生物科学和生物学范文

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生物科学和生物学

篇1

一、渗透生物科学史教育,培养科学态度和科学世界观

生物科学史是研究生物学概念、科学理论和科学思想的产生、演化过程及其发展规律,考察科学家的生平、成就、思维方式及研究方法上的特点。探讨科学家科研中的成败原因,研究科学家发展中不同观点和理论之间的纷争与融合,考察科学发展的内部逻辑、外部动力和相互关系,研究科学与发展的关系等等[2]。在生物课堂教学中加强生物科学史教育,在一定程度上是顺应学生身心发展特点。在教学基础上增加生物科学史教育,利用学生的好奇心作为激起兴趣为切入点,将学生的兴趣上升为学习的乐趣。另一方面,生物科学史同时向学生介绍科学家的奋斗历程、曲折经历等生平事迹。在科学探索过程中,科学家身上折射出的执着,求实,刻苦等高尚品质是一种宝贵的教学财富。所以在生物教学中增加生物科学史教育,不仅能培养高中生学习兴趣和实验能力以及创造性思维能力,也能培养他们发现问题、分析问题和解决问题的能力,更能使他们形成积极的科学态度和科学习惯。以高中生物人教版必修一以光合作用为例,在正式学习光合作用过程之前,进行光合作用科学史讲述,包括什么是光合作用,光合作用的意义以及光合作用是如何发现的等,教师可以用趣味性的,故事性的口吻来讲述,学生的兴趣能够得到激发,而且在轻松愉悦的氛围中学生也更乐于去汲取更多的生物学知识,更进一步提高学生的生物科学素养。

二、倡导探究性学习,培养学生自学能力和创新精神

探究性学习的三个基本目标是理智能力的发展、深层次的情感体验、建构知识掌握解决问题的一般方法。探究性学习是问题性、过程性、开放性的统一[3]。在探究性学习的教学中,教师是学生学习的引导者和促进者,而学生则是探索者、发现者,这种新的学习方式在我们今天的生物教学中培养学生科学素养有重要的指导意义。探究性学习的目的和新课标对学生的目的要求是一致的,都是提高学生的综合素养,是培养学生综合能力的一种学习方式。那么,在探究性学习中,要注意哪些问题呢?

首先,教师角色定位。虽然探究性学习倡导的是学生自己去发现、探索新知识,但是他们的学习仍然是具有一定的被动型的,所以要求教师能够有计划有目的并且有组织的进行,学生的独立学习能够进行下去,必须要有教师的引导,他们的学习效果才有可能事半功倍。因此在探究性学习中,要求教师的角色是引导者,教师要扮演好引导者这个角色,就必须做好充分的准备。在上课之前,教师可以根据教材准备导学案,内容包括本堂课的学习目标,重难点和基础知识以及基本技能、相关知识回顾和学生自测等。课堂上教师提出事先准备的问题来吸引学生注意,激发学生自觉解决问题的欲望。需要注意的是,在学生分析问题时,教师的职责是为学生提供时间和空间方便他们进行思维的交流和碰撞,切不可在一旁急于纠正学生的错误。在课堂的最后,教师着重对学生理解、讨论不透彻的问题进行精讲,帮助学生对深奥的生物学知识的理解。讲解完成后,将导学案上的本节课学生学习成果自测让学生独立完成,并由教师回收批阅。

其次,学生的角色定位。针对问题的探究活动是探究式学习的中心,学生在遇到各种使他们困惑的问题时就要想方设法寻找问题的答案,他们可以经过推理分析来找出解决问题的方向,然后通过观察和实验来收集事实;也可以通过其他的资料来进行归纳比较和分析,以形成对问题的解释;在经过讨论和交流后进一步澄清事实,发现新的问题,对问题进行更深入的研究。学生在主动参与的过程中进行学习,在探究问题的活动中获取知识,所以学生能更容易了解科学家的观点和科学精神,在做科学的过程中学习科学。

三、重视实验教学作用,训练学生生物学方法的养成

生物学实验无论是在生物科学发展的历史中,还是现代生物学的研究中,对生物学理论的建立,对科学方法和思想方法的获得,以及对学生各方面能力的培养都有十分重要的意义[4]。通过对近年来的高考试卷分析,我们不难发现,生物{考试卷每年都会有涉及关于实验设计的题目,是对学生实验设计综合能力的考核。但目前我们的生物实验教学中大都停留在教师讲学生做的阶段,实验步骤都是按照教师事先准备好的来做,学生操作也大都是在教师演示后进行的。学生欠缺对实验设计的思考,这有悖于实验本身的意义,它要求学生能够探究获取未知的东西。因此,在实验教学中,我们应当给予重视,改革实验的教学方法。

为了学生的生物科学方法的建立和形成,在实验教学中教师可以多加强学生探索性或者设计性实验的学习。教师可以引导、启发学生对现有实验进行思考,并且根据自己思考的思路设计实验进行探究,然后教师根据学生设计的实验方案和结果进行评价。这样学生在探究性实验中不断完善的过程,有利于他们思维的培养和科学方法的养成,使他们真正成为学习的主人。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准(实验)[M].北京:人民教育出版社,2003:9-11.

[2]孙定建.科学史教育全方位科普的有效手段[J].理论观察,2003(3):25-27

篇2

一、教师应全面提高个人素质

新的课程标准为教师的课堂教学留下了较大的活动空间,教师可以充分地发挥特长,创造性地组织实施教学。同时,这也意味着对教师提出了更高的要求。

新教材在教学方式上强调师生交往,构建互动的师生关系、教学关系。在教学过程中,教师是学习者、发现者、欣赏者、开发者、引导者、组织者、研究者、创造者,教师的创造性劳动要与学生的主动参与相结合。因此,教师要不断地加强学习,不断充电、科学探索、勇于改革、敢于创新、完善自己,与学生共同发展。

古人云:“工欲善其事,必先利其器。”对于站在新课程改革前沿的教师来说,不断地充电,就是“利其器”。充电,主要是不断深入地学习和领会新课程理念的精神实质,掌握和运用现代化的教学手段。只有领会了新课程理念的精神实质,教师才能够站在理论的前沿,去审视、思考、实践新课程;只有形成了运用现代化教学手段进行教学的能力,教师才能够达到“善其事”,也就是达到较好的教育教学效果。教师犹如一块可持续充电的电池,要使其产生源源不断的能量,学校就要不断对其加以激励和引导、唤醒和鼓舞。

“巧妇难为无米之炊”。教师自己购买的书籍杂志毕竟是有限的,学校要尽最大的努力为教师提供相关的教育教学书籍。有了学习资源,教师即使是随便地翻一翻、看一看,也是受益匪浅的。学校为教师提供学习资源是引导教师充电的前提,但更重要的是学校要有选择地向教师推荐学习内容,使教师在有限的时间内,能够读取、消化其中的精华。要做到这一点,校长就必须勤于学习,这样才能在各种学习资源中捕捉到最有价值的内容,以推荐给相关学科的教师。这种为教师提供学习资源,并择优推荐阅读的方法,对教师的学习和进步可以起到事半功倍的效果。

“书山有路勤为径,学海无涯苦作舟”。学习是一种苦差事。尤其是农村教师,生活的本身就已经背负了一定的压力,还要不断地学习,他们很难愉快地接受。对于依靠行政手段强制性的业务学习,教师往往是敷衍了事,不能很好地消化、理解和运用。随着新课程改革的深入发展,学校可以开展教学反思,叙事研究等活动,通过这些活动的开展,促进教师积极努力地去学习和探索,使学习成为教师的内在需要,从而使教师由被动地充电转变为乐于充电、主动充电。

二、教师应介绍科学家及其科学探究方法,使学生感悟他们的科学精神

我在使用人教版生物新教材实施教学过程中,一方面组织学生查找科学家研究的内容和研究的方法、过程及结果,在课堂上让学生进行相互交流学习,使其了解科学家进行科学研究的态度、方法和精神。另一方面让学生知道研究性学习并不难,在生活中时时处处都可以找到所要研究的问题。学生的兴趣很浓,课堂上学生互相讨论,协商设计方案,并付诸实践,课后学生常在生活中找研究的问题。

三、教师应创设情境,注意学生创造性思维的培养

思维能力是人的各种能力的核心,而创造性思维是思维的最高形式,所以创造性思维能力是最高层次的能力。古今中外有突出贡献的科学家在青少年时期大都已具有超强的创造性思维。创造性思维,对人一生成就的取得至关重要。要培养学生的思维能力,教师就要充分发挥自身的主导作用和学生的主体地位。教师的重要任务之一就是善于创设问题情境和创造性地发现问题,用问题激发学生的探索欲望。

四、教师要重视学生的观察和实验,培养实事求是的科学态度

学生初次接触生物学实验,往往不知道怎么去做。新教材中的每一个实验都详细列出了实验步骤,学生实验以模仿为主,学生先做实验,再讨论与总结。例如,在学习植物和动物细胞时,我将两节课实验放在一起上,先让学生预习,然后我做演示。接着我让学生自己做人体口腔上皮细胞的临时装片,要求他们仔细观察并画出细胞图,学生兴趣浓厚,基本都能认真做出装片,并画出细胞图。

五、教师要开展研究性合作学习方式,提高学生的生物科学素养

篇3

【关键词】生物课堂 兴趣培养 素质教育

学生的学习兴趣是获得知识的内驱力,它影响着学生的学习行为与效果。学生对所学学科兴趣浓厚,其学业成绩一般都比较理想。因此,在教学中努力激发、调动学生的学习兴趣,就成了教学研究的重要课题之一。本文仅就生物课堂教学中如何培养学生的学习兴趣谈谈个人的一些看法和体会。

一、以实物观察、实验演示或生物事实导入新课,激发学生的求知欲

例如,在讲“鱼的形态”时,先让学生观察活鲫鱼的外形、体色、体表结构及其运动状态,然后分别剪掉它们的胸鳍、背鳍和尾鳍,再让学生观察其运动状态的变化。学生们看到剪掉背鳍的鱼会失去平衡而侧翻,剪掉胸鳍的鱼只能向前游动而不会转弯,剪掉尾鳍的鱼游动速度明显减慢、身体摇摆不定。这些现象使学生们异常兴奋,自然激发了他们对理论学习的浓厚兴趣。教学实践证明,利用学生的好奇心,精心设计好新课的导入,一开始就能紧紧地吸引学生的注意力,激发起他们浓厚的学习兴趣,促使他们积极主动地学习。

二、适当介绍生物科学研究的新成就及其发展前景,给学生以启迪

生物科学是当代科学的前沿,生物技术是世界范围内新技术革命的重要组成部分,它正以空前的魅力吸引着无数科学家为之献身,生物领域中众多的未知数正期待着年轻一代去探索,去寻求答案。因此,在课堂上适当介绍生物科学研究的新成就,可以有效地给学生以启迪。例如,为了解决器官的来源问题,也为了预防移植后出现的排异现象,科学家们采用基因工程的方法,培育出带有人类某些基因的动物。经过基因工程改造的“猪心”、“猪。肾”等,可望在不久的将来进入人体执行正常的生理功能。事实证明,这种潜移默化的熏陶在学生中产生了巨大的影响,他们非常关注生物科学发展的动向,科学成就成了学生们谈论的话题。我的学生中有许多人进入高等学府的生物专业、医学专业学习,准备为21世纪生物科学的腾飞贡献毕生的精力。

三、培养学生的观察能力、动手能力和思维能力

生物学是一门实验科学,研究它的主要方法是科学实验。通过验证性实验可以巩固课堂知识,通过探索性实验可以使学生主动获取知识。加强实验不仅提高了学生的学习兴趣,使学生掌握一定的技能,同时也培养了学生敏锐、细致的观察力和分析问题、解决问题的能力。1.加强演示实验,凡是应该让学生看到的,尽量让他们看到例如,讲血液凝固的原因时,补充下列实验:用粗糙的木条不断搅动刚刚从动物体内流出的新鲜血液,木条就会缠上许多丝状物,其上粘有一些红色物质,是红细胞。洗去红细胞,丝状物呈现白色,这就是纤维蛋白,余下的血液不再凝固。学生感到很新奇,纷纷发问:“这是怎么回事?”教师顺理成章地讲述血液凝固的原因,并就此讲清血浆和血清的区别。特别要说明血浆中有的是纤维蛋白原,它是一种小分子蛋白质,在血小板释放的某种物质的作用下,才转化为纤维蛋白。做上述实验的同时,让一部分新鲜血液凝固,将凝固的血块切开,让学生观察切面和外表面的红色有何不同,启发他们思考原因,他们说,类似的问题以前想都不曾想过,现在会想了,觉得很有意思,对于血红蛋白的特性今后再也不会忘记,判断动脉血和静脉血的标准也不会搞糊涂了。2.增加实验,给学生尽可能多的动手机会只要课时允许,生物课可增加的实验很多,如初一的植物课我增加了以下一些实验:利用紫色洋葱外表皮细胞的质壁分离现象,直接观察细胞膜的存在;把菠菜叶下表皮置于不同温度的水滴中,观察气孔的开闭;观察黑藻叶肉细胞中细胞质的流动,并做不同温度下流动速度的对照实验;观察红辣椒果皮细胞间的胞间连丝;观察一滴水中的各种藻类;等等。几年来,我把许多演示实验改为学生的分组实验,分组实验做到每人一组,增加了动手机会,在动手中动脑,不仅增长了知识,也增长了才干。

四、讲究教学语言艺术

教师在讲授自然科学知识时,首先注重的是语言的科学性,其次才是语言的艺术性,但决不能忽视语言的艺术性,因为它是提高学习兴趣的重要因素之一。它有利于唤起学生的无意注意,吸引学生集中精力。语言的艺术性主要表现在:①语言要简炼,逻辑性强,听起来顺理成章,且一环扣一环,层层深入。②教师的语言要生动,可运用形象的比喻将难以理解的问题变得通俗易懂。如讲述物质过膜方式时,可将自由扩散比喻为坐滑梯,将协助扩散比喻为骑自行车下坡,将主动运输比喻为骑摩托车爬坡。讲血液循环系统具有调节体温的作用时把血管比喻为暖气管道,而毛细血管就相当于暖气片。③语言有节奏,快慢适度,注意语气、语调,并有适当停顿。凡是重点、难点知识的讲授,速度一定要放慢些,语气要加重些,语调要放低些。④教师的语言富有感染力,生物教师以自己对生物科学的热爱、对生物科学家的崇拜、为生物科学成就所激励而产生的激情去感染学生,鼓励学生努力学习,并立志于生物科学的研究。

篇4

【关键词】新课程 生物科学素养 中学生

【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)03-0054-01

《生物课程标准》规定:生物科学是自然科学中的基础学科之一,是研究生命现象和生命活动规律的一门科学,义务教育阶段的生物课程是国家统一规定的,以提高学生生物科学素养为主要目的的必修课程,是科学教育的重要领域之一。

生物作为科学学科,对教师的要求是相当高的,不仅要求教师要有扎实的基本功,还要有较高的科学素养,特别是要把培养学生的生物科学素养贯穿于教学的始终。下面我就结合近几年的生物教学,谈谈在新课程背景下如何培养中学生的生物科学素养的几点想法:

一、 开发新课程理念下的课程资源,培养学生的生物科学素养

新课程理念下的课程资源不但包括学校课程资源,而且包括家庭课程资源和社区资源,它们为课内学习提供了广阔的背景,充分利用这些资源,可以使课内外的学习相得益彰,培养学生具有正真的生物科学素养。

1.开发学校课程资源,进一步巩固传统课程资源基础地位

为培养学生的生物科学素养,除了重视传统的教学资源外,更要开发新的课程资源,它包括:利用实验室器材进行探究性实验;利用学校人文环境,孕育学生的生物科学素养;捕捉课堂动态资源,随机培养生物科学素养。在新课程理念下进一步开发这些资源,将有利于拓宽培养学生生物科学素养的渠道。

2.开发家庭课程资源,使课程资源向家庭延伸

放学后、周末、节假日等相当多的时间,学生是在家里度过的,教师就应该加强与家长的联系,鼓励家长关注孩子在家里所进行的科学探究,为孩子提供丰富的科普读物,科技资讯信息,引导孩子建立自己的小小居室图书馆和实验室等,更好地体验科学探究的过程和方法。

3.开发社区课程资源,使课程资源向社会延伸

很多自然事物和自然现象,在课堂上根本不可能进行全面的了解,要想使学生获得有价值的科学知识,就必须走入社区,让他们在校外去认识、去思考、去实践。我所在的学校是一所绿化示范学校,并且地处农村,有着得天独厚的生物教学资源,我经常利用课内外的时间,带领学生去感受鸟语花香的美丽校园,认识形态各异的各种校园生物,同时我好经常把学生带到池塘、森林、猪场、田野之中,与各种生物及其生活的环境近距离接触,了解不同的生态系统,感受人与自然的和谐统一,使学生的观察、思考、合作等方面的能力得到提升,进而培养学生热爱自然、热爱家乡的情怀。

二、 教师应全面提高个人生物学素养 ,培养学生的生物科学素养

要培养学生的生物科学素养,教师就必须成为一名具有较高生物科学素养的人,这就要求教师具有不断学习的精神,具有系统的专业知识,了解教材编写的指导思想、内容的选择、编写的方式、课程的理念和培养目标,具有指导学生开展实验和进行探究活动的能力,要更新观念,更新教育思想,改革教学模式,改进教学方法和手段,通过学习与反思增强教学的吸引力,整合各种教学资源,把握教材,关注教学细节,使自已的教学课堂成为向学生成功渗透生物科学素养的高效课堂,才能使学生具有扎实的基础知识、科学求实的态度、灵活多变的思维方式和强烈的创新意识,让学生感受到生物科学与我们的生活生产息息息相关,以培养学生学会探究和实践,养成严谨的科学态度。

三、 转变学生的学习方式,培养学生的生物科学素养

新课程理念要求改变原有的单纯接受的学习方式,建立和形成充分调动与发挥学生主体的多元化学习方式,使学生在学生知识的过程中,体验科学知识获得的过程与方法,树立正确的情感态度和价值观,具备正真的生物科学素养,为此,我们倡导以下的学习方式:

1.自主学习的方式

自主学习是一种学习者在总体教学目标的宏观调控下,在教师的指导下,根据自身的条件和需要自由地选择学习目标、学习内容、学习方法并通过自我调控的学习活动完成具体学校目标的学习模式。

学生是学习的主人、学习的主体,最终的落脚点一定是学生的主见,这是学习的优秀品质和最高境界。有主见的学生不唯书、不唯师,敢于和善于质疑、批判和超越书本和教师,这是创新精神的突出表现。只有致力于自主学习,才能把学生培养成为具有创新精神的高素质的人。

2.合作学习的方式

合作学习是小组的共同学习,是所有参与者为了实现全组的目标而共同努力的一种学习方式,它具有两个层面的含义:其一是行动上是合作;其二是知识资源的共享和思想方法的合作。这样的学习方式能有效转化和消除学生过度的学习压力,有助于引导学生在学习中进行积极的沟通,形成学习的责任感,培养合作的精神和相互支持、配合的良好品质。

3.探究学习的方式

探究学习是在学生主动参与的前提下,根据自己的猜想或假设,在科学理论指导下,运用科学的方法对问题进行研究,在研究过程中获得创新实践能力、获得思维发展,自主构建知识体系的一种学习方式。

我们倡导探究学习,主要是要求学生经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程,从中掌握有关知识与技能,体验科学探究的乐趣,学习科学探究的方法,领悟科学的思想和精神。注重的是过程,而不是追求的结果。

参考文献:

1.教育部.全日制义务教育生物课程标准(实验稿).北京师范大学出版社,2001

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关键词:生物科学;核心课程;逻辑关系

中图分类号:G633.91

文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2016)21-0130-03

1 引言

生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学是生物科学专业的核心课程,由于它们相互联系,交叉渗透,因此存在逻辑关系不清,课程内容重叠较多等问题,例如原核生物和真核生物基因表达调控在生物化学、细胞生物学、分子生物学都有介绍,基因工程原理在分子生物学、基因工程学中都有介绍,导致教师教学内容难以起舍,课程顺序难以安排。要理顺生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学的逻辑关系,确定各课程教学内容和教学顺序,必须把其定义,研究内容,发展历史动态结合起来。

2 生物科学专业核心课程概述

2.1 生物化学

生物化学是运用化学的理论和方法研究生物分子结构与功能、物质代谢及遗传信息传递与调控规律的科学。

生物化学是生命科学中最古老的学科之一。 随着生命科学的发展,各学科相互渗透。18世纪,一些从事化学研究的科学家转向生物领域,为生物化学的诞生播下了种子。19世纪末,生物化学从生理化学中独立。20世纪中后期又从生物化学分离出部分内容与遗传学部分内容结合为分子生物学,然后,分子生物学基因操作部分独立出来,形成基因工程学。

1920年以前,生物化学研究内容以分析生物体的化学组成、性质和含量为主,称为静态生物化学时期。

1920年-1950年,随着同位素示踪技术、色谱技术等物理学手段的广泛应用,生物化学从单纯的组成分析深入到物质代谢、能量转化,如:光合作用、生物氧化、糖、脂肪、蛋白质代谢等领域。这是生物化学飞速发展的时期,称为动态生物化学时期。

1950年以后,蛋白质化学和和核酸化学进展迅速,生物化学进入了分子生物学时期。分子生物学的发展揭示了生命本质的高度有序性和一致性,是人类在认识的巨大飞跃。根据生物化学的定义和历史,生物化学研究的内容包括以下几个方面。

2.1.1 生物的物质组成

生物是由一定的物质按特定的方式组成的,直到今天,新物质仍不断被发现。如陆续发现的干扰素、环核苷一磷酸、钙调蛋白、粘连蛋白、外源凝集素等都具有重要的生物学功能。另一方面,早已熟知的化合物也发现了新的功能,如20世纪50年代才知道肉碱是一种生长因子,而到60年代又发现其是生物氧化的载体。

2.1.2 物质代谢

生物体内绝大部分物质代谢是在酶催化下进行的,具有高度自动调节能力。一个小小的细胞内,有近2000种酶,在同一时间内,催化各种不同的化学反应。这些化学反应互不干扰,有条不紊地进行。表明生物体内的物质代谢有精确的调节控制系统。

2.1.3 结构与功能

生物大分子的功能与其特定的结构有密切关系。如酶的活性中心的结构决定其催化活性及其特异性;变构酶的活性还与其催化的代谢终末产物的结构有关。

核酸中核苷酸排列顺序的不同,其结构就不同,所含遗传信息不同。这些不同的构象对基因的表达具有调控作用。

生物体的糖包括多糖、寡糖和单糖。由于多糖链结构复杂,具有很大的信息容量,对于细胞专一地识别、相互作用具有重要作用。糖类将与蛋白质、核酸并列成为生物化学的主要研究对象。

在生物化学中,有关结构与功能关系的研究才仅仅开始,尚待大力研究的问题很多,其中重大的有:亚细胞结构中生物大分子间的结合,细胞的相互识别、细胞的接触抑制、细胞间的粘合、抗原与抗体的作用、激素、神经介质与其受体的相互作用等。

2.1.4 繁殖与遗传

生物典型特点是具有繁殖与遗传特性。基因是DNA分子中的一段核苷酸序列,现在DNA分子的核苷酸序列已不难测得,不但能在分子水平上研究遗传,而且还可能改变遗传,从而派生出基因工程学。

2.2 细胞生物学

细胞生物学是从显微水平、亚显微水平和分子水平研究细胞的结构及其生命活动规律的科学。

过去,细胞生物学主要是在光学显微镜下对细胞的形态结构和生活史进行研究,称为细胞学。20 世纪 50 年代以来,由于电子显微镜、放射性同位素、细胞结构组分分离技术、细胞培养等技术的广泛应用,特别是分子生物学的兴起,使细胞生物学研究的广度和深度都有迅猛发展,从宏观到微观、从平面到立体、从定性到定量、从分析到综合;从细胞、亚细胞、分子三个水平研究细胞的结构与功能、分裂与分化、衰老与死亡等生命活动规律及其调控机制,细胞与细胞、细胞与环境之间的相互关系。使原来以形态结构研究为主的细胞学转变成以生理功能研究为主、将结构与功能紧密结合起来的细胞生物学。由于细胞生物学在分子水平上的研究工作取得了深入的进展,因此细胞生物学又称为细胞分子生物学。细胞生物学研究内容如下。

2.2.1 细胞社会学

细胞社会学是细胞生物学中的一个新的领域。它是以系统论的观点研究细胞群体中细胞间的相互关系、细胞群体的社会行为;细胞识别、通讯、相互作用;整体和细胞群对细胞的生长、分化、形态发生和器官形成等活动的调控;细胞外环境对细胞的影响。

2.2.2 细胞的增殖、生长、分化与调控

研究细胞增殖、生长、分化及其调控机制,不仅是控制生物生长和发育的基础,而且是研究细胞癌变和逆转的重要途径。

2.2.3 细胞遗传学

细胞遗传学从细胞学角度来研究染色体的结构和行为以及染色体与细胞器的关系,从而探讨遗传与变异的机制等。

2.2.4 细胞化学

细胞化学:用切片或分离细胞成分,对单个细胞或细胞各个部分进行定性和定量的化学分析,研究细胞结构、化学成分的定位、分布及其生理功能。

2.2.5 分子细胞学

分子细胞学:从分子水平研究细胞与细胞器中蛋白质、核酸等大分子的组成、结构与功能及其遗传性状的表现和调控等,探讨细胞生命活动的分子机理。

2.3 遗传学

遗传学是研究生物遗传和变异规律的科学。孟德尔认为生物性状的遗传是受遗传因子控制的,并提出了遗传因子分离和自由组合的基本遗传规律。1900年,孟德尔的成果得到广泛重视,成为遗传学的基石。

20世纪初,利用光学显微镜发现了细胞有丝分裂和减数分裂过程中染色体及其行为,奠定了遗传的染色体理论基础。1910年左右,美国遗传学家摩尔根及其同事根据对普通果蝇的研究,提出了基因的连锁交换规律,并结合当时的细胞学成就,创立了以染色体遗传为核心的细胞遗传学。

遗传信息在分子水平上研究始于20世纪40年代。随着电子显微镜的发明,人们已能够直接观察遗传物质的结构及其在基因表达过程中的特征,使细胞遗传学的研究进入分子水平。

1953年,沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构模型,为进一步阐明DNA的结构、复制和遗传物质如何保持世代连续的问题奠定了基础,开创了分子遗传学这一新的学科领域。

遗传学研究的领域非常广泛,可划分成经典遗传学、细胞遗传学、分子遗传学和生统遗传学4个分支,各个分支领域相互联系、相互重叠、相互印证,组成了一个不可分割的整体。

经典遗传学研究从亲代到子代的遗传特性,包括遗传的分离规律;独立分配规律;连锁和交换遗传规律及机理;基因互作及其与环境的相互关系;性别决定与伴性遗传;基因及染色体变异;数量性状的特征及其多基因假说,近亲繁殖和杂种优势;细胞质遗传等。

细胞遗传学是通过细胞学手段对遗传物质进行研究。其内容包括细胞的结构和功能;染色体的形态结构;细胞的有丝分裂,减数分裂;配子的形成和受精。

分子遗传学是从分子的水平上研究遗传物质的结构及遗传信息的传递。内容包括DNA复制、转录和翻译,基因突变及修复,原核生物和真核基因表达与调控;基因、基因组及作图,遗传重组。

生统遗传学是用数理统计学方法来研究生物遗传变异规律的学科。根据研究的对象不同,又可分为数量遗传学和群体遗传学。前者研究生物体数量性状即由多基因控制的性状遗传规律,后者是研究基因频率在群体中的变化、群体的遗传结构和物种进化。

2.4 分子生物学

分子生物学是从分子水平研究核酸与蛋白质的结构与功能、遗传信息传递和调控,阐明生命本质的科学。

从19世纪后期到20世纪50年代初,确定了蛋白质是生命的主要物质基础,DNA是生物遗传的物质的载体,是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。

从20世纪50年代初到70年代初,是现代分子生物学的建立和发展阶段,1953年Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型为现代分子生物学诞生的里程碑,确立了核酸作为遗传信息分子的结构基础,提出了硷基配对是核酸复制、遗传信息传递的基本方式,为核酸与蛋白质的关系及其在生命中的作用打下了最重要的基础。

70年代后,基因工程技术出现,人类进入认识生命本质并开始改造生命的发展阶段。

分子生物学原来是生物化学的一部分,因其太重要了,20世纪中后期从生物化学中分离出来并与遗传学结合,独立出来成为单独的学科,是生物化学的发展和延续。涉及的部分内容比生物化学更细致深入,并从整体上考虑。

分子生物学从蛋白质、核酸、基因及基因组结构开始,以中心法则为主线,阐述生物大分子在信息传导、基因表达调控中的相互作用和机理。主要内容包括蛋白质、核酸、基因和基因组的结构、DNA的复制、转录、转录后加工、基因突变与修复、蛋白质生物合成和翻译后加工、原核生物基因表达的调控、真核生物基因表达的调控。基因工程技术的原理和应用等。

2.5 基因工程学

20世纪70年代,随着 DNA的内部结构和遗传机制逐渐呈现在人们眼前,生物学家不再仅仅满足于探索、揭示生物遗传的秘密,而是开始设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。这就像工程设计,按照人类的需要(设计)把这种生物的某个“基因”与那种生物的某个“基因”进行“施工”,“组装”成新的基因组合,创造出新的生物的工程技术被称为“基因工程”。

基因工程包括如下几个主要的内容:①目的基因的合成或提起分离。②载体的构建。③将载体转移到受体细胞并增殖。④重组DNA分子的受体细胞克隆筛选。⑤将目的基因克隆到表达载体上,导入寄主细胞,使之在新的遗传背景下实现功能表达,产生出人类所需要的物质。

3 课程间的逻辑关系,教学内容选择及课程顺序安排

从生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学的定义,研究内容,发展历史动态可知,各学科的逻辑关系是:理解细胞结构及功能需要一定的生物化学基础,理解遗传物质的结构和功能需要一定的细胞生物学基础,而分子生物学是生物化学、遗传学交叉融合的产物,研究核酸和蛋白质分子结构和功能以及相互关系,而各个分子不能孤立发挥作用,必须依赖于一定的细胞结构,因此,生物化学是细胞生物学的基础;细胞生物学是遗传学和分子生物学的基础。基因工程是利用分子生物学的理论和实验技术进行转基因操作的部分独立出来的,因此分子生物学是基因工程学的基础。所以,高校应按生物化学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、基因工程的顺序安排课程教学最为合适。

由以上可知,由于历史的原因,生物化学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、基因工程学相互联系,交叉渗透,研究内容重复较多。因此,本研究根据其定义、逻辑关系及发展历史,同时为编写教材和教学的方便,建议生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学、基因工程学教学内容如下。

(1)生物化学主要教学内容主要有:蛋白质化学、核酸化学;酶学基础;糖代谢与生物氧化;脂类代谢;蛋白质的分解代谢等内容。而将DNA复制、转录、翻译、突变、修复及原核生物和真核生物基因表达调控留在分子生物学讲授。

(2)细胞生物学的教学内容主要有:细胞的基本结构;细胞生物学研究方法;细胞膜的结构与功能及物质跨膜运输;细胞质基质与细胞内膜系统;细胞通讯与信号传递;线粒体和叶绿体;细胞核与染色体;细胞骨架;细胞增殖及其调控;细胞分化、衰老与凋亡。

(3)遗传学的教学内容主要有:遗传的分离规律;独立分配规律;连锁和交换遗传规律;基因互作及其与环境的关系;基因定位与连锁遗传图;性别决定与伴性遗传;基因及染色体变异;染色体畸变;数量性状的特征及其多基因假说;近亲繁殖和杂种优势;细胞质遗传;遗传重组。

(4)分子生物学的教学内容主要有:DNA的复制、转录、转录后加工、基因突变与修复、蛋白质生物合成和翻译后加工、原核生物基因表达的调控、真核生物基因表达的调控。

(5)基因工程学的主要教学内容有:基因工程技术的原理和应用等。

以上各门课的教学内容相对前述和我国现行教材的教学内容作了较大调整,例如;核酸和蛋白质的组成及结构只在生物化学中讲授,细胞信号传递只在细胞生物学中讲授,基因工程原理只在基因工程学中讲授,避免了课程内容的重复。

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《生物学课程标准(2011版)》中指出“生物学课程的目标、内容和评价都旨在提高每个学生的生物科学素养”“初步形成生物学基本观点”,此处的生物科学素养应当包括基本的“生物学科思想”,“生物学基本观点”即生物学学科思想。思想指导行为,生物学学科思想是“生物知识”背后的“灵魂”。如结构与功能相适应、稳态、层次观、系统整体观等学科思想是贯穿生物学学习的核心知识。

一、通过观察生物学事实发现生物学科思想

生命科学的建立与发展离不开对大量的生物学事实、现象的观察,可以说生命科学始于观察。达尔文进化论的诞生源于达尔文细致的观察与记录,细胞的发现源于显微镜的发明,可以帮助人们看到微观的生命世界。所以说学会观察是学习生物学的首要前提,在初中生物教学中,教师首先要引导学生有目的的观察,让学生在观察前对将要观察的对象有意识有目标,而不是漫无目的的随意观察;其次要引导学生有方法的观察,帮助学生建构科学有序的观察方法;最后要引到学生有思想的观察,即能够将观察到的事实、现象等与生物学概念相联系。例如在教学“观察根毛和根尖的结构”时,要引导学生首先直观观察根尖结构,形成整体认识,然后进一步通过显微镜进行微观观察,观察过程中不仅要观察根尖不同部位的细胞结构,而且要联系根尖的功能进行分析。如分生区细胞很小且排列紧密,是因其功能是通过分裂不断产生新细胞;紧邻分生区的细胞停止分裂,只进行生长,越向上越大,因此称为伸长区;成熟区细胞停止生长,开始分化形成根毛、导管等,而细密的根毛增大了与土壤的接触面积,更有利于吸收土壤中的水分,所以成熟区是植物的根吸收水分无机盐的主要部位。通过这样的联想观察,让学生体会到生物学结构与功能相适应的学科思想,意识到任何结构都有其存在的必然性是因为结构的功能性。结构与功能相适应的思想在生物学科中普遍存在,如鸟类适行的结构特点,小肠适于消化和吸收的结构特点,细胞膜适于物质交换的结构特点等。

二、通过建构核心概念提炼生物学学科思想

自然科学的学科核心概念是指课程中能够展示当代学科图景的概念和原理,是学科结构的主干部分,是位于学科中心的概念性知识。学科核心概念包括了重要概念、原理、理论等的基本理解和解释,生物学核心概念处于学科中心位置,包括了对生命现象、规律、理论等的理解和解释,对学生学习生物学及相关学科具有重要的支撑作用。概念是客观事实在人脑中的主观反应,因此概念的形成需要有丰富的事实支撑,更重要的是需要经过大脑的分析、总结、抽象的过程。例如“细胞是生物体结构功能的基本单位”这一核心概念是高度抽象概括的,需要通过一些生物学事实和次位概念来帮助学生进行抽象,如通过“显微镜的使用”、“临时装片的制作”等活动,学生可以真切地感受到“一些生物由单细胞构成,一些生物由多细胞构成”;再通过“观察各种组织永久装片”、分析归纳生物体结构层次等活动,可以建立“多细胞的生物体具有一定的结构层次”的概念;再通过学习细胞各结构的功能,观察、分析单细胞生物等活动,理解“细胞能进行分裂、分化,以生成更多的不同种类的细胞用于生物体的生长、发育和生殖”这一次位概念。基于此,学生就会建构起“细胞是生物体结构和功能的基本单位”这一核心概念。再如,学习生态系统这个概念时,学生需要建构个体、种群、群落的概念,并通过分析综合这些次位概念抽象出生态系统的概念。在以上概念的建构过程中,要注意引导学生体会到生物学科的层次观思想,生命物质只有组成一定的结构,才能完成生命活动,生物结构从微观到宏观的层次是:组成细胞的亚显微结构细胞组织器官系统生物个体种群群落生态系统。细胞是进行生命活动的基本结构单位,生物个体是生态系统的基本单位,生态系统是生物结构的最高单位,生物圈是地球上最大的生态系统。

三、通过解释生命现象运用生物学学科思想

“生物学科是自然科学中的基础学科之一,是研究生命现象和生命活动规律的一门学科。”生物学科的性质决定了生物学科与生命世界的密切关系,因此,在学习生物学过程中有很多生命现象和规律都会蕴含着生物学科思想,教师不仅要引导学生从观察、总结生命现象和规律中感悟生物学科思想,更需要帮助学生学会运用生物学科思想去解释生命现象。如学习人类的起源和动物的主要类群时,向学生渗透生物发展进化的观点。现存的生物是经历了千百万年与环境相互作用不断发展进化的产物。在生物进化过程中,生物的形态结构由简单到复杂、生理功能由低级到高级、生活环境由水生到陆生,形成了对环境的适应性,也形成了生物的多样性。到学习生物的进化时,学生就会自觉运用生物发展进化的观点来解释生物进化的历程及原因。再如对于让人望而生畏的癌症,为什么那么可怕,学习了生物学后学生可以运用稳态的思想解释,癌细胞由于遗传特性的改变发生非常快速的无法停止的分裂,并形成肿瘤或是进行转移,导致人体失衡。还有学习保护生物多样性时,让学生解释为什么要保护生物多样性,让学生联系食物链、食物网、能量物质流动等相关知识,运用稳态的学科思想解释,某一个物种的灭绝会引起与其相关的食物链失衡,进而影响生态系统的稳定性。

四、通过生活体验感悟迁移生物学学科思想

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一、新课程理念问题:

新课程的理念核心是让每一个学生全面、并有个性的像多方面发展,并要根据学校和学生的实际,联系实际生活和社会,合理安排教学内容。从这一点上,就能明显看出新课程的特点,因此,这就要求我们教师要有一种崭新的理念去应用到自己的课堂教学中,决不能穿新鞋,走老路。

二、教材的特点:

(一)重视科学的过程和方式

引导学生体验科学的过程和方法,是本模块的重要任务之一,也是确定教材编排体系要重要考虑的问题之一。

(二)关注科学技术与社会的联系

如何体现科学技术与社会的联系,对学生进行情感态度价值观的教育,是教材设计要考虑的重要问题。

(三)以科学发展的历史进程为主线

本模块遗传学部分的内容基本是循着人类认识基因之路展开的,这样学生学习遗传知识的过程,犹如亲历了一百多年来科学家孜孜以求的探索过程,会受到科学方法、科学态度和科学精神等多方面的启迪。

(四)把据基础性,体现先进性

精选符合学生发展需求和认知水平的基础知识;同时,又力求与现代生物科学相一致。

三、实施过程中遇到的问题及实施策略:

作为一名新教师,应该说我对新课程的理解还不深。但是在实际授课过程中,也发现了一些问题,这些问题中,突出问题是,教学效果不理想,这可能是由于自己工作经验的不足、对教材把握的不够、教法运用的不灵活,而另一些个人觉得是由于尽管课改了,但是高考的制度还没有改,在现有的高考制度下,以提高分数为评价学生、老师和学校的标准,那何以真正的提高学生的实际素养和能力呢?具体的措施和方法,我想值得每一位老师进行深入的研究和探讨。另外,我个人还觉得,课时不足,想要在有限的课时中既提高学生的能力有提高学生的成绩,似乎再好的方法也有些牵强吧。下面就结合教学内容,谈几点粗浅的解决策略:

(一)认真钻研教材,合理加工、整合教材。新教材是课改理念的文本体现和载体,需要每一位教师去认真研读、感悟、领会教材,了解教材的基本精神和编写意图,把握教材所提供的教学活动的基本线索,分析教材所渗透的生物学思想、方法,体会新教材中蕴含的教学理念,才能实现有效的课堂教学。但是,专家按照新课标编写的教材,可能由于编写时间仓促等问题,新教材自身就存在一些问题:如内容的处理可能就不完善、语言的表达可能有很多地方也不准确而且有些地方有提问却没有回答等诸多问题。因此,就要求生物教师要根据学情合理加工、整合教材。

(二)利用模型构建知识。教育心理学家布鲁纳认为:“认知是一个过程,而不是一个结果。”他强调要使学生参与到知识建构的过程中。通过模型建构教学,能让学生积极主动的构建知识,有效掌握知识,而且模型方法是现代生物科学研究中一种重要方法,比如:真核细胞的结构就是通过模型的方法建立起来的。通过模型建构教学能为学生认识事物提供一种思路和方法。新课程标准也提出“要让学生领悟建立模型的科学方法及其在科学研究中的作用”。在生物课堂教学中,我们备课组引导学生自己动手进行模型建构,不断探究,主动构建生物知识,领悟生物科学研究的方法。

比如:必修1《分子与细胞》模块(人教版)“有丝分裂”的教学。通过校本选修课,尝试运用模型建构的方法来完成这部分教学。先引导学生用橡皮泥构建染色体、姐妹染色单体的模型,让学生明确染色体、姐妹染色单体的概念关系,再让学生小组成员合作,用橡皮泥构建“有丝分裂过程中不同时期的染色体变化模型”。学生根据自己的理解,构建了不同的模型,然后各小组在全班展示模型,师生共同展开交流和讨论,对各组构建的模型进行分析,再让学生对自己的模型进行修改。最后用计算机宏观地展现有丝分裂过程中染色体的动态变化过程,并配以文字描述,进一步建立起思维模型。在这个模型的建构过程中,学生把有丝分裂过程中复杂的染色体行为变化加以抽象,概括,主动构建知识,充分发挥了学生积极性、创造性,整个课堂变成学生主动建构知识、提高素质的过程,使课堂充满活力。

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1 提高生物科学素养

所谓生物学素养是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观。过去的生物课程过于强调以学科为中心,忽视学生的现实生活;过于偏重知识要求,忽视情感和价值观;强调结果,忽视过程;注重科学,忽视技术。这或许是我国公民科学素养与西方发达国家相差悬殊的原因之一。新一轮的课程改革注意到了原有生物课程的不足,明确提出生物教育的任务和价值是进一步提高全体学生的生物科学素养。具体主要体现在以下几个方面:

1. 1 强调实验能力的培养

生物新课程标准较好的把基础的生物学内容穿插安排为“分子与细胞”、“遗传与进化”、“稳态与环境”三个相关的模块,全面覆盖了高中学生应掌握的内容,在微观与宏观方面体现了生命科学的发展趋势。新课标非常强调学生实验能力的培养,生物实验作为做重要的课堂教学形式,贯穿于整个过程,这样的设计,体现了自然科学的特点,对学生的认知发展、实践能力、创造能力的培养具有重要意义。为了改变学生的学习方式,标准设计了观察、调查、资料的收集和分析、讨论、实验、探究等活动。如培养液中酵母菌种群数量动态变化,让学生尝试建立数学模型,用数学的方法研究生物学,这是一种全新的教学活动。尤其是安排了“生物技术实践”模块,让学生制作“果酒和果醋”、“提取植物芳香油”,通过这样的活动,让学生了解并掌握食品加工的简单方法和技能,体现生物技术在实践中的广泛应用。

1. 2 强调知识、能力、情感态度和价值观的全面培养

新课标不是努力去搞一本生物学的中学用缩编本,去追求知识的完整性和系统性,不是培养生物学家的启蒙教育,而是普通公民的生物科学素养的养成教育。它把生物学素养分解成知识、能力和情感态度与价值观三部分。因此我们现在制定每节课(或活动)的教学目标时,特别注意能力和情感态度以及价值观等方面的要求。因为对学生的可持续发展来讲,能力和情感、态度、价值观,其适用性更广,持久性更长。许多知识都容易遗忘,更何况当今知识更新的速度极快,只要具备获取新知识的能力,就可以通过许多渠道获取知识。

2 面向全体学生

新课标要求面向全体学生,着眼于学生全面发展和终生发展的需要。无论他们的年龄、文化背景、性别、家庭背景、智力、身体状况、数理基础以及民族、经济等的差异,生物学教师要为所有的学生提供同样的学习机会,满足不同学生的需求。

2. 1 精心设计问题,让每位学生都有事可做

教师在上课前,要对班内学生的情况做全面、彻底的了解,根据班内学生的具体情况和教学大纲的要求及教材的内容体系,精心设计一些新颖独特、具有挑战性、起点低、层次多的问题来刺激学生,引导其积极解决问题,形成课堂竞争的氛围,充分调动每位学生的积极主动性,使每位学生都主动积极地参与到教学活动中来。

课堂提问要针对不同的学生提出不同的问题,防止出现“问而不答、启而不发”的现象,还要顾及教室内的每一位置的学生,绝不能有“被遗忘的角落”;要有民主氛围,让学生敢于插话提问,敢于发表不同意见;要适当运用曲问、悬问、逆问、梯问等设问的技巧,紧紧抓住学生的求知心理,启开疑窦促进全体学生共同活动。

2. 2 努力改进教学方法,调动全体学生的积极主动性

教师上课时要利用多种教学手段,努力促进学生手、脑、口等多种感官协同活动,充分保障每一位学生的主体地位。教学方法要坚持启发式,反对注入式。采取多种教学方法,促进每一位学生的发展。

2. 3 布置给学生的作业要根据难易程度分级编组

布置给学生的作业要分成不同的级别,对不同程度的学生提出不同的要求,采取因材施教,让每位学生都能“跳一跳,够得着,能够多少够多少”。

3 倡导探究性学习

生物科学作为由众多生物学事实和理论组成的知识体系,是在人们的不断探究的过程中逐步发展起来的。因此探究是学生认识生物世界、学习生物课程的有效方法之一。倡导探究性学习,就是力图促进学生学习方式的变革,并引导学生主动参与探究过程,勤于动手和动脑,以逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力,获取新知识的能力、批判性思维的能力,分析与解决问题的能力,以及交流与合作能力等,特别着重培养创新精神和实践能力。

3. 1 注重教材中规定的探究项目的实施

教材规定的探究性学习项目各有侧重点,例如,体验科学探究学习项目的一般过程,控制变量和设计对照,数据收集、整理和处理,材料取样与检测,实验装置合理设计,等等。无论探究性活动的侧重点是什么,但探究过程都有共同的要求,即注重学生的探究过程,让学生学会提出问题、做出假设、制定计划、收集证据、得出结论,同时在解决问题的过程中发展合作能力、实践能力和创新能力。如必修第一册中提到了SARS病毒,学生肯定对此很感,但对此又了解不多,所以老师就利用这些素材,设计好教案。教学中要引导学生深入思考,领悟科学家如何提出问题,寻找证据,不断深入解决问题的思路和方法。通过一系列提问,引导学生经历了与原始研究十分相似的过程。学生充分思考,寻找出SARS病原体。

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关键词 科学 人文 融合 生物学教学

中图分类号 G633.91

文献标识码 B

文件编号 1003-7586(2011)06-0011-04

科学本意指运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质和规律的知识体系,主要包括四个方面:科技知识、科学思维、科学方法与科学精神。人文本意指人类社会的各种文化现象,主要包括人文知识、人文思维、人文方法与人文精神。科学与人文在本质上是相通的,让科学实践与创造充满人文关怀,使科学精神和人文精神保持内在的统一。在生物学教学过程中,立足于学生现实的特点和发展水平,找准学生的“最近发展区”,并结合学生不同层次的发展需求,既要确立科学的目标,关注培育学生科学知识、思维、方法和精神,又要确立人文的目标,注重培养学生的人文知识、思维、方法和精神,整体设计和安排教学活动,促进每个学生科学与人文素养和谐融合地、可持续地发展。

1 科学与人文和谐融合在生物学课程标准中的体现

《普通高中生物课程标准(实验)》(下面简称《标准》)在“课程目标”中提出:“学生通过高中生物课程的学习,将在以下各方面得到发展:获得生物科学和技术的基础知识,了解并关注这些知识在生活、生产和社会发展中的应用;提高对科学和探索未知的兴趣;养成科学态度和科学精神,树立创新意识,增强爱国主义情感和社会责任感;认识科学的本质,理解科学、技术、社会的相互关系,以及人与自然的相互关系,逐步形成科学的世界观和价值观;初步学会生物科学探究的一般方法,具有较强的生物学实验的基本操作技能、搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决实际问题的能力,以及交流与合作的能力;初步了解与生物科学相关的应用领域,为继续学习和走向社会做好必要的准备。”上述高中生物学课程目标体现了科学与人文的和谐融合:第一,注重科学探究,改变过去过分强调知识传承的倾向,主张让学生经历科学探究过程,体验探究的乐趣,学习科学研究的思维方法,养成大胆质疑与猜测、勇于创新的科学态度与精神。第二,注重与现实生活的联系,生物学来源于自然和社会,生物学研究的目的就是通过揭示生命本质和生命活动规律,提高人们解决社会、生产和生活实际中面临的问题(如资源问题、环境问题、疾病与健康问题等),提高人们应对自然现象的能力。因此,高中生物学课程就要注重现实生活中的实际问题,让学生养成关注社会、生产和生活实际的习惯。学生学习的最终目的,是促进自身的全面发展,并且为社会的发展和进步服务。把学习和现实生活联系起来,本质是一种价值的追求,是科学的人文化。第三,课程内容突破了单一的知识与技能领域,拓展到了研究过程与研究方法、情感态度与价值观等领域,使科学课程建立在科学本质认识的基础上,同时引导学生逐步认识到科学的本质。第四,提高学生的科学素养、促进学生的全面发展,要重视对学生在活动、实验、制作、讨论等多方面的表现的评价,不以标准化的书面考试为惟一的评价方式,使科学教育真正面向全体学生,力求以生为本。

《标准》在“课程的基本理念”中提了四条:提高生物科学素养、面向全体学生、倡导探究性学习、注重与现实生活的联系。这四条理念可以说是科学与人文的融合。关于提高生物科学素养,朱正威教授已有专论,倡导探究性学习、注重与现实生活的联系,上文已作粗浅分析,这里只分析面向全体学生这一理念。面向全体学生的理念标志着一种富有人性化的教育思想和学生发展观受到了高度的重视,是“以生为本”的思想在生物学科教学中的体现。所谓“以生为本”,包括两层含义:第一层是“以学生的学为本”;第二层是“以学生的发展为本”。其中“以学生的学为本”是基础和前提;“以学生的发展为本”是归宿和目的。面向全体学生意味着尊重每一个学生,要为每一个学生提供同等的学习机会,根据学生差异因材施教,并公正地评价每一个学生。

总之,生物课程标准,以促使学生发展为根本,以提高学生的科学素养为主旨,重视科学、技术与社会的联系,倡导以科学探究为主的多样化的学习方式,是科学精神与人文精神的高度统一。

2 科学与人文和谐融合在生物学新课标教材中的体现

以人教版教材为例,教材的编写体现了科学与人文和谐融合,既体现科学思想、也体现科学方法,还通过相应的栏目体现对学生的人文精神的培养。

2.1教材中体现的科学思想

分子与细胞模块主要体现系统论的思想,遗传与进化模块主要体现信息论的思想,稳态与环境模块主要体现控制论的思想。因此三本必修教材编写的指导思想是三论(即系统论、控制论、信息论)思想,在分析理解教材的时候,要以三论思想作指导,让相关的理念贯穿在生物学教学中。

2.2教材中涉及的科学方法

(1)观察实验的方法。在初中基础上,进一步加强观察实验方法的训练,许多实验集中在观察实证上,有的要通过仪器来进行。教材编写这部分内容的目的是要培养学生科学的观察方法和求实态度。注意观察的顺序和方法,有意识、有目的地通过一些具体的观察活动,从一点一滴做起,对学生进行长期的培养,并在观察过程中提出各种有启发性的问题,使学生逐渐学会科学的观察方法,养成观察的习惯。

(2)假说一演绎的方法。“假说一演绎法”是在观察和分析基础上提出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符,就证明假说是正确的,反之,则证明假说是错误的。如“遗传与进化”模块中,孟德尔遗传规律的发现运用的是假说一演绎法;对基因与染色体的关系的探究历程,也是假说一演绎的过程;DNA分子结构和复制方式的提出与证实,以及整个中心法则的提出与证实,都是“假说一演绎法”的案例。教材中编写这样的内容,不仅是要引导学生获得知识和技能,更重要的是要引导学生体验知识形成的过程,领悟科学家的思维方式和加强科学方法的训练。

(3)构建模型的方法。模型方法是现代科学研究和人们的实践中经常运用的具有相当普遍性的分析研究事物和解决问题的方法之一,它是一种科学方法,也是一种思维方法。人教版普通高中生物课程标准实验教科书具有十分丰富的模型方法教学资源,如尝试制作真核细胞的三维结构模型、制作生物膜模型、探究细胞大小与物质运输的关系的模拟实验、血糖调节模型的模拟活动、设计并制作生态缸;建立减数分裂中染色体数目和行为变化的模型、制作DNA双螺旋结构模型、重组DNA分子的模拟操作等模型建构;呼吸作用过程图解、光合作用过程图解、池塘生态系统图解、人体细胞与外界环境的物质交换模型,以碳循环为例,分析生态系统中物质循环等理想模型

建构;酶促反应的反应速率、酶活性的变化、有丝分裂染色体和DNA的数量的变化、性状分离比的模拟,用数学方法讨论基因频率的变化、描述种群增长的“J”型、“S”型增长的数学模型、分析种群基因频率的遗传平衡定律等数学模型建构等等。

(4)系统分析的方法。系统分析就是运用系统的概念和系统论的基本原则,对系统的组成要素、结构、环境、性能等系统的基本特征和系统的状态及其调控进行分析。任何生命系统,不论细胞、个体、种群,还是生物群落,时刻与所处的环境进行物质、能量和信息交换。从系统分析的角度看,能量由无机环境输入到生物群落是由于发生在叶肉细胞中的光合作用对太阳能的固定;能量的输出依赖于细胞呼吸对能量的释放;能量沿着食物链以含碳有机物的形式传递,其实质在于细胞呼吸对能量的转移和利用。这样就将宏观

、的能量交换(能量的输入、传递、输出)和微观的能量转换(光合作用中对能量的储存、呼吸作用中能量的释放转移和利用)建立起有机的联系。当能量和物质的输入大于输出时,生态系统正处在不断发展阶段,表现为种群数量、种类增加,营养结构不断完善;当能量和物质的输入等于输出时,标志着生态系统已经成熟,达到稳态,其种群的数量比例、种类组成相对稳定,具有典型、完善的食物链。而维持生态系统稳态的内部机制就是靠这种完善的营养结构,使得生态系统具有一定的抵抗力稳定性和恢复力稳定性。

(5)课题研究的方法。集中体现在选修一《生物技术与实践》模块中,该模块共分6个专题,每个专题下设2~3个课题,学生选择其中的5-7个课题。本选修模块既是一门学习科学探究的实践课程,又是一门生物科学技术应用于社会的STS课程,目的是要“培养学生的科学探究能力,培养学生的实际操作能力,拓展和加深对生物科学技术知识的理解,领悟科学、技术、社会的相互关系,凸显科技价值观的教育,砥砺科学精神,端正科学态度,鼓励创新”。

(6)撰写科学报告的方法。《标准》中,在能力目标中明确提出,要“发展科学探究能力,初步学会:用准确的术语、图表介绍研究方法和结果,阐明观点;听取他人的意见,利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护以及作必要的反思和修改”,也就是说,在教学中,学生要学会撰写科学报告。

渗透这些科学方法,培养学生的怀疑的精神、提出问题的本领,再用实验去证明它,并学会用证据为自己辩护,吸收他人、前人的意见,写出实验报告,正如《美国国家科学教育标准》所说:科学是格物致知的一种路径,其基本特点是以实证为判别尺度、以逻辑作论辩的武器、以怀疑作审视的出发点。

2.3教材中体现培养人文精神的设计

科学家访谈、科学前沿、科学史话、科学家的故事、科学・技术・社会、与生物学有关的职业等设计都充分体现了人文关怀教育,突出了对生命的尊重,对自然的热爱,对科学的追求。从而实现了生命科学的知识性和人文性的统一,学生学到的生物学知识是全面的、丰富的、灵活的、动态的、自主的和富有创造性的。以《分子与细胞》为例,从知识体系的构建、表述到学习活动的设计,或隐或显地渗透着人文素养的培养。从邹承鲁院士科学贡献的介绍,到各个科学发现的人、事和过程;从各核心内容中与社会的联系到“科学・技术・社会”的专栏;从细胞中各类化合物与健康的关系到“酶为生活添姿彩”;从分析细胞呼吸原理的应用到干细胞研究进展与人类健康;从社会老龄化的相关问题到健康的生活方式与防癌……处处都在科学教育中渗透人文精神。而自主、探究、合作式的学习方式,推动着师生平等、民主和谐、互相尊重、善于合作、成果共享的学习文化的形成。在尊重人的尊严、个性、潜质和发展的多样化的氛围中,生物科学教育中的人文精神将得到更好的发扬。

3 科学与人文和谐融合在生物学课堂中的体现

在生物学教学中,应渗透人文理念,建构人文精神,在传播科学知识、训练科学技能、培养科学智慧时,以人为中心,以人的发展为目的,使科学与人文在生物学课堂中和谐融合。

3.1创设情境,使生物学教学面向生活世界

人文精神的培养离不开生活世界,同样离开生活世界谈人文精神的培养是苍白的、无力的。在生物学教学过程,创设情境,鼓励学生亲近自然、探索自然,最终与自然建立和谐的关系是培养学生人文精神的重要手段。面向生活世界,创设情境,包括两个方面:一是创设与实际生活相关的问题情境,二是创设与社会生产实际相关的问题情境。实际生活问题是学生最熟悉也是最感兴趣的。课堂教学中适时、适当的联系实际,创造生活情境,力求使自己的教学设计和课堂行为直接面向、联络、亲近、回归现实生活,使和谐教学的课堂场景弥漫着生活的气息,体现着一种实践意蕴和生命格调,这样既可以加深学生对教学内容的理解,同时也会激发学生学习生物学的兴趣,使他们体验到学以致用的乐趣。例如,在学习“水盐平衡、体温调节”时,指导学生分析:大量出汗时,应多喝什么水?在海上遇难时,海水能不能喝?中暑是怎么回事?又如,在讲到酶的特性时,设问:“我们平时使用加酶洗衣粉时,用冷水和温水那样好?为什么?能不能用开水溶化?”。生物学教学与生活世界相联系,还包括与社会生产实际相联系。教学中设计与社会生产实际这方面相联系的教学情境,让学生学会运用在课堂上学到的生物学知识去分析和解决生产中的实际问题,例如:蔬菜大棚为什么要经常通风?在移栽树苗或蔬菜时,为什么要去掉一些叶片?为什么要进行中耕松土?(其目的有三个方面:一是锄去杂草,因为杂草与作物是竞争关系,要争光、争水、争肥,锄去有利作物的生长;二是锄断土壤中的毛细管,减少土壤中水分的蒸发,保持土壤墒情;三是使土壤疏松,增强作物根的呼吸作用,有利于根的生长。)果蔬贮藏为什么采取低温、低氧法?在教学过程中要注意介绍学科中与当前国计民生密切关联的知识,以引起学生的思考和探究,加深他们对知识的理解,激发学生献身于造福人类与社会的热情。

总之,生物学教学应该关注人的存在,关注学生现有的和未来的生活,关注学生的物质和精神的生活,为提高他们的生活质量和生命价值服务,从而显现生物教育自身的人文关怀。

3.2倡导探究性学习,使生物学教学面向科学研究世界

探究性学习主张学生要像科学家那样探索和思考,在积极地参与科学探究的过程中逐渐对自然界有所认识。学生像科学家那样去探索,旨在强调科学教育对学生亲身经历的事物中产生的一些问题进行探究,要求教师把在课堂上、在户外,或者在实验室里的探究活动大都集中在现实中的一些现象上,让学生们去研究,去调查,或者引导他们去设计那种有相当难度但又不超出其能力限度的研究方案。学生在探究过程中不仅获取科学知识,而且能多方面多途径地从科学研究世界中获取科学知识以外的其他教育资源,包括科学思想、科学方法和科学精神,即不仅显现结论

性的科学知识,同时彰显科学研究过程中探索者的精神世界。

探究性学习过程在不少方面显示了人的价值观念,诸如理性、求真、质疑、创新、公正、好奇、自由、宽容、竞争、合作、独立、进取、诚实、无私。这都是一个人之所以成为人、成为现代人不可少的精神气质。在学习科学时,学生会遇到许多类似的有关价值观的问题。教学中若能体现出生物学的探索性,就会促进和强化学生的上述价值观念。生物科学基础知识的传授与学习应该与科学探索精神、科学价值观念的形成融为一体。

3.3重视科学史教育,使生物学教学面向科学发展的历史世界

在《标准》第四部分“实施建议”中,明确提出“注重生物科学史的学习”,强调了“科学是一个发展的过程。学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路,理解科学的本质和科学研究方法,学习科学家献身科学精神。这对提高学生的科学素养是很有意义的”,并特别说明“对于《标准》中没有列出的其他生物科学史实也应注意引用”。可以看出,新课程重视对生命科学史的学习。

篇10

生物科学素养是学生科学素养的重要组成部分,培养生物科学素养是中学生物课标的重要理念之一,下面就如何在中学生物教学中培养学生的科学素养提出以下建议。

一、生物实验教学的改革方向

在传统中学生物教学中,比较普遍采用的是教师讲实验内容学生听,教师演示实验方法学生看,教师提问实验结论学生答的教学方法。这种教学方法限制了学生的思维和创造,不利于主体精神的培养。针对这一现象,在实验教学中让学生通过阅读、研讨自己设计实验。具体做法是:把实验的目的、名称、器材、步骤、现象、结论等要素设计成空白实验报告提供给学生。学生在小组中阅读、思考、研讨,共同填写实验报告,等于是自己设计实验,自己进行操作、观察、分析,从而培养学生的实践能力和创新精神。学生带着这些问题认真阅读教材,然后以小组为单位进行热烈讨论,他们相互讨论、相互帮助共同填写有关内容。教师巡堂只做启发和点拨。在确定实验内容后,各小组按照自己确定的方法独立地操作、记录和分析,这种课堂教学方式着眼于问题让学生自己发现,过程让学生自己探究,结论让学生自己得出,知识让学生自己应用,这种教学方法能最大限度地发掘了学生的探究能力。

二、生物课堂教学的改革方向

作为一名科学教师,在培养学生科学素养的实施过程和教学模式时要注意做好以下工作:提出问题,而不是直接建议解决问题的方法,这样就为学生提供了探究的机会;提供一个适合于学生的计划方案,提出一系列问题让学生考虑;经常比较计划和实际的探究过程,使学生认识到不是所有的事情都可以预见;在教学上或活动结束时要进行讨论,提议学生思考如何改进探究方法。

为了加强现代科学知识的普及、强化科学素养、强化知识与生活的联系,课程组采取了在不增加学生负担的基础上对生物教学内容进行延伸和扩展。