生物科學史教學案例_生長素的發(fā)現(xiàn)史_

1、廣東教育!““#年第!期GDJY專題文匯教苑GDJY概念與理論具有嚴密性和邏輯性!比較抽象!學生較難理解“而一個新的概念#理論的產生!常常要打破傳統(tǒng)觀念的束縛!有一個由淺入深階段性發(fā)展的過程“課堂教學中!我們適時適量的利用生動的物理史實說明有關的認識是怎樣發(fā)展的!有關的定律是怎樣得來的!使學生既突破認知難點!又不斷了解物理學家在科學發(fā)展中所采用的普遍適用的思想方法“如在學習牛頓第一定律時!我們從歷史發(fā)展的角度分步實施教學!首先介紹一些運

2、動現(xiàn)象!并提出問題$力是維持運動的原因還是改變運動狀態(tài)的原因%其次由學生分析運動與自然現(xiàn)象的聯(lián)系!使學生形成力是改變物體運動狀態(tài)的原因的觀念%第三步就較具體和系統(tǒng)地介紹牛頓是怎樣總結伽利略等人的研究成果!在分析事實的基礎上!通過概括和推理得出力學基本定律之一的牛頓第一定律的“教學收到了良好的效果“!!通過多種媒體實施物理學史教育!在物理學科研究性學習中!我們注意充分采用學生喜聞樂見的網(wǎng)上學習方式!結合學生研究小課題和物理課堂教學實際!引

3、導學生在互聯(lián)網(wǎng)上訪問&長江教育網(wǎng)’&人教網(wǎng)’&中國基礎教育網(wǎng)’&中國科普’等網(wǎng)站“在豐富多彩的物理學網(wǎng)上資源中!學生知道了焦耳的生平#西歐及阿拉伯的古代物理學發(fā)展史!并深入認識了詹姆斯(麥克斯韋“在物理課堂教學中適當播放物理學史錄像片!也受到學生的熱烈歡迎!如我們平時注意將中央電視一臺的&科技與創(chuàng)造’#中央電視十臺中的&異想天開’與&科學與教育’等欄目中介紹的物理學史內容積累起來!結合課堂教學進行播放!都有效地培養(yǎng)了學生的科學情感#科學

4、價值觀和科學精神““!通過第二課堂實施物理學史教育!利用物理板報櫥窗!定期刊載中外物理學家的成就#紀念性文章#格言#軼事%舉辦物理學史知識競賽!引導學生利用圖書館查閱刊有&物理學史與物理學家’的圖書和期刊資料%根據(jù)物理教學過程選取物理史料!舉辦&科學家的發(fā)現(xiàn)與我們的學習’等主題班會%邀請專家給師生舉辦物理學史講座!都能有效地提升學生的科學素質“實踐表明!組織師生互動式物理興趣小組!在小組內師生或外出進行專題考察參觀!或開展課外實驗!或共

5、同舉辦討論會!使學生小組成員逐步成為物理學史愛好者!再由學生骨干去講物理學史!可收到良好的實效“三!物理學史教育應注意的幾個問題#!學生科學素質的形成“是一個在各類教育因素影響下長期發(fā)展的過程“物理學史教育不可能一蹴而就“不能急于求成!在物理學史教育中!一方面!教師應針對不同年級學生的年齡#心理特征!制定系統(tǒng)實施物理學史的教育計劃!確定教育內容!從而持續(xù)不斷的發(fā)揮物理學史教育在培養(yǎng)學生科學素質中的教育功能%另一方面!由于物理教科書的編寫

6、要受各種因素制約!教科書中已有物理學史教育內容是不夠的!這就需要同樣作為學習者的教師要勤于搜集史料!豐富物理學史教育內容“要取得物理學史教育實效!教師掌握大量的令學生信服的教育素材則顯得十分重要“$!要在師生情感互動和共鳴中實施物理學史教育!物理學史的教育過程!應該是教師與學生間情感交流與體驗的過程“只有教師充分重視物理學史的科學素質教育功能!用積極的情感去講授教師自身對物理學發(fā)展歷史的深切感受!明之以史實!曉之以道理!才能喚起學生對物

7、理學家的景仰和對科學真理的追求“!!實施物理學史教育要堅持實事求是的科學態(tài)度!要尊重物理學發(fā)展歷史的事實!把物理學的發(fā)展看成是社會與科學發(fā)展的一部分!把它置于整個特定的社會環(huán)境中去加以考察“只有從物理科學內部的理論演變特點及其規(guī)律性來加以分析!才能使學生不斷認識物理科學發(fā)展的規(guī)律“教師既要充分肯定物理學家在物理科學發(fā)展歷次重大事件中的杰出貢獻!又要注意不能片面夸大物理學家的功績和能力!把它們的科學發(fā)現(xiàn)神秘化!過分渲染他們的天賦“既要注重

8、介紹外國物理學家揭開物理世界奧秘令人興奮的探索歷程!也要注意介紹我國古代物理文化“!謝春艷廣州市第八十六中學生物科學史教學案例“#生長素的發(fā)現(xiàn)史$生物科學作為由眾多生物學事實和理論組成的知識體系!是在人們不斷探究的過程中發(fā)展起來的“生物科學史就是一部科學探究的歷史“在新的課程標準中!列入了&分析細胞學說的建立歷程’#&說明光合作用的認識過程’#&總結人類對遺傳物質探索過程’#&分析孟德爾遺傳實驗的科學方法’#&概述植物生長素的發(fā)現(xiàn)’等十

9、多個生物科學史的教學內容“這些生物科學史不僅記載著生命科學知識的形成過程!還蘊含著科學家創(chuàng)造性思維的方式和靈活多樣的科學方法!體現(xiàn)著科學態(tài)度和科學精神!是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的生動教材“因此!生物科學史的教學不是簡單地讓學生記住這段歷史和結論!而是要將探究性學習的教學方法整合其中!創(chuàng)設情景讓學生重走科學家探究之路!體驗科學家發(fā)現(xiàn)問題#解決問題#深化認識的過程和探索的精神“一%生物科學史教學案例&&&’生長素的發(fā)現(xiàn)史$生長素的發(fā)現(xiàn)過程在生物科

10、學史上具有一定的代表性!它前后歷時幾十年!由幾代科學家通過一系列實驗完成!這些實驗集中了科學研究的一般方法“在本案例中!采用探究式學習教學模式!以學生課前探究性實驗為基礎!以&玉米幼苗為什么具有向光性’為探究活動的主線!引導學生進行思想探究實驗!使學生經(jīng)歷一個發(fā)現(xiàn)的過程!通過親身實踐獲得新知“以下是學生&探究激素促進玉米幼苗生長的原理’這一內容的課堂實錄“師$&在實驗二中我們發(fā)現(xiàn)激素有可能在尖端!而剛剛從模型中大家又看出明顯生長的部位在

11、尖端以下!那么請大家思考一下!尖端的激素怎么影響到了下部生長)’學生提出了幾種不同的想法“生甲$&可能是尖端的激素像蒸騰拉力一樣將尖端下部向上拉“’生乙$&可能是激素從尖端運到尖端下部!在尖端下部起作用“’教師組織全班學生討論!大家更認可后一種想法“師$&請大家設計一個實驗來證明這種假設$胚芽鞘尖端產生某種物質!由胚芽鞘的尖端向下運輸!促進了下端的明顯生長“’這時全班一片靜默“因為這個實驗設計涉及的介質轉移法是學生從未接觸過的實驗方法!

12、學生覺得無從下手“師$&如果有一種物質可以幫助我們把尖端的激素提取出來單獨研究就好了“事實上有這種物質!它就是海藻的提取物瓊脂“’教師將事先準備好的瓊脂平板給學生傳看#觸摸!并播放課外活動小組同學在實驗室配制瓊脂平板的過程的錄像!由課外活動小組的同學介紹制作過程“當學生聽取匯報!又通過觸摸發(fā)現(xiàn)原來瓊脂就是平常吃的果凍的主要成分時!學生頓時興奮起來“師$&怎樣讓尖端的物質轉移到凝固的瓊脂塊中)’學生猜測$&將尖端放到瓊脂塊上!就可以使尖端

13、的物質轉移到瓊脂塊上“’師$&真能成功嗎)如何證明轉移成功)轉移過來的生長素能否代替真正的尖端起作用)你能設計實驗來證明轉移是否成功嗎)請將你實驗的關鍵步驟畫在紙上“’“分鐘后!有一些小組已經(jīng)有了答案“教師請其中一個小組的代表將該小組的實驗設計步驟簡圖通過實物投影儀展示出來“該生匯報他們小組設計的實驗方案$&將胚芽鞘尖端切下!放在瓊脂塊上!尖端中的激素就會向下運輸!然后將瓊脂塊代替真正的尖端放在切去尖端的胚芽鞘上!看胚芽鞘還能不能生長“

14、若能!則假設成立“’教師先肯定了該組同學的實驗設計!并呈現(xiàn)出該實驗實驗四的結果!學生觀察結果正如預期“教師再提問$&是否就此即可證明假設)還有沒有其他可能)’學生再次陷入思考中“一會兒!有一個女同學發(fā)現(xiàn)了問題$&還有一種可能!瓊脂本身可能就能促使尖端下部生長!這樣就不能證明是尖端的激素向下運輸促使尖端下部生長“’教師請這個女同學提出改進意見“女同學提出$&應該設計對照實驗!把沒有接觸過胚芽鞘尖端的純凈瓊脂塊放在切去尖端的胚芽鞘上!看胚芽

15、鞘還能不能生長!若不能!才能證明瓊脂本身對尖端下部的生長沒有作用“’教師再出示對照實驗的結果!學生觀察分析得出結論$玉米幼苗胚芽鞘的生長確實是因為尖端產生激素向下運輸起作用的“教師總結說$&這種激素能促進生長!所以我們給它取名為生長素“剛剛大家設計的實驗方法!叫介質轉移法“’在探究過程中!學生之間自我補充更正的過程!將會使學生對對照實驗的設計方法銘記在心“二%案例反思%!生物科學史教學與探究性學習有效整合生物科學史的教學!重在讓學生理解

16、科學家的認識過程#理解科學的本質和掌握科學的實驗方法!學習科學家的精神“正因為如此!才需要將探究性學習方式整合其中“至于如何用#何時用!要看具體的教學內容“在本案例中!利用生長素發(fā)現(xiàn)過程這一生物學史料!從課前實驗探究#課堂中思維探究和課后的繼續(xù)探究活動!全方位地運用了探究性學習方式“但這并不是意味著探究性學習方式是唯一的方式!也不意味著生物科學史教學的每一個環(huán)節(jié)都必須運用探究式學習方式!而是要視具體情況!有選擇地#有效地運用探究式學習方

17、式“&!對有關史料進行選擇加工“方便探究在生長素發(fā)現(xiàn)歷程中!作出貢獻的遠不只有達爾文#溫特等幾位科學家“這些科學家所做的關于生長素的實驗也遠不僅這幾項“在本案例中!只選擇了其中的幾個實驗“而且對一些實驗進行了合并加工!將幾位科學家的實驗合并為一個較完整的實驗“這樣!經(jīng)過選擇加工后的科學史料!蘊涵的科學本質更為鮮明!更突出了科學探究的過程與特點!更有助于探究式學習方式的展開和深入“!!生物科學史教學中的探究性學習更多的應該是思想實驗盡管學

18、生的探究性學習與科學家的科學探究有很多相似之處!但課堂畢竟不是真正進行科學探索研究!!廣東教育!““#年第!期GDJY專題文匯教苑GDJY的實驗室!在課堂上“由于時間#空間#條件等因素的限制“進行完整的全程探究活動較難做到!而且課堂上師生所追求的目標也不是培養(yǎng)出小科學家!因此“在生物科學史教學中的探究性學習更多的是思想實驗!在本案例中“學生的探究性學習主要集中在找出問題#提出假設并設計實驗來驗證自己的假設“學生并不需要親自動手實驗“而是

19、由教師提供實驗過程和結果!這種部分探究的思想實驗更適合生物科學史教學過程!!肖常磊華南師范大學化學與環(huán)境學院李赤廣州市第八十六中學化學史的教育價值!認識科學本質化學發(fā)展至今天“成為一門應用性強#研究對象廣泛而深入的成熟學科“是若干代人的研究逐漸積累的結果!現(xiàn)代化學學科的發(fā)展“離不開以歷史上人們的化學研究成果為基礎!化學教師在教學過程中“也或多或少地進行了化學史特別是近#現(xiàn)代化學史部分內容的教學!隨著化學課程與教學重點的變化“化學史的教學

20、價值#教學內容也應作相應轉變!一“化學史教育價值觀的演變化學史作為化學教學內容中的組成部分“其教學的落實和教育價值容易被教師們忽視或片面理解“原因既有化學課程設計等方面的因素的不利影響“另外也與教師對化學史教育價值的認識程度不全面有關!在我國近二十多年的中學化學教學中“人們對化學史的教育價值的認識大致經(jīng)歷以下幾個階段$起初人們認為化學史的教育價值只是為了學生情感因素的培養(yǎng)!例如“引入%黑火藥的發(fā)明&的化學史教學內容“是為了培養(yǎng)學生的愛國

21、主義精神’利用化學家歷經(jīng)多次實驗終于發(fā)現(xiàn)新元素#合成新物質的化學史料進行教學“目的在于培養(yǎng)學生嚴謹#求實#不畏艱辛的科學精神“等等!隨著化學課程改革中對科學方法的重視“人們發(fā)現(xiàn)化學發(fā)展史上有不少科學發(fā)現(xiàn)史料“可供現(xiàn)在的學生在學習化學時模仿其發(fā)現(xiàn)過程“學習其中的方法!很多研究資料也表明“青少年學生對科學的認識過程會重現(xiàn)歷史上科學知識發(fā)展過程的某些特征!在當前化學新課程的教學中“有些內容是讓學生模擬#重復化學史中某一科學發(fā)現(xiàn)的過程“以學會其

22、中的一些探究過程與方法!這也是化學史%促進學生學習掌握化學研究的方法&教育價值的較明顯體現(xiàn)!目前人們對化學史教育價值的認識“開始轉向促進學生對化學學科科學本質的理解!化學學科要不斷發(fā)展“就需對其中的內容進行開拓#創(chuàng)新“原有的內容因具有人類主觀建構性的特征“而可能是不嚴密#不完善甚至是錯誤的“需要加以修正#完善或推翻!因此“科學本質的教學應成為化學等理科教學內容中不可缺少的組成部分!這一點在英國#美國等國家的教育法規(guī)#文件中已有體現(xiàn)!我國

23、現(xiàn)在新制訂的(普通高中化學課程標準)實驗中前言部分也提到“高中化學課程應有利于學生加深對科學本質的認識!正由于科學的本質貫穿在科學的發(fā)展歷史中“所以在化學課程中要進行科學本質的教學“必然難以完全避免以化學史的內容作為教學的載體!二“科學素養(yǎng)與科學本質目前人們對科學素養(yǎng)的內涵的理解與認識各有不同“但又大同小異!科學素養(yǎng)的培養(yǎng)是當前理科課程改革的核心!義務教育階段及高中階段化學課程的宗旨是培養(yǎng)#提高學生的科學素養(yǎng)“其中將科學素養(yǎng)的培養(yǎng)目標分

24、為化學知識與技能#過程與方法#情感態(tài)度與價值觀三個方面!另外“國內外許多研究資料中還把%對科學的本質的理解&作為學生應具備的科學素養(yǎng)的其中一個方面!對科學本質的理解可以從本體論和工具論兩種意義上來綜合性地理解!從本體論意義上來講“科學的本質是指科學本身所包含的科學知識及知識結構體系“甚至其中的科學方法都是人為建構的“是暫時的#動態(tài)性的“必須經(jīng)常面對質疑#驗證而不斷進行揚棄!從工具論意義上來講“科學的本質是指科學乃人類對自然界進行探究活動

25、而采用的具有相對規(guī)范性的方法及思維方式“其探究方法及思維方式有局限性“也并非可以解釋和解決所有的科學問題!對科學的本質所作的兩種意義上的理解“前者側重靜態(tài)的#對科學研究結果的分析’后者側重動態(tài)的#對科學家社團活動的分析“其核心是為了說明科學所具有的兩面性“即科學自身的合理性及局限性!三“化學史與科學素養(yǎng)的培養(yǎng)從化學課程培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的角度來看“可主要從以下幾個方面選擇化學史教學的內容$一是選擇化學學科中一些核心概念#理論的形成與演變史

26、料“使學生了解其來龍去脈“加深對化學知識的理解’二是選擇化學家的科學研究事跡“培養(yǎng)學生的理性精神#實證精神#獨立精神#合作精神#創(chuàng)新精神等科學精神’三是選擇化學家在研究活動中典型的科學方法應用案例“學習其中具體的科學方法及選擇#應用方式“了解他們的成功經(jīng)驗與失敗教訓’四是結合化學史進行科學本質的教學“使學生理解化學學科本身及其應用時的合理性#有效性和局限性!!羅宗廳潮州市饒平五中科學史!中學文理學科開展科學探究的理想工具一“新課程倡導科

27、學探究人生相當有限“其中在校學習的時間更加有限“而知識是無限的!前人已經(jīng)得到知識經(jīng)驗需要我們去辨別#去學習“同時代的不同領域每天都有新的知識在產生“未來也有許多東西期待人們去探索!在學校里得到的知識和技能相對于無限的知識世界來說“不過是大海里的一滴水!因此“在新課程的學習過程中“學生應該掌握科學探究的方法和科學精神“這比掌握現(xiàn)成的知識和概念更為重要!正是基于這樣的理念“新課程明確指出“要通過科學探究“使學生經(jīng)歷基本的科學探究過程“學習科

28、學探究方法“發(fā)展初步的科學探究能力“形成尊重事實#探索真理的科學態(tài)度“并且通過展示學科發(fā)展的大體歷程“促使學生關心科學發(fā)展的動態(tài)“關注技術應用帶來的社會進步和問題“樹立正確的科學觀!在香港“學習探究技能是小學課程中一項具體的目標!香港課程發(fā)展議會早在一九九三年編訂的小學課程指引中就已明確指出“要%加強兒童進行獨立探究和作分析性的思考&“培養(yǎng)學生%用科學方法探究問題的技巧和能力&!這就是說“科學探究已被廣泛接納為每一個學生必不可少的學習經(jīng)

29、驗“是智力發(fā)展的首要目標!二“科學史與科學探究相輔相成由于科學史在展示學科發(fā)展的歷程和重現(xiàn)科學家們進行科學探究的過程方面的先天優(yōu)勢“學習科學史對指導學生的科學探究活動是大有裨益的!通過科學史的學習或了解“可以更深刻地理解科學探究的實質精神“更堅定地形成科學信仰和科學精神!科學史立足于過去與未來#自然與社會#科學與技術的交叉點上“是溝通科學文化與人文文化的理想工具!尤其是在現(xiàn)行的教育體制下“科學史既是文科學生學習科學知識#了解科學精神的理

30、想途徑’又是理科學生培育歷史意識#學習人文精神的理想途徑!對于培養(yǎng)具有健全人格的人才來說“科學史的重要性也不容忽視!再者“把科學理論與其建立的背景有機結合起來“也有助于學生從科學事實中領悟科學精神#科學發(fā)展的一般規(guī)律和科學事業(yè)的性質!但是“就我國教育界的現(xiàn)狀而言“科學史教育的現(xiàn)狀并不令人樂觀!其原因一方面在于缺乏相應的人才“另一方面則在于缺乏合適的教材!從中學各學科現(xiàn)狀來看“歷史積淀的不足有一個明顯的反映“那就是教材中相關的科學史內容太

31、少“相當于在菜中放了一點鹽“重在調味!對于教師進行科學史的備課的需要來說“這是遠遠不夠的!目前“還沒有專門的可以置于中學學科教師案頭的科學史備課資料!這個工作需要既熟悉中學學科教育又對科學史有相當涵養(yǎng)的學者來做!遺憾的是“目前還沒有有識之士涉足!三“科學史在科學探究中的運用筆者對于科學探究中科學史的運用“有如下幾點粗淺的認識$第一“科學史教育可以培養(yǎng)學生的歷史意識!科學不是一個個枯燥的概念的串聯(lián)“也不是簡單的科學成果的堆砌“它包含有血有

32、肉的歷史人物“豐富多彩#可歌可泣的壯麗歷程!科學史的引入“有助于學生形成科學的歷史觀和歷史意識!歷史意識是一種高級思想體驗“缺乏歷史意識的知識體系是不健全的!一個具備歷史意識的人“才會用發(fā)展的眼光看問題!第二“科學史教育可以對學生形成科學精神的潛植!科學界在發(fā)展科學的過程中“逐漸形成了一些寶貴的共識“如對權威不迷信#執(zhí)著地追求真理#在創(chuàng)新中獲得快樂這就是我們所說的科學精神!學生在知悉科學家們科學探究過程中“必定會受到潛移默化的熏陶!第三

33、“科學史教育有助于學生形成和諧的人文精神!所謂人文精神“主要體現(xiàn)在能否正確對待自我“對待他人#社會和自然!一部科學發(fā)展史“實際上就是一部人類不斷完善自己#發(fā)展自己#提升自己的歷史“這正是人文精神的體現(xiàn)!通過科學史的學習“學生會認識到人類并不是自然界的主宰“而只是自然界的孩子“從而學習正確處理人類和自然的關系“并加強自己對自然和社會的責任!第四“科學史教育有助于學生理解科學的相對性!在(面向全體美國人的科學一書中“美國科學促進協(xié)會把科學的

34、相對性作為科學素養(yǎng)教育目的的重要組成部分“書中指出%世界是可以認識的“科學觀是可變的“科學知識是持久的“科學不可能解決所有問題&!事實上“在應試教育的大背景下“我們常常將課程作為一套現(xiàn)成的知識和技能來教!這種教育態(tài)度“脫離了科學發(fā)展實際“忽視了科學的相對性!既可能導致學生形成錯誤的科學觀“也可能壓抑學生的創(chuàng)造性!因為它們力圖向學生提供一套公認正確的科學概念#定律和理論“使學生陷入死記科學概念和定律#機械套用公式解題的泥塘中去!這樣做既非