利用生物科学史培养学生建模能力的教学模式初探..docVIP

利用生物科学史培养学生建模能力的教学模式初探 周晓强 （苏州市实验中学 215011） 摘 要 生物科学发展史是生物科学逐步发展的历史记录，其中蕴涵着丰富的科学思维和科学方法。现代的科学成果都是在前人的研究成果基础上的延续。在教学过程中，教师向学生展示相关的科学史资料，让学生去感知、体悟与所学知识相关的生物科学发现历程，并指导学生阅读和分析，从而建立相应的模型。这样的教学有助于学生对所学知识的理解和应用，同时也有利于学生情感、态度、价值观的培养。 关键词 生物科学史 建模能力 1 选题的背景 21世纪的国际竞争是科技的竞争，从某种意义上讲掌握科学方法比学习科学文化知识更为重要。众所周知，传统教育在许多方面抹杀了学生的主观能动性和创造性，在教学过程中以教师向学生的知识灌输为中心，遵从“知识输入→知识储存→知识提取”这一不变的主旋律，把学生仅仅看作是知识的储存器。学生的自主性、主动性、创造性发展得不到充分的发展，甚至反而受到压抑，现在大力提倡创新教育，以提高学生处理问题的能力为目标，这就要求教师转变教育观念，紧紧抓住以学生为主体这一教学特征，培养学生创新能力和实践能力。生物教学的目的不仅是让学生学习必要的生物基础知识，更重要的是让学生学会思维，掌握处理实际问题的方法，培养学生分析、解决实际问题的能力。在当前提倡素质教育、STS教育，倡导培养学生创新能力和实践能力教育的背景下，要求学科教育中更重视方法教育和能力培养。 生物学科教育中的学科方法很多，而模型方法可以说是其中很重要的一种方法。“模型方法乃是人们所说的科学方法的核心”。培养学生建立正确鲜明的生物模型本身也是重要的生物教学内容之一，它与相应的生物概念、规律现象教学相依托，它是生物教学的重要方法和有力的手段之一。生物模型的建立使许多抽象的生物问题变得直观、具体、形象。所以应充分重视生物教学中的生物模型。纵观生物学的发展史，模型方法在生物学的产生发展过程中也发挥了重大的作用。生物学的发展史可以说是一个建立生物模型和用新的生物模型代替旧的生物模型的过程。生物学中的概念、规律几乎都是借助于生物模型进行抽象概括而来的。“可以说，不了解和不掌握生物模型的方法，就学不好生物。” 普通高中《生物课程标准》实验稿中指出:“了解建立模型等科学方法及其在科学研究中的作用，培养学生的建模思维和建模能力，领悟、建立数学模型等科学方法及其在科学研究中的应用，培养学生的建模思维和建模能力，获得生物学的基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识。” 可见，建模思维和建模能力在标准中被提到较高的高度，被认为是将来学生从事科学研究的必备能力。 生物学史上的经典实验是培养建模能力的良好助手。普通高中《生物课程标准》实验稿在7条建议之中强调“要注重生物科学史的学习”。科学史上的经典实验是探究模型建立过程的杰出代表，科学家经历的探究过程对于高中生物教学而言具有独特的教育价值。若合理运用，充分发挥生物科学史的教育价值，能有效提高学生的建模能力。相对于旧版教材，新的高中教材介绍的科学史上的经典实验明显更为丰富，如光合作用的发现，DNA双螺旋结构模型，生物膜的流动镶嵌模型等。除正文之外，还在课外读等处补充介绍了科学家探究模型建立的曲折过程等。这反映出教材对生物科学史的教育价值的高度重视。由此可见，研究利用生物科学史培养学生的建模能力的教学模式不仅是重要的，而且是必要的。 2 利用生物学史培养学生生物建模能力的教学模式的创新之处 利用生物学史培养学生的建模能力的教学模式是抓住生物科学史和培养学生的建模能力的结合点而建立起来的一种较为稳定的生物教学活动程序。它通过充分挖掘生物科学史所具备的独特教育价值，在科学史的学习中培养学生的生物建模能力，引导学生主动学习、合作学习。本教学模式的使用，使学生从科学史的旁观者转变为“参与者”，令学生融入科学史的进程当中，在教师的指导下，学生站在巨人的肩膀上，身临其境地面对有待解答的科学问题，并着手探究。本教学模式主要内容有教师创设情境，引导学生建立生物模型，教师适当指导，带领学生重温科学家探究的脚步组织小组讨论交流，完善生物模型，教师再介绍科学家建立的生物模型，引发学生的比较和反思。在本模式中，科学史为学生提供了一个优良的探究平台，在这个平台上，学生提出有价值的问题、通过思考亲历生物模型是怎样建立、在讨论中交流思想，这个探究平台不仅能让学生获取新知，更有利于他们掌握模型建立的方法，激发兴趣，提高建模能力，培养科学态度。在建立新的生物模型时，学生所建立的模型难免存在疏漏之处，而科学史上的生物学家建立的生物模型则为学生提供了探究的典范，给学生以科学精神、科学方法的熏陶。 3 个案分析 生物科学发展史是生物科学逐步发展的历史记录，其中蕴涵着丰富的科学思维和科学方法。现代的科