高中生物探究教学与学生科学素质培养
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作者: 李 岩
在高中生物新课程的教学中,如何体现课改精神,出色地完成生物教学的基本任务,从而实现新课程教学的根本目标呢?我认为,欲在教学中实现全面发展学生科学素养这一根本目标,教师必须在教学中遵循科学认识的基本规律,把握自然科学的本质特征――科学是探究的过程,然后在此前提下结合生物学是一门以观察、实验为基础的实验科学的特点,让学生勤动手,多实验,尽量开展以探究教学为主的、多元教学方式进行教学,以最终达到培养学生科学素质的目的。
下面,我通过叶绿体中色素的提取与分离的实例,谈谈探究教学与培养学生科学态度、精神、思维方法、科学工作技能、生物学基础知识等科学素质的关系。
一、探究教学的基本程序
(一)精心准备,让学生明确目的。
精心做好准备工作是进行探究教学的第一步,也是顺利实施探究教学的重要前提。具体的准备工作,应该包含以下几方面。
1.教师方面的准备工作
(1)分好学习小组。教师根据具体的情况,将学生分成几个学习小组,可以是2人一组,也可以多人一组。如果学生任意组合,不要干涉太多。每组要选一名组长。
(2)教师应将实验的课题提前通知给学生,一般是提前一周,让学生有足够的时间准备,能自由查阅相关资料。这其中就包括学生对生物教材的预习。教师也可以向学生提供相关的参考资料。
在做该实验前,教师还应该向学生提供如下的知识信息:生物体中所含色素的种类与颜色(它包括植物与动物的);有机物溶解的特点(相似相溶的特点);各种色素的分子式(式量可以不提供);层析液的成分与各成分的物理、化学性质。对苯与丙酮的毒性要着重介绍。
(3)做好实验仪器、药品的准备工作,摆放整齐、有序。
(4)设计好思考题。如:①色素最主要存在绿色植物的什么部位?②将叶片剪碎,还要加SiO2进行研磨的原因是什么?③将菠菜的叶子剪碎研磨后,再加少量的CaCO2的原因是什么?④能不能用丙酮以外的溶剂?⑤为什么在对研磨液进行过滤的时候用脱脂棉,而不是用滤纸?⑥有什么方法能使画的滤液线既细又齐呢?⑦在层析的过程中,烧杯要始终盖好盖子的原因是什么?⑧在滤纸上,由上至下,有多少种颜色的色素?为什么是这样的顺序?⑨观察滤纸条,间距最小与最大的两种色素、带宽最大的一种色素分别是什么?⑩本实验的原理是什么?实验的时候要保持实验室内外空气流通,实验后要用肥皂洗手,等等,是什么原因?……
2.学生方面的准备
(1)选好组长。
(2)查阅有关信息,获得相关知识。
(3)与老师一起进行仪器与药品的准备。
(二)设计问题,激发学生的探知欲。
教师通过问题设置,创设真实的生物教学的情景,有助于激发学生的学习兴趣与求知的欲望,从而使学生能积极、主动地参与探究学习。
(三)鼓励学生进行大胆的猜测。
粗盐的提纯是先溶解再过滤的,那么叶绿体内的色素是不是也先溶解后过滤呢?它是有机物,用什么来进行溶解呢?很多学生能猜测到:应该用有机溶解用丙酮或酒精等溶剂来溶解色素,然后进行过滤、分离。
(四)实验探究,观察分析。
在学生实验的时候,有的小组观察到溶解在丙酮里的色素是绿色的;有的小组用滤纸收集不到滤液;有的小组发现研钵中几乎没有研磨液,要求加丙酮;有的小组的学生觉得滤液的细线不好划,等等。教师在学生的探究活动中,要对各组进行巡视,纠正错误,对学生所提的问题给予点拨,启发他们积极的思考,正确的分析。对学生好的思路、好的设计都要给予肯定、表扬。
(五)归纳总结、验证猜测。
由于影响该实验的客观因素与主观因素比较多,能顺利完成任务的学习小组不是很多,有的小组的实验效果不明显,有的小组的甚至实验失败。教师要帮助他们分析原因,吸取教训,对失误或误差要做正确的分析,必要的解释,并及时指导学生重新设计实验方案,抽空重做。
二、探究性教学与学生科学素养的培养
科学探究指的是科学家们用来研究自然界,并在研究获得证据的基础上,提出各种解释的多种活动的途径。科学探究也可以指学生们用它获得知识、领会科学理论的各种活动。探究是一种有多侧面的活动,需要观察、提问,还需要查阅各种信息,设计研究方案,验证所提出的假设,最后得到结论。在具体的教学中,探究学习是学生通过类似于科学家科学探究活动的方式获取科学知识,并在探究过程中,获得科学的方法与技能,形成科学的思维方式、科学观点,树立科学精神。可见,探究性学习对培养学生的科学素质有着极其重要的作用。
(一)培养学生的科学态度。
所谓科学态度,就是指事实求是、不弄虚作假,不凭个人的兴趣与爱好产生偏见。科学态度是培养学生科学素养的重要目标之一。教师应该是学生的榜样,要指导学生纠正各种错误,不允许学生伪造实验结果与实验报告。同时也要提醒学生,事物是不断发展的,在科学研究的过程中,应该崇尚科学,不要迷信权威,盲从他人的结论。
(二)培养学生的科学精神。
科学精神包括勤奋工作、乐于奉献的精神,还应该具备高尚的社会责任感。在叶绿体色素的提取与分离的实验中,由于滤液细线划不准,常常造成实验结果不理想。因此,教师应要求学生重复多划,这也是对学生科学精神的培养。
科学精神还应该包括对社会的责任感,因此在学生的实验后,教师绝不让学生将有毒的或污染环境的物体随便倒入下水道,应该集中回收。
(三)科学思维的培养。
思维能力的培养是新课程教学发展学生智力的核心。探究教学就是把科学思维方式有效地融合在教学内容与教学方式之中的,这不仅能使学生获得生物知识,而且能使学生学到思维的技巧。
可见,探究学习的过程,蕴藏着对学生进行科学态度与科学精神的培养,同时还包含着对学生进行科学思维方法与科学技能的训练。因此,新课程教学要求我们改变教学方式,大力开展探究性学习,从而培养学生的科学素质。
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