談HPS教學(xué)模式在高中生物學(xué)教學(xué)中的發(fā)展
一、HPS教學(xué)模式在高中生物學(xué)教學(xué)中的實(shí)施
以人教版高中生物學(xué)教材中“生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”一節(jié)為例,闡述HPS教學(xué)模式的實(shí)施過程,探討生物科學(xué)史在中學(xué)生物學(xué)教學(xué)中的作用。
1.演示現(xiàn)象,創(chuàng)設(shè)情境,引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
“創(chuàng)設(shè)情境”是有效開展教學(xué)活動(dòng)的基礎(chǔ)。在HPS教學(xué)模式中,教師可以通過呈現(xiàn)科學(xué)史、科學(xué)故事,演示科學(xué)現(xiàn)象等方式來創(chuàng)設(shè)情境,導(dǎo)入新課,把學(xué)生引入情境后提出問題,引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在本節(jié)中,教師可以通過視頻演示植物細(xì)胞質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象,并創(chuàng)設(shè)如下情境:如果讓你制作一個(gè)真核細(xì)胞模型,材料有塑料袋、普通布和彈力布,根據(jù)細(xì)胞膜具有選擇透過性和流動(dòng)性的特點(diǎn),分析用哪種材料做細(xì)胞膜,更適于體現(xiàn)細(xì)胞膜的上述特點(diǎn)?為什么?……讓學(xué)生置于真實(shí)的活動(dòng)情境之中,把學(xué)生的思維引向思考細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
2.引出觀點(diǎn),啟發(fā)學(xué)習(xí),激起學(xué)生的探究欲望
提出問題之后,教師可結(jié)合科學(xué)探究過程中的經(jīng)典事件或爭論焦點(diǎn)給學(xué)生適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和提示,啟發(fā)學(xué)生針對(duì)需要解決的問題提出自己的觀點(diǎn)和解釋。教師可引導(dǎo)學(xué)生思考以下問題:①細(xì)胞膜具有怎樣的結(jié)構(gòu),才能使它具有流動(dòng)性和選擇透過性?②要研究細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu),先要弄清其化學(xué)成分。用什么方法探究細(xì)胞膜的化學(xué)成分?③細(xì)胞膜中的化學(xué)成分如何排布從而體現(xiàn)其功能的?通過以上層層深入的問題引導(dǎo)學(xué)生展開討論,提出自己的假設(shè)或解釋,引起學(xué)生的探究欲望。
3.學(xué)習(xí)歷史,演繹科學(xué)探究,感受科學(xué)研究的.過程
學(xué)習(xí)科學(xué)史,演繹科學(xué)探究過程是HPS教學(xué)模式的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。教師可以通過多媒體,呈現(xiàn)科學(xué)家的探究過程,引導(dǎo)學(xué)生一步步分析科學(xué)實(shí)驗(yàn)和結(jié)論,感受科學(xué)研究的過程與方法,體會(huì)科學(xué)研究的繼承性、合作性、修正性與發(fā)展性。本節(jié)的科學(xué)史及其中的科學(xué)方法與結(jié)論總結(jié)如下頁表1,教師在呈現(xiàn)科學(xué)史時(shí)應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科學(xué)家探究的思維和過程。
4.小組合作,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法
教師組織學(xué)生小組合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或構(gòu)建模型,驗(yàn)證自己提出的假設(shè)。通過自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或構(gòu)建模型,體驗(yàn)科學(xué)探究的方法。在講授生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型時(shí),教師可結(jié)合科學(xué)史資料,引導(dǎo)學(xué)生自己構(gòu)建細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型,并畫出細(xì)胞膜中磷脂、蛋白質(zhì)的排布方式(課后可利用廢品制作模型),學(xué)習(xí)模型方法在科學(xué)研究的運(yùn)用。
5.呈現(xiàn)科學(xué)觀念,實(shí)踐檢驗(yàn),構(gòu)建科學(xué)的概念
通過對(duì)生物科學(xué)史的演繹和學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)科學(xué)研究這一過程,水到渠成地引出科學(xué)的觀念以及對(duì)科學(xué)觀念進(jìn)行實(shí)踐檢驗(yàn)的案例,引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變?cè)械挠^念,為其構(gòu)建正確的科學(xué)概念提供思想基礎(chǔ)。例如,教師可通過動(dòng)畫展示細(xì)胞的生長、白細(xì)胞吞噬細(xì)菌、變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)等現(xiàn)象證明細(xì)胞膜的流動(dòng)性,并呈現(xiàn)細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型,促使學(xué)生在頭腦中形成對(duì)這一模型的直觀認(rèn)識(shí)。
6.總結(jié)評(píng)價(jià),鞏固深化,理解科學(xué)探究的本質(zhì)
通過對(duì)科學(xué)探究過程的梳理和總結(jié),促使學(xué)生理解科學(xué)探究的本質(zhì),體會(huì)科學(xué)探究的方法和過程,鞏固深化科學(xué)知識(shí)。教師可梳理細(xì)胞膜流動(dòng)鑲嵌模型的提出過程,引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)探究的本質(zhì),認(rèn)識(shí)科學(xué)探究過程是不斷變化不斷完善的。在評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果時(shí),可啟發(fā)學(xué)生闡述流動(dòng)鑲嵌模型的內(nèi)容或構(gòu)建有關(guān)生物膜的概念圖,并談?wù)剬W(xué)習(xí)科學(xué)史的感悟,評(píng)價(jià)其學(xué)習(xí)效果,建構(gòu)整體化、系統(tǒng)化的知識(shí)。在課程結(jié)束時(shí)可提出問題:生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型是否完美無缺?給課堂留白,引發(fā)學(xué)生勇于對(duì)科學(xué)知識(shí)產(chǎn)生質(zhì)疑和思考,培養(yǎng)學(xué)生的批判思維能力。
二、啟示與思考
通過HPS教學(xué)模式展開中學(xué)生物學(xué)教學(xué),可以促使學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí),加深其對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解,同時(shí)受到科學(xué)方法、科學(xué)精神及科學(xué)態(tài)度方面的啟迪,從而培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和科學(xué)精神,促進(jìn)其科學(xué)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)的提高。
在運(yùn)用HPS教學(xué)模式時(shí),教師應(yīng)注意將科學(xué)史與生物學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)有機(jī)融合,而不是單純地講授科學(xué)故事或追溯科學(xué)史,沖淡課堂教學(xué)的主要內(nèi)容。在引導(dǎo)學(xué)生通過科學(xué)史得出科學(xué)結(jié)論過程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)科學(xué)思維的關(guān)注,避免將知識(shí)直接拋給學(xué)生,把科學(xué)家的探究過程轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)學(xué)生解決問題、形成科學(xué)概念的過程。
同時(shí),在生物學(xué)課堂教學(xué)中運(yùn)用HPS教學(xué)模式需要對(duì)科學(xué)史內(nèi)容有深刻的認(rèn)識(shí),教師自身也需要加強(qiáng)在科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)方面的知識(shí)和素養(yǎng)。
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