新课标高中生物学史课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,新课标高中生物学史,分布及使用建议,1、孟德尔-自由组合定律和分离定律-豌豆（假说演绎）,2、萨顿-基因位于染色体上-蝗虫（归纳推理）,3、摩尔根-基因位与染色体上-果蝇（假说演绎）,一、必修一涉及内容,重大事件：,1、施莱登和施旺-细胞学说,2、虎克-细胞的发现者,3、罗伯特森-细胞膜三层结构,4、桑格和尼克森-流动镶嵌模型,5、萨克斯-研究叶绿体在光合作用中的功能,6、恩格尔曼-P100叶绿体功能-叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，氧是叶绿体释放出来的。,7、普利斯特里-植物的光合作用需要二氧化碳，植物的光合作用释放出氧气，小白鼠生活和蜡烛燃烧都消耗氧气,8、鲁宾卡门-同位素标记,9、卡尔文-卡尔文循环,详细介绍：,（一）与细胞有关的科学家,1、虎克：英国人，细胞的发现者和命名者。1665年，他用显微镜观察植物的木栓组织，发现由许多规则的小室组成，并把“小室”称为cell细胞。,2、列文虎克：荷兰人，他用自制的显微镜进行观察，对红细胞和动物精子进行了精确的描述。,3、19世纪30年代，德国植物学家施莱登(MJSehleiden，18o4 1881)和动物学家施旺(TSchwann，1810 1882)提出了细胞学说，指出细胞是一切动植物结构的基本单位。,4、维尔肖（R.L.C.Virchow）：德国人，他在前人研究成果的基础上，总结出“细胞通过分裂产生新细胞”。,（二）生物膜流动镶嵌模型涉及的科学家,5、欧文顿（E.Overton）：1895年他曾用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行地上万次的试验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。于是他提出了膜由脂质组成的假说。,6、罗伯特森（J.D.Robertson）：1959年他在电镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构，结合其他科学家的工作，提出了生物膜结构的“单位膜”模型。,7、桑格（S.J.Singer）和尼克森：在“单位膜”模型的基础上提出“流动镶嵌模型”。强调膜的流动性和膜蛋白分布的不对称性。为多数人所接受,（三）与酶的发现有关的科学家,8、斯帕兰札尼：意大利人，生理学家。1783年他通过实验证实胃液具有化学性消化作用。,巴斯德：法国人，微生物学家，化学家，提出酿酒中的发酵是由于酵母菌的存在，没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精。,9、李比希：德国人，化学家。认为引起发酵时酵母细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。,10、毕希纳：德国人，化学家。他从酵母细胞中获得了含有酶的提取液，并用这种提取液成功地进行了酒精发酵。,11、萨姆纳：美国人，化学家。1926年，他从刀豆种子中提取到脲酶的结晶，并用多种方法证明脲酶是蛋白质。荣获1946年诺贝尔化学奖。,12、20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也有生物催化作用。,（1）DNA是主要的遗传物质,24、1928年，英国科学家格里菲思(FGrifith，18771941)，通过实验推想，已杀死的S型细菌中，含有某种“转化因子”，使R型细菌转化为S型细菌。,25、1944年，美国科学家艾弗里(OAvery，18771955)和他的同事，通过实验证明上述“转化因子”为DNA，也就是说DNA才是遗传物质。,26、1952年，赫尔希(AHershey)和蔡斯(MChase)，通过噬菌体侵染细菌的实验证明，在噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA，而不是蛋白质。,（2）DNA分子的结构和复制,27、1953年，美国科学家沃森和英国科学家克里克共同提出了DNA分子双螺旋结构模型。,1957年克里克提出中心法则,28、尼伦伯格和马太成功破译了第一个遗传密码。,（六）育种相关：,29、袁隆平他是中国研究杂交水稻的创始人，世界上成功利用水稻杂种优势的第一人，被誉为“杂交水稻之父”。,（七）进化相关：,30、拉马克（J.B.Lamark，17441829）：法国人，博物学家，生物进化论的先驱。最先提出了生物进化的学说，认为生物是不断进化的，生物进化的原因是用进废退和获得性遗传。,31、达尔文（C.R.Darwin，18091882）：英国人，博物学家，生物进化论的主要奠基人。1859年，他出版了科学巨著物种起源，书中充分论证了生物的进化，并明确提出自然选择学说来说明进化机理。他创立的进化论的影响远远超出了生物学的范围，它给予神创论和物种不变论以致命的打击，为辩证唯物主义世界观提供了有力的武器。,三、必修三涉及内容：,（八）内环境与稳态,32、贝尔纳（C.Bernard，18131878）：法国人，1857年，他提出“内环境”的概念，并推测内环境的恒定主要依赖于神经系统的调节。,33、坎农（W.B.Cannon，18711945）：美国人，生理学家。1926年，他提出了“稳态”的的概念，并提出了稳态维持机制的经典解释：内环境稳态是在神经调节和体液调节的共同作用下，通过机体各种器官、系统分工合作、协调统一而实现的。,34、目前普遍认为：神经体液免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制,(九)动物激素的调节,35、沃泰默：法国人，生理学家。他通过实验发现，把通向狗的上段小肠的神经切除，只留下血管，向小肠内注入稀盐酸时，仍能促进胰液分泌。但是他却囿于定论，认为这是由于小肠上微小的神经难以剔去干净的缘故。,36、斯他林：英国人，生理学家。1902年，他和贝利斯从小肠黏膜提出液中发现了促使胰液分泌的物质促胰液素。1905年，他们提出了“激素”这一名称，并提出激素在血液中起化学信使作用的概念。,37、贝利斯：英国人，生理学家。1902年，他和斯他林从小肠黏膜提出液中发现了促使胰液分泌的物质促胰液素。1905年，他们提出了“激素”这一名称，并提出激素在血液中起化学信使作用的概念。,38、巴甫洛夫：俄国人，生理学家，现代消化生理学的奠基人。1891年开始研究消化生理，在“海登海因小胃”基础上，他制成了保留神经支配的“巴甫洛夫小胃”，并创造了一系列研究消化生理的慢性实验方法，揭示了消化系统活动的一些基本规律。为此，他荣获1904年诺贝尔生理学或医学奖。20世纪初，他的研究重点转到高级神经活动方面，建立了条件反射学说。,(十)生长素的发现过程,39、1880年，达尔文通过实验推想，胚芽鞘的尖端可能会产生某种物质，这种物质在单侧光的照射下，对胚芽鞘下面的部分会产生某种影响。,40、詹森（B.Jensen）：丹麦人，植物生理学家。1910年，他通过实验证明，胚芽鞘顶尖产生的刺激可以透过琼脂片传递给下部。,41、拜尔（Paal）：匈牙利人，植物生理学家。1914年，他通过实验证明，胚芽鞘的弯曲生长，是因为顶尖产生的刺激在其下部分布不均匀造成的。,42、温特（F.W.Went，1903）：美籍荷兰人，植物生理学家。1928年，他用实验证明造成胚芽鞘弯曲的刺激是一种化学物质，他认为这可能是和动物激素类似的物质，并把这种物质命名为生长素。,43、1934年，荷兰科学家郭葛(FKo)等人从植物中提取出吲哚乙酸 生长素。,（十一）种群与生态系统,44、高斯（G.W.Gause）：生态学家。他通过实验发现草履虫种群数量增长的S型曲线。,45、林德曼（R.L.Lindeman，19151942）：美国人，生态学家。他通过对一个结构相对简单的天然湖泊赛达伯格湖的能量流动进行的定量分析，发现生态系统的能量流动具有单,向流动、逐级递减两个特点，能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是10%20%。,四、选修一涉及内容待完善：,46、张明觉（19081991）：美籍华人，生于山西岚县，生理学家。他一生倾心于生殖生理学科研究，是世界上最早从事试管婴儿和避孕药品研究的科学家之一，被科学界誉为“试管婴儿之父”和“避孕药之父”。,47、动物细胞工程 1976年，阿根廷科学家米尔斯坦(Cesar Milstein，l926一)和德国科学家柯勒(GeorgesKohler，l946一)，通过细胞融合制备出单克隆抗体。由于他们的杰出工作，在1984年，获得了诺贝尔生理学或医学奖。,48、斯图尔得（F.C.Steward）用胡萝卜韧皮部的细胞培养成了胡萝卜植株，证明了高度分化的植物细胞具有全能性。,49、韦尔穆特(I.Wilmut)等在体外条件下将羊体细胞培养成了成熟个体，证明了哺乳动物体细胞核具有全能性。,高中生物科学史素材及使用建议,翻开高中生物人教版任何一本必修教材，开篇没有常见的“绪论”或“前言”，而是“科学家访谈”，将镜头对准了我国著名生物学家及其研究场景。再浏览其内容编排，可见一些显著变化。如必修一“细胞膜的结构和功能”，先简略介绍“细胞膜系统的边界”，再通过“物质跨膜运输的实例”推导“生物膜的流动镶嵌模型”，最后才归纳出“物质跨膜运输方式”。又如必修二遗传学部分，一反旧教材先讲遗传物质后讲遗传定律的作法，先呈现“遗传因子的发现”过程，再研究“基因和染色体的关系”，之后探索“基因的本质和表达”。那么，贯穿于新编排体系的线索是什么呢？笔者发现，除了知识体系之外，还有人们对生命现象的认识过程，即生命科学的发展史是教材的重要脉络。,在各章节内，按科学史编排的特点更突出，如“光合作用的原理和应用”、“从杂交育种到基因工程”、“植物生长素的发现”，等等。必修模块中的科学史素材有20多处，其数量和详细程度远超过历年高中生物教材。这些素材对于高中生物教学有什么价值，如何更好地使用以发挥其作用，是本文所探讨的。,1、人教版必修模块中科学史素材的价值,11有助于课程标准中知识目标的达成,111是课程标准中知识目标的直接要求。,112是深入理解相关知识目标的必要素材。,113是完成相关知识目标的生动背景材料。,12是科学方法的生动再现,教学不仅要使学生获取一定的知识，还要使学生习得获取知识的方法，提高解决问题的能力。科学探究作为发现科学事实、揭示科学规律的过程和方法，在科学教育中有重要意义。科学方法的学习以及有效使用科学方法解决问题的训练离不开具体的问题和情境。人教版必修模块中选取的科学史素材生动再现了科学家们研究相应问题的情境以及取得重大突破所采用的科学方法，从系统分析到生物学的具体方法都有涉及。如“对生物膜结构的探索历程”中的模型建构、“研究基因和染色体的关系”中的类比推理、“孟德尔豌豆杂交实验”中的假说演绎法、“光合作用的探究历程”中的同位素标记法，等等。,13弘扬了科学态度和科学精神,旧教材中几乎没有有争议的课题，加上应试教育的影响，在学生心目中形成的印象是：科学即真理，是绝对的甚至万能的；科学家是伟大的，是异乎常人的权威，这就导致学生不敢怀疑，从而阻断了学生创新精神的发展。学生接触不到有分歧的观点，难以发展自己的个性和创造力。学生无法认识科学的局限性，易形成对科学的迷信，对伪科学缺乏辨识能力。,人教版必修模块中的科学史素材则充分展现了生命科学的发展历程，反复强调了科学发展的基本特点是以怀疑作审视的出发点，以实证为判别尺度，以逻辑作论辩的武器。科学是一个动态的过程，在不断地怀疑和求证、争论和修正中向前发展。典型素材有“细胞学说建立的过程”、“关于酶本质的探索”、“DNA双螺旋结构模型的构建”、“中心法则的发展”、“现代生物进化理论的由来”、“促胰液素的发现”等。了解这些科学发展历程对学生科学态度的形成产生潜移默化的影响。,在科学史素材中，学生也不难发现：科学家们并非天才，他们是有血有肉的人，会犯错误，有局限性。他们能够成功，要建立在他人成果的基础上，要经过自己的艰辛努力，要有敢于质疑、严谨求实、勇于创新和实践、面对失败坚持不懈等科学精神，等等，使学生从科学家们鲜活的形象中受到科学精神的感召。,14是学生学习动力的重要来源,旧教材中难觅科学史的踪迹，尽管有较完整的知识体系，但知识的罗列是枯燥的，与现实生活有很大距离，学生难以感受其价值所在。人教版必修模块中生动的科学史素材，使学生仿佛置身于科学家中间，了解他们研究的背景，感受他们的困惑，与他们一同思考，体会探究过程的艰辛。为他们的失误和失败扼腕叹息，为他们的成功欢呼雀跃。佩服科学家的伟大人格，赞叹科学方法的巧妙作用，深深感受科学成果的宝贵。在事实面前，不需要教师空洞的说教，学生能够真正了解所学的知识是无数科学家共同智慧和辛劳的结晶，体会知识的价值，从而珍惜眼前的学习机会，激发出学习的内在动力。,2使用科学史素材的建议,不同的科学史素材作用侧重点不同，使用时应采取不同方式。下面是笔者的几种做法，以抛砖引玉。,21以科学家发现问题、寻找证据、合理推理的过程为线索，设计较小梯度的问题串，引导学生一步一步地分析，模仿科学家解决问题的过程进行思维探究，使学生体验科学方法并自己得出结论。“对生物膜结构的探索历程”、“光合作用的探究历程”、“研究基因和染色体的关系”、“探究遗传物质的化学本质”、“植物生长素的发现”等素材适于这样处理。,22引导学生对史实中的实验过程、方法和结论进行分析，学习科学家的成功经验和方法。如“细胞的全能性探索过程”、“孟德尔豌豆杂交实验”、“DNA双螺旋结构模型的构建”、“促胰液素的发现”。,23在对应章节相关内容的教学中穿插使用，能够深化学生对相关概念、结构、生理功能等的理解。如“细胞世界探微三例”、“关于酶本质的探索”、“稳态概念的提出和发展”。,24组织学生进行分析评价、概括总结，教师加以适当引导，使深刻学生体会科学是在不断观察、实验、探索和争论中前进的动态发展过程，并形成自己的观点和价值观。如“细胞学说建立的过程”、“减数分裂的发现过程”、“中心法则的发展”、“现代生物进化理论的由来”。,25由教师概括介绍或由学生自行阅读后交流，以拓展视野，学习科学精神。,26关于教参中的科学史素材。在人教版教师教学用书中，也提供了一些科学史素材。如必修一“核酸的发现”、“酶研究的历史与现状”，必修二“孟德尔发现遗传规律的背景”、“减数分裂和受精作用的发现历程”、“萨顿的工作贡献”、“缪勒对突变的研究”，必修三“生物电发现的早期历史”、“林德曼的研究简介”，等等。一方面，这些素材能增进教师对生命科学发展历程的了解；另一方面，也为教学提供了更广泛的可选择的素材。教师根据个人教学特点适当使用，也能提高教学效果。,3、问题及反思,笔者在使用科学史素材的过程中遇到很多问题。例如课时的限制。无论以何种方式呈现科学史素材，总需花费一定时间。如果学生缺乏相关常识，耗时就更多。又如学生考试成绩的提高与科学素养的提高确实是眼前利益与长远利益的一对矛盾，怎样协调二者的关系，如何客观评价学生科学素养的提高，使有关工作成效得到肯定和改进也都是难题。,来自学生方面的问题更多。由于新课改时日尚少，学生进入高中时传统的思维方式已根深蒂固。在思想上对科学发展过程的学习不重视，认为那是科学家的工作，学习结论性的知识才是捷径。在教师引导思维探究时，学生往往懒于甚至根本不会自己思考，而是照搬教材结论。尽管高中阶段花了大量时间学习科学史，仍然有大量学生不理解科学家的研究过程，只能记住一些结论性的知识，并误把理论当成事实，或受旧知识的影响，前因后果混淆不清。学生还普遍缺乏批判性思维。凡此种种，使笔者在教学中运用科学史素材时有举步维艰之感。,在使用科学史素材进行教学的过程中遇到的阻力越大，困难越多，笔者越感到提高学生科学素养的必要性和紧迫性。普通高中生物课程标准（实验）中指出，“提高每个高中学生的生物科学素养是本课程实施中的核心任务。”高中生物教学中恰当使用生命科学史素材正是提高学生生物科学素养的一个重要途径。而要真正作好这一工作，扬长避短，还需要我们进一步更新观念，需要广大教师大量切实的教学实践和教学研究，以及专家们的指导。,本次专题研讨结束，谢谢,