中学生生物科技活动的实践与探索.docx
- 文档编号:29034053
- 上传时间:2023-07-20
- 格式:DOCX
- 页数:9
- 大小:23.38KB
中学生生物科技活动的实践与探索.docx
《中学生生物科技活动的实践与探索.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《中学生生物科技活动的实践与探索.docx(9页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
中学生生物科技活动的实践与探索
中学生生物科技活动的实践与探索
作者:
杨超
指导教师:
杨允菲教授
二十一世纪是知识经济的世纪,是科技创新的世纪,迎接知识经济的挑战,培养适应时代需要的创新型人才,是教育战线面临的紧迫任务。
据有关部门调查统计,今天活跃在我国科技战线上的许多中青年专家,都曾得益于当年参加过科学研究活动。
美国教育学会1979年的调查结果显示,从1942年起58年来,参加过“科学人才培训选拔赛”的得奖学生中,有99%的获得了双学士学位或硕士学位,70%的获得博士学位,更有10人获诺贝尔奖金,这充分说明科技活动对学生科学素质的形成至关重要。
现在的中学生是二十一世纪的建设者和接班人,他们的科学素质如何将直接关系到国家的前途和命运。
邓小平同志早就指出:
“教育要面向现代化,面向世界,面向未来”,“要善于学习,要善于创新”。
原国家教委副主任柳斌在谈到素质教育的问题时指出:
“要提高国民素质,特别是提高国民的科技素质,我看主渠道还是基础教育,主阵地还是中小学。
要从青少年时代抓起,要从中小学抓起。
”生物学作为21世纪的优先发展学科,从其自身实验性科学特点出发,在中学生物学教育中培养学生的创新精神和实践能力具有重要的现实意义。
但多年来,传统的应试教育“一味追求分数”,把学生当作社会生活的客体来塑造,只注重知识的移植和灌输,教学评价也仅把直接性的知识掌握量作为衡量教学效果的唯一标准,因而出现了教师讲、学生背,教学形式抽象、呆板、脱离实际的被动局面,妨碍了学生创新能力的发展。
大量事实证明,我国青少年动手实践能力普遍较差,思维方式传统守旧,创新意识缺乏。
就近几年的“全国青少年科技活动竞赛”情况看,参与的学校和人数分布面不大,每届活动参与人数仅占青少年总数的1.5%,有许多学校还处于"可望不可及"的困境。
问题的出现固然有多方面的原因,单就教学本身而然,原因之一是在教学理论上没有建构反映学科特点的创新能力培养教学策略,更没有与之配套的科技活动教材。
有鉴于此,改革传统的课堂教学,充分发挥学科优势,结合当地生产实践引导学生开展生物学科学研究,培养其创新精神和实践能力,已成为亟待解决的重要课题。
1研究目标、理论依据
通过本课题研究,可获得一箭双雕的效果,即一方面培养具有创新精神和实践能力的新型人才,一方面取得创新人才培养的理论和经验。
现代教育理论认为,教育的对象是人,教育要适应人的身心发展和年龄特征是教育的一条根本规律。
中学生多是12-18岁的年龄,好奇、好动是他们的一个共同特征。
美国教育家派因说过:
“我们的教学如果不是建立在儿童对自然奥秘的好奇心基础之上,他们就会远离我们”。
科学的本质是探究,学习科学的本质也是探究。
生物学是一门实验性极强的学科,通过多种生动有趣的科学探究活动,能适应他们的心理需要,有效地激发他们的学习兴趣,主动积极探索,提高创新能力。
2研究的主要内容、方法、原则
2.1研究的对象、范围 根据智力水平、学业成绩相当的原则,从我校初二年级六个班中抽出一、三、五班为实验班,其他班为对照班。
2.2研究的主要内容
2.2.1创新意识和实践能力培养的探索;
2.2.2选题过程的探索;
2.2.3分组活动的探索;
2.2.4科学总结的探索。
2.3原则
2.3.1引导与放手的统一
比如,在“课题研究”启动之初,我常在来自于学生的诸多问题中挑选2—3个能在短期内获得成功的题目作为课题,带领他们通过研究获得成果。
成功的喜悦激发了学生的创新欲望,坚定了参与研究的信心,兴趣和灵感的产生会使学生在以后的研究活动中迈上一个新台阶。
另一方面,当课题研究受阻时,则需要引导学生摒弃依赖思想,教师坚持把指导重点放在“指点方法、解答疑难”上。
2.3.2过程与结果的统一
进行课题研究,当然希望取得满意的成果,但由于种种原因,不是每一个课题都能在有限的时间内解决问题。
科学研究的主要目的是,使学生通过全程参与得到科学研究方法的训练。
2.3.3普及与提高的统一
“科学研究”旨在培养学生的创新能力。
因此,在教学过程中要始终强调“全员参与”。
另一方面,也为部分优秀学生提供了施展才华的舞台,有利于少年英才在中学阶段“初步成型”,这就需要把因材施教、培养特长落到实处。
这样,优秀骨干又能带动其他学生更好地投入研究活动,获得大面积的提高。
3方法与步骤
3.1选题英国科学学的创始人贝尔纳指出:
“提出课题比解决课题更困难。
”可见选题之重要。
本阶段的主要环节有:
3.1.1做好发动。
一谈到科学研究,学生马上就会与达尔文、爱迪生等大科学家的名字联系在一起,认为科学研究是科学家们的事,中学生没有这种能力,把科学研究看得高不可攀,给科学蒙上了一层神秘的面纱。
为使学生走出误区,增强自信心和参与的积极性。
我首先给学生上好“准备课”。
一是将中外著名科学家的故事和名言警句讲给学生听。
达尔文曾说:
“我既没有突出的理解力,也没有过人的机智,只是在观察那些稍纵即逝的事物,并对其进行精细观察的能力上,我可能在普通人之上。
”并列举山西省榆社县农民赵喜庆由一株被篱笆碰歪了的西红柿结果特别多而引发思考,经过研究发明了西红柿“V”型高产栽培法,获得国家“星火”科技成果一等奖,而且在世界各国得以推广的典型事例。
二是用学生同龄人科学研究的成果来激励学生,如介绍新疆建设兵团二中的学生杨丽丽,经过深入调查研究发现了兰科植物的新种,荣获“全国青少年科技活动优秀成果一等奖”,2000年9月获得“全国长江小小科学家奖励”(人民币25万元)。
三是聘请当地颇有名气的“全国十大杰出青年”、莱州市农民玉米育种专家李登海到学校进行讲座,介绍其奋斗历程和有关领域的最新成就、发展动态,使学生知道科研成果固然眩目,但它总是与艰辛并存的,只有潜心钻研,勇于实践,才会获得成功。
3.1.2教给方法,引导选题。
好的选题是成功的一半。
但课题从何而来?
发现问题是科学研究的前提,要选择课题,首先要使学生知道从何处去寻找问题。
3.1.2.1从生产实际中发现问题。
农村中学,大多数学生来自农村,他们与农业生产实践有着广泛的接触机会。
在生产实践中,人们会遇到许许多多的疑难或困惑,如果引导学生开动脑筋,引发对这些问题的思考,经过适当的筛选、提炼,就可能成为很有应用价值的科研课题。
3.1.2.2贴近社区生活发现问题。
每个学生都不是生活在真空世界里,她们平时虽然与社会接触不多,但总会与社会发生碰撞和联系。
如果能敏锐地发现、捕捉那些新奇的、不寻常的现象进行研究,也是比较适用的。
3.1.2.3从课堂质疑中选题。
教材中的许多知识与学生生活相接近,很多生命现象都在生活中见到,只是平时没有注意观察,没有从中发现问题。
因而,教学过程中鼓励学生不墨守成规,大胆质疑,发表与众不同的见解。
这些问题经过分析、提炼,往往也可以作为研究的课题。
3.1.2.4从各种信息中选题。
俗话说,处处留心皆学问。
信息可来源于各个方面,如,广播、电视、图书资料、朋友交谈、调查了解等,还有《青少年生物百项活动获奖项目汇编》中那些未研究彻底的方面,这些都是信息的来源。
获得的信息越多,选中课题的可能性就越大。
3.2确定研究课题,成立科研小组。
为调动学生发现问题的积极性,编制了《我的发现》问题汇总表,谁发现的问题,就在问题后面写上谁的名字。
在此基础上,引导学生从科学性、可行性和实用性等方面对问题逐一展开论证,确立研究课题。
学生按各自的兴趣、爱好自由组合,成立课题研究小组。
3.3开题与研究。
本阶段主要包括如下几方面工作
3.3.1搜集资料这是科学研究的基础,让学生通过图书或上网,查阅了解有关的理论知识、前人的研究成果以及现在尚存的主要问题和最新动向。
3.3.2初定研究方案 在资料搜集的基础上,进行可行性分析和大胆设想,小组成员集思广益制定课题研究计划,提交老师审阅。
3.3.3开题报告 以班为单位召开开题报告会,各课题组组长向老师和同学汇报,大家质疑,小组成员作答,教师对方案进行评价,提出修改意见。
3.3.4实施研究 方案获准通过后,即可按计划利用每周2课时的活动课和其它课外时间组织实施。
教师的任务主要是负责提供咨询、对研究过程进行监控指导,及时帮助解决研究过程中发生的偏差和问题。
3.4结题 各课题组按预期计划完成课题后,写出研究报告,在答辩会上每组推选1-2名学生进行陈述和展示,教师给予初步评价。
经进一步推敲加工,选送到市、省参加科技竞赛评奖活动。
4典型成果案例
4.12001年春季,农民种植的大棚白菜软腐病十分严重,从商店里买的“多菌灵”、“乙磷铝”等几种农药喷洒效果都不十分理想,令菜农大伤脑筋。
为了找到有效的防治方法,科技小组的同学进行了实地考察,生物课代表提议说:
“听大人们说野生植物猫眼草的毒性很大,它的汁液滴到猫的眼里眼睛就会失明。
咱何不来个以毒攻毒呢?
”经过反复论证,最终确立了《利用猫眼草防治大白菜软腐病实验》。
老师引导他们野外采集、熬制汁液、稀释喷洒,反复进行对比实验,效果非常理想,发病率仅为1.8%,而喷洒“多菌灵”的发病率为25%。
这一经验很快在当地得到推广,产生了良好的经济效益。
4.22001年3月份,距学校不远的河套村水库,由于新建味精厂废水的大量排入,原来清澈的河水不仅变得臭气熏天,而且危及地下生活饮用水,引起了当地群众的极大不满。
环保小组的同学就此立项,经过一个多周的实地考察、走访群众、取样监测,共获得有效数据120个,拍摄照片36张,写出了《河套水库水质污染调查报告》并送交有关部门。
引起了市政府的高度重视,责成厂家立即停产,采取治理措施。
群众高兴地说:
“中学生也能为家乡建设做贡献,真是新鲜事!
”
4.3在学习《家蚕和菜粉蝶》一节时,有个学生问:
“老师,俺家养的蚕有的吐黄丝,有的吐白丝。
大人们说,吃桑叶的蚕吐白丝,吃榆叶的就吐黄丝,这是真的吗?
”对此,我没有盲然回答,而是引导他查阅资料,进行立项实验。
他通过对家蚕进行仔细观察后发现,有的蚕足呈黄色,有的蚕足呈白色,是否与足的颜色有关呢?
根据这一设想,他以三令家蚕为实验材料,设计了《蚕丝与蚕足的关系研究》方案,将足颜色不同的家蚕分别喂桑叶、榆叶进行分组对比实验。
结果证明,无论吃桑叶还是吃榆叶,蚕足白色的都吐白丝,蚕足黄色的都吐黄丝。
从而得出结论,蚕丝的颜色与食物无关,而与足的颜色有直接关系。
这一结论,对指导农民合理选种、提高养蚕经济效益发挥了很好的作用。
该实验课题,获得“山东省青少年科技创新成果一等奖”。
4.4在第五届全国青少年科技活动竞赛中获奖的《苣荬菜可解尼古丁之毒》的选题,是科技小组的同学在观看农民玩蛇戏时,看到农民用烟积油将蛇致死,再灌入苣荬菜汁液,蛇会很快复生这一信息后而进行的研究项目。
4.52001年1月13日省电视台报道全省降了一场酸雨的新闻后,引起了社会各界的极大关注。
那么,酸雨对农作物会造成什么危害?
带着这些疑问,农作物育种小组的同学确立了《酸雨液对作物生长发育影响的实验》课题。
他们查阅了大量的有关资料,走访了环保部门,并根据环保局提供的有关酸雨pH值数据配制浓度不同的酸雨液,以大豆、小麦作为实验材料进行实验。
实验结果表明,较低浓度的酸雨液能加快种子的萌发,随着酸雨液浓度的增加,作物生长受影响的程度越大,以致死亡。
但双子叶植物大豆的抗酸性强于单子叶植物小麦。
该课题实验报告获“山东省科技创新论文”二等奖。
5结果与分析
经过一年的实践与探索取得了初步成效,主要表现在如下几个方面。
5.1有利于培养学生的创新精神。
根据美国芝加哥大学心理学家盖策尔斯以及托兰斯设计的创新思维测试题,分别于实验前,实验一学期后,对学生创新思维的深刻性、灵活性、独创性、批判性和敏捷性进行测试,结果见表1、表2:
表1学生创新思维能力实验前测原始分数比较(2000.9)
班级
深刻度
灵活性
独创性
批判性
敏捷性
对比班
60.1
65.2
34.5
18.6
56.7
实验班
60.3
63.1
34.2
18.7
57.6
表2学生创新思维能力培养后测分数比较(2001.7)
班级
深刻性
灵活性
独创性
批判性
敏捷性
对比班
65.3
68.8
35.3
20.5
75.6
实验班
67.2
90.5
86.4
99.8
76.7
由表1可以看出,实验前实验组与对照组除灵活性上有一定的差异外,其它各项成绩相差无几,可以认为水平基本相同。
表2显示,实验一年后,实验组测试总成绩都高于对照组,且达到非常显著的水平,说明实验组通过“科学研究”活动,创新思维能力有了显著提高。
5.2使学生初步掌握了科学研究的基本程序和方法。
每一个“科学研究”项目,学生们从发现问题到确立课题,从收集、整理信息到制定方案,从实施研究到撰写研究报告、参加答辩,是一种“真枪实弹”的科学研究训练,学生们在实践中学,在学习中干,得到的训练和提高是其它任何方式所不能比拟的。
5.3增强了科学研究的主动性,形成了良好的学习习惯。
课堂上学生不仅思维活跃、反应敏捷,而且由原来的一切围绕教师转,变成了敢于大胆质疑、提出问题、确定研究课题,自行准备研究材料,自行进行探索研究。
此类人数已达90%以上,而实验前仅占5%左右。
5.4丰富了生物学知识,提高了学习能力。
“科学研究”使学生将课堂教学信息与外界信息广泛交流,拓宽了学习知识的时间与空间,变封闭式的生物教学为开放式的探究学习,学生的知识面已经超过了大纲、教材,并且在不断的探究中,培养了学生对知识的摄取、改组和运用能力,使他们变得越来越爱学,越来越会学。
学生的这种创新能力也影响到其他学科的教学,无论是语文、数学、还是物理、化学,实验班的学生都能自己从不同的角度提出问题、解决问题,课堂气氛活跃,教学效果好。
2001年7月中考,实验班不仅取得了生物学科全市第一的好成绩,而且其他学科也都进入了全市前3名。
5.5提高了学生的实践能力。
由于我们重视引导学生从生产实践中发现问题,然后运用所学知识解决问题,把学习过程变成了学生实践探究、应用的过程,学生既动手又动脑,既眼看又能讲、能写,多种感官参与活动,提出问题、分析问题的能力提高了,运用所学知识解决实际问题的实践能力增强了。
一年来,在教育部、中国科学技术协会举办的“全国青少年生物和环境科学实践活动”中,《豆天蛾幼虫的人工饲养实验》项目获全国二等奖,《未来的农村——生态村》等三个项目获省一等奖,13个项目获市一、二等奖,7篇科学小论文在正式刊物发表,5名学生以科技类申报当选为“莱州市十杰少年”,1名学生被评为“全国百名少年科学院小院士”,并获“全国长江小小科学家奖励”(人民币9000元),其事迹在中央电视台少儿节目“少年科学家的故事”栏目播出,学校也被确立为“山东省创新教育实验基地”,并被授予“山东省科普教育示范学校”称号。
5.6提高了教师素质。
提高了教师钻研教材、创造性备课的能力;提高了教师驾驭课堂的能力,课堂上既能放得开,又能收得拢;拓宽了教师的知识面,教师只有博览群书,才能与思维活跃、不断提出意想不到的新问题的学生同步。
为总结经验,所撰写的阶段研究报告《科技活动要强化学生创新能力的培养》发表于《现代中小学教育》,并于2001年6月,在“全国创新教育”研讨会上作了经验交流。
6讨论
总结一年来的课题研究工作,仍有许多值得进一步思考和研究解决的问题。
6.1课时偏少。
目前中学生物教材内容偏多,课时较少,再加上探索性研究活动,课时就更显紧张。
因此,备课中如何调整教学结构,更好地将科学研究与学科知识教学融为一体,是需要进一步深入研究的问题。
6.2实验经费紧张,器材不足,往往限制了学生科学探究的进行,不利于学生创新精神的培养。
6.3社会关注不够。
由于传统观念的影响,个别学生家长仍注重考试分数,而忽视了学生能力的发展,因而学生在家庭中搜集信息、进行探究活动时,往往会不为家长理解而受斥责,浇灭了学生科学探索的火花,这是今后实践过程中有待解决的问题。
联系电话:
(0535)2291616(宅)2292220、2292532(办)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 中学生 生物 科技活动 实践 探索