生物科学定义范文
时间:2023-08-17 18:12:58
导语:如何才能写好一篇生物科学定义,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
一、听学生说――培养表达能力
在应试教育的大背景下,听教师讲的课占了主流,这一方面与当前考试制度下的课时分配有关,另一方面也与教师没有落实课标教学理念有关。高中生物课标的理念是:提高生物科学素养、面向全体学生。教材依据这一理念,设有“问题讨论”“辩论会”等专栏,但在教学过程中,不少教师没有利用好这个栏目,而是由教师来介绍问题探讨的答案,阐述自己的观点,这样就没有达成教学目标。让学生讨论问题,不仅可以培养学生的语言表达能力,还会从学生讨论中发现新的问题。如“物质跨膜运输的实例”一节课,先演示渗透作用实验,然后让学生围绕课本中的3个问题进行讨论:(1)漏斗管内的液面为什么会升高?(2)如果用一层纱布代替玻璃纸,漏斗管内的液面还会上升吗?(3)如果烧杯中是与漏斗内同样浓度的蔗糖溶液,结果会怎样?通过分组讨论,让学生分析渗透现象产生的原因,最终总结出发生渗透作用必需的两个条件。讨论时学生可能还会提出新的问题,如除了玻璃纸还可以用什么材料做这个实验?水换成其他溶液行吗?这些新问题的出现为后面的学习与探究提供了研究课题。“让学生说”还可以采取辩论的方法,如转基因食品是否存在安全性问题、人为因素对群落演替的影响是正面的还是负面的等等,这些辩论让双方都有话说,但需要学生搜集资料来论证自己的观点。
“听学生说”,首先要让学生有充分的准备与讨论时间,教师要在课前选好主题,并且围绕主题提出若干相关的问题,这些问题可以是发散性的,也可以是逐步深入的。这样的讨论可以让学生有时间思考,并且可以交流和表达自己的观点,从而培养了学生的思维能力、语言表达能力。
二、让学生写――进行思维诊断
“让学生写”就是让学生写出计算过程,从而反映其思维过程。生物学教学中有一些知识是与数学知识结合的,尤其是在遗传与进化知识的学习中,如遗传概率的计算、DNA半保留复制的计算等。我们经常会有这样的体会,这种类型的试题教师讲解过,但学生考试时错误率仍然很高。因此在教学中,要让学生有充分思考与书写的时间,并且可选择几个学生进行板演或投影展示学生书写的步骤,找出错误的原因。这样让学生暴露其思维过程中的问题,及时进行思维诊断。
如2013年生物高考试卷的第31题第(2)题的最后一个问题(题略)。此题可以根据有关条件推断II-2的基因型为1/3AABB、2/3AaBB,II-5的基因型为1/3AABB、2/3AABb,接下来的概率计算让学生在稿纸上分步骤写出来,再投影展示。第一种解析过程为分4种结合情况直接计算出带有致病基因的个体再相加。第二种解析也分4种结合情况,先算出AABB的概率共为4/9,然后1-4/9=5/9。第三种方法是利用配子比例的随机结合来计算:II-2号个体1/3AABB、2/3AaBB产生配子类型及比例为2/3AB、1/3aB,同理II-5产生的配子及比例为2/3AB、1/3Ab,然后配子随机结合,只有AB与AB结合才不会携带致病基因,因此,携带致病基因的概率为1-2/3×2/3=5/9。通过展示并分析学生的计算过程,发现采用第一种方法的学生较多,有的在计算过程易出现错误。采用第二种方法的学生较少,一般不容易错误。只有个别学生采用第三种方法,这种计算最为方便快捷,但先要会分析他们产生配子的比例,对分析能力要求高。
这种暴露学生思维过程的方法,不仅要发现错误,及时诊断并分析错误的原因,还要看到学生的闪光点,有的学生计算方法巧妙,即使在计算过程中出现错误,也应先肯定他们积极思考的态度和开拓创新的智慧,因为这是发散思维的开始,然后引导他们调整思维角度,寻找最佳方法,从而提高学习效率。
三、让学生看――进行直观教学
当学生遇到难以理解的有关概念和原理时,多数教师采用多列举案例或换一个角度讲解的方法来解决,这也是变式的思维方法,但与动画或模型等直观手段相比,明显缺乏直观性。在生物学教学中,一些微观结构、生物发生发育过程、生理变化以及生态系统的结构和功能等,可利用模型或多媒体,变微观为宏观、变原型为模型、变静止为动态、变抽象为具体,优化教学内容,提高教学效果。根据学生形象思维能力强的优点,应用多媒体课件的三维图像或模型可增强表现力,激发学生的兴趣。在观察动画之前教师要有指导,这样学生带着问题看,最后要求学生进行总结,将直观画面转变为记忆中的映像或概念图,以达到长期记忆、深刻理解的目的。
例如,在减数分裂过程的学习中,我们采用动画模拟的方法,这有利于学生理解染色体的行为特点。动画播放时应该动与静结合,在动的过程中感知变化,在典型时期静止时要求学生说出这个时期的主要特征,在此基础上抽象概括形成知识体系,将整个过程整理为减数分裂过程概念图,这个概念图可以由学生独立思考完成。同时对于一些分子变化的微观知识的学习,也可以采用动画模拟,如PCR提取目的基因的过程,笔者从网络上下载了国外的一个动画,分步展示给学生看,从变性、复性、延伸的过程,观察每个过程的温度及主要变化,并且可以看到DNA模板与扩增产物之间的关系。同时引导学生观察,提取目的基因的关键是要设计好引物,复制是从引物开始的,同时提供适宜的条件,这样就能够提取到我们所需要的目的基因。类似的还有复制、转录和翻译过程模拟动画,转基因过程动画,细胞膜结构、DNA分子结构等可以结合模型来学习,效果很好。
四、让学生画――学会形象记忆
通过观看探寻记忆秘密的电视节目,我们知道了世界记忆大师介绍数字记忆方法:先将数字转换为图片储存在大脑中,然后记多位数字时,将数字转换成图片构成故事,这样进行形象记忆,记忆快,并且保持时间长。再回想我们记忆生物知识时,大脑中首先呈现的不也是图形吗?比如回忆线粒体的结构、细胞膜的结构呈现出来的是结构图,光合作用过程呈现出来的是光合作用图解等等。由此可知,我们推测出生物学中的记忆与大师的记忆方法有相似之处,生物学知识中本来就有很多图形,如结构模式图、生理过程图解、坐标曲线图等等,那么我们为什么不利用这些图形进行记忆呢?
在一次测试中,有一道题让学生分析突然停止光照后三碳与五碳化合物的变化趋势如何,笔者在回答正确与错误的学生中各抽取几个学生,让他们回忆是如何分析的,结果发现回答正确的学生几乎都是根据光合作用图解来分析的,而错误的学生多数说没有记住光合作用过程,显然光合作用图解在理解的基础上进行图形记忆是一个好方法。这就要求教师在指导学生学习这些知识时,要分步学习、理解过程变化、分析影响因素,最后将图形整体记忆在大脑中。类似的还有有氧呼吸过程、甲状腺激素的分级调节、能量流动过程、碳循环等,都可以采用这样的学习方法。
五、让学生做――进行实验探究
生物科学是一门实验科学,课程标准倡导探究性学习,有许多活动也是通过实验来进行的。但目前中学生物实验的开设比例不高。这一方面是由于现行的考试制度下课时紧张,只能在实验上压缩课时;另一方面是目前取消了中学实验操作的考查。
让学生做实验时,首先要让学生明确实验的原理,基本实验步骤要按照规范化操作要求进行,如观察植物细胞的有丝分裂实验,其中装片的制作要严格按照“解离、漂洗、染色、制片”过程进行,并且每个步骤的时间要控制好。对于实验结果固然要重视,但对于不同的实验结果要分别进行分析,找到产生不同结果的原因,这种归因分析是科学实验的重要思想,因为有时可能会发现新的研究课题。实验时可以根据学生的学习状况,对基础好的班级可以将验证实验改为探究实验,或者对实验进行延伸与拓展,让学生有充分的表现机会。如探究植物细胞渗透吸水实验时,可以先让学生讨论方案,在此基础上来探究各种不同条件下的实验结果,这样体现了实验原理应用的灵活性,使得学生能够参与实验设计的过程,而不是被动地做实验。在有条件的学校还可以进行一些研究性学习,如我们借助省“环境保护与资源循环利用”课程基地,开展了“探究不同pH的酸雨对种子萌发的影响”实验、生态鱼池的改造与观察研究、废旧电池对植物生长影响的实验等,这些探究实验的开发为特别有兴趣的学生提供了一个发展的平台。因此,实验的开展可以根据不同学校的条件和学生需求,分层次开展。
篇2
【关键词】生物科学专业导论;教学目标;教学内容
Thinking on the Teaching Objectives and Teaching Method of Introduction to Biological Science
LI Wei YANG Yu-ling
(School of Life and Environmental Sciences, Huangshan University, Huangshan Anhui 245041,China)
【Abstract】Through setting up the Introduction to Biological Science course, the theoretical system, research hotspots, curriculum provision system, school-running characteristics, further education and employment will be introduced to freshman majored in Biological Science. The main objective of this course is to help the freshman establishing their interests and clearing the curriculums and future developing directions, which will lay a solid foundation for the future study.
【Key words】Introduction to biological science;Teaching contents;Teaching methods
0 引言
生物科学是一门以实验为基础,研究生命活动规律的科学。生物科学作为一门基础科学,同时又是生命科学(医学、农学等)以及其他交叉领域(仿生学、生物物理学等)的基石[1],已成为社会发展和科学进步的主要推动力,当前以及未来都将与人类的生存、发展息息相关[2]。
与高中阶段的生物课不同,大学阶段生物科学已作为单独开设的专业。高中生物的某个章节在大学阶段可能会成为单独设立的一门课程。因此,在进行专业课程学习前如果能够提前对入学新生进行引导,帮助他们熟悉本专业的具体情况(学习内容、继续深造的潜力、就业方向等),对学生尽快融入专业学习会具有非常积极的作用。
因此,作为开设生物科学专业的院校,正视当前生物科学专业学前教育,结合实例介绍本专业特色、未来发展趋势,通过各种形式开展生物科学新生入学学前教育,能够帮助新生为未来的学习和目标制定奠定坚实基础。生物科学专业导论课程是生物科学专业新生专业课程设置中的一个重要环节。本课程通过对生物科学专业人才培养方案待解读和分析,使学生了解未来本专业的课程设置、理论体系、研究热点、办学特色以及考研就业等相关方面的信息,树立学生对本专业课程的兴趣,为后续的相关课程学习奠定基础。
1 教学目标
使学生了解生命由来的学说,进化论发展历程;掌握本专业的研究热点与前沿问题;通过本门课程的学习,对本专业的整体(学习内容、就业、深造)情况全面把握;通过大量实例分析、经验分享等,培养学生对本专业的兴趣,为学生未来四年对本专业的学习树立信心。
2 教学内容
生物科学专业导论课程应围绕生物学的经典理论,以生命由来的学说为起点,生命科学的理论体系及研究热点为主线,具体介绍生物科学专业设置、就业方向、考研情况等,并通过英语微课、优秀毕业生经验分享等方式授课。课程共8个学时,课程内容可作安排如下:
2.1 生命的由来,进化论 (2学时)
生命的定义和生命的基本特征、人类认识和研究生命的历程及现代生命科学的重大意义;生命的起源,生命的进化以及生命科学的理论体系。
2.2 生命科学的理论体系及研究的热点问题介绍 (2学时)
介绍当前生命科学的研究热点以及其与人类社会的主要关系。内容涉及生命的基础、生命的结构、生命的本质、生命科学与农业、医药、健康、生活、环境等领域的关系。
2.3 生物科学专业设置、就业方向、考研情况介绍(2学时)
对生物科学专业未来四年培养方案、课程设置、课程简介、就业方向、就业率及本专业历年考研情况等进行详细介绍。
2.4 邀请外语专业教师进行全英文生物科学专业示范课、讨论、答疑(2学时)
生物科学的学习,在当前科技发展现状下,离不开英语这门工具。选取具有代表性的某一知识点(以生态学为例),通过邀请从事多年生态学教育的教师进行全英文微课教学,激发本专业学生对本专业以及对英文学习的兴趣;同时,邀请本专业已就业和已考取研究生的同学(在读)与新生互动,通过课堂讨论、提问等形式,对本专业就业方向及深造情况进行具体分析,对学生有困惑的问题进行答疑。
3 小结
《生物科学专业导论》课程是专为生物科学专业新生开设的专业导论课,通过本课程开设,使学生系统地了解和认识各种生命的起源、生命的现象及本质,把握当前生命科学的发展动态,了解生物科学在人类社会生存与发展过程中的重要性,激发学生对生物科学专业学习的兴趣和热情,并为以后的专业课程的学习做好铺垫。同时,通过本课程的学习,使本专业学生能够对未来就业与再深造能有较为深刻的认识,为同学们未来大学四年的学习以及目标制定提供背景知识以及思路。本课程的教学内容及教学方法没有固定的教学模式,需要本专业老师结合自身教学、研究特点以及院系特色等进行[3],如何通过专业导论课程教育提高学生的学习兴趣,培养学生良好的学习态度,促进专业发展,不仅是生物科学,也是其他学科需要面临的问题。
【参考文献】
[1]张志鸿.新世纪中推动生物科学发展的“Bio-X”[J].生物物理学报,2001,17(1):1-9.
篇3
关键词:中学生物教师;职业倦怠;教师教育
中图分类号:G633.7 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)14-0054-02
一、问题提出
教育的发展离不开教师,教育改革的成败关键在教师。可见教师在教育中的作用是不可忽视的,教师出现的问题也应引起高度关注。对于中学生物教师而言,由于生物学科知识更新速度快、社会对生物教师期望低,其产生职业倦怠问题的原因也与其他教师有显著的区别。如何正确认识并有效预防和解决中学生物教师职业倦怠问题,是摆在广大教育研究者和教育管理者面前的一个重要课题。有效地解决这个问题,对教师和学生都具有重大意义。
二、概念界定
关于职业倦怠,有的学者认为职业倦怠是个体因不能有效地缓解工作压力或妥善地应对工作中的挫折所经历的身心疲惫的状态。有的学者认为职业倦怠是指不能顺利应对工作压力时的一种极端反应,是在长期压力体验下所产生的情绪、态度和行为的衰竭状态,典型症状是工作满意度低、工作热情和兴趣丧失及情感的疏离和冷漠[3]。纵观这些学者的定义,无非围绕着三个问题:职业倦怠在什么时候出现?为什么会出现职业倦怠?职业倦怠的表现是什么?基于这些问题可以将职业倦怠定义为:个人在社会中工作到一定时间后,由于各方面因素的影响,由最初的欣喜、充满激情转变成为“疲乏、困倦、筋疲力尽、身心疲惫,专业发展目标不清晰”的状态。它是一个长期的、逐渐发展演变的过程。为更好地解决中学生物教师职业倦怠的问题,以下主要从中学生物教师职业倦怠的成因以及怎样解决中学生物教师职业倦怠这两个方面来分析和总结。
三、中学生物教师职业倦怠的原因
造成中学教师职业倦怠的原因是多方面的,下列主要从教师自身、学校以及社会三个方面来分析总结,以便更好地理解职业倦怠的形成原因。
1.教师自身原因。①专业知识不够,不能适应教学的要求。专业知识在教师专业发展中占有核心地位。作为一种知识类型,专业知识被看作是教师作为一种特殊职业而需具备的专门知识。然而,由于多种因素使得部分教师缺乏坚实的专业基础,一是自身教学中并未对专业知识发展引起重视,二是相当部分师范院校的生物专业课程教学与中学生物教材联系不够紧密,三是生物学科具有明显的时代性。随着社会的快速发展,生物学科知识更新快,教材也在随着课程改革不断更新。另外,有些教师为非师范院校出身,虽然通过考取教师资格证进入了教师行业,但是缺少教育实践知识和能力的培养。因此,中学生物教师需要在实践中不断调整、改善自己的知识结构,不仅应学习生物学科的与时展脉搏共振的特点,立足于新知识、新科技的前沿,了解生物学知识的进展和最新动态,做到与时俱进,也应不断地获得教育类知识,提高课堂效率,这些都极大地增加了教师的工作量,这是产生职业倦怠的又一原因。②自我效能感不足,影响教学效果。班杜拉对自我效能感的定义是指“人们对自身能否利用所拥有的技能去完成某项工作行为的自信程度”。对于中学生物教师而言,不但要有坚实的专业基础,还需要各种娴熟的教学技能。中学生物教师的教学技能可以概括为教学设计、上课和实验操作(含生物标本的采集、制作)三大方面。教学设计需要熟悉课程标准、熟悉学生学习的基本规律,将教材内容转化为能够促进学生全面发展的教学内容;上课时要能良好地组织课堂,能够采用适当的教学模式,比如探究式教学、情境式教学、合作性教学等等;最后是实验操作方面,要求教师应有较强的组织、设计生物实验课的能力和熟练进行实验操作的技能以及生物标本的采集、制作的能力。这些都是生物教师所必备的教学技能。若拥有娴熟的教学技能,在一定程度上自信则显而易见,进而也会产生强烈的自我效能感。反之,如果教学技能不足,自信则无从谈起,更别提拥有自我效能感。换言之,中学生物教师自我效能感与职业倦怠呈明显的负相关关系。对于教学水平接近的中学生物教师,自我效能感高者更能够简捷、有效地解决教学问题,低者则会因此产生冲突,导致压抑、消极的情绪,这是职业倦怠心理产生的不可忽视的原因。
2.学校原因。大部分学校目前还是习惯将所有科目分为主科和副科,其中“副科”是指不被列入升学考试或部分内容进入升学考试的文化科目。初中生物大多时候被认为是副科,学校为了升学率,尽可能地将大量时间让给其他科目,导致生物课的授课次数较少。这种现象可以说明学校对生物学科的期望较低,也就不难理解学校对中学生物教师的重视程度低了。初中生物教师现在虽然有进修、培训的机会,但还是较少,从而导致初中生物教师专业知识老化、教学方法陈旧、授课能力衰退、个人发展严重阻滞等问题,这些会使他们感到与其他主要学科教师有着很大区别。
3.社会原因。随着科学技术的发展,生物科学已经逐渐走入人们的生活,生物科学素养也就成为现代公民的基本素养之一。生物科学素养是指一个人参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力,包括理解科学、技术与社会的相互关系,理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观[5]。新课改强调生物学课程的目标、内容和评价都旨在提高每个学生的生物科学素养。然而中学生物教师在教学中并没有重点引入,例如新教材上有豆腐乳的制作、制作葡萄酒等与生活实际挂钩的知识,教师在教学时只是按照学校要求简略地提一下,并没有更深入地将知识传递给学生。究其原因是这些内容并不是考试重点,学校和社会也不会允许学生将学习时间投入于这些学习内容。这样就造成了一方面社会大力倡导提高学生的生物科学素养,而实际上又不支持生物教师在培养学生生物科学素养方面下功夫,教师左右为难。久而久之,这只会降低他们对工作的热情,消磨他们在工作中的士气,后果就显而易见了。
四、中学生物教师职业倦怠的应对策略
中学生物教师存在职业倦怠已是客观事实。既然中学生物教师的职业倦怠来源于教师自身、学校和社会,那么我们不妨从这三个方面入手寻求对策。
1.教师自身。①提高专业知识。中学生物教师应有意识地不断加强自身专业知识,能主动学习和充实与专业相关的知识,提高教学技巧和能力,设法获得新的信息、材料、方法和策略。可通过网络和期刊等资源获得生物前沿知识,并通过参加各类科研、教研活动,彼此交流经验,获得新体会。教师在专业探讨时既获得了新知识,也可消除自身的孤独感、无助感,提高其科研意识,激发其追求专业发展的热情。②增强自我效能感。正如前文所说,自我效能感与技能和自信是有关系的,要提高生物教学技能,光有专业知识还不够,还应进行团队实践训练。教师之间组成团队相互听课,分析优缺点,看优秀教师的课堂视频进行探讨,共同创设教学设计,都可以实现团队实践训练。其次是自信,因为自信除了要有教学技能外,还应该有健康的心态。面对社会上的各种压力,教师应学会进行自我调适,学会放松心情,缓解压力。在充满竞争的现代社会里,教师要勇于正视现实困难和问题,采取积极的态度处理复杂的人际关系,积极参加学校、部门、教研室和学生的集体活动,与学生、同事、领导及家人友好交往,建立和保持协调的人际关系。
2.学校方面。学校应借助于《国培计划》为生物教师多创造学习和进修的机会,提高他们的综合能力水平。这不仅可以使其在短时间内学到所需的知识技能,提高其教学科研水平,还可以在一定程度上让生物教师调节身心,避免出现职业倦怠的现象。另外,提供必要的入职培训是非常必要和重要的。教师的专业知识发展应该是终身的、可持续的发展,这就意味着职前培养、入职教育、职后培训同等重要,三者应该是有机的整体,缺一不可的。因此,学校应建立教师职前、入职、职后一体化培训体系,这有利于教师专业发展。但据调查,目前教师培训整体效果一般,需要进一步增强教师培训的实效性。很多教师认为培训可有可无,其原因很大程度上是由于培训的目标不是指向专业知识发展,因为经验介绍不具有可复制性,而接受教学理论学习部分教师感到有难度。因此,明确生物教师可能遇到的问题或者已遇到的问题,以问题为载体,进行参与式、案例式培训正成为教师们的期待。
3.社会方面。首先,社会应注重培养学生的生物科学素养,给中学生物教师提供更多的自由度和选择权,让中学生物教师充分挖掘学生的探究能力和科研创新能力,这样也可以提高学生对生物的兴趣。再者,社会对生物教师的期望低,导致生物学科教师的地位低,因而提高生物教师的社会地位对教师自身而言具有重要意义。还应采取切实可行的措施提高教师的职业待遇,社会不但应当给予中学生物教师与其他学科相同的工资待遇,还可以适当考虑增加所有老师的经济收入,促使他们把更多的精力投入到本职工作中去,真正地释放到教育事业之中,提高他们的工作热情和满意程度。在进行中学生物教育改革的过程中,为教师提高足够的改革信息,注重教师的需要和要求,让教师真正地参与到改革中去。
参考文献
篇4
关键词:专业;分类培养;模块化教学;实践教学
中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2017)12-0100-02
教育部阳光高考网站2013年列出了因就业难被亮红牌的全国十大专业名单,生命科学学院现有的4个本科专业中名列有3,即生物工程、生物技术和生物科学。因此,生物工程、生物技术和生物科学专业的教学改革和从根本上解决发展瓶颈已势在必行。
一、专业现状
生物工程和生物技术是近年来新兴起来的学科专业,二者都包含着若干二级学科领域。其中,生物工程包括酶工程、蛋白质工程、糖工程、基因工程、发酵工程、胚胎工程、组织工程、细胞工程等;生物技术包括植物生物技术、动物生物技术、微生物生物技术、环境生物技术、农业生物技术、组织培养、繁殖发育技术等。对应每个二级学科领域,都有一系列的专业课程设置。内蒙古农业大学生命科学学院现有两个工科专业和两个理科专业,分别是生物工程和制药工程,生物科学和生物技术。其中,生物工程和生物科学专业是生命科学学院最早设立的专业,属于一类本科专业。生物技术和生物制药是二类本科专业。目前我校的生物学一级学科挂靠生物科学专业。从2013年开始,我们实现了按类招生,从第三学期开始再进行专业选择。
二、生命科学类专业存在的主要问题
目前生命科学类专业,尤其是生物科学和生物技术专业从在以下几个突出的问题:(1)培养出的毕业生就业竞争能力差。这是一个全国性的普遍问题,不是个案。究其原因首先是这两个专业在高校的专业设置中发展过快,远远超过了生命科学行业发展的需求。现在全国高校中没有生物科学和生物技术本科专业的寥寥无几。其次生物科学专业涉及的领域太过广泛,涉及到了动物、植物和微生物,由于涉及领域宽导致专业不专,使毕业生的就业竞争力弱。(2)生命科学类专业在大学专业中实力不强。随着生物技术的普及,生命科学面临着与高校计算机专业外语专业等一样的困境,它不再是一门只有专业人士才能掌握的技术,生物技术已经渗透到许许多多的领域当中了,例如农学、园艺、林学、兽医、人医、微生物等生命科学的范畴之中,而像内蒙古农业大学的专业设置中又有这些专业,这些专业又是非常接地气的专业。从研究领域来看,在植物领域,生命科学学院是不到20人的团队,而农学院光作物领域就是上百人的队伍。所以生命科学学院在高校中,尤其是在我们这样一个农业高校中的地位可见一斑。
三、解决方案
基于上述情况,要解决这些问题,需要我们对生命科学类专业中尤其是生物科学和生物技术二个本科专业进行专业定位,通过继续加强师资队伍建设和制定导向性专业课程教学模块,推动同一专业学生根据兴趣爱好、研究目标、工作意向在专业内向不同技术领域倾斜,从而使本科教育向目标化、专业化教育发展,在保证学生宽口径教学的基础上,推动学生的专业技能培养,从而提升专业竞争力和学术影响力。具体通过以下措施来实现。
1.专业定位。专业培养方案要跟上时代的发展和社会的进步,所以要解决生物科学和生物技术这两个专业所面临的困境,我们首先要进行这两个专业的重新定位。定位之前首先要做的工作是:(1)收集全国相关高校生物工程和生物技术专业培养方案,结合各高校学术地位、专业优势、地理位置、经济环境等,比较分析其专业特点和专业定位情况;(2)比较分析生物工程和生物技术本科专业的特点、优势、不足和国内所处的位置,结合自治区发展目标和经济发展趋势,围绕自治区农牧林与生物产业需求,并结合自治区生产生活中的教育和科技需求,探讨我校生物科学和生物技术专业定位目标,制定出符合时展和社会需求的生物科学和生物技术的专业培养方案。
2.强化师资队伍建设。专业建设的基础是师资队伍建设,教师既是思想的启蒙者,又是知识的传播者,是教学第一线的主力军,在教学、科研的工作中占有主导地位,拥有高水平的教师队伍,才能培养出合格的人才。所以生物科学和生物技术专业加强建设的首要步骤是加强师资队伍建设。在建设过程中要加强名师建设,加强学术带头人和学术骨干建设,加强青年教师的培养。在教师师资队伍建设中不能是一个口号的问题,需要各级部门下大力气,需要资金和配套设施的投入,需要师资培养部门务实事。强大的师资队伍配合以科学的教学管理模式构成生物科学和生物技术的专业建设核心要素。
3.优化课程体系,推进模块化教学。首先我们应该大力支持学校的关于优质教学资源的整合的倡议,把一些专业基础课程例如动物学、植物学、生态学、动物生理学和植物生理学等课程整合到学校的优质教学资源中,由学校层面的平台来开出。另外针对生物科学和生物技术专业涉及范围过大,重点不突出,我们在强化专业课教学质量的前提之下,通过制定导向性专业课程教学模块,推动同一专业学生根据兴趣爱好、研究目标、工作意向在专业内向不同技术领域倾斜,从而使本科教育向目标化和专业化方向发展。配合生命科学类专业分类培养模式,建立模块化教学。这个模块化不能撼动教育部关于生物科学和生物技术专业定义的根基,所以可以在学生的选修课程中加入模块化教学。例如加入马铃薯快速繁殖技术、食用菌栽培技术、转基因技术、分子标记开发与应用、动物体细胞克隆技术等模块,每一模块由2—3门课程组成。要求学生按照模块化课程进行课程选修。模块化教学最大的特点就是将某一阶段所要学习的知识点,以一定的载体为依托,将相关的知识点组合起来,形成一个知识模块。它重视学生在学习过程中的实践活动,注重学生学习能力的培养。虽然模块化教学盛行已久,但是其在高职教育中应用比较多,也产生了积极的作用。但是在生物科学和生物技术专业中引入模块化教学的高校还比较少。西北农林科技大学生命科学学院的生物科学和生物技术专业已经根据陕西地区与生命科学相关的经济发展特点建立了模块化教学特点,已经取得了显著的成效,每年为太白酒业、天士力公司等相关的企业输送了大量的人才。实践证明生物科学和生物技术模块化教学的引入将推动这两个专业的建设,直接提高了生物科学和生物技术专业学生的就业竞争力。
4.继续优化实践教学。高等院校的实践教学改革已取得很大成效。实践证明,强化实践教学是提高大学生实践能力、创新能力的措施与保障,是培养大学生创新意识与拓展知识的有效途径,是理论与实践相结合的桥梁,是提高大学生综合素质的重要平台。实践教学在人才培养中占据非常重要的地位。在我校生命科学学院专业分类培养体系改革中我们要继续加强实践教学的力度。首先结合2016年新一轮人才培养方案的修订,继续加强实践教学在生物科学和生物技术两个专业中所占的比例。另外我们在新培养方案的制定中在选修模块中大量增加了与应用技术密切相关的一些课程,例如在生物技术专业培养方案的选修模块中增加了环境生物技术、食品生物技术和生物制品学等课程,这些课程的增设把实践教学有目的有方向地引导到生物技术的实际应用环节中。这样在我们的生物科学和生物技术的人才培养中进一步完善了从理论教学和实践教学到实际应用的科学的人才培养体系。其次我们需要继续加强学校和学院两级实验教学平台的建设。就学院而言我们需要做好以下几方面的工作:一是加强对原有实验教学平臺的建设,包括优化实验室资源的配置、对必要的老旧仪器设备升级、对实验教学人员进行培养。二是继续完善实验室的运行机制,保证实验课顺利地高质量地开出。三是加强对实验教学环节的考核,完善实验教学环节的监督机制。由于近些年高校扩招的原因,导致实验教学的压力远远大于其承载能力,所以在实验教学中我们需要想出更多的办法来保障教学质量。这里需要做的工作有很多,例如实验经费投入,实验室配套仪器设备的完善,提高实验教学人员的能力和素质,进一步合理化实验教学工作量的计算,完善实验教学的监督机制。四是完善大学生创新实验室的开放机制。五是建设我维护好校外实习基地,充分为我们的实践教学服务。
篇5
龚大洁(1961-),男,西北师范大学生命科学学院教授,硕士生导师;杨国锋,西北师范大学教育学院(730070)。
笔者在教学过程中发现,普通高中生物学教材人教大纲版(简称“旧人教版”)和课标版(简称“新人教版”)的“绪论”具有很大差异。何为“绪论”?“绪论”有什么作用呢?不同版本的高中生物教材“绪论”的编排体例有什么差异?内容选择有什么不同?文中以《生物·必修1·分子与细胞》为例,就以上问题对旧人教版、新人教版、苏教版、北师大版和浙科版这5种版本的教材“绪论”进行了比较分析。理清这些问题,有助于教师在教学中借鉴不同版本的内容,做到合理取舍,上好“绪论”这节课。
一、地位及作用的分析
有关工具书对“绪论”如此解释:(1)“绪”的本义指丝头,此处引申指开端[1];(2)指学术著作等的开头部分,开头的论述,相当于“序论”[2];(3)学术论著的开头部分,一般说明全书主旨和内容等[3]。由此可见,“绪论”处于著作的开头,属于开篇,其作用是提纲挈领。这就意味着教师要足够重视教材的“绪论”。
笔者对5种版本教材的“绪论”题名及其所处位置进行了统计,结果如表1所示。从表1可以看出,相对于旧人教版教材“绪论”,新人教版、苏教版和北师大版“绪论”的标题都有大的突破,具有很强的吸引力:或通过和科学家亲切交流,感受科学家的风采,激发探索生物大分子奥秘的兴趣;或关注“我们”,突出生物科学与我们的关系,关注科学、技术与社会的关系,强化情感、态度与价值观的教育;或突出学习的主体——同学们,引领学生走进现代生物科学与技术的殿堂。苏教版教材中还有“学习指南”板块,这可以帮助“我们”学会使用教材。北师大版教材还有“‘分子与细胞’模块学习目标”板块,有助于“同学们”从整体上把握学习目标。
由此可见,教材编者都很重视“绪论”,希望通过阅读“绪论”激起学生学习生物学的兴趣,帮助“我们”学会使用教材,并且明确学习目标,学会自主学习。这也充分反映出“绪论”在教材中的作用,“绪论”是开启生物学课程大门的钥匙。因此,教师应该充分认识这一点,重视“绪论”课的教学。
二、编写体例及内容选择的分析
教材是学生获取知识的主要载体,中学生物学教材的心理程序、涉及教材内容是否能够为学生所接受和是否有利于教师的教及学生的学,决定着中小学教材的体例设计和配置,以及教材的可读性问题[4]。
由此可见,教材的编写体例反映着教材编者对教学结构的安排及建议,它制约着教与学双边活动的实际进程,影响着学生习得课程的水平。
从下页表2和表3可以看出,5种版本教材的“绪论”在编写体例上各不相同,内容选择方面各有侧重,体现出不同的价值取向。这究竟体现了编者怎样的思路呢?
旧人教版教材的绪论部分通过一幅“青海湖鸟岛自然保护区”图片,引起学生对“生物”的关注,由此引出对“生物科学”一般性的定义。接着围绕“生物”“生物科学”设问:究竟什么是生物呢?生物科学是怎样发展的?生物科学的发展对人类社会有什么重要意义呢?怎样才能学好高中生物课程呢?正文部分围绕这5个问题展开讨论,均以大段文字展开阐述,这是对教学大纲的细化。其中生物的基本特征是教学的重点,也是难点,更是教材编写的主线。另外,正文旁边还有4个“小资料”和两个思考栏,配有10幅插图,最后,通过复习题对知识加以强化。由此反映出编者的设计思路:通过问题激趣导入,平铺直叙,注重知识传递。从设置的问题来看,宏观笼统,有一定的难度,势必要以教师的讲解为主。“小资料”和思考栏等有助于开拓学生视野,启发学生思考,提高学生的学习兴趣和培养学生的多种能力,这是对正文部分的弥补。
新人教版教材的绪论采用访谈录的形式,向学生再现了编者和我国著名生物化学家、中国科学院院士邹承鲁的谈话。访谈围绕我国率先人工合成蛋白质——结晶牛胰岛素的过程展开。以“我发现许多生命科学的问题,都要到细胞中寻找答案,而对于生命活动规律的阐明,又必须建立在阐明生物大分子结构和功能的基础上”切入本模块的主题——分子与细胞。又以邹老的嘱咐:“办老实事,说老实话,做老实人”作结。这正好体现了课程对学生情感态度价值观的关注,为学生的学习和思考留下了空间,具有很好的启发性。学生犹如在旁聆听,由此产生一种崇敬科学家的情愫,激起学习生物学的兴趣。同时,由于谈话无法满足学生的好奇心和求知欲,这就为教师的教学留下空间。总的来说,访谈录具有可读性、启发性和可教性。
苏教版教材的“绪论”是第1章——“生物科学和我们”,共有2节——“身边的生物科学”和“生物科学的学习过程”。第1节选取与我们生活密切相关的话题——“健康问题”(癌症和传染病)作为切入点,由此引出与卫生保健有密切关系的生物学热点问题——基因诊断和基因治疗。这既可以激发学生的兴趣,又可以引导学生关注科学、技术与社会的关系,强化生物科学、技术与社会化的科学价值。第2节先讲述一个探究故事,即“挑战自然发生说”,接着提出一项能力要求——“像科学家一样实验”。这将促进学生对生物科学学习方式的转变。值得关注的是,苏教版教材一改“知识传授体系”,而是分为“自主学习”和“自我发展”两大板块,意在构建“知识、能力和情感态度价值观一体化”的自主学习体系。这也是教材在目录之前设置“学习指南”的原因。
北师大版教材的“绪论”相对简单,只介绍了高中生物课程的安排,即介绍高中生物必修模块和选修模块的主要内容,引导学生走进现代生物科学与技术的殿堂。
浙科版教材的“绪论”则是以问答的形式,中规中矩地说明:什么是生物?什么是生命?什么是生物学?怎样研究生物学?为什么要学习生物学?这是对学什么、怎么学、学了有什么用等问题的回应。
为什么新人教版教材的“绪论”内容与其他版本相比会有这么大的差异?这是由课程标准决定的。教学大纲明确规定了“绪论”的内容,旧人教版教材中的“绪论”是对教学大纲的细化。而课程标准对绪论并没有提出明确的要求[5]。编者为了落实课程理念,就采用了不同的方式,选取了不同的内容。这也为教师如何处理这一部分内容留下了更多的空间。
三、对教学的启示
通过以上分析可以发现,4种课标版教材的“绪论”内容有详有略,似乎选取的内容和模块的主题关系不大,并没有传递多少知识,而且新人教版教师用书对“绪论”课的教学也未做任何说明。这是不是意味着“绪论”课不重要呢?毋庸置疑,不但要上“绪论”课,而且还要上好“绪论”课。这是课程标准的内在要求。
可以说,教材《生物·必修1·分子与细胞》中的“绪论”是高中生物学的第一课,教师和学生在课堂上初次接触,相互间都有距离感。教师作为课堂的主导者,怎样尽快消除这种距离感,走进学生,让学生喜欢上自己的课堂、喜欢学习生物学呢?讲笑话、引发学生对教师的兴趣……这些都不是关键。最关键的是要抓住学生感兴趣的话题。当学生对某一事物或活动感兴趣时,就会投入精力和时间去认识它、研究它、参与它。那么,高中学生到底对什么感兴趣?有研究者指出,高中学生感兴趣的生物学主题多是一些与现实生活、观察应用和社会问题联系紧密的主题,而对一些理论性较强的课题则不太感兴趣[6]。这就意味着教师在“绪论”课教学内容的选取、教学活动的安排等方面应该考虑学生的这些需求。分析不同版本的教材不失为一种发掘教学素材、教学设计思路的好办法。一本好的教材在内容选取与编排等方面总会考虑学生的认知发展水平,关注学生的学和教师的教。不同版本的教材可以为教师提供不同的视角,避免教师在小天地里打转。通过分析教材,可以使教师尽可能多的预设学生感兴趣的话题,在课堂上游刃有余,有的放矢。要做到这些,教师必须打破传递知识的传统观念,正确对待绪论课。绪论课不一定要传递多少知识,更多的则是要考虑怎样找到学生的学习兴趣与课程的契合点,让学生尽快熟悉生物课程,找到学习生物学的兴趣点。
根据以上分析,教师可从以下几方面着手准备绪论课:(1)挖掘科学家背后的故事,启发学生思考;(2)给学生展现最新的生物科技成果,并引导学生关注我们生活中享用的生物科技产品;(3)对生物课程从整体上加以介绍,使学生明确学习目标;(4)对教材中的栏目加以说明,教会学生使用教材。
篇6
一、围绕生物核心概念精心设计教学,落实三维目标
在初中生物教学设计中,教师可以根据学生已经掌握的概念和没有学习的概念、先前掌握的概念和后来掌握的概念、具体的概念和抽象的概念之间的关系,设计多种小组合作教学活动,在教学过程中发现问题、资源整合、依据科学事实,帮助学生在处理加工转化信息过程中,构建初中生物核心概念的意义。新课程倡导“以学生发展为本”的新课改理念,三维教学目标是相互渗透并融合的,它们紧紧地贯穿于每一位学生的成长与能力发展过程之中。初中生物科学素养的核心是生物技能,掌握生物技能的前提是领会生物核心概念。如果把生物科学素养比做一座“金字塔”,由三维目标构成,那么,生物核心概念就是这座“金字塔”的框架图,知识与能力就是这座“金字塔”的根基;过程与方法、情感态度价值观就是“金字塔”的上层建筑。框架图设计的精确,根基才会稳固,那么生物教学的根基才会更加稳固,“上层建筑”才能发展得越高。高效的生物教学,就是经过理解生物核心概念,使学生在知识和能力,情感态度价值观获得进步与发展,并提高学生的生物科学素养。
二、用思维导图来组织教学
以基因为例,引导学生总结“性状”,分析每个人各种性状的遗传,总结出人的性状与父母的关系,为学生学习基因对性状的决定奠定基础,再以基因为核心,引出基因的类型:显性基因和隐性基因。教师可以将基因对性状的控制进行适当分析与讲解,然后以某一种性状来分析基因的决定作用,如有无耳垂的图解,可以先用最简单的图解,然后层层递进;尝试让学生分析最复杂的基因决定方式,如血型的基因决定方式,学生在学习过程中便会真正体会到基因对人的性状的决定。
三、提倡科学探究教学讲授生物核心概念
篇7
生活与生物的理解
在《生物》八年级下册第七单元“生命的延续与进化”这一知识的教学中,植物的生殖和发育是一个基本内容:植物的生殖包括受精和果实的形成、植物的营养繁殖、植物的组织培养等内容;而植物的生长发育则包括种子的结构、种子的萌发和芽的发育等内容。如果遵循传统的教学思路,那这一部分知识的教学可能还是遵循讲授的方式,让学生去获得一些关于植物生殖与发育的知识,这对于学生应试来说已经够了,但实际上却丧失了一个良好的在生活与生物之间建立联系的机会。
通过分析可发现:这部分知识是建立在对生活中常见的一些植物如苹果、花生、玉米、核桃等进行分析的基础上的,而在生活中常见意味着可以有效借助学生的生活经验来实施探究性学习。同时又必须认识到,学生虽然对苹果、花生、玉米、南瓜等实物有生活角度的感知,但却没有生物方面的认识,甚至在许多学生的眼中它们就是同一类实物,而这样的认知差异又为科学探究的实施提供了条件。因此,在学生熟悉的实物与所要教授的生物之间就形成了一个比较好的关系,基于这一关系展开探究,理论上可以获得比较好的效果。
生活经验与生物教学
第一步,笔者将学生分成不同的探究小组,并引入课题。引入课题所用的问题是:“大家能够举出生活中的一些果实吗?”这里笔者既没有将准备好的生活中的果实和种子的实物呈现隔断,也没有在问题中加入“种子”这一概念,就是为了让学生将自己前概念中的认识充分暴露出来。果然,学生不断举例,事前准备好的苹果、花生、玉米、南瓜之类的实物,学生都想到了,没有准备的猕猴桃等实物也都出来了。
第二步,笔者问:“你们刚才所列举的全部是果实吗?”这时学生会围绕该概念进入思考,“什么是果实”这一问题也会自然地出现在学生的大脑中。在这种情况下,让学生对果实和种子进行分类就成为自然选择,而探究的空间也就进一步打开。
第三步,寻找区分种子和果实的依据。让学生结合这两个概念的定义去区分种子和果实,实际上是学生运用概念的过程。这个过程可以由教师演示完成,但学生就缺少了一种体验;而如果让学生自己去探究,结果自会大不相同。现实中,当笔者将事先准备好的苹果、花生等突然呈现在学生面前时,学生是极为兴奋的。这是兴趣,自然不能打击学生的探究热情,但要提醒他们研究重点。物品分发到各小组后,探究也就开始了。
第四步,学生探究,主要任务是探究果实和种子的结构,需要学生对分发的种子和果实进行解剖并观察,教师在此过程中要提供指导,包括安全因素、解剖技巧等。这是一个动作体验的过程,也是一个学生运用已有定义去判断不同解剖对象的过程。在此过程,学生能基本掌握种子与果实的区别,教师主要做的是总结和强调。
第五步,引导学生思维迁移。在学生探究完成后,教师有必要通过一两个问题去深化学生的思考。笔者向学生提供的两个问题分别是:“花生是不是种子?”该问题实际上是生活中花生和花生米概念的区分,算是给学生一个小小的辨别意识,即生活中所说的花生与花生米往往是同义的,但生物上的含义是不相同的,花生是带有果壳的花生米;“树上掉落的桃子第二年可能会长出新苗,这说明桃子是果实还是种子?为什么?”此问题的提出,主要在于进一步帮学生理清生活经验与生物知识之间的关系。因为有时的专业知识难以“打败”学生的生活经验,只有不断地让学生进行知识的迁移,才能有效矫正学生的错误认识。
经过以上的探究,可以较好地实现预期的教学目标,同时也让学生从生活经验成功地走向生物知识,有效提升学生的生物科学素养。
反思生活与生物教学的联系
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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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篇9
STS教育是20世纪80年代以来西方教育界兴起的科学教育改革运动。“STS”为科学(Science)、技术(Technology)、社会(Society)首字母的缩写。它是以科学技术在社会生产、生活和发展中的应用为指导思想而组织实施的科学教育,强调科学、技术、社会三者的相互关系,其基本精神是把科学教育与当前的社会发展、生产、生活等热点问题紧密结合起来。我国从19世纪80年代中期开始进行STS教育试点,它现已成为指导教育教学的重要的教育思想。
二、渗透STS教育思想是遵循高中生物课程标准的必然要求
STS教育思想和现行的《普通高中生物课程标准》的理念是丝丝相扣、并行不悖的。新课标在“注重与现实生活的联系”的基本理念中明确指出,让学生在现实生活的背景中学习生物学,这与美国国家教师协会1991年给STS教育下的定义“在人类生活的背景中去教学生学科学”的观点不谋而合。从课程目标来看,新课标提出,要学生认识生物科学和技术的性质,能正确理解科学、技术和社会之间的关系;从能够运用生物知识和观念参与社会事务的讨论。在课程标准的实施建议里,明确提出要“落实科学、技术、社会相互关系的教育”。教师应重视渗透科学、技术、社会相互关系的教育,通过具体事例帮助学生认识生物科学与社会发展的密切联系。教师要引导学生关注我国和当地的与学生现实生活相关的问题,使学生积极思考与生物学有关的社会问题,尝试参与社会决策,培养社会责任感。以上均表明了在生物教学中渗透STS教育思想是遵循新课标理念的必然要求。
三、在生物3“稳态与环境”的教学中渗透STS教育思想
“稳态与环境”是高中生物必修部分的第3模块,其内容在个体和群体水平上揭示了生命系统的稳态及其与环境的关系。其中许多知识均与社会生活、生产和发展密切相关,更适于STS教育思想的渗透。通过教材展示给学生的生物学,是在先进的技术手段支持下不断成长的生物学,是通过技术而不断转化为生产力的生物学,是在广阔的社会背景中,对人类文明有着巨大推动作用,同时又可能产生一些负面影响和冲击的生物学。为此,教材一方面介绍有关科学、技术和社会关系的资料,另一方面还引导学生深入探讨科学、技术和社会三者之间复杂的相互关系,理解科学的价值和局限性,养成热爱科学、尊重科学、理智地运用科学成果的情感和意识,树立人与自然和谐发展的观念,形成科学的价值观。
那么,在教学过程中如何渗透STS教育思想呢?教师应时刻注意以下原则:(1)在讲述生物学概念原理时,联系相关的生物技术及其在社会中的应用;(2)在讲述生物技术时,阐明所蕴含的原理,并指出对科学的推动作用及对社会发展带来的方面的影响;(3)在讲述社会问题时,指出社会问题背后蕴含的生物学知识或技术,从而使学生意识到:科学、技术推动着社会的发展,社会发展中许多重大问题的解决依赖于生物科学技术的进步,三者之间存在密切的互动关系。人教版生物3“稳态与环境”中的许多专题栏目如“与社会的联系”“科学·技术·社会”更是提供了STS教育的良好素材。下面笔者就从教学内容方面阐述在教学中如何进行STS教育思想渗透,主要从个人生活、社会生产和社会发展三个方面进行阐述。
1.个人生活方面
本模块前两章讲述人和动物生命活动的调节与人体健康密切相关,在教学时渗透相关的健康医药方面的知识无疑会引起学生的极大兴趣,也体现了生物科学与社会的联系。学生可能遇到过头昏脑涨、关节酸痛等“空调病”的症状,在“内环境稳态的重要性”一节的教学中可以让学生从内环境稳态失调角度分析“空调病”的病因。糖尿病是现代人的常见病之一,部分学生的亲人就可能是糖尿病患者。在讲授血糖的调节及其影响因素时可以以糖尿病为例,让学生分析糖尿病与饮食结构和生活方式的关系以及如何防治糖尿病等问题。教材在“免疫调节”后的“科学·技术·社会”的阅读材料中介绍了艾滋病的病理机理和传播途径,这属于科学原理;然后让学生进一步搜集有关“鸡尾酒疗法”“水果疗法”等艾滋病的治疗手段,这属于技术;最后学生通过了解世界艾滋病运动、红丝带行动,培养其运用生物知识对社会问题进行讨论决策的意识,这就很好地进行了STS思想的渗透。“通过激素调节”一节后的“科学·技术·社会”栏目中提供了一些应用激素类药物的资料,其中甲状腺素治病、保幼激素提高蚕的产丝量、口服避孕药是药物对人类有利的一面,而给猪饲喂“瘦肉精”、运动员服用兴奋剂、环境激素影响人类的生育能力等却是药物有害的一方面。学生在教师的指导下评价激素类药物的利与弊,就能理解科学技术对社会既可以造成正面的影响,也有负面的作用,科学技术是把“双刃剑”。
2.社会生产方面,
生物学与社会生产中的农、林、牧、渔业等方面有着密不可分的联系。如立体农业,是利用群落空间结构的原理,为充分利用空间和资源而发展起来的一种农业生产模式。“桉树—菠萝型”的立体农业合理利用了不同层次土壤内的水分和养分,充分利用了不同层次的光能,达到了增产增效的目的。生态农业也是渗透STS思想教育的绝好实例。在生态农业中,生态系统的能量流动和物质循环的知识是科学原理,沼气的生产和应用、鸡粪的发酵除臭属于生物技术,而“农业、农村、农民”是我国目前国情下最大的社会问题,这充分体现了科学、技术和社会的互动关系。又如,在林业上如果采用科学合理间伐,则既能保持森林的更新能力,又能稳定的进行林业生产,而合理问伐正是利用了生态系统抵抗力稳定性的原理。教师通过列举以上事例,就能说明生物科学在促进社会生产中发挥了重要作用,学生自然懂得了生物科学促进社会生产的道理。
3.社会发展方面
社会发展中经济发展、人口增长、环境保护、生态平衡等诸问题的解决都依赖于生物科学技术的进步。“种群的特征”一节中有出生率、死亡率的概念,这很容易联想到计划生育。随着人们生活水平的提高和医疗条件的改善,人口的死亡率不断降低,因此,要控制人口增长,就必须降低出生率,这正是我国计划生育政策的理论依据。在“种群数量的变化”一节的教学中,让学生根据历年来我国的人口数据画出增长趋势图,分析是否呈“J”型曲线。这样,学生不仪掌握了数学模型的方法,而且加深了对人口增长的认识,体会到计划生育政策的必要性。再比如,人类活动对生物种群数量的变动有怎样的影响,为什么大熊猫、东北虎等濒危珍稀动物在人们的保护下越来越少,而老鼠、白蚁等有害动物在人们的大力捕杀下依然猖狂,这里就蕴含着“种群数量的变化规律以及影响因素”的生物知识。当学生意识到随着科技水平的提高,人类活动对自然界的影响越来越大时,也就培养了人类对自然的责任感。“温室效应”也是当前人们最关注的环保问题之一,可以让学生从碳循环的角度去解释温室效应的原因,如何缓解和控制温室效应。学生在思考问题的过程中意识到生物科学与社会的密切关系,教师也就达到了渗透STS思想的目的。
综上所述,教师应本着源于教材又不同于教材的精神,努力捕捉STS教育时机,从个人生活、社会生产、社会发展等方面选取具体事例进行STS教育思想的渗透。
参考文献:
[1]徐作英,高中生物新课程的理论与实践[M].北京:高等教育出版社,2008:43-45.
[2]中华人民共和国教育部,普通高中生物课程标准(实验稿)[M].人民教育出版社,2003:35-36.
[3]翁兰穗,高中生物必修课运用STS模式的教学原则和策略[J].课程教材教法,2002(8):45-49.
篇10
关键词:概念教学 有效性 方法
1.提高概念教学的有效性是提高学生应试能力的有效手段
《普通高中生物课程标准》课程基本理念中对提高生物科学素养的描述是“它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平,以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。”生物科学领域核心的基础内容往往是由一系列概念来揭示的,并在此基础上提升基本技能。而高中教学尤其是高三是必须面对高考的,因此提高学生应试能力也是不可回避的现实。《2009年普通高等学校全国统一考试大纲》对理解能力的要求“把握知识的内在联系,形成知识网络;运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理的判断或得出正确的结论。”可以看出高考中已体现了新课程的基本理念,提高学生的生物科学素养与提高学生应试能力的目标是一致的。
概念是反映客观事物的最本质的特征和联系的东西,通过有关的字词或语句表达出来的。生物概念是生物学的基础,也是中学生物教学的重点、难点。概念教学是中学生物学科中基础知识和基本技能教学的核心,是完成三维教学目标的基础。在高中阶段培养学生良好的生物科学素养、提高学生应试能力的一条重要途径就是对生物概念的理解、应用和转化。
2.概念教学中存在的问题
列宁曾说过“概念是帮助我们认识和掌握自然现象之网的网上扭结”,可见概念在人们认识世界中的重要性。但学生在学习过程中经常会出现一系列判断、推理及结论的错误,使学生、教师都不胜其烦。究其原因,都是由于没有掌握概念学习的要领,而出现“概念不清楚”“概念掌握不完整”或“概念理解错误”等问题。同时像我校这样的城市学生缺少亲近自然的机会、青少年生活经验有限,部分生物学概念微观性、抽象性等都是影响学生正确学习生物学概念的障碍。
3.高三复习阶段概念教学的策略
进入高三复习阶段,笔者针对我校学生的实际情况和提高学生应试能力的需求,合理整合教材内容,恰当选择教学策略,提高高三复习阶段概念教学的有效性。具体做法如下:
3.1对比相似、相近的概念
有些概念名称相近或是基本内容相似,易使学生出现“概念混淆”的情况。为了解决这一问题,笔者在进行高三复习时引导学生针对相似、相近概念加以对比,帮助学生明确其中的联系与区别。例如笔者在复习《现代生物科技专题》模块《细胞工程》专题时,针对“植物组织培养”与“动物细胞培养”这样的概念引导学生进行表格对比:
通过这种对比的过程,可以深化学生对概念的正确认识,并进一步对后续概念应用的教学内容进行铺垫。
3.2总结相关联的概念
教材在介绍某些概念时,语言过于简练,没有明确归纳出完整的概念,导致学生对“概念理解错误”或“概念使用范围不明”。例如《稳态与环境》模块《通过激素的调节》一课中,与激素调节有关的各种关系包括:拮抗作用、协同作用、激素分泌的分级调节、反馈调节、神经调节与体液调节的关系等,学生在使用时常出现混乱的现象。笔者针对这一情况,带领学生总结了这些相关联的概念,并明确使用范围。
3.2.1激素分泌的分级调节
例如:甲状腺激素分泌的分级调节总结如下图。
3.2.2反馈调节
在上述甲状腺激素分泌的分级调节过程中,同时也存在着反馈调节机制,既当血液中甲状腺激素含量增加到一定程度时,又反过来抑制下丘脑和垂体分泌相关激素,这样甲状腺激素含量就不至于过高。
除此之外,在血糖调节的过程中,胰岛素、胰高血糖素的作用结果(即血糖浓度的改变)会反过来影响胰岛素、胰高血糖素的分泌,也属于反馈调节的实例。
3.2.3拮抗作用与协同作用
拮抗作用是指不同激素对同一生理效应发挥相反的作用。例如胰岛素的降血糖作用与胰高血糖素的升血糖作用相互拮抗,共同实现对糖代谢的调节,使血糖含量维持在相对稳定的水平。
协同作用的定义是:不同激素对同一生理效应都发挥作用。例如垂体分泌的生长激素和甲状腺分泌的甲状腺激素,都有着促进生长,促进新陈代谢的作用。
通过上述例子可以看出拮抗作用与协同作用是对同一生理效应的调节结果不同。
3.2.4神经调节与体液调节的关系
这二者的关系可以利用“甲状腺激素的分级调节和反馈调节”进一步解释,在寒冷或紧张的情况下,下丘脑、垂体、甲状腺的分泌活动是受神经系统调节(或控制)的,可以看成反射弧的效应器;在这种情况下分泌的甲状腺激素也可以影响神经系统的兴奋性。
3.3明确概念的内涵和外延
针对同一个生物学概念可以引导学生在不同水平分析,加深学生对概念内涵和外延的理解,从而构建知识网络,将各模块联系为一个整体。例如:“细胞分化”这一概念,教材是在《分子与细胞》模块《细胞分化》一节给出的,但在高三复习时学生对各模块知识都有一定的基础,可将这个概念多水平分析:在基因水平,是基因选择性表达的结果,合成了不同种类和数量的蛋白质;在细胞水平,产生细胞器的种类和数量产生差异,使同一细胞的后代在结构和功能上趋向专门化、成熟化,但全能性下降;在个体水平,分化的细胞组成不同的组织、器官和系统,从而形成一个完整的多细胞生物。
3.4简易图示应用概念
《新课程标准》的课程目标中有这样的要求:“获得生物学基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识……”“了解生物科学知识在生活、生产、科学技术发展和环境保护等方面的应用。”概念教学的重要任务就是让学生能够有效应用,笔者在高三复习阶段指导学生利用简易图示解决实际问题,将抽象的概念具体化,减少学生理解上的障碍。例如:在《稳态与环境》模块《植物激素调节》一课中,就利用这种方法解释植物的向光性、向(背)重力性、顶端优势等现象,取得良好效果。具体图示如下:
3.5打响集结号,构建概念图
教材中出现的生物概念众多、体系复杂抽象,考纲中对学生理解、应用生物概念的能力要求不断提高。学生不仅要把握概念的内涵、外延,同时还要正确地理解概念之间的联系,这对于高中学生来说有一定难度,所以我们应该把一些概念进行归类,构建概念图。例如在复习《稳态与环境》模块的时候,可以将有关环境的概念组成构建为下面的概念图:
课堂教学的有效性是多方面的,但归根到底,学生有所收获或得到发展是教学有效性的唯一目标。生物概念教学在生物教学中是一个重要的组成部分。学生有效掌握生物学概念既是新课程标准所规定的基本任务之一,又是学生具有生物科学素养的基本要求和标志。笔者在推进课堂教学有效性的实践中将继续探索、反思。
参考文献:
[1]林祖荣.对高中生物课堂教学有效性的几点思考.中小学教材教学.2006(8).
[2]郑彦秋.浅谈生物学概念教学中的几点体会.人教网.2008.