问题：大肠杆菌是原核生物，只有核糖体无内质网和高尔基体等复杂的膜系统，如何加工人的胰岛素?
　　解决办法：查阅资料。
　　问题答案：把人胰岛素A、B链的人工合成基因分别形成重组质粒，导人到菌体内，工程菌产生人胰岛素A、B链，然后体外通过人工将二硫键连接成具有活性的人胰岛素。现在多采用酵母菌、哺乳动物等真核细胞作为受体细胞了。
　　2.1.3暴露“隐性过程”
　　如人教版必修2教材关于受精作用的描述“未受精时，卵细胞好像睡着了，细胞呼吸和物质合成进行得比较缓慢。受精过程使卵细胞变得十分活跃”。多数学生认为：先减数分裂形成精子和卵细胞，再受精作用。而根据人教版选修教材，受精作用涉及三个过程：顶体反应、透明带反应和卵黄封闭作用。科学的过程实际是：次级卵母细胞参与受精作用，而且若不受精减数分裂就停滞在次级卵母细胞时期，超过一定时间还没有受精，次级卵母细胞会死亡。所以，减数分裂过程中发生受精作用。
　　教学策略：教师要讲授清楚，做到“到位不越位”。
　　
　　2.2“过程”中思维能力
　　静态的概念、原理、规律，只有回到具体“过程”和产生时的状态才能赋予它意义。因此，知识形成的过程，是一个观察比较、分析综合，取得经验的过程，更是一个启发思维的过程。
　　2.2.1分析“过程”发生的条件
　　充分分析“过程”发生的条件是认识“过程”的关键。
　　如光合作用教学中，有学生质疑：既然暗反应不需要光，暗反应能不能在无光条件下单独进行?师生分析暗反应过程的发生的物质条件是需要[H]和ATP等物质的，这些物质条件是光反应的产物，学生在思考中构建了知识。事实证明，学生在这个建构过程中知识的掌握也更有效。
　　2.2.2领悟“过程”中的原理
　　“过程”中的原理体现了对复杂“过程”思路的整体理解，是教学中值得讨论的问题。如人教版选修3各个现代科技过程都体现出有关技术所依据的生物学原理。
　　2.2.3找出“过程”中的方法
　　学科的概念、原理体系只有和相应的探究过程和方法论结合起来，才能使学生的理智和整个精神世界获得实质性的发展与提升。
　　生物教学中要注重科学方法的渗透。科学方教育包括三个层次：第一层次是科学中具体研究方法，如用染色法观察细胞结构、用离心法分离细胞组分、用同位素示踪法跟踪元素或物质走向。第二层次是科学的一般研究方法，其基本阶段有：问题、假设、验证、结论，包括积累材料的方法(观察法、实验法、调查法等)、进行理论思维的方法(分析、概括、综合、归纳、演绎、类比、模型等)以及数学方法等。第三层次是哲学方法，如唯物辩证法、系统方法、结构决定功能法等。
　　如，(1)同位素标记追踪法：在光合作用过程中利用示踪元素(18O、3H、14C)分析元素的来源去路；呼吸作用过程中18O2的利用；含15N的DNA分子研究DNA复制方式；32P、35s标记的T2噬菌体侵染细菌；3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸研究有丝分裂等。(2)假说――演绎法：基因分离定律和自由组合定律、基因在染色体上、DNA复制等。(3)荧光标记法：证明细胞膜的流动性、基因在染色体上的位置。(4)类比推理的法：萨顿提出基因位于染色体上。
　　生物教学中，教师应要求学生找出“过程”的方法，使学生在学习中能领悟到科学结论的得出需要用科学方法，这对培养学生的科学素养有积极意义。
　　2.2.4感悟“过程”中的情感、态度与价值观
　　过程更能体现情感、态度与价值观。
　　
　　2.3“过程”意识的培养
　　杜威认为，传统教学中重视结论的获得，是重视作为思维结果的逻辑，关心“是什么”和“为什么”，如今需要强调“如何知道是什么”和“如何认识为什么”。因此，教学要求教师强调“过程”意识。
　　(1)教学策略一：有意识的训练。
　　如学习了“甲状腺激素的调节”后让学生模拟写出血糖的调节、体温的调节、水盐平衡的调节；复习“假说――演绎法”时，用教材中摩尔根的“红眼雌果蝇和白眼雄果蝇杂交试验”代替孟德尔的经典遗传实验等。
　　(2)教学策略二：引导学生进行有意义过程的构建。
　　如“胚胎工程”教学可以围绕“早期胚胎”的获得、分割、移植进行构建流程图。

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