生物科学素养

中学生物教学提高生物科学素养——生物学课程的最基本理念中学生物教学中学生物教学中学生物教学核心素养的基本定位核心素养(KeyCompetencies)是学生在接受相应学段的教育过程中，逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。核心素养是所有学生应具有的最关键、最必要的基础素养核心素养是知识、能力和态度等的综合表现核心素养可以通过接受教育来形成和发展核心素养具有发展连续性和阶段性核心素养兼具个人价值和社会价值学生发展核心素养是一个体系，其作用具有整合性基本特点核心素养在教育改革中的主要功能中学生物教学生物学有哪些核心素养？§1生物学中的思维§2生物学中的实践能力§3生物学中的人文素养中学生物教学论§1生物学中的思维ThinkingofBiology中学生物教学论什么是思维？思维和知识关系？思维有哪些类型？HowardGardner——theTheoryofMultipleIntelligence中学生物教学论一、生物学中的科学思维抽象思维AbstractThinking形象思维ImaginalThinking直觉思维IntuitiveThinking中学生物教学论（一）抽象思维AbstractThinking以概念为思维材料而进行的思维基本形式：判断和推理为什么有人把抽象思维又叫逻辑思维吗？中学生物教学论1.判断Judgment分析下面2句话的真伪：细胞是生物体的结构和功能的基本单位。神农架地区有野人。你能说出判断和命题之间的区别吗？中学生物教学论昆虫的触角分节。蜘蛛不属于昆虫纲。上皮组织、肌肉组织、神经组织和结缔组织都是组成人体的基本组织。每种病毒至少含有一种核酸：DNA或RNA。假如没有分解者，一个自然生态系统就不能存在。不是所有的细菌都是异养生物其他天体上可能有生物简单判断性质判断（直言判断）关系判断联言判断选言判断假言判断负判断复合判断非模态判断模态判断判断是人们认识事物的标志！中学生物教学论2.推理思维inference从一个或几个已知判断出发推出另一个判断的思维过程和思维方式。思考：如何保证推理结果正确呢？推理有哪些形式？中学生物教学论（1）归纳推理inductiveinference人体所有器官都是由细胞构成——细胞是组成人体的基本结构单位。观察过的动物器官都是由细胞构成的——细胞是组成动物体的基本结构单位。不完全归纳为什么可以得出科学的结论呢？无反例。——简单枚举推理典型的、客观的、内存联系——科学归纳推理中学生物教学论你能分析“细胞是生物体结构和功能的基本单位”这个结论的推理前提吗？一对均为白化基因携带者的夫妇，出生一个白化病孩子的几率是多少？这也是归纳推理过程？中学生物教学论（2）演绎推理deductiveinference在细胞遗传学发展的初期，有人曾把伴性遗传与分离规律、自由组合规律、连锁互换规律并列，作为基因传递的第四个规律。请思考你是如何推理推翻这个结论的？三段论法中学生物教学论思考：演绎思维有什么价值？是生物科学知识系统化的工具。是思维创新的重要工具。是批判性思维的基础。中学生物教学论（3）类比思维薛定谔ErwinSchrodinger《生命是什么》1944年中学生物教学论（二）形象思维是以表象为思维材料而进行的思维。表象（image）记忆表象创造表象中学生物教学论小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖。现要选育矮秆（aa）、抗病（BB）的小麦新品种；马铃薯品种是杂合体（有一对基因杂合即可称为杂合体），生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉（Yy）、抗病（Rr）的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。（写出包括亲本在内的前三代即可）中学生物教学论中学生物教学论中学生物教学论大西洋里有个与世隔绝的小岛,叫林索伊斯，岛上居民害怕阳光,喜欢月亮,一遇皎洁的夜晚,就汇集在海滩上唱歌跳舞,他们有着雪白的皮肤、白色或淡黄色的头发,虹膜粉红色,怕光，视力差。人称岛上的居民为“月亮儿女”。他们为什么有这样的怪癖呢？阅读下面材料，分析你的思考过程？有什么特点?中学生物教学论（三）直觉思维IntuitiveThinking直觉：不经过分析、推理的过程而直接快速地进行判断的认识能力。如：孟德尔的遗传因子假说的提出。中学生物教学论灵感：在创造过程中，由于某种诱因的作用，人们对长期思而未决的问题忽然恍然大悟、豁然开朗的飞跃式思维现象。中学生物教学论二、生物学中的科学哲学中学生物教学论1.本体论（ontology）二元对立思维——系统思想生命的物质性生命运动是自然界物质运动的一种形式结构与功能相统一生命运动形式是由简单向复杂，低等向高等进化进化采取量变到质变进化的原因是生物内部与外部条件之间的矛盾中学生物教学论贝塔朗菲（1901～1972）Bertalanffy，Ludwigvon美籍奥地利理论生物学家整体性、关联性，等级结构性、动态平衡性、时序性等是所有系统的共同的基本特征。系统生物学的三重整合：系统内的组成元素的整合生物体层次整合研究方法的整合中学生物教学论2.认识论（epistemology）反映论个人意义建构求同思维中学生物教学论波普尔（K.R.Popper）：证伪主义，建构主义学习理论请分析下列做法的对错：教学中为了“培养学生的发散思维”，“让学生自我探究”，对学生非科学的解释和过程方法不予纠正。中学生物教学论3.方法论methodology实践—认识假说—检验你能说出生物学下面概念是怎么形成的？器官节肢动物裸子植物细胞学说生物进化论DNA双螺旋结构遗传密码基因中学生物教学论三、生物学中的自然哲学1.生命的本质2.生物的价值3.生物界的发展中学生物教学论1.生命本质活力论vitalism——机械论mechanism——目的论teleology——系统论systematology（生命自组织）你知道“分子与细胞”模块中为什么加一个知识点：“说明生物大分子以碳链为骨架？”中学生物教学论2.生物的价值物质价值科学认识价值审美价值生态价值“公共牧场的悲剧”中学生物教学论3.生物的发展（1）进化是一个多元化的过程（2）生物发展的内因（3）生物圈的发展中学生物教学论四、生物学中的技术哲学分析下列技术形成的特点：酵酒酵醋技术、制作腐乳、制作泡菜灭活疫苗技术、繁殖技术、植物病虫害防治克隆技术海洋生物技术经验技能型技术经验科学型技术科学技术型技术系统科学型技术中学生物教学论§2生物学中的实践能力PracticalAbilityofBiology中学生物教学论生物学的实践能力包括哪些？一、科学实践能力二、生命和健康的保护能力三、信息能力四、技术实践能力五、创造发明能力中学生物教学论一、科学实践能力1.观察能力对比观察长期观察有意观察细微观察精确观察EdwardJennerAlexanderFleming中学生物教学论案例分析：老师拿起盛着硫酸的试剂瓶，把瓶盖取下，放在桌上，然后，往试管中倒硫酸溶液，倒完后，又盖好瓶盖。整个操作过程在全体学生的观察下静悄悄地进行着。这时老师突然提出两个问题：①刚才倒酸时，试剂瓶的标签朝着什么方向？对不对？为什么？②瓶盖是怎么放的？对不对？为什么？对这两个很简单的问题，回答大致有三种：第一种，要求老师再重新操作一遍，因为事先不知道老师要提问，所以没注意观察。第二种，观察到了老师倒硫酸溶液时，试剂瓶的标签朝下，没有对着手心，瓶盖也没有倒放，但由于实验知识没学好，所以不知道对不对。第三种，不仅观察到了老师的整个操作细节，而且正确地指出了老师操作中的错误和害处。案例给你有什么启示？中学生物教学论2.实验能力（略）3.科学调查能力1）文献调查2）自然状态调查3）社会调查中学生物教学论二、生命教育阅读下面材料：据世界卫生组织估计，每年全世界有大约78.6万人自杀，其比例为每年每10万人中有10.7人，这意味着每隔40秒就有人自杀。保守估算，中国每年自杀死亡的人数已达28.7万人，每年平均自杀死亡率是十万分之二十三，每2分钟有1人死于自杀，8人自杀未遂。自杀在中国人死亡原因中已位居第5位，仅次于心脑血管病、恶性肿瘤、呼吸系统疾病和意外死亡。而在15岁至34岁年龄段的青壮年中，自杀是死因首位。中学生物教学论(一)生存意识教育1.生命价值教育尊重生命生命的责任意识从个体发育过程，体会生命的可贵中学生物教学论2.生活态度教育用审美的态度对待生活，克服消极、懈怠心理。中学生物教学论3.生命主体性教育认识幼年老年时期主体性脆弱群我关系，人与自然关系中学生物教学论（二）生存能力培养我国的“轻生存，重发展”现象严重。1.卫生保健能力运动健康、饮食健康、性知识、健康的生活方式、常见疾病的防治、药物和心理调适、健美、伤害预防、生物灾害预防等中学生物教学论2.心理调适能力（1）条件反射（2）印随（3）尝试失败（4）顿悟中学生物教学论3.安全防范能力传染病(感染病，InfectiousDiseases）食物中毒职业病环境毒物中学生物教学论4.环境适应能力个人角度的适应：对环境因子冷静、理性应对。社会角度的适应：人口问题、城市化进程等中学生物教学论三、信息能力你能说出信息素养应该包含的内容吗？你如何理解生物进化过程是生物信息量的增加过程？中学生物教学论1.信息分析方法SystemAnalyticalMethod输入输出在信息的不断获取、储存、整理、加工、传输和反馈的系列过程中对事物进行认识、研究和改造。目的性行为的解释：如大肠杆菌对乳糖的分解系统信息反馈中学生物教学论中学生物教学论2.黑箱方法（blackbox）指科学研究中一类内部结构无法打开、无法直接观察的系统。中学生物教学论27.（10分）将青蛙脑破坏，保留脊髓，在脊柱下部打开脊椎骨，剥离出脊髓一侧邻近的两对脊神经根(一对脊神经根包含一个背根和一个腹根，见图)。分别电刺激每对脊神经根的背根与腹根均可引起蛙同侧后肢发生运动反应。然后进行下列实验：①在第一对脊神经的背根中央处剪断，电刺激背根向中段，蛙后肢发生运动反应：电刺激背根外周段，蛙后肢不发生反应。②在第二对脊神经根的腹根中央处剪断，电刺激腹根向中段，蛙后肢不发生反应；电刺激腹根外周段，蛙后肢发生运动反应。试分析回答：(1)根据实验①判断背根的功能是_______________。因为____________________。(2)根据实验②判断腹根的功能是_______________。因为____________________。中学生物教学论3.程序意识和程序分析能力1981年，（俄）叶尔肖夫《程序设计——第二文化》你能说说什么是程序意识和程序分析能力吗？中学生物教学论生物学中的程序意识？蛋白质合成程序生命个体发育程序细胞的生命活动的时间程序1978年意大利遗传学家Gedda提出了时序遗传学：三维子+时间子中学生物教学论4.超文本阅读和概念图（1）阅读和写作对象：文字——多媒体（2）知识间的联结：线性——非线性（3）阅读方式：精读、泛读——浏览、检索中学生物教学论四、技术实践能力如何理解技术素养？1.生物学教学中的技术实践能力《美国国家科学教育标准》中学生物教学论5~8年级的设计原理与幼儿园至4年级相比并没有改变，但是所处理问题的复杂程度以及运用这些原理的方式确定合适的技术设计课题学生应该通过各种途径培养自己的能力，包括识别特定的需求、从各个角度研究这种需求以及与潜在用户或受益者进行讨论等。他们应该认识到，就某些需求而言，不同群体的文化背景和信仰有可能影响一种适用产品的评价标准。设计一个解决方案或一种产品学生应该提出不同的设计建议并根据他们所选择的判别尺度进行比较。他们应该考虑到各种限制（例如成本、时间、利弊的权衡和需要的材料），并且通过图纸和简单模型交流其设计。实现所提出的设计方案学生应该准备材料和其他资源，制定工作计划，在可能的情况下充分发挥小组合作的优越性，选择合适的工具和技术，采用适当的测定方法以确保足够的精确度。评价所完成的技术设计或技术产品学生应该采用切合最初目标