关于科学方法方面参考文献格式范文和渗透生物科学方法教育学生理性思维类论文范文资料

《渗透生物科学方法教育学生理性思维》

本文是关于科学方法方面本科论文开题报告范文与理性思维和教育发展和生物类论文范文资料。

方永兰

（张家港市乐余高级中学,江苏苏州215621）

【摘要】本文主要以减数分裂的教学过程为案例,阐述在教学过程中渗透生物科学方法教育,发展学生理性思维的一些做法,包括生物科学史,构建模型,问题链导学,实验教学,习题训练.其次,简要说明了有效实施生物科学方法教育应注意的问题.

【关键词】生物科学方法；理性思维；减数分裂

1.问题的提出

高中生物课程标准中提出要全面提高学生的生物科学素养.生物科学素养包含科学知识、科学方法、科学态度三个方面.标准要求学生在掌握科学知识的同时,掌握科学方法、思维及应用.随着新课程改革的深入,生物科学方法教育逐渐受到重视,但在实际教学中,往往把科学方法的教育转化成了陈述性知识和结论,而忽视了在知识发现过程中渗透生物科学方法教育,教师应该让学生通过各种有效的途径亲身体验科学方法,让学生掌握生物学科基本概念和原理等知识的同时,发展学生的理性思维,全面提高生物科学素养.

2.生物科学方法的主要内容

赵占良在《人教版高中生物课标教材中的科学方法体系》中阐述了生物科学方法内容.其包括获取经验性材料的方法和理性思维的方法.获取经验性材料的方法包括观察法、实验法、调查法、模拟法.理性思维的方法包括形象思维、逻辑思维、直觉和灵感、模型方法、数学方法、系统方法.逻辑思维包括归纳、演绎、分析、综合和类比.模型方法包括物理模型、数学模型、概念模型.

3.理性思维的概念

理性思维是人类思维的高级形式,是人们把握客观事物本质和规律的能动活动.理性思维是一种有明确的思维方向,有充分的思维依据,能对事物或问题进行观察、比较、分析、综合、抽象与概括的一种思维.即理性思维就是一种建立在证据和逻辑推理基础上的思维方式.

4.生物科学方法教育在减数分裂教学中的具体应用案例分析

下面以人教版高中生物必修二第二章第一节《减数分裂和受精作用》中精子的形成过程的教学为例,阐述在减数分裂教学中渗透生物科学方法教育,发展学生理性思维的一些做法.

4.1生物科学史体会生物科学方法

生物科学史不仅包含科学发展过程中的人物和事件,更重要的是蕴含了丰富的科学思想、科学方法、科学精神等内容.学生通过生物科学史的学习,体会科学家提出问题,解决问题,不断探究、质疑、再提新问题的实践过程,学习科学家思考问题的方式.当孟德尔的遗传规律被重新发现后,随之而来的问题是遗传因子在细胞中的什么位置,怎样精确的代代相传？魏斯曼对染色体减数分裂及其合理性进行了预言.他认为：必须在细胞和个体水平上来研究遗传,他拒绝了达尔文的“泛生论”以及获得性遗传等观点.他预测：在卵细胞和精子的成熟过程中,必然有一个特别的分裂过程使染色体数目减少一半.受精时,精子和卵细胞结合,使染色体的数目又恢复到原来的水平.后来,鲍维里和斯特拉斯分别证实了魏斯曼关于减数分裂的预言.通过了解科学发展的过程,笔者将孟德尔的遗传规律与减数分裂有机结合起来,避免对生物知识进行割裂式的教学,为建立知识间的内在联系打下良好的基础.本节内容通过了解魏斯曼的预言及鲍维里和斯特拉斯的实验论证,让学生体会科学家大胆质疑、提出合理假设,实验论证的理性思维方式.

4.2建构模型学习生物科学方法

减数分裂过程是一个抽象复杂的过程,通常教师会运用视频和图片辅助教学,给学生直观感性的认识,但这依然是学生被动的接受,并未真正参与到发现知识的过程中.笔者采用染色体模型让学生动态地模拟减数分裂过程.如果在知识全部讲解完后模拟减数分裂过程,只能使学生对减数分裂知识进行巩固,对生物科学方法教育不够深入,学生的理性思维的发展得不到有效的锻炼.因此,根据“发现式学习”原理,笔者认为应该让学生用模型模拟减数分裂过程贯穿于教学过程中的每一个阶段,对书本静态的图片动态化,进而构建染色体数目和行为变化的模型.通过先学后教,先操作后总结的教学顺序,学生构建过程中的错误会不断涌现,针对错误,一起观察、剖析、解决问题,实现了“此处无声胜有声”的科学方法教育.模拟过程主要分四步.第一步,理解同源染色体、非同源染色体、联会、四分体等重要概念.有的学生用模型构建同源染色体会出现错误,例如,选择染色体模型时只想到选择大小一致的配对,有的学生没想到用不同颜色来表示一条来自父方一条来自母方这一特点.又如,X染色体和Y染色体能够配对,但大小不一样,也是同源染色体,在错误中总结完善了同源染色体的概念.第二步,理解同源染色体分离,非同源染色体自由组合的过程.在此过程中,有的学生会犹豫哪些染色体移向一边,哪些染色体移向另一边,通过点拨,非同源染色体可以自由组合,学生加深了对配子中染色体多样性的理解.第三步,完成减数第一次分裂,注意分裂完的细胞数目及每个细胞中染色体数目等.第四步,完成减数第二次分裂过程,特别要注意如何模拟着丝点分裂,姐妹染色单体分离,移向细胞两极的过程,最后形成的生殖细胞的数目及染色体的形态和数目.随着教学的层层推进,学生逐步构建减数分裂过程,最终理清染色体行为和数目的变化,形成有意义的主动的模型构建.整个教学过程把抽象的知识变得直观,可操作化,学生在发现问题、解决问题中学习了生物科学方法,理性思维得到了发展.

4.3 问题链导学渗透生物科学方法

本节内容在模型构建过程中,采用问题链导学的方法,指导学生模拟减数分裂过程.在解决新问题时,通过问题链梳理旧知,进行铺垫,提供一条解决问题的知识链.当问题比较复杂时,分解成若干小问题,层层递进,每一个小问题运用什么知识点,在需要解决的众多问题中,什么可以先解决,什么必须先解决,什么是解决问题的必要条件,这需要教师引导学生运用回忆、观察、比较、分析、演绎、综合、归纳等科学方法来进行思维.问题链可以让学生思维更清晰,精力更集中,更能理解探究的精髓.教师针对减数分裂内容精心设计问题链,使之成为整个学习内容的探究线索,学生沿着这个线索指引的方向,经过思考,模拟减数分裂过程.问题链如下：（1）如果精子和卵细胞是通过有丝分裂产生的,则受精卵中有多少条染色体？（2）如果是这样,那么前后代的遗传能否稳定？（3）减数分裂产生的生殖细胞中染色体是如何减半的？（4）一个精原细胞需分裂几次？染色体复制几次？产生几个精子？（5）如果复制后的染色体着丝点分裂后,所产生的子细胞染色体数目能减半吗？（6）染色体如何变化能使子细胞中染色体数目减半？（7）染色体怎样才能有序地排列在赤道板两侧？（8）什么是同源染色体,联会,四分体？（9）从染色体的行为变化分析,导致次级精母细胞染色体数目减半的原因是什么？（10）次级精母细胞中染色体如何变化使其产生的精子中染色体数与它相同？DNA数目如何变化？（11）总结什么是减数分裂？1-2问题利用有丝分裂的知识,创设认知冲突,形成认知矛盾,激起学生探究.3-6 问题引导学生假设、分析、推论、寻求答案.7-11问题层层递进,为模拟减数分裂过程提供线索,点拨学生的思维方向,最后总结减数分裂的核心概念.

4.4 实验教学内化生物科学方法

实验教学是生物教学中极其重要的组成部分,是生物科学方法教育的重要途径.生物实验类型分为：观察型,验证型,设计型,探究型,演示型和模拟型.每个实验蕴含着不同的生物科学方法,实验的过程是学生亲身体验科学研究方法的过程.教师如果从传授知识的角度来组织实验教学,学生过多重视实验的结果,这样会使科学方法教育大打折扣.反之,教师按照科学方法呈现的逻辑组织实验教学,能使学生在实验学习中建立良好的认知结构,培养学生分析问题和解决问题的能力.本节内容包含一个观察实验———观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片,此实验的目的是通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片,识别减数分裂不同时期的染色体的行为变化、形态、位置和数目.为了更好地突出科学方法教育和发展学生的理性思维,在课堂时间有限的情况下,笔者将此实验改进成制作洋葱雄蕊减数分裂装片并进行观察的实验.材料特点及方法步骤如下：洋葱(2N等于16)春天四五月份可长出花序,采摘花序,放置于卡诺固定液中(酒精：冰醋酸等于3:1)固定2小时,然后取出花序,挑取小花即可制片.如不及时制片,可将固定后的花序,用95%酒精冲洗后(直至闻不到醋酸味为止)放入70%酒精中,存于冰箱内,可随时取用.制片时挑取一朵小花,拨出雄蕊,用碱性品红或醋酸洋红染液染色2-3分钟,按常规压片法压片,镜检,可清楚地看到减数分裂的各个时期.本实验学生要学会正确的操作,细致的观察,分辨出减数分裂的各个时期,区分出模型图和显微图像的差别.

在生物兴趣小组活动或者校本课程上,我们可以将此验证性实验改进成探究性实验,探究观察减数分裂过程的最佳实验材料,学生查阅资料,选择不同的植物材料,进行探究实验.也可以用动物的精巢（如蝗虫）作为实验材料,和植物雄蕊材料进行对比,观察动物和植物原始生殖细胞减数分裂的区别.探究实验要求学生明确实验目的、设计实验步骤、合作讨论完善实验方案、实施实验,对实验结果进行分析讨论,进而使学生体验到生物科学研究方法的过程并能进行总结和内化.

4.5 习题训练运用生物科学方法

近年来的生物高考试题更加重视对学生学习迁移能力和生物科学素养的考查.在新情境中考查学生分析和解决问题的能力,科学探究的方法和思维能力.高考试题的设计有较强的逻辑性和思维的广度、深度,生物科学方法广泛蕴含在高考试题中,对教师和学生的引导作用非常巨大.在平时解题训练过程中要重分析、重引导、重讨论、重总结,指导学生运用生物科学方法解决问题,培养学生科学缜密的理性思维习惯.

5.有效实施生物科学方法教育应注意的问题

生物课程标准把“以学生的发展为根本”作为指导思想,教师进行教学设计时要考虑学生的实际水平,注重研究学生的心理特点,思维水平,知识结构.课堂上能积极引导学生主动参与学习过程,亲身体验生物科学方法教育,让学生的思维真正“活”起来、“动”起来,才有可能使他们的理性思维能力得到充分的发展.生物科学方法教育切记生搬硬套,必须以知识教学为载体,不同的知识采用不同的生物科学方法教育,同时显性教育和隐性教育相结合.隐性科学方法教育即教师隐蔽地发挥科学方法的导向作用,使学生在学习过程中受到科学方法的启蒙和熏陶.显性科学方法教育是指在生物知识教学过程中,教师对科学方法的名称、特点和操作过程等讲清楚,并指导学生有意识地、自觉地加以运用.在高中阶段,学生的理性思维能力还有待提高,因此,生物科学方法的显性教育尤为重要,这是提高高中学生理性思维的重要途径.

总之,加强生物科学方法教育,是学生构建知识、发展能力、提高理性思维能力的有效途径.教师在教学中要抓住生物科学方法教育这一主线,针对不同的知识内容以及学生的实际需要,有效地开展科学方法教育,发展学生理性思维,提高学生的生物科学素养.

【参考文献】

[1]赵占良.人教版高中生物课标教材中的科学方法体系.中学生物教学[J].2007.3

[2]王永胜.生物学核心概念的发展[M].北京人民教育出版社,2007:35-36

[3]郑双保.做减数分裂实验的几种好材料.生物学通报[J].1992 第6期

科学方法论文参考资料：