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? 生物学特长生的概念源于生物学奥林匹克竞赛。随着一年一度的竞赛活动的开展以及优异的竞赛成绩的取得,生物学特长生的概念也在逐步得到强化,牢牢地限定在生物学竞赛这一活动上面。可是随着社会的发展,人口、粮食、资源、环境等已成为摆在人们面前的重大生物学难题,人类为了生存,就要研究、解决这些问题。由此在资源开发、能源利用、环境保护等方面提出了“可持续发展战略”的思想,也就是使人口、经济、社会、环境、资源等相互协调,既能满足当代人的需求,又不对后代人满足需求能力构成威胁的发展。可见生物学研究的范围很大,内容十分丰富。社会发展需要多种多样多层次的人才。21世纪是生物学领先的世纪,生物学知识将应用于21世纪的方方面面,各种生物学人才在21世纪将发挥各自的巨大作用,创造出较多的成果。如果仅把参加生物学竞赛的学生作为生物学特长生来培养,这是远远不符合社会发展需要的。我们培养的生物学特长生,应当是能够在将来应用各种生物学知识和技能,解决与人类生活有关的各种问题,能够在促进人类持续发展方面做出一定贡献的人才。
? 可以看到,为适应21世纪社会发展的需要,依据生物学知识涉及的范围,中学生物学特长生的含义应当具有较为广泛的意义,从而使生物学特长生培养适应教育改革发展的要求。在中学生的学习过程中,能够努力学习生物学知识,对生物学具有浓厚的兴趣,立志从事生命科学事业,能够运用生物学知识,积极参加生物学科技活动,具备一定能力,并有突出表现,这应当就是中学生物学特长生。
中学生物学特长生的培养
在中学生物学特长生培养方面,弄清生物学知识的涉及范围及其在日常生活和社会生产实践中的应用状况至关重要,它有利于我们搞清楚生物学特长生的发展和培养方向。?
1.课堂教学应是培养中学生物学特长生的主要阵地 中学生物学课程主要有植物学、动物学、人体生理卫生和高中生物学。实施新教材后,初中教材统编为生物,分为第一册(上)、第一册(下)和第二册3册。中学生物学研究的内容主要涉及生物的形态、结构、生理、分类、演化、遗传和变异、生态等方面。这些生物学知识主要通过课堂教学使学生掌握,并在掌握知识的过程中发展学生的兴趣,培养学生学习的能力。这是培养生物学特长生的基本途径。教师课堂教学水平的高低直接影响着培养生物学特长生的数量和质量。丰富的课堂内容、良好的教学方法、生动的教学场面能够全面提高教育教学质量,促使学生更加热爱生物学。持之以恒,能够使学生对生物学由一时的兴趣转化为志趣,从而树立从事生物学事业的远大理想。这些学生在生物学的学习上,具有浓厚的学习兴趣,良好的学习方法,有锲而不舍的探索精神,对生物学问题的研究达到废寝忘食的程度,并能够取得优异的学习成绩。因此,课堂教学应是培养中学生物学特长生的主要阵地。?
2.选修课是发展中学生物学特长生的重要阵地 教师应结合生物科技发展的状况及生物学知识在实践中的应用情况,不断地向学生介绍最新的科技成果以及在生产实践中的应用事例,进一步深化课堂学习的内容,拓宽知识视野。要努力使学生看到生物学发展的前景,看到生物学知识的应用价值,从而进一步增强学生学习生物学的信心。学生通过参加选修课的学习,达到对生物学知识的熟练掌握,能够运用生物学知识,初步解决日常生活和生产实践中的一些问题。通过辅导学习,自学能力、实验技能、心理素质大为提高。在各门课程的学习中,学生对生物学的学习表现更为突出,参与意识和竞争能力都比较强,能成为奥林匹克竞赛选手的好苗子,再通过全面的培养和锻炼,使之成为21世纪的生物科技后备人才。
??3.活动课是培养中学生物学特长生的又一重要阵地?生物学活动课的开设要注意体现全面性、主动性,面向全体学生,进一步突出学生的主体地位,明确教师的主导作用。联系有关部门,结合当前实际,寻找存在的一些生物学问题,确立课题进行研究,使学生掌握学习的方法,这也是培养学生研究能力和创新意识的重要途径。通过活动课的开设,学生能够初步掌握一定的研究方法,运用所学的生物学知识和掌握的生物学技能,对日常生活和社会生产实践及实验中的生物学问题提出自己的看法,并有解决问题的方法、途径,取得课题研究项目的成果,得到社会有关部门的认可,产生一定的社会效应。通过活动课,还要引导学生进行制作研究,通过创造技能学习,研制一些生物技术产品,进行小创造、小发明活动。这样,使学生产生进行生物学研究和创造的萌芽。学生掌握的生物学知识是全面的,并注重理论联系实际,具有实事求是的科学态度,顽强不屈的研究探索精神。通过一定时间的培养,使之具有生物科学知识、科学精神、科学方法、科学态度以及生物科学价值观。?
考试(中考、高考)能提高社会、学生对生物学科的重视,但实质上那只是对其“分数”的重视。有了考 试,未必一定能让社会、学生体会到生物学科的不可替代的价值,教师也未必能真正实现生物学科的教育价值 。事实上,生物学科的高考说取消即取消,从某种程度上也反应了即使在属高考科目的年月中,生物学科也并 没有凸现其重要的或不可替代的学科教育价值。
因此,要真正让生物学科在中学课程体系中占有一席重要地位,让社会、学生真正重视中学生物学教学, 我们必须切实重视中学生物学科教育价值的实现,这样无论考与不考、怎么考,中学生物教学一定会有稳步可 持续的发展。
一、生物学科的教育价值
课程理论告诉我们,课程牵涉到各种价值取向。目前社会上各种不同的价值取向已经开始对学校课程产生 了较大的影响,教育者若要在价值日渐多元的社会形势下担负起课程价值整合和实现的使命,必须成为理性的 行动者。生物学科教育价值可从学科教育价值关系中的主体(社会需要、个体需要)和客体(生物学科教育价 值属性)来分析。
就生物学科来说,社会需要体现在中学生物学科设置和生物学科教学总体要求上。目前的生物学科教学大 纲中,生物学科教育的社会需要尚未充分体现,主要原因是其能力目标、技能目标、德育目标等太过原则、笼 统,而知识目标过分强调系统、严密。从中学生物教学具体情况而言,生物学科的教育目标应放在人与自然的 开放系统中,从生物科学自身发展、生物科学对社会发展的巨大贡献,以及社会与自然和谐发展等角度,提出 体现当代社会需要的生物学科教育的知识、能力、技能、德育等目标。而生物学科教育的个体需要来自于个体 生存与发展的内在需求。这种内在需求对生物学科教材和教学方法,提出了挑战。只有当中学生物学科的教育 诱发了学生对自然的好奇心,激发了探究的兴趣和欲望,习得了分析解决有关问题的能力,这种内在需求才是 持久的,才能激发出无尽的学习力量。
生物学科教育本身亦具备其特有的价值属性。除了生物学基础知识和基本技能的学习、培养外,它在唯物 观点、辩证统一观点培养,用动态、变化、发展的观点观察研究自然的思想方法的培养,创造性思维培养等方 面,有独到的价值属性。此外,由于生物科学与人及自然界的紧密联系,生物学科教育在STS教育,以及科学教 育, 尤其是科学价值观培养方面,有其独特的价值属性。
二、生物学科教育价值的实现
作为中学教育第一线的教师,我们不能左右生物学科在中学课程体系中的设置及教学总体要求,但我们可 以通过生物学科教育价值的整合,在基础知识、基本能力教育培养的基础上,通过生物学科教育的改革实践, 在充分实现生物学科教育价值上有所作为。
(一)小课堂、大自然、大社会
让生物课的课堂成为“小课堂、大自然、大社会”是生物学科实现其教育价值的基础。一本生物教材的信 息量是有限的,且很多信息是滞后的,其知识相对也是基础的。教材不经教师精心处理,教法、教学模式不经 教师精心设计,不把教与学的知识、内容融入自然、融入社会,不把运动的、变化的、活生生的生命及生命现 象,尽可能多地直接或间接地呈现给学生,让学生“触摸”,生物课将不是真正意义的生物课,其本身亦将缺 乏生命力。
因此,在生物课堂教学过程中,我们要重视以下几个问题:
1.精心设计好教学媒体的应用,尽可能多地给学生呈现实物、标本、模型,充分运用现代教育媒体,尤其 是电视、录像、影碟、多媒体电脑等。现代教育媒体辅助生物教学,除了能提高课堂教学效率,提供一定的交 互性外,更明显的是它可以让学生获得书面教材无法出现的声像信息。它可恰当地呈现大到生态系统,小到生 物分子结构的图像,也可以把复杂的或微观的生理活动、生命现象简洁地、直观地表现出来。总之,教育媒体 ,特别是现代教育媒体可以让课堂更活起来,更有生命力,更富想象力。
2.让书面教材无法承载的或是变化、发展了的有关生物科学知识,以及与生命科学有关的自然、社会知识 、材料经过精心筛选后再进入课堂。如细胞学说的创立史、哈维和血液循环理论、 克里克和沃森与DNA双螺旋 结构、达尔文和进化论、卡尔文和光合作用、关注海洋、克隆羊、DNA重组技术、保护臭氧层、无磷洗衣粉推广 、控制“白色污染”、 赤潮成因及防治等等。
3.以各种生物兴趣活动、社会实践等形式,让学生到大自然、到大社会中去观察、调查、实验,从爱护一 草一木,饲养小动物到参与生物科技活动,使其体验到生物科学知识、技能之于人、自然、社会的价值。
(二)培养生物学科基本观点
生物科学中,有许多朴实而又博大的基本观点。这些基本观点不仅对学好生物学有非常关键的作用,而且 能对学习者的求知、生活、做人等都有指导价值。教师必须充分地利用每项生物教学活动,让学生在学习过程 中,逐步明确、认同、确立这些基本观点。
1.唯物的观点。一切生命和生命现象都有其物质基础:生命起源的物质性——最初的生命是由非生命物质 在极其漫长的时间内,经过极其复杂的化学进化过程演变而成的。生命的物质性——C、H、O、N、S、P等元素 组成了核酸、蛋白质等化合物,这些化合物构成了生物体结构和功能的基本单位——细胞。生命现象的物质性 ——生物的新陈代谢、生长、应激性、生殖发育、遗传变异等一切生命现象、生理过程均可给以物质基础上的 解释。
2.辩证统一的观点。自然界、生命、生命现象是相互联系、相互制约、辩证统一的:生物界和非生物界的 统一性——生物有明显区别于非生物的基本特征,但一切生命均由非生物界中的普通元素组成,且与非生物界 进行着物质和能量的交换。细胞和生物体自身结构的统一性——这些自身结构各有其结构和功能的特点,但同 时又相互联系组成一个统一的整体。生物体结构和功能的统一性——这是生命科学最基本的观点之一。如叶绿 体、线粒体的结构分别与光合作用、呼吸作用相统一,脊椎动物前肢的结构与其各自特有的功能相统一,鱼的 形态结构适于水中生活,家鸽的形态结构适翔生活,等等。生命活动的辩证统一——同化作用和异化作用 ,光合作用与呼吸作用,遗传与变异,生长与衰老等,正是在这一系列的矛盾、对立中,生命及生命活动才有 了其完美的、和谐的统一。生物之间及生物与环境之间的辩证统一——生物与生物之间、生物与环境之间进行 着生存斗争,而生存着的生物均在一定程度上适应了环境,正是这种既斗争又统一的各种复杂关系,构成了生 态系统,建立了动态平衡。
3.动态、变化、发展的观点。组成生物的物质、生物体本身、生物界都是在不断的运动、变化、发展的。 生物的组成物质是动态变化的——生物体的新陈代谢使生物体每时每刻进行着新旧更换。细胞和生物个体是动 态、变化的——他们都有一个发生、成长、衰老、死亡的动态变化过程。细胞和生物个体的结构与生理、生物 和环境的关系等也是动态、变化、发展的。
(三)培养创造性思维
创造性思维是创造力的核心,它是指改组已有知识、经验,从而产生新颖的、具有社会价值的成果的思维 。其特征是具有高度的主动性与积极性、独特性与求异性、流畅性与变通性、抽象性与形象性的统一,逻辑性 与非逻辑性的统一。结合这些特征及生物学科教学的特点,我们可以建立培养学生创造性思维的有效途径和方 法。
1.充分重视教师主导、学生主体的思想,努力实现课堂教学民主。课堂教学民主是师生共创的,符合“主 导主体”思想,存在于课堂教学中的师生间的平等、互助、参与、进步的“精神民主”。它可以创设出一种民 主、和谐、开放的课堂气氛,极大地调动学生学习的积极性、主动性,大胆地思考、质疑和创新。根据课堂教 学民主化思想,生物学科教学可以结合教学内容,灵活运用其两大主要形式,即直接式和间接式教学,开展课 堂教学改革实践:教师的直接指导可以在前,起开路带头作用,可以在教学过程中,起辅助学习作用,也可以 在后,发挥点拨、解惑答疑作用;教师也可以应用不明示的、非命令式、非结论式、不作详细指导的间接指导 ;教师可以讲,可以不讲,可以多讲,也可以少讲。这样,让学生有足够的时间、空间去主动思考、质疑:这 个生物学概念是否准确、完整,有无例外?这个生物学实验的设计是否科学、有什么干扰因素?该观察结果、 生命活动或生理现象如何从本质上作出规律性的解释?等等。
2.创设问题情境,培养创造性思维方法。从心理学角度,可以抽引出许多种创造性思维的方法,具有普遍 性意义的有:发散思维法、集中思维法、逆向思维法、侧向思维法、治弱思维法、统摄思维法、组合思维法、 辩证思维法等。生物教学中,这些思维方法的培养途径很多,其中创设问题情境,通过探究、分析、归纳、综 合、推断等过程,是最基本最重要的途径。我们可以在新课导入时创设问题情境,培养学生的发散思维、侧向 思维等,可以在解决教材的重、难点问题时创设问题情境,培养学生的集中思维、逆向思维、辩证思维等,可 以在新旧知识的联系教学时创设问题情境,培养学生的治弱思维、集中思维、侧向思维等,可以在学习生命现 象研究的进一步深化、概念内涵进一步丰富及外延进一步拓宽的过程中,创设问题情境,培养学生的统摄思维 、集中思维、辩证思维等。
1 感知是形象思维的源泉
人们认识事物总是从感知开始,主要通过视觉把所学的生物形象信息传递给大脑,在大脑中留下痕迹,当 事情不在面前时,这种痕迹会再现出事物的形象,心理学称为表象。人脑用表象材料进行思维,创造出新形象 的过程就是形象思维。没有感知作基础,表象就不会产生,没有表象作材料,就谈不上形象思维。因此,要为 形象思维准备丰富的表象,在教学中应抓好以下几点:①加强实验教学,这是形成丰富表象的主要途径,一个 成功的实验,会留下深刻的表象,应尽量创造条件,让学生参加实验过程,从中获得生动形象的表象。②运用 形象教具,来丰富学生的感觉,如模型、图片、挂图等。③理论联系实际,广泛摄取表象,引导学生到自然界 去识别生物、调查破坏生态平衡的因素等。④从声象教材中摄取表象,声象教材的优势,能同时唤起听觉和视 觉的兴奋,促进左右脑协同工作,发挥形象思维和逻辑思维的作用,以达到对生物本质的认识。在施教中,我 们提倡多种生物信息的渗透,以便形成丰富多彩的表象。例如“两栖纲”的教学:①观察青蛙外部形态,从而 培养学生生物与环境相适应的观点。②观察内部的结构,掌握结构的特点。③观看青蛙生殖和发育电视片,理 解变态发育的特点。④从几方面说明青蛙适应水生和陆生。
2 能促进对知识的理解
学生只有理解生物知识,才能把握生物的本质属性。若脱离形象思维的支持,学生学起来就感到抽象、空 洞、难学。学生感到难理解的知识,往往是难以想象所造成的。因此,学生在教师诱导下,主要利用视觉接受 生物形象信号,在大脑中形成感知表象。然后利用丰富的感知表象,通过联想、类比、分析、综合、构思等形 象思维,把握事物的本质,获得典型表象,把它表达出来,得到创新形象。例如用血循环这个典型表象,用联 想和类比形象思维,结合形象特征,剖析脊椎动物中的代表动物,从而去理解生物进化的过程。见下表:
血循环特点 鲫鱼 一心房一心室,一条血循环途径 青蛙 二心房一心室,两条血徨途径,动静脉血未分开 晰蜴 二心房一心室,有不完全隔膜出现,动静脉血分开 家鸽 二心房两心室,两条血循环途径,动静血完全分开
从类比可知,脊椎动物进化从简单到复杂、从水生到陆生、从低等到高等。一般而言,形象思维力强,理 解能力也相应高,理解需要形象思维的支持,形象思维在理解中展开,两者相辅相成,互相促进。理解过程既 需要逻辑思维,也需要形象思维,两者都是达到对事物本质特征和内在联系的理性认识过程。
3 能促进对知识的记忆
记忆是知识的源泉,是智慧的仓库。在记忆中占重要地位的是表象。表象属双重编码,即表象不仅有形象 编码,而且有语义编码。双重编码的材料有利于理解、保持、回忆、应用和迁移。例如叩打膝盖下部的韧带时 ,产生了小腿突然跳起的反应,这一知识点以语义和形象相联系的形式存入记忆中。形象记忆另一特征就是统 摄性,就是把一个完整的表象作为一个单元,储存在大脑中,例如把人体血循环作为一个单元,记忆在大脑中 ,比分散的概念记忆要容易些。在施教中,应尽可能采用声象教材,去强化记忆。实验表明:人脑贮存形象信 息是语言信号记忆的1000倍,同样的学习内容,单纯用听觉学习、单纯用视觉学习视听兼用学习,三小时后, 记忆效率分别是60%、70%、90%,可见声象教材能提高记忆效果。
4 能有效地优化概念教学
生物概念的形成,一般有三个层次,第一层次是行为掌握,主要通过实验观察去感知基本事实,从中获得 表象;第二层次是图象掌握,主要从形象思维方面去掌握基本事实的本质特征,即通过联想,类比、分析等形 象思维,去获得典型表象;第三层次是符号掌握,以语言形式或数量关系去掌握基本事实的本质特征和内在联 系,即通过分析、推理、归纳、概括出生物概念。这三个层次,就是感性认识层次,形象思维层次,逻辑思维 层次。教师按照行为—图象—符号三个层次去教,就可使概念教学处于最佳的状态。例如“两栖纲”的教学。 其过程简要归纳如下:
附图{图}
5 有效地促进知识迁移
迁移是指一种学习对另一种学习的影响和作用,其实质是一种揭示新、旧知识共同本质的过程。一般有两 种方法,一是用联想的方法,由旧引新,旧知识是新知识的基础,新知识是旧知识的发展。例如讲“视觉形成 ”时,首先复习眼的结构,然后再去讲视觉的形成,即物体反射
折射 冲动 传导的光线─成象于视网膜─视神经─视觉中枢—视觉形成。这 是利用学生头脑中已有的认识结构,为新知识的学习提供最佳的固定点,新知识经同化或顺应,构建新的认识 结构。二是用类比方法,比较新旧知识的异同点。人们对知识的学习有还原趋势,在学习新知识过程中,以原 有知识先入为主,把新知识理解为已有的知识。因此,要加深对新知识的理解,以抵消原有知识对新知识的“ 还原”和“取代”,要善于类比新旧知识的异同,从求异中促进新知识的迁移。例如学了物质循环后,应与能 量流动作对比,见下图:
物 流 能 流 流动 以无机物化合物形式 以有机物形式 内容 方向 返复 单向 流动 在一定范围内能自动 能量流动的基本规律是递减 规律 调节,维持平衡 的,传递效率为10~20% 范围 生物圈 各级生产系统