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反思我区10年来的初中生物学教学,在实施课改的教学实践中,对课程标准理念和精神的解读,初中生物学教师一直在研读着、实践着。但在细化分解课程标准、有效落实课程目标上,研究得不够,达成度不高。在课堂观察和与教师的研讨中获知,教师们的困惑主要有两类:一类困惑源自没有正确理解“目标”的含义与意义。“目标”应是“看得见的靶心”,即预期的学习结果,课程标准中的目标相对来说比较概括、抽象,对教师而言,许多目标是“看不见的靶心”,故需要教师像专家一样地思考,通过分解使之成为“看得见的靶心”,即成为清晰的、可检测的学习结果,这才是课程标准分解的目的。另一类困惑源自没有正确理解“课程标准分解”的含义与意义。课程标准分解旨在使后续的教学更有方向感,也便于一以贯之地教学,即课程标准、教材处理、教学与评价的一致性。用最通俗的话说,身为教师应该清楚:我要把学生带到哪里?(先要明确学习目标)怎么知道已经把学生带到了那里?(考虑如何作出评价)我怎样把学生带到那里?(通过怎样的教学准备和教学活动实施来达成目标)
义务教育生物学课程标准(2011年版)在第四部分的教学建议中指出:“生物学课程目标涵盖的生物学知识、能力以及情感态度与价值观等方面的基本要求,是要通过每节课或每项活动来逐步完成的。在制订每节课(或活动)的教学目标时,要充分考虑课程目标的体现和贯彻。同时,根据不同的教学内容,在制订教学目标时其侧重点也应该有所不同。”教学目标是课程目标在教学中的具体体现,是生物学教学的出发点和归宿,教学目标的设计是教学设计的一项十分重要的任务。全面体现科学素养的三维目标,教师应根据具体教学内容的特点和学生的实际来确定,切忌生硬照搬,防止教学目标的制订流于形式;应关注学生的学习过程和学习活动,使单元或课时教学目标的设计具有更强的指向性。可见,分解课程标准为具体的学习目标是基于课程标准的教学实践的重要内容。因而,在结合新版课程标准的颁布而开展的教师培训中,笔者把引导教师学会分解课程标准作为新版初中生物学课程标准教师培训的首选内容。
通过培训,让教师掌握课程标准分解的技能。课程标准分解的技术,可以用这四句话来概括:① 用具体可描述的知识性名词呈现笼统的整体知识。如“通过观察和阅读课本材料及其他材料,能举例说明动物的运动依赖于一定的结构。”,说明是用简明扼要的语言,把事物的实际情况,恰如其分地表述出来。说明方式有:举例子、列数字、作比较、分类别、打比方、下定义、作诠释、画图表等。在课程标准分解时就要用具体可描述的知识性名词来呈现。② 用外显的可观察的行为动词,呈现认知心理动词。在义务教育生物学课程标准(2011年版)中,有一些认知心理动词,像“了解、理解、应用”,这些词语不可观察、测量,没有具体的程度标准,这就需要分解或解析认知心理动词,用外显的、可观察的行为动词来呈现。例如:可以把“了解”分解为“说出、识别、列出、列举、举例说出、描述”等行为动词。③ 用与行为动词相匹配的行为条件呈现教学活动。行为条件是指影响学生产生学习结果的特定的限制或范围等,教师应结合学情(学生状况、学校条件等)来确定行为条件。如“观察实验”“借助表格”“阅读课文”“观察多媒体演示”等。初中生物学课堂上认知条件主要有三种:一是教师的讲解、指导、提供材料、利用多媒体创设情境等;二是自主学习,主要指阅读课文,观察图片与实验、课外探究等;三是交互学习,如小组讨论、合作探究、师生对话等。④ 用先于教学活动的评估任务去验收目标达成的情况。要让学生做到哪一步?准确无误吗?怎样评估检查?教师都要做到心中有数,这样,课堂上学习目标的落实、达成度才会比较高。
通过培训,要让教师掌握课程标准分解的程序。课程标准分解的程序比较复杂,培训中通过“描述种子萌发的条件和过程”这一课程标准内容的分解过程,引导教师掌握课程标准分解的具体步骤。这些步骤通常包括:① 寻找关键词。从一条课程标准中找出行为动词和这些动词所指向的核心概念(名词),或修饰它们的形容词、副词等修饰词和规定性条件,作为关键词,并予以分类。如“描述种子萌发的条件和过程”的动词是描述、说出,动词指向的核心概念是“(种子的)结构、(种子萌发需要的)外界条件、(种子萌发的)过程”,它们都是这一标准的关键词。② 扩展或剖析关键词。将上述关键词予以扩展或剖析,如上述内容标准中的关键词剖析:种子的结构――植物种子基本一致的结构、植物种子形态结构上的差异;种子萌发需要的条件――种子萌发的必要条件、种子萌发的外界条件;种子萌发的过程――萌发过程中胚各部分的变化。描述――说出、叙述。③ 形成剖析图(图1)。④ 叙写学习目标。
在培训中再通过一个范例呈现,让教师巩固分解课程标准的技能和步骤。
例:说明单细胞生物可以独立完成生命活动(课程标准表述)。
① 寻找关键词。
其中行为动词为说明,行为动词所指向的核心概念是单细胞生物生命活动。
② 扩展和剖析核心概念。
单细胞生物:单细胞生物的常见种类和分布,草履虫是常见的单细胞生物。
生命活动:运动、取食与消化、排泄、呼吸、生殖、对环境变化的反应等。
③ 扩展和剖析行为动词。
说明:说出,识别,概述,探究(表1)。
④ 确定行为条件(表2)。
⑤ 确定行为程度(表3)。
⑥ 写出学习目标。
(1) 阅读课本能说出单细胞生物的种类和分布,单细胞生物生命结构的特点;
(2) 观察草履虫的形态结构图,识别草履虫的形态结构,重点是与运动、消化、呼吸、排泄等生命活动相关的结构名称;
(3) 在阅读和分析的基础上,概述草履虫的运动、取食与消化、排泄、呼吸、生殖和对环境变化的反应等生命活动,说出单细胞生物可以独立完成生命活动的特点;
1 教学目标及重难点的确立
“草履虫对外界刺激的反应”是苏教版初中生物学七年级上册第二单元“生物体的结构层次”第四章“生物体的组成”第一节“单细胞生物”中一个重要概念,也是一个重要的探究活动。作为七年级上册生物课本中学生学习科学探究的一般方法后正式遇到的第二个探究实验,该实验的实践不仅可以激发学生的探究兴趣,还可以巩固与提升学生的探究能力。“探究草履虫对外界刺激的反应”以学生认识单细胞生物可以独立完成生命活动为基础,是学生解释生物体生命活动现象和举例说出生物体生命活动特征的实例,为学生建构“细胞是生命活动的基本单位”这一重要概念提供了依据。在分析《义务教育生物学课程标准(2011版)》和《生物学》教材后,笔者将本探究实验的教学目标以及重、难点确立如下。
1.1 教学目标
知识目标:举例说出单细胞生物对外界刺激能产生的反应。
能力目标:运用科学探究的一般方法,探究草履虫对外界刺激的反应;使用显微镜观察草履虫对外界刺激的反应。
情感、态度与价值观目标:参与观察、探究、讨论,体验探究的乐趣,形成严谨的科学态度。
1.2 教学重点
① 举例说出单细胞生物对外界刺激能产生的反应;② 运用科学探究的一般方法,探究草履虫对外界刺激的反应。
1.3 教学难点
运用科学探究的一般方法,探究草履虫对外界刺激的反应。
2 学情分析及设计理念
由于单细胞生物个体微小,用肉眼不易观察。在探究草履虫对外界刺激的反应活动中,需要学生制定探究计划,由于学生已有了科学探究的基础,但是仍然处于初步掌握阶段,因此,教师在进行教学过程中要善于一步步设疑,引导学生制定出草履虫对外界刺激可能产生反应的实验方案,帮助学生实施方案并分析实验结果,得出实验结论。实验中教师让学生直观感受草履虫对外界刺激的反应,帮助学生理解单细胞生物对环境变化的反应。探究时要借助显微镜观察,由于学生使用显微镜不够熟练,所以需要教师适时指导,并提倡加强学生之间的合作。
本实验是依据《义务教育生物学课程标准(2011版)》中“倡导学生主动地获取生物学科学知识,体验科学过程,形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观”的理念而设计,由于理解科学探究和科学探究能力的形成需要学生亲历探究性学习过程,因此采用问题解决法和探究实验法,通过教师的引导,让学生进行合作学习、自主探究、完成实验,学生通过质疑、尝试、摸索、探究、实践、分析等一系列的思维与活动过程,体验科学探究的过程。
3 教学过程与策略
3.1 准备教学,亲自实践
本实验是一个探究性实验。在备课过程中,教师应进行预实验,实践在前,杜绝纸上谈兵,亲自尝试与体验探究草履虫对外界刺激的反应的实验。在预实验过程中,首先要采集和培养好草履虫,牛肉汁或稻草培养液可作为培养草履虫的材料。温度较低时,可将装有草履虫培养液的容器放入恒温箱培养。在尝试探究草履虫对外界刺激的反应过程中,选择了食盐、糖、牛肉汁三种刺激物。经过实验,笔者发现草履虫对糖、牛肉汁的趋向性不是很明显,而食盐一旦放入载玻片上培养液的一侧,两滴培养液中的草履虫会因浓度过高而死亡。经过多次尝试后,笔者发现选择生理盐水代替食盐作为刺激物,既能刺激草履虫,又不会伤害到草履虫,而且对生理盐水的刺激,草履虫会避开,实验效果较明显。
3.2 创设情境,激发兴趣
为了能激发学生的探究兴趣,教师需创设一个能引发学生主动思考、质疑、探索的教学情境。以学生曾经做过的探究实验的对象――“鼠妇”受到光或者触碰的刺激蜷缩成球的图片引出生物能对刺激作出一定的反应的生命现象,设置由一个细胞构成的单细胞生物能否对刺激作出反应的疑问,激发学生的求知欲。
3.3 回忆方法,作出假设
想要知道单细胞生物能否对外界刺激作出反应,需要借助科学探究的一般方法,教师引导学生回顾科学探究一般方法的步骤:提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流。在提出“单细胞生物能对外界刺激作出反应吗”的探究问题后,进一步引导学生作出合理的假设。假设并不是无端的猜测,而是对问题合理的解释,所以在引导学生作出假设的过程中,要充分了解学生的想法。教师通过提问“草履虫可能对哪些外界刺激作出反应呢?”或者“你想给草履虫提供什么外界刺激呢”,让学生主动、大胆地说出自己的猜想。学生在学习过“生态因素”概念的基础上,可以提出很多的猜想,比如有的学生可能会提出“光”,有的学生可能会提出“温度”,有的甚至会提出“酒精、醋”……教师要及时肯定并鼓励学生大胆地将自己的猜想应用于课外探究。
教师出示课堂上给学生准备的刺激物――生理盐水,解释使用生理盐水作为刺激物的原因,引导学生就生理盐水作为刺激物作出假设。由于有了具体的刺激物,学生作出假设的难度也降低了,可以作出“草履虫会趋向生理盐水”或者“草履虫会避开生理盐水”的假设,为下一步制定实验计划提供了具体的材料,也让实验设计更有针对性。
3.4 依据原则,制定计划
科学探究过程中,设计实验应依据三个原则:对照实验原则、单一变量原则和科学性原则。这三个原则是学生设计实验的前提。教师友情提醒学生明确该对照实验的实验变量――生理盐水,变量不同,其他条件都要相同。教师将探究实验推荐器材呈现给学生:草履虫培养液、载玻片、盖玻片、滴管、显微镜等,这些是课本中原本提供的实验器材,教师根据实验需要,增加两个器材:生理盐水、牙签。然后学生以4人一小组的合作探究形式,借助于课本中草履虫对外界刺激反应的实验设计参考图(图1),制定出小组的实验计划,并将实验方案写在学案上。
在小组讨论过程中,由于课本中并没有详细地用文字的方式提出实验设计建议,只有一幅实验参考图,所以学生对于材料的选择和使用、对照实验的设置以及图示理解的能力欠缺,可能会有“丈二和尚摸不着头脑”的瓶颈期,比如为什么要滴两滴草履虫培养液?生理盐水到底滴一侧还是两侧都要滴?牙签用来干什么的?中间的通道有什么作用?小组进行思考交流的过程中,教师可以巡视了解各个小组的合作情况和商讨结果,有针对性地并适时地提出指导建议。小组讨论结束后,教师选取一些代表性小组在全班汇报制定的实验计划,依据他们汇报的结果及时进行点评,并可鼓励其他小组针对汇报组提出疑问,让汇报组进行解答。最终,各小组在小组讨论、全班交流的基础上完善各自的实验方案,并为实施计划做准备。
3.5 实施计划,得出结论
实验方案是实施计划的依据,在制定好实验方案的基础上,小组的合作探究有了重要的依据。以2人一小组的形式,按照计划,实施实验,教师要求学生细心操作,细致观察,秉持严谨的科学态度,实事求是地记录结果,并建议多次重复实验,比较观察得到的现象和结果是否一致。教师在学生实验的过程中,巡视、指导,善于发现各组学生实验中的优点与不足,在学生完成实验后,由“观察到什么现象”的问题,以“看谁描述地最清楚”激发竞争的意识,开始组织学生交流、分享小组的探究成果。
通过小组竞相交流,大部分小组的实验结果与预期相吻合或接近。学生观察到“草履虫会避开生理盐水”的现象,由此可得出“单细胞生物能对外界刺激作出反应”的结论。
3.6 分析个案,倡导拓展
全班以2人一小组为单位的探究实验小组,进行探究后未必都能成功,教师要鼓励学生实事求是,勇于交流,大胆说出自己所观察到的实验现象。教师通过巡视,发现个别小组实验的不足,“某些小组探究的结果与我们预期的有差距,请该小组的同学来说说他们如何进行操作的吧,看一看我们其他小组的同学能不能帮助他们分析一下,是什么原因导致失败呢?”教师以这样的表述,鼓励学生交流互助,不要因为失败而丧失信心,及时发现问题,扬长避短,为今后的探究活动积累经验的同时也提升自己的探究能力。
其实草履虫不仅可以避开有害刺激,也能趋向有利刺激。由于课堂探究的时间和场地是有限的,而课外探究的平台是教师通过努力可以为学生搭建的。学生可以以个人或者小组的形式尝试课外探究,不仅可以尝试不同的刺激物对草履虫的刺激,也可以观察到有利的刺激会使草履虫趋向。生物教师可以与实验员做好沟通,约定时间和场地,提供实验器具和材料,鼓励学生积极参与,倡导学生课外拓展。
4 教学设计优点与创新
4.1 设计优点
《义务教育生物学课程标准(2011版)》明确提出科学探究是学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的探究活动。教师应积极提供机会让学生亲自尝试与实践,并将科学探究的内容尽可能渗透到各主题内容的教学活动中。教师在引导学生参与科学探究活动时,不仅应让学生参加科学探究的某些方面的活动,也应该注意让学生有机会参与若干完整的探究活动。在本实验设计中,在引导学生探究前,教师亲自实践,认真进行预实验,通过预实验,将探究实验中所可能出现的问题及时发现并采取措施解决,从而选取合理的实验材料,节约课堂时间,有效地引导、组织学生进行探究活动;在引导学生制定探究方案过程中,教师步步设疑,及时引导,点到为止;在教学中教师不包办代替,激发学生思考,发挥其主体性,鼓励学生大胆想、大胆说;以小组合作形式,以全班交流形式,进行师生互动的同时,进行生生互动;并倡导学生进行课外探究,以课堂的探究方法为例,举一反三,将探究草履虫对外界刺激作出反应的探究活动进行地更加完整。
【关键词】高中生物;细胞;功能;结构
相信大家对于生物都不陌生,因为生物与人们的生活息息相关,人本身就是一种动物,存在于生物研究的领域,生物从最为基本的结构,最基础的生命物质细胞开始研究,让人们清楚的了解现在的世界上的生命组成的物质,更加透彻的了解自己,了解世界,这就是生物的学习存在的意义。
生命之中充满无穷的奥秘,而生物的探索就为我们大家揭开了这些神秘的面纱,让我们能够看清生命的本质,了解花草树木,鱼虫,甚至是人类生命的意义。人是由无数个分工明确的细胞组成的,这些细胞无时无刻不在为人类的活动而运转,就算是人在睡觉的时候,还有很多的细胞都在不停的运转,有些细胞会在人死了之后停止运转,而有些细胞就算是失去了供养,还是能够继续生存下去。
生物根据细胞的多少可以分为单细胞,多细胞。单细胞生物一般都是结构极其的简单,凭着一个细胞就能够进行摄食,排泄,运动等活动,最为普遍的就是草履虫,草履虫是一种简单的单细胞生物,主要是生活在水中,现代生物学中经常通过研究草履虫来研究单细胞生物的特性。人是多细胞的生物,那人的细胞每天都在做什么,又是怎样分工明确的来让人实现学习,工作,吃饭等事情的。笔者结合高中生物的教材,为大家进行详细,通俗易懂的解答。
一、细胞是生物体结构和功能的基本单位,一切生命活动都离不开细胞
如果大家有高中生物的教材,打开目录的第一章就会看到这句话。细胞在生命中起着不可缺少的作用,生物体结构和功能都离不开细胞的实现,生命的活动更加不能够离开细胞。没有细胞就没有生命,而那些不具有细胞结构的病毒,也要依赖于宿主细胞才能够生存,可想而知,细胞对于生命的活动是多么的重要。
一个细胞就可以构成一种简单的生物体。在上亿万年前,据说地球上都是海洋的时候,人类还没有存在在这个世界上,那时地球上唯一的生命物质就是最简单的单细胞,现在在各大博物馆都可以找寻这些地球祖先的身影,虽然她们已经在地球的舞台上失去了身影,但是对于人们对细胞的研究有不可或缺的价值,她们是现代生命的基础,是想要了解细胞的科学家们的研究对象,而这些简单的细胞对于地球的发展,人们的出现和进步都有极其重要的作用。
二、细胞的组成,动物细胞植物细胞的区别
经过了上亿年的发展,地球上的恐龙灭绝了,活跃在地球上面的是具有高智商的人类。曾经的地球上都是海洋,存在的也只有海洋里面极为简单的单细胞生物,但是如今,地球仍是被海洋覆盖,但是几块陆地上面物种丰富,动物和植物都有千百万种,构成各种动物和植物的细胞也存在差异,但是因为具有相同的起源,动物细胞和植物细胞的差异也就不是很大。
动物细胞和植物细胞的主要区别在于植物细胞含有细胞壁,而动物细胞没有细胞壁,只有细胞膜,另外动物细胞中多了很多的细胞器,这些细胞器的存在是为了让动物能够更好的进行生活,而植物细胞的细胞构造相对简单,植物的生活就是进行光合作用和呼吸作用,因此植物细胞存在高尔基体,内质网,线粒体等为光合作用和呼吸作用而存在的细胞器。
而动物细胞则因种类不同,相对构造也就存在差别,比如说是动物红细胞,动物红细胞在动物的生命中起着不可或缺的作用,红细胞会根据动物体内进行自己的调节,这都是通过细胞器才能够实现的,因此动物细胞中含有不同的细胞器,但是无论是动物细胞还是植物细胞都含有固定的结构,比如说是细胞质,细胞膜,中心体等。
三、细胞构成的大世界
生命的结构层次是从细胞开始了,接下来是组织,器官,系统,进而到了个体,个体之后又是种群,多个种群生活在一起形成群落,群落组成生态系统,最后形成生物圈。细胞是最为基础的物质,单细胞的生物既可以说是细胞这个生命系统的,又可以说是个体这个系统。
生物中存在很多不可思议的现象,而人们如果不通过研究,仅凭主观臆断的话,就会出现很多的错误,比如说血液其实是属于组织的这个层次,很多的同学都喜欢把血液归为系统,而皮肤是器官,这也是同学们经常会犯错误的地方,皮肤是由组织构成的器官,而不是一个系统。种群的概念也是极易混淆,种群是一定区域内,同种生物个体的总和,而很多时候,人们总是会以为,在不同区域的同一种生物也是一个种群,因为生活的环境不同,所以物种产生的变异也就不同,就算是基因相同,形状也会发生诧异,因此就不可以再说是同一个种群了。
群落中包含了更多的物种,在一个群落之中,微生物也是属于这个群落,因此如果说一个池塘中的所有生物的话,就不能说是一个池塘中的所有的鱼,因为池塘中的生物还有微生物,悬浮生物,还有很多的小虾米之类的,这些都算是池塘中的生物,都含有在池塘这个群落之中。
四、人由无穷细胞构成
人是高等的生物,由无数个分工明确的细胞共同组成,这些细胞协调工作,构成了人的思考,学习,工作,娱乐等多项技能。而人所区别于其他的低等生物最为显著的特征就是人类有语言,人类可以凭借语言,凭借文字进行沟通,而其他的动物就不会出现这个特征,就算是和人比较接近的猿猴等,多无法写字。
关键词:初中生物;多媒体;多样化;有效性
引言
多媒体技术在生物课程中的应用是一个新鲜的、极具开发潜力的研究课题,也是开展教学改革活动的一个新挑战。在初中生物教学领域,笔者充分借鉴其他生物老师应用多媒体教学的经验和教训,加强理论研究,充分认识多媒体技术的特性及其教育特长,以便更好地在本教育领域应用多媒体技术。在教学中,将生物学科与多媒体有效整合在一起,需要教师根据教学需要及时为学生提供生动形象的感性材料,使学生都能在整个学习过程中充分利用视觉与听觉等功能学习新知识,优化教学过程,提升教学效果。
一、运用多媒体于初中生物教学之中,可以激发学习兴趣
初中阶段的学生具有活泼好动,注意力集中时间相对较短,思想容易开小差等特点,加之生物学科没有被列入到中考范围内,导致教学效果不理想。教师适时使用多媒体辅助教学渲染课堂气氛,激发兴趣,为学生创造符合自身特点的教学情境,更利于激发出他们强烈的学习欲望,增强了对新知的学习兴趣。例如,在学习“单细胞生物”这一内容时,许多学生对单细胞生物较为陌生,更不知道还存在着有如此微小的生物。为提升学生对其的感性认识,授课过程中可以《湖天春色图》曲为背景音乐,运用多媒体课件出示各种单细胞生物的图片(包括单细胞植物、单细胞动物和菌类等)。学生也一下子被眼前奇妙的微小世界所吸引住,仿佛身临其境,并且积极投入其中。由此可知,利用多媒体辅助教学,结合教学内容创设一定的情境,能使学生产生对新知、对生物学科产生“亲近感”,可以激发他们的学习兴趣,启迪学生的思维能力,提升学生生物素养的同时,也提高了生物课堂教学效果。
二、多媒体辅助方便教师教学活动的开展
随着信息技术的快速发展,多媒体技术凭借其资源海量共享、形象直观可感、操作简单等方面的优势已经被广泛地运用到了各类教学活动当中,初中生物课堂教学自然也离不开多媒体课件的参与。多媒体辅助教学已经成为生物课堂教学中不可缺少的一个环节,更有利于教师教学活动的开展和课堂教学秩序的井然有序开展。比如,在分析“家鸽”这一节内容时,先向学生讲解这节课程的重难点,需要掌握的知识是家鸽的外部形态与内部结构。为提升学生对此节知识点的感性认识,在讲述过程中可适当播放相关视频,引导学生观察,以此来锻炼他们的观察和探究能力,激发探究欲望;在课程中间可以借助PPT形式将家鸽外部形态有关的知识用图片或者结构图演示出来;教师还可以让学生以小组形式参与到课程的讲解当中,为学生之间的交流提供一个互动探讨的学习平台。这种利用感官刺激和综合思维的教学模式加强了学生对抽象知识的理解能力,而且还能促使课堂教学达到较好的教学效果。
三、对多媒体的课件设计要做到精细化
生物教师在使用多媒体辅助教学时,要秉承着“以人为本”的教学理念,结合实际教学内容以及学生的学习状况对多媒体课件准备设计。例如,在分析“观察变形虫”的内容时,传统的教学模式是很难直观形象地开展变形虫的实验性教学的,不利于学生直观感受,在一定程度上阻碍了教学的发展进度。在多媒体课件的应用下,学生更直观形象地了解变异过程,对学习中的重点内容可重复观看,使其操作过程中的关键要领能更直观地得到展现。
此外,多媒体辅助教学也能进一步强化教学内容,使得课堂教学时间得到有效延伸;这种精细的多媒体辅助教学也能有效引导学生对生物知识产生学习兴趣,当学生对生物学科产生浓厚兴趣时,教师的教学质量也能得到提高。通过对多媒体课件的有效的应用,学生的知识范围得到了拓宽,而且还脱离了呆板无趣的教学课堂,同时得以提升的是学生的观察能力、自主意识、分析能力等。为学生探索知识创造了充分的条件,使他们产生进一步探求的愿望。
四、多媒体教学技术结合实验教学内容
实验是初中生物学科的重要组成部分,实验教学主要目的是培养学生对一些理论知识和应用技能的锻炼能力,通过实验促使学生更好地认识和理解抽象知识。尽管多媒体教学能提升实验的展示效果,但是并不能完全代替实验教学工作,这就需要教师在开展实验教学中不能简单只依靠多媒体机进行初中生物教学工作,要将传统的实验教学与多媒体结合在一起,培养学生的观察判断能力、逻辑思维的同时,也能锻炼学生动手操作的技能。对一些较为复杂的实验内容,教师可先通过多媒体展示,促使学生可以在实际操作之前积攒相关的经验,接着,再指导学生进行实验操作,这样能进一步降低对实验的操作误差,通过多媒体的事先演示,在实验操作过程中更利于学生对相关的知识理论和应用技能有更深层次的了解,促使他们更好地进行生物知识学习。
将多媒体课件运用到初中生物课堂教学中也已经成为教学改革中的重要环节,将多媒体与生物学科有效整合更能突出多媒体课件优势的同时,还改善了生物教学中晦涩、抽象的知识点和概念,在提升生物教学效益的同时,也提高了生物教学的质量。为此,需要生物教师在实际运用中要坚持明确目标、适度应用、加强交互性等原则,在充分发挥多媒体技术功能和优势的同时,提升生教学绩效,为生物教学改革和创新服务,为学生长远发展迈出坚实一步。
参考文献:
[1]杜敏华,杨建伟,⒀沛茫亓彩霞.多媒体技术在中学生物教学中的应用[J].安徽农业科学.2010(18).
[2]蔡振祥.探究教学在初中生物学教学中的实施策略[T].中国教育技术装备,2011(32).
[3]陆世民,刘吉玉.初中生物教学中多媒体的运用优势初探[J].信息化教学.2013(32).
提出问题、作出假定、制定方案、实施方案、得出结论、表达交流
2、生物的特征
1)生物的生活需求营养:绝大多数植物经过光协作用制造有机物(自养);动物则从外界获取现成的营养(异养)。
2)生物能进行呼吸。
3)生物能排出身体内的废物。
动物排出废物的方式:出汗、呼出气体、排尿。
植物排出废物的方式:落叶。
4)生物能对外界抚慰做出反响——应激性。例:斑马发现敌害后迅速奔逃。含羞草对抚慰的反响。
5)生物能生长和繁衍。
6)除病毒以外,生物都是由细胞构成的。
3、生物圈的范围:大气圈的底部、水圈的大部和岩石圈的表面。
4、生物圈为生物的生活提供的基本条件:营养物质、阳光、空气和水、合适的温度和一定的生活空间。
5、影响生物的生活的环境要素:
6、生物对环境的顺应和影响:
7、生态系统的概念和组成
概念:在一定地域内生物与环境所构成的一致全体叫做生态系统。
组成:包括生物部分和非生物部分。生物部分包括生产者、消费者和分解者。非生物部分包括阳光、水、空气、温度等
8、食物链和食物网:
9、罗列不同的生态系统:
森林生态系统、草原生态系统、海洋生态系统、淡水生态系统、农田生态系统等,生物圈是的生态系统。
第二单元
10、利用显微镜观察装片
11、细胞是生物生命活动的基本结构和功用单位。
12、植物细胞特有的结构:细胞壁、叶绿体和液泡。
13、洋葱表皮细胞装片的制造和观察
14、口腔上皮细胞装片的制造和观察
15、细胞膜的功用:让有用的物质进入细胞,把其他物质挡在细胞外面,同时,还能把细胞内产生的废物排到细胞外。
16、线粒体和叶绿体是细胞里的能量转换器
17、细胞核在生物遗传中的作用
18、细胞经过火裂产生新细胞:分裂时,细胞核先由一个分红两个,随后,细胞质分红两份,每份各含有一个细胞核。最后,在原来的细胞的中央,构成新的细胞膜,植物细胞还构成新的细胞壁。于是,一个细胞就分裂成为两个细胞。
19、细胞分化构成组织。
20、人体的结构层次:细胞组织器官系统人体
21、植物体的结构层次:细胞组织器官植物体(植物体无系统)
22、绿色开花植物的六大器官:根、茎、叶(属于营养器官)、花、果实、种子(属于生殖器官)
23、只需一个细胞的生物体
酵母菌、草履虫、衣藻、眼虫、变形虫等都是单细胞生物,能独立生活,有一切生理活动。
赤潮构成的缘由:水体富营养化,单细胞生物大量繁衍。
24、病毒的外形结构和生命活动的特点
(1)种类:按寄生细胞分为动物病毒、植物病毒和细菌病毒(噬菌体)
(2)结构:有蛋白质外壳和遗传物质(核酸)组成。没有细胞结构。
生活:必需寄生在活细胞中。
第三单元
27、区分稀有的藻类、苔藓和蕨类植物。
28、区分稀有的裸子植物和被子植物
29、种子的主要结构(菜豆种子和玉米种子的异同点)
相同点 不同点
菜豆种子 有种皮和胚 无胚乳,营养物质贮藏在子叶里。子叶两片。
玉米种子 有种皮和胚 有胚乳,营养物质贮藏在胚乳里。子叶一片。
在玉米剖面上滴一滴碘液,胚乳被染成蓝色
30、种子萌发的条件
31、种子萌发的进程:先吸收水分(运输营养物质的需求),胚根打破种皮,构成根,胚轴伸长,胚芽发育成茎和叶。
32、植株的生长:
33、桃花的结构:花柄、萼片、花瓣、雌蕊(柱头、花柱、子房)、雄蕊(花药、花丝)。
34、果实和种子的构成
35、根适于吸水的特点:根吸水的部位主要是根尖的成熟区。成熟区生有大量的根毛。
导管的功用:运输水分和无机盐。
水是由导管从下往上运输,营养物质由筛管从上往下运输。
36、蒸腾作用:气孔是植物蒸腾失水的门户,也是气体交流的窗口。气孔由一对保卫细胞组成。
蒸腾作用的意义:促进植物体对水分的吸收;促进植物体对水分和无机盐的运输;降温。
37、光协作用:
38、植物的呼吸作用
第四单元
39 现代类人猿和人类的共同祖先是森林古猿。
40男性和女性生殖系统的结构和功用
男性:——产生,分泌雄性激素
女性:卵巢——产生卵细胞,分泌雌性激素
子宫——胚胎发育的场所,胎儿与母体物质交流的场所是胎盘
输卵管——受精的场所
41青春期的身体变化
(1)身高突增,神经系统以及心脏和肺等器官功用也清楚增强。
(2)性器官迅速发育:男孩出现遗精,女孩会来月经。
42人体需求的主要营养物质
六类营养物质:糖类、脂肪、蛋白质、水、无机盐和维生素。
44人体消化系统的组成:
45食物的消化和营养物质的吸收进程
口腔 糖类末尾消化的地方 唾液淀粉酶
胃 蛋白质末尾消化的地方 胃蛋白酶
小肠 糖类、蛋白质、脂肪都能消化 消化糖类、脂肪、蛋白质的酶
46关注食品安全。
47人体呼吸系统的组成
策略一:“填鸭式”概念教学。如济南版七年级上册《第二章 第一节细胞的结构和功能》的概念教学我采用了前一种方法,即先给出概念。
1.让学生找出概念,帮助学生理解概念。
如何帮助学生理解概念?首先要帮助学生完成思维方式的转化,抓住概念的本质。如:在讲济南版七年级上册《第二章 第一节细胞的结构和功能》时,我先问了学生这样的问题:你认为什么是细胞?有的学生说:细胞就像一个鸡蛋。有的描述:细胞就像一个房子。教材中细胞的概念是这样定义的:细胞是生物结构的基本单位;细胞是生命活动的基本单位。学生对细胞的理解只是事物的表象,是学生的感性认知。因此要想让学生很好地理解这个概念就必须帮助学生完成思维方式的转换:由直观形象思维到抽象思维的转换;从经验思维到理论思维的转换。
方法如下:
(1) 从感性经验入手,帮助学生理解概念:
细胞就像一个球或者一个房子,说明它是一个独立的个体,并且与外界是有界限的。正如一个构成国家的最基本单位是家庭,许许多多家庭聚集在一起就构成了一个国家。但是细胞不是空的,每个细胞内部还有许多精细的构造。通过这种理解,突出细胞的本质之一:“生物结构的基本单位”。
(2) 从身边现象说起,帮助学生理解概念:
还以细胞这个概念为例:组成一个学校的基本单位是班级。但是一个班级并不只是几十个学生的简单聚集在一间教室了。一个班级要有日常运作也就是日常班级管理,才是一个活的班级。通过这个例子突出:细胞是“生命活动的基本单位”这一本质。
2.老师列举实例加以引导和进一步的理解。
在细胞这一概念的学习后,老师就可举出实例:有些生物的整个身体就是一个细胞,称为单细胞生物;而绝大多数生物的整个身体是由许多细胞构成的,称为多细胞生物。无论是单细胞生物还是多细胞生物,一个细胞就能独立完成生命活动。
3.让学生仿照老师的实例再“造句”。例如草履虫的“趋利避害”现象、植物的光合作用 、人的呼吸作用等生命活动,都是在细胞内完成的。
4.学生举出例子后,让举出例子的同学领读(这样更能激发出此学生的自豪感,体会到学习知识的乐趣),其他同学跟读。
策略二:“探究式”概念教学:通过具体生物学现象,利用实例和学生的经验,引导学生进行观察、比较、辨别,对生物现象的共同属性、本质特征进行归纳概括,使学生形成正确概念。
如济南版八年级下册《第二章 生态系统》的第一节《生态系统的组成》,在本节内容中就概念而言,除了生态系统概念外,还有生产者、消费者、分解者等概念。其中,生态系统的概念是本节内容的核心概念,是教学的重点之一。这节内容的设计如下:
1. 有效进行情景设计,激发学生的学习兴趣,调动学生的学习主体性,丰富和强化学生对生态系统的感性认识。
师:(提出问题)你的家乡是哪里?哪儿环境如何?
生:我的家乡在威远,环境很好,有森林,有果园,还有各种鸟类……。
师小结:你的家乡威远就是一个生态系统,此外一片树林、一块草地、一条河流、一个学校、一座城市,大到一个地球,小到一滴水滴都是一个生态系统。
2. 创设“问题”情景,调动学生积极思维,激发学生求知欲。
引起学生的好奇与思考是激发他们的求知欲和内在学习兴趣的有效方法和手段。接下来的教学可以这样设计:师追问:“那么什么是生态系统?生态系统又是由哪些成分组成?各种成分之间有何关系?各种成分有何作用?各种成分在生态系统中承什么角色?为什么把植物称为生产者?把人和动物称为消费者?把微生物称为分解者?
3. 分析具体实例,(以课本54页“湿地、森林生态系统”为例)让学生进行观察、比较,阅读、思考、讨论交流等步骤,整合已有的教学资源。
在此基础上,学生很快说出:湿地生态系统和森林生态系统,都是由生物成分和非生物成分组成的,其中生物成分包括植物、动物、微生物。它们分别是生态系统的生产者、消费者和分解者。而非生物成分则指阳光、水、空气等。接下来老师再让学生比较分析:威远生态系统、学校生态系统等是否也由生物成分和非生物成分组成?经过这样的分析比较,学生很快找到了生态系统概念的本质特征:即生态系统是由生物成分与非生物成分共同构成的整体。而威远、树林,学校等则指生态系统的不同区域(范围)。至此生态系统概念的给出可以说水到渠成。
作者认为这一定义的概括性较强,内涵也更有深度。虽然对细胞的概念可以做各种各样的理解和解释,但作者认为应从以下一些角度去认识细胞作为生命活动基本单位这一概念。
(1)一切有机体都由细胞构成,细胞是构成有机体的基本单位。
一切有机体均由细胞构成,只有病毒是非细胞形态的生命体。
(2)细胞具有独立的、有序的自控代谢体系,细胞是代谢与功能的基本单位。在有机体一切代谢活动与执行功能的过程中,细胞呈现为一个独立的、有序的、自动控制性很强的代谢体系。
(3)细胞是有机体生长与发育的基础。一切有机体的生长与发育是以细胞的繁殖与分化为基础的,这是研究生物发育的基点。
(4)细胞是遗传的基本单位,细胞具有遗传的全能性。每一个细胞,不论低等生物或高等生物的细胞,单细胞生物或多细胞生物的细胞,结构简单或复杂的细胞,未分化或分化的细胞(除个别终末分化的细胞外),性细胞或体细胞都包含着全套的遗传信息,即全套的基因,也就是它们具有遗传的全能性。
【关键词】初中生物学 重要概念 概念引入 概念建立 概念传递
一、概念及概念教学
《义务教育生物学课程标准(2011 年版)》与《义务教育生物课程标准(实验稿)》相比,最大的变换是在课程内容中增加或修改了50个生物学重要概念。概念是把客观对象的特点加以概括,在人脑中形成的对事物本质属性的反映。概念是人类对一个复杂的事物或过程的理解,它随着人类实践和认识的变化而不断的发展。根据不同的标准,概念有不同的类型,如实物概念和抽象概念,日常概念和科学概念等。
作为培养学生科学素养的一种途径,同时也是当前研究的一个热门话题,概念教学经过一段时间的实践,成为一条通向真知的重要途径。概念教学以完善和纠正学生的前科学概念、帮助学生构建科学概念为根本任务,把单纯的教知识变为教知识结构,加强前后知识间的内在联系,使学生形成一个最佳的认知结构,从而为学生后续的学习、生活奠定坚实的基础。
二、一般概念和生物学重要概念的引入
生物学是研究生命现象、揭示生命活动规律的科学,它建立的基础是对生物学概念的认识、理解和应用。作为生物学领域基本的语言单位和思维单位,生物学概念是生物学课程内容的重要组成部分,它是对生物形态结构、生理特征、原理及规律本质的阐述,也是对迅猛发展的生物科学的基本认识。从某种程度上讲,生物学概念是对事实信息或事实知识的一种直观体现。
一般概念与生物学重要概念之间是怎样的关系?英国教育家温・哈伦在《科学教育的原则和大概念》一书中提出,科学教育具有多方面的目标,科学教育应该致力于理解一些科学上有关的大概念,包括科学概念以及关于科学在社会中所起作用和科学本身的概念。所有科学的课程活动都应该致力于深化学生对科学大概念的理解。美国课程专家埃里克森认为,核心概念是指居于学科中心,具有超越课堂之外的迁移价值和持久价值的关键性概念。这些概念源于学科中的一般概念、原理和解释体系。无论是温・哈伦提出的大概念,还是埃里克森认为的核心概念,其实都不约而同地指向了生物学重要概念这一中心议题。
对于一般概念或生物学事实信息,学生可以通过观察测量获得,有时受到时间或技术限制不能观察测量的,往往只能是被动告知,记忆和复述是其检测的主要形式。例如植物光合作用的发现过程即范・海尔蒙特实验以及普利斯特莱实验,绿叶在光下产生淀粉和氧气的实验,植物的光合作用需要二氧化碳的讨论,植物呼吸作用产生二氧化碳消耗氧气的实验等。而生物学核心概念需要学生对大量的事实知识进行分析加工,归纳推理,抽象概括得到,这是主动获取的过程,检测评价时一般需要在新的情境中应用。例如通过科学史的学习、探究活动、操作演示、实验讨论等系列事实知识的铺垫,学生再消化综合后得出:光合作用的实质即绿色植物利用太阳光能,把二氧化碳和水合成了储存能量的有机物,同时释放氧气;呼吸作用的实质即在生物体活细胞内,细胞分解有机物生成二氧化碳和水,同时释放能量等重要概念。
传统教学往往强调对一般概念的记忆和背诵,而要达到深层次的理解,必然涉及到对重要概念的组织。埃里克森则强调,课程与教学应该超越事实。课程内容的选择应以事实作为铺垫,围绕学科的重要概念进行。教学中心应从讲授事实转移到运用事实,学习中心应从记忆事实到重建知识结构。研究证明,学习者的知识结构越清晰,越利于学习新知,越利于知识的迁移运用。由此可见,生物学重要概念教学应该建立在事实知识的基础之上进行。区分事实信息和重要概念,对教学重难点的把握、教学方法的选择、教学质量的提高以及教学水平的提升等方面具有重要意义。
三、生物学重要概念的建立
《义务教育生物学课程标准(2011 年版)》在教学建议中认为,生物学重要概念处于生物学科的中心位置,包括对生命基本现象、规律、理论等的理解和解释,对学生学习生物学及相关科学具有重要的支撑作用。学生要“获得生物学基本事实、概念、原理和规律等方面的基本知识,了解并关注这些知识在生活、生产和社会发展中的应用”。这尽管是课程目标提出的明确要求,但对于中学生物教学来说,学生能否准确、牢固地建立起反映生物学思想的、反映社会和时代需求的生物学核心概念,这才是教学的主要目标。换言之,引入并学好生物学重要概念是学好生物学的关键,我们应该将生物学核心概念教学放在知识教学的首要位置。
如何帮助学生对事实进行抽象和概括,建立生物学重要概念,进而为学生在新情境下解决相关问题?重要概念从引入到形成,本质就是知识从感性到理性的上升过程。《义务教育生物学课程标准(2011年版)》指出,针对学生的年龄特点和认知能力的深度和广度,用描述概念内涵的方式来传递概念,有助于学生对知识的深入理解和迁移应用,从而实现重要概念的螺旋式发展。概念的内涵是概念的基本特征之一,包括所有组成该概念的事物特性和关系。例如细胞是生物体机构和功能的基本单位这一重要概念,它的内涵包括:细胞是生命活动的基本单位,除病毒外,一切有机体都由细胞构成。细胞膜的结构特点和功能特性与细胞的物质交换等有密切关系,它是理解水、无机盐吸收的基础。叶绿体和线粒体等细胞器的结构和功能是学习光合作用和呼吸作用的基础。细胞核能控制生物体的生长;细胞核中染色体的形态变化对理解细胞分裂有重要作用,有利于对生物遗传变异知识的学习。
教者应围绕重要概念,精选恰当的教学方法,设计巧妙的教学活动,弄清上位概念和下位概念,区分具体概念和定义性概念,充分挖掘概念内涵,形成概念框架。在实践过程中,创设问题情境也是进行初中生物学重要概念教学的有效手段。概念的教学依赖一定的情境,把重要概念嵌入具体问题情境之中,以问题教学驱动概念的教与学,可以充分激发学生学习概念的兴趣,利于概念的形成。例如在建立单细胞生物重要概念时,教者在展示单细胞图片、播放草履虫生活的视频、观察培养液中的草履虫等情景材料之后,提出问题:单细胞生物能独立完成营养、呼吸、生殖等生命活动吗?学生带着疑问,展开探究和讨论,大大缩短了概念的形成过程。这种“创设情境提出问题活动探究教师启发、学生思考形成概念”的操作模式,既吸引了学生的注意力,又启发了学生的思维。但在创设问题情境时,我们应注意情景要符合学生的认知结构,要来源于学生日常生产、生活经验,事例要鲜明突出,问题不要过多、过难。
四、生物学重要概念的转变、传递
对于多个生物学重要概念的关系,我们可以借助概念图的形式来呈现。例如:介绍性状和遗传时,细胞核、染色体、DNA和基因等重要概念的联系可以画概念图;介绍花的结构时,雌蕊和雄蕊等重要概念的关系也可以画概念图。利用概念图可以形象地展示学生原有的知识结构和完整的思维过程,促进了概念的理解。当然,概念除了内涵外,另外一个基本特征就是概念的拓展。概念的传递实际上就是概念的推广和应用过程。例如通过生物与环境关系的重要概念学习,我们知道任何生物的生存都依赖一定的环境,同时生物对周围的环境能产生影响。教学中,教者除了强调人类活动对环境的破坏,不妨从植树造林、自然保护区等角度谈谈人类活动对环境的正面作用,从而达到知识从课内到课外延伸的目的。
概念是不断变化与发展的,在探索生物学重要概念教学的过程中还有许多问题需要解决,例如前概念的利用、概念的拓展、错误概念的消除等。我们有理由相信,随着科技的进步、研究的深入、实践的证明,这些问题终会得到合理的解释。
【参考文献】
[1]《义务教育生物学课程标准(2011 年版)》,北京:北京师范大学出版,2012.1.
[2] 林静. 义务教育生物学课程标准(2011年版)案例式解读,《初中生物学》,北京:教育科学出版社,2012.3.
[3] 汪忠. 新版课程标准解析与教学指导,《初中生物》,北京:北京师范大学出版,2012.3.
第一单元生物和生物圈
一、生物的特征
1、生物的生活需要营养
2、生物能进行呼吸
3、生物能排出体内产生的废物
4、生物能对外界刺激做出反应
5、生物能生长和繁殖
6、生物都有遗传和变异的特性
6、生物都是由细胞构成的(病毒除外)
观察是科学探究的一种基本方法,可以直接用肉眼,也可以借助放大镜、显微镜、望远镜等仪器,或利用照相机、摄像机、录音机等工具,有时还需要测量。科学观察要有明确的目的,观察要全面、细致和实事求是。
二、调查的步骤
①明确调查目的;②确定调查对象;③制定合理的调查方案;④调查记录;⑤对调查结果进行整理和分析;⑥撰写调查报告。
三、生物的分类
按照形态结构特点分动物、植物、其他生物
按照生活环境分陆生生物、水生生物
按照用途分作物、家禽、家畜、宠物
四、了解生物圈
地球上所有的生物与其环境的总和就叫生物圈。
一、生物与环境的关系
1、生物的生活环境不仅是指生物的生存空间,还包括存在于它周围的各种影响因素。
环境中影响生物的生活和分布的因素叫做生态因素。生态因素可分为两类:
(1)非生物因素:光、水分、温度等。
(2)生物因素:影响某种生物生活的其他生物。
最常见的是捕食关系,还有竞争关系、合作关系、寄生关系
2、探究的过程:1、提出问题2、作出假设3、制定计划4、实施计划5、得出结论6、表达和交流
对照实验:在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同以外,其他条件都相同的实验,叫做“对照实验”。
3、环境对生物的影响
4、生物对环境的适应和影响
生物对环境的适应的例子(P.17)
生物对环境的影响:植物的蒸腾作用调节空气湿度、植物的枯叶枯枝腐烂后可调节土壤肥力、动物粪便改良土壤、蚯蚓松土
生物在适应环境的同时,也影响和改变着环境。
二、生物与环境组成生态系统
1、生态系统的概念:在一定的空间范围内,生物与环境所形成的统一整体叫生态系统。一片森林,一块农田,一片草原,一个湖泊,等都可以看作一个生态系统。
2、生态系统的组成:
生物部分生产者、消费者、分解者
非生物部分阳光、水、空气、温度
3、植物是生态系统中的生产者,动物是生态系统中的消费者,细菌和真菌是生态系统中的分解者。生态系统中在一般情况下数量的应该是生产者。
4、食物链和食物网:
在生态系统中,不同生物之间由于吃与被吃的关系而形成的链状结构叫做食物链。
在一个生态系统中,往往有很多条食物链,它们彼此交错连接,形成食物网
①生态系统中的物质和能量是沿着食物链和食物网流动的;
②食物链的起始环节是生产者,终点为消费者,且是不被其他动物捕食的动物;
③营养级越高,生物数量越少;
④有毒物质沿食物链积累,营养级别越高的生物,体内有毒物质积累的越多。
5、生态系统具有一定的自动调节能力
在一般情况下,生态系统中生物的数量和所占比例是相对稳定的。这说明生态系统具有一定的自动调节的能力。但这种自动调节能力有一定限度,超过则会遭到破坏。
三、生物圈是的生态系统
1、生物圈的范围:
大气圈的底部:可飞翔的鸟类、昆虫、细菌等
水圈的大部:距海平面150米内的水层
岩石圈的表面:是一切陆生生物的“立足点”
2、生物圈为生物的生存提供了基本条件:
营养物质、阳光、空气和水、适宜的温度和一定的生存空间
3、生态系统的类型:森林生态系统、草原生态系统、湿地生态系统、淡水生态系统、农田生态系统、海洋生态系统、城市生态系统等。
4、生物圈是一个统一的整体(P.30)
生物圈是一个统一的整体,是地球上的生态系统,是所有生物共同的家园。
第二单元生物体的结构层次
第一章细胞是生命活动的基本单位
一、练习使用显微镜
1、显微镜的构造
镜座:稳定镜身;
镜柱:支持镜柱以上的部分;
镜臂:握镜的部位;
载物台:放置玻片标本的地方。中央有通光孔,两旁各有一个压片夹,用于固定所观察的物体。
遮光器:上面有大小不等的圆孔,叫光圈,每个光圈都可以对准通光孔,用来调节光线的强弱。
反光镜:可以转动,使光线经过通光孔反射上来。其两面是不同的:光强时使用平面镜,光弱时使用凹面镜。
镜筒:上端装目镜,下端有转换器,在转换器上装有物镜,后方有准焦螺旋。
准焦螺旋:①粗准焦螺旋:转动时镜筒升降的幅度大;
②细准焦螺旋:转动时镜筒升降的幅度很小。
转动方向和升降方向的关系:顺时针转动准焦螺旋,镜筒下降;反之则上升
2、、显微镜的使用
方法步骤:(1)取镜和安放(2)对光(3)观察(4)练习(5)收镜装箱
1、从目镜内看到的物像是倒像,观察的物像与实际图像相反。注意玻片的移动方向和视野中物象的移动方向相反。放大倍数越大,观察到的物像就越大,但观察的视野范围就越小。
2、放大倍数=物镜倍数×目镜倍数
3、在显微镜下观察的生物标本,应该薄而透明,光线能透过,才能观察清楚。因此必须制成玻片标本
4、英国物理学家罗伯特.虎克观察软木薄片,发现了细胞。
二、植物细胞
1、常用的玻片标本:切片、涂片、装片的区别(P.42)
2、植物细胞的基本结构的作用(P.45)
①细胞壁:支持、保护
②细胞膜:控制物质的进出,保护
③细胞质:液态的,可以流动的。
④细胞核:贮存和传递遗传信息
⑤叶绿体:进行光合作用的场所
⑥液泡:在细胞质中,含有细胞液,溶解着多种物质
3、植物洋葱表皮细胞临时装片的制作过程
擦滴(清水)撕展盖染吸
4、液泡内的细胞液中溶解着多种物质。细胞质里叶绿体和线粒体。
三、动物细胞
1、动物细胞的结构(P.47—P.48)
细胞膜:控制物质的进出
细胞核:贮存和传递遗传信息
细胞质:液态,可以流动
制作观察人的口腔上皮细胞临时装片(擦滴(生理盐水0.9%)刮涂盖染吸)
3、植物细胞与动物细胞的相同点:都有细胞膜、细胞质、细胞核
植物细胞与动物细胞的不同点:植物细胞有细胞壁、叶绿体和液泡,动物细胞没有。
德国生物学家施莱登和施旺共同创建了“细胞学说”,恩格斯将细胞学说、能量转化与守恒定律、
达尔文的进化论并列为19世纪自然科学的三大发现。
四、细胞的生活
细胞是构成生物体的结构和功能的基本单位。
1、细胞中的物质分为两大类:
有机物(一般含碳,可燃烧):如糖类、脂类、蛋白质、核酸,这些都是大分子
无机物(一般不含碳,不燃烧):如水、无机物、氧等,这些都是分子比较小
2、细胞膜控制物质的进出,对物质有选择性,需要的物质进入细胞,细胞生活中产生的一些不需要或
有害的物质通过细胞膜排出。
3、植物叶片细胞含有叶绿体,叶绿体中的色素能够吸收光能。叶绿体可将光能转变成化学能,并将化学能储存在它所制造的糖类等有机物中。线粒体可以使细胞中的一些有机物,通过复杂的变化,将其中储存的化学能释放出来,供细胞利用。
4、细胞内的能量转换器:线粒体和叶绿体
叶绿体:进行光合作用,把二氧化碳和水合成有机物,并产生氧。
线粒体:进行呼吸作用,是细胞内的“动力工厂”、“发动机”。
二者联系:都是细胞中的能量转换器
二者区别:叶绿体将光能转变成化学能储存在有机物中;线粒体分解有机物,将有机物中储存的化学能释放出来供细胞利用。
5、动植物细胞都有线粒体。
6、细胞核是控制中心遗传信息库,遗传信息存在于细胞核中
1、多莉羊的例子(P.53)说明,细胞核控制着生物的发育和遗传
2、细胞核中的遗传信息的载体——DNA(脱氧核糖核酸),DNA上有指导生物发育的全部信息。
3、细胞的生活是物质、能量和信息变化的统一
第二章细胞怎样构成生物体
一、细胞通过分裂产生新细胞
1、生物的由小长大是由于:细胞的生长、分裂和分化分不开
2、细胞分裂的过程:(P.57)就是一个细胞分成两个细胞
①细胞核先由一个分成两个②细胞质分成两份③植物细胞:在原细胞中央形成新的细胞膜和细胞壁,分裂为两个细胞
动物细胞:细胞膜从细胞中部向内凹陷,溢裂为两个新细胞④
3、细胞中那些被碱性染料染成深色的物质称作染色体。染色体是由DNA和蛋白质组成的,DNA是遗传物质,因此可以说染色体就是遗传物质的载体。在细胞分裂过程中,染色体变化最为明显,在细胞分裂的不同时期其形态不同。在细胞分裂时,染色体会进行复制。分裂后的两个新细胞染色体形态和数目相同。新细胞与原细胞的染色体形态和数目也相同。染色体数量要保持恒定,否则会有严重的遗传病。
二、动物体结构层次
动物和人体的发育都是从一个细胞受精卵开始的,通过细胞分裂产生新细胞。
在个体发育过程中,一个或一种细胞通过分裂产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生差异性的变化,这个过程叫做细胞分化。
由形态相似、结构、功能相同的细胞联合在一起形成的细胞群叫做组织。
多细胞生物体都是通过细胞分裂增加细胞数目,经过细胞生长和分化形成了生物体内多种多样的细胞,这些细胞进一步形成组织。
动物和人的四种基本组织:上皮组织、肌肉组织、结缔组织、神经组织。(作用和分布P.60)
由不同的组织按照一定的次序结合在一起构成的行使一定功能的结构,形成器管
能够共同完成一种或几种生理功能的多个器官按照一定的次序组合在一起构成系统。
系统:运动系统、消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统,神经系统、内分泌系统、
生殖系统。
9、动物和人的基本结构层次(小到大):细胞—组织—器官—系统—动物体和人体
三、植物体结构层次
1、植物体发育从受精卵开始,经过细胞分裂、分化,形成组织、器官,进而形成植物体。
2、绿色开花植物的六大器官:根、茎、叶、花、果实、种子(P.63)
营养器官:根、茎、叶;生殖器官:花、果实、种子
3、植物的组织:分生组织、保护组织、营养组织、输导组织、机械组织等
4、对植物体的结构层次,从宏观到微观可以这样描述:植物体是由六大器官组成的;每一种器官都由几种不同的组织构成;每一种组织都由形态相似、结构和功能相同的细胞联合在一起形成。
5、植物结构层次(从微观到宏观):细胞—组织—器官—植物体。
四、单细胞生物
1、单细胞生物:身体只有一个细胞,大多数单细胞生物生活在水域
或湿润的环境中。
1、单细胞生物:草履虫、酵母菌、衣藻、变形虫、大肠杆菌、眼虫P.66页
2、草履虫的结构(P.70图Ⅱ-24)
3、单细胞生物与人类的关系:有益也有害
益处:①鱼类的天然饵料;②净化污水(如疟原虫、痢疾内变形虫等)
害处:①引发疾病;②形成赤潮
第三单元生物圈中的绿色植物
第一章生物圈中有哪些绿色植物
一、藻类、苔藓、蕨类植物
1、藻类植物的主要特征:结构简单,有单细胞,也有多细胞,有的生活在淡水中,有的生活在海水中。没有根、茎、叶等器官的分化;细胞里有叶绿体,能进行光合作用。
2、藻类植物通过光合作用制造的有机物可以作为鱼的饵料,放出的氧气除供鱼类呼吸外,还是大气中氧气的重要来源。海带、紫菜、海白菜等可食用,从藻类植物中提取的碘、褐藻胶、琼脂等可供工业、医药上使用
2、苔藓植物大多生活在陆地上的潮湿环境中。
苔藓植物一般都很矮小,通常具有类似茎和叶的分化,但是茎中没有导管,叶中也没有叶脉,根非常简单,称为假根。根不能吸收水分,也不能不能运输水分和无机盐,所以苔藓植物的生命活动不能离开水。
苔藓植物密集生长,植株之间的缝隙能够涵蓄水分,所以,成片的苔藓植物对林地、山野的水土保持具有一定的作用。
苔藓植物的叶只有一层细胞,二氧化硫等有毒气体可以从背腹两面侵入细胞,从而威胁它的生存。人们利用这个特点,把苔藓植物当作监测空气污染程度的指示植物。
3、蕨类植物有根、茎、叶等器官的分化,而且还具有专门运输物质的通道——输导组织。蕨类植物不结种子,它的叶片背面有孢子囊群,可产生孢子,孢子是一种生殖细胞,在温暖潮湿的地方萌发和生长。
蕨类植物的经济意义在于:①有些可食用;②有些可供药用;③有些可供观赏;④有些可作为优良的绿肥和饲料;⑤古代的蕨类植物的遗体经过漫长的年代,变成了煤。
二、种子植物
1、种子的结构
菜豆种子:种皮、胚{胚芽、胚轴、胚根、子叶(2片)}
玉米种子:果皮和种皮、胚、子叶(1片)、胚乳
种皮可以保护里面幼嫩的胚。胚是新植物体的幼体,
由胚芽、胚轴、胚根和子叶组成。有的种子还有胚乳。
子叶和胚乳里有营养物质,供给胚发育成幼苗。
种子植物比苔藓、蕨类更适应陆地的生活,其中一个重要的原因是能产生种子。
种子植物包括两大类群:裸子植物和被子植物。
种子是裸露着的称为裸子植物;
种子外面有果皮包被着的植物称为被子植物(绿色开花植物)。
记住常见的裸子植物和被子植物(P.84页)
第二章被子植物的一生
被子植物的一生,要经历种子的萌发,植株的生长、发育、繁殖、
衰老和死亡的过程。
一、种子的萌发
1、种子的萌发环境条件:适宜的温度、一定的水分、充足的空气
自身条件:具有完整的有生命力的胚,已度过休眠期。
3、种子萌发的过程
吸收水分—营养物质转运—胚根发育成根,胚轴伸长,胚芽发育成芽,芽进一步发育成茎和叶。
(注意:首先突破种皮的是胚根,食用豆芽的白胖部分是由胚轴发育来的)
3、测定种子的发芽率(会计算)和抽样检测(P.93.94页)
抽样检测:是指从检测对象中抽取少量个体作为样本进行检测。
二、植株的生长
1、从根的顶端到生有根毛的一小段,叫做根尖。根尖是幼根生长最快的部位。
2、根尖的结构(从上到下):根冠、分生区、伸长区、成熟区。
4、幼根的生长
根生长最快的部位是:根尖的伸长区。成熟区的表皮上有根毛,根毛是吸收水分和无机盐的主要部位
幼根的生长一方面靠分生区细胞的分裂增加细胞的数量,一方面要靠伸长区细胞体积的增大。
5、枝条是由芽发育成的。幼叶发育成叶,芽轴发育成茎,芽原基发育成芽。植株的芽按照着生位置可分为顶芽和侧芽。芽中有分生组织,芽在发育时,分生组织的细胞分裂和分化,形成新的枝条。枝条是由幼嫩的茎、叶、芽组成的。
年轮反映了茎加粗生长的过程,加粗生长是茎的形成层细胞不断分裂和分化的结果。
6、根向下生长,从土壤中吸收水和无机盐,茎向上生长,并长出绿叶,通过光合作用制造有机物。
肥料的作用主要是给植物的生长提供无机盐。植株生长需要的营养物质:水、无机盐、有机物
植物生长需要做多的无机盐是:氮、磷、钾(缺乏症P.99页)。
缺硼的无机盐,油菜只开花不结果。
7、植物在不同时期需水量不同,同一植物的不同生长发育时期需水量也有很大差异
三、开花和结果
1、花的结构:(P.104页)
2、一朵花由花托、萼片、花瓣、雌蕊和雄蕊等组成
3、花的主要结构是雄蕊和雌蕊,雄蕊花药
里面有花粉,雌蕊下部的子房里有胚珠。
4、传粉和受精(P.104105页)
传粉:发育、花粉从花药中散放而落到雌蕊柱头
上的过程,叫做传粉
植物传粉的类型:自花传粉和异花传粉
胚珠里面的卵细胞与来自花粉管中的结合,形成受精卵的过程,称为受精。
5、一朵花的花粉,从花药散放出后,落到同一朵花的柱头上的传粉现象,叫做自花传粉。如小麦水稻
花粉依靠外力落到另一朵花的柱头上的传粉方式,叫做异花传粉。传粉的媒介主要是风和昆虫。
6、果实和种子的形成:子房发育成果实子房壁发育成果皮胚珠发育成种子受精卵发育成胚
7、人工辅助授粉当传粉不足的时候可以人工辅助受粉。
第三章绿色植物与生物圈的水循环
一、植物对水分的吸收和运输
1、根吸水的部位主要是根尖的成熟区,成熟区有大量的根毛。(意义:成熟区大量的根毛,使得根尖具有巨大的吸收面积,因而具有较强的吸水能力)
2、在根、茎、叶脉中有导管,它属于输导组织。所有的导管相互连接在一起,形成了水分运输的管网,根吸收的水和溶解在水中的无机盐通过这个管网被送到植物体的各个部分。
3、水分从活的植物体表面以水蒸气状态散失到大气中的
过程,叫做蒸腾作用。植物体内的水分是通过蒸腾作用
散失的。蒸腾作用主要是通过叶片进行的。
4、叶片的结构:表皮(上表皮和下表皮)、叶肉、叶脉组成。
表皮是由一层细胞组成的,在表皮上分布有气孔。气孔是植物
蒸腾作用的“门户”,也是气体交换的“窗口”,它是由一对半月形
细胞——保卫细胞围成的空腔。保卫细胞吸水膨胀,气孔张开;
保卫细胞失水收缩,气孔关闭。白天气孔张开,晚上气孔闭合。
5、蒸腾作用的意义:
①可降低植物的温度,使植物不至于被灼伤;
②拉动水分和无机盐在体内运输,保证各器官对水和无机盐的需要;
③提高大气湿度,增加降水,促进生物圈水循环。
第四章绿色植物是生物圈中有机物的制造者
1、天竺葵的实验
暗处理:把天竺葵放到黑暗处一夜
(目的:让天竺葵在黑暗中把叶片中的淀粉全部转运和消耗。)
对照实验:将一片叶子的一半的上下面用黑纸片遮盖
(目的:做对照实验,看看照光的部位和不照光的部位是不是都产生淀粉。)
脱色:几个小时后把叶片放进水中隔水加热
(目的:脱色,溶解叶片中叶绿素便于观察。)
染色:用碘液染色。
结论:淀粉遇碘变蓝,可见光部分进行光合作用,制造有机物。
2、凡是植物的绿色部分,只要细胞中含有叶绿体,就都能制造有机物。叶片是绿色植物制造有机物的主要器官
3、光合作用概念:绿色植物通过叶绿素捕获太阳光,利用光提供的能量,在叶绿体中合成淀粉等有机物,并且把光能转变成化学能,储存在有机物中,这个过程叫光合作用。
4、叶绿体既是生产有机物的“车间”,也是将光能转变为化学能的“能量转换器”。
5、植物运输物质的途径:导管:从下往上输送水分和无机盐
筛管:从上往下输送叶片光合作用产生的有机物到植物体各处的细胞,为细胞生命活动提供能量。
6、细胞壁的主要成分是纤维素;细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质;细胞核中的DNA也是有机物。
7、光合作用意义:绿色植物通过光合作用制造的有机物,不仅满足自生生长、发育、繁殖的需要,而且为生物圈中其他生物提供了基本的食物来源。
第五章绿色植物与生物圈中的碳-氧平衡
一、光合作用吸收二氧化碳释放氧气
1、绿色植物通过光合作用制造有机物时,从外界吸收二氧化碳并释放出氧气。
2、了解英国科学家普利斯特利得经典实验(P.122页)
4、光合作用实质:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物(如淀粉),并且释放出氧气的过程。(光合作用示意图是重点P.124页)
5、光合作用与生产生活关系:
①要保证农作物有效地进行光合作用的各种条件,尤其是光。
②合理密植,使作物的叶片充分地接受光照。
二、绿色植物的呼吸作用
1、有机物在彻底分解时不仅产生二氧化碳,还产生水。二氧化碳具有使澄清的石灰水变浑浊的特性来检验种子萌发时是否放出了二氧化碳。
2、、呼吸作用的概念:细胞利用氧,将有机物分解成二氧化碳和水,并且将储存在有机物中的能量释放出来,供给生命活动的需要,这个过程叫呼吸作用。
(原料)(场所)(产物)
3、呼吸作用是生物的共同特征,呼吸作用主要是在线粒体内进行,其实质就是有机物分解,释放能量。
4、呼吸作用意义:呼吸作用释放出来的能量,一部分是植物进行各项生命活动(如:细胞分裂、吸收无机盐、运输有机物等)不可缺少的动力,一部分转变成热量散发出去。
5、绿色植物通过光合作用,能不断消耗大气中的二氧化碳,有将产生的氧气排放到大气中,对维持生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡(简称碳-氧平衡)起到了重要作用。
2、呼吸作用与生产生活的关系:
①适时松土、及时排涝都是为了使空气流通,以利于植物根部进行呼吸作用;
②植物的呼吸作用要分解有机物,因此在储存植物的种子或其他器官时,要设法降低呼吸作用的强度,保持干燥和低温、减少含水量、降低氧气浓度、增大二氧化碳浓度等都可抑制呼吸作用。
4、光合作用和呼吸作用的区别和联系
光合作用呼吸作用
部位叶绿体线粒体
条件光有光、无光均可
原料二氧化碳、水有机物、氧气
产物有机物、氧气二氧化碳、水
能量变化储存能量释放能量
第六章爱护植被,绿化祖国
一个地区内生长的所有植物叫做这个地区的植被。
1、我国主要的植被类型:草原、荒漠、热带雨林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、针叶林
2、我国植被面临的主要问题:
①植被覆盖率低;②对森林资源利用不够合理,伐优留劣,乱砍滥伐;③过度放牧使草场退化、沙化。
3、我国森林覆盖率:人均森林面积0.145公顷
本节内容是人教版七年级上册第二单元中的第四章,所学习的病毒是学生学习的生物体中最特殊的一种形式且与生活联系非常紧密。因此,在教材中占据着重要的地位。
根据教材的安排,第二单元首先认识了细胞,了解了细胞的基本结构,然后安排了细胞如何构建生物体,从多细胞生物和单细胞生物的角度阐述细胞是构建生物体结构和功能的基本单位;随后教材安排了本章内容,让学生认知病毒,掌握结构简单、不能独立生活的病毒也是生物。人类在治疗各种疾病(人类的、动物的、植物的)的过程中,借助不断发展的科学技术手段逐渐认识了病毒。教材中对病毒发现史的介绍,阐明了技术手段对科学研究的促进作用,体现了科学、技术和社会的关系,让学生在现有的认知水平上了解生物的丰富多彩,提高学生的学习兴趣。
二、课标依据
新课标提出:生物科学素养是指一个人参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力,包括理解科学、技术与社会的相互关系,理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。生物学课程的目标、内容和评价都旨在提高每个学生的生物科学素养。本课程倡导探究性学习,力图改变学生的学习方式,帮助学生领悟科学的本质,引导学生主动参与、勤于动手、积极思考,逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力等,突出创新精神和实践能力的培养。
在课程内容中提出:教学中,教师要帮助学生形成“微生物通常包括病毒、细菌、真菌等类群”的重要概念。
三、学情分析
本节课的教学对象为七年级学生。通过前一部分的学习,学生已经掌握了生物体的基本结构,植物的形态、结构、生命活动等知识,认知了细胞是构建生物体结构和功能的基本单位,具有一定的生物学基础知识;已学会初步的观察、分析、比较等研究生物学的方法,具备独立学习本节部分内容的知识和能力基础。他们对本节课涉及的有关病毒与人类的关系,在生活中已有一定的感性认识。但对病毒的形态结构、生命活动的知识难以理解,尤其是对病毒的非细胞结构存在疑惑,具有较高的学习兴趣。
四、教学目标
1.知识目标
了解病毒的发现过程和分类。
理解和掌握病毒的生活和结构。
了解病毒与生物圈中其他生物的关系,特别是与人类的关系。
2.能力目标
培养学生收集和分析资料的能力。
3.情感态度和价值观
关注病毒与生物圈中其他生物的关系,特别是与人类的关系,利用辩证的观点看待病毒,认同病毒也能造福人类。
五、教学重点
病毒的特征和生活;病毒与人类的关系。
六、教学难点
病毒的生活。
七、课时安排
1课时。
八、教学资源
视频,ppt幻灯片。
九、板书设计
第四章 病毒――没有细胞结构的微小生物
1.病毒的发现
19世纪末;俄国科学家伊万诺夫斯基。
2.病毒的种类
根据寄生的细胞不同分为:植物病毒、动物病毒、细菌病毒(又叫噬菌体)。
3.病毒的结构和生活
(1)病毒的结构:由蛋白质外壳、遗传物质组成。
(2)病毒的生活:寄生在活细胞中。
4.病毒与人类的关系
(1)有害方面。
关键词:实验教学法;初中生物化学;应用
中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:1673-9132(2016)11-0360-098
DOI:10.16657/ki.issn1673-9132.2016.11.034
实验在理科科目中有着非常重要的作用,也是理科教学必备的工具,所以,实验教学法在生物教学中的使用是很普遍的。初中生物教学大纲中指出:要将培养学生的学习能力和传授生物知识放在同等重要的位置。这就要求在初中生物教师要重视和加强对学生实验能力的培养,在培养学生的实验能力的过程中,运用实验教学法能够起到更好的效果。下文将对实验教学法在初中生物教学中的应用进行探究。
一、实验教学法概述
(一)实验教学法的定义
实验教学法指的是在教学过程中,根据实验教学要求利用特定的实验仪器或实验设备、药品试剂等对生物教学中存在的一系列问题进行实验探究,并且整个实验活动的开展是在教师指导、学生操作的基础上完成的。
(二)实验教学法的教学优势
通过应用实验教学法,可以让学生观看到更为直观的实验现象,从而帮助学生加强对所学知识的理解和掌握。在教学过程中,让学生动手参与能够激发他们的学习兴趣,使他们能够更快地掌握新知识,并运用这些知识去解决生物学习中遇到的问题。
(三)实验教学法的分类
实验教学法中主要包含以下几种实验方式,分别是:课内实验、课外实验、分组实验和演示实验。其中课内实验主要是在课堂上进行,实验的目的是为了验证所学的一些知识点,在课内实验中,实验结果比实验过程更重要;课外实验是让学生在课下自主探究完成的实验,在实验过程中,学生遇到解决不了的问题可以求助教师,也可以向家长寻求帮助,课外实验的目的是为了培养学生的动手能力和自主探究精神;分组实验主要是在专门的实验课上进行,它的实验方法是让学生以小组为单位对实验的各个环节进行具体操作,通过亲身实验来锻炼学生的动手能力和实际操作能力;演示实验是这四种实验方式中要求最高的,主要是由教师来完成实验的操作过程,在实验过程中学生通过观察来掌握和理解知识点。这种实验方式对教师的操作能力提出了很高的要求,因为实验过程出现丝毫的失误都会使学生对知识点的掌握出现偏差。
二、实验教学法在初中生物教学中的作用和地位
(一)实验教学法在初中生物教学中的具体作用
第一,实验教学法是在教师的指导下,学生自己动手操作实验,这一过程能够充分发挥学生的主体作用,通过实践来提高学生的化学学习能力。第二,实验教学法有利于培养学生的动手能力和自主学习能力,通过具体的操作,学生养成了动手实践的好习惯,这对他们今后的学习和发展有着至关重要的作用。第三,实验教学法有利于培养学生的学习兴趣。大多数学生在进入中学学习以前都没有接触过生物实验,所以对生物课堂中出现的各种实验充满了好奇心,教师可以充分利用这种好奇心,使他们对生物学习产生浓厚的学习兴趣。
(二)实验教学法在初中生物教学中的重要地位
首先,让学生参与实验是初中生物教学的教学目标,为了达成这一目标,仅初一的生物教材中就包含了58个必做实验。学生通过操作这些实验,能够对生物学有一个基本的了解,进而掌握一些生物知识。其次,在初中生物教学中,实验教学法是基本的教学方法。学生通过实验,可以更清楚地了解书本上的理论知识的具体推导过程,这能够帮助学生快速吸收所学知识,使他们不但“知其然”,还“知其所以然”。例如,在“单细胞生物体”这部分内容的教学中,如果教师仅凭书本上给出的内容进行讲解,学生很难对“单细胞”这个概念有清楚认识和理解,所以,必须要用实验来辅助教学,让学生通过显微镜对一些单细胞生物进行观察,如“衣藻”“变形虫”,通过具体的实验操作,能够使学生对所学知识有一个更好的把握。最后,通过实验,教师可以对学生所学知识进行具体的考察,了解他们是否掌握了教材中的基础知识,并让他们学会用实验去验证这些知识。
三、实验教学法在初中生物教学中的具体应用案例分析
(一)将生物实验运用到具体生活中能提高学生的应用能力
生物课本上的知识与我们的生活息息相关,在教学过程中,将生物实验与具体生活相结合,可以有效拓展学生的知识面,提高他们对生物知识的运用能力。例如,植物的“向光性”在我们的生活中是很常见的,人们在野外迷路时也常会利用植物的“向光性”来辨别方向。教师在讲解这个知识点时,可以让学生利用如下实验来对植物的“向光性”进行验证:“把牵牛花籽种在小花盆里,等发芽长成幼苗后放在一只鞋盒子里,花盆紧靠鞋盒的一边。盒内用硬纸做一个隔墙,下方留一点空隙,在另一侧上方开一个小窗。盖上盒盖,把鞋盒放在阳台上。一个星期后,牵牛花秧会从小窗中探出头来”。通过这个实验可以解释生物的“向光性”是由于植物细胞里有一种对光线非常敏感的生长素,它控制着植物发育和生长的方向,只要盒内有一点点光线,这种生长素就会发挥作用。
(二)通过实验可以激发学生的学习兴趣,从而提高课堂教学效率
生物实验中会用到各种实验仪器,学生对新的实验仪器的使用可以增强他们对新事物的好奇心,激发他们对生物学习的兴趣。例如,在练习使用显微镜的过程中,教师可以利用学生初见显微镜的好奇心来激发他们的学习兴趣,让他们学会规范、独立地操作显微镜,熟悉显微镜的使用方法,如探究显微镜的取镜、安放、对光、观察等步骤中要掌握的要领,这对以后利用显微镜来进行生物实验起到了导向作用。
第一单元
生物和生物圈
1、生物的特征:(P4,5,6,7)
1)
生物的生活需要营养(植物通过进行光合作用,动物直接或间接的以植物为食获取营养物质);
2)
生物能进行呼吸(吸入氧气,呼出二氧化碳);
3)
生物能排出体内产生的废物(植物落叶,动物和人出汗、呼吸和排尿);
4)
生物能对外界刺激做出反应(含羞草、狼追羊跑等);
5)
生物能生长和繁殖
;
6)
生物都有遗传和变异的特性(子代和亲代相似的叫遗传;子代和亲代不同的叫变异);
7)
生物都由细胞构成(病毒除外);
2、调查的注意事项——你所看到的生物,都要如实记录。
3、生物的分类
u
按照形态结构分:动物、植物、其他生物
u
按照生活环境分:陆生生物、水生生物
u
按照用途分:作物、家禽、家畜、宠物
4、生物圈是所有生物的家
生物圈(地球上最大的生态系统)
概念:地球上适合生物生存的地方,其实只是它表面的一薄层,科学家把这一薄层叫做生物圈。
生物圈的范围:大气圈的底部、水圈的大部、岩石圈的表面
以海平面为标准,向上、向下各约10千米(共20千米)。
生物圈为生物的生存提供了基本条件:营养物质、阳光、空气和水,适宜的温度和一定的生存空间
5、环境对生物的影响
u
非生物因素:光、温度、水、空气等
u
生物因素:
捕食关系(吃与被吃的关系)
竞争关系(两种生物争夺相同食物和空间等)
合作关系(生物互相帮助)
寄生关系(一种生物寄生在另一种生物体内)
6、生态系统的概念:在一定地域内,生物与环境所形成的统一整体叫生态系统。一片森林,一块农田,一片草原,一个湖泊,等都可以看作一个生态系统。
7、生态系统的组成:(生物部分和非生物部分)
组成
种类
类别
功能
生物部分
植物
生产者
通过光合作用制造有机物
动物
消费者
直接或间接以植物为食
细菌和真菌
分解者
将有机物分解为无机物
非生物部分
阳光、温度、空气和水等
8、物质和能量沿着食物链和食物网流动的。食物链的第一个成分必须是植物,食物链只能由植物动物组成,不能出现细菌、真菌和非生物因素。
食物链:植物虫青蛙蛇鹰
(能量的最终来源是太阳光能,此食物链中植物的能量最多,数量也最多,鹰的能量最少,数量也最少;但有毒物质或重金属,植物中含量最少,鹰体内最多)
9、生态系统具有一定的自动调节能力。在一般情况下,生态系统中生物的数量和所占比例是相对稳定的。但这种自动调节能力有一定限度,超过则会遭到破坏。生态系统的成分越复杂,自动调节能力越强。
10、森林生态系统:最稳定的生态系统,有“绿色水库”“地球之肺”之称。
海洋生态系统:生物圈中最大的生态系统。湿地生态系统:地球之肾
第二单元
生物体的结构层次
一、显微镜的结构(P37)
二、显微镜的使用方法(P38-39)
1、低倍镜对光,直到看到明亮的视野。找到物象之前,调节粗准焦螺旋,此时眼睛从侧面看物镜,防止压坏玻片;找到物象之后,想要看的更清晰,要调节细准焦螺旋,此时眼睛看目镜。视野太暗,调节遮光器和反光镜,换用大光圈和凹透镜;视野太亮,则换用小光圈和平面镜。且低倍物镜转换到高倍镜后,视野会变暗,应调节遮光器和反光镜,换用大光圈和凹透镜;
2、观察的物像与实际图像相反。如果是实物标本d,那么视野里是P,即上下,左右分别颠倒一次。注意玻片的移动方向和视野中物象的移动方向相反。视野里看到的物象偏向左上方,想要移到中央,还将玻片标本向左上方移动——偏哪儿,往哪儿移。
3、放大倍数=物镜倍数×目镜倍数
三、观察动植物细胞:实验过程
1、切片、涂片、装片的区别
P42
制作洋葱内表皮细胞临时装片(P43),碘液的作用使细胞核染色,便于观察。如果是有颜色的细胞(如黄瓜表皮细胞、黑藻细胞)无需染色。
2、植物细胞的基本结构
细胞壁:支持、保护
细胞膜:控制物质的进出细胞,保护
细胞质:液态的,可以流动的。
细胞核:贮存和传递遗传信息
叶绿体:进行光合作用的场所
线粒体:进行呼吸作用的场所
液泡:细胞液(内有糖分,甜味,香味,色素类等物质)
3、观察口腔上皮细胞实验(P47)(即:动物细胞的结构)
载玻片中央滴一滴生理盐水,避免细胞吸水过多而胀破。
细胞膜:控制物质进出细胞
细胞核:贮存和传递遗传信息
细胞质:液态,可以流动
线粒体:进行呼吸作用的场所
4、植物细胞与动物细胞的相同点:都有细胞膜、细胞质、细胞核。
5、植物细胞与动物细胞的不同点:植物细胞有细胞壁、液泡、叶绿体,动物细胞没有。
四、细胞是构成生物体的结构和功能基本单位。
五、细胞中的物质:
u
有机物(一般含碳,可燃烧):糖类、脂类、蛋白质、核酸,这些都是大分子
u
无机物(一般不含碳,不燃烧):水、二氧化碳、氧等,这些都是小分子
六、细胞膜控制物质的进出,对物质有选择性,有用物质进入,废物排出。
七、细胞内的能量转换器:
u
叶绿体:进行光合作用(光能化学能(储存在有机物)),是细胞内的把二氧化碳和水合成有机物,并产生氧。
u
线粒体:进行呼吸作用(释放有机物中的化学能),是细胞内的“动力工厂”、“发动机”。
八、动、植物细胞都有线粒体。
九、细胞核是遗传信息库,遗传信息存在于细胞核中
1、多莉羊的例子p53;
2、细胞核中的遗传信息的载体——染色体;
3、DNA(脱氧核糖核酸)和蛋白质组成染色体,染色体容易被碱性染料染成深色;
4、细胞的控制中心是细胞核;
不同的生物个体,染色体的形态、数量完全不同;
同种生物个体,染色体在形态、数量保持相同;
十、细胞通过分裂产生新细胞
1、生物的由小长大是由于:细胞的分裂和细胞的生长
2、细胞的由小长大是由于:细胞的生长(注:细胞不会无限制的生长)
3、细胞的分裂
(1)染色体进行复制
(2)细胞核分成等同的两个细胞核
(3)细胞质分成两份
(4)植物细胞:在原细胞中间形成新的细胞膜和细胞壁
动物细胞:细胞膜逐渐内陷,便形成两个新细胞
十一、新生命的开端---受精卵
1、经细胞分化形成的各种各样的细胞各自聚集在一起才能行使其功能,这些形态结构相似、功能相同的细胞聚集起来所形成的细胞群叫做组织。
动物和人的基本组织可以分为四种:上皮组织、结缔组织、肌肉组织、神经组织。
上皮组织
保护作用
皮肤上皮、小肠腺上皮、消化道上皮
肌肉组织
收缩、舒张
骨骼肌、心肌、平滑肌
结缔组织
支持、连接、保护、营养等
血液、骨组织等
神经组织
受刺激能产生兴奋、传导兴奋
脑和脊髓
2、不同的组织按一定的次序结合在一起构成器官。
3、够共同完成一种或几种生理功能的多个器官按照一定的次序组成在一起构成系统。
系统:运动系统、消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统,神经系统、内分泌系统、生殖系统。
4、动物和人的结构层次(小到大):细胞组织器官系统动物体和人体
5、植物的组织(P64):分生组织、保护组织、机械组织、输导组织、营养组织等
6、绿色开花植物的六大器官:
营养器官:根、茎、叶
;
生殖器官:花、果实、种子
7、植物的结构层次(小到大):细胞组织器官植物体(没有系统)
十二、单细胞生物
1、单细胞生物:草履虫、酵母菌、衣藻、眼虫、变形虫
2、草履虫的结构(P68)【其表膜摄入氧、排出二氧化碳】。
3、单细胞生物与人类的关系:有利也有害
十三、没有细胞结构的生物——病毒
1、病毒的种类
以寄主不同分:动物病毒、植物病毒、细菌病毒(噬菌体)
3、病毒结构:蛋白质外壳和内部的遗传物质
第三单元
生物圈中的绿色植物(P72)
第一章
生物圈中有哪些绿色植物
1、绿色植物:藻类、苔藓、蕨类,种子植物四大类群。
2、种子植物包括:裸子植物和被子植物
植物
类群
代表
植物
生活
环境
形态结
构特点
用 途
藻类
植物
衣藻、
水绵、
海带
大都生活在水中,少部分生活在陆地上潮湿的地方
无根、茎和叶的分化
释放氧气、鱼类的饵料、食用、药用、工业原料等
苔藓
植物
葫芦
藓
潮湿的陆地
植株矮小,茎和叶内无输导组织,具有假根
形成泥炭、监测空气污染程度的指示植物
蕨类
植物
肾蕨、
铁线
蕨
阴湿的陆地
有根、茎和叶,体内有输导组织、机械组织
食用、药用、优良的绿肥和饲料、古代的蕨类变成了煤等
3、藻类,苔藓、蕨类都是孢子生殖。
4、苔藓植物对二氧化硫等有毒气体十分敏感,在污染严重的城市和工厂附近很难生存。人们利用这个特点,把苔藓植物当作监测空气污染程度的指示植物。
5、藻类植物的主要特征:结构简单,细胞里有叶绿体,能进行光合作用;大都生活在水中,通过光合作用制造的有机物可以作为鱼的饵料,放出的氧气除供鱼类呼吸外,而且是大气中氧气的重要来源。
6、种子的结构(P81)
蚕豆种子:种皮、胚
[胚芽、胚轴、胚根、子叶(2片)]、无胚乳
玉米种子:果皮和种皮、胚
[胚芽、胚轴、胚根、子叶(1片)]、胚乳(中有淀粉,遇碘变蓝色)
7、种子植物比藻类、苔藓、蕨类更适应陆地的生活,其中一个重要的原因是能产生种子。
8、记住常见的裸子植物和被子植物(P82-83,84)
裸子植物:种子无果皮包被的植物。如油松、侧柏、苏铁、银杏、红豆杉、水杉、圆柏。
被子植物:种子有果皮包被的植物。如水稻、小麦、菊、豌豆、木瓜、苹果等绿色开花植物。
第二章
被子植物的一生(种子的萌发、植株的生长发育、开花、结果、衰老和死亡)
1、种子的萌发(P88)
环境条件:适宜的温度、一定的水分、充足的空气
自身条件:具有完整的有生命力的胚,已度过休眠期。
2、测定种子的发芽率(会计算)和抽样检测:检测对象太大,随机抽取少量个体作为样本。并在测定过程中给种子提供最适宜的条件。
3、种子萌发的过程
吸收水分——营养物质转运——胚根发育成根——胚芽胚轴发育成茎、叶,首先突破种皮的是胚根,食用豆芽的白胖部分是由胚轴发育来的。
4、幼根的生长
根尖:从根的顶端到生有根毛的一小段。(P97)
生长最快的部位是:伸长区
根的生长:一方面靠分生区细胞分裂增加细胞的数量,
一方面要靠伸长区细胞体积的增大。
5、枝条是由芽发育成的;花由花芽发育而来
6、茎的加粗生长:茎的形成层细胞(分生组织)不断分裂分化的结果。
7、植株生长需要的营养物质:氮、磷、钾(P99);植物缺少会患病(99100),过量施肥也不好。
8、花的结构(P104)
9、果实和种子的形成
子房——果实
受精卵——胚
胚珠——种子
子房壁----果皮(果肉也是果皮,与生活中果皮区别)。
10、人工受粉
当传粉不足的时候可以人工辅助受粉。
11、黄瓜南瓜等多半都不会结果,是因为雌雄异花,雄花不会结果。
第三章
绿色植物与生物圈的水循环
1、绿色植物的生活需要水
(1)水分在植物体内的作用
水分是细胞的组成成;水分可以保持植物的固有姿态;
水分是植物体内物质吸收和运输的溶剂;
水分参与植物的代谢活动
(2)水影响植物的分布
(3)植物在不同时期需水量不同
2、水分进入植物体内的途径
根吸水的主要部位是根尖的成熟区,成熟区有大量的根毛。
3、运输途径
导管:向上输送水分和无机盐
筛管:向下输送叶片光合作用产生的有机物
注:导管有许多细胞组成,这些细胞是死细胞,没有细胞核和细胞质,上下连接的细胞壁溶解消失。
筛管是活的细胞组成的,只没有细胞核。
4、叶片的结构
表皮(分上下表皮)、叶肉、叶脉(下表皮气孔数量多)
5、气孔的结构:有两个保护细胞组成。
保卫细胞吸水膨胀,气孔张开;
保卫细胞失水收缩,气孔关闭。
白天气孔张开,晚上气孔闭合。
6、蒸腾作用的意义:
[1]
可降低植物的温度,使植物不至于被灼伤
[2]
是根吸收水分和促使水分在体内运输的主要动力
[3]
可促使溶解在水中的无机盐在体内运输
[4]
可增加大气湿度,降低环境温度,提高降水量。促进生物圈水循环。
第四章
绿色植物是生物圈中有机物的制造者
1、天竺葵的实验(P117)
暗处理:把天竺葵放到黑暗处一夜,目的:让天竺葵在黑暗中把叶片中的淀粉全部转运和消耗。
对照实验:将一片叶子的一半的上下面用黑纸片遮盖,目的:做对照实验,看看照光的部位和不照光的部位是不是都产生淀粉。
脱色:几个小时后把叶片放进酒精中隔水加热,目的:脱色,溶解叶片中叶绿素便于观察。
染色:用碘液染色
结论:淀粉遇碘变蓝,可见光部分进行光合作用,制造有机物
2、光合作用概念:绿色植物利用光提供的能量,在叶绿体中合成了淀粉等有机物,并且把光能转变成化学能,储存在有机物中,这个过程叫光合作用。
3、光合作用实质:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物(如淀粉),并且释放出氧气的过程。
4、光合作用的反应式:
注:氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳
二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊
5、绿色植物制造的有机物有什么作用
用来构建之物体;为植物的生命活动提供能量,养育了生物圈中的其他生物。
6、呼吸作用概念:细胞利用氧,将有机物分解成二氧化碳和水,并且将储存在有机物中的能量释放出来,供给生命活动的需要,这个过程叫呼吸作用。
7、呼吸作用实质:分解有机物,释放能量。
8、呼吸作用反应式:
9、呼吸作用意义:呼吸作用释放出来的能量,一部分是植物进行各项生命活动(如:细胞分裂、吸收无机盐、运输有机物等)不可缺少的动力,一部分转变成热散发出去。呼吸作用的强弱常常是生命活动强弱的标志。
第五章
绿色植物是与生物圈中的碳—氧平衡
1、绿色植物通过光合作用,不断消耗大气中的二氧化碳,产生氧气,维持了生物圈中的碳氧平衡。
2、呼吸作用与生产生活的关系:中耕松土、及时排涝都是为了使空气流通,以利于植物根部进行呼吸作用。植物的呼吸作用要分解有机物,因此在储存植物的种子或其他器官时,要设法降低呼吸作用,降低温度、减少含水量、降低氧气浓度、增大二氧化碳浓度等都可抑制呼吸作用。
3、光合作用与生产生活关系:要保证农作物有效地进行光合作用的各种条件,尤其是光。间作套种、合理密植使作物的叶片充分地接受光照。
第六章
爱护植被,绿化祖国
1、我国主要的植被类型
草原、荒漠、热带雨林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、针叶林
2、我国植被面临的主要问题
植被覆盖率低,森林资源和草原资源破坏严重
3、我国森林覆盖率16.55%,人均森林面积0.145公顷,
4、我国每年3月12日为植树节
5、热带雨林-----地球之肺,
6、生物圈的“绿色工厂”----绿色植物。
错字纠正:
水份(×)
水分(√)
液胞(×)液泡(√)
注意区分:
叶绿素(一种绿色物质,存在于叶绿体内)
叶绿体(光合作用的场所)
生理盐水
(不要写成盐水)
摘 要:掌握“核心概念”是课标的基本理念之一。高中生在学习时,不能很好地构建起生物学知识体系,课堂效率低下。结合对核心概念的理解,根据人教版高中生物必修教材,尝试提出高中生物学核心概念教学的必要性和有效性。
关键词:高中生物学;核心概念;有效教学
一、高中生物学核心概念教学的必要性
高中新课程关注学生的全面发展,提高学生的基本素质和终身学习能力。在《普通高中生物课程标准(实验)》的课程目标中,明确提出通过教学,学生可“获得生物学基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识”。
1.以“核心概念”为引导进行教学的迫切性
在课堂教学中困惑较多,比如:师生如何在新课程理念指导下进行教与学?一节课中如何落实知识、能力、情感态度与价值观三位一体的教学目标?在人教版教材中,将知识划分为各个模块,每个模块有若干主题,每个主题由具体内容标准和活动建议组成。由具体内容标准规定了本课程所要达到的学习目标、活动建议,列举了有利于学习目标达成的观察、调查、资料的搜集和分析、讨论、实验、探究等活动。
2.学生在学习中以“核心概念”为主线,学习更有效
高中生学习科目多,难度大,学习中只有提高学习效率,才能学好各科知识。如果学生不能站在一定高度去认识教材,很难将教材中的基础概念、基本实验技能内化成自己的。
二、以“核心概念”为指引的有效教学
教师在课堂教学中最容易出现的偏差是对有关生物学现象的事实性知识内容丰富度下了很大功夫,而对一般性概念的形成和核心概念的基本理解常常忽视,从而导致教学有效性降低。虽然核心概念的教学目标一般很难在一节课内完成,但每节课应从不同维度指向核心概念,确立以其为中心进行有效教学。下面以人教版必修1《分子与细胞》第五章《细胞的能量供应和利用》第三节《ATP的主要来源――细胞呼吸》为例,简要说明基于核心概念进行有效教学的一些优势。
1.确定出“核心概念”,能准确选出一节课的有效学科信息
高中生物学的核心概念是教师或学生对生物学核心问题(生命实质问题)的相对本质的认识或看法,这里的“概念”实际上就是认识或看法或解释,这里的“核心”是指生物学的核心问题。在实际教学中,如果教师在备课时就确定好核心概念,然后围绕其选择备课内容,就会选择出生物学概念,理解有效的学科信息。本章的核心概念为“细胞所需能量中ATP主要来自于细胞呼吸”,本节的核心概念为“酵母菌的细胞呼吸方式”,进而选择出本节有效信息为:酵母菌的有氧呼吸、无氧呼吸。当我们筛选出有效信息时,本节课的主导知识就顺其自然地展现出来,在教学中就会有的放矢。
2.整理出核心概念,能够使零散的知识结构化
教材中各个小节的知识可能是零散的,缺乏条理性。通过细致的梳理事实性知识概念图或者思维导图,能够使零散的知识结构化、条理化,学生在学习后能够及时发现知识的关联性,能够理清知识间的关系,更能及时查找出自己知识的漏洞。这既可以使众多的事实性知识形散而神聚,又可以使整节课的教学由浅入深,层次分明,脉络清晰,重点突出。本节教学从我们日常生活中的蒸馒头和酿酒入手,切入酵母菌的细胞呼吸这个主题,引导学生探究它的呼吸方式(表1)。
3.聚焦核心概念,有利于达到教学目标,使教学流程更为顺畅
教学目标是围绕核心概念而设定的。保证学生能够通过课堂构建核心概念,需要教师借助身边可见的事实,情景化导入,再引入一般概念,然后使其形成知识体系。从知识体系的一个节点开始,设定恰当的思维流程,完成知识体系的架构,有利于学生掌握核心概念,达到学习目标。根据本章的核心概念,本节课的教学目标可设定为:酵母菌细胞呼吸方式的探究,掌握对比试验的设置。本节课的教学流程可设计如下:(1)以发面时需要敞口,酿酒时需要密封导入,引入酵母菌作为单细胞生物采取何种方式进行细胞呼吸;(2)酵母菌在有氧和无氧条件下的产物是什么;(2)在实验中如何控制实验条件,检测实验结果,如何设计对照实验。当以上问题明确后,学生探究的过程就会成为探究学习细胞呼吸概念的过程,同时也是学习科学方法,养成科学态度和建立科学价值观的过程。
4.整理出核心概念后,有利于选择合适的检测点,评价教学效果
传统的教学检测往往是从学生所学的知识中随机抽取几个有关的检测点编制成试题,难以检测学生对核心概念的理解。围绕核心概念进行的教学设计,能在检测环节设置合适的检测点,特别是对核心概念形成的关键点,预设学生知识内化后应该发生的外显行为,这样可以通过观察学生的外显行为检测学生对核心概念理解达成的程度。
综上所述,围绕核心概念进行教学设计,有助于学生形成生物学知识体系。围绕核心概念使知识进一步结构化,教学目标更易达成,在实际教学中也易体现出知识的内涵。
参考文献:
1.张颖之,刘恩山.核心概念在理科教学中的地位和作用;从记忆事实向理解概念的转变[J].教育学报,2010,6(1):57-61.
2.丁志光.教师要正确面对新教材[J].湖北教育,2005(3):56-57.
1《.骨的结构与成分》涉及的探究活动
《骨的结构和成分》是北京版初中生物教材第二册第八章《生物的运动》第二节《运动的形成》中第二课时的内容。在第一节学习动物运动方式的基础上,教材第二节内容进一步探讨动物运动的形成,为后面学习动物的行为打下基础。《骨的结构和成分》这节课首先让学生通过观察长骨的内部结构,分析其作用,建立长骨是一个中空的坚实的生物器官的概念,再通过探究鱼骨的成分,增强学生对骨的成分和特性的感性认识,推理出骨的成分和特性的关系。阐述人的一生中骨的成分的动态变化,从而增强体育锻炼的思想意识,为后面学习运动的实现打下基础。本节课以小组合作的方式进行学习,面向全体学生,促进每个学生的充分发展。借助实验分析和讨论的过程,引导学生主动参与、勤于动手、积极思考,符合新课标提出的“倡导探究性学习”的理念。依据维果茨基提出的“最近发展区”概念,利用学生原有的认知结构,在学生和教师的互动中实现知识和能力的发展。
2.生物体的结构层次
初中生物课程标准强调:教师在教学中要组织好各种观察、实验等探究性学习活动,帮助学生增加感性认识,克服对微观结构认识的困难,使学生领悟科学研究的方法并习得相关的操作技能。据此,结合生物个体水平的知识、化学和物理学知识以及学生的生活经验,突破学习难点。鼓励学生搜集有关细胞研究和应用方面的信息,进行交流以丰富相关知识,加深对科学、技术、社会相互关系的认识。同时运用建构主义“学习过程的最终目的是完成意义建构”的教学设计思想,确定本节知识主题,围绕如何引导学生实现该主题的意义建构进行教学设计。例如:在生物体层次结构主题下,重要概念细胞是生物体结构和功能的基本单位。在这一重要概念的构建时,教师可以设计探究动植物细胞结构实验———观察洋葱表皮细胞、黄瓜果肉细胞、番茄果肉和果皮细胞、人的口腔上皮细胞、皮肤细胞、平滑肌细胞、神经细胞等,构建动、植物细胞都有细胞膜、细胞质、细胞核等结构,以进行生命活动;相比动物细胞,植物细胞具有细胞壁、叶绿体、液泡等特殊结构这两个重要概念。再设计观察洋葱根尖细胞分裂,了解根冠、分生区、伸长区、成熟区细胞的形态结构变化;观察蛙的胚胎发育细胞变化和神经组织、肌肉组织、结缔组织(骨细胞、血液细胞等)、上皮组织和卵细胞、等的不同细胞形态和结构,构建细胞进行分裂、分化,以生成更多不同种类的细胞用于生物体生长、发育和繁殖这一重要概念。设计观察水中的单细胞生物和原生动物(如草履虫)的取食、运动、趋性,构建一些生物由单细胞构成,可独立完成生命活动;一些生物由多细胞构成的重要概念。通过这一系列探究实验的设计,依存这些重要概念的构建,帮助学生构建细胞是生物体结构和功能的基本单位这一重要概念。由此,实验教学的设计是围绕重要概念构建的。实验教学的设计要求有助于帮助学生构建重要概念,有助于帮助学生积极主动的获取生物科学知识、领悟科学研究方法。只有有的放矢的实验设计,才能落实到生物学重要概念的构建。
3.光合作用
光合作用的概念是初中生物学的一个重要概念。植物光合作用形成的有机物,是自身及其他所有生物的食物来源和能量来源,对自然界的物质循环和能量转化都具有极其重要的作用,学生理解它对于以后的学习至关重要。关于光合作用的概念,多数学生可以准确地说出来,然而,这种表述只是停留在记忆水平,并没有直接的实践体验。通过绿叶在光下产生淀粉的实验,可以让他们切实感受到植物在接受光照后,能在叶片中产生淀粉,这一实验对于他们理解光合作用的概念至关重要。初中一年级的学生虽然有了一定的逻辑思维能力,但光合作用的原理比较抽象,在缺少具体现象支持的情况下,很容易将之定义化,所以本节知识要用具体的、形象的实验进行教学。让学生体验到由现象到理论的过程,即通过感性认知上升到理性知识。通过一系列的实验设计、操作、探究和讨论,可以使学生对实验的设计原理、技巧,有更深层次的感悟。通过实验还可以培养学生的实验操作技能、合作精神和探究能力。《绿叶在光下合成淀粉》是初一上学期比较复杂的一个实验,对操作的准确性要求高,而且具有一定危险性。对此,在教学中笔者对两个方面作重点控制,一个是酒精灯和火焰,这个确保安全,另一个是条件、现象的操作和观察一定要严谨,以保证结果的客观性。安全控制的细节有两个,一是酒精灯的使用,让学生2人一小组,每小组在实验前先进行点燃酒精灯和熄灭酒精灯的练习,确保操作成功。二是烧杯很热,容易烫伤或脱手,所以进行镊子夹取烧杯的预练习,确保都能准确操作才进行实验。实验条件控制上要求一定要叶片变白后才取出,并注意滴加碘液的量。通过实验,学生普遍观察到实验现象,体会到每个实验操作的环节对于实验结果的出现都至关重要,更重要的是,他们能更深刻地理解植物只有绿色部分在光下才能产生淀粉的知识,对于其形成光合作用概念十分有帮助。
二、科学探究对重要概念理解的贡献
依据《基础教育课程改革纲要》:倡导学生主动参与、乐于探究,培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。学生在不断的发现问题、寻求解决办法的过程中,转变了学习方式,提高了生物科学素养。科学探究活动应该围绕重要概念组织探究实验,使学生在鲜活的实验情景中充分发挥其主动性,构建起对重要概念的深层次理解。在生物体的结构层次这个主题下,教学过程中要注意引导学生进行“从微观到宏观再从宏观到微观”这样的思维方式训练。当学生能从这两个方向进行思考后,学生认识的人体、动物体和植物体,就会更充实、更深刻、更具体,也更有利于学生理解生物体的结构层次。如:细胞的结构和功能是抽象而死板的知识,如何把知识讲活才是本节课的关键。《细胞》这节课最大的特点就是,通过实验落实细胞的结构这部分知识,让学生能够更真实、更直观地认识到细胞形态,但是结构采用传统讲授法,直接告知。本节课的思维紧密,要求学生紧跟教师思路,边观察边思考,对学生的思维是一种训练,其为特点之二。从学生为主体出发,他们能通过实验,直观感受到不同植物不同结构的细胞结构不同,是因为它们的功能不同,为后面的细胞各结构的功能做铺垫,也自然而然的树立了结构和功能相统一的生物学观点,从而领悟细胞是生物体结构和功能的基本单位,就达到了本章的教学目的,这是特点之三。因为前一章节学习了细胞的有关知识,从细胞分裂、分化到组织的形成,器官、系统的形成,这是从微观到宏观,为了知识衔接得比较顺畅,要对课本编排的顺序做一定的调整,跳过了绿色开花植物的结构层次这一部分内容,在讲完细胞分化形成组织后,上节课直接让学生对人体四种基本组织的切片进行了观察。在学生对四种基本组织微观结构观察的基础上,今天这节课的开始就通过课件中的大量图片总结了四种基本组织的结构特点、功能,以及其在人体中的分布位置,既是对上节课的一个简单回顾,也是帮助学生建立微观到宏观的联系,为后面理解组织是如何形成器官的做好铺垫。生物学概念是高度抽象的,然而在进行教学时,不应使学生仅仅记住生物学概念那些抽象的文字,而应使学生透过抽象的文字看到一个绚丽多彩、生机盎然的生物界。因此,在向学生讲述生物学概念时必须首先向学生提供必要的感性认识:教什么,就要有什么,教什么,就要看什么。通过鸡翅的解剖观察实验,让学生对各种组织有一个宏观、感性的认识,通过真实的观察认识到像鸡翅这样的结构是由多种组织构成的,并且进一步认识到各种组织是有序分布、排列的,为学生得出器官这个概念提供感性认识。学生对概念的学习就是从这样的感性认识开始的,通过实验观察,可以使理论知识具体化,使抽象知识形象化,给学生识记、理解、运用概念创造条件。在概念生成后,还要让学生强化和深化对概念的理解。这部分整体的思路是感知、概括、运用的过程。在本节课的教学中,器官这个概念是在鸡翅解剖观察的基础上,通过对人体中胃这个具体的实例分析得出的。系统这个概念,也是通过对人体中消化系统这个具体的实例分析得出的,在得出概念后,又通过设置情景,如“在人体剧烈运动的过程中,人体的哪些系统功能加强了?”还有“为什么饭后立即运动会消化不良?”让学生对所学概念进行具体的应用,即在新情景中解释具体问题,深化学生对概念的理解。这样,让学生从具体的、个别的现象中得出一般的概念与规律,再由这一般的规律去解释个别或特殊的现象,解决个别或特殊的问题。经过这样一种由特殊到一般,再由一般到特殊的反复过程,对概念的理解才能深入。
三、教学反思与提升
设计对照实验的目的是通过对照组与实验组的不同处理方法所得不同结果的对比,从不同处得出相应的结论,也只有通过对照,所得结论才更有说服力。对于对照实验,一个实验应包括实验组和对照组,实验组是指接受自变量处理的对象组,对照组是不接受自变量处理的对象组(即处于自然状态下的对象组)。
对照试验常用的方法有:
一、空白对照(“处理对不处理”或“有药对无药”)
不给对照组任何处理,指不做任何实验处理的对照组。
例如,观察唾液淀粉酶对淀粉的消化作用,两个试管都有等量的浆糊,一个试管放唾液,另外一个试管放清水,那放清水的试管就是一个空白对照。在中学实验中,诸如“绿叶在光下能否制造淀粉”“探究种子萌发的条件”等都是空白对照实验。
二、条件对照(“等药对等水”)
给对照组施以不是所要研究的处理因素。一般用“等量清水”取代“药品、制剂”等。给实验组某种处理,给对照组另一条件的处理。
例如,观察草履虫对外界刺激能作出一定的反应。在做实验之前,首先,要求同学们观察草履虫,确定草履虫是一种单细胞生物,然后作出假设,既然草履虫是一种单细胞生物,那么它对外界的有利刺激或有害刺激能作出怎样的反应?然后让同学们自己设计实验,想一想什么是有利刺激,什么是有害刺激。一般来说,食物之类的是有利刺激,而外界环境的变化(酸碱度的变化,溶液浓度的变化)是有害刺激。
实验的步骤是分别在两块载玻片上两端各滴一滴草履虫培养液,并使两滴培养液连通。一块载玻片右侧培养液的边缘放一小块肉片,另一块载玻片右侧培养液的边缘放一小颗食盐。观察两个实验组不同处理所出现的现象,分析实验结果。
再如,在“验证甲状腺激素促进幼小动物发育”的实验中:(1)饲喂甲状腺激素的是实验组;(2)饲喂甲状腺激素抑制剂的是条件对照组;(3)对蝌蚪不做任何处理的是空白对照组。
三、自身对照(这里对那里)
对照和实验都在同一研究对象上进行,用“这样处理”跟“那样处理”的结果相同。指实验和对照在同一对象上进行,即不另设对照组。
例如,光对鼠妇生活的影响。当进这个实验之前,要求每个学生在实验课的前一天采集一些鼠妇,而且对学生了解鼠妇的生活环境有很大帮助。而学生也观察到一种现象,当搬开花盆或石块,鼠妇很快就爬走了。我们通过观察发现问题,为什么在花盆下、石块下等处容易找到鼠妇?这些地方有什么特点?其次,提出假设:鼠妇的活动可能与光照条件有关。然后设计实验,验证假说。实验和对照在同一对象(鼠妇)上进行,为了消除无关变量的干扰,突出自变量,找出自变量和因变量的因果联系,必须创造一个除“光照”以外其他条件均相同的、只有明暗两处相通的场所。试验的对象是同一批鼠妇,把一定数量的鼠妇放在其中,观察鼠妇在明暗两处的数量分布情况。最后,分析、讨论实验结果,推导结论验证假设的真伪。
四、相互对照(“这药对那药”或“这里对那里”)
不单独设计对照组,而是几个实验组相互对照。
例如,种子萌发的环境条件,首先要提出问题,种子在什么环境下才能萌发?然后从日常生活中做出假设,种子萌发是需要适宜的温度、一定的水分和充足的空气但这些条件都是缺一不可,所以我们就作出假设,假如这些条件缺少一样,种子能够发芽吗?根据假设,我们设计实验的材料、用具。准备四个培养皿,都放有能吸水的布和30颗种子,这些条件都相同了。不同的是第一个培养皿不放水,第二个和第三个培养皿放适量的水,使里面的布潮湿就可以,第三个放进冰箱,第四个培养皿就灌满水,那么我们就可以从这几个实验组里互相比较得出三个条件都是种子萌发的条件。
通过加强实验设计能力的培养,既可以激发学生学习生物基础概念和基础知识的兴趣,充分发挥学生的主体作用,同时又利于培养学生的思维能力、创新设计能力。当学生逐渐形成这种能力后,遇到新的情景或新的题型时就可以胸有成竹,正确地分析题意、解决问题。所以作为教师应多创造机会,培养学生善问的习惯,激发人人欲求新知的兴趣,提供人人动手的机会,不断提高学生生物实验设计的能力。
参考文献:
[1]余波.浅谈对照实验中对照的设置. 中学生物教学.2008.(4):43~46