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研究生命科学《美国中学核心理科教材》生命科学部分导航实验

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论文导读:
【摘要】在《2061计划》的指导下,美国的科学教育课程发生了许多重大的变革。这些变革的思想、内容和方法都体现或浓缩于教育的载体一一理科教材中。本文主要研究的是美国McGraw Hill图书出版公司在2008年出版的美国中学(6—8年级)核心理科教材中的生物部分一Introduction to Life Science(由2011年浙江科学技术出版社编译)中的导航实验内容。此套教材中的实验板块极具特色,可供我国的生物教材鳊写者提供借鉴。
【关键词】《美国中学核心理科教材》 生命科学 导航实验
1006-5962(2012)12(b)-0217-02
美国中学核心理科教材中的生物部分共分为《生命的基础》、《微生物和植物》、《动物》、《人体》、《生态系统》5本,分为27章75节内容。而教材中设置的实验共有133个,根据实验进行的时间分为三大类:导航实验(学习前)、迷你实验(学习中)以及实验室实验。其中导航实验有27个。
由于导航实验的作用是使学生把握学习方向,因而在每一章章头的预备活动中都分布有一个,共27个。
1 导航实验的示例
《生命的物质基础》教材第三章“细胞的生命活动”的导航实验如下:
水为什么会进入和离开植物细胞
如果你忘记给一株植物浇水,它会枯萎;当你给它浇水后,它很有可能会挺立起来并变得健康。在接下来的试验中,找出水是如何让植物重新充满生机的。
1 在一个小碗上标上“盐水”两个字。在碗中倒入250raL水,然后加入15g盐,搅拌。
2 将250mL水倒入另一个碗中。
3 在每个碗中分别放入2根胡萝卜,并将它们放在各自碗的旁边。检查6根胡萝卜,然后在你的科学日记里描述它们。
4 批判性思考
假如分别将胡萝卜从清水中移到实验桌上,从盐水中移到清水中,从实验桌上移到盐水中,等待30分钟,会发生什么?在你的科学日记中描述这3种条件下所发生的现象。接着,按以上三种情况移动各组胡萝卜,在你的科学日记中写出结果。
2 导航实验的类型
导航实验都分布于每一章的最前面的预备活动中,以帮助学生把握正确的学习方向。根据内容可以分为三类:模型建构型、探究技能型以及知识运用型。
(1)模型建构型。
即通过建构与某一知识点或现象等相关的模型来模拟某些现象,更加直观地得出结论或进行观察学习。如《微生物和植物》教材中第一章“细菌”中的导航实验“构建细菌粘液层模型”,剪出两条海绵条带后,浸没在水中后取出并挤掉多余的水分,用定型发胶完全包裹其中一条,用发胶包裹潮湿的海绵条即为细菌及其粘液层的模型,从而模拟出黏液层是如何保护细菌免于失去水分的,让学生更加直观地观察并学习黏液层的作用。此章内容主要学习细菌的相关知识,导航实验介绍了细菌的组成结构之一黏液层,可以帮助学生更好地学习细菌结构,并且首先对细菌结构的黏液层形成了一个至关的感受,当学习到具体内容的时候更容易掌握细菌的其他结构。
(2)探究技能型。
即通过观察、比较、感受等方法得出有关学习内容的结论,提高学生的探究能力。如《动物》教材中第二章“软体动物、环节动物、节肢动物、棘皮动物”的导航实验“软体动物的保护”中,利用放大镜观察、比较蛤的壳上的条纹的数量以及条纹间的距离,思考并通过查阅资料得出这些条纹代表什么,蕴含了哪些信息。通过这样的导航实验,让学生首先了解对生物种类的区分首先可以从外部形态上来进行,从而类比到其他动物的分类。并且通过具体地比较形态的差异,如贝壳的条纹数量及宽度,培养学生观察的能力。通过批判性思考中自己假设条纹代表的意义,可以培养学生思考的能力。
(3)知识运用类型。
即验证某些已学习过的知识内容或推断出某些理论。如《微生物和植物》教材中第四章“植物的繁殖”的导航实验“是不是所有的果实都含有种子”中,将葡萄一分为二,看是不是都有种子,如果没有,思考这样的葡萄该如何繁殖。此章内容为繁殖的相关知识,繁殖又可分为有性生殖和无性生殖,在导航实验中即引出无性生殖,让学生对无性生殖首先有一个大致的了解,为下面更细致的学习做铺垫。
3 导航实验的编写特点
所有的导航实验都包括:导语、操作步骤、批判性思考三个部分。
导语:通常由生活中或大自然中的现象引出本章节所要重点学习的内容,如前述的导航实验“水为什么论文导读:
会进入和离开植物细胞”,该实验的导语为:“如果你忘记给一株植物浇水,它会枯萎;当你给它浇水之后,它很有可能会挺立起来并变得健康。在接下来的实验中,找出水是如何让植物重新充满生机的。”由生活中会发生的在种植植物的过程中忘记浇水植物会枯萎,浇水后又挺立起来的现象引出本实验所要探讨的是水对植物生长的重要作用
操作步骤:具体说明了实验的操作方法,并将所观察到的现象记录到科学日记中。
批判性思考:批判性思考是导航实验的一大特色,以前述实验为例,该实验的批判性思考部分为:“加入分别将胡萝卜从清水中移到实验桌上,从盐水中移到清水中,从实验桌上移到盐水中,等待30分钟,会发生什么?在你的科学日记中描述在这是那种条件下所发生的现象。接着,按以上三种情况移动各组胡萝卜,在你的科学日记中写出结果。”先让学生根据已有的知识预测三种移动方法后胡萝卜的变化并记录在科学日记中,接着学生动手操作,记录下结果,并比较预测和结果是否一致。
批判性思考是整个导航实验中最重要的一部分,也是值得我们国内教师在授课时借鉴的地方,学生在亲自完成实验步骤后,并不是得到某一个结果就算结束,而是要举一反三,真正理解实验设置的目的,达到预期的效果。并且本系列教材注重学生写科学日记,每个导航实验的批判性思考中到要求学生讲思考结果写进科学日记。这样随着学生的学习过程的深入,学生可以不断地思考和修正原来错误的观念,最终内化为源于:论文致谢范文www.7ctime.com
自己的知识。
4 导航实验的作用
(1)以新颖的方式引出即将学习的内容,使学生把握学习的方向:此套教材在每一章的开始都有一个预备活动,而导航实验时预备活动的重要组成部分。通过由具有启发性的实验引出将要学习的内容,教材编写形式更加新颖。并且导航实验的相关知识都是即将学习内容的某个重要部分,通过导航实验的步骤以及批判性思考,其实也告诉了学生学习的方法,可以使学生把握学习的方向。
(2)给学生创设学习情境,建立起前概念。每个导航实验都有一个结合学生生活或社会实践的导语,可以给学生创设一个学习的情景。并且导航实验所涉及到的知识点都是在下面的一章中所要学习的,因而在每一章新的知识学习之前,通过预备活动中的导航实验使学生通过自己的体验,形成一定的认识,建立起前概念。当学习到相关内容时,教师就可以利用这个前概念来引发学生的学习。
(3)激发学生的学习兴趣,引导学生主动学习,发挥学生的主体性。在每章学习的一开始,学生都可以动手操作一个实验,学生会对下面所要学习的内容产生极大的兴趣,而直接就由教师来讲授新课内容,会显得比较枯燥。学生进行了导航实验之后,有可能会去主动寻找该实验与接下来的章节内容之间的联系,引发其主动学习与研究,充分体现出学生的主体地位。
(4)培养学生探究性学习,建构模型,动手操作的能力。导航实验类型丰富,能训练学生与科学探究相关的各方面技能,模型建构类型的实验能够启发学生的抽象思维,使知识点更加形象化,同时也能锻炼学生的操作能力。同时每个导航实验都设有批判性思考,锻炼了学生发散思维的能力。并且通过撰写科学日记,使得学生的学习变成了一个连续的不断反思的过程,这样可以使学生逐步地建构起自己的知识体系。