高三生物新课程培训走进高中生物新课程课件.ppt

走进高中生物新课程 实验教学的理论与实践 提高全体国民的科学素养和培养大批的科技人才后备军应从基础教育抓起加强中学理科实验教学和开展青少年科技创新活动 是培养学生的生物科学素养的主要途径 一 中学生物实验研究资料的来源 国外研究 英 michael j dunkin主编 国际教学与教师培训百科全书 英国培格曼出版公司于1987年出版 教育与科普研究所编译 学苑出版社于1989年6月出版有关理科实验教学资料来自于30多位学者于1968 1986年的研究成果 e 赫加蒂 黑兹尔编著 20世纪70年代 克洛普弗 klopfer 等学者认为 在中学理科实验室进行的教学活动主要有 按既定程序练习 实验操作和验证活动 聆听科学方法的讲座 以个性发展为目标的技能训练 多媒体辅助的实验教学 通过实验的发现活动 方案设计活动 学生参与的研究活动等 他们将上述实验室教学活动目标概括为 a获得知识和培养理解能力 b训练专项动作技能 c参与科学探究过程 包括观察 测量 分析数据 提出问题和解决问题的方法 d了解科学家的研究方法和思维方式 e培养对科学知识的兴趣和科学态度 f提高对科学知识及方法的应用能力 大多数学生参加的实验室教学活动 主要是达到a c d e的目标 1971年 赫伦 herron 以探究设计为依据 将中学理科实验分为4个级别 0 1 2 3 其中 0级为技能训练 1级为验证已知 2级和3级提供科学探究的机会 1978年 赫加蒂 黑兹尔 e hegarty hazel 又将2级 教师提出问题 学生设计实验 分为2a级和2b级 2b级为教师引导下的学生自主探究 总之 从0至2b级学生对教师的依赖性减少 而小组合作程度增加 国内研究 1987年 陈浩兮教授编者的 中学生物学教学法 一书指出 生物实验因目的之不同而有探索性实验和验证性实验的区分 验证性实验对巩固基础知识和掌握实验技能很有好处 但学生比较被动 为此应逐步增加实验的探索研究成分 提高学生的积极主动性 加强实验能力的培养 生物实验教学的组织形式主要有3种 边讲边实验 分段并进式和独立作业式 1988年 赵锡鑫先生在 生物学教学论 一书中将生物学实验从两个维度分类 按其知识类别分为 形态解剖实验 分类实验 生理生化实验 生态学实验 生殖发育与遗传实验 生产实验 工具操作性实验 野外观察实验 按其实验目标的不同 他将实验分别列入发现教学法和复习教学法 前者的实验可分为 观察性实验 引导发现实验 独立发现实验 后者的实验为巩固和验证实验 1992年 周美珍教授在 生物教育学 一书中 按实验教学方式的不同将其分为 演示实验 学生实验和课外实验 学生实验分为 验证型实验和探索型实验 前者达到巩固和验证已有知识 以及进行实验技能训练 后者将获取新知识 训练基本技能和培养独立探索能力三者统一 课外实验不受课堂45分钟的限制 广开实验途径 学生亲自动手操作 扩大视野和知识面 培养独立工作能力 这就是1996年以后发展起来的研究性学习 探索性实验 观察 判决实验 析因实验 定性实验 定量实验 验证性实验 调查 模拟探究 提供方法 自我设计 1996年叶佩珉和赵占良两位专家的实验分类 二 高中生物新课程的实验规划和落实 演示实验 学生实验 技能性实验 探索性实验 验证性实验 动作技能训练 获得新知 检验已知 信息处理 参观 实习 调查研究 文献资料的搜集 实践活动 资料整理和分析 饲养或栽培 学生活动分类和实验分级 活动类别 生物新课程的实验分级 生物新课程 标准 的实验内容建议 必修模块 选修模块 选择实验内容的依据 新课程的理念和目标 标准 倡导探究性学习 力图促进学生学习方式的变革 引导学生主动参与探究过程 勤于动手和动脑 培养和发展学生的科学探究能力 对发展学生的科学探究能力提出的具体要求是 客观地观察和描述生物现象 通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的 可以探究的科学问题 分析问题 阐明与该问题相关的知识 确认变量 包括调节变量和应变量 作出假设和预期 设计可行的实验方案 或调查方案 实施设计方案 搜集数据 利用数学方法整理和解读数据 根据实验或调查提供的证据作出合理判断 用准确的术语 图表介绍研究方法和结果 阐明观点 听取他人的意见 利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护以及作必要的反思和修改 根据学生知识基础 心理特点和认知规律 高一学生迫切希望通过自主学习进一步认识生命的本质 以及生物与环境之间相互作用的实质 他们的思维活动正在完成由形象思维为主向抽象思维为主的过渡 新课程的实验内容注重动作技能训练对思维发展的促进作用 在完成必要的实验操作技能训练的前提下逐步开展验证性和探究性实验教学 3 根据课程内容的性质新课程必修模块有近30个学生实验内容 教学选择完成其中的20个左右 基本上保证每两周至少有一项学生实验活动 分子与细胞 模块的实验数目多且有各种类型 原因是该模块知识便于安排一些适合学生观察 测定 验证或探究的实验活动 遗传与进化 模块主要是从细胞水平和分子水平阐述生命的延续性 适合学生在课堂上完成的实验课题偏少 根据实验条件和教师能力水平还有许多实验对于达到高中生物教学的预期目标是十分必要的 如制备生物膜 观察细胞质流动 探究细胞核的功能 dna粗提取和鉴定 果蝇的饲养与雌雄鉴别 果蝇的杂交实验 观察果蝇唾液腺染色体等 但这些实验对设备条件要求较高 一些教师暂时还难以完成这些实验的操作 广义上包括 选择实验课题和确定实验内容 确定实验教学目标 营造实验教学环境 制定实验活动计划 调控学生实验进程 评价实验活动结果等 狭义上专指按照导学计划推进的学生实验活动体系 如引导探究实验依次为 创设问题情境 学生确认问题 诱发实验探究 分析 结论 交流 反思等活动 其中 学生完成实验操作是教学组织的核心 三 高中生物实验的教学组织 技能性实验 实验教学目标 技能性实验分为动作认知和动作技能 前者指对实验对象进行操作的运动规则 包括实验内容 实验目的 实验原理 材料用具 药品试剂 方法步骤 实验结果 分析结论等认知成分 后者指对实验对象进行的准确 连贯 协调 自动化的操作性动作 动作认知和动作技能1972年 a j 哈罗和e j 辛普森出版 教育目标分类学 第三分册 动作技能领域 提出技能目标分类的原则 辛普森系统的技能目标分类 知觉和定势是观察不到的学习行为 属于认知成分 模仿和习惯性操作两个层次是学习者处于连续学习某种特定动作技能的过程中动作技能表现 也包含一定的认知成分 熟练 应变和创造三个行为是可观察的学习者的动作技能水平 3 项伯衡等 2001年 在 生物学教育与评价 中对实验动作技能目标分类如下 教学案例 观察细胞中dna和rna的分布 探究性实验 探究实验的基本程序及界定盖拉格和施帝芬 gallagher stepien 1995 等认为 对科学问题的探究最好像科学家那样完整地履行6个探究步骤 想出或鉴别一个有趣 重要并可以解决的问题 学习与问题有关的大量信息 确定有助于解决这个问题的实验 观察 计算 进行实验 观察或计算 确定结果是否能帮助解决问题 交流研究结果 义务教育 生物课程标准 的内容标准部分对探究实验的基本程序解说如下 引导探究和自主探究探究实验分为引导探究和自主探究两类 源于1978年赫加蒂 黑兹尔 e hegarty hazel 将2级分为2a级和2b级 2a级由教师提出问题 学生作出假设和设计实验方案 检验假设的必要资料和设备也由教师准备 2b级的实验过程由学生合作学习小组独立完成 教师以学习者身份参与探究过程 也是学生自主探究的辅助者 组织者 多数探究实验仅仅关注探究程序的第二和第四个步骤 简略其他几个步骤 因此 探究实验又有部分探究和全程探究之分 生物科学探究模式乔伊斯 b joyce 等编著的 教学模式 荆建华等译 一书中 专门介绍了生物科学探究模式 并列举 种子的发芽 肌肉结构和功能 等实验活动 阐明这种教学模式的体系 组织结构 教师作用 支持系统 以及教育和教学效果等 探究实验的设计策略 目标准确 符合实验教学的预期目标 课题适用 实验对象的自身特点适用于探究活动过程 方案可取 用科学理论指导实验程序或实验技术的设计 方法可行 实验过程遵循科学探究的基本程序且具有可操作性 结果可信 实验操作过程体现出利用生物学技术解决生物学问题 教学案例 酵母菌的呼吸方式 验证性实验 实验目标 认识到习得的科学知识的真实性 可以通过相关的实验活动来检验 以实验结果为论据的论证过程 有利于学生的思维方法的训练 基本程序 确定论题 论题是真实性需要检验的命题 也就是将用论据推出的结论 命题是由一系列相关概念组成的判断 获得论据 论据是推理的前提 是用于确定论题真实性的命题 如实验数据 调查材料 文献资料等都可以作为论据 进行论证 论证是论据与论题之间的推理过程和推理形式 论证方式分为演绎论证和归纳论证 科学研究的论证通常是演绎论证 有直接论证和间接论证两种 反证法是常用的间接论证方式之一 得出论点 论点是论证的结果 论点与论题之间可能相符或相悖 然后作出恰当的结论结论 教学案例 细胞膜的通透性 细胞的代谢 单元的具体内容标准 要求学生能够 说明物质进出细胞的方式 并建议安排两个学生活动 一是通过模拟实验探究膜的透性 二是观察植物细胞的质壁分离和复原 相应的学生活动目标是 实验探究物质通过半透膜的扩散原理 观察植物细胞质壁分离和复原现象 论证细胞膜具有选择通透性 成熟的植物细胞是一个渗透系统 探究细胞膜的通透性 模拟探究半透膜的通透性 试解说漏斗细管内液面升高的原因 陈述水分子通过膜的运动方向 蔗糖分子是否通过这个模拟膜 根据水分子和蔗糖分子跨膜运转的差异性 请表述模拟膜的通透性 引导探究细胞膜的通透性 提出问题 成熟的植物细胞是否一个渗透系统呢 作出假设 成熟的植物细胞若是一个渗透系统 那么 细胞膜就相当于半透膜 实验设计 学生初步讨论的基础上 教师给出一个继续探究的方案 执行计划 学生完成植物细胞质壁分离及复原的实验操作过程 通过亲自观察得到相应的实验结果 数据 渗透细胞吸水原理的验证 论题 成熟的植物细胞能够与外界溶液发生渗透作用论据 在蔗糖溶液诱导下 细胞发生质壁分离 在清水处理条件下 质壁分离复原 论证方式 用演绎推理论证原生质层的透性 直接论证 液泡体积变小而紫色变深的实验现象表明 水分子通过原生质层能够渗出细胞 间接论证 即反证 由此可以推测蔗糖分子没有进入液泡 如果蔗糖分子进入液泡 由于原生质层两侧呈等渗状态则不会发生质壁分离 用归纳推理论证水分子运动方向决定于溶液浓度差 即顺分子梯度 论点 原生质层具有选择透性 相当于半透膜 原生质层两侧溶液浓度差决定水分子运动方向结论 成熟的植物细胞是一个渗透系统 与论题相吻合 正常细胞 液泡体积缩小 质壁分离细胞 液泡体积增大 水分渗出 水分渗入 原生质层回缩大 原生质层扩展 外液浓度高 外液浓度低 水分子通过膜的扩散机理 概念模型 细胞壁 液泡膜细胞质细胞膜 清水 细胞液 全透性 原生质层 选择透性 低浓度 高浓度 水分子移动方向 教学模式的灵活多样 观察玉米胚细胞吸收物质的特性 玉米子粒的纵剖面结构 探究实验设计 探究植物细胞吸水和失水 观察细胞的渗透现象 实验分析 水分子自由进出细胞 其运动方向取决于屏障两侧水分子浓度 国外教学设计一瞥 演示水分子通过膜的扩散 低浓度 水分子 碘 葡萄糖 淀粉 半透膜 高浓度 透析膜是一种半透性膜 物质通过半透膜的扩散是顺浓度梯度 水分子通过半透膜的扩散称为渗透 推断渗透作用对细胞的影响 动物细胞的渗透现象 植物细胞的渗透现象 实验探究活细胞膜的通透性 演示哺乳动物红