高中生物教学中自制生物学具的应用 开题报告书.doc

题　　目　高中生物教具的设计制作及运用研究　　　　　　　 　　　　　 　　　 本选题的依据：1）说明本选题的研究意义和应用价值 2）简述本选题的研究现状和自己的见解 1）本选题的研究意义和应用价值 教具是以传播科技、教育人为目的的实物，是完全的科技传媒，是青少年科技活动中不可缺少的器材。科技活动中用的教具有实物教具和复制品教具。具体有来自自然界的标本或样品：如用于科技教育活动中的生物标本、矿物标本、化石、岩石及珍稀动物样品等。教具是教师进行教学的重要工具，它的种类多种多样、效果也各不相同。教师在教学中要根据教学内容和自身的具体情况来选择合适的教具，教师甄选、组合、设计教具的过程就是自制教具的过程。教师可以充分发挥自身的聪明才智自制教具，只要保证教具能够有效进行教育信息传递就可以。 生物是一门比较抽象、不易理解的学科，只有借助各种教具才能提高教学效率。因此，自制教具对于生物课程的进行具有十分重要的推动作用。本文主要介绍了自制教具的特点、作用，并结合生物教学实例对自制教具在高中生物教学中的应用进行分析，希望能够促进生物教学的进一步发展。自制教具是教学创新的产物，是为不断提升教学质量而产生的。由于新课改大力提倡进行探究式教学，因此，组织学生开展科学探究成为常态，实验器材的自制也成为了教学活动的常态。自制教具有效地解决了实验器材不足的问题，也有效地克服了老师满堂讲的现象.在以往的教学中，部分老师发现实验室的缺乏或者不足时，就采用黑板上讲实验，继续搞题海战术的灌输式教学，当然也有部分老师用播放课件的办法来代替实验，这些代替不了学生的亲身经历科学研究的过程，学生的探究能力以及创新能力需要通过实践来培养。 例如：在探究酵母菌细胞的呼吸方式时，要用发面过程进行演示，不少同学对有氧呼吸和无氧呼吸的认识程度不够，为帮助学生进行区分，特进行兼性厌氧菌―酵母菌的有氧呼吸实验.将加入少量酵母菌的面团放入水瓶内，在瓶口放置气球，观察气球情况.记录气球在每天的膨胀程度，通过对比我们很容易得出酵母菌在细胞有氧呼吸中会产生二氧化碳，不仅使面发起来，更产生二氧化碳使气球膨胀.通过小组模式，评选最优小组，保证实验高质高效完成。又如：遗传信息的翻译过程是一个比较抽象的过程，学生往往很难想象是如何翻译的，mRNA上的密码子又是如何与tRNA上的反密码子进行配对的，其实遗传信息的翻译过程就是mRNA上的密码子序列转化成蛋白质中氨基酸序列的过程，但过程中用到的工具较多，通过教具可以将知识简单化。在教具制作中，以拆解后的魔方角块代表mRNA信息，用磁条两极特性代表碱基的互吸性，互补时相吸、不互补时相持，配对后tRNA携带遗传信息，通过氨基酸和核糖体翻译成蛋白质.在实践中学生能意识到这是两个过程，先是tRNA从mRNA上获得相对应的序列，然后经过脱水缩合在蛋白质中反译出mRNA上的内容，深刻了解碱基互补配对原则的意义。 2）本选题的研究现状和自己的见解 自制教具能都调动学生学习生物的积极性，提高学生的探究能力，运用日常用品当作教具进行教学能够增强学生的好奇心，让学生更自发探究生物知识。我国国内的学者从自制教具的意义和学习目的出发，如：曹文萍、冉启国、刘昌亚、张梅玉等学者，分析了自制教具对染色体变异、真核细胞等高中生物知识教学的作用。国内外的学者研究表明，自制教具不仅能够对高中生物教学起到积极地促进作用，还能激发学生的创造力和学习能力，对高中生物的教学有着极大的帮助。 曹文萍[1]在《浅析自制教具在教学中的作用》中表示，一直以来，由于高中生物教学内容抽象，知识点烦琐，加之有些教学者采取放任的教学态度，未能对学生形成正确的引导，始终采用传统落后的教学方法，打击了学生的积极性，同时也使学生的学习成绩一直难以提高。究其根源，主要是教学者在教学过程中缺乏创新的毅力和恒心，总是以快速完成教学任务为目标，而忽视对教学质量的追求。 冉启国[2]在《自制教具“真核细胞三维结构模型”简介》中表示，运用自制教具体现了教学者的创新态度，反映了教学者努力改变教学现状的决心和信心。自制教具主要是基于教学内容而特别设计的，因而对教学者提出了很高的要求。 冷巨丰[3]在《简述“染色体变异”一节教学的课前准备》中表示，在学习人教版高中生物“细胞的衰老和凋亡”相关内容时，教师可设计一个类似细胞的教具模型，将细胞衰老、凋亡过程中产生的变化通过模型表现出来，便于学生准确抓住细胞发生变化时的特征。教师还可以将“细胞的衰老和凋亡”与人的生长过程联系起来，揭示细胞变化与人的衰老和死亡之间的关系。 刘昌亚[4]在《在第八届全国优秀自制教具展评活动颁奖大会上的致辞》中表示，高中生物教学中自制教具的运用必须要以夯实学生的知识基础为目标，以帮助学生更好地理解学习内容为主要诉求，而不能执着于如何优化教具等次要方面，才不会导致教具运用对正常教学造成误导。 张梅玉,秦东军[5]在《染色体和染色质简易教具的制作与应用》中表示，高中生物教学应在初中生物教学基础上提升层次，拓宽教学覆盖面，更加贴近现实生活，使学生增强对生物知识的认知，体会生物知识在实际生活中的运用。 瞿颖花[7]在《自制教具在初中生物教学中的作用》中表示，高中生物教学中运用自制教具，要求教学者对教学内容进行深入研究，摸清教学规律及学生的学习倾向，善于根据实际教学情况科学地制造和运用教具。由此可见，自制教具在高中生物教学中的使用不仅经济实惠，更能充分调动学生的想象力与参与积极性，这对知识点的理解与记忆有着很大的帮助。 Rachelle Vessey[18]研究表示，美国《国家科学教育标准》把模型和科学事实、概念、原理、理论并列为科学主题的重点，并将构建、修改、分析、评价模型作为高中学生的基本科学探究能力。在国外的教学理念中，国外的教育更加注重的是在理论知识主导的基础上开发学生的自主学习和自主研究。研究者在搜索了大量网络中介绍和实际拍摄的国外自制学具的制作成果和过程。 Robin Wall Kimmerer[19]研究表示，在家，学生会与家长进行自制过程。查阅的视频和介绍中体现出大量的数学、生物、生物等学科的学具模型，通常父子之间会以制作大型的学具作为一天的玩乐，例如：用几片软磁铁，通过剪裁成骨骼形状后联结成一个生物体的骨骼结构，通过软磁铁作为动物生物体的基础信息载体，来传达动物在运动过程中的身体结构变化；或是在生物教学中教师通过几条棉线的数量变化来表现有丝分裂和减数分裂中染色体的变化。 Glen S[21]等学者研究表示，在美国的课堂中，教师非常重视实验教学，教室里摆满了形色多样的学具和实验器材，其中大部分器材是教师或者学生自行设计和制作的。很多自制学具构思巧妙，结构简单，方便廉价。由此可知，让学生根据实验原理设计演示器具，自己观察与诊断并得出结论，体现生物原理或理论的生成性和可重复性，培养学生的观察和分析问题的能力，生物创新精神和实践操作能力。 Choshi D Kasanda[22]研究表示，国外基础阶段的理科教育注重学生的科学思维的培养和训练，并且不断关注培养学生自主学习的意识和提高实验能力的教学，强调“动手做”的格物致知精神，让师生在实物操作和演示的过程中明晓抽象理论之中的形象思维，这对培养学生的直觉思维是大有裨益的。从中我们不难发现，在国外基础教育理科教学中，把实验当作师生共同问题探索与发现的过程，一个羯示事物演化的探究活动，一个通过关系型思维方式来发现这些事实之间的关系是如何生成并且是如何关联的过程，更是在提高能力培养思维并且不断养成科学严谨的实验精神与科学态度的过程。教师关注的是学生在主动并大胆的实验过程中所具备的独立探索意识，不仅仅提培养科学的思维方法和实验探索能力，重要的是实验过程中所体现的学习主动性和实验的生成性。 综上所述，生物学课程实践知识的探究活动类似于在科学探究活动的人类社会，通过学校教育情景下的生物科学实验和实践，来推动科学探究和研究。但在实验过程中很难准确把握学生的科学探究活动，如实验猜想，假设，实验设计，缺乏具有创新的思维过程。根据新课程标准，探究式学习活动中，生物教学实践中需要使用大量的实验设备，现有的实验教学仪器的不足之处需要师生设计制作和整合教学资源。 这显然需要教师开展自学自制活动，根据实际教学情况，充分挖掘隐性资源，以此来达到自制学具的经济价值和教学价值。自制学具的过程可由教师作为主导，学生作为自制主体，制作学具选材便捷、切合教学、制作简易、随做随用、具有经济价值和针对性。自制学具有利于促进自我学习， 本课题主要讨论了自制生物学具的重要性，创新实验教学之路及实验教学方法。以改变教学方法，通过自制细胞有丝分裂、染色体变异的教具，让教师和学生共同的研究和实践活动，充分体会探究生物实验的精神。以此加强深化生物学的教学，促进学生的全面和谐发展，提高适应能力，提升学生的综合素质。 研究的主要内容： 1. 教具在高中生物教学过程中的价值 2. 教具制作的一些方法 3. 自制细胞有丝分裂、染色体变异的教具的设计过程 4. 自制生物教具的开发性 大纲： 1引言 2研究的理论基础 2.1生成论教学哲学 2.2建构主义学习理论 3设计和制作自制生物学具的要求 3.1自制生物学具对动手能力的要求 3.2自制生物学具对材料的要求 3.3设计自制生物学具的要求 3.4制作自制生物学具的基本要求 3.4.1启发性 3.4.2经济性 3.4.3可靠性 3.4.4可观性 3.4.5完整性 4自制生物学具案例——自制细胞有丝分裂的学具 4.1制作动机及用途 4.2制作所用材料 4.3制作方法 4.4运用于学习的方法 4.5运用于学习的效果 5自制生物学具对教师和学生及学校的影响 主要研究方法： 1.文献资料法 研究者通过分析比较教育类、构建主义类的文献，学习国内外的经典教学成功案例、生物教具创造创新案例。以此保证研究过程中不偏离研究核心，能够在充分理论知识的基础上进行实践。查阅文献资料能够更高效更精准地进行试验研究，在查阅文献资料的过程中发现研究的方法和研究的漏洞，及时的对研究对象进行分析和调整，保障研究的顺利进行。 2.现场观察法 观察是人类了解周围世界的认知方式，也是从事科学研究的重要手段。在学生自制生物教具的过程中，教师应在现场对学生的自制过程进行辅导帮助，以及现场观察学生自制教具的情况。学生在制作时发生的制作困难、制作障碍都是其自制生物教具过程中产生的问题，教师在现场观察指导后应总结归纳发现的问题。教师经过长时间反复的试验和观察，应对现存的问题提出解决办法，并对潜在问题作出评估和预案。 3.访谈法 访谈是一种研究性交谈形式，是研究者采用口头谈话的方式从被研究者方面收集或建构第一手资料的研究方法。在学生自制生物教具的过程中，通过对自制生物教具的评价和应用，引出自制生物教具在学生学习生物学科中的重要性，分析自制磁性生物生物教具对生物学科知识点的理解和加深印象的积极作用，引起学生对自制生物教具的重视和学习生物的兴趣。更应教育学生在学习中，应注重学习方式和方法，不应重理论而轻实践，体现实践出真知的教学理念，帮助学生在日后的学习生活中主观的汲取和主动的探究。 研究进度计划： 2016年10月-2016年12月 选题、搜集资料、真理论文开题报告。 2017年3月前，完成论文初稿，交由指导老师修改。 2017年3月30日前，完成论文二稿、三稿、交由指导老师修改。 2017年4月，进行论文答辩 主要参考资料： [1]曹文萍.浅析自制教具在教学中的作用[J].神州.2013(19) [2]冉启国.自制教具“真核细胞三维结构模型”简介[J].生物学通报.2013(04) [3]冷巨丰.简述“染色体变异”一节教学的课前准备[J].中学生物学.2012(11) [4]赵敬国.自制教具在高中生物学课堂教学中的作用[J].生物