发布时间：2023-09-14 17:29:05
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的生物科学和生物学样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
【摘要】在生物教学中采用丰富多彩的形式，多层面、多角度地激发学生的兴趣，让学生学得活泼，兴趣不衰，才可以让学生在兴趣中成长，在兴趣中思考，不断提高学生的探索、分析、归纳、综合的能力，有效提高其生物科学素质，从而提高教学质量和教学效果。
1.引言
兴趣是获得知识的内在动力，很大程度上影响着学生的学习行为与效果。如果学生对所学学科兴趣浓厚，学业成绩一般比较理想。因此，在教学中努力激发、调动学生的学习兴趣，成为教学研究的重要课题之一。对于当前的初中生物学科的教学而言，由于生物学科通常不归入升学考试而遭到学生、家长、学校领导一定程度的轻视，这种情况下培养学生自发学习生物学科的兴趣就显得尤为迫切。
2.培养学生兴趣的途径
理想的生物教学是智力因素和非智力因素同步发展的过程，在众多的非智力因素中，兴趣是学生接受教育的感情基础，是非智力因素中最为活跃的一个入门的向导，是学生探求知识、促进思维发展的巨大动力。因此，在教学中对学生学习兴趣的培养是非常重要的。教师应从以下几方面着手：（1）激发学生对生物学科的兴趣。教师在进行教学前，多收集有关生物科学成就及发展前景，生物技术应用，生物科学中存在的未知领域等知识，在第一堂生物课上作适当介绍，可以有效地激发学生的求知欲望。例如人体器官因发生了不可逆转的病变，生命受到威胁时，挽救生命的重要方法就是器官移植。为了解决器官的来源问题，也为了预防移植后出现的排异现象，科学家们采用基因工程方法培育出带有人类某些基因的动物。经过基因工程改造的“猪心”、“猪肾”等，有望在不久的将来进入人体执行正常的生理功能。又如模拟细胞膜结构研制成的“生物导弹”将会广泛应用于众多疑难病症的治疗。“导弹”的外衣是磷脂双分子层，“子弹头”是蛋白质，把“生物导弹”注射进人体血液后，“子弹头”就会发挥识别作用到达病变部位，“导弹”随之定向爆破，施放药物，杀死病毒或癌细胞。目前治疗乙肝、肝癌、结肠癌的“导弹”已研制成功，经手术和“生物导弹”治疗的肝癌病人寿命已延长五年以上。通过这种潜移默化的熏陶，学生对生物学知识会产生浓厚的兴趣，使他们关注生物学发展的动向，激励他们走进生物科学研究的行列，为生物科学的腾飞贡献力量。（2）通过直观教具和演示实验，提高学生兴趣。在教学中，对一些抽象的、繁杂的知识点，教师应用直观的教具和形象的语言进行辅助教学，化繁为简、直观形象的教具能使用使学生易于掌握，从而降低难度，增加学生的兴趣。例如讲述植物细胞吸水、失水的条件时，教师通过实验演示萝卜条在清水、盐水中浸泡后的硬度对比，便可充分说明当细胞所处外界环境溶液度大于细胞液时细胞失水，反之则吸水。又如在讲述心脏结构时，教师可运用心脏模型进行讲述，让学生易于理解和掌握。（3）通过对学生思维能力的培养，巩固学生兴趣。浓厚持久的学习兴趣不能仅凭表象的刺激，而在于不断提出问题，在好学深思中不断发展深化。因此，在生物教学中要注意设疑集思，促进学生理解知识，培养良好的思维能力。例如讲光合作用时，可围绕中心巧设问题串：植物的生长需要哪些物质？这些物质来源于哪里？光合作用的原料、条件“产物”各是什么？叶片有哪些结构与光合作用相适应？为什么光合作用在生物界甚至整个自然界中有着十分重要的意义？这样的问题串会让学生积极思考，启发学生思维，巩固学生的学习兴趣。（4）联系实际，实现知识迁移，发展学生的学习兴趣。学以致用，把所学到的生物学知识运用到生活中，才能体会到生物学知识的重要性，才能使学生的学习兴趣向更高层次发展。例如学习了血压测量法、听心音等知识后，笔者组织学生利用课外时间为学校师生测量血压、检测心跳等。学生群情振奋，很多学生边检测边向师生们介绍血压、心跳正常值，真像一个个小医生，每一个学生脸上都洋溢着自信、兴奋的神情，把所学知识运用到了生活中，既实现了知识的迁移，又让学生充满了成就感，充分调动了学生追求知识的积极性。（5）充分利用情感教学。古语有云：“亲其师，信其道。”这句话道出了亲切和谐的师生关系对培养学生学习兴趣的作用。爱护学生，关心其学习与生活，对于心理发育还不成熟的初中学生，更能起到“爱屋及乌”之效。利用情感教学，可以充分调动学生的积极情感，使学生获得学知识的乐趣和学生物的兴趣。教师一定要把情感教育贯穿到每一个教学环节中，激发学生爱的情感，为学生学习兴趣的萌生营造一个良好的氛围。
【参考文献】
［1］严加红.现代教育管理引论.江西高校出版社，2002.
在新的生物课程中常常提到――科学素养,科学素养主要由科学品质、科学知识、科学能力、科学方法、科学意识等要素构成,其中,科学品质是具有良好科学素养的关键所在。谈谈我们在培养学生良好的科学品质方面的几点体会。
1.激发学生的爱国热情
在中学生物学教学内容中,有许多爱国主义教育的素材。新教多处涉及我国古今生物科学的成就,这些成就就是一份爱国主义的好素材,充分利用起来有利于学生增强爱国信心,立志为国争光的决心。
在教学过程中,我有意识地收集了一些资料,如我国最早的诗歌总集《诗经》中记载了200多种植物,说明我国是研究和利用植物最早的国家;明朝李时珍编著的《本草纲目》,不仅是药物学专著,也是植物、动物、矿物专著,他对植物分类的方法经西方植物分类创始人林耐要早一个半世纪,他的这部巨著被译成十几种文字,被称为“东方医学巨典”。近代,被国际上誉为“杂交水稻之父”的袁隆平培育出的新型水稻----杂交稻,已经跨入世界优良稻种的前列;童第周用细胞核培植的新方法,培养成功一种似鲤非鲤、似鲫非鲫、生长快,又能正常繁殖后代的新型鱼----“童鱼”, 我国科技工作者在探索生命起源问题上取得了巨大的成就。由六国科学家组成的人类基因组计划研究,我国是参与其中的唯一发展中国家等等。这些材料让学生了解到我国古今现在生物学研究的巨大成就和对世界的重大贡献,从中领悟到我国灿烂的历史文化,激起强烈的爱国主义热情。
结合我国有丰富的动植物资源。例如,高等植物有3万多种,有些还是我国的特产,如银杉、水杉、珙桐等;陆栖脊椎动物种类占世界10%左右,其中有些还是我国的特产珍稀动物,“世界宠儿”――大熊猫、“草原荒漠中的珍稀宝物”――野马、野驴、野骆驼都产于我国。我国有淡水鱼类600多种,海洋鱼类1500多种,“混合放养”堪称世界生态养鱼的杰作。我国还是世界上鸟类最多的国家之一。这些丰富的植物资源是自然界给我们留下的一笔财富,作为一个中国人,我们不仅为祖国的灿烂文化而觉得骄傲和自豪,还应为纷繁的动植物所装点的锦绣河山而觉得无尚的光荣。
生物学的发展史也是进行爱国主义教育的极好教材。中华民族是一个充满智慧的民族,我国劳动人民早在四千多年前,就利用微生物的特性,在不完全灭菌的条件下,培育出具有优良的菌种,用以酿酒、制醋、酱等,这是我国人民在酿造工艺上的独特贡献。早在六世纪,我国人民就应用根瘤菌的作用服务于农业生产,而西方采用轮作制则是十九世纪三十年代后的事。这些数据、事实,都是向学生进行爱国主义教育的好材料,能激发学生的民族自尊心、自信心,激发学生的爱国热情。
2.培养学生形成良好的道德观念
良好道德观念的形成在人生路途中起着重要的导航作用。《血液》一节中关于血型、血量与输血的知识;《细胞分化、癌变和衰老》中对具有潜在分化能力的造血干细胞―――红骨髓、脐血移殖等知识的引入可以增强学生正确形成义务献血、捐献骨髓等人道主义思想。在克隆技术与器官移殖的重大成果的介绍的同时,及时引导学生对器官移殖、克隆“人”等形成符合社会道德规范的认识。通过性染色体对性别决定的知识和对多指遗传、白化病遗传、色盲遗传等知识的学习,使学生明白近亲结婚的危害,充分认识到我国《婚姻法》中明确规定禁止近亲结婚对提高人口素质具有重大意义,从而让学生今认识到优生优育、计划生育既是我国国情的需要,也是每个人的切身健康和利益的需要。在《病毒》一节中融入艾滋病毒的感染途径及危害的有关知识,及时培养学生良好的道德意识,以及科学地对待艾滋病,并对艾滋病人给予理解与关爱。在这些知识点的教学中及时融入道德观念的教育,有助于学生在学习知识的过程中逐步形成有道德、有文化、懂科学的新时代合格公民。
3.倡导探究性学习,培养学生自主、合作的精神
倡导探究性学习,力图改变学生的学习方式,引导学生主动参与,乐于探究,勤于动手,逐步培养学生收集和处理科学信息的能力,获取新知识的能力,分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力等,突出创新精神和实践能力的培养。被动接受转变为主动参与,只有积极、主动、兴奋地参与学习过程,学生个体才能得到发展。实践证明,学生参与课堂教学的积极性,参与的深度与广度,将直接影响到课堂的教学效果。 纯个体学习转变为小组合作学习,通过学生发言、踊跃质疑、耐心聆听、积极探讨来完成。成功的合作学习不但培养了学生人际交往技能,使学生学会交流、学会参与、学会倾听、学会尊重他人,而且还培养了学生的团队合作精神。
4.进行生物进化观点和生态观点教育,培养学生科学的世界观
生物进化理论,从它诞生的那一刻起,就开始了与“特创论”的殊死搏斗。生物进化理论是在斗争中成熟,在斗争中完善,在斗争中逐渐获得人们的普遍认同的。通过对生物进化一章的理论知识的学习,使学生认识到地球上的生命是由非生命物质经过漫长年代逐渐演变而来的,地球上现存的这些丰富多彩的生物它们是由共同的祖先经过漫长的年代进化而来的,人类是由森林古猿进化而来的。学习了这些内容后,让学生形成坚定的认识:地球上的生物包括人不是由神创造的。并且结合当前思想领域中批驳“”的运动,使学生认识到的荒谬以及危害,同时,也能理解支持中央批判、取缔组织的英明决策,自觉地坚持唯物主义,反对唯心主义,以达到培养学生科学世界观、破除迷信观念的目的。
关键词：生物课堂；生物教学；措施
生物是学生在高中阶段学习的一门重要的基础学科。在目前主要还是应试教育的局面下，多数学生觉得生物需要记忆的东西多，理解的东西少，因而感到生物就是背，联想到自己学习生物也有类似的感觉。生物需要记忆的东西多，学生学习兴趣不高仍然是一个普遍现象。如何发挥教师的创造力，提高学生的学习兴趣，确实把活生生的生物讲“活”，是吸引学生的关键所在。下面就如何激发学生学习生物的兴趣谈谈自己的体会。
首先，教师应该用心感悟纷繁的生物界，热爱生物，并将感悟到的东西贯穿在整个教学过程中。生物界缤纷多彩，生物科学是近半个世纪发展最快的学科，任何完美的教科书也不可能包容所有的生物知识。作为本科毕业的教师，如果不继续学习，不热爱生物这门科学，知识很快就会老化，跟不上学科的发展，所以，作为知识传播者的中学教师，要不断追求新知识，了解生物相关学科的最新进展，特别是每年度诺贝尔奖获得者的重大科学成就；了解年度国际、国内重大科学新闻，平时注意主要媒体的新科技介绍；重新感悟在大学阶段学过的知识。很多知识，当时就事论事地学过，但是后来有了更深刻的理解，比如，DNA复制，为什么要先复制出有一定差错的新链，而不是复制出绝对没有错误的链？这其实是一种解决问题的方案，即先走过去，回过头来再校对，如果在第一时间保证复制很高的准确率，过分追求完美，那么DNA链在反复校对中延长将非常缓慢；DNA新链有若干起点也是保证合成效率的一种机制，此种方案在解决日常生活中遇到的问题同样有启发意义，就像修一条公路，为了在短时间内使公路贯通，应该在不同地点同时开工建设一样；再如，SOS修复和“好死不如赖活着”也有异曲同工之妙。细胞能量转换体系实际上是膜系统将细胞分割成能量不同的区隔，当能量流跨过膜系统时就发生了能量转换，这和水力发电有几分相似。学习生物重要的是向大自然学习，我国东北部最高峰太白山海拔3767 m，植物垂直分布明显，去那里旅游可以学到很多教材上没有的东西，如，太白山金背杜鹃和冷杉在一定区域都是优势种群，它们形成优势种群的机制很不一样。金背杜鹃出苗后，叶片平铺散开，光线几乎不能透到地面，其他植物种子即使发芽，没有光线，也没有了生存机会，待长起后，金背杜鹃枝干又歪歪曲曲，茎干直的植物也几乎无法穿过密密实实的杜鹃林形成扭曲空间，而长不起来；而冷杉林，小树苗一出来就使劲往上蹿，接触不到阳光就会死亡，让人不禁感慨，每种植物都是哲学家。将这些东西介绍给学生，确实可以引起学生对生物学习的兴趣。
有了这些感悟，还需要教师有意引导学生仔细观察体会自然界的绝妙之处，认识每一种生物能够在生态系统中占有一席之地的内在原因。学生学习繁忙，不可能有很多时间考察自然界，但周围都是生物，自身也是生物，在教学中贯穿学生熟悉的例证，探讨植物生命现象的本质；让学生根据自己的思维活动，猜想大脑活动的秘密；根据自己的经验探讨做梦的原因和可能机制；广开学生思路，从青春期发育和学习动物的发育过程，让学生感觉到我们就是生物，我们处于生物的包围之中，从而养成热爱生命、尊重生命、保护环境的习惯。
积极开展课外活动，组织课外兴趣小组，充分利用现有的多媒体软件，不定时让学生观看国内外有关的科学专题。例如，“Discovery”这个专题节目有关大脑、植物繁殖、动物迁徙等科学性和趣味性都很强的节目，使学生了解我们没有接触过的更奇妙的自然，极大地开阔了学生的视野，使他们在欢快愉悦的课堂氛围中完成学习任务，增强学生的学习动力。与此同时，根据物候变化，结合课堂教学内容，及时带领学生观察周围动植物的生长和繁殖情况，让学生切身感受到生物是一门有哲理性和实用性的学科。
一、重视实验,培养学生观察力、动手能力和思维能力
有识之士都认为,有标本就不用挂图,有实物就不用标本,有动手实验就不用实物。让学生多动手、多做实验其意义远比让学生弄清实验原理本身要好得多。学生亲自动手实验,能大大激发兴趣,通过实验操作发现新问题。
实验教学可以帮助学生形成生物概念,理解和巩固生物知识,同时也培养学生敏锐、细致的观察力和分析问题、解决问题的能力。我认为在生物实验中培养学生的观察能力要做到如下几点:
1.激发兴趣。美国心理学家布鲁纳说:“最好的学习动因是学员对所学材料有内在兴趣。”启发学生积极生物的自然变化规律。兴趣是最好的老师,只有培养好学生的兴趣,才能使学生化被动学习为主动学习。
2.操作正确规范,指导学生观察。在演示实验中,教师应向学生介绍仪器的使用规则、操作方法,提出注意事项,最重要的是要指导学生仔细观察实验的每个细节乃至全过程,并恰当地解释实验现象。
3.明确目标,系统观察。我想很多学生学习动力不足是因为他们不知道为什么要学,学什么和怎么学。所以,在生物实验中必须使学生明确所要观察的内容和观察的范围,明确通过观察要获得哪些资料,解决哪些问题;拟定好观察计划,制定观察程序,引导学生进行系统的层次清晰的观察、思维,进行积极自觉的观察,才能使他们获取正确的信息,发展思维,获得知识,掌握技能。
4.适当地组织竞赛活动。对于实验完成较好的同学,教师可当场给予表扬,增强同学们之间的竞争意识,促进同学们认真完成实验。
二、创设情境,以多样教学形式诱发、激励学生的学习兴趣
在教学中,我充分利用生物学本身独具的内容丰富、趣味性强等特点,努力挖掘各种趣味因素,创设情境,以各种教学形式诱发、激励学生的学习兴趣与求知欲望,使他们由被动的“要我学”转变为主动的“我要学”,从而搞活教学,取得良好的教学效果。
1.妙用诗词俗语激发兴趣。古往今来,不少文人墨客写下了许多脍炙人口的诗词,赞美自然界生物,课堂上有针对性地选择一二,插入某些课中,既可丰富教学内容,又可激发学生的学习兴趣。例如,“野火烧不尽,春风吹又生”形象地描述了草原生态系统的恢复力、稳定性。“满园春色关不住,一支红杏出墙来”把植物的向光性描述得非常准确。这样的诗词,只要我们平时注意收集,在课堂上巧借善用,就能使生物课变得生动,也能提高学生的学习兴趣。
此外,适当引用成语、谚语,也能增强学生的兴趣。例如,“螳螂捕蝉,黄雀在后”来描述食物链的关系,通过“树蝉螳螂黄雀”这一食物链的有机联系,引申出生态系统中的物质和能量的传递过程,使学生听来有趣,简明易懂。利用“人往高处走,水往低处流”解释水是顺浓度梯度进行运输的,这样学生释然,既提高识记和理解,又增强趣味性。
2.加入奇闻趣事引起兴趣。在生物的王国中,有着数不尽的奇闻趣事和探索不尽的奥妙。这些恰是学生极感兴趣、乐于汲取的知识养料。结合教学内容,适当介绍一些植物的生活、繁殖特点,动物的觅食、争偶、护幼、御敌的趣事,例如,在讲解“生态系统的信息传递”时,介绍蜜蜂通过跳舞传递信息、孔雀开屏进行求偶及现在农业生产上利用信息控制产量等,教师通过形象地讲述,使学生听起来乐此不疲,充分感受到生物学习的乐趣,同时,也拓宽了学生的知识面。又如在讲“遗传”时,我给学生介绍一则小故事:美国的一位舞蹈女明星,拒绝了许多风流潇洒的公子哥们的追求,却写信向长相普通、不修边幅的科学家爱因斯坦求爱。她写道:“如果我们结婚,我相信我们的后代一定会像您那样的聪明,像我一样的漂亮。”请问:“如果他们结了婚,她能梦想成真,遂其心愿吗?”同学们议论纷纷,虽答不全,但对此都产生了浓厚兴趣。趁此时机,我再由浅入深,层层分析基因组合的特点和结果,同学们听来饶有兴趣,收到了事半功倍的教学效果。
3.课堂抢答,引发兴趣。中学生争强好胜心理特强,将“竞争机制”引入生物教学中,对激发学生兴趣有极强的催化效果。对此,通过小组合作,以小组为单位,课堂提问或复习以每组轮流回答或抢答的形式展开,答对的给予鼓励。课堂抢答,激发了学生显示自我、争胜好强的意识,人人积极思索,举手抢答,课堂气氛显得异常活跃,学生的激情也淋漓尽致地表现出来,而且有利于巩固知识。趣味教学的目的,在于激发、培养学生的学习兴趣,调动学生学习的积极性,提高课堂教学效果。因此,在教学中教师要善于将趣味性与课堂内容有机地结合起来,将知识点与学生实际需要有机地联系起来。而且应根据学生的接受能力,掌握好难易程度。
三、联系实际,激发学生的学习兴趣
关键词 科学史教学 生物学教学 科学方法
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
在人教版现行的高中生物教材中许多章节都渗透着生物科学史的内容。无可厚非，科学史的教育在培养学生的情感、态度与价值观的目标上有着举足轻重的作用。例如，体会研究生命科学的价值，感受科学家们崇高的精神境界，养成敢于质疑、严谨求实的科学态度，培养探究意识和创新精神等。然而如何让生命科学史教育在知识与技能、过程与方法这两个维度的教学目标中也充分体现其价值，则值得教师探索和追寻。
利用科学发展史，能为素质教育课堂服务，充分培养和提高学生的科学探究能力和生物科学素养，实现教学模式和学习方式的重大变革。笔者结合教学实践，以必修二《遗传与进化》中的几节课的教学设计为例，谈谈如何将科学史融入课堂教学。
1 在科学史中领悟科学方法，并实现方法的迁移运用
从“孟德尔的豌豆杂交实验”到“基因在染色体上”，实现假说-演绎法在遗传学上的迁移运用。
孟德尔两大遗传定律的发现离不开科学的实验设计程序以及重要的研究方法——假说-演绎法。孟德尔先进行了一对相对性状的豌豆杂交实验，用纯种的高茎豌豆与纯种的矮茎豌豆杂交，发现子一代全是高茎的；接着让子一代的高茎豌豆自交，得到的子二代中有高茎也有矮茎，并且出现3∶1的性状分离比。他在实验和观察的基础上发现并提出问题：子一代为什么全是高茎，矮茎性状哪去了？为什么子二代中又出现了两种性状，并且分离比都接近于3∶1？他对提出的问题尝试作出回答，即作出假设：“在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。”提出的假说不仅要合理地解释已有的实验现象，还必须能对其他的实验结果进行预测。在此基础上，他又设计了一个测交实验，实际上也就是演绎推理的过程，用提出的假说预期测交实验（F1与隐性纯合子杂交）的结果。最后孟德尔通过实施测交实验，观察、测量实验结果，与预期进行比较，从而对假说的正确性作出判断：如果实际结果与预期结果相符，就可以证明假说是正确的；否则，就说明假说有弊端，须修正和补充。
在学生体验了假说-演绎法之后，教师可引导学生继续将这种研究方法应用于“基因在染色体上”的学习，作为教师贯穿教学的主线索。萨顿发现基因和染色体的行为在形成配子和受精过程中存在明显的平行关系，从而推出基因在染色体上。这就是发现并提出问题的阶段。随后摩尔根利用果蝇进行了杂交实验。他将红眼雌果蝇与白眼的雄果蝇杂交，子一代无论雌雄个体全为红眼，于是他让子一代果蝇自由，子二代中出现红眼果蝇和白眼果蝇，比例为3∶1，但白眼果蝇全是雄性的。此时根据实验结果，可以引导学生思考：果蝇颜色的遗传是否符合孟德尔的分离定律？（符合，子一代只出现显性性状——红眼；子二生性状分离，且分离比为3∶1。）但是在该实验中，白眼的性状又与性别相关联，这说明了什么？（说明控制眼色的基因位于性染色体上。）接着引导学生分析，有哪些可能性？分析可能有三种情况：（1） 控制眼色的基因在X、Y染色体上都有；（2） 控制眼色的基因在Y染色体上，X染色体上没有；（3） 控制眼色的基因在X染色体上，Y染色体上没有。然后引导学生针对每种情况再具体分析：（1） 控制白眼的基因是偶然发现的，很可能是基因突变，如果X、Y两条染色体上都存在控制眼色的基因，同时发生突变的概率是很低的；（2） 如果控制眼色的基因只位于Y染色体上，而X染色体上没有，理论上子一代中的雄性个体也应该有白眼的个体，与实验结果不相符；（3） 剩下最后一种可能性——控制眼色的基因在X染色体上有，Y染色体上没有其同源区段。按照最后这种可能性画出遗传图解，发现可以合理地解释摩尔根实验的结果。这是提出假说的阶段。然而到这里是不是就意味着假说成立了？学生在此之前学习孟德尔遗传定律时已经体验了假说-演绎法，自然明确还要设计测交实验进行检验，才能验证假说的正确性，这样才构成了假说-演绎法的完整环节。
从萨顿到摩尔根，最后证明了“基因在染色体上”，这个探索历程就是假说-演绎方法的再次应用。通过孟德尔遗传定律学习过程中假说-演绎法的初体验，到学生能模仿、追随科学家的设计思想，亲自尝试科学研究方法的运用，充分发挥了学生的学习主动性及探究能力。
2 通过还原科学史，加深学生对生命本质的理解和认识
DNA分子的双螺旋结构模型对于高中学生来说，是一个微观抽象的概念。在教学中如何化微观为宏观，化抽象为形象，是教师面临的一项挑战。利用科学发现史配合模型建构的教学方式，帮助学生身临其境地体验DNA分子模型的建构过程，从而加深其对DNA分子结构的理解。
首先教师为学生创设问题情境：20世纪30年代，科学界对DNA的认识基础是：“组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，一分子脱氧核苷酸是由1分子磷酸、1分子脱氧核糖和1分子含氮碱基组成”。由于组成DNA的含氮碱基有四种，因此脱氧核苷酸也有四种。让学生利用模具进行相应的拼接，这是模型建构的第一步——建构脱氧核苷酸的模型。
当时的人们还知道，DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链，每个脱氧核苷酸通过磷酸与上一个脱氧核苷酸的脱氧核糖相连，并通过自身的脱氧核糖与下一个脱氧核苷酸的磷酸相连。接着让学生在前面的基础上把单个脱氧核苷酸串成一条脱氧核苷酸链，这是模型建构的第二步。
接下来是模型构建的第三步——建构DNA的空间结构，要解决如下几个问题：（1） DNA分子是几条链构成的呢？根据威尔金斯和富兰戈林提供的DNA的分子X射线的衍射图谱，科学家得出DNA分子呈螺旋结构，同时测算出DNA分子即使翻转180°，看起来还和原来一样。在此基础上引导学生分析，脱氧核苷酸链是有方向的。如果DNA是一条链组成的，不可能得出这样的结论；如果DNA分子含两条链，同向排列依然与该结论不符；如果DNA分子由三条链组成，无论方向如何，翻转180°后都不可能与之前相同。因此推出DNA分子由两条方向相反的链组成。（2） 两条链中碱基排列在外侧还是内侧呢？教师提供当时的研究资料：碱基具有疏水性，磷酸和脱氧核糖具有亲水性。启发学生参考前面学过的细胞膜流动镶嵌模型中磷脂分子的排布方式，类比推理得出结论：碱基排列在链的内侧。事实上，当时富兰克林根据X射线的衍射图谱，也推算出磷酸和脱氧核糖应排在外侧。（3） 碱基如何配对呢？是相同的碱基配对（如A与A配对，C与C配对）？还是同类碱基配对（如嘌呤与嘌呤配对，嘧啶与嘧啶配对）？还是其他的情况呢？根据当时科学家们提供的数据：嘌呤碱基在分子结构上要比嘧啶大。而且此时查哥夫又带来了一个重要的信息：腺嘌呤的量总等于胸腺嘧啶的量，鸟嘌呤的量总等于胞嘧啶的量。于是到这里，学生们基本可以想到，A与T配对，G与C配对。
最后教师引导学生在已获得的知识基础上继续建构DNA的空间结构模型。
通过还原DNA分子双螺旋结构模型的发现历程，让学生亲身体验并参与了模型建构的过程，不但使学生深刻地掌握了与DNA分子结构有关的知识，还增强了其处理科学信息的能力及动手能力。
3 在科学史教育中渗透实验设计的一般原则和技术手段，提高实验探究能力
有人说，科学史的教学是“纸上谈兵”，没有真刀真枪的演练无法真正达到实验探究的效果。但笔者认为，如果科学史教育应用得当，即使没有实验操作，也可以达到探究效果，同样可以培养学生的实验设计能力。例如在发现“DNA是主要的遗传物质”的探索历程中，几位科学家的实验研究中就渗透着实验设计的一般原则，如对照原则、控制单一变量原则、排除干扰因素原则以及如何选材的原则等。
“DNA和蛋白质，究竟哪一种是遗传物质”，这曾经是生物界争论的焦点。进行科学研究时首先遇到的问题是选择合适的实验材料，这是实验取得成功的关键。教师引导学生思考：所有的生物都含有蛋白质和核酸，选择什么样的生物作实验材料比较合适呢？（低等的、简单的生物，诸如细菌、病毒等。因为生物的结构简单、含有的物质少，分析起来简便、快捷，比较容易得出结论。）不难总结，几位科学家在选材上也都注意到了这一点——格里菲思和艾弗里用肺炎双球菌做实验材料，赫尔希和蔡斯用T2噬菌体侵染细菌，以及后来格勒和歇莱姆用烟草花叶病毒证明RNA是遗传物质。
格里菲思进行的肺炎双球菌的体内转化实验中四个组的不同处理明显用到了对照的方法，从中得出结论：“已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质——‘转化因子’，这种转化因子将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌”。因为细菌细胞内含有多种物质，所以格里菲思并不清楚转化因子是什么。
随后艾弗里及其同事对S型细菌中所含的物质进行了分离提纯，分别将S型细菌的DNA、蛋白质、荚膜多糖以及S型菌DNA和DNA酶的混合物加入含有R型菌的培养基中，结果发现只有分别加入DNA的那一组实现了细菌类型的转化。正是因为艾弗里在实验设计的过程中渗透着对照的思想，严格控制单一变量，排除各种成分彼此之间的干扰，才让他们找到了答案：DNA是转化因子。在那个时代，人们宁愿相信结构复杂的蛋白质可能是遗传物质，以至于很多人不肯正视艾弗里的实验结果，质疑的理由是：艾弗里的实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质。但是我们今天回望，应当给予艾弗里的研究一个客观的评价：虽然实验中提取的DNA纯度不够高，但是艾弗里最后一组实验除了DNA，还加入了DNA酶，它可以降解DNA，使S型菌的DNA不能再进入R型菌体内发生转化。这实际上是反证法在生物学中的运用，从侧面证明了遗传物质是DNA，只有DNA才能起到转化作用。总结艾弗利的实验，把S型细菌内的各种物质提纯，分离开来研究，体现了排除干扰因素的设计原则；将多个变量分解为单一变量进行研究，这渗透着分组对照和控制单一变量的实验设计原则；最后利用反证法的思想进一步证明结论。
随后赫尔希和蔡斯在1952年用同位素标记技术，进行了T2噬菌体侵染细菌的实验。他们选择了32P和35S这两种同位素分别对噬菌体的成分标记。在此提问启发学生:为什么选择这两种同位素？它们分别标记的是什么成分？改用14C、3H、18O、15N标记可以吗？学生通过分析明确，科学家的设计意图是把DNA与蛋白质分开来单独研究。用35S标记一部分噬菌体的蛋白质，用32P标记另一部分噬菌体的DNA，然后将这两批噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，经过短时间的保温后（让噬菌体在细菌细胞中繁殖），用搅拌器搅拌、离心。由于噬菌体比细菌小得多，搅拌可使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离，离心后浮在上清液的是留在大肠杆菌细胞外游离的噬菌体部分，而沉淀物中主要是细菌及细菌内新形成的噬菌体。接着检查上清液和沉淀物中放射性物质的高低以及子代噬菌体的放射性情况，并进行分析，最后得出结论：噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部，只有噬菌体的DNA才进入细菌体内，即噬菌体在细菌体内的增殖是在DNA指导下完成的。
事实上，赫尔希和蔡斯与艾弗里采用的方法不同，但却有着相同的设计思路：都是设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地观察它们各自的作用，排除彼此之间的干扰。
而后1957年格勒和歇莱姆用烟草花叶病毒进行了实验。烟草感染了它以后，叶子上会出现病斑。这种病毒只有蛋白质外壳和内部的RNA，并不含有DNA的成分。这与艾弗里、赫尔希和蔡斯在实验设计思路上也有异曲同工之妙——将该病毒的RNA与蛋白质分开来研究。从病毒中提取出的蛋白质不能使烟草感染病毒，但从中提取中的RNA却可以，可见RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。
《普通高中生物课程标准》在“实施建议”环节中提出要“注重生物科学史的学习”。它指出：“科学是一个发展的过程。学习生物科学史能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研究的方法，学习科学家献身科学的精神。这对提高学生的科学素养是很有意义的”。教师在教学过程中要善于发掘和利用生命科学史的教育价值，为课堂教学服务，让学生科学理解生命的本质，领悟科学研究方法并尝试其在科学研究中的应用，提高实验探究能力和科学素养。
参考文献：
1 上课之前要认真预习课本知识
很多同学都认为，高中课程太紧，根本没有时间预习，而且只要上课时好好听讲了，预不预习根本没关系。其实，这是一种错误的想法，任何课程在上课之前进行预习，都能够帮助学生更好地学习好本节课所要讲述的内容，高中生物课同样如此。如果真的觉得学习重，那就可以灵活地制定预习时间，当时间比较宽松时，预习得可以细致一点，当时间比较紧时，不妨把要学习内容读上一遍就可以了，因为这样可以对所学内容有一个大概的认识，在上课时不至于一头雾水，可以为在课堂上听懂老师的讲解做一个很好的铺垫。我在讲课的过程中，发现那些凡是在课下对将要学习的知识进行了预习的学生，在上课时总能很好的跟着老师的思路来进行学习，而那些没有预习的学生学习起新知识来明显地要更费力一些，因此，在课前让学生进行简单的预习是很有必要的。
2 上课时要认真听讲，记好笔记
有的同学认为，不管学习什么知识，即使平时学的再好，经过一段时间也会遗忘的，因此，平时上课学的差一点也没关系，只要在复习时抓紧就一定没有问题，其实这种想法是不对的。因为，如果一个学生在平时上课不好好学习，即使在最后复习很多遍，效果也不会很好，而且复习时还会很费劲。相反，如果他在平时好好学习，即使遗忘了某些知识点，只要一复习，那些被忘记的知识点就会马上被想起来。所以，在进行生物学习时，学生在上课时应该好好学习，不要害怕知识点会被遗忘。
在课堂上认真听讲最应注意的一点就是，一定要跟着老师的思路走，不要走神。当遇到某些不懂的问题时，可以做好标记，等老师讲完课以后再进行思考或向老师请教，千万不要停下来自己去想，否则就会错过老师对其他知识点的讲解，得不偿失。我原来就遇到过这样一个学生，他学习非常认真，就是爱钻牛角尖，当上课时遇到老师所讲的某一个问题跟自己想得不一样时，他就会完全陷入对这个问题的思考中，再也没有心思学习其他的了，因此明明是一个学习比较好的学生，但成绩就是提不高。当我发现他的这个问题后，就经常与他谈话，告诉他这样的学习方法是不正确的，课上有什么问题可以留到课下和老师一起解决，否则会耽误对很多别的知识的学习的。经过几次谈话，他终于改掉了钻牛角尖的毛病，学习成绩有了明显提高。
3 课后要做好对知识的整理，并要进行巩固练习
要想学习好生物，在课后学生还应及时对照教材对课堂笔记进行梳理和补充，这个过程可加深学生对知识的理解和记忆，并能将知识转化为能力。整理好知识以后，还要进行对知识的巩固练习，应先用5到10分钟的时间将课上内容回顾一遍，然后开始进行相应的课后练习，这样比直接做练习，效果要好很多，可以更好地巩固本课所学的知识。尤其是当学生学习了几课的内容之后，要及时的对这几课的知识进行归纳总结，这是一种很好的学习生物的方法。我班上就有这么一个同学，他每学完几节课的知识之后，就会将这几节课的知识进行整理归纳，除了平时的笔记本之外，他还特地准备了一个本子整理这些知识。经过这样的整理，这些生物知识就在他的头脑里形成了一个系统，对于他来说，学习生物就一点也不费劲了。每次考试之前，他只要拿出自己的整理本来，将上面的内容进行全面复习就可以了，不像其他的同学，又是翻书，又是看笔记的，还经常忘记某一知识点到底是在书上还是在笔记本上。我把这个同学的方法在全班进行了推广，收到了很好的效果，很多同学都觉得经过整理，不再觉得生物知识杂乱无章了，复习时也不再害怕会把某个知识点给丢了。
4 要重视对观察和实验的学习
1.明确观察目的和任务
观察是人对客观事物的一种生动的感性认识形式，它往往通过多种感觉器官的联合活动，并在思维的参与下进行的。在观察时，必须对观察者预先提出一定的目的或任务，拟定一定的计划，按计划仔细地观察，提出问题，寻求某种答案，这样才能保证注意力集中在所要观察的事物中。首先必须让每个学生亲自去做每一个实验，确保每个学生都动手，如显微镜的使用，装片的制作等是生物实验的基本功，尤其是显微镜的使用，直接关系到实验的成败，例如：制作洋葱根尖有丝分裂装片得经过解离漂洗染色制片，这几个复杂过程，最后在显微镜下观察，如果显微镜不能正确熟练使用，装片做的再好，也观察不到应有的现象，使实验前功尽弃，所以实验前，单独拿出两节课进行基本功训练，使每位学生对显微镜的使用达到熟练程度，从镜头的安装，视野的调节，装片的安放到观察方法都能熟练准确进行。
2. 培养学生科学的观察方法和求实态度
在实验前教师首先对实验的关键步骤深入挖掘，提出问题，这些问题是教材上没有现成答案的，必须通过亲自实验观察、动脑才能得出结论，这样学生观察能力的提高，有赖于正确的观察程序和方法，教会学生用正确的方法进行观察，对培养学生观察力是很必要的。教师要指导学生全面进行观察，抓住事物的各个方面及其发展变化的全过程，这样才能达到认识事物的目的。
学生带着问题去观察，有目的去思考，培养了学生认真观察和认真思维的能力，这样教师在实验前启发，学生带着问题去观察思考，学生将观察和思维活动紧密结合起来，提高了学生的观察思维能力。
3. 锻炼学生在实验中得出实验结果的能力
实验完成后对实验结果的分析也是提高学生能力的重要环节，对实验现象明显，效果好的装片，让全班学生对比看，对实验效果差的同学，不急于指出毛病出在哪，而帮助他们分析没能达到预期效果的各种可能情况，让他们自己找出失败的原因，从而提高学生分析问题的能力。在今后的实验中，学生都能认真对待每一步骤，主动提出问题，如某一步骤为什么要这样操作，如不这样会怎样，对实验的某一部进行改革，增强了学生实验的兴趣，也培养了解决实验问题的能力，所以我鼓励学生敢于对实验进行改革，使学生获得了成功的喜悦，增强了兴趣，同时也提高了能力。
通过对学生实验基本功的训练，让学生带着问题去观察，以及注重实验结果，分析和改进，确实提高了学生的操作能力，观察和思维能力，以及解决实际问题的能力，通过生物实验，也培养了学生严谨踏实的科学态度，认真求实的良好实验习惯，取得了较好的效果。在长期的实验教学中我深深体会到：只有指导学生反复的观察，才能认识事物的本质属性
4.开展课外活动，进一步培养学生的实验能力：
实验能力的培养仅靠课堂实验教学是不够的，还要尽可能的开展生物课外活动，让学生对植物、动物、环境污染、人口问题等进行调查、研究，使他们有机会自己设计完成实验。在大量的实践活动中，运用已有的知识和能力去观察现象，分析解决遇到的实际问题，从而主动获得知识，进一步提高实验能力。几年来我和其它生物教师一道，坚持组织开展了学生生物知识竞赛，动植物标本的采集制作，等一系列课外活动。在活动中学生写了不少的观察日记和小论文，课外活动进一步培养了学生的实验能力。由于初中阶段重视了实验教学，学生渐渐获得了学习生物的方法和能力，使他们对生物学的好奇心转变为浓厚的学习兴趣从而为高中学习生物打下了基础.（以前我旗初中学校的条件差，开展生物实验很困难），多年来的生物教学使我深深地体会到，作为一名生物教育工作者，应该重视实验教学，加强培养学生的实验能力，使他们对生物学产生浓厚兴趣，掌握学习生物学的方法和能力，以便在现代生物科学技术飞速发展的形势下，为他们的一生不断获取新的知识和将知识运用于实践创造条件。
关键词 生物学核心素养 光合作用 科学史 生物学教学
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
生物学核心素养是公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识。那么，教师在具体的生物课教学过程中如何来提高学生生物学核心素养呢？教材文本、探究实验、现实生活、自然环境都是培养学生核心素养的对话视角。教材上有很多重要结论、原理的科学探究过程，教师应用好教材上的这些经典实验是培养学生生物学核心素养的重要途径。
以人教版高中生物必修1第五章第四节第二课时“光合作用研究的‘过去、现在、未来’”为例，让学生感悟科学家严谨的科学态度、坚忍不拔的意志品质、细致的理性逻辑。本节课的学习，学生需要联系物理、化学的相关知识，在细胞层次和细胞器的水平上来认识光合作用，形成分子与细胞水平认识生物体的结构与功能是相适应的生命观念，关注光合作用研究的未来，能大胆发挥想象，树立生命科学的创新意识和创新精神。
教学中教师以光合作用研究的“过去、现在和未来”为线索，以科学史中的若干个实验为载体，在教学过程中多角度提出问题，引导学生在实验探究中进行分析、逻辑推理，进而得出结论。
1 光合作用研究的“过去”
1.1 设疑导入
教师播放有关幼苗逐渐长大成苍天大树的微视频，然后提出：幼苗是怎么长大的呢？这与光合作用有什么关系呢？光合作用又是怎样被人们发现的呢？今天，我们就一起回到300多年前，踏着科学家的足迹，领略科学家们展现出来的核心素养。
1.2 回眸科学史，共同体验光合作用研究过程中的思维魅力
教师继续提出问题：幼苗是怎么长大的呢？所需营养物质来自哪里？亚里士多德的观点是否正确？又怎样证实？
（课前已发给学生相关中英文资料阅读，并要求学生将资料整理设计成表格形式）
教师投影学生设计的表格。
教师追问：亚里士多德的实验能得出什么结论呢？是否合理严谨？同学们谈谈自己的看法。
然后，教师展示1648年比利时科学家――范・海尔蒙特通过柳树实验，了亚里士多德的错误观点。教师要求学生分析海尔蒙特的实验结论是否完全正确，并提出问题：从植物生活环境的角度分析，还应考虑什么因素？空气对植物的生长有影响吗？
教师展示1771年，英国科学家――普里斯特利的实验过程动画，引导学生思考：
① 几组实验的现象是什么？② 有无植物的两组实验装置起什么作用？③ 该实验装置中玻璃罩有什么作用？
后来很多科学家重复普利斯特利的实验，但是很多不能成功，这是为什么呢？。
（教师引导学生学会从简单的实验中找到矛盾的地方，正确的进行推理判断，培养学生能够在新的问题情境中，基于事实和证据，采用适当的科学思维方法去质疑，并选用恰当的方式进行语言表达，提升学生的理性思维素养；逐步培养提出生物学问题、在给出的现有资料中形成恰当的方案并实施的科学探究核心素养。）
教师下面有请1779年的荷兰科学家“英格豪斯”隆重出场，请他针对上述问题给大家作报告。
“英格豪斯”扮演者用课件演示并指出普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功，植物体只有绿叶才能更新空气。并提出问题：由于当时化学发展水平的限制，英格豪斯并不清楚植物吸收、释放气体的成分，你们根据现有的知识，知道是什么吗？
其他学生回答：吸收CO2，放出O2。
教师：直到1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确这一结果。可见生物科学的发展需要建立在不同知识领域的基础上。在这一过程中，光能哪去了？植物光合作用需要重要的外界条件是什么？今天我们有幸“请到了”1845年的德国科学家梅耶，下面我们一起来欣赏他的风采。
“梅耶”扮演者用课件显示能量转换和守恒定律，指出植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。
（采用角色扮演的替代方式，一方面可以提高扮演者的Z言组织、表达能力，并且身临其境的当了一回“科学家”，逐步培养自己的科学思维方式；另一方面可以激发其他学生的好奇心，感觉科学家离我们并不远，就在身边，严谨的科学思想更加容易被接受。）
教师：光能转换成化学能，贮存于什么物质中呢？植物光合作用除了释放氧气，还产生什么物质呢？
课外“科学家”小组代表结合录像介绍1864年的德国科学家――萨克斯实验过程及现象，并提出问题：① 暗处理这一步是否可以省略？为什么？② 本实验是否存在对照组？若有，请指出单一变量。③ 这个实验可得出什么结论？
教师引导学生归纳每个实验结论。
（此过程的设计，一方面是为了使学生学会综合排除无关变量，抓住变量分析实验并得出实验结论，且强化科学探究实验设计的基本方法、原则；另一方面是促进学生在小组学习中主动合作，推进探究方案或工程实践的实施，并运用科学术语报告实验结果。）
“科学家”代表回顾：光合作用研究的“过去”（图1）。
设计意图：回顾科学史中光合作用的研究历程，得出光合作用的场所、动力、原料、产物。更重要的是体会在这些经典实验中映射出来的科学家的科学精神和科学态度，以及体悟到科学的思想和方法。学生可以自己大胆的讲诉自己的体会和想法。）
2 光合作用研究的“现在”
教师再次结合光合作用的“过去”，引导提出问题：光合作用释放的氧气，到底来自于H2O还是CO2？从而启发学生深层次思考光合作用研究的“现在”。
① 采用“头脑风暴”让学生各抒己见提出光合作用中需要解决的问题。如：氧气中的氧是来自H2O还是CO2中的氧？CO2是怎样固定并转化为（CH2O）的？光能是怎样被转换成化学能而被储存的？叶绿素在光合作用过程中起什么作用？……
② 运用“暗箱法”引入“鲁宾、卡门实验”和“卡尔文实验”。
教师让学生以“暗箱法”（图2）尝试从科学家的角度，发现问题、提出问题，然后讨论得出结论。这样不仅构建了光合作用的深层次知识，更培养了学生较为全面的探究能力。
③ 思维探究，模型建构。教师引导学生将光反应和暗反应结合起来，结合刚才的实验推理，构建出一个光合作用的反应过程图。学生小组合作讨论，并展示汇报，学生之间加以纠错。
（本教学片段通过“头脑风暴”、“暗箱法”、“模型构建”等系列有难度深层次的活动，旨在培养学生能够恰当选用并熟练运用工具展开观察，基于对相关资料的查阅，设计并实施恰当可行的方案，运用多种方法如实记录，并创造性地运用不同学科方法解决问题，同时能够在团队中起组织和引领作用，运用科学术语精确阐明实验结果，并展开交流，提升学生各层次的生物学核心素养。）
3 光合作用研究的“未来”
部分兴趣小组的学生将对收集的近代科学家对光合作用的研究、因光合作用的研究获得诺贝尔奖的科学家的材料进行简单介绍。例如：1954年阿尔农的循环光合磷酸化的研究；英国的希尔光反应系统的研究；1982年西德生化学家米舍尔生物膜上的色素复合体的成功分离；德国科学家戴森霍弗、胡贝尔、米歇尔3位科学家测定出了光合作用反应中心膜蛋白―色素的三维空间结构，揭示出电子和能量的传递作用，这一成就在光合作用的研究中迈出了关键一步，他们因此共同获得了1988年度诺贝尔奖。2016年5月18日的《自然》杂志，来自中科院生物物理研究所的研究成果，他们获得了菠菜光系统II――捕光色素复合物（LHC-Ⅱ）超级复合体的结构，分辨率为3.2 ■。
（设计意图：① 目前在光合作用方面，经过了几百年的研究，即使取得了不少成果，但仍然许多问题尚不清楚，光合作用的研究还有非常多的难题要去攻克，让学生知道社会热点中的生物学议题；② 结合本世纪以来，当今人类面临的一些重大问题，如粮食、能源、资源、环境污染等，使W生能够负责任地参与社会生活和决策，通过科学实践，尝试解决现实生活中的生物学问题，增强社会责任感；③ 引导学生大胆展望光合作用研究的未来促进沉重的课后继续学习，并学会用生物知识指导、解决生产和实践中的具体问题。）
