張芳轉(zhuǎn)

【摘 要】我國基礎(chǔ)教育生物課程改革已認(rèn)識到生物科學(xué)史在中學(xué)生物教學(xué)中的重要地位，并強(qiáng)調(diào)在高中生物課程中要注重開展科學(xué)方法教育。中學(xué)生物課堂教學(xué)過程中，往往是把生物學(xué)史和科學(xué)方法教育作為一種知識，附加在生物學(xué)知識教學(xué)內(nèi)容上，這種教學(xué)方式是低效的。科學(xué)方法的教學(xué)可以與科學(xué)史的發(fā)展脈絡(luò)有機(jī)的結(jié)合在一起。高中生物課堂教學(xué)過程中，教師要善于利用生物科學(xué)史，以探究性教學(xué)的方式，引導(dǎo)學(xué)生在體驗科學(xué)研究歷程的同時，體會到科學(xué)研究的方法和過程。本文以“生物膜組成成分”的科學(xué)史為例，展示了應(yīng)用生物學(xué)史開展高中生物科學(xué)方法教育的教學(xué)設(shè)計。

【關(guān)鍵詞】應(yīng)用生物；科學(xué)方法；設(shè)計

《生物膜的流動鑲嵌模型》課堂教學(xué)設(shè)計節(jié)選：

一、課題

生物膜的組成成分

二、學(xué)情分析

學(xué)生對細(xì)胞的分子組成及結(jié)構(gòu)等知識已經(jīng)有了基本認(rèn)識，了結(jié)了物質(zhì)跨膜運輸?shù)囊恍嵗瑸楸竟?jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

高二學(xué)生的認(rèn)知能力及思維結(jié)構(gòu)已經(jīng)比較完善，思維具有了明確的目的性、方向性和預(yù)見性，能夠撇開具體事物，運用抽象概念，按照提出問題、做出假設(shè)、檢驗假設(shè)的途徑去解決問題。

三、教學(xué)內(nèi)容分析

《生物膜的流動鑲嵌模型》一節(jié)是生物必修1第四章第二節(jié)的內(nèi)容，與第一節(jié)“物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗钡膬?nèi)容有一定的聯(lián)系，并對第三節(jié)“跨摸運輸?shù)姆绞健弊隽酥R準(zhǔn)備。在本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)起承上啟下的作用。

本節(jié)內(nèi)容主要包括“科學(xué)家對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索歷程”和“細(xì)胞膜流動鑲嵌模型的主要內(nèi)容”兩大塊。其中“科學(xué)家對細(xì)胞膜成分”是很好的科學(xué)史教育素材，教材內(nèi)容通過引導(dǎo)學(xué)生一步步分析科學(xué)家的實驗和結(jié)論，讓學(xué)生宛如親歷科學(xué)家探索的歷程，讓學(xué)生在切身體會科學(xué)探究的一般過程中受到科學(xué)方法的教育，理解科學(xué)的本質(zhì)是一個不斷發(fā)展的長期過程，在這個過程中自然而然地建構(gòu)了流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容，完成了第二個內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

四、教學(xué)目標(biāo)

（一）過程與方法目標(biāo)

體驗假說演繹方法的應(yīng)用，總結(jié)其一般特征。

體驗科學(xué)研究的一般過程，寫出科學(xué)研究的一般步驟。

（二）知識目標(biāo)：簡述生物膜的組成成分

（三）情感、態(tài)度價值觀目標(biāo)

使學(xué)生認(rèn)識到技術(shù)的發(fā)展在科學(xué)研究中的作用，尊重科學(xué)：認(rèn)識到科學(xué)發(fā)展的曲折性，樹立辯證的科學(xué)觀。

五、教學(xué)重難點分析

（一）教學(xué)重點

1.科學(xué)家對生物膜成分的探索歷程

2.體驗假說演繹方法的應(yīng)用，總結(jié)其一般特征

（二）教學(xué)難點

1.體驗假說演繹方法的應(yīng)用，總結(jié)其一般特征

突破：讓學(xué)生在體會科學(xué)研究歷史過程的同時，體驗假說演繹方法的應(yīng)用，總結(jié)其一般特征，從而達(dá)到開展高中生物科學(xué)方法教育。

六、教學(xué)策略

（一）以生物學(xué)史的發(fā)展脈絡(luò)為線索，組織探究性學(xué)習(xí)

科學(xué)家從對細(xì)胞膜成分的研究，到細(xì)胞膜中磷脂分子、蛋白質(zhì)分子的分布的研究，再到細(xì)胞膜流動性的探索，是一個完整的探索歷程，本教學(xué)設(shè)計以細(xì)胞膜成分的探索歷程為線索進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，既能使學(xué)生在感受科學(xué)探究史的過程中領(lǐng)會假說演繹的科學(xué)研究方法，又能避免方法的多樣性和科學(xué)方法中哲學(xué)原理的深奧性所帶來的困惑。使之符合初中學(xué)生的智力認(rèn)知水平。

（二）以“探究性學(xué)習(xí)”方式組織教學(xué)

本教學(xué)設(shè)計根據(jù)應(yīng)用生物學(xué)史開展高中生物科學(xué)方法教育的教學(xué)策略，在教學(xué)設(shè)計中，要把握“科學(xué)史”與“科學(xué)方法”這兩條主線，按照“①歷史現(xiàn)象重現(xiàn)，創(chuàng)設(shè)情境，提出問題階段；②歷史觀點啟發(fā)，做出合理假設(shè)，滲透具體科學(xué)方法；③參考?xì)v史證據(jù)，驗證假說，滲透具體科學(xué)方法；④解釋歷史觀念，得出結(jié)論，體會科學(xué)探究的一般過程?！钡牟襟E組織“探究性學(xué)習(xí)”的教學(xué)過程。

（三）組織小組合作學(xué)習(xí)

本教學(xué)設(shè)計根據(jù)教學(xué)過程需要，以不同的方式對學(xué)生進(jìn)行分組，讓學(xué)生分組進(jìn)行討論或活動，有利于調(diào)動學(xué)生探究的積極性，探究的參與者在一起相互啟發(fā)思考問題，收集并分享信息，對比結(jié)果，還要一起合作完成小組活動。

七、教學(xué)過程

（一）歷史現(xiàn)象重現(xiàn)，創(chuàng)設(shè)情境，提出問題

動畫展示物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?，引?dǎo)學(xué)生通過觀察動畫，回顧生物膜具有什么樣的特性？思考“生物膜的這種特性與生物膜的結(jié)構(gòu)是否有關(guān)？”形成對生物膜結(jié)構(gòu)的探索欲望。

（二）歷史觀點啟發(fā)，做出合理假設(shè)，滲透科學(xué)方法教育

教師啟發(fā)提問：探索生物膜的結(jié)構(gòu)，我們首先要清楚生物膜是由什么物質(zhì)組成的？你們有什么辦法弄清楚這個問題？引導(dǎo)學(xué)生思考生物膜物質(zhì)分析的方法，提出自己的觀點。

閱讀教材科學(xué)史資料，體會歐文頓用500多種化學(xué)物質(zhì)一一進(jìn)行植物細(xì)胞的通透性實驗，通過對大量實驗的觀察結(jié)果進(jìn)行總結(jié)得出結(jié)論的研究過程，體會分析和綜合的科學(xué)方法。結(jié)合歐文頓的實驗及結(jié)果，根據(jù)相似相溶原理，試著分析生物膜的物質(zhì)組成，做出假設(shè)并解釋自己的假設(shè)。

（三）參考?xì)v史證據(jù)，驗證假說，滲透具體科學(xué)方法

教師啟發(fā)學(xué)生思考：假如你是科學(xué)家，觀察到此現(xiàn)象，根據(jù)化學(xué)中學(xué)過的相似相溶原理，你會得出什么結(jié)論呢？（給時間讓學(xué)生思考回答）

給出并解釋歐文頓所做 “生物膜由脂質(zhì)組成” 的假設(shè)，讓學(xué)生對照自己假設(shè)思考其合理性進(jìn)行取舍。按照學(xué)生所持假設(shè)不同將學(xué)生進(jìn)行分組，討論并制定能夠驗證自己所持假說的驗證方案，派小組代表進(jìn)行陳述。

（四）解釋歷史觀念，得出結(jié)論，體會科學(xué)探究的一般過程

文字介紹科學(xué)家將膜從哺乳動物的紅細(xì)胞中分離出來。生物分析表明，“膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)”的科學(xué)史實驗。

啟發(fā)學(xué)生：回顧并體會歐文頓得出這一假設(shè)都做了什么研究，經(jīng)歷了怎樣的過程。（給學(xué)生時間思考并討論回答）

教師總結(jié)：在科學(xué)研究的過程中，往往是從已知的規(guī)律或理論出發(fā)，對某些特定的生物學(xué)現(xiàn)象、過程做合理假說，最后通過驗證方案檢驗假說的正確性，這種方法就是假說演繹的方法。

八、教學(xué)反思

本節(jié)課在教學(xué)設(shè)計上主要突出科學(xué)史在開展科學(xué)方法教育方面的價值，新教材中增加了大量的科學(xué)史內(nèi)容，本設(shè)計以生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程為線索，通過精心的策劃，按照“應(yīng)用生物學(xué)史開展高中生物科學(xué)方法教育的教學(xué)策略”，創(chuàng)設(shè)問題情境、引導(dǎo)學(xué)生分析體驗生物膜結(jié)構(gòu)探索的漫長歷程，組織“探究性學(xué)習(xí)”讓學(xué)生在體驗生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程的同時，達(dá)到科學(xué)方法的教育目的，并理解掌握了生物膜流動鑲嵌模型學(xué)說的基本內(nèi)容。