论文范文看当前高中生物科学史的新发展措施及意义

来源:期刊VIP网所属分类:生物科学发布时间:2015-05-05浏览:

  摘要:按生物类群划分学科,有利于从各个侧面认识某一个自然类群的生物特点和规律性。但无论具体对象是什么,研究课题都不外分类、形态、生理、生化、生态、遗传、进化等方面。为了强调按类型划分的学科已经不仅包括形态、分类等比较经典的内容,而且包括其他各个过程和各种层次的内容,人们倾向于把植物学称为植物生物学,把动物学称为动物生物学。

  关键词:生物科学,科学技术,论文发表

  生物在地球历史中有着40亿年左右的发展进化历程。大约有1500万种生物已经绝灭,它们的一些遗骸保存在地层中形成化石。古生物学专门通过化石研究地质历史中的生物,早期古生物学多偏重于对化石的分类和描述,来生物学领域的各个分支学科被引入古生物学,相继产生古生态学、古生物地理学支学科。有人建议,以广义的古生物生物学代替原来限于对化石进行分类描述的古生物学。

  生物的类群是如此的繁多,需要一个专门的学科来研究类群的划分,这个学科就是分类学。林奈时期的分类以物种不变论为指导思想,只是根据某几个鉴别特征来划分门类,习称人为分类。现代的分类是以进化论为指导思想,根据物种在进化上的亲疏远近进行分类,通称自然分类。现代分类学不仅进行形态结构的比较,而且吸收生物化学及分子生物学的成就,进行分子层次的比较,从而更深刻揭示生物在进化中的相互关系。现代分类学可定义为研究生物的系统分类和生物在进化上相互关系的科学。

  生物学(Biology),简称生物,是自然科学六大基础学科之一。研究生物的结构、功能、发生和发展的规律。以及生物与周围环境的关系等的科学。生物学源自博物学,经历实验生物学、分子生物学而进入了系统生物学时期。

  科学史是研究科学发展的历史,作为一种教育资源,由于其独特的视角和范例价值,受到越来越多的教育工作者的重视。而生物科学史又由于它研究内容的特殊性,即人类认识生命世界、认识自身的发展过程,其本身的价值已远远超出“促进学生理论学习”的价值范围。它已经成为生物课程的一个重要组成部分。

  《课程标准》指出:“要注重生物科学史的学习……使学生沿着科学家探索生物世界的道路,理解科学的本质和科学方法,学习科学家献身科学的精神……提高学生的科学素养。”并在具体的内容标准中对生长素的发现、孟德尔的研究方法、细胞学说的建立等内容作了规定。在新课程的教学实践过程中,笔者在科学史教学方面突破现行教材,做了一些尝试,并有所感悟,与大家共勉。

  用科学史,学习科学家的实验设计思想,培养学生的实验设计能力

  实验设计是一项比较复杂的工作,根据加涅等对知识的分类,实验设计属于程序性知识①,科学家的范例作用是不可忽视的。在这类知识的教学中,学生初次接触,设计得不太全面是正常的,教师不要太急于求成,将要求降低,力求突破一点。

  例如,在“光和作用发现”一节的教学中,将简单的科学史叙述拓展为讨论课,让学生通过体验科学家的工作方法和过程,体会探索的艰辛与快乐,学习科学家的实验设计思想,培养学生的实验设计能力。在介绍普里斯特利小鼠-钟罩实验时,增加问题:许多人重复了他的实验,有人成功了,有人却没有成功,这是为什么?要求学生通过观察分析解答,从而指出实验条件—光的重要作用。在介绍萨克斯叶片遮光—碘熏蒸检验实验时,提出问题:萨克斯为什么要把叶片先放在黑暗条件下处理几个小时,不这样做会有什么影响?引导学生体会条件控制在实验设计中的重要作用。在此基础上,进一步利用恩格尔曼水绵实验来引导学生分析:①为什么选用水绵作为实验材料?②为什么把水绵装片黑暗密封处理?③为什么先用一束极细的光线照射,再完全暴露在光下?不这样做行不行?④恩格尔曼的实验设计对你有什么启发?这样一步一步引导学生逐步发现材料、条件控制、对照实验和检验手段在实验设计中的重要作用。引导学生学会从高出看问题,学方法而不仅仅是学结论。

  而在介绍鲁宾和卡门的实验—同位素标记法,发现光和作用产生的氧气全部来自于水时,先不引入实验过程,而是提出问题,让学生作出假设和设计,再与教材的实验对比,从而体验了探索的过程,体会了探索的乐趣。

  适时引入科学史,有取有舍

  例如在“生物膜的流动镶嵌模型”一节的教学中教材上有关生物科学时的资料很少,只有一个大致的框架,中间的跨度很大,学生难以形成一个完整的认识。在磷脂分子在“空气—水”界面的铺展问题上,我先通过讲解磷脂分子的结构,在让学生自己画出磷脂分子的排布情况,再尝试画出磷脂双层的排布情况,并就几种可能的情况进行讨论,从而得出磷脂双分子层必然是“脚对脚”的排列方式。这种“史实的再现”方式能够使学生有效构建膜的结构模型。而在“暗—亮—暗”模型的建构过程中,我增加了我在教学中增加了有关电镜的工作原理的介绍,让学生明确的“三明治”模型的含义。这样学生沿着科学家的发现历程认识膜的结构,逐步搭建知识框架结构,并在此过程中能对科学家的结论的合理性做出自己的判断。

  但是,科学史的引入也要注意取舍。我们不是重复史实,课堂教学也不需要重复科学史上做过的每件事情,而是要抓住主线,排除干扰。如光和作用发现史有很多比较著名的实验:希尔反应,紫硫细菌利用硫化氢作原料进行光合作用等。但是对于教学主线来讲,是个干扰,教学中就应该舍弃。

  科学家生平—激励与熏陶

  科学的发展史也是科学家们不计个人名利,为科学和真理奉献一生的奋斗史。科学家成长过程与当时的社会环境、科研条件、个人努力创新都是分不开的。如“遗传的基本规律”一节,教材着重归纳总结了孟德尔生平。孟德尔的成功,不仅是他积极进取、勇于创新、大胆实践的结果,同时也是与他所处的社会环境是分不开的:他所在的大学有如多普勒、艾廷豪森、昂格尔等诸多名师名家,他所在的修道院的良好的学术氛围等。

  而在进化论部分教学中,达尔文的理论成功与实践失败,对学生也是一种启迪。从而让学生不仅要学习科学家严谨、求实、不舍的探究精神,还要认识到个人理论发展的局限性以及个人发展与社会环境的关系。

  另外,沃森和克里克的伟大合作等又体现着“科学无国界”的公理,科学家的协作精神是全人类的宝贵精神财富。

  总之,科学史教学重在展现科学史实的内在价值,是学生学习科学的途径之一。它对于学生理解相关理论知识,建构知识框架体系,以及科学态度、情感价值观的培训作用是其他方面教学所不可替代的。高中学生有一定的知识基础,会在科学史学习中有自己的理解和感悟。这对他们的科学素养的形成,乃至将来的人生规划都有重要的启发意义。

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