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以科学思维为导向的高三生物课堂教学实践

作者:尤 佳 发布时间:2020-09-17 来源: 江苏教育报

  ■常熟市浒浦高级中学 尤佳

  当今科学技术高速发展,学会学习比获取知识更重要。在当今高考的大背景下,科学思维教育尤为重要。生物课堂必须发展学生的科学思维,让学生能基于事实和严密推理获得更可靠的结论。笔者对高考真题进行归纳分类,大致可分为概念信息类、物理模型类、数学模型类和实验综合类4种,针对不同类别的题目,教师的解题指导应做到对症下药。

  概念信息类

  概念是在我们认识事物的过程中,运用比较、分析、综合、抽象、概括等方法形成的,概念的内涵是概念所反映对象的本质属性的总和,这是概念教学的核心。教师的概念教学应当注重培养学生良好的学习习惯,关键在于勤于积累、善于定位。2020年江苏高考生物试题第1题和第2题就是典型的概念信息类题目,一题考查无机物,另一题考查有机物。这类题目出现的频率高,且常和其他类型糅合在一起。像这样的两道单选题,如果回归书本,则涉及的篇幅较多,而在第二轮复习有关细胞中的化合物时可以用一张简单的概念图囊括,学生在解题时就可以快速定位。

  概念的外延就是适合概念的一切对象的范围,是概念内涵的延伸,是全面理解概念的保障,是构成完整概念的重要因素。概念外延的教学是概念教学不可或缺的重要组成部分。这就要求教师在学生充分理解知识点的基础上,面对陌生问题,要从现象开始,追根溯源,看透变式,逐一剖析内涵。今年江苏高考生物试题第14题非常简短:天冬氨酸是一种兴奋性递质,下列叙述错误的是( )A.天冬氨酸分子由C、H、O、N、S五种元素组成,B.天冬氨酸分子一定含有氨基和羧基,C.作为递质的天冬氨酸可贮存在突触囊泡内,并能批量释放至突触间隙,D.作为递质的天冬氨酸作用于突触后膜,可增大细胞膜对Na+的通透性。这一题目涉及必修一蛋白质和必修三神经调节两大模块的知识,这就是典型的概念外延。天冬氨酸的化学式对于学生来说是课外知识,因此解题时逐一判断对错就不可取了,已知其为兴奋性递质又是重要的已知条件,马上可以定位到动作电位和突触两个概念,由此判断C、D选项。教师在介绍蛋白质空间结构时,如果结合氨基酸的结构通式,摒弃传统概念教学模式,让学生自述形成机理,就能大大提高学生的思维品质,学生不仅可以收获知识,更重要的是提高了生物学核心素养。

  物理模型类

  高中生物是一门以实验为基础的学科,不少内容仅凭教师讲授学生是很难理解的,甚至不知所云,不能形成直观、系统的概念。人教版必修一教材中对模型有详细的定义,将模型分为三类,即概念模型、数学模型和物理模型。物理模型如构建DNA分子双螺旋结构,除了能使学生体会科学家的思维方法和探索精神,还培养了学生的创新思维及合作能力。授人以鱼,不如授人以渔。模型建构的过程是一个科学探究的过程,蕴含着勇于假设、谨慎求证的科学思维,所以教师在生物课堂中要提供丰富的素材,培养学生用模型建构的方法解决问题的能力。

  “生物膜的流动镶嵌模型”是高中生物教材中为数不多的可以同时融合生命观念、科学思维、科学探究和社会责任教育于一体,其内容包含了科学家对生物膜结构的探索历程以及流动镶嵌模型的基本内容。科学思维在这节内容中主要体现在模型建构与批判性思维上,学生通过动手制作,加深了对书本物理模型示意图的理解。今年江苏高考生物试题第5题将多种运输方式融合在一起考查学生,这样的题型屡见不鲜,究其根本依然可以回归到流动镶嵌模型,体现在它的实际应用方面,如药物如何进入细胞等。生物学科的最终目的是教会学生利用生物学知识,明辨科学与谣言,传递正确的生活观念。

  数学模型类

  高中生物中用于表达生命活动规律的计算公式、函数式、曲线图以及由实验数据绘制成的柱形图、饼状图等都属于数学模型。近年来的高考真题多涉及图表分析,甚至还有让学生设计表格记录实验结果的主观考查,揭示了对学生科学思维能力的日益重视。

  在“生长素的生理作用”教学中,教材在“问题探讨”中直接给出了数学模型,引导学生直接利用模型描述生长素的作用和规律。教师可以设计以体验建模过程为目的的定量实验,有利于学生掌握模型构建的方法,并运用数学思维方式对实验结果进行思考。针对书本中“不同浓度生长素对植物不同器官的作用”的复式曲线图,明确坐标背后的隐藏条件,利用坐标轴分析特殊点,是尤为重要的,高三复习中植物激素的题目多数依此而来。相关实验数据如果以柱形图或曲线图等形式表现,解题技巧是要善于运用辅助线;如果以表格中具体数值出现,应理解每个指标的含义,解题时要善于处理数据。生物教学中,教师要严格尊重事实证据,崇尚严谨务实的态度,带领学生用科学思维发现问题、解决问题,善于挖掘数学形式中的生物学内涵。

  实验综合类

  生物学是一门实践性和探究性较强的学科,生物学的基本概念、规律都是通过实验验证而建立的。在教学中,教师可加强实践教学设计,精心备好实验课,优化有限的课堂时间,提高课堂教学效率。通过模拟实验、探究性实验、综合实践等方式,始终将学生的学习置于探究活动之中,并在实验过程中教会学生基本的科学探究方法,如提出问题→猜想假设→实验论证→检验完善,从而不断培养学生科学探究的兴趣和能力。

  每年高考基本都有微生物培养的填空题,实践表明,一节微生物培养实验课的效果远远好于课堂讲授和操作视频的播放。学生亲身体验到梯度稀释、平板划线法等一系列操作,直接接触客观事物,获得对整个实验的感性认识,解题时就能把握大局、手到擒来。

责任编辑:陈路

以科学思维为导向的高三生物课堂教学实践
发布时间:2020-09-17   
来       源:江苏教育报  

  ■常熟市浒浦高级中学 尤佳

  当今科学技术高速发展,学会学习比获取知识更重要。在当今高考的大背景下,科学思维教育尤为重要。生物课堂必须发展学生的科学思维,让学生能基于事实和严密推理获得更可靠的结论。笔者对高考真题进行归纳分类,大致可分为概念信息类、物理模型类、数学模型类和实验综合类4种,针对不同类别的题目,教师的解题指导应做到对症下药。

  概念信息类

  概念是在我们认识事物的过程中,运用比较、分析、综合、抽象、概括等方法形成的,概念的内涵是概念所反映对象的本质属性的总和,这是概念教学的核心。教师的概念教学应当注重培养学生良好的学习习惯,关键在于勤于积累、善于定位。2020年江苏高考生物试题第1题和第2题就是典型的概念信息类题目,一题考查无机物,另一题考查有机物。这类题目出现的频率高,且常和其他类型糅合在一起。像这样的两道单选题,如果回归书本,则涉及的篇幅较多,而在第二轮复习有关细胞中的化合物时可以用一张简单的概念图囊括,学生在解题时就可以快速定位。

  概念的外延就是适合概念的一切对象的范围,是概念内涵的延伸,是全面理解概念的保障,是构成完整概念的重要因素。概念外延的教学是概念教学不可或缺的重要组成部分。这就要求教师在学生充分理解知识点的基础上,面对陌生问题,要从现象开始,追根溯源,看透变式,逐一剖析内涵。今年江苏高考生物试题第14题非常简短:天冬氨酸是一种兴奋性递质,下列叙述错误的是( )A.天冬氨酸分子由C、H、O、N、S五种元素组成,B.天冬氨酸分子一定含有氨基和羧基,C.作为递质的天冬氨酸可贮存在突触囊泡内,并能批量释放至突触间隙,D.作为递质的天冬氨酸作用于突触后膜,可增大细胞膜对Na+的通透性。这一题目涉及必修一蛋白质和必修三神经调节两大模块的知识,这就是典型的概念外延。天冬氨酸的化学式对于学生来说是课外知识,因此解题时逐一判断对错就不可取了,已知其为兴奋性递质又是重要的已知条件,马上可以定位到动作电位和突触两个概念,由此判断C、D选项。教师在介绍蛋白质空间结构时,如果结合氨基酸的结构通式,摒弃传统概念教学模式,让学生自述形成机理,就能大大提高学生的思维品质,学生不仅可以收获知识,更重要的是提高了生物学核心素养。

  物理模型类

  高中生物是一门以实验为基础的学科,不少内容仅凭教师讲授学生是很难理解的,甚至不知所云,不能形成直观、系统的概念。人教版必修一教材中对模型有详细的定义,将模型分为三类,即概念模型、数学模型和物理模型。物理模型如构建DNA分子双螺旋结构,除了能使学生体会科学家的思维方法和探索精神,还培养了学生的创新思维及合作能力。授人以鱼,不如授人以渔。模型建构的过程是一个科学探究的过程,蕴含着勇于假设、谨慎求证的科学思维,所以教师在生物课堂中要提供丰富的素材,培养学生用模型建构的方法解决问题的能力。

  “生物膜的流动镶嵌模型”是高中生物教材中为数不多的可以同时融合生命观念、科学思维、科学探究和社会责任教育于一体,其内容包含了科学家对生物膜结构的探索历程以及流动镶嵌模型的基本内容。科学思维在这节内容中主要体现在模型建构与批判性思维上,学生通过动手制作,加深了对书本物理模型示意图的理解。今年江苏高考生物试题第5题将多种运输方式融合在一起考查学生,这样的题型屡见不鲜,究其根本依然可以回归到流动镶嵌模型,体现在它的实际应用方面,如药物如何进入细胞等。生物学科的最终目的是教会学生利用生物学知识,明辨科学与谣言,传递正确的生活观念。

  数学模型类

  高中生物中用于表达生命活动规律的计算公式、函数式、曲线图以及由实验数据绘制成的柱形图、饼状图等都属于数学模型。近年来的高考真题多涉及图表分析,甚至还有让学生设计表格记录实验结果的主观考查,揭示了对学生科学思维能力的日益重视。

  在“生长素的生理作用”教学中,教材在“问题探讨”中直接给出了数学模型,引导学生直接利用模型描述生长素的作用和规律。教师可以设计以体验建模过程为目的的定量实验,有利于学生掌握模型构建的方法,并运用数学思维方式对实验结果进行思考。针对书本中“不同浓度生长素对植物不同器官的作用”的复式曲线图,明确坐标背后的隐藏条件,利用坐标轴分析特殊点,是尤为重要的,高三复习中植物激素的题目多数依此而来。相关实验数据如果以柱形图或曲线图等形式表现,解题技巧是要善于运用辅助线;如果以表格中具体数值出现,应理解每个指标的含义,解题时要善于处理数据。生物教学中,教师要严格尊重事实证据,崇尚严谨务实的态度,带领学生用科学思维发现问题、解决问题,善于挖掘数学形式中的生物学内涵。

  实验综合类

  生物学是一门实践性和探究性较强的学科,生物学的基本概念、规律都是通过实验验证而建立的。在教学中,教师可加强实践教学设计,精心备好实验课,优化有限的课堂时间,提高课堂教学效率。通过模拟实验、探究性实验、综合实践等方式,始终将学生的学习置于探究活动之中,并在实验过程中教会学生基本的科学探究方法,如提出问题→猜想假设→实验论证→检验完善,从而不断培养学生科学探究的兴趣和能力。

  每年高考基本都有微生物培养的填空题,实践表明,一节微生物培养实验课的效果远远好于课堂讲授和操作视频的播放。学生亲身体验到梯度稀释、平板划线法等一系列操作,直接接触客观事物,获得对整个实验的感性认识,解题时就能把握大局、手到擒来。

责任编辑:陈路

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