發(fā)布時(shí)間：2023-09-14 17:29:05
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的生物科學(xué)和生物學(xué)樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
【摘要】在生物教學(xué)中采用豐富多彩的形式，多層面、多角度地激發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生學(xué)得活潑，興趣不衰，才可以讓學(xué)生在興趣中成長(zhǎng)，在興趣中思考，不斷提高學(xué)生的探索、分析、歸納、綜合的能力，有效提高其生物科學(xué)素質(zhì)，從而提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。
1.引言
興趣是獲得知識(shí)的內(nèi)在動(dòng)力，很大程度上影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)行為與效果。如果學(xué)生對(duì)所學(xué)學(xué)科興趣濃厚，學(xué)業(yè)成績(jī)一般比較理想。因此，在教學(xué)中努力激發(fā)、調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，成為教學(xué)研究的重要課題之一。對(duì)于當(dāng)前的初中生物學(xué)科的教學(xué)而言，由于生物學(xué)科通常不歸入升學(xué)考試而遭到學(xué)生、家長(zhǎng)、學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)一定程度的輕視，這種情況下培養(yǎng)學(xué)生自發(fā)學(xué)習(xí)生物學(xué)科的興趣就顯得尤為迫切。
2.培養(yǎng)學(xué)生興趣的途徑
理想的生物教學(xué)是智力因素和非智力因素同步發(fā)展的過(guò)程，在眾多的非智力因素中，興趣是學(xué)生接受教育的感情基礎(chǔ)，是非智力因素中最為活躍的一個(gè)入門(mén)的向?qū)В菍W(xué)生探求知識(shí)、促進(jìn)思維發(fā)展的巨大動(dòng)力。因此，在教學(xué)中對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)是非常重要的。教師應(yīng)從以下幾方面著手：（1）激發(fā)學(xué)生對(duì)生物學(xué)科的興趣。教師在進(jìn)行教學(xué)前，多收集有關(guān)生物科學(xué)成就及發(fā)展前景，生物技術(shù)應(yīng)用，生物科學(xué)中存在的未知領(lǐng)域等知識(shí)，在第一堂生物課上作適當(dāng)介紹，可以有效地激發(fā)學(xué)生的求知欲望。例如人體器官因發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的病變，生命受到威脅時(shí)，挽救生命的重要方法就是器官移植。為了解決器官的來(lái)源問(wèn)題，也為了預(yù)防移植后出現(xiàn)的排異現(xiàn)象，科學(xué)家們采用基因工程方法培育出帶有人類(lèi)某些基因的動(dòng)物。經(jīng)過(guò)基因工程改造的“豬心”、“豬腎”等，有望在不久的將來(lái)進(jìn)入人體執(zhí)行正常的生理功能。又如模擬細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)研制成的“生物導(dǎo)彈”將會(huì)廣泛應(yīng)用于眾多疑難病癥的治療。“導(dǎo)彈”的外衣是磷脂雙分子層，“子彈頭”是蛋白質(zhì)，把“生物導(dǎo)彈”注射進(jìn)人體血液后，“子彈頭”就會(huì)發(fā)揮識(shí)別作用到達(dá)病變部位，“導(dǎo)彈”隨之定向爆破，施放藥物，殺死病毒或癌細(xì)胞。目前治療乙肝、肝癌、結(jié)腸癌的“導(dǎo)彈”已研制成功，經(jīng)手術(shù)和“生物導(dǎo)彈”治療的肝癌病人壽命已延長(zhǎng)五年以上。通過(guò)這種潛移默化的熏陶，學(xué)生對(duì)生物學(xué)知識(shí)會(huì)產(chǎn)生濃厚的興趣，使他們關(guān)注生物學(xué)發(fā)展的動(dòng)向，激勵(lì)他們走進(jìn)生物科學(xué)研究的行列，為生物科學(xué)的騰飛貢獻(xiàn)力量。（2）通過(guò)直觀教具和演示實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生興趣。在教學(xué)中，對(duì)一些抽象的、繁雜的知識(shí)點(diǎn)，教師應(yīng)用直觀的教具和形象的語(yǔ)言進(jìn)行輔助教學(xué)，化繁為簡(jiǎn)、直觀形象的教具能使用使學(xué)生易于掌握，從而降低難度，增加學(xué)生的興趣。例如講述植物細(xì)胞吸水、失水的條件時(shí)，教師通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示蘿卜條在清水、鹽水中浸泡后的硬度對(duì)比，便可充分說(shuō)明當(dāng)細(xì)胞所處外界環(huán)境溶液度大于細(xì)胞液時(shí)細(xì)胞失水，反之則吸水。又如在講述心臟結(jié)構(gòu)時(shí)，教師可運(yùn)用心臟模型進(jìn)行講述，讓學(xué)生易于理解和掌握。（3）通過(guò)對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，鞏固學(xué)生興趣。濃厚持久的學(xué)習(xí)興趣不能僅憑表象的刺激，而在于不斷提出問(wèn)題，在好學(xué)深思中不斷發(fā)展深化。因此，在生物教學(xué)中要注意設(shè)疑集思，促進(jìn)學(xué)生理解知識(shí)，培養(yǎng)良好的思維能力。例如講光合作用時(shí)，可圍繞中心巧設(shè)問(wèn)題串：植物的生長(zhǎng)需要哪些物質(zhì)？這些物質(zhì)來(lái)源于哪里？光合作用的原料、條件“產(chǎn)物”各是什么？葉片有哪些結(jié)構(gòu)與光合作用相適應(yīng)？為什么光合作用在生物界甚至整個(gè)自然界中有著十分重要的意義？這樣的問(wèn)題串會(huì)讓學(xué)生積極思考，啟發(fā)學(xué)生思維，鞏固學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。（4）聯(lián)系實(shí)際，實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移，發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)以致用，把所學(xué)到的生物學(xué)知識(shí)運(yùn)用到生活中，才能體會(huì)到生物學(xué)知識(shí)的重要性，才能使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣向更高層次發(fā)展。例如學(xué)習(xí)了血壓測(cè)量法、聽(tīng)心音等知識(shí)后，筆者組織學(xué)生利用課外時(shí)間為學(xué)校師生測(cè)量血壓、檢測(cè)心跳等。學(xué)生群情振奮，很多學(xué)生邊檢測(cè)邊向師生們介紹血壓、心跳正常值，真像一個(gè)個(gè)小醫(yī)生，每一個(gè)學(xué)生臉上都洋溢著自信、興奮的神情，把所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到了生活中，既實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的遷移，又讓學(xué)生充滿(mǎn)了成就感，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生追求知識(shí)的積極性。（5）充分利用情感教學(xué)。古語(yǔ)有云：“親其師，信其道?！边@句話(huà)道出了親切和諧的師生關(guān)系對(duì)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的作用。愛(ài)護(hù)學(xué)生，關(guān)心其學(xué)習(xí)與生活，對(duì)于心理發(fā)育還不成熟的初中學(xué)生，更能起到“愛(ài)屋及烏”之效。利用情感教學(xué)，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極情感，使學(xué)生獲得學(xué)知識(shí)的樂(lè)趣和學(xué)生物的興趣。教師一定要把情感教育貫穿到每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，激發(fā)學(xué)生愛(ài)的情感，為學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的萌生營(yíng)造一個(gè)良好的氛圍。
【參考文獻(xiàn)】
［1］嚴(yán)加紅.現(xiàn)代教育管理引論.江西高校出版社，2002.
在新的生物課程中常常提到――科學(xué)素養(yǎng),科學(xué)素養(yǎng)主要由科學(xué)品質(zhì)、科學(xué)知識(shí)、科學(xué)能力、科學(xué)方法、科學(xué)意識(shí)等要素構(gòu)成,其中,科學(xué)品質(zhì)是具有良好科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵所在。談?wù)勎覀冊(cè)谂囵B(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)品質(zhì)方面的幾點(diǎn)體會(huì)。
1.激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情
在中學(xué)生物學(xué)教學(xué)內(nèi)容中,有許多愛(ài)國(guó)主義教育的素材。新教多處涉及我國(guó)古今生物科學(xué)的成就,這些成就就是一份愛(ài)國(guó)主義的好素材,充分利用起來(lái)有利于學(xué)生增強(qiáng)愛(ài)國(guó)信心,立志為國(guó)爭(zhēng)光的決心。
在教學(xué)過(guò)程中,我有意識(shí)地收集了一些資料,如我國(guó)最早的詩(shī)歌總集《詩(shī)經(jīng)》中記載了200多種植物,說(shuō)明我國(guó)是研究和利用植物最早的國(guó)家;明朝李時(shí)珍編著的《本草綱目》,不僅是藥物學(xué)專(zhuān)著,也是植物、動(dòng)物、礦物專(zhuān)著,他對(duì)植物分類(lèi)的方法經(jīng)西方植物分類(lèi)創(chuàng)始人林耐要早一個(gè)半世紀(jì),他的這部巨著被譯成十幾種文字,被稱(chēng)為“東方醫(yī)學(xué)巨典”。近代,被國(guó)際上譽(yù)為“雜交水稻之父”的袁隆平培育出的新型水稻----雜交稻,已經(jīng)跨入世界優(yōu)良稻種的前列;童第周用細(xì)胞核培植的新方法,培養(yǎng)成功一種似鯉非鯉、似鯽非鯽、生長(zhǎng)快,又能正常繁殖后代的新型魚(yú)----“童魚(yú)”, 我國(guó)科技工作者在探索生命起源問(wèn)題上取得了巨大的成就。由六國(guó)科學(xué)家組成的人類(lèi)基因組計(jì)劃研究,我國(guó)是參與其中的唯一發(fā)展中國(guó)家等等。這些材料讓學(xué)生了解到我國(guó)古今現(xiàn)在生物學(xué)研究的巨大成就和對(duì)世界的重大貢獻(xiàn),從中領(lǐng)悟到我國(guó)燦爛的歷史文化,激起強(qiáng)烈的愛(ài)國(guó)主義熱情。
結(jié)合我國(guó)有豐富的動(dòng)植物資源。例如,高等植物有3萬(wàn)多種,有些還是我國(guó)的特產(chǎn),如銀杉、水杉、珙桐等;陸棲脊椎動(dòng)物種類(lèi)占世界10%左右,其中有些還是我國(guó)的特產(chǎn)珍稀動(dòng)物,“世界寵兒”――大熊貓、“草原荒漠中的珍稀寶物”――野馬、野驢、野駱駝都產(chǎn)于我國(guó)。我國(guó)有淡水魚(yú)類(lèi)600多種,海洋魚(yú)類(lèi)1500多種,“混合放養(yǎng)”堪稱(chēng)世界生態(tài)養(yǎng)魚(yú)的杰作。我國(guó)還是世界上鳥(niǎo)類(lèi)最多的國(guó)家之一。這些豐富的植物資源是自然界給我們留下的一筆財(cái)富,作為一個(gè)中國(guó)人,我們不僅為祖國(guó)的燦爛文化而覺(jué)得驕傲和自豪,還應(yīng)為紛繁的動(dòng)植物所裝點(diǎn)的錦繡河山而覺(jué)得無(wú)尚的光榮。
生物學(xué)的發(fā)展史也是進(jìn)行愛(ài)國(guó)主義教育的極好教材。中華民族是一個(gè)充滿(mǎn)智慧的民族,我國(guó)勞動(dòng)人民早在四千多年前,就利用微生物的特性,在不完全滅菌的條件下,培育出具有優(yōu)良的菌種,用以釀酒、制醋、醬等,這是我國(guó)人民在釀造工藝上的獨(dú)特貢獻(xiàn)。早在六世紀(jì),我國(guó)人民就應(yīng)用根瘤菌的作用服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),而西方采用輪作制則是十九世紀(jì)三十年代后的事。這些數(shù)據(jù)、事實(shí),都是向?qū)W生進(jìn)行愛(ài)國(guó)主義教育的好材料,能激發(fā)學(xué)生的民族自尊心、自信心,激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情。
2.培養(yǎng)學(xué)生形成良好的道德觀念
良好道德觀念的形成在人生路途中起著重要的導(dǎo)航作用?！堆骸芬还?jié)中關(guān)于血型、血量與輸血的知識(shí);《細(xì)胞分化、癌變和衰老》中對(duì)具有潛在分化能力的造血干細(xì)胞―――紅骨髓、臍血移殖等知識(shí)的引入可以增強(qiáng)學(xué)生正確形成義務(wù)獻(xiàn)血、捐獻(xiàn)骨髓等人道主義思想。在克隆技術(shù)與器官移殖的重大成果的介紹的同時(shí),及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)器官移殖、克隆“人”等形成符合社會(huì)道德規(guī)范的認(rèn)識(shí)。通過(guò)性染色體對(duì)性別決定的知識(shí)和對(duì)多指遺傳、白化病遺傳、色盲遺傳等知識(shí)的學(xué)習(xí),使學(xué)生明白近親結(jié)婚的危害,充分認(rèn)識(shí)到我國(guó)《婚姻法》中明確規(guī)定禁止近親結(jié)婚對(duì)提高人口素質(zhì)具有重大意義,從而讓學(xué)生今認(rèn)識(shí)到優(yōu)生優(yōu)育、計(jì)劃生育既是我國(guó)國(guó)情的需要,也是每個(gè)人的切身健康和利益的需要。在《病毒》一節(jié)中融入艾滋病毒的感染途徑及危害的有關(guān)知識(shí),及時(shí)培養(yǎng)學(xué)生良好的道德意識(shí),以及科學(xué)地對(duì)待艾滋病,并對(duì)艾滋病人給予理解與關(guān)愛(ài)。在這些知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)中及時(shí)融入道德觀念的教育,有助于學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程中逐步形成有道德、有文化、懂科學(xué)的新時(shí)代合格公民。
3.倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生自主、合作的精神
倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí),力圖改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與,樂(lè)于探究,勤于動(dòng)手,逐步培養(yǎng)學(xué)生收集和處理科學(xué)信息的能力,獲取新知識(shí)的能力,分析和解決問(wèn)題的能力,以及交流與合作的能力等,突出創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)參與,只有積極、主動(dòng)、興奮地參與學(xué)習(xí)過(guò)程,學(xué)生個(gè)體才能得到發(fā)展。實(shí)踐證明,學(xué)生參與課堂教學(xué)的積極性,參與的深度與廣度,將直接影響到課堂的教學(xué)效果。 純個(gè)體學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)樾〗M合作學(xué)習(xí),通過(guò)學(xué)生發(fā)言、踴躍質(zhì)疑、耐心聆聽(tīng)、積極探討來(lái)完成。成功的合作學(xué)習(xí)不但培養(yǎng)了學(xué)生人際交往技能,使學(xué)生學(xué)會(huì)交流、學(xué)會(huì)參與、學(xué)會(huì)傾聽(tīng)、學(xué)會(huì)尊重他人,而且還培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。
4.進(jìn)行生物進(jìn)化觀點(diǎn)和生態(tài)觀點(diǎn)教育,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的世界觀
生物進(jìn)化理論,從它誕生的那一刻起,就開(kāi)始了與“特創(chuàng)論”的殊死搏斗。生物進(jìn)化理論是在斗爭(zhēng)中成熟,在斗爭(zhēng)中完善,在斗爭(zhēng)中逐漸獲得人們的普遍認(rèn)同的。通過(guò)對(duì)生物進(jìn)化一章的理論知識(shí)的學(xué)習(xí),使學(xué)生認(rèn)識(shí)到地球上的生命是由非生命物質(zhì)經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)年代逐漸演變而來(lái)的,地球上現(xiàn)存的這些豐富多彩的生物它們是由共同的祖先經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的年代進(jìn)化而來(lái)的,人類(lèi)是由森林古猿進(jìn)化而來(lái)的。學(xué)習(xí)了這些內(nèi)容后,讓學(xué)生形成堅(jiān)定的認(rèn)識(shí):地球上的生物包括人不是由神創(chuàng)造的。并且結(jié)合當(dāng)前思想領(lǐng)域中批駁“”的運(yùn)動(dòng),使學(xué)生認(rèn)識(shí)到的荒謬以及危害,同時(shí),也能理解支持中央批判、取締組織的英明決策,自覺(jué)地堅(jiān)持唯物主義,反對(duì)唯心主義,以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)世界觀、破除迷信觀念的目的。
關(guān)鍵詞：生物課堂；生物教學(xué)；措施
生物是學(xué)生在高中階段學(xué)習(xí)的一門(mén)重要的基礎(chǔ)學(xué)科。在目前主要還是應(yīng)試教育的局面下，多數(shù)學(xué)生覺(jué)得生物需要記憶的東西多，理解的東西少，因而感到生物就是背，聯(lián)想到自己學(xué)習(xí)生物也有類(lèi)似的感覺(jué)。生物需要記憶的東西多，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高仍然是一個(gè)普遍現(xiàn)象。如何發(fā)揮教師的創(chuàng)造力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，確實(shí)把活生生的生物講“活”，是吸引學(xué)生的關(guān)鍵所在。下面就如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣談?wù)勛约旱捏w會(huì)。
首先，教師應(yīng)該用心感悟紛繁的生物界，熱愛(ài)生物，并將感悟到的東西貫穿在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中。生物界繽紛多彩，生物科學(xué)是近半個(gè)世紀(jì)發(fā)展最快的學(xué)科，任何完美的教科書(shū)也不可能包容所有的生物知識(shí)。作為本科畢業(yè)的教師，如果不繼續(xù)學(xué)習(xí)，不熱愛(ài)生物這門(mén)科學(xué)，知識(shí)很快就會(huì)老化，跟不上學(xué)科的發(fā)展，所以，作為知識(shí)傳播者的中學(xué)教師，要不斷追求新知識(shí)，了解生物相關(guān)學(xué)科的最新進(jìn)展，特別是每年度諾貝爾獎(jiǎng)獲得者的重大科學(xué)成就；了解年度國(guó)際、國(guó)內(nèi)重大科學(xué)新聞，平時(shí)注意主要媒體的新科技介紹；重新感悟在大學(xué)階段學(xué)過(guò)的知識(shí)。很多知識(shí)，當(dāng)時(shí)就事論事地學(xué)過(guò)，但是后來(lái)有了更深刻的理解，比如，DNA復(fù)制，為什么要先復(fù)制出有一定差錯(cuò)的新鏈，而不是復(fù)制出絕對(duì)沒(méi)有錯(cuò)誤的鏈？這其實(shí)是一種解決問(wèn)題的方案，即先走過(guò)去，回過(guò)頭來(lái)再校對(duì)，如果在第一時(shí)間保證復(fù)制很高的準(zhǔn)確率，過(guò)分追求完美，那么DNA鏈在反復(fù)校對(duì)中延長(zhǎng)將非常緩慢；DNA新鏈有若干起點(diǎn)也是保證合成效率的一種機(jī)制，此種方案在解決日常生活中遇到的問(wèn)題同樣有啟發(fā)意義，就像修一條公路，為了在短時(shí)間內(nèi)使公路貫通，應(yīng)該在不同地點(diǎn)同時(shí)開(kāi)工建設(shè)一樣；再如，SOS修復(fù)和“好死不如賴(lài)活著”也有異曲同工之妙。細(xì)胞能量轉(zhuǎn)換體系實(shí)際上是膜系統(tǒng)將細(xì)胞分割成能量不同的區(qū)隔，當(dāng)能量流跨過(guò)膜系統(tǒng)時(shí)就發(fā)生了能量轉(zhuǎn)換，這和水力發(fā)電有幾分相似。學(xué)習(xí)生物重要的是向大自然學(xué)習(xí)，我國(guó)東北部最高峰太白山海拔3767 m，植物垂直分布明顯，去那里旅游可以學(xué)到很多教材上沒(méi)有的東西，如，太白山金背杜鵑和冷杉在一定區(qū)域都是優(yōu)勢(shì)種群，它們形成優(yōu)勢(shì)種群的機(jī)制很不一樣。金背杜鵑出苗后，葉片平鋪散開(kāi)，光線(xiàn)幾乎不能透到地面，其他植物種子即使發(fā)芽，沒(méi)有光線(xiàn)，也沒(méi)有了生存機(jī)會(huì)，待長(zhǎng)起后，金背杜鵑枝干又歪歪曲曲，莖干直的植物也幾乎無(wú)法穿過(guò)密密實(shí)實(shí)的杜鵑林形成扭曲空間，而長(zhǎng)不起來(lái)；而冷杉林，小樹(shù)苗一出來(lái)就使勁往上躥，接觸不到陽(yáng)光就會(huì)死亡，讓人不禁感慨，每種植物都是哲學(xué)家。將這些東西介紹給學(xué)生，確實(shí)可以引起學(xué)生對(duì)生物學(xué)習(xí)的興趣。
有了這些感悟，還需要教師有意引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察體會(huì)自然界的絕妙之處，認(rèn)識(shí)每一種生物能夠在生態(tài)系統(tǒng)中占有一席之地的內(nèi)在原因。學(xué)生學(xué)習(xí)繁忙，不可能有很多時(shí)間考察自然界，但周?chē)际巧铮陨硪彩巧?，在教學(xué)中貫穿學(xué)生熟悉的例證，探討植物生命現(xiàn)象的本質(zhì)；讓學(xué)生根據(jù)自己的思維活動(dòng)，猜想大腦活動(dòng)的秘密；根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)探討做夢(mèng)的原因和可能機(jī)制；廣開(kāi)學(xué)生思路，從青春期發(fā)育和學(xué)習(xí)動(dòng)物的發(fā)育過(guò)程，讓學(xué)生感覺(jué)到我們就是生物，我們處于生物的包圍之中，從而養(yǎng)成熱愛(ài)生命、尊重生命、保護(hù)環(huán)境的習(xí)慣。
積極開(kāi)展課外活動(dòng)，組織課外興趣小組，充分利用現(xiàn)有的多媒體軟件，不定時(shí)讓學(xué)生觀看國(guó)內(nèi)外有關(guān)的科學(xué)專(zhuān)題。例如，“Discovery”這個(gè)專(zhuān)題節(jié)目有關(guān)大腦、植物繁殖、動(dòng)物遷徙等科學(xué)性和趣味性都很強(qiáng)的節(jié)目，使學(xué)生了解我們沒(méi)有接觸過(guò)的更奇妙的自然，極大地開(kāi)闊了學(xué)生的視野，使他們?cè)跉g快愉悅的課堂氛圍中完成學(xué)習(xí)任務(wù)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。與此同時(shí)，根據(jù)物候變化，結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容，及時(shí)帶領(lǐng)學(xué)生觀察周?chē)鷦?dòng)植物的生長(zhǎng)和繁殖情況，讓學(xué)生切身感受到生物是一門(mén)有哲理性和實(shí)用性的學(xué)科。
一、重視實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生觀察力、動(dòng)手能力和思維能力
有識(shí)之士都認(rèn)為,有標(biāo)本就不用掛圖,有實(shí)物就不用標(biāo)本,有動(dòng)手實(shí)驗(yàn)就不用實(shí)物。讓學(xué)生多動(dòng)手、多做實(shí)驗(yàn)其意義遠(yuǎn)比讓學(xué)生弄清實(shí)驗(yàn)原理本身要好得多。學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn),能大大激發(fā)興趣,通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以幫助學(xué)生形成生物概念,理解和鞏固生物知識(shí),同時(shí)也培養(yǎng)學(xué)生敏銳、細(xì)致的觀察力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。我認(rèn)為在生物實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力要做到如下幾點(diǎn):
1.激發(fā)興趣。美國(guó)心理學(xué)家布魯納說(shuō):“最好的學(xué)習(xí)動(dòng)因是學(xué)員對(duì)所學(xué)材料有內(nèi)在興趣?！眴l(fā)學(xué)生積極生物的自然變化規(guī)律。興趣是最好的老師,只有培養(yǎng)好學(xué)生的興趣,才能使學(xué)生化被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。
2.操作正確規(guī)范,指導(dǎo)學(xué)生觀察。在演示實(shí)驗(yàn)中,教師應(yīng)向?qū)W生介紹儀器的使用規(guī)則、操作方法,提出注意事項(xiàng),最重要的是要指導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)的每個(gè)細(xì)節(jié)乃至全過(guò)程,并恰當(dāng)?shù)亟忉寣?shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
3.明確目標(biāo),系統(tǒng)觀察。我想很多學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力不足是因?yàn)樗麄儾恢罏槭裁匆獙W(xué),學(xué)什么和怎么學(xué)。所以,在生物實(shí)驗(yàn)中必須使學(xué)生明確所要觀察的內(nèi)容和觀察的范圍,明確通過(guò)觀察要獲得哪些資料,解決哪些問(wèn)題;擬定好觀察計(jì)劃,制定觀察程序,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的層次清晰的觀察、思維,進(jìn)行積極自覺(jué)的觀察,才能使他們獲取正確的信息,發(fā)展思維,獲得知識(shí),掌握技能。
4.適當(dāng)?shù)亟M織競(jìng)賽活動(dòng)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)完成較好的同學(xué),教師可當(dāng)場(chǎng)給予表?yè)P(yáng),增強(qiáng)同學(xué)們之間的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí),促進(jìn)同學(xué)們認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)。
二、創(chuàng)設(shè)情境,以多樣教學(xué)形式誘發(fā)、激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
在教學(xué)中,我充分利用生物學(xué)本身獨(dú)具的內(nèi)容豐富、趣味性強(qiáng)等特點(diǎn),努力挖掘各種趣味因素,創(chuàng)設(shè)情境,以各種教學(xué)形式誘發(fā)、激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與求知欲望,使他們由被動(dòng)的“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的“我要學(xué)”,從而搞活教學(xué),取得良好的教學(xué)效果。
1.妙用詩(shī)詞俗語(yǔ)激發(fā)興趣。古往今來(lái),不少文人墨客寫(xiě)下了許多膾炙人口的詩(shī)詞,贊美自然界生物,課堂上有針對(duì)性地選擇一二,插入某些課中,既可豐富教學(xué)內(nèi)容,又可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如,“野火燒不盡,春風(fēng)吹又生”形象地描述了草原生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力、穩(wěn)定性。“滿(mǎn)園春色關(guān)不住,一支紅杏出墻來(lái)”把植物的向光性描述得非常準(zhǔn)確。這樣的詩(shī)詞,只要我們平時(shí)注意收集,在課堂上巧借善用,就能使生物課變得生動(dòng),也能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
此外,適當(dāng)引用成語(yǔ)、諺語(yǔ),也能增強(qiáng)學(xué)生的興趣。例如,“螳螂捕蟬,黃雀在后”來(lái)描述食物鏈的關(guān)系,通過(guò)“樹(shù)蟬螳螂黃雀”這一食物鏈的有機(jī)聯(lián)系,引申出生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量的傳遞過(guò)程,使學(xué)生聽(tīng)來(lái)有趣,簡(jiǎn)明易懂。利用“人往高處走,水往低處流”解釋水是順濃度梯度進(jìn)行運(yùn)輸?shù)?這樣學(xué)生釋然,既提高識(shí)記和理解,又增強(qiáng)趣味性。
2.加入奇聞趣事引起興趣。在生物的王國(guó)中,有著數(shù)不盡的奇聞趣事和探索不盡的奧妙。這些恰是學(xué)生極感興趣、樂(lè)于汲取的知識(shí)養(yǎng)料。結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,適當(dāng)介紹一些植物的生活、繁殖特點(diǎn),動(dòng)物的覓食、爭(zhēng)偶、護(hù)幼、御敵的趣事,例如,在講解“生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞”時(shí),介紹蜜蜂通過(guò)跳舞傳遞信息、孔雀開(kāi)屏進(jìn)行求偶及現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上利用信息控制產(chǎn)量等,教師通過(guò)形象地講述,使學(xué)生聽(tīng)起來(lái)樂(lè)此不疲,充分感受到生物學(xué)習(xí)的樂(lè)趣,同時(shí),也拓寬了學(xué)生的知識(shí)面。又如在講“遺傳”時(shí),我給學(xué)生介紹一則小故事:美國(guó)的一位舞蹈女明星,拒絕了許多風(fēng)流瀟灑的公子哥們的追求,卻寫(xiě)信向長(zhǎng)相普通、不修邊幅的科學(xué)家愛(ài)因斯坦求愛(ài)。她寫(xiě)道:“如果我們結(jié)婚,我相信我們的后代一定會(huì)像您那樣的聰明,像我一樣的漂亮?！闭?qǐng)問(wèn):“如果他們結(jié)了婚,她能夢(mèng)想成真,遂其心愿嗎?”同學(xué)們議論紛紛,雖答不全,但對(duì)此都產(chǎn)生了濃厚興趣。趁此時(shí)機(jī),我再由淺入深,層層分析基因組合的特點(diǎn)和結(jié)果,同學(xué)們聽(tīng)來(lái)饒有興趣,收到了事半功倍的教學(xué)效果。
3.課堂搶答,引發(fā)興趣。中學(xué)生爭(zhēng)強(qiáng)好勝心理特強(qiáng),將“競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制”引入生物教學(xué)中,對(duì)激發(fā)學(xué)生興趣有極強(qiáng)的催化效果。對(duì)此,通過(guò)小組合作,以小組為單位,課堂提問(wèn)或復(fù)習(xí)以每組輪流回答或搶答的形式展開(kāi),答對(duì)的給予鼓勵(lì)。課堂搶答,激發(fā)了學(xué)生顯示自我、爭(zhēng)勝好強(qiáng)的意識(shí),人人積極思索,舉手搶答,課堂氣氛顯得異常活躍,學(xué)生的激情也淋漓盡致地表現(xiàn)出來(lái),而且有利于鞏固知識(shí)。趣味教學(xué)的目的,在于激發(fā)、培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高課堂教學(xué)效果。因此,在教學(xué)中教師要善于將趣味性與課堂內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來(lái),將知識(shí)點(diǎn)與學(xué)生實(shí)際需要有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)。而且應(yīng)根據(jù)學(xué)生的接受能力,掌握好難易程度。
三、聯(lián)系實(shí)際,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
關(guān)鍵詞 科學(xué)史教學(xué) 生物學(xué)教學(xué) 科學(xué)方法
中圖分類(lèi)號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B
在人教版現(xiàn)行的高中生物教材中許多章節(jié)都滲透著生物科學(xué)史的內(nèi)容。無(wú)可厚非，科學(xué)史的教育在培養(yǎng)學(xué)生的情感、態(tài)度與價(jià)值觀的目標(biāo)上有著舉足輕重的作用。例如，體會(huì)研究生命科學(xué)的價(jià)值，感受科學(xué)家們崇高的精神境界，養(yǎng)成敢于質(zhì)疑、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)探究意識(shí)和創(chuàng)新精神等。然而如何讓生命科學(xué)史教育在知識(shí)與技能、過(guò)程與方法這兩個(gè)維度的教學(xué)目標(biāo)中也充分體現(xiàn)其價(jià)值，則值得教師探索和追尋。
利用科學(xué)發(fā)展史，能為素質(zhì)教育課堂服務(wù)，充分培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)探究能力和生物科學(xué)素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方式的重大變革。筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，以必修二《遺傳與進(jìn)化》中的幾節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，談?wù)勅绾螌⒖茖W(xué)史融入課堂教學(xué)。
1 在科學(xué)史中領(lǐng)悟科學(xué)方法，并實(shí)現(xiàn)方法的遷移運(yùn)用
從“孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)”到“基因在染色體上”，實(shí)現(xiàn)假說(shuō)-演繹法在遺傳學(xué)上的遷移運(yùn)用。
孟德?tīng)杻纱筮z傳定律的發(fā)現(xiàn)離不開(kāi)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)程序以及重要的研究方法——假說(shuō)-演繹法。孟德?tīng)栂冗M(jìn)行了一對(duì)相對(duì)性狀的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，用純種的高莖豌豆與純種的矮莖豌豆雜交，發(fā)現(xiàn)子一代全是高莖的；接著讓子一代的高莖豌豆自交，得到的子二代中有高莖也有矮莖，并且出現(xiàn)3∶1的性狀分離比。他在實(shí)驗(yàn)和觀察的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題：子一代為什么全是高莖，矮莖性狀哪去了？為什么子二代中又出現(xiàn)了兩種性狀，并且分離比都接近于3∶1？他對(duì)提出的問(wèn)題嘗試作出回答，即作出假設(shè)：“在生物的體細(xì)胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對(duì)存在，不相融合；在形成配子時(shí)，成對(duì)的遺傳因子發(fā)生分離，分離后的遺傳因子分別進(jìn)入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。”提出的假說(shuō)不僅要合理地解釋已有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，還必須能對(duì)其他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)。在此基礎(chǔ)上，他又設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)交實(shí)驗(yàn)，實(shí)際上也就是演繹推理的過(guò)程，用提出的假說(shuō)預(yù)期測(cè)交實(shí)驗(yàn)（F1與隱性純合子雜交）的結(jié)果。最后孟德?tīng)柾ㄟ^(guò)實(shí)施測(cè)交實(shí)驗(yàn)，觀察、測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果，與預(yù)期進(jìn)行比較，從而對(duì)假說(shuō)的正確性作出判斷：如果實(shí)際結(jié)果與預(yù)期結(jié)果相符，就可以證明假說(shuō)是正確的；否則，就說(shuō)明假說(shuō)有弊端，須修正和補(bǔ)充。
在學(xué)生體驗(yàn)了假說(shuō)-演繹法之后，教師可引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)將這種研究方法應(yīng)用于“基因在染色體上”的學(xué)習(xí)，作為教師貫穿教學(xué)的主線(xiàn)索。薩頓發(fā)現(xiàn)基因和染色體的行為在形成配子和受精過(guò)程中存在明顯的平行關(guān)系，從而推出基因在染色體上。這就是發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題的階段。隨后摩爾根利用果蠅進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn)。他將紅眼雌果蠅與白眼的雄果蠅雜交，子一代無(wú)論雌雄個(gè)體全為紅眼，于是他讓子一代果蠅自由，子二代中出現(xiàn)紅眼果蠅和白眼果蠅，比例為3∶1，但白眼果蠅全是雄性的。此時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以引導(dǎo)學(xué)生思考：果蠅顏色的遺傳是否符合孟德?tīng)柕姆蛛x定律？（符合，子一代只出現(xiàn)顯性性狀——紅眼；子二生性狀分離，且分離比為3∶1。）但是在該實(shí)驗(yàn)中，白眼的性狀又與性別相關(guān)聯(lián)，這說(shuō)明了什么？（說(shuō)明控制眼色的基因位于性染色體上。）接著引導(dǎo)學(xué)生分析，有哪些可能性？分析可能有三種情況：（1） 控制眼色的基因在X、Y染色體上都有；（2） 控制眼色的基因在Y染色體上，X染色體上沒(méi)有；（3） 控制眼色的基因在X染色體上，Y染色體上沒(méi)有。然后引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)每種情況再具體分析：（1） 控制白眼的基因是偶然發(fā)現(xiàn)的，很可能是基因突變，如果X、Y兩條染色體上都存在控制眼色的基因，同時(shí)發(fā)生突變的概率是很低的；（2） 如果控制眼色的基因只位于Y染色體上，而X染色體上沒(méi)有，理論上子一代中的雄性個(gè)體也應(yīng)該有白眼的個(gè)體，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不相符；（3） 剩下最后一種可能性——控制眼色的基因在X染色體上有，Y染色體上沒(méi)有其同源區(qū)段。按照最后這種可能性畫(huà)出遺傳圖解，發(fā)現(xiàn)可以合理地解釋摩爾根實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。這是提出假說(shuō)的階段。然而到這里是不是就意味著假說(shuō)成立了？學(xué)生在此之前學(xué)習(xí)孟德?tīng)栠z傳定律時(shí)已經(jīng)體驗(yàn)了假說(shuō)-演繹法，自然明確還要設(shè)計(jì)測(cè)交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)，才能驗(yàn)證假說(shuō)的正確性，這樣才構(gòu)成了假說(shuō)-演繹法的完整環(huán)節(jié)。
從薩頓到摩爾根，最后證明了“基因在染色體上”，這個(gè)探索歷程就是假說(shuō)-演繹方法的再次應(yīng)用。通過(guò)孟德?tīng)栠z傳定律學(xué)習(xí)過(guò)程中假說(shuō)-演繹法的初體驗(yàn)，到學(xué)生能模仿、追隨科學(xué)家的設(shè)計(jì)思想，親自嘗試科學(xué)研究方法的運(yùn)用，充分發(fā)揮了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性及探究能力。
2 通過(guò)還原科學(xué)史，加深學(xué)生對(duì)生命本質(zhì)的理解和認(rèn)識(shí)
DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型對(duì)于高中學(xué)生來(lái)說(shuō)，是一個(gè)微觀抽象的概念。在教學(xué)中如何化微觀為宏觀，化抽象為形象，是教師面臨的一項(xiàng)挑戰(zhàn)。利用科學(xué)發(fā)現(xiàn)史配合模型建構(gòu)的教學(xué)方式，幫助學(xué)生身臨其境地體驗(yàn)DNA分子模型的建構(gòu)過(guò)程，從而加深其對(duì)DNA分子結(jié)構(gòu)的理解。
首先教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：20世紀(jì)30年代，科學(xué)界對(duì)DNA的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)是：“組成DNA分子的基本單位是脫氧核苷酸，一分子脫氧核苷酸是由1分子磷酸、1分子脫氧核糖和1分子含氮堿基組成”。由于組成DNA的含氮堿基有四種，因此脫氧核苷酸也有四種。讓學(xué)生利用模具進(jìn)行相應(yīng)的拼接，這是模型建構(gòu)的第一步——建構(gòu)脫氧核苷酸的模型。
當(dāng)時(shí)的人們還知道，DNA是由許多個(gè)脫氧核苷酸連接而成的長(zhǎng)鏈，每個(gè)脫氧核苷酸通過(guò)磷酸與上一個(gè)脫氧核苷酸的脫氧核糖相連，并通過(guò)自身的脫氧核糖與下一個(gè)脫氧核苷酸的磷酸相連。接著讓學(xué)生在前面的基礎(chǔ)上把單個(gè)脫氧核苷酸串成一條脫氧核苷酸鏈，這是模型建構(gòu)的第二步。
接下來(lái)是模型構(gòu)建的第三步——建構(gòu)DNA的空間結(jié)構(gòu)，要解決如下幾個(gè)問(wèn)題：（1） DNA分子是幾條鏈構(gòu)成的呢？根據(jù)威爾金斯和富蘭戈林提供的DNA的分子X(jué)射線(xiàn)的衍射圖譜，科學(xué)家得出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)，同時(shí)測(cè)算出DNA分子即使翻轉(zhuǎn)180°，看起來(lái)還和原來(lái)一樣。在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生分析，脫氧核苷酸鏈?zhǔn)怯蟹较虻?。如果DNA是一條鏈組成的，不可能得出這樣的結(jié)論；如果DNA分子含兩條鏈，同向排列依然與該結(jié)論不符；如果DNA分子由三條鏈組成，無(wú)論方向如何，翻轉(zhuǎn)180°后都不可能與之前相同。因此推出DNA分子由兩條方向相反的鏈組成。（2） 兩條鏈中堿基排列在外側(cè)還是內(nèi)側(cè)呢？教師提供當(dāng)時(shí)的研究資料：堿基具有疏水性，磷酸和脫氧核糖具有親水性。啟發(fā)學(xué)生參考前面學(xué)過(guò)的細(xì)胞膜流動(dòng)鑲嵌模型中磷脂分子的排布方式，類(lèi)比推理得出結(jié)論：堿基排列在鏈的內(nèi)側(cè)。事實(shí)上，當(dāng)時(shí)富蘭克林根據(jù)X射線(xiàn)的衍射圖譜，也推算出磷酸和脫氧核糖應(yīng)排在外側(cè)。（3） 堿基如何配對(duì)呢？是相同的堿基配對(duì)（如A與A配對(duì)，C與C配對(duì)）？還是同類(lèi)堿基配對(duì)（如嘌呤與嘌呤配對(duì)，嘧啶與嘧啶配對(duì)）？還是其他的情況呢？根據(jù)當(dāng)時(shí)科學(xué)家們提供的數(shù)據(jù)：嘌呤堿基在分子結(jié)構(gòu)上要比嘧啶大。而且此時(shí)查哥夫又帶來(lái)了一個(gè)重要的信息：腺嘌呤的量總等于胸腺嘧啶的量，鳥(niǎo)嘌呤的量總等于胞嘧啶的量。于是到這里，學(xué)生們基本可以想到，A與T配對(duì)，G與C配對(duì)。
最后教師引導(dǎo)學(xué)生在已獲得的知識(shí)基礎(chǔ)上繼續(xù)建構(gòu)DNA的空間結(jié)構(gòu)模型。
通過(guò)還原DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的發(fā)現(xiàn)歷程，讓學(xué)生親身體驗(yàn)并參與了模型建構(gòu)的過(guò)程，不但使學(xué)生深刻地掌握了與DNA分子結(jié)構(gòu)有關(guān)的知識(shí)，還增強(qiáng)了其處理科學(xué)信息的能力及動(dòng)手能力。
3 在科學(xué)史教育中滲透實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般原則和技術(shù)手段，提高實(shí)驗(yàn)探究能力
有人說(shuō)，科學(xué)史的教學(xué)是“紙上談兵”，沒(méi)有真刀真槍的演練無(wú)法真正達(dá)到實(shí)驗(yàn)探究的效果。但筆者認(rèn)為，如果科學(xué)史教育應(yīng)用得當(dāng)，即使沒(méi)有實(shí)驗(yàn)操作，也可以達(dá)到探究效果，同樣可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。例如在發(fā)現(xiàn)“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的探索歷程中，幾位科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)研究中就滲透著實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般原則，如對(duì)照原則、控制單一變量原則、排除干擾因素原則以及如何選材的原則等。
“DNA和蛋白質(zhì)，究竟哪一種是遺傳物質(zhì)”，這曾經(jīng)是生物界爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。進(jìn)行科學(xué)研究時(shí)首先遇到的問(wèn)題是選擇合適的實(shí)驗(yàn)材料，這是實(shí)驗(yàn)取得成功的關(guān)鍵。教師引導(dǎo)學(xué)生思考：所有的生物都含有蛋白質(zhì)和核酸，選擇什么樣的生物作實(shí)驗(yàn)材料比較合適呢？（低等的、簡(jiǎn)單的生物，諸如細(xì)菌、病毒等。因?yàn)樯锏慕Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、含有的物質(zhì)少，分析起來(lái)簡(jiǎn)便、快捷，比較容易得出結(jié)論。）不難總結(jié)，幾位科學(xué)家在選材上也都注意到了這一點(diǎn)——格里菲思和艾弗里用肺炎雙球菌做實(shí)驗(yàn)材料，赫爾希和蔡斯用T2噬菌體侵染細(xì)菌，以及后來(lái)格勒和歇萊姆用煙草花葉病毒證明RNA是遺傳物質(zhì)。
格里菲思進(jìn)行的肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中四個(gè)組的不同處理明顯用到了對(duì)照的方法，從中得出結(jié)論：“已經(jīng)被加熱殺死的S型細(xì)菌中，必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)——‘轉(zhuǎn)化因子’，這種轉(zhuǎn)化因子將無(wú)毒性的R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為有毒性的S型活細(xì)菌”。因?yàn)榧?xì)菌細(xì)胞內(nèi)含有多種物質(zhì)，所以格里菲思并不清楚轉(zhuǎn)化因子是什么。
隨后艾弗里及其同事對(duì)S型細(xì)菌中所含的物質(zhì)進(jìn)行了分離提純，分別將S型細(xì)菌的DNA、蛋白質(zhì)、莢膜多糖以及S型菌DNA和DNA酶的混合物加入含有R型菌的培養(yǎng)基中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有分別加入DNA的那一組實(shí)現(xiàn)了細(xì)菌類(lèi)型的轉(zhuǎn)化。正是因?yàn)榘ダ镌趯?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中滲透著對(duì)照的思想，嚴(yán)格控制單一變量，排除各種成分彼此之間的干擾，才讓他們找到了答案：DNA是轉(zhuǎn)化因子。在那個(gè)時(shí)代，人們寧愿相信結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蛋白質(zhì)可能是遺傳物質(zhì)，以至于很多人不肯正視艾弗里的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，質(zhì)疑的理由是：艾弗里的實(shí)驗(yàn)中提取出的DNA，純度最高時(shí)也還有0.02%的蛋白質(zhì)。但是我們今天回望，應(yīng)當(dāng)給予艾弗里的研究一個(gè)客觀的評(píng)價(jià)：雖然實(shí)驗(yàn)中提取的DNA純度不夠高，但是艾弗里最后一組實(shí)驗(yàn)除了DNA，還加入了DNA酶，它可以降解DNA，使S型菌的DNA不能再進(jìn)入R型菌體內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)化。這實(shí)際上是反證法在生物學(xué)中的運(yùn)用，從側(cè)面證明了遺傳物質(zhì)是DNA，只有DNA才能起到轉(zhuǎn)化作用。總結(jié)艾弗利的實(shí)驗(yàn)，把S型細(xì)菌內(nèi)的各種物質(zhì)提純，分離開(kāi)來(lái)研究，體現(xiàn)了排除干擾因素的設(shè)計(jì)原則；將多個(gè)變量分解為單一變量進(jìn)行研究，這滲透著分組對(duì)照和控制單一變量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則；最后利用反證法的思想進(jìn)一步證明結(jié)論。
隨后赫爾希和蔡斯在1952年用同位素標(biāo)記技術(shù)，進(jìn)行了T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。他們選擇了32P和35S這兩種同位素分別對(duì)噬菌體的成分標(biāo)記。在此提問(wèn)啟發(fā)學(xué)生:為什么選擇這兩種同位素？它們分別標(biāo)記的是什么成分？改用14C、3H、18O、15N標(biāo)記可以嗎？學(xué)生通過(guò)分析明確，科學(xué)家的設(shè)計(jì)意圖是把DNA與蛋白質(zhì)分開(kāi)來(lái)單獨(dú)研究。用35S標(biāo)記一部分噬菌體的蛋白質(zhì)，用32P標(biāo)記另一部分噬菌體的DNA，然后將這兩批噬菌體分別侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，經(jīng)過(guò)短時(shí)間的保溫后（讓噬菌體在細(xì)菌細(xì)胞中繁殖），用攪拌器攪拌、離心。由于噬菌體比細(xì)菌小得多，攪拌可使吸附在細(xì)菌上的噬菌體顆粒與細(xì)菌分離，離心后浮在上清液的是留在大腸桿菌細(xì)胞外游離的噬菌體部分，而沉淀物中主要是細(xì)菌及細(xì)菌內(nèi)新形成的噬菌體。接著檢查上清液和沉淀物中放射性物質(zhì)的高低以及子代噬菌體的放射性情況，并進(jìn)行分析，最后得出結(jié)論：噬菌體的蛋白質(zhì)并沒(méi)有進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部，只有噬菌體的DNA才進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)，即噬菌體在細(xì)菌體內(nèi)的增殖是在DNA指導(dǎo)下完成的。
事實(shí)上，赫爾希和蔡斯與艾弗里采用的方法不同，但卻有著相同的設(shè)計(jì)思路：都是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)地、直接地觀察它們各自的作用，排除彼此之間的干擾。
而后1957年格勒和歇萊姆用煙草花葉病毒進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。煙草感染了它以后，葉子上會(huì)出現(xiàn)病斑。這種病毒只有蛋白質(zhì)外殼和內(nèi)部的RNA，并不含有DNA的成分。這與艾弗里、赫爾希和蔡斯在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路上也有異曲同工之妙——將該病毒的RNA與蛋白質(zhì)分開(kāi)來(lái)研究。從病毒中提取出的蛋白質(zhì)不能使煙草感染病毒，但從中提取中的RNA卻可以，可見(jiàn)RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)。
《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》在“實(shí)施建議”環(huán)節(jié)中提出要“注重生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)”。它指出：“科學(xué)是一個(gè)發(fā)展的過(guò)程。學(xué)習(xí)生物科學(xué)史能使學(xué)生沿著科學(xué)家探索生物世界的道路，理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)研究的方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)的精神。這對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是很有意義的”。教師在教學(xué)過(guò)程中要善于發(fā)掘和利用生命科學(xué)史的教育價(jià)值，為課堂教學(xué)服務(wù)，讓學(xué)生科學(xué)理解生命的本質(zhì)，領(lǐng)悟科學(xué)研究方法并嘗試其在科學(xué)研究中的應(yīng)用，提高實(shí)驗(yàn)探究能力和科學(xué)素養(yǎng)。
參考文獻(xiàn)：
1 上課之前要認(rèn)真預(yù)習(xí)課本知識(shí)
很多同學(xué)都認(rèn)為，高中課程太緊，根本沒(méi)有時(shí)間預(yù)習(xí)，而且只要上課時(shí)好好聽(tīng)講了，預(yù)不預(yù)習(xí)根本沒(méi)關(guān)系。其實(shí)，這是一種錯(cuò)誤的想法，任何課程在上課之前進(jìn)行預(yù)習(xí)，都能夠幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)好本節(jié)課所要講述的內(nèi)容，高中生物課同樣如此。如果真的覺(jué)得學(xué)習(xí)重，那就可以靈活地制定預(yù)習(xí)時(shí)間，當(dāng)時(shí)間比較寬松時(shí)，預(yù)習(xí)得可以細(xì)致一點(diǎn)，當(dāng)時(shí)間比較緊時(shí)，不妨把要學(xué)習(xí)內(nèi)容讀上一遍就可以了，因?yàn)檫@樣可以對(duì)所學(xué)內(nèi)容有一個(gè)大概的認(rèn)識(shí)，在上課時(shí)不至于一頭霧水，可以為在課堂上聽(tīng)懂老師的講解做一個(gè)很好的鋪墊。我在講課的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)那些凡是在課下對(duì)將要學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行了預(yù)習(xí)的學(xué)生，在上課時(shí)總能很好的跟著老師的思路來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)，而那些沒(méi)有預(yù)習(xí)的學(xué)生學(xué)習(xí)起新知識(shí)來(lái)明顯地要更費(fèi)力一些，因此，在課前讓學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單的預(yù)習(xí)是很有必要的。
2 上課時(shí)要認(rèn)真聽(tīng)講，記好筆記
有的同學(xué)認(rèn)為，不管學(xué)習(xí)什么知識(shí)，即使平時(shí)學(xué)的再好，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間也會(huì)遺忘的，因此，平時(shí)上課學(xué)的差一點(diǎn)也沒(méi)關(guān)系，只要在復(fù)習(xí)時(shí)抓緊就一定沒(méi)有問(wèn)題，其實(shí)這種想法是不對(duì)的。因?yàn)?，如果一個(gè)學(xué)生在平時(shí)上課不好好學(xué)習(xí)，即使在最后復(fù)習(xí)很多遍，效果也不會(huì)很好，而且復(fù)習(xí)時(shí)還會(huì)很費(fèi)勁。相反，如果他在平時(shí)好好學(xué)習(xí)，即使遺忘了某些知識(shí)點(diǎn)，只要一復(fù)習(xí)，那些被忘記的知識(shí)點(diǎn)就會(huì)馬上被想起來(lái)。所以，在進(jìn)行生物學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生在上課時(shí)應(yīng)該好好學(xué)習(xí)，不要害怕知識(shí)點(diǎn)會(huì)被遺忘。
在課堂上認(rèn)真聽(tīng)講最應(yīng)注意的一點(diǎn)就是，一定要跟著老師的思路走，不要走神。當(dāng)遇到某些不懂的問(wèn)題時(shí)，可以做好標(biāo)記，等老師講完課以后再進(jìn)行思考或向老師請(qǐng)教，千萬(wàn)不要停下來(lái)自己去想，否則就會(huì)錯(cuò)過(guò)老師對(duì)其他知識(shí)點(diǎn)的講解，得不償失。我原來(lái)就遇到過(guò)這樣一個(gè)學(xué)生，他學(xué)習(xí)非常認(rèn)真，就是愛(ài)鉆牛角尖，當(dāng)上課時(shí)遇到老師所講的某一個(gè)問(wèn)題跟自己想得不一樣時(shí)，他就會(huì)完全陷入對(duì)這個(gè)問(wèn)題的思考中，再也沒(méi)有心思學(xué)習(xí)其他的了，因此明明是一個(gè)學(xué)習(xí)比較好的學(xué)生，但成績(jī)就是提不高。當(dāng)我發(fā)現(xiàn)他的這個(gè)問(wèn)題后，就經(jīng)常與他談話(huà)，告訴他這樣的學(xué)習(xí)方法是不正確的，課上有什么問(wèn)題可以留到課下和老師一起解決，否則會(huì)耽誤對(duì)很多別的知識(shí)的學(xué)習(xí)的。經(jīng)過(guò)幾次談話(huà)，他終于改掉了鉆牛角尖的毛病，學(xué)習(xí)成績(jī)有了明顯提高。
3 課后要做好對(duì)知識(shí)的整理，并要進(jìn)行鞏固練習(xí)
要想學(xué)習(xí)好生物，在課后學(xué)生還應(yīng)及時(shí)對(duì)照教材對(duì)課堂筆記進(jìn)行梳理和補(bǔ)充，這個(gè)過(guò)程可加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和記憶，并能將知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力。整理好知識(shí)以后，還要進(jìn)行對(duì)知識(shí)的鞏固練習(xí)，應(yīng)先用5到10分鐘的時(shí)間將課上內(nèi)容回顧一遍，然后開(kāi)始進(jìn)行相應(yīng)的課后練習(xí)，這樣比直接做練習(xí)，效果要好很多，可以更好地鞏固本課所學(xué)的知識(shí)。尤其是當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)了幾課的內(nèi)容之后，要及時(shí)的對(duì)這幾課的知識(shí)進(jìn)行歸納總結(jié)，這是一種很好的學(xué)習(xí)生物的方法。我班上就有這么一個(gè)同學(xué)，他每學(xué)完幾節(jié)課的知識(shí)之后，就會(huì)將這幾節(jié)課的知識(shí)進(jìn)行整理歸納，除了平時(shí)的筆記本之外，他還特地準(zhǔn)備了一個(gè)本子整理這些知識(shí)。經(jīng)過(guò)這樣的整理，這些生物知識(shí)就在他的頭腦里形成了一個(gè)系統(tǒng)，對(duì)于他來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)生物就一點(diǎn)也不費(fèi)勁了。每次考試之前，他只要拿出自己的整理本來(lái)，將上面的內(nèi)容進(jìn)行全面復(fù)習(xí)就可以了，不像其他的同學(xué)，又是翻書(shū)，又是看筆記的，還經(jīng)常忘記某一知識(shí)點(diǎn)到底是在書(shū)上還是在筆記本上。我把這個(gè)同學(xué)的方法在全班進(jìn)行了推廣，收到了很好的效果，很多同學(xué)都覺(jué)得經(jīng)過(guò)整理，不再覺(jué)得生物知識(shí)雜亂無(wú)章了，復(fù)習(xí)時(shí)也不再害怕會(huì)把某個(gè)知識(shí)點(diǎn)給丟了。
4 要重視對(duì)觀察和實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)
1.明確觀察目的和任務(wù)
觀察是人對(duì)客觀事物的一種生動(dòng)的感性認(rèn)識(shí)形式，它往往通過(guò)多種感覺(jué)器官的聯(lián)合活動(dòng)，并在思維的參與下進(jìn)行的。在觀察時(shí)，必須對(duì)觀察者預(yù)先提出一定的目的或任務(wù)，擬定一定的計(jì)劃，按計(jì)劃仔細(xì)地觀察，提出問(wèn)題，尋求某種答案，這樣才能保證注意力集中在所要觀察的事物中。首先必須讓每個(gè)學(xué)生親自去做每一個(gè)實(shí)驗(yàn)，確保每個(gè)學(xué)生都動(dòng)手，如顯微鏡的使用，裝片的制作等是生物實(shí)驗(yàn)的基本功，尤其是顯微鏡的使用，直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)的成敗，例如：制作洋蔥根尖有絲分裂裝片得經(jīng)過(guò)解離漂洗染色制片，這幾個(gè)復(fù)雜過(guò)程，最后在顯微鏡下觀察，如果顯微鏡不能正確熟練使用，裝片做的再好，也觀察不到應(yīng)有的現(xiàn)象，使實(shí)驗(yàn)前功盡棄，所以實(shí)驗(yàn)前，單獨(dú)拿出兩節(jié)課進(jìn)行基本功訓(xùn)練，使每位學(xué)生對(duì)顯微鏡的使用達(dá)到熟練程度，從鏡頭的安裝，視野的調(diào)節(jié)，裝片的安放到觀察方法都能熟練準(zhǔn)確進(jìn)行。
2. 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的觀察方法和求實(shí)態(tài)度
在實(shí)驗(yàn)前教師首先對(duì)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵步驟深入挖掘，提出問(wèn)題，這些問(wèn)題是教材上沒(méi)有現(xiàn)成答案的，必須通過(guò)親自實(shí)驗(yàn)觀察、動(dòng)腦才能得出結(jié)論，這樣學(xué)生觀察能力的提高，有賴(lài)于正確的觀察程序和方法，教會(huì)學(xué)生用正確的方法進(jìn)行觀察，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生觀察力是很必要的。教師要指導(dǎo)學(xué)生全面進(jìn)行觀察，抓住事物的各個(gè)方面及其發(fā)展變化的全過(guò)程，這樣才能達(dá)到認(rèn)識(shí)事物的目的。
學(xué)生帶著問(wèn)題去觀察，有目的去思考，培養(yǎng)了學(xué)生認(rèn)真觀察和認(rèn)真思維的能力，這樣教師在實(shí)驗(yàn)前啟發(fā)，學(xué)生帶著問(wèn)題去觀察思考，學(xué)生將觀察和思維活動(dòng)緊密結(jié)合起來(lái)，提高了學(xué)生的觀察思維能力。
3. 鍛煉學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力
實(shí)驗(yàn)完成后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析也是提高學(xué)生能力的重要環(huán)節(jié)，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，效果好的裝片，讓全班學(xué)生對(duì)比看，對(duì)實(shí)驗(yàn)效果差的同學(xué)，不急于指出毛病出在哪，而幫助他們分析沒(méi)能達(dá)到預(yù)期效果的各種可能情況，讓他們自己找出失敗的原因，從而提高學(xué)生分析問(wèn)題的能力。在今后的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生都能認(rèn)真對(duì)待每一步驟，主動(dòng)提出問(wèn)題，如某一步驟為什么要這樣操作，如不這樣會(huì)怎樣，對(duì)實(shí)驗(yàn)的某一部進(jìn)行改革，增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣，也培養(yǎng)了解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，所以我鼓勵(lì)學(xué)生敢于對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革，使學(xué)生獲得了成功的喜悅，增強(qiáng)了興趣，同時(shí)也提高了能力。
通過(guò)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本功的訓(xùn)練，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去觀察，以及注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析和改進(jìn)，確實(shí)提高了學(xué)生的操作能力，觀察和思維能力，以及解決實(shí)際問(wèn)題的能力，通過(guò)生物實(shí)驗(yàn)，也培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的科學(xué)態(tài)度，認(rèn)真求實(shí)的良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，取得了較好的效果。在長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中我深深體會(huì)到：只有指導(dǎo)學(xué)生反復(fù)的觀察，才能認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)屬性
4.開(kāi)展課外活動(dòng)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>
實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)僅靠課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)是不夠的，還要盡可能的開(kāi)展生物課外活動(dòng)，讓學(xué)生對(duì)植物、動(dòng)物、環(huán)境污染、人口問(wèn)題等進(jìn)行調(diào)查、研究，使他們有機(jī)會(huì)自己設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)。在大量的實(shí)踐活動(dòng)中，運(yùn)用已有的知識(shí)和能力去觀察現(xiàn)象，分析解決遇到的實(shí)際問(wèn)題，從而主動(dòng)獲得知識(shí)，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α啄陙?lái)我和其它生物教師一道，堅(jiān)持組織開(kāi)展了學(xué)生生物知識(shí)競(jìng)賽，動(dòng)植物標(biāo)本的采集制作，等一系列課外活動(dòng)。在活動(dòng)中學(xué)生寫(xiě)了不少的觀察日記和小論文，課外活動(dòng)進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。由于初中階段重視了實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生漸漸獲得了學(xué)習(xí)生物的方法和能力，使他們對(duì)生物學(xué)的好奇心轉(zhuǎn)變?yōu)闈夂竦膶W(xué)習(xí)興趣從而為高中學(xué)習(xí)生物打下了基礎(chǔ).（以前我旗初中學(xué)校的條件差，開(kāi)展生物實(shí)驗(yàn)很困難），多年來(lái)的生物教學(xué)使我深深地體會(huì)到，作為一名生物教育工作者，應(yīng)該重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，使他們?duì)生物學(xué)產(chǎn)生濃厚興趣，掌握學(xué)習(xí)生物學(xué)的方法和能力，以便在現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的形勢(shì)下，為他們的一生不斷獲取新的知識(shí)和將知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐創(chuàng)造條件。
關(guān)鍵詞 生物學(xué)核心素養(yǎng) 光合作用 科學(xué)史 生物學(xué)教學(xué)
中圖分類(lèi)號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B
生物學(xué)核心素養(yǎng)是公民參加社會(huì)生活、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、生產(chǎn)實(shí)踐和個(gè)人決策所需的生物科學(xué)知識(shí)。那么，教師在具體的生物課教學(xué)過(guò)程中如何來(lái)提高學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)呢？教材文本、探究實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)實(shí)生活、自然環(huán)境都是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的對(duì)話(huà)視角。教材上有很多重要結(jié)論、原理的科學(xué)探究過(guò)程，教師應(yīng)用好教材上的這些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)的重要途徑。
以人教版高中生物必修1第五章第四節(jié)第二課時(shí)“光合作用研究的‘過(guò)去、現(xiàn)在、未來(lái)’”為例，讓學(xué)生感悟科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、堅(jiān)忍不拔的意志品質(zhì)、細(xì)致的理性邏輯。本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生需要聯(lián)系物理、化學(xué)的相關(guān)知識(shí)，在細(xì)胞層次和細(xì)胞器的水平上來(lái)認(rèn)識(shí)光合作用，形成分子與細(xì)胞水平認(rèn)識(shí)生物體的結(jié)構(gòu)與功能是相適應(yīng)的生命觀念，關(guān)注光合作用研究的未來(lái)，能大膽發(fā)揮想象，樹(shù)立生命科學(xué)的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神。
教學(xué)中教師以光合作用研究的“過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)”為線(xiàn)索，以科學(xué)史中的若干個(gè)實(shí)驗(yàn)為載體，在教學(xué)過(guò)程中多角度提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中進(jìn)行分析、邏輯推理，進(jìn)而得出結(jié)論。
1 光合作用研究的“過(guò)去”
1.1 設(shè)疑導(dǎo)入
教師播放有關(guān)幼苗逐漸長(zhǎng)大成蒼天大樹(shù)的微視頻，然后提出：幼苗是怎么長(zhǎng)大的呢？這與光合作用有什么關(guān)系呢？光合作用又是怎樣被人們發(fā)現(xiàn)的呢？今天，我們就一起回到300多年前，踏著科學(xué)家的足跡，領(lǐng)略科學(xué)家們展現(xiàn)出來(lái)的核心素養(yǎng)。
1.2 回眸科學(xué)史，共同體驗(yàn)光合作用研究過(guò)程中的思維魅力
教師繼續(xù)提出問(wèn)題：幼苗是怎么長(zhǎng)大的呢？所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)自哪里？亞里士多德的觀點(diǎn)是否正確？又怎樣證實(shí)？
（課前已發(fā)給學(xué)生相關(guān)中英文資料閱讀，并要求學(xué)生將資料整理設(shè)計(jì)成表格形式）
教師投影學(xué)生設(shè)計(jì)的表格。
教師追問(wèn)：亞里士多德的實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鍪裁唇Y(jié)論呢？是否合理嚴(yán)謹(jǐn)？同學(xué)們談?wù)勛约旱目捶ā?/p>
然后，教師展示1648年比利時(shí)科學(xué)家――范?海爾蒙特通過(guò)柳樹(shù)實(shí)驗(yàn)，了亞里士多德的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。教師要求學(xué)生分析海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否完全正確，并提出問(wèn)題：從植物生活環(huán)境的角度分析，還應(yīng)考慮什么因素？空氣對(duì)植物的生長(zhǎng)有影響嗎？
教師展示1771年，英國(guó)科學(xué)家――普里斯特利的實(shí)驗(yàn)過(guò)程動(dòng)畫(huà)，引導(dǎo)學(xué)生思考：
① 幾組實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？② 有無(wú)植物的兩組實(shí)驗(yàn)裝置起什么作用？③ 該實(shí)驗(yàn)裝置中玻璃罩有什么作用？
后來(lái)很多科學(xué)家重復(fù)普利斯特利的實(shí)驗(yàn)，但是很多不能成功，這是為什么呢？。
（教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)從簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)中找到矛盾的地方，正確的進(jìn)行推理判斷，培養(yǎng)學(xué)生能夠在新的問(wèn)題情境中，基于事實(shí)和證據(jù)，采用適當(dāng)?shù)目茖W(xué)思維方法去質(zhì)疑，并選用恰當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行語(yǔ)言表達(dá)，提升學(xué)生的理性思維素養(yǎng)；逐步培養(yǎng)提出生物學(xué)問(wèn)題、在給出的現(xiàn)有資料中形成恰當(dāng)?shù)姆桨覆?shí)施的科學(xué)探究核心素養(yǎng)。）
教師下面有請(qǐng)1779年的荷蘭科學(xué)家“英格豪斯”隆重出場(chǎng)，請(qǐng)他針對(duì)上述問(wèn)題給大家作報(bào)告。
“英格豪斯”扮演者用課件演示并指出普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽(yáng)光照射下才能成功，植物體只有綠葉才能更新空氣。并提出問(wèn)題：由于當(dāng)時(shí)化學(xué)發(fā)展水平的限制，英格豪斯并不清楚植物吸收、釋放氣體的成分，你們根據(jù)現(xiàn)有的知識(shí)，知道是什么嗎？
其他學(xué)生回答：吸收CO2，放出O2。
教師：直到1785年，由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確這一結(jié)果。可見(jiàn)生物科學(xué)的發(fā)展需要建立在不同知識(shí)領(lǐng)域的基礎(chǔ)上。在這一過(guò)程中，光能哪去了？植物光合作用需要重要的外界條件是什么？今天我們有幸“請(qǐng)到了”1845年的德國(guó)科學(xué)家梅耶，下面我們一起來(lái)欣賞他的風(fēng)采。
“梅耶”扮演者用課件顯示能量轉(zhuǎn)換和守恒定律，指出植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)。
（采用角色扮演的替代方式，一方面可以提高扮演者的Z言組織、表達(dá)能力，并且身臨其境的當(dāng)了一回“科學(xué)家”，逐步培養(yǎng)自己的科學(xué)思維方式；另一方面可以激發(fā)其他學(xué)生的好奇心，感覺(jué)科學(xué)家離我們并不遠(yuǎn)，就在身邊，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思想更加容易被接受。）
教師：光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，貯存于什么物質(zhì)中呢？植物光合作用除了釋放氧氣，還產(chǎn)生什么物質(zhì)呢？
課外“科學(xué)家”小組代表結(jié)合錄像介紹1864年的德國(guó)科學(xué)家――薩克斯實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象，并提出問(wèn)題：① 暗處理這一步是否可以省略？為什么？② 本實(shí)驗(yàn)是否存在對(duì)照組？若有，請(qǐng)指出單一變量。③ 這個(gè)實(shí)驗(yàn)可得出什么結(jié)論？
教師引導(dǎo)學(xué)生歸納每個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
（此過(guò)程的設(shè)計(jì)，一方面是為了使學(xué)生學(xué)會(huì)綜合排除無(wú)關(guān)變量，抓住變量分析實(shí)驗(yàn)并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，且強(qiáng)化科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法、原則；另一方面是促進(jìn)學(xué)生在小組學(xué)習(xí)中主動(dòng)合作，推進(jìn)探究方案或工程實(shí)踐的實(shí)施，并運(yùn)用科學(xué)術(shù)語(yǔ)報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果。）
“科學(xué)家”代表回顧：光合作用研究的“過(guò)去”（圖1）。
設(shè)計(jì)意圖：回顧科學(xué)史中光合作用的研究歷程，得出光合作用的場(chǎng)所、動(dòng)力、原料、產(chǎn)物。更重要的是體會(huì)在這些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中映射出來(lái)的科學(xué)家的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度，以及體悟到科學(xué)的思想和方法。學(xué)生可以自己大膽的講訴自己的體會(huì)和想法。）
2 光合作用研究的“現(xiàn)在”
教師再次結(jié)合光合作用的“過(guò)去”，引導(dǎo)提出問(wèn)題：光合作用釋放的氧氣，到底來(lái)自于H2O還是CO2？從而啟發(fā)學(xué)生深層次思考光合作用研究的“現(xiàn)在”。
① 采用“頭腦風(fēng)暴”讓學(xué)生各抒己見(jiàn)提出光合作用中需要解決的問(wèn)題。如：氧氣中的氧是來(lái)自H2O還是CO2中的氧？CO2是怎樣固定并轉(zhuǎn)化為（CH2O）的？光能是怎樣被轉(zhuǎn)換成化學(xué)能而被儲(chǔ)存的？葉綠素在光合作用過(guò)程中起什么作用？……
② 運(yùn)用“暗箱法”引入“魯賓、卡門(mén)實(shí)驗(yàn)”和“卡爾文實(shí)驗(yàn)”。
教師讓學(xué)生以“暗箱法”（圖2）嘗試從科學(xué)家的角度，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，然后討論得出結(jié)論。這樣不僅構(gòu)建了光合作用的深層次知識(shí)，更培養(yǎng)了學(xué)生較為全面的探究能力。
③ 思維探究，模型建構(gòu)。教師引導(dǎo)學(xué)生將光反應(yīng)和暗反應(yīng)結(jié)合起來(lái)，結(jié)合剛才的實(shí)驗(yàn)推理，構(gòu)建出一個(gè)光合作用的反應(yīng)過(guò)程圖。學(xué)生小組合作討論，并展示匯報(bào)，學(xué)生之間加以糾錯(cuò)。
（本教學(xué)片段通過(guò)“頭腦風(fēng)暴”、“暗箱法”、“模型構(gòu)建”等系列有難度深層次的活動(dòng)，旨在培養(yǎng)學(xué)生能夠恰當(dāng)選用并熟練運(yùn)用工具展開(kāi)觀察，基于對(duì)相關(guān)資料的查閱，設(shè)計(jì)并實(shí)施恰當(dāng)可行的方案，運(yùn)用多種方法如實(shí)記錄，并創(chuàng)造性地運(yùn)用不同學(xué)科方法解決問(wèn)題，同時(shí)能夠在團(tuán)隊(duì)中起組織和引領(lǐng)作用，運(yùn)用科學(xué)術(shù)語(yǔ)精確闡明實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并展開(kāi)交流，提升學(xué)生各層次的生物學(xué)核心素養(yǎng)。）
3 光合作用研究的“未來(lái)”
部分興趣小組的學(xué)生將對(duì)收集的近代科學(xué)家對(duì)光合作用的研究、因光合作用的研究獲得諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家的材料進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。例如：1954年阿爾農(nóng)的循環(huán)光合磷酸化的研究；英國(guó)的希爾光反應(yīng)系統(tǒng)的研究；1982年西德生化學(xué)家米舍爾生物膜上的色素復(fù)合體的成功分離；德國(guó)科學(xué)家戴森霍弗、胡貝爾、米歇爾3位科學(xué)家測(cè)定出了光合作用反應(yīng)中心膜蛋白―色素的三維空間結(jié)構(gòu)，揭示出電子和能量的傳遞作用，這一成就在光合作用的研究中邁出了關(guān)鍵一步，他們因此共同獲得了1988年度諾貝爾獎(jiǎng)。2016年5月18日的《自然》雜志，來(lái)自中科院生物物理研究所的研究成果，他們獲得了菠菜光系統(tǒng)II――捕光色素復(fù)合物（LHC-Ⅱ）超級(jí)復(fù)合體的結(jié)構(gòu)，分辨率為3.2 ■。
（設(shè)計(jì)意圖：① 目前在光合作用方面，經(jīng)過(guò)了幾百年的研究，即使取得了不少成果，但仍然許多問(wèn)題尚不清楚，光合作用的研究還有非常多的難題要去攻克，讓學(xué)生知道社會(huì)熱點(diǎn)中的生物學(xué)議題；② 結(jié)合本世紀(jì)以來(lái)，當(dāng)今人類(lèi)面臨的一些重大問(wèn)題，如糧食、能源、資源、環(huán)境污染等，使W生能夠負(fù)責(zé)任地參與社會(huì)生活和決策，通過(guò)科學(xué)實(shí)踐，嘗試解決現(xiàn)實(shí)生活中的生物學(xué)問(wèn)題，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感；③ 引導(dǎo)學(xué)生大膽展望光合作用研究的未來(lái)促進(jìn)沉重的課后繼續(xù)學(xué)習(xí)，并學(xué)會(huì)用生物知識(shí)指導(dǎo)、解決生產(chǎn)和實(shí)踐中的具體問(wèn)題。）
