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现行《全日制普通高级中学生物教学大纲》是重新修订后于2002年5月颁布的,在大纲颁布之时,《课程标准》正在研究之中 ,由于大纲修订和标准研制在工作和人员上的连续性,使得此次生物课程改革的基本思想在大纲中已经有适当的体现,两者在课程改革上的方向是一致的 ,但与《教学大纲》相比,新课程仍有许多变化,这些变化决定了新课程课堂教学的变化。本文着重分析课程内容的变化及在这种变化背景下的课堂教学难点。
1 课程内容的变化
1.1 必修部分的变化
1.1.1 课程内容组成上的变化
高中生物教学大纲侧重于生命活动的基本规律 ,按生命的基本特征为线索展开,其内容和体系主要是高校《普通生物学》的内容和体系,即生物学的学科体系 。新的高中生物学课程则抛弃学科体系 ,综合考虑高中学生的发展、社会发展和生物科学的发展需要,对原教学大纲的教学内容进行删减 、增补和整合,精选出三个模块 ,即生物1(分子与细胞)、生物2(遗传与进化)、生物3(稳态与环境)。
1.1.2 课程内容的具体变化
《分子与细胞》模块整合了大纲教学内容中的“生命的物质基础 ” 、“生命活动的基本单位”及“生物的新陈代谢”三个章的内容,删掉“生物的新陈代谢 ”一章中“植物对水分的吸收和利用”、“植物的矿质营养”、“人和动物体内三大营养物质的代谢”和“新陈代谢的基本类型 ”四节的内容,增加了“说明生物大分子以碳链为骨架” 、“分析细胞学说建立的过程”、“使用显微镜观察多种多样的细胞 ”、“研究影响光合速率的环境因素” 、“探讨细胞呼吸原理的应用”、“讨论恶性肿瘤的防治 ”及“细胞膜系统结构功能”、“细胞的凋亡”等内容。
《遗传与进化》模块整合了原大纲教学内容“生殖和发育 ” 、“遗传和变异”及“生物的进化”三章内容 。删掉第五章中“生殖的类型 ”和“个体发育”两部分,增加“关注转基因生物和转基因食品的安全性”、“探讨人类遗传病的监测”、“关注人类基因组计划及其意义 ”等内容。
《稳态与环境》模块整合了大纲教学内容必修部分中“生命活动的调节”、“生物与环境”与“人与生物圈 ”三章内容。删掉“生物圈稳态”中部分内容 ,及“动物行为产生的生理基础” 、“生态因素 ”等内容。增加了“探索动物激素在生产中的应用”、选修本“人体生命活动的调节和免疫”(第一章)、“群落的演替 ”及“生态系统的信息传递”等内容 。
在三个必修模块中保留了原来必修部分十二个实验中的七个,补充十五个,合计有22个实验 ,此外,在《课标》活动建议部分还增加了八个搜集资料活动 、六个调查活动及一个参观活动、一个学生讨论活动。
1.2 选修部分的变化
三个选修模块除基因工程、细胞工程 、微生物和发酵工程、酶工程等少数的内容来自原大纲教学内容的选修部分,其余绝大多数内容都是全新的。选修模块共有14个实验 ,除“DNA粗提取和鉴定”这个实验外,其余13个实验全部集中在选修1(生物技术实践),都是全新的内容 。
1.3变化的特点
新课程内容变化的特点是内容多而新 ,实验内容及其他活动多,体现生物科学的时代性和实践性,注重生活性 ,强调情感、态度和价值观。
2 课堂教学的难点
2.1 课堂教学的组织
2.1.1 面向全体学生
任何教学都有个起点,这就是学生的知识基础,课堂教学在多大程度上能面向全体学生,往往受制于学生知识基础的整齐度 ,面向全体学生的课程观念要求教学要给所有的学生提供同样的学习机会 ,满足不同学生的需求,使所有学生都能达到《课标》规定的基本要求。面对知识基础差异的学生 ,特别是选修课上的学生,如何组织课堂教学,才能体现向全体学生呢?有专家提出如下建议:1 、精心设计问题 ,让每个学生都有事可做;2、课堂提问及练习既要有针对性,又要有全面性;3、努力改进教学方法,调动全体学生的积极主动性;4 、布置给学生的作业要根据难易程度分级编组 。虽然有专家的建议 ,但在具体操作上仍不乏难度。
2.1.2 探究性活动
科学既是一个知识体系又是一个探究过程,倡导探究性学习是普通高中生物新课程的一个基本理念,《标准》建议“在教学中教师应该让学生亲历思考和探究过程 ,领悟科学探究的方法 ”。在探究性学习的课堂上,教师讲解的时间不多,更多的时间留给学生进行独立的自主探究,教师在这个过程中要进行富有创造性的指导 。探究性学习的指导是一门崭新的教学艺术 ,他不仅涉及教育心理学,学习心理学等教学理论,还涉及组织、引导、指导等方面的技术 ,如何进行行有效的指导以及如何在有限的课时中既完成大量教学内容,又腾出时间让学生自主探究,这将是探究性学习教学组织的难点所在。对于时间问题 ,有专家建议:1、把完整的探究活动和局部探究活动相结合;2 、把课内探究和课外探究相结合。对于探究性活动的组织,《课标》也提出一些建议(详见《课标》实施建议部分),但建议归建议 ,具体操作上仍是困难很大 。
2.2 教学内容的处理
课程标准是根本,教材是在《课标》基础上再创造的结果,任何一本教材都无法适应不同地区的所有学生。同样 ,我们所选用的教材(人教版)虽然对现行教材有一定的继承性,但毕竟有不少变化,比如教材中的完整探究性活动过程不一定都适应我们的学生,这就要求我们在课堂教学中要创造性地使用教材 ,根据《课标》及学生情况对教材的教学内容进行取舍。
另外,由于高中教学都要面对高考,因而 ,如何取舍教材还要考虑高考的需要。显然如何创造性的使用教材,也是一个教学难点 。
2.3 实验课的开课率和效率
新课程的实验课比重明显增大,实验内容新 ,完成实验所需的条件较高。受到实验室条件的限制,有些实验内容在短时间内还没法开课,特别是选修1的实验 ,比如DNA扩增需要DNA扩增仪,这得在实验室建设逐渐完善之后才能开课。
新课程的学生实验可分为三类:第一类是以实验操作技能训练为主的技能性实验,如观察细胞中的DNA和RNA、酶及DNA的提取;第二类是以检验已知的事实、概念或原理的真实性为主的验证性实验 ,如验证植物细胞的质壁分离及复原 、观察有丝分裂等;第三类是以引导学生通过探究获得新知识和接受科学方法训练为主的探究性实验,如探究影响酶活性的因素、叶绿体中色素的提取和分离等 。
每一类实验都有其特定的基本程序,如验证性的实验的基本程序是确定论题、获得论据 、进行论证;探究性实验的基本程序是提出问题、作出假设、制订计划 、实施计划、得出结论和表达、交流。因而每一类实验活动的完成各有难度,如第一类实验主要难度在于学生操作技能的掌握教学上 ,每二类实验除操作上难度外,论证过程的教学也需要教师进行科学的设计,第三类实验主要难度在于组织上。显然 ,要上好实验课,不仅需要教师有较好的实验操作技术和严密的逻辑推理能力,还需要教师有较强组织能力 。这对于绝大多数教师来说 ,都不是一件容易的事。
2.4 针对学生的课堂教学评价
在《标准》所倡导的改革中,教学评价改革处于十分重要的地位。鉴于传统评价方法重结果轻过程,重知识轻情感 、态度等缺点 ,《标准》对课堂评价提出如下建议:1、重视学习过程的评价,建立学生学习记录卡;2、在不同的教学方式中采取不同的评价策略;3、对纸笔测验进行适当改革;4 、根据学生实际操作情况,评价学生的实验操作技能;5、从多个侧面评价学生的探究能力等 。这些评价建议中 ,除对纸笔测验进行适当改革及对学生的实验操作技能进行评价外,其余评价方式都是全新的,因而,在实验内容多、难度大 、教材量大的课堂教学中 ,如何安排时间有机地使用多种评价方式对学生进行课堂评价,以最大限度地激励学生,促进学生的发展 ,也是课堂教学的难点之一。
2.5 选修模块的选修率及课堂效率
影响选修模块选修率的因素有:必修模块教学对学生学习生物学兴趣的影响(或学生对教师教学的认同程度)、学生对选修模块兴趣程度、选修模块实验开课率 、学生对选修模块教学认同度、学科选修广告的的煽动性、其它学科选修模块影响及高考的需要等。可以看出在这些因素中,课堂教学是至关重要的一个影响因素 。与物理 、化学相比,同样做为实验科学 ,生物实验设备不足、实验教学资源紧缺、高考对实验教学的冲击,以及因而产生的对实验教学的长期忽视导致的学科教师实验教学经验和能力水平的有限,将严重影响生物学科课堂教学的魅力 ,从而影响选修模块选修率。
与大纲选修部分教学内容相比,新课程选修模块的内容新 、难度大、容量多的特点,对于选修模块的教学都是很大的挑战 ,在短时间内一个教师要适应三个选修模块的教学,困难很大。对此,有学者建议先尝试教师分工,一个人上一个模块;但若选课人数不平衡也可一个模块由多个教师来上 ,或外聘部分教师授课。即便如此,每位教师仍应加强培训学习,以胜任选修模块教学 。
阅读英国诗人济慈写的这首诗 ,写出自己的感想
1.形成了比较完整的科学研究与技术开发体系,整体科技发展水平位居发展中国家前列。2000年国内科学研究与试验发展(R&D)经费总支出为896亿元,占当年国内生产总值(GDP)的比重为1.0% ,跃居发展中国家前列。在R&D经费总支出中,基础研究占5.2%;应用研究占17.0%;试验发展占77.8% 。其中各类企业支出占国内 R&D经费总支出的60.3%,已经接近发达国家的水平 ,表明企业逐步成为我国R&D活动的主体。
目前,已建成国家级重点实验室217个(其中包括国防科技重点实验室60个)、国家工程中心 188个,认定国家级企业技术中心294个;国际权威检索机构收录的我国科技论文数44536篇 ,本国居民的专利授权量92101件,其中发明专利 3097件。2000年,高新技术产品出口额247亿美元;53个国家级高新技术开发区的技工贸总收入6774.8亿元,工业增加值1476.2亿元 。
2.科技体制改革取得了突破性进展 ,国家确定的科技体制改革阶段性目标基本实现。科技工作的战略重点正在转向国民经济建设主战场,企业科技力量得到进一步加强,242个国家级技术开发类研究院所已基本完成转制工作 ,多数科研机构的运作直接面向市场需求,知识创新工程试点取得初步成效,高校管理体制改革基本完成 ,科技资源得到了优化配置;民营科技企业迅速崛起,技术市场发展迅猛;宏观科技管理体制逐步完善,适应社会主义市场经济的新型科技体制初步形成 ,国家创新体系的建设正在逐步展开。
3.基础科学研究领域取得成果 。人类基因测序、纳米碳管和纳米新材料 、寒武纪生命大爆发研究、微机电系统研究、南海大洋钻探等方面取得了重大成果。表面科学非线性科学 、认知科学以及地球系统科学等新兴交叉学科得到迅速发展。中国大陆科学钻探工程、大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜等八项国家重大科学工程的建设,为我国的基础科学研究创造了良好条件 。
4.高技术研究及产业化方面有所突破。载人航天技术、运载火箭及卫星技术等航天高技术取得了重大突破。两系法杂交水稻 、基因工程药物、转基因动植物、重大疾病的相关基因测序和诊断治疗等技术的突破,使我国生物技术总体水平接近发达国家。高清晰度电视 、"神威"计算机、大尺寸单晶硅材料、皮肤干细胞再生技术等重大成就的取得 ,使我国在相应领域跃入世界先进行列 。国防科技的发展为增强国防实力奠定了坚实基础,促进了国防工业的技术进步。
5.工农业科技获得进展。农业科技方面,仅"九五"期间共培育出600多个新品种,单产增产10%左右 。推广水稻旱育稀植和节水技术 、ABT植物调节剂和小麦旱地全生育期地膜覆盖栽培等重大技术 ,有力地保障了我国粮食增产目标的实现。
工业科技取得了若干重大技术突破,提升了重点产业技术水平。数字程控交换机、氧煤强化炼铁技术、镍氢电池、非晶材料等的产业化方面获得一系列重大成果 。结合三峡工程 、国民经济信息化、集成电路、泰山核电站二期等一系列国家重大建设工程,通过引进 、消化吸收与创新 ,攻克了一批关键技术,掌握了若干重大成套技术装备的设计和制造技术。计算机辅助设计(CAD)、计算机集成制造系统(CIMS)等一批重大共性技术的推广应用,大幅度提高了企业技术创新能力。创新药物、水资源利用和保护 、小康住宅、夏商周断代工程等一批重大项目的实施 ,中国科技馆二期工程及一批科普设施的建设,为社会事业的发展做出了贡献 。
我国科技发展的重大成就
(一) 背景材料
1.人类基因研究成就巨大
(1) 1999年12月1日,由英、美 、日等国科学家组成的研究小组宣布已被译出首对人体染色体遗传密码 ,这是人类科学领域的又一重大突破。人类基因组计划是人类历史上与曼哈顿原子弹工程及阿波罗登月计划齐名的人类三大科学工程之一,但其价值和对人类社会的影响将远远超过前两个计划。
(2) 2000年6月26日,人类有史以来第一个基因组草图终于绘制完成 ,我国科学家参与并高质量地完成了人类基因组工作草图绘制百分之一的测序任务表明中国科学家有能力起跻身国际科学前沿,并做出重要贡献 。
(3) 2000年2月12日,参与人类基因组计划的六国科学家联合公布了人类基因组图谱及其分析结果,人类基因组的完成图将于今年绘制出。绘制出完整的人类基因组图谱 ,破译出人类全部遗传信息。这一计划的实施将为人类自身疾病的诊断和防治提供依旧,给医药产业带来不可估量的变化,将促进生命科学、信息科学及一批高新技术产业的发展。
2.航空航天技术发展迅速
(1) 2000年12月21日 ,我国自行研制的第二颗“北斗导航试验卫星”发射成功,它与2000年10月31日发射的第一颗“北斗导航试验卫星”一起构成了“北斗导航系统” 。这标志着我国将拥有自主研制的第一代卫星导航定位系统,这个系统建成后 ,主要为公路交通、铁路运输 、 海上作业等领域提供导航服务,对我国国民经济建设将起到积极的作用。
(2) 2001年1月10日,我国自行研制的“神舟二号 ”在中国酒泉卫星发射中心升空 ,并成功进入预定轨道。1月16日,“神舟二号”无人飞船准确返回并成功着陆 。这是中国航天在新世纪的首次发射,也是我国载人航天工程的第二次飞行试验 ,它标志着我国向实现载人飞行迈出了重要的一步。
3.在纳米技术领域屡创佳绩
我国科学家在纳米科技研究方面,居于国际科技前沿。最近的一次,我国科学家在世界上首次直接发现纳米金属的“奇异”性能—超塑延展性,纳米铜在室温下竟可延伸50多倍而不折不绕 ,被誉为“本领域的一次突破,它第一次向人们展示了无空隙纳米材料是如何变形的 ” 。从总体看,目前我国有关纳米论文总数排行世界第四 ,在纳米材料研究方面已在国际上占一席之地。
4.超级计算机智能化
2000年11月29日,我国独立研制的第一台具有人类外观特征、可以模拟人行走与基本操作功能的类人型机器人,在长沙国防科技大学首次亮相。类人型机器人的问世 ,标志着我国机器人技术已跻身国际先进行列 。
5.国家“863“计划15周年成就展览举行
2001年3月,国家在北京展览馆举办了“863”计划15周年成就展。“863”计划自1986年3月实施以来,共获国内外专利2000多项 ,发表论文47000多篇,累计创造新增产值560多亿元,产生间接经济效益2000多亿元。863计划重点支持的高技术领域的研究开发水平与世界先进水平的整体距离明显缩小 ,开始在世界高技术领域占有一席之地,60%以上的技术从无到有,如今已进入或接近国际先进水平,另有25%仍然落后于国际先进水平 ,但在原来的基础上也有很大进步 。
(二) 与教材结合点分析
1. 从经济常识看:
(1) 科学技术是第一生产力。当今生产力的发展,科学技术起着决定性的作用;当今世界的竞争,说到底是科技与人才的竞争。
(2) 财政的巨大作用。经济发展靠科学 ,科学进步靠人才,人才培养靠教育 。而这些事业单位的发展必须依靠财政的大力支持,背景材料中所列举的大量科技成果与财政的支持是分不开的。
(3) 当今国际经济的国际化 ,科技开发与应用的国际化是其中重要的表现。人类基因组草图从一开始就是个国际合作计划,由美国启动,英、日、法 、德、中科学家先后加盟 。
2. 从哲学常识看:
(1) 客观规律和人的主观能动性的关系。一系列科技成果的取得 ,一方面是由于科学家尊重了客观规律,另一方面是他们顽强拼搏、锐意进取 、充分发挥主观能动性的结果。
(2) 事物都是一分为二的,我们应坚持两点论和两分法 。如人类基因研究取得了突破性进展 ,这必将促进生命科学、信息科学及一批高新技术产业的发展,同时人们又面临着基因垄断、基因成果被过分用于追求商业利益等新问题。
(3) 认识深化发展的观点。人们应当在实践基础上不断深化 、扩展认识,把认识向前推移 。人类基因技术的研究过程和我国航天技术发展情况等事实,都是认识深化发展的必然结果。
3. 从政治常识看:
(1) 国际竞争的实质。当今世界竞争的实质是以经济和科技实力为基础的综合国力的较量 。能否在科技发展上取得优势 ,增强以经济和科技为基础的综合国力,最终将决定本国在国际上的地位。
(2国家领导和组织社会主义现代化建设的职能和组织社会主义精神文明
建设的职能。国家大力发展高新技术并运用到经济建设中去,促进经
济的发展。
参考答案:科学技术就像一把双刃剑 ,它在给我们带来福音的同时,也制造了一些麻烦,如环境污染 ,生态破坏,资源短缺等社会问题 。基因工程可以用来治病,也可以用来毁灭人类。如果从事科学技术工作而缺乏人文关怀 ,就有可能迷失方向。(可以结合科学技术的正面功能来回答,可以结合科学技术的反面效应来回答,也可以结合科学技术的正面功能和反面效应两方面来回答 ,只要言之成理则可 。)
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