《生物學(xué)教學(xué)問題研究10000字（論文）》

緒論20世紀(jì)90年代以來，科學(xué)技術(shù)日益更新，知識信息發(fā)展迅速，國際競爭越來越激烈，科學(xué)技術(shù)的作用越來越重要，做好初中生的科學(xué)教育，是培養(yǎng)公民具有良好科學(xué)素養(yǎng)的基石。在教學(xué)中運用HPS，可以幫助學(xué)生從科學(xué)哲學(xué)的角度理解知識的結(jié)構(gòu)、知識的生成途徑、知識的語境，在科學(xué)教育社會學(xué)方面，可以根據(jù)情境和實驗，打破學(xué)生的思維定勢或體驗障礙，向?qū)W生介紹科學(xué)方法論，增強學(xué)生對科學(xué)哲學(xué)的理解，還可以加強科學(xué)與社會的聯(lián)系，幫助學(xué)生借助社會問題建構(gòu)科學(xué)本質(zhì)觀，讓學(xué)生在歷史與現(xiàn)實的碰撞中完成知識的建構(gòu)，提高對科學(xué)本質(zhì)的理解，因為上述種種原因，本文開始對初中HPS生物教學(xué)的研究，通過具體教案，研究HPS教學(xué)對學(xué)生科學(xué)能力的影響，以彌補相關(guān)研究的不足。1HPS的相關(guān)概念解釋1.1HPS定義HPS是科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會學(xué)（（History、Philosophy&Sociologyofscience）的簡稱，其中，科學(xué)史是指人類對科學(xué)的認識和發(fā)展史，科學(xué)哲學(xué)是指以科學(xué)為研究對象的哲學(xué)，科學(xué)社會學(xué)是從社會學(xué)的角度研究科學(xué)與社會的相互關(guān)系和影響的學(xué)科。HPS教育不僅強調(diào)向?qū)W生傳授科學(xué)知識，而且強調(diào)通過科學(xué)史學(xué)習(xí)知識語境、構(gòu)建知識體系、培養(yǎng)科學(xué)觀念；重視對唯物辯證法的理解，通過對科學(xué)哲學(xué)的研究，掌握科學(xué)研究方法，形成理性思維；通過科學(xué)方法的研究實現(xiàn)“科技、技術(shù)、社會、環(huán)境”四個領(lǐng)域的整合，突出科學(xué)的人文意義，踐行社會責(zé)任。1.2HPS的理論基礎(chǔ)1.2.1建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論建構(gòu)主義要求學(xué)生通過主動、互動的學(xué)習(xí)方式獲得新知識，不再接受教師和教科書直接灌輸?shù)闹R。強調(diào)教學(xué)要以學(xué)生的經(jīng)驗為基礎(chǔ)，教學(xué)內(nèi)容要以學(xué)生的現(xiàn)狀和學(xué)習(xí)潛能為基礎(chǔ)，安排好學(xué)習(xí)情境，使學(xué)生感受到認知沖突，調(diào)動他們轉(zhuǎn)變觀念的積極性；轉(zhuǎn)變學(xué)生角色，變被動接受者為主動研究者；鼓勵學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中反思思考、自我評價、不斷提高自我；引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)重視合作，使學(xué)生在團隊溝通中解決科學(xué)問題，協(xié)調(diào)互助，實現(xiàn)科學(xué)探索。同時，教師也要從知識型教師和課堂管理者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)型教師和促進者。建構(gòu)主義對本研究的啟示是，建構(gòu)主義強調(diào)科學(xué)知識的建構(gòu)性、主體性和可變性，從科學(xué)本質(zhì)的角度看，這與科學(xué)的積累、認識和創(chuàng)造的內(nèi)涵相對一致。建構(gòu)主義教學(xué)強調(diào)在學(xué)生原有經(jīng)驗的基礎(chǔ)上產(chǎn)生新的知識和經(jīng)驗，重視科學(xué)史料的應(yīng)用，注重學(xué)生的實際操作，為HPS教學(xué)中的科學(xué)史研究和科學(xué)實驗提供指導(dǎo)。1.2.2庫恩的科學(xué)革命論庫恩認為，科學(xué)發(fā)展的過程應(yīng)該從研究史的角度來反映?？茖W(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個階段：一是原始科學(xué)，各學(xué)派各持己見，相互批判；二是常規(guī)科學(xué)，因為科學(xué)領(lǐng)域的一項重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)，打破了一個難題造成的長期僵局，然后科學(xué)開始進入成熟期，走向常規(guī)；在革命科學(xué)中，經(jīng)過一段時間的發(fā)展，如果再出現(xiàn)一個無法解決的問題或反例，那么這門科學(xué)將面臨巨大的變化；當(dāng)新理論解決了新問題，意味著新的常規(guī)科學(xué)也出現(xiàn)了。從科學(xué)發(fā)展觀的角度看，科學(xué)革命理論提出了一種科學(xué)的循環(huán)和螺旋上升的發(fā)展模式，體現(xiàn)了馬克思主義科學(xué)哲學(xué)的意義。在科學(xué)宣傳中，科研成果離不開發(fā)表、驗證或質(zhì)疑、深入或解讀的過程。大多數(shù)新成果的公布，推動了科學(xué)發(fā)展的進程。在課堂上，學(xué)生設(shè)計實驗并進行實驗，這是對以往研究成果的驗證，甚至他們的創(chuàng)新實驗也可能得到意想不到的結(jié)果。在這個過程中，學(xué)生體會到科學(xué)家的作用，對科學(xué)探索、科學(xué)家身份等科學(xué)本質(zhì)有更深的理解。1.3HPS的發(fā)展歷程1.3.1科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)結(jié)合19世紀(jì)末，德國科學(xué)家馬赫首次提出，沒有科學(xué)教育可以忽視科學(xué)的歷史和哲學(xué)，1994年出版了《科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)的作用》，書中認為任何科學(xué)課堂都不能回避哲學(xué)問題。當(dāng)教師和學(xué)生思考定理、假設(shè)等術(shù)語的含義和適用條件時，哲學(xué)便應(yīng)運而生，哲學(xué)為科學(xué)提供了最基本的世界觀支持，我們應(yīng)該用科學(xué)的方法來解決生活問題。長期以來科學(xué)教育更加重視科學(xué)的工具價值，強調(diào)科學(xué)知識的傳授。這樣就忽視了科學(xué)方法和科學(xué)精神的培養(yǎng)，制約了學(xué)生創(chuàng)造力的提升?？茖W(xué)史與科學(xué)哲學(xué)在科學(xué)教學(xué)中的融合，實現(xiàn)了科學(xué)教育內(nèi)涵從技術(shù)工具到科學(xué)精神的升華。1.3.2科學(xué)社會學(xué)的融入1978年，英國科教界開始倡導(dǎo)中學(xué)社會情境下的科學(xué)發(fā)展，在學(xué)者看來，這種科教形式著眼于反映科學(xué)技術(shù)實施科學(xué)教育的社會問題，有利于培養(yǎng)民主社會中學(xué)生的科學(xué)決策能力。試管嬰兒、隱形眼鏡、殺蟲劑等問題以教學(xué)單元的形式呈現(xiàn)教材，力圖拉近科學(xué)與學(xué)生的距離，注重學(xué)生的參與，使學(xué)生盡可能積極主動地學(xué)習(xí)科學(xué)。1982年，以色列科學(xué)教育學(xué)者霍夫斯坦和雅戈爾聯(lián)合發(fā)表了一篇題為“1980年代組織科學(xué)教育與社會問題”的論文。他們認為“科學(xué)教育注重科學(xué)與社會的互動，強調(diào)科學(xué)與社會的互動”，這說明科學(xué)社會學(xué)參與了科學(xué)教育。著名社會學(xué)家伏爾加等人曾指出，科學(xué)研究不是由嚴(yán)格的科學(xué)方法支配和實施的，個人和社會的價值在科學(xué)研究中發(fā)揮著重要作用。自上世紀(jì)90年代以來，隨著愛丁堡學(xué)派倡導(dǎo)的科學(xué)建構(gòu)主義的日益盛行，科學(xué)社會學(xué)，特別是科學(xué)知識社會學(xué)（SSK）被一些研究者引入科學(xué)教育，試圖從各種社會學(xué)的角度來解釋科學(xué)變量。根據(jù)建構(gòu)主義理論，門克和奧斯本在總結(jié)前人經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，主張將社會學(xué)融入科學(xué)教育模式。2HPS教學(xué)的作用2.1發(fā)展批判思維人類歷史長河中科學(xué)家的長期探索所形成的，這些結(jié)論都是科學(xué)家經(jīng)過反復(fù)驗證后得出的。與科學(xué)知識相比，科學(xué)家留在后世的科學(xué)史更是無價之寶?？茖W(xué)史與科學(xué)本質(zhì)密切相關(guān)，雖然已有的科學(xué)概念已被大量實驗所證實，但也有可能在未來得到改進，而不是現(xiàn)在所學(xué)的是終極真理；當(dāng)科學(xué)家的研究和實驗表明新的證據(jù)支持不同于以往的解釋時，他們應(yīng)該敢于根據(jù)自己的研究成果挑戰(zhàn)原有的概念，科學(xué)家可能對同一現(xiàn)象做出不同的解釋，我們應(yīng)該積極思考，辯證對待。在科學(xué)認知中，概念的發(fā)明和引入主要是為了解決問題。因此，如果把概念教學(xué)與科學(xué)研究中產(chǎn)生的具體情境結(jié)合起來，學(xué)生就能更自然地理解科學(xué)概念的過程和作用。2.2引發(fā)哲學(xué)思辨科學(xué)哲學(xué)與科學(xué)教育的整合不是單純的形式追求，哲學(xué)思維應(yīng)體現(xiàn)在教學(xué)中。如果沒有積極的研究和思考，簡單而被動地接受知識和發(fā)展技能不能得到贊賞。由于科學(xué)的發(fā)展要經(jīng)歷錯誤的磨難，學(xué)生在科學(xué)教育中也要經(jīng)歷錯誤的挫折，才能理解《科學(xué)與氣體》教學(xué)過程中的一個顯著特點：從問題出發(fā)，最終解決問題，它提倡“知而求知”的科學(xué)探索。每一項科研活動都是學(xué)生對自己的知識及其表征儲備進行反思和重構(gòu)的過程，也是一個規(guī)范化、科學(xué)化的過程。教師的作用是創(chuàng)設(shè)一種“猜”的情境和氛圍，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生開始探究。因此，在教學(xué)中，在提出問題的解決方案后，我們應(yīng)該盡力推翻我們的解決方案，而不是堅持它。從這個角度出發(fā)，我們可以認為，科學(xué)知識是在大量科學(xué)探索的過程中產(chǎn)生的，科學(xué)方法是在建構(gòu)的，掌握科學(xué)本質(zhì)的科學(xué)素養(yǎng)是在發(fā)展的。2.3培養(yǎng)人文精神傳統(tǒng)科學(xué)課程過分強調(diào)學(xué)科知識邏輯體系的完整建構(gòu)，科學(xué)教科書成為知識清單，經(jīng)典科學(xué)知識的積累成為師生教與學(xué)的目標(biāo)。如果把科學(xué)知識與社會情況分開，它就會非常貧乏。這不僅會使學(xué)生難以提高學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，而且也不能培養(yǎng)他們對科學(xué)的正確認識和全面理解。愛因斯坦曾經(jīng)說過：“如果你想讓你的生命工作對人類有益，僅僅了解應(yīng)用科學(xué)本身是不夠的。真正強大的人文關(guān)懷，就是要以批判的反思精神為武器，通過理解科學(xué)技術(shù)與人類社會的互動關(guān)系，教育學(xué)生把科學(xué)技術(shù)置于人類社會歷史文化的大背景中去。3HPS的初中生物教學(xué)設(shè)計要求3.1要呈現(xiàn)知識發(fā)展的過程作為人類對自然經(jīng)驗認識的歷史回顧，生物科學(xué)史具有重要的啟示價值——在改進了一度不受歡迎的方法之后，HPS研究會更加有效，以前的科學(xué)發(fā)現(xiàn)給了我們聯(lián)系，人們在此基礎(chǔ)上就可以做出其他新的發(fā)現(xiàn)，科學(xué)的發(fā)展是一個連續(xù)的過程，初中生物教師需要具備將生物史融入課堂的意識，需要在這方面有一定的知識儲備，以長遠的眼光看待課本知識，聯(lián)系古今，以發(fā)展和科學(xué)史為目標(biāo)，給學(xué)生更多知識。。3.2要融入哲學(xué)思維的反思為了從哲學(xué)上思考初中生物知識的社會應(yīng)用，我國地質(zhì)學(xué)家丁文江曾經(jīng)說過這樣的話？今天最大的責(zé)任和需要是把科學(xué)的方法應(yīng)用到生活問題上。因此，生物學(xué)與生命、人文科學(xué)與自然科學(xué)的關(guān)系應(yīng)該體現(xiàn)在學(xué)習(xí)過程中。例如，抗生素的使用挽救了許多人的生命，但卻導(dǎo)致了超級細菌的出現(xiàn)。我們該怎么想呢？”“先進科學(xué)”不僅造成了科學(xué)與人文的巨大差距，而且?guī)砹艘幌盗械纳鷳B(tài)問題。越來越多的人開始反思科學(xué)知識本身和科學(xué)的本質(zhì)。例如，人工智能研究的迅速發(fā)展，使機器“人性化”甚至“超人化”，將極大地解放人類的勞動力，使人們獲得更大程度的自由，還是真的會使人們“機械化”，限制人類的自由？只有人們有了正確的科學(xué)觀念，才能理性地參與與自然、社會、生活有關(guān)的科學(xué)事件的決策和評價。3.3要反映生物學(xué)背景的人文在初中生物教師的教學(xué)過程中使用HPS教學(xué)模式時，應(yīng)考慮青少年的現(xiàn)有知識水平、生活經(jīng)驗和社會經(jīng)驗，并利用學(xué)生在現(xiàn)實生活中所面臨的問題，從不同側(cè)面展示生物學(xué)原理在社會生活中的應(yīng)用。要努力挖掘生物科學(xué)的人文價值和生物知識在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用，促進認知對象與自身體驗的互動，促進認知對象對生物科學(xué)對社會生活和環(huán)境的影響的認識，科技內(nèi)容的具體運用，社會責(zé)任的培養(yǎng)。這樣，把生物科學(xué)和人文科學(xué)作為一個有機的整體滲透到學(xué)生身上，內(nèi)化為學(xué)生的個性，成為學(xué)生未來行為的規(guī)范和價值取向，使他們能夠正確認識生活的目的和意義，找到正確的生活方式。3.4要遵從循序漸進的適應(yīng)性在初中生物教學(xué)中，教師要適應(yīng)學(xué)生身心發(fā)展的特點，逐步促進學(xué)生的發(fā)展。初中生的學(xué)習(xí)意識和依賴性并存，沒有教師的指導(dǎo)就容易犯錯誤。初中生物教學(xué)中科學(xué)史的整合需要逐步深化，不能沒有充分的途徑，也不能沒有中小學(xué)歷史演繹的過渡。在探究過程中，教師需要考慮初中生的身心特點，引導(dǎo)問題的發(fā)生和解決。4HPS的初中生物教學(xué)案例4.1基因的親子代間傳遞教案4.1.1教學(xué)目標(biāo)通過對圖像數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)的觀察與分析，描述基因通過生殖細胞在父母和孩子之間的傳遞，引導(dǎo)學(xué)生認識到性狀的遺傳是親子間基因轉(zhuǎn)移的結(jié)果，在此基礎(chǔ)上對學(xué)生進行科學(xué)史教育。4.1.2教學(xué)重點和難點基因、DNA和染色體的關(guān)系?；蛟谟H子代間的傳遞。4.1.3課前準(zhǔn)備學(xué)生課前準(zhǔn)備：畫圖筆。4.1.4教學(xué)器材（1）編制人類生殖過程示意圖并制成PPT文件。（2）基因、DNA和染色體之間關(guān)系的視頻，以及受精過程的視頻。（3）人類正常染色體和異常染色體的圖像數(shù)據(jù)。（4）果蠅和果蠅有性生殖過程中的染色體變化。（5）親子間基因轉(zhuǎn)移動畫課件。4.1.5教學(xué)過程設(shè)計老師：我們剛剛學(xué)了遺傳學(xué)，現(xiàn)在讓我們看一張照片（一個三口之家的照片）。這小男孩是這對夫婦生的嗎？學(xué)生：看起來像老師：你憑什么判斷？學(xué)生：眼睛、鼻子和臉都一樣。老師：我們知道父母和孩子之間的相似性叫做遺傳。母親把自己的眼睛和臉型傳給孩子了嗎？發(fā)生什么事？學(xué)生：不，遺傳下來的是控制性格的基因。老師：今天我們要研究父母和孩子之間的基因轉(zhuǎn)移（黑板寫作，第二節(jié)父母和孩子之間的基因轉(zhuǎn)移）老師：關(guān)于這樣一門課，你想知道些什么？學(xué)生：學(xué)生提問?；蛟谀睦铮克侨绾蝹鞑サ?？基因通過什么？基因傳遞有什么變化嗎？父母會把同樣的數(shù)量傳給孩子嗎？老師：時間有限。在這節(jié)課中，我們將解決以下問題：1、通過哪些基因傳播？2、基因是如何傳播的？3、父母會把同樣的數(shù)量傳給孩子嗎？教師：放受精過程的錄像。學(xué)生：學(xué)生帶著問題看錄像。教師：親子代之間的橋梁是什么？學(xué)生：生殖細胞。老師：那么，成千上萬的基因是如何通過這座“小橋”的呢？科學(xué)家發(fā)現(xiàn)受精卵分裂過程中最明顯的變化是細胞核。細胞核內(nèi)有些物質(zhì)可以用堿性染料染黑——染色體、基因和染色體都在細胞核內(nèi)?；蚝腿旧w之間有什么關(guān)系？閱讀，染色體是由什么組成的？學(xué)生：蛋白質(zhì)和DNA老師：你在這幅畫里找到基因了嗎？學(xué)生：沒有。老師：基因在哪里？讓我們再看一段視頻，看看誰能從視頻中找出染色體、DNA和基因之間的關(guān)系？（黑板，I.基因，DNA和染色體）節(jié)目：視頻。學(xué)生：看視頻，討論，分析和推理他們之間的關(guān)系。老師：請以插圖、插圖或卡通的形式展示。學(xué)生：用手畫。老師：哦，原來的基因在染色體上。這個基因太小了，在光學(xué)顯微鏡下看不見。研究不方便，但可以看到染色體。在這種情況下，我們研究的“親子間基因轉(zhuǎn)移”問題能否轉(zhuǎn)化為“親子間染色體轉(zhuǎn)移”問題？學(xué)生：是的。老師：讓我們看一下以下幾種生物中有多少條染色體，并給出幾種生物的染色體數(shù)目表，以便學(xué)生們找出它們的特征。學(xué)生：仔細觀察和思考。染色體是偶數(shù)的，成對存在。老師：什么樣的染色體叫做一對？學(xué)生：成對染色體的大小和形狀是相似的。老師：（給我看人類染色體的圖片）人類細胞中有多少條染色體？這些染色體有什么特點？學(xué)生：46條23對。老師：既然染色體在生物細胞中是成對的，那么基因是什么樣的呢？學(xué)生：也應(yīng)該是成對的。教師：（通過演示小課件進一步加深染色體與基因的關(guān)系）。你剛才從桌子上還能看到什么？學(xué)生：不同的生物體有不同的染色體數(shù)目。老師：同一種生物的染色體數(shù)目必須相同。如果不同，就會有性格上的差異。（展示圖片）這是一個正常的男性染色體。多少對？這個男孩又正常了嗎？這不正常。原因是什么？他又有一條染色體，它改變了。我們能少一條染色體嗎？這是一個正常的女性染色體。讓我們看看這個女孩是否正常？這不正常。原因是什么？少了一條染色體也改變了。老師：從上面的分析，我們可以看出，如果染色體改變，性格就會改變。因此，染色體必須是穩(wěn)定的。在有性生殖過程中，生物體需要產(chǎn)生生殖細胞并完成受精。它如何保持染色體的穩(wěn)定性？學(xué)生：學(xué)生思考，回答問題，互相補充。老師：假設(shè)只有一對人類染色體。展示課件，讓學(xué)生做練習(xí)。（黑板寫作，二，通過生殖細胞傳播染色體）老師：我只是假設(shè)只有一對人類染色體。事實上，人類染色體很多，研究起來很不方便。誰知道哪種小動物經(jīng)常被用來研究遺傳問題？（出示果蠅）由于果蠅體細胞染色體少，生命周期短，是一種很好的遺傳實驗材料。雖然它很小，但在遺傳學(xué)研究中起著非常重要的作用。今天我們要對果蠅的染色體傳遞進行一些科學(xué)研究。展示果蠅體細胞的染色體圖，找出學(xué)生數(shù)有多少對染色體，和誰一起數(shù)？兩對染色體的特征是什么？學(xué)生：八個四對。成對染色體的大小和形狀是相同的。老師：雄性果蠅產(chǎn)生精子，雌性果蠅產(chǎn)生卵細胞，精卵結(jié)合形成受精卵，受精卵發(fā)育成新的個體，果蠅有8對4對染色體，其后代應(yīng)該是一樣的，所以如何在精卵細胞中分配染色體，結(jié)合后，我們能保證精子卵和新個體的染色體也是84對嗎？用你的大腦，自己設(shè)計，看看誰能做得又快又好。學(xué)生：學(xué)生們畫圖并分配他們自己的組合。老師：學(xué)生報告結(jié)果，然后老師補充并總結(jié)：從每對中取出一個，形成生殖細胞中的染色體。受精后，不僅恢復(fù)了原來的數(shù)目，而且還恢復(fù)了成對的數(shù)目。受精卵中一半的染色體來自父親，一半來自母親，那么受精卵發(fā)育成的新個體的表現(xiàn)是什么呢？學(xué)生：像爸爸媽媽一樣。老師：我們已經(jīng)找到了染色體在父母和孩子之間的傳遞。誰能說出基因是如何傳播的？學(xué)生：基因通過生殖細胞和染色體傳遞給后代。老師：說得好?；蛟谌旧w上，因此基因的行為與染色體同步變化。在體細胞中，基因是成對的，在生殖細胞中，基因變得單一，減少一半，在受精卵中，原始數(shù)量恢復(fù)，成對。如果后代的基因是由父母傳下來的，他們會不會和父母有相似的性格？（展示基因轉(zhuǎn)移課件）進行總結(jié)和鞏固。（黑板寫作，通過生殖細胞的基因轉(zhuǎn)移）老師：你在這個班上解決了幾個問題了嗎？你有什么新問題嗎？包括學(xué)生在開課時提出的問題。4.1.6教學(xué)點評本節(jié)課能從學(xué)生的實際出發(fā)，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，分析資料，創(chuàng)新設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生熱烈地討論、進一步交流，步步推理，層層深入，思路清晰，邏輯性強，達到了很好的教學(xué)效果。4.2生物進化的教案4.2.1教學(xué)目標(biāo)（1）能夠說明生物進化的主要過程；（2）培養(yǎng)學(xué)生比較分析的科學(xué)技能。4.2.2教學(xué)重點（1）研究生物進化的方法（2）生物進化的主要證據(jù)（3）生物進化的歷程4.2.3教學(xué)難點在學(xué)習(xí)生物進化證據(jù)的過程中鍛煉學(xué)生比較和分析的技能。4.2.4教學(xué)方法問題教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法4.2.5課前準(zhǔn)備PPT、動物和植物圖片、網(wǎng)絡(luò)資料等。4.2.6教學(xué)過程老師通過展示原始地球的圖片，引導(dǎo)學(xué)生回憶上一課的內(nèi)容：原始地球環(huán)境炎熱，沒有生命體，但它能產(chǎn)生組成有機體的有機物質(zhì)。隨著地球溫度的降低，原始生命從地球誕生之日起大約10億年逐漸產(chǎn)生。然后，老師將展示地球的圖片，引出新課：現(xiàn)今生物多樣，環(huán)境優(yōu)美的地球是生物進化的結(jié)果。生物是如何進化的呢?原始生命產(chǎn)生后，生物進化經(jīng)歷了極其漫長的年代，才發(fā)展到現(xiàn)今的模樣。沒有人能在歷史的隧道中暢游，所以生物進化失去了見證人。那科學(xué)家是怎樣研究生物進化的歷程呢？（拿出生物進化的證據(jù)：化石）教師：引導(dǎo)學(xué)生了解什么是化石？學(xué)生：閱讀、欣賞教師：化石是指埋藏在地層中的生物的遺體、遺物或生活痕跡。古代生物的遺體、遺物或生活痕跡由于某種原因被迅速掩埋，長期與空氣隔絕，在特殊條件下經(jīng)過若干萬年的復(fù)雜變化就形成了化石?；Ａ袅斯糯镌械奶攸c，是生物進化史中的一幅幅真實的圖畫和可靠的文字。它們可以直接或間接證明某種生物曾經(jīng)在地球上生活過，并通過對不同時期的生物的比較，為研究生物的進化提供直接的證據(jù)。分析始祖鳥的化石教師：課件展示始祖鳥化石和始祖鳥復(fù)原圖，引導(dǎo)學(xué)生通過始祖鳥化石理解化石在為研究生物進化提供證據(jù)方面的科研價值。出示思考題思考題：始祖鳥與現(xiàn)在的鳥類在外形結(jié)構(gòu)上有什么不同？始祖鳥的化石在研究生物進化方面有何重要意義？學(xué)生：討論老師：總結(jié)一下始祖鳥和現(xiàn)在的鳥類的區(qū)別，始祖鳥嘴上有牙齒，前肢指尖有爪子，胸骨不發(fā)達，沒有龍骨突，尾部有很多尾椎骨。始祖鳥介于爬行動物和鳥類之間，是證明鳥類是從古代爬行動物進化而來的重要依據(jù)。老師：地層中的化石分布規(guī)律是什么？學(xué)生：在較老的地層中，生物化石越簡單、越低；在較新形成的地層中，生物化石越復(fù)雜、越高。老師：這個分布說明什么？學(xué)生：化石在地層中的分布表明，生物是在漫長的地質(zhì)時期進化而來的。老師：這個分布規(guī)律反映了有機體從簡單到復(fù)雜，從低級到高級的進化規(guī)律。化石在地層中以一定的順序出現(xiàn)，是生物進化最可靠、最直接的證據(jù)。化石為生物進化提供了直接證據(jù)。生物進化是什么課程？就像原始生命的起源一樣，生物進化的過程是極其漫長的。在進化的早期，由于營養(yǎng)的差異，一部分原始生命進化為沒有葉綠素的單細胞動物，另一部分進化為有葉綠素的藻類。此后，這兩種原始生物分別進化為動物界和植物界。教師提供各類動物的典型代表圖片，組織學(xué)生對結(jié)構(gòu)簡單、層次低、復(fù)雜、層次高的各類動物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、繁殖方式和生存環(huán)境進行比較分析，最終完成動物進化樹。老師：請觀察動物的進化樹，考慮到動物的復(fù)雜性，你認為動物進化過程的特征是什么？學(xué)生：迷惑不解老師：如果你考慮不同的生存環(huán)境，你對動物的進化有什么特點？學(xué)生：從水生到陸地。教師提供各類植物的典型代表圖片，組織學(xué)生對各類植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、繁殖方式和生活環(huán)境進行比較分析，完成植物進化樹。老師：請觀察植物的進化樹，考慮到植物的復(fù)雜性，你認為植物進化的特征是什么？學(xué)生：迷惑猶豫。老師：如果你考慮不同的生活環(huán)境，你對植物的進化有什么特點？學(xué)生：從水生到陸地。老師：那么你們現(xiàn)在能說出生物進化的趨勢嗎？學(xué)生：生物進化的趨勢是——從低級到高級，從水生到陸地。老師：答對了。4.2.7教學(xué)總結(jié)生物進化的趨勢是：由簡單到復(fù)雜，由低等向高等，由水生到陸生。最后大家再思考一個問題：現(xiàn)在的苔蘚植物還能進化成蕨類植物嗎？為什么？生物進化的原因到底是什么？這些問題下節(jié)課繼續(xù)學(xué)習(xí)，大家可提前自學(xué)。5HPS初中生物課的實驗調(diào)查5.1實驗?zāi)繕?biāo)和對象研究目標(biāo)：通過本實驗，探討HPS教學(xué)模式能否實現(xiàn)知識建構(gòu)與能力培養(yǎng)的統(tǒng)一，具體來說能否讓學(xué)生掌握知識，提高思維能力、創(chuàng)造力、主動探究能力、HPS教學(xué)模式能否促進學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。實驗對象：選擇邯鄲學(xué)校初中八年級兩個班，一個為實驗班，一個為對照班，實驗班采用HPS教學(xué)模式，對照班采用常規(guī)教學(xué)方法，從2019年9月到2020年1月，實驗持續(xù)了一個學(xué)期。5.2調(diào)查結(jié)果表5-1實驗班與對照班HPS教學(xué)前測試卷成績比較班級人數(shù)平均分優(yōu)劣成績差實驗班5360.1540.07對照班5359.0539.170由測試卷成績比較可知，兩班的成績平均分不存在顯著的差異，最好和最壞的成績差都在40分左右，這說明兩個班級可以用來進行準(zhǔn)實驗研究。表5-2實驗班與對照班HPS教學(xué)后測試成績比較班級人數(shù)平均分優(yōu)劣成績差實驗班5367.4520.875對照班5358.8637.645從實驗后測試卷結(jié)果可以看出，兩個班之間存在顯著差異，實驗班的平均分為67.45，比對照班高出9分左右，并且實驗班最優(yōu)和最劣的成績差要明顯小于對照班具有統(tǒng)計學(xué)意義，實驗班的教學(xué)效果明顯優(yōu)于對照班，說明HPS教學(xué)模式的教學(xué)效果優(yōu)于常規(guī)教學(xué)方法。表5-3實驗班和對照班HPS教學(xué)后生物課興趣比較問題實驗班（是）%對照班（是）%你會自行閱讀課本中科學(xué)家嗎？6040你會自行閱讀課本中“科學(xué)史話”這一部分內(nèi)容嗎?5233你會從課外了解更多的生物科學(xué)史嗎?3720你對生物科學(xué)家感興趣嗎?4031你對生物科學(xué)知識是怎么來的感興趣嗎?4732生物學(xué)史能調(diào)動你學(xué)習(xí)生物知識的積極性嗎?4828你認為科學(xué)家的故事對你世界觀的形成有影響嗎?2714通過上表發(fā)現(xiàn)，實驗班自行閱讀課本中科學(xué)家在一半以上，對照班在一半以下，實驗班對科學(xué)史，科學(xué)知識的由來很感興趣，而對照班多數(shù)人對此不感興趣，說明HPS教學(xué)對提高學(xué)生學(xué)習(xí)生物課的興趣很有幫助，值得一提的是兩個班級的學(xué)生都不認為科學(xué)家的故事對自己世界觀的形成有多大影響，說明影響學(xué)生世界觀的因素還有很多，并不局限于課本知識。5.3調(diào)查結(jié)果分析兩個班的科學(xué)素養(yǎng)能力存在明顯差異，實驗班的成績優(yōu)于對照班,通過進一步的研究發(fā)現(xiàn)，HPS教學(xué)在生物教學(xué)中對提高學(xué)生的生物學(xué)基礎(chǔ)知識效果并不明顯，但對提高學(xué)生的信息提取能力、解決一般生物學(xué)問題的能力，設(shè)計簡單的生物學(xué)實驗的能力是顯而易見的，可以顯著提高學(xué)生的邏輯推理能力（如歸納、演繹、類比）、數(shù)學(xué)方法的運用、實驗材料的選擇、實驗數(shù)據(jù)的處理等,對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的科學(xué)情感態(tài)度也有一定的作用。我們可以得到這個課題的現(xiàn)實意義。HPS為高中生物新課程選擇理念的實施提供了一種新的、有效的教學(xué)方法，為其他理科歷史教學(xué)模塊的開發(fā)提供了參考。結(jié)論法國著名物理學(xué)家迪恩曾說過，要深刻正確地理解任何一門科學(xué)，就必須了解它的起源和發(fā)展。初中生物科學(xué)知識，只有通過科學(xué)史在教學(xué)中的滲透才能得到更好的發(fā)揮。HPSJ教學(xué)研究中科學(xué)方法、科學(xué)理論以及這些理論是如何發(fā)展和應(yīng)用的，對于掌握生物學(xué)研究和應(yīng)用的本質(zhì)有很大的幫助。筆者作為一名普通教育者，希望落實基礎(chǔ)教育改革與新課程標(biāo)準(zhǔn)，希望有更多的科學(xué)教師能轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念和教學(xué)方式，加強對科學(xué)教育培養(yǎng)人科學(xué)素養(yǎng)的要求，基于HPS進行教學(xué)設(shè)計，讓學(xué)生對現(xiàn)有的知識知其然且知其所以然，知道是如何知道現(xiàn)有的知識的，讓他們具有探索科學(xué)的本質(zhì)精神，培養(yǎng)他們的科學(xué)道德和人文精神，相信在正確教育學(xué)習(xí)的幫助下，他們可以越走越遠。參考文獻[1]魏鳳國,謝妤.基于HPS理念培育科學(xué)思維核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計——以“生物膜的流動鑲嵌模型”為例[J].生物學(xué)通報,2019,54(05):20-22.[2]沈平,聶馥玲.當(dāng)代高?？茖W(xué)史教育的教學(xué)模式探析[J].齊魯師范學(xué)院學(xué)報,2019,34(04):17-22.[3]何城蝶,韋艷艷.HPS教學(xué)模式在高中生物課堂中的實踐——以“光合作用的原理和應(yīng)用”為例[J].中學(xué)生物學(xué),2019,35(09):17-19.[4]閆白洋.遺傳定律HPS教學(xué)中促進學(xué)生科學(xué)精神養(yǎng)成的課程資源開發(fā)[J].生物學(xué)教學(xué),2019,44(09):14-15.[5]鄭亞妮,王炎蓉.淺析數(shù)學(xué)教學(xué)中關(guān)于HPS教育模式的探索[J].傳播力研究,2019,3(31):252.[6]洪嘉玲,熱依汗古麗·阿卜杜熱伊木,荀闊,齊海燕.HPS教學(xué)模式在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].科技視界,2019(32):171-172.[7]朱滿秀.高中生物教學(xué)中HPS模式對學(xué)生科學(xué)本質(zhì)觀的影響研究[D].貴州師范大學(xué),2019.[8]李娜娜.基于HPS教學(xué)模式下學(xué)生生物核心素養(yǎng)之科學(xué)思維的培養(yǎng)[D].山東師范大學(xué),2019.[9]嚴(yán)珍