遗传学的概念范文
时间:2023-11-15 17:45:33
导语:如何才能写好一篇遗传学的概念,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
关键词 遗传学 类比模型 概念教学
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
遗传学是生物学重要的分支,是基础教育生物学的重要内容。理解掌握遗传学的核心概念不仅有助于学生理解生命的延续和发展,还能提高学生的逻辑思维能力和生物科学素养。开展高中遗传学核心概念的教学不能仅仅依靠学生背诵记忆细枝末节的信息或事实,而是需要引导学生像科学家那样积极主动参与探究,深入理解从大量事实中概括出的抽象规律和原理。
建构模型的过程是一个探究的过程,可以使学生对所学内容的形成深入理解。类比模型及其建构是开展高中遗传学核心概念教学的重要的学习方法。
1 类比模型简述
类比模型就是基于相似属性,用人们熟悉的事物类比和表征不熟悉的事物。从学生已知的、熟悉的、容易理解的事物模型中找到可比的共性,并让学生在学会模仿的基础上,归纳、类比到相应的模型当中,将各个知识点与模型中熟悉的知识点进行对应类比,从而更好地帮助学生接受和理解新的事物。
2 运用类比模型传递遗传学核心概念
概念是由众多事实归纳推理分析得出的,因此核心概念教学也应该是建立在事实感知的基础上。而遗传学核心概念所表征的事物DNA、基因等往往微观且抽象,通过对生物原型的简化和纯化,以形象化方法建构的生物模型,能使研究对象直观化。学生可以根据模型,推测原型的未知属性、并发现问题,从而认识事物中所蕴含的规律。例如,用毛线类比染色质,毛线团类比染色体可以让学生直观理解“染色质和染色体是同一物质在不同时期的两种表现形式”。
基于刘恩山等提出的类比模型建构的一般程序和指导策略,下面以人教版高中生物必修2第三章第二节“DNA分子的结构”核心概念教学为例,呈现类比模型建构的一般过程。
2.1 明确类比模型建构的目的
本节课的核心概念为:DNA分子是由四种小分子(脱氧核苷酸)组成的长链,两条反向平行的长链形成双螺旋结构。针对这一核心概念,依托类比模型的建构,围绕DNA双螺旋结构模型的科学研究历程,设计学生建模活动,通过形象生动的类比模型将DNA这一微观、抽象的物质直观化形象化,从而激发学生的学习兴趣和进一步培养他们探究能力。
2.2 初步选择类比模型表达方式
在高中遗传学的教学实践中,教师常常用双条电话线、螺旋楼梯等模型来类比DNA,这些模型虽然可以帮助学生形象理解DNA双螺旋空间结构,但是学生对于基本组成单位脱氧核苷酸如何构成DNA双链仍然缺少感性的认识。磷酸、脱氧核糖、碱基具有复杂的分子结构,教师可选择DNA分子双螺旋结构模型组件中的白色小球、蓝色小球、带凹凸的圆柱将其展示出来。
学生亲手利用模型盒中的组件制作DNA双螺旋结构模型,不仅能再现课堂教学中难以直接观察到的DNA分子的结构,还可以在模型制作过程中体验形象化具体化的过程,加深对DNA分子结构特点的认识和理解。
2.3 类比模型的建构
类比模型建构的主要过程可以简化为“FAR(聚焦-行-反思过程)”,具体如下:
Focus(聚焦):类比模型的建构并不是进行单纯的手工活动,因此进行类比模型建构的过程初始,教师应该关注并引导学生思考已学概念与本节课核心概念之间的联系,让学生明确类比模型建构的目的。同时,在师生共同查阅资料基础上,教师要尽量创造一个真实的情境,鼓励学生像科学家一样思考,制作模型。
通过课前布置学生复习必修一第二章第三节“遗传信息的携带者”和预习本节课初始的学习任务:阅读课本中DNA双螺旋结构模型的科学研究历程,以小组为单位,应用A型DNA的X射线衍射图谱、B型DNA的X射线衍射图谱等科学实验数据设计,建构DNA结构模型。这样让学生熟悉所要制作的DNA类比模型,为接下来模型建构打下良好的基础。
Action(行动):在学生建构DNA类比模型过程中,教师要注意引导学生观察思考模型盒提供的材料如白色小球、带凹凸的圆柱等所类比的物质;注意引导学生讨论DNA与脱氧核苷酸的关系,DNA类比模型与DNA双螺旋结构间的相似性,从而不断强化学生建模过程中的思维能力。
课堂上教师以“基本单位―单链―平面双链―立体空间结构”为任务驱动,采取“分步走”策略,逐步深入。学生以小组为单位根据资料信息利用模型盒中的组件尝试建构DNA结构模型。
需要指出的是:在模型的建构活动二、三、四过程中,教师要注重引导激发学生分析科学研究历程中关键的信息,不断检验修正建构的DNA模型。
资料1:对富兰克林拍摄的DNA之B型X射线衍射照片的分析表明DNA分子是由脱氧核苷酸组成的长链。
资料2:磷酯键是结合力最强的共价键。
学生在分析上述两则资料的基础上,明确相邻脱氧核苷酸的核糖和磷酸脱水缩合形成脱氧核苷酸长链,并能顺利进行活动二,准确建构脱氧核苷酸单链的结构模型。
资料3:碱基疏水,脱氧核糖和磷酸亲水,而DNA在细胞内始终处于水环境中。
资料4:DNA分子半径是约10[A] 。并提供四种含氮碱基结构式。
资料5:剑桥大学数学系研究生格里菲斯应用量子力学和化学键理论计算不同碱基间的吸引力大小以及如何搭配才能使分子趋于最稳定,理论计算表明A吸引T,G吸引C。
资料6:1952年,奥地利生物化学家查哥夫对多种动物体内的碱基含量进行分析,提出A=T、G=C。
资料7:对富兰克林拍摄的DNA之B型X射线衍射照片的分析表明A-T碱基对与G-C碱基对长度相等,又恰恰与DNA分子的直径相当。
模拟游戏:1名学生模拟脱氧核苷酸,让两列的学生先各自组成一条脱氧核苷酸链,然后再构建成双链结构。
学生在分析资料3~7和进行模拟游戏基础上,提取如下相关信息并构建DNA平面结构模型:① DNA分子由脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧,构成基本骨架,碱基排列在内侧;② 碱基遵循碱基互补配对原则,通过氢键连接成碱基对;③ DNA分子是由两条脱氧核苷酸长链组成的,这两条链以反向平行方式排列。
资料8:对富兰克林拍摄的DNA之B型X射线衍射照片的分析还表明:直线的间距是DNA分子重复单元(一个完整的螺旋)的间距;碱基对的间距是3.4[A] ;每个完整的螺旋高度是34[A] 。
最终,学生形成“DNA分子盘旋成双螺旋结构,每个螺旋里含10个碱基对”这一结论,并准确建构DNA双螺旋结构。
通过这样“点―面―线―立体”建构DNA双螺旋结构类比模型的过程,最终促进学生对DNA结构知识的学习和深入理解,同时使学生学习科学家善于捕获、分析信息的能力,严谨的思维品质及持之以恒的科研精神。
Reflection(反思):学生基于其自身建构的类比模型开展小组或全班的讨论,教师需要引导学生在展示、交流和表达中分析建构的类比模型科学准确与否,是否需要再修正,同时比较各组DNA模型,找出模型间的相同点与不同点,进而总结出DNA模型因碱基的数目、排列顺序不同而存在差异,推导出碱基对数目和碱基对排列方式的数学模型,有效地帮助学生由感性认识到理性认识、由具体到抽象深刻理解DNA双螺旋结构多样性、特异性与稳定性的特点。
3 类比模型选择与建构过程中应注意的问题
类比模型建构的合理应用有助于学生个性的发展和潜能的开发,强化了与笛А⑽锢淼妊Э频哪诹系,加强了理科思维的培养,提高了学生的科学素养。然而,在不同学习任务的驱动下,教师需要灵活选择类比模型的表达方式,注意多种类比模型呈现的时机和顺序,以便更符合学生现有的知识结构与认知规律。
例如,虽然教师在前面的学习中指导学生利用DNA分子双螺旋结构模型组件制作出形象直观的DNA双螺旋结构类比模型,但在接下来一节“DNA的复制”中“DNA的复制方式的发现”这一科学史教学时,可以进一步简化DNA的类比模型,用线与线段将DNA复制的方式直观化形象化。
其次,要让学生明确的知道类比模型和原型之间是存在差异的,对于不同的类比材料,它们的差异程度有较大的区别。教师在教学的过程中,要注意引导学生比较简化的类比模型和所类比概念间的不同属性,以免使学生形成错误的概念。例如,教学中,教师经常用三叶草结构模型类比tRNA的分子结构,学生在关注到单链tRNA折叠成三叶草结构的同时往往误认为组成tRNA的核糖核苷酸之间不形成氢键。
参考文献:
篇2
关键词:概念教学;线索;教学设计
中图分类号:G633.91 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2012)08-0229-02
赫尔巴特认为,教学“不能总是让人在舒适的山谷中游荡,相反应让人练习登山,并使人在获得广阔视野中得到报偿”。作为教师不仅要找到可供选择的登山路线,引导学生在理解教材、掌握概念和原理上艰苦求索,而且要明确攀登的目标,让他们体验和享受在付出艰辛劳动后获取真知的喜悦,这是最好的报酬和进一步学习的动力。
在日常教学过程中教师设置在课程中的各种线索就是指导学生攀登的路径,而具有共性的核心概念则是学生经过艰苦的努力而追求的目标。到达这个目标就可以站在真知的肩上饱览秀美的风景。所以概念是个必不可少的教学内容,但什么是概念?在教学过程中往往会被教师模糊甚至忽视,作为教师首先要准确区分什么是科学事实,什么是核心概念,就《蔬菜作物》一节内容而言,菜豆作物的一系列形态结构方面的特征就可以看作科学事实,而通过这些事实总结概括的具有一般性的双子叶植物的特征则是在完成本节教学内容后必须让学生掌握的核心概念。有了这个前提,在教学方法的选择上再突出学生的自主、生与生之间的合作以及整个探究式的过程,才使这节课具有了灵魂。的确,课程所围绕的主题就是课程的灵魂,既引领着学生又指导着教师,让师生在共同的追求中探索新知。
篇3
关键词:医学遗传学;教学方法;思维能力
中图分类号:G642.1 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)42-0129-02
医学遗传学是遗传学与医学相结合的一门边缘学科。随着现代生物学和现代遗传学研究的发展,医学遗传学成为医学教育中的一门重要基础课程,是基础医学与临床医学之间的桥梁课程。医学遗传学的研究对象是人类。人类遗传学探讨人类正常性状与病理性状的遗传现象及其物质基础。而医学遗传学则主要研究人类(包括个体和群体)病理性状的遗传规律及其物质基础。医学遗传学通过研究人类疾病的发生发展与遗传因素的关系,提供诊断、预防和治疗遗传病和与遗传有关疾病的科学根据及手段,从而对改善人类健康素质作出贡献。[1]笔者经过教学实践,切身体会到,在医学遗传学教学中注重以下几个方面的问题,可以取得较为理想的教学效果。
一、巧用启发式教学,激发学生学习兴趣
在讲授中多提几个“为什么”,往往能很好地开发学生的思维层次,当学生对这些问题产生兴趣时,就会孜孜以求,全神贯注。
例如在讲遗传学绪论部分时,告诉同学在高考之前都要进行常规色盲的检测,并出示幻灯片让学生观看,学生会看到一个色盲检测的卡片动态图,然后提出问题:“为什么高考的时候要做色盲测试呢?你们能辨认出色盲检测卡片的数字吗?色盲是否是遗传病?色盲的致病基因是显性还是隐性呢?色盲的致病基因是位于常染色体还是性染色体呢?”这一有趣的现象马上会激起学生的兴趣,这时告诉学生,解决问题的答案在本次课的讲授内容,当然学生在以后的听讲中学习的主动性就会提高起来。又如在讲授多基因遗传与多基因病这一章节时,理论性较强,比较枯燥,学生往往觉得索然寡味,笔者结合新闻媒体及报纸上关于高血压、糖尿病的发病率逐年上升而且年轻化的趋势事件的报道,以及生活中经常见到痤疮、小儿肥胖等症状,然后质疑:“为什么我国高血压、糖尿病发病率比较高?这些疾病是由单个基因控制还是多个基因控制?会不会受到后天环境因素的限制?父母患此类疾病,子病风险如何?”学生往往对日常生活中出现的这一现象会满怀兴趣,这样再介绍多基因遗传与多基因病的概念,多基因遗传特点,多基因病的遗传特点,多基因病发病风险的估计时,学生的学习积极性就被充分调动起来,能更加透彻地理解所学的知识,加深印象。在近几年教学实践中,我体会到精选一些有趣的问题,可以很好地激发起学生对医学遗传学的兴趣和学习的能动性,使学生从“要我学”转变为“我要学”,不再认为学习是一种负担。
二、在教学中注重学生思维能力的培养
学习知识的目的在于应用。在教学中教师不仅要教给学生知识,更重要的是要让学生运用正确的思维方法去分析问题,解决问题,使知识和能力得到同步提高,这将有利于学生理解和了解遗传学的基本概念和基本内容,培养学生的科学思维方法。[2](1)培养学生的对照和比较能力。对相似又有联系而又不完全相同的概念我们可以进行比较,找出他们的异同点,以澄清易混淆的概念,寻求概念的联系和对相关概念的加强。如在不规则显性遗传中出现的表现度和外显率这两个概念,学生往往容易混淆,首先外显率是指一定基因型个体形成一定表型的百分率。即某一显性基因在杂合状态下或纯合隐性基因在一群体中得以表现的百分比;群体中如带有某一致病基因的个体100%发病称完全外显,外显率低于100%时,为不完全外显或外显不全。而表现度是指一定基因型所形成表型缺陷的严重程度。表现度不一致是指具有同样基因型的个体,其表型缺陷严重程度有差异。如成骨不全患者家系中,有的患者仅有蓝色巩膜或骨折,有的有蓝色巩膜和骨折,有的有蓝色巩膜、骨折和耳聋。所以表现度要说明的是在致病基因已经表达的前提下表现的程度如何,是属于“量”的问题;外显率阐明基因表达与否,是属于“质”的问题。通过这种比较就找出了两者的区别,抓住了各自的特点。(2)培养学生的分析综合能力。全面分析综合是把事物各部分、各特性结合成一个整体,有利于对知识的理解以及复结。如染色体畸变根据畸变的类型不同,可分为两大类即数目畸变与结构畸变,又可根据其特点对其进一步细分,引导学生找出它们的区别,作出图表(图1),在对知识的掌握以及以后的复习中就可以一目了然。(3)抓内因与外因关系,培养学生的科学思维能力。事物的发展是由内外因共同作用形成的,内因是根本,外因是条件。内因决定着事物的根本属性,外因推动发展。任何孤立内外因的关系的说法都是错误的。利用内因与外因的关系有利于学生理解和了解遗传学的基本概念和基本内容。我们知道多基因遗传是指一种遗传性状或遗传病受两对或两对以上基因的控制,每对基因彼此间没有显性和隐性的关系,每对基因对表型的效应都很小,但是各对基因的作用有积累效应,但是多基因性状或遗传病的形成除受微效基因影响外,也受环境因素的影响,所以这种遗传方式称为多基因遗传或多因子遗传,又称复杂疾病。其中的决定遗传形状的多对微效基因也是我们所理解的内因,起着关键性的作用,而其中的环境因素也就是我们所理解的外因,则起着条件性的作用。这样对多基因病的理解就更深入透彻。总之,启发学生用正确的思维方法来学习,可以提高教学效率,事半功倍。
三、注重多媒体教学与传统教学的结合
随着多媒体技术的日渐成熟,多媒体的传播技术已进入千家万户。这使得学校里一只粉笔,一张嘴的传统教学手段显得落伍了,多媒体课件应运而生。[3]如在讲授医学遗传学的21三体综合征这一章节时,在放映患儿图片的同时附有视频资料,就能增强学生对该遗传病的感性认识,帮助学生理解和掌握,还可以为学生以后在临床上进行遗传病的诊断打下基础,并由此引发学生的兴趣,充分调动他们学习的主动性和积极性。计算机辅助教学系统已成为高校教学改革的热点。尽管多媒体技术作为现代教学的重要手段正以它的优势挑战传统的教学模式。但在使用多媒体的同时不应忽略传统的教学手段,应使两者相辅相成,取长补短,达到教学过程的最优化。传统教学方式有着悠久的历史和丰富的经验,尤其是其以人为本的教学理念正是现代机器的盲点。教师在黑板上边写、边画、边讲解,某些公式和定理的推导过程、某些经典题目的解题过程,甚至可以把解决此问题时的思路和争论融会在讲解中,这样才会引出学生对知识的兴趣,才会将所学的知识消化、理解。教学效果会好得多。如在讲授两种单基因病的致病基因位于同一对同源染色体上的传递规律这一章节时。课本常通过举例计算子病风险情况。以往教师主要对着多媒体课件来进行讲解,往往是老师已讲述很多遍,而学生仍未理解。现在通过教师亲自板书演示整个演算推理的过程使其生动的展现在学生面前,再附以讲解,就迅速地拉近了多媒体课件与学生之间的距离,使他们有了身临其境的感受,情绪被充分地调动起来,从而增强了学生对两种单基因性状的独立与联合传递规律及发病风险的认识,学习兴趣和积极性也被激发起来。多媒体教学和传统板书的联合应用,使得课堂教学形象化、生动化,提高了学生的学习兴趣,学生对课堂所授内容的掌握率也大大提高。
四、注重将遗传学的基础理论与疾病案例相联系
医学遗传学授课始终强调以疾病为中心,以遗传为基础,深刻理解遗传与疾病的内在联系。[4]因此在各类遗传病教学时,引入临床真实病例,不仅激发了学生学习兴趣,而且使学生在分析讨论过程中理解和巩固基本概念、基础理论,加深对疾病本质的认识。例如,我们在讲授常染色体以及性染色体遗传病时选取大量的真实病例,在课堂上引导学生逐步分析家系信息,使学生理解和掌握典型遗传方式和延迟显性、遗传印记、早现遗传等特殊现象。结合本教研室老教师多年收集积累的病案多媒体素材,包括遗传性震颤、遗传性共济失调、舞蹈病、进行性肌营养不良、结肠息肉、18三体、猫叫综合征、唐氏综合征等多媒体,图文并用,加大了课堂信息量,增加了直观性。通过这种方式的教学,课堂教学质量高,教学效果明显,得到学生好评。
五、以教学带科研,科研促教学,教学科研互进
“在教学中研究”,更应该“在研究中教学”。[5]作为医学遗传学的一线高校教师,面对教学与科研的双重任务。应该明确其中教学是最主要的任务,科研是为教学服务的任务。如果把科研理解为简简单单写几篇论文那还是肤浅的,教师只有针对教学实际问题而有所选择地学习教育理论,且将自己的领悟应用于教学实践中,自己的科研才能表现出其价值。脱离教学的科研是没有生命力的。为此我时时将自己的科研成果渗透在教学中,具体我是这样做的:首先,我在课堂教学中既讲述前人的论述,也介绍自己在科研中形成的观点。这样,缩短了教师、教材、学生之间的距离,有利于激发学生的学习兴趣,启发学生独立思维、培养学生分析能力与创新精神。其次,从自己的研究体会出发,引导学生进行相关课题研究。训练学生做一个有心人,懂得如何围绕选定的专题系统地收集、整理资料。比如讲到单基因与多基因遗传病时,我就向学生详细阐述了基因治疗的研究思路,例如血友病系X连锁隐性遗传病,通过转基因的方法使患者持续表达缺失的凝血因子,那么患者的症状就会明显改善。又如,糖尿病属于多基因遗传病,通常是由于患者体内胰岛素含量绝对或者相对不足,疾病发展到后期,最终常需要借助于胰岛素治疗,而目前的干细胞与基因治疗的结合使得糖尿病的根治成为可能,尽管目前还处于临床前期的研究阶段。
医学遗传学发展很快,新内容不断增加。因此,教师既要把握好教学大纲所要求的基础知识、基本理论的教学,同时又要引导学生了解学科进展,培养医学生能准确有效地分析、诊断遗传病的能力和较强的遗传优生咨询能力,因此教学中渗透现代教学理念,把传统的以教师为中心的指令性课堂向以学生为主体的非指令性课堂转换,把教师从单纯传授知识向培养学生学习能力转换,加强与临床病例的联系,提高学生的医学遗传学素养,培养出高质量的医学生,以崭新的知识体系适应分子医学的时代。[6,7]
参考文献:
[1]蔡丽琼.浅谈医学遗传学教学的体会[J].安徽医药,2007,11,(7):671-672.
[2]姜泽群,赵凤鸣,詹秀琴,等.医学遗传学教学改革探索[J].中华医学教育探索杂志,2012,11,(9):937-939.
[3]曾新.医学遗传学教学实践与课程建设[J].中国高等医学教育,2005,6:55-56.
[4]张成宁,俞萍,祁鸣,等.医学遗传学课程建设浅析[J].中国高等医学教育,2007,1:18-19.
[5]彭翠英,刘俊,.医学遗传学课程教学的思考[J].西北医学教育,2012,20,(4):739-741.
[6]刘鹏,张责寅,高佩琦,等.医学遗传学理论教学改革探析[J].中华医学教育杂志,2008,28,(5):29-30.
篇4
关键词: 联系 发展 生物概念 遗传复习
1.生物概念教学存在的主要问题
自新课改以来,概念教学日益受到重视。特别在高中生物教学中,生物概念是生物知识体系的基础,是理解基本理论和掌握基本技能的基石。但在实际一线教学中,许多教师并不重视概念教学,遇到概念教学就觉得“难教,没用,没意思”,于是走走过场:既没有在概念的背景上下工夫,也不让学生经历概念的生成过程,以简单的解题教学代替概念教学。
为什么会出现这些问题呢?笔者认为主要原因在于教师,对生物概念的教学功能理解不到位,认为教书就是为了解题,考试考高分,而不是为了学生认知水平及能力的提升。实际上,现在高考命题者考查学生能力的意识大大提高,不再停留在以前的考查“条件反射式”死板解题,一些富有新意的精彩题目几乎年年都有,比如2011年浙江高考考查“存活曲线”,其实题目不是很难,学生却普遍觉得难,症结在于对“存活曲线”这个概念理解不到位。
2013年5月,绍兴县高中生物“教学内容的理解和把握,进行有效复习”主题研修活动在柯桥中学展开,活动之一是大家一起探讨如何进行有效复习,其中教研员钱老师以大量的篇幅谈了概念教学这个问题,大力倡导核心概念的教学要做到“不惜时,不惜力”,应把教学重点落在对生物核心概念的理解和运用上,从而真正做到“教书育人”。接着,作为活动的另一项内容,笔者以“生物遗传复习”为题上了一堂观摩课,是对生物核心概念教学进行突破的一次尝试,下面结合课前和课后一些思考,在此与广大教师交流。
2.课题设计:用联系和发展的眼光看生物的概念
许多老师在设计本堂课时,往往会按照教材的编排,逐一对生物遗传学各知识点进行复习,并安排一些练习进行回顾和巩固。这样的做法,积极的因素当然很多,但是回头想想,这样做对学生理解遗传学方面的许多概念并没有太大帮助,不是解决问题的关键,那么关键在哪里呢?笔者认为遗传学许多概念和知识点都存在紧密联系,如何把这些概念知识点串联起来,给学生一个整体的框架,从中找出各部分之间的联系,并积极地进行发展,这就是问题的关键,需要我们用联系和发展的眼光看待,这是本节课教学的指导思想。
2.1什么叫联系和发展?如何联系?如何发展?
生物概念教学贯穿整个生物学教学的始终。在学习生物学一些概念时,教师要有意识地引导学生找出这些概念的联系。如何找出概念之间的联系呢?首先,可以对几个概念进行比较,找出异同点,获得对这些概念的新的理解,从而找出相互之间的联系。例如复习遗传学上DNA复制和DNA转录这两个概念时,将两者的区别一一罗列出来,进行不同层次的比较,加深理解。其次,准确地揭示生物概念的内涵[1],寻找相互之间的联系。如在学习单倍体、二倍体和多倍体概念时,若我们紧紧抓住这些概念的内涵:单倍体是由配子发育而来的个体,而二倍体和多倍体是由受精卵发育而来的个体,清楚了这些概念的内涵,相互之间的联系也就明晰。
如何发展呢?笔者认为,“发展”就是对概念认识的巩固和深化[2],在生物学概念形成后,还必须在实践中应用,否则不能得到巩固;有些概念,如新陈代谢、基因、生物圈等,其内涵往往很丰富,不可能一次或在一个阶段完全加以揭示。因此,必须有意识、有步骤地安排教学,使得学生逐步深入全面地掌握和理解,如细胞的分化,高二学生理解起来有一定的难度,因此,在以后的学习中,如在学习植物组织培养和胚胎发育等内容时,教师要有意识地巩固和强化这一概念,使得学生加深对它的理解。
2.2一个新颖巧妙的课堂设计思路。
基于以上两点分析,笔者结合自身思考及查阅资料,设计了一个新颖巧妙的、问题串形式的课堂设计思路。
教师先引导学生思考:“高中生物遗传学上常用的实验材料有哪些?”
(学生根据自己的认知水平回答:“豌豆、果蝇和玉米”等,从而引出本堂课内容的载体——果蝇。)
教师:果蝇作为遗传学实验材料有哪些优点?
(学生回答:细胞内染色体数少,便于观察,繁殖能力强,容易培养,相对性状明显等。教师总结,顺势指出既然有这么多优点,接下来我们就来进行果蝇遗传学的研究,从而切入本堂课主题。)
教师:现取果蝇细胞的1个DNA,研究其分子结构:DNA分子基本单位?DNA分子由两条长链的位置关系?DNA分子的骨架部分?每条链的构成?
(学生翻书寻找答案,回顾相应知识点,教师板书下来。)
教师:再取果蝇一个体细胞研究DNA半保留复制:将此体细胞放入15N标记的脱氧核苷酸培养液中,在第一次细胞分裂中期,取其中1条染色体检测放射性,发现有几条染色单体有放射性?任取其中1条单体中的DNA进行检测,发现几条链有放射性?
(学生思考问题,教师先引导学生回顾什么叫DNA复制?DNA复制的时间、过程、条件和特点?通过相应知识点的回顾,以及上述问题的思考,教师再用板书展示,从而学生对半保留复制这一重要概念有较深的理解,更为重要的是把DNA半保留复制和染色体复制这两个遗传学上的核心概念联系起来,有效弥补了新课时理解片面的不足。)
教师:研究生物体遗传时,往往先要弄清楚它的染色体:果蝇细胞中染色体的构成?果蝇体细胞中有几对同源染色体?
(大部分学生都能较好地回答这些问题,教师展示果蝇染色体组型图,进行点评,从而较好地引导学生思维转入到染色体。)
教师:假如我们取1对染色体(如下图),思考:基因分离定律的实质?
(通过这一设问,把学生思维由基因和染色体转入高中生物中重要的核心概念——遗传定律。遗传定律是高考生物考查的重点和热点,在高中生物中占据显著地位,学生对其理解、掌握和运用较为困难,究其原因:对这一概念缺乏真正的认识。因此,教师要从基因和染色体角度引导学生认识遗传定律的实质,找出概念之间的联系,重新构建对这一核心概念的认识。)
教师:假如用长翅、残翅果蝇来验证分离定律,应选择怎样基因型的个体进行测交?出现怎样的结果,则证明分离定律成立?
(这一设问目的是对遗传定律这一概念的发展,学生知道了遗传定理的实质后,只是正面对这一概念的认识,为了加深对遗传定律的理解,必须以概念实质为基础,多角度地对遗传定律进行解剖,而通过思考遗传定律的验证实验能使学生加深对这一概念的理解。)
教师:为了研究果蝇灰身与黑身(显性基因用B表示,隐性基因用b表示);直毛与分叉毛(显性基因用F表示,隐性基因用f表示)这两对性状的遗传方式,某同学设计了以下实验:
问题1:甲组的正交与反交结果相同,则控制黑身的基因位于什么染色体上?
问题2:乙组的正交与反交结果不相同,分别写出乙组正交与反交两亲本的基因型正交: ;反交: 。
(学习概念,是为了运用概念进行思维,运用概念解决问题,从而形成技能,这就要求教师对重要概念进行“辐射”。上述几个问题是对遗传定律的进一步深化,要求学生去思考同样遵循遗传定律,常染色体上和性染色体上遗传的区别,体现运用遗产定律解决实际问题是对所学概念的应用。实际上,学习概念的主要目的是应用概念,教师通过对概念的发展培养学生利用概念分析问题和解决问题的能力。)
2.3教学反思。
遗传这部分内容,概念多且较难理解,学生学习后不能形成完整且清晰的知识体系,如何将这些概念有机整合起来,促使学生形成完整的知识轮廓,寻找概念之间联系,加深对各概念的理解,是这节复习课需要解决的问题。笔者以遗传学常用实验材料——果蝇为载体,紧紧抓住从DNA到染色体,再过渡到遗传规律这条主线,将遗传学各重要概念一一串联起来。且以一个个问题为引导,把握遗传学各概念的实质,认清各概念之间的联系,掌握概念的发展,即灵活运用各概念。笔者认为不能将概念简单灌输给学生,而要引导学生积极探索,用联系和发展的眼光认识概念,掌握概念和运用概念。
3.概念教学的现实意义
对于新课程,就广大一线教师而言是很“矛盾”的,既要贯彻新课程的理念,又面临高考甚至平时期末统考的压力,笔者认为这样的矛盾是可以找到契合点的,其实机械的题海训练与优异的考试成绩不一定呈正相关,至少是以牺牲学生的大量时间和精力为代价的,并不可取。其中,把握概念教学就是解决上述矛盾的一种有效手段,因为生物概念高度凝结生物学家的思维,是认识生命活动规律的思想精华。通过概念教学,找出概念之间的联系,认识并理解各概念的发展,有效提高学生的生物学素养,提高学生的思维能力和知识迁移能力,同时促进教师对教材的理解和把握,提高教学水平,真正做到“轻负高质,有效教学”。
参考文献:
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关键词:医学遗传学;混合式学习;教学改革
2017年《国务院办公厅关于深化医教协同进一步推进医学教育改革与发展的意见》提出,未来五年制临床医学将成为医学本科教育的主流,到2020年全科、儿科等紧缺人才培养得到加强。作为几乎涉及所有专科的基础跨学科课程,医学遗传学的学科重要性日益凸显。在实际人才需求上,与欧美等国家相比,我国临床遗传咨询人才短缺严重,因此,增设了临床遗传专科进行规范化培训。随着近年来遗传学理论的快速更新、精准医学理念的提出,基因编辑、高通量的测序等技术日趋成熟、成本快速下降,许多疾病的预测、诊断和治疗正在逐步成为现实[1]。作为生命科学领域发展最迅速的前沿学科之一,从理论知识到实践运用,无一不对医学遗传学的人才培养和教学质量提出了更高要求。然而,我国地方高校本科临床医学专业的医学遗传学课程教学却存在与临床需求脱节的情况:在校授课教师多为基础医学相关领域的研究型人员,且研究领域的局限性导致无法将知识点之间融会贯通,出现课程知识点堆砌导致体系散乱、单元孤立等状况。另一方面,教师在授课过程中,由于知识点繁多、课时紧张等因素,课堂上难以开展充分的案例讨论和临床前沿的学习[2]。前期我们初步探索并建立了基于智慧教学工具雨课堂的混合式学习模式,即“课前预习-课堂讨论-课后提升”的学习过程[3]。课程设计方案的优化主要分为两块:①进行知识点分块,基于两个维度开展:一是立足学习要求分块的信息传递类和能力素养类知识;二是立足实际学情和人才培养要求的重难点分块。②明确教学方案,主要包括课前、课堂、课后的学习内容和课堂开展形式,在此基础上制作了覆盖课程所有环节的全周期智慧教学课件包。本文是在前期基础上进一步凝练课程知识点、对课堂环节进行再设计的实践与思考。
1混合式学习模式构建的核心思路
混合式学习模式的设计并非简单地添加线上内容,而应在学习内容上突出课程特色,教学设计突出重点。医学遗传学是一门强调基础与临床相融合的交叉学科。为了帮助学生在看似不同的章节之间挖掘知识网络之间的内在联系,完善和构建遗传学的知识体系,我们从课程改革之初便确立了核心思路:以教师成长为基石,以学生的未来发展为中心,简单知识线上学,复杂内容线下学。所谓的简单知识,指的是以记忆、理解、应用等低层次目标为学习要求的知识点;学生往往对这些知识点有所基础,或知识点本身简单易懂。而复杂内容则以分析、评价、创造等高层次目标为学习要求,需要通过充分的思考、交流、试错和修订的过程才能使学生形成深度学习的延伸和拓。此外,由于医学自身的特点,这部分线下学习还包括医患沟通的艺术等医学人文精神的培养[4]。其中,课程的建设核心是“线下”,一切线上资源的设计与整合都是为了线下服务,而线下课堂的建设集中在临床案例库的建设和教学环节的设计。
2混合式学习模式的设计与实践
课程总学时为24个理论学时,课程考核主要由三部分构成:一是平时的课前/课上/课后的任务或小测,占比20%;二是分组学习的课堂表现,包括案例讨论、情景模拟等,占比20%;三是期末考核,占比60%。
2.1突出课程特色,构建医教协同教学模式,建立案例库
我国在遗传专科的建设方面推进缓慢,本科临床专业学生的医学遗传学课程的实验课时数少,有些医学院甚至没有安排实验课。教师的讲解常停留于教材,与临床脱节。因此,课程组于2015年起开始与本地三甲医院的临床遗传室建立起稳定的教学合作关系,每届均挑选学生在假期到遗传室开展2周的临床见习。见习学生将在课堂上与班级同学分享见习经历,从而带动全班学生加深对遗传专科相关科室的认识。5年以来,临床见习方案不断完善。考虑到临床学生早临床、早科研、早社会的培养要求,目前已形成“临床+科研”为构架的学习方案。其中,临床板块包括染色体核型分析操作、遗传咨询学习等内容;科研板块则以某种遗传方式的遗传性疾病相关研究的文献阅读和思考为主。这些来自临床一线的学习内容的设计,极大程度丰富了见习学生的眼界,提升了学生的临床思维能力和科研学习能力。另一方面,课程组与临床合作建设和完善教学案例库。案例库分为3组:①经典孟德尔遗传的典型案例;②非经典孟德尔遗传的典型案例;③子病风险估算类案例。在此基础上,我们设计了环环相扣的问题,通过问题来引导学生思考和发现基础知识与临床实践之间的关系,目前已连续实践至第4年。案例教学方法促进了理论知识与临床实践的结合,为医学生将来进入临床工作起到了很好的铺垫作用[5]。
2.2立足培养目标,重塑课程内容,设计总体学习方案
为了合理梳理线上和线下学习的知识点,主讲教师秉持以学促教的理念,连续多年参加省医学会的医学遗传学分会学术会议,接受了临床遗传咨询师的培训,明确了本科教学培养方案和临床实际人才需求上的契合点。立足本科教学的培养目标,我们进一步把课程划分为两个维度:第一个维度的考虑是知识点是否能够通过直接输入完成学习,划分为信息传递类和能力素养类。前者包括医学遗传学相关的经典概念、特殊概念、常见疾病遗传方式、表型和机制等知识点的记忆、理解和简单应用能力;后者以临床思维、科研思维以及医学人文精神培养等为主,属于高阶性的培养目标,包括遗传性疾病案例的讨论和剖析能力、相关诊疗方案或基础研究前沿的学习能力以及在分组讨论和情景模拟中的团队协作能力、医患换位思考的能力等。另一个维度是基于临床实际进展和知识点的难易程度,划分为重点、难点和重难点。重点指基于临床应用和科学前沿2个角度,要求学生必须熟练掌握的内容,需要练习和简要讲解加以巩固。而难点则指学生较难快速理解的晦涩概念或临床复杂现象背后的机制,需要教师的讲解结合学生的充分思考和讨论才能达成学习目标。将所有知识点划分到上述两个维度后,针对信息传递类的重点知识通过“布置课前练习+课堂小测”达成低阶性的学习目标,而难点知识则增加课堂讨论以加深理解。例如人类基因、基因突变、人类染色体、染色体畸变等章节的大部分内容均属于重点知识,其中的移码突变、三核苷酸重复扩增等突变类型、罗伯逊易位携带者的遗传效应等则属于难点知识。针对能力素养类的重难点则主要通过充分的案例讨论、情景模拟等方式达成高阶性的学习目标,例如地中海贫血、唐氏综合征等遗传性疾病的分子机制、诊疗方案、预防措施等内容。
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【关键词】遗传学 教材建设 编写经验 创新思路
【中图分类号】G423.3 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)24-0072-02
《动物遗传学》是研究动物遗传和变异规律及其应用的一门专业基础课程。《动物遗传学》作为动物科学和动物医学类专业的主要试用教材,在“十一五”和“十二五”期间,我们连续申请了教育部、农业部的教材编写资助。在组织编写的过程中,笔者主讲的《动物遗传学》课程分别被评为江苏省和国家级精品课程,成为我校精品课程教育的一个窗口,这对本教材的编写质量提出了更高的目标和要求。由于目前农业院校新编的《动物遗传学》版本较多,如“面向21 世纪课程教材”“精品教材”等,使此次编写任务面临巨大的挑战。要在众多的优秀教材中突出特色,编出水平,必须明确教材编写的学术特色、指导思想、基本原则,并在此基础上采取相应的创新思路,制订相应的对策和方法。
一 指导思想
本教材自编写之初,就着重强调要密切联系生产实践,编写的内容都围绕这一特色展开。新增的拓展知识也都是近期遗传学科的一些热点,以此作为素材提供给学有余力的同学以更多的施展空间。本教材的学术思想是 :(1)传承遗传学领域的学术成就,实事求是地记述遗传学发展中的经典分析与重大发现。(2)客观陈述遗传学理论的基本规律、基本理论、基本概念和基本方法,保持学科知识的系统性和完整性。(3)多方面、多视角地展示遗传学各分支领域的新成果和前言动态。(4)全面追踪研究国外有关遗传学的知名教科书,分析其编写理念并吸取其精华。
二 目标定位和要求
我们此次编书的目标是:定位准确、适应发展、特色明显、结构合理、质量上乘。因此,编写的基本内容是全国大多数院校的学生在规定的课内外学时能真正学到为基本出发点。精选内容要少而精。由于学时有限,教的内容过多就会导致“消化不良”,甚至会连最基本的东西也学不到。因此,我们在编写这本书时,没有面面俱到,而是削枝强干,详略恰当。删去可有可无的次要内容,尽量线索清楚。例如,在编写遗传的分子学基础一章时,删去“DNA复制、转录和翻译过程”这一内容,而是简明扼要地讲述了中心法则。此外,我们还兼顾与前后课程的联系及其对学生能力的培养等方面。
三 基本原则
1.教材中考虑了学生的层次性
根据学生的特点,教材中尽可能地使用浅显易懂的语言,避开抽象枯燥的术语,充分运用图示。我们认为要编出精品教材,必须首先贯彻适用性和特色两个原则。如果编写的教材不被接受,就失去了编写教材的根本意义。编写内容应为动物科学专业学生学习后续课程及未来所从事的有关工作打基础,也是为其自学、深造、拓宽和创新打基础。此外,还应有少量拓宽性和普及性内容,以扩大学生的知识面。适用性是指教材的定位,《动物遗传学》教材适用于农科高等院校中对遗传学知识要求较多的动物科学与动物医学类专业,教材加重介绍了与农业院校的学生和将来生产实践中将需要着重了解的部分。
2.教材中新旧内容的选择
随着遗传学领域新技术的发展,陈旧的知识体系将不断被淘汰。因此,要求编者总结过去,着眼当前,预测未来,正确处理传承与更新的关系。要分析研究理顺教学内容,主要从四部分进行考虑:保留必须继承的,删去或精简不准确的,加强需要强化理解的,增加最新发展的。当然,传统的基础性内容大部分是要坚决继承的,而小部分属于过时的内容则要坚决删去。
四 编写思路的创新
从适用性和特色两方面综合考虑,我们在教材编写过程中从以下几方面入手,进行了编写思路和实践机制的探索与创新。
1.做好前期准备工作
前期准备工作如下:(1)了解学生特点。尽管学生的情况因人而异,但农学类学生的知识结构和水平有一定特点。只有掌握这些特点后,才能准确地编写教材,做到有的放矢、对症下药。(2)确定专业目标。明确专业的发展方向,把握专业的知识结构、能力要求,即什么样的专业需要培养什么样的人才。(3)把握课程内涵。淡化动物遗传学的数学化倾向,省略或减少需要采用复杂的生物统计学推倒和计算的过程。(4)强化创新内容。理论联系实际,加强化学理论知识在相关专业和生产实际中的应用。
2.处理好六个关系
具体关系为:(1)深度与广度的关系。要对经典的教学内容加以精选,抓住课程的精华。一方面要消除本门课程内的重复、烦琐和简单罗列的现象;另一方面要删掉一些与相关课程重复的内容。这不仅有利于减少教学时数,提高课程的教学效率,而且有利于学生掌握课程的精华,能起到举一反三的效果。(2)理论与应用的关系。编写内容以理论阐述为主,但要有实际例证。(3)难度与易度的关系。首先考虑简洁性,并追求理论性、系统性、学科性。(4)传统与创新的关系。在介绍成熟理论的同时,反映新理论、新知识、新技术。(5)利教与利学的关系。以学生为主体,利于学生自学为重,培养学生学习能力,促进学生的专业成长。(6)知识传授与技能培养的关系。以传授知识为主,培养技能的实验课为辅,体现能力本位的高教思想。
3.组织教学一线的教师参与编写
创新教材的编写应包含一支编撰精品教材的学术队伍,队伍中编者既需要有教学经历又要有科研经历;既熟悉本学科的前沿与发展方向,又要有编撰教材的经验。此次教材的编写包括了全国10余所高等学校,如南京农业大学、甘肃农业大学、山西农业大学、西北农林科技大学、内蒙古农业大学、扬州大学、华南农业大学、华中农业大学、河南农业大学、吉林农业大学、上海交通大学等,这些大学代表了我国东南西北各个区域,组成人员均为教学第一线经验丰富的教授、副教授,大多数具有博士或硕士学位,使教材既具有系统性,又具有实用性和创新性。
4.保证教材的先进性
由于科学技术的发展,为各学科提供了更完备的实验手段,发现了不少新效应、新现象,对这些问题的研究又推动了理论的发展,或对经典理论有了新的更深入的认识,因此,新编教材一定要反映这些新内容。一般来说,由于应用和理论之间的矛盾会产生新分支;而经典内容的高度综合、概括和抽象赋予原有概念新的含义而导致教材体系的更新。在我们编写教材中增加了拓展知识这一部分,如在编写中我们应用最新并且得到公认的概念、提法及基本理论(如遗传学的概念、基因组学等),介绍与所学基础知识有联系的新知识、新理论、新进展以开阔视野,明确方向。
5.内容系统性
尽量做到教材结构清楚和便于查阅。基本内容要有系统性,各部分之间是有内在联系的,应该紧密结合、前呼后应,避免在教材系统上突然出现一个前面未做任何说明的结论,否则会给学生自学和教师备课造成困难。尽量做到以下两点,使教材好教好学:(1)教材内容要富有启发性,符合学生的认识规律,不能平铺直叙。按照提出问题、解决问题、得出结论、分析结论、存在问题、如何进一步解决等步骤,启发学生的认识和思考能力。我们编写的教材每节后都有练习与思考,所列的多半是概念性的和学生容易出错的题目。(2)编写的教材不仅要传授知识,还要注重培养学生的能力。编写本教材时,我们注意教给学生分析和解决问题的思路和方法。对于同一类问题,只重点写清楚1~2个,其余让学生自行分析,达到触类旁通的培养目的。此外,教材编写要详略恰当,便于学生自学能力的培养。
参考文献
[1]孙向阳、谭笑.精品课程建设中教材编写的创新思路探索[J].北京林业大学学报(社会科学版),2005(S1):106~108
[2]秦曾煌.浅谈编写电工学教材的体会[J].电气电子教学学报,1998(2):33~35
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关键词:进化 物种 关系
在物种这一概念上,生物学史上存在两种具有代表性的相反观点:林奈的物种是真实的、永恒的、不变的、特创的和孤立的;而达尔文的物种是变化的、进化的,可产生、可灭绝的,以亲缘纽带相互联系的。达尔文以前的物种概念是基于特创论基础上的,达尔文以后的物种概念是建立在进化论基础上的。因为物种是进化的,是在进化的过程中形成的,因此应用进化论才能真正认识物种,真正认识物种的多样性。
(一)进化
进化是指在生物学中是指族群里的遗传性状在世代之间的变化。所谓性状则是指基因的表现,这些基因在繁殖过程中,会经复制并传递到子代。而基因的突变可使性状改变,进而造成个体之间的遗传变异。新性状又会因为迁移或是物种之间的水平基因转移,而随着基因在族群中传递。当这些遗传变异受到非随机的自然选择或随机的遗传漂变影响,而在族群中变得较为普遍或稀有时,就表示发生了演化[1]。
与原始生命起源一样,生物进化的历程也是极其漫长的过程。现在地球上的丰富多彩的生物界是经过漫长的历程逐渐进化形成的。在进化的早期,由于营养方式的差异,原始生命的一部分进化为具有叶绿素的原始藻类,另一部分进化为不含叶绿素的原始单细胞动物。以后,这两类原始生物分别沿着一定的历程发展为动物界和植物界[2]。科学家在研究生物进化的历程过程中对不同类群的生物进化比较,对比不同类型的生物的结构、功能和生活习性,发现各类生物的相同和不同的特点。一般来说,亲缘关系近的生物类群,相同的特点较多,反之较少。根据分析比较,找出不同类型生物的关系和进化发展的顺序。我们也可以用这种方法对植物和动物两类生物中的不同类群分析比较,认识它们的进化历程。
(二)物种
物种是指一群可以互相进行繁殖行为的个体。当一个物种分离成各个行为受到阻碍的不同族群时,再加上突变、遗传漂变,与不同环境对于不同性状的青睐,会使变异逐代累积,进而产生新的物种。生物之间的相似性显示所有已知物种皆是从共同祖先或是祖先基因池逐渐分化产生。
各学科因识别和区分物种的依据不同而又有若干不同的物种标准。
形态学标准:因为绝大多数物种在形态特征上易于识别和区分,因此,现代的大多数分类学家在分类实践中,仍然主要以表型特征作为识别和区分五中的依据。某些分类标准只能人为的决定,不同的人可以有不同的标准,不同的归类,这实际上否认了物种存在的客观性。
遗传学标准:根据遗传学的理论来认识物种,物种被定义为互交繁殖的群体,共享一个基因库,生殖隔离成为识别和区分物种的最重要的标准。遗传学上区分物种的标准也有人称做生殖种或者生物学种概念,这个概念揭示了物种的遗传学特征,使得分类学和遗传学结合。
生态学标准:从生态学观点来看,物种是生态系统中的功能单位,每个物种占有一个生态位,每一个物种在生态系统中都处于它所能达到的最佳适应状态,就像在适应场上占据一个适应峰[3]。中间杂交所产生的中间型个体,其适应值降低,因而被自然选择所阻止。
生物地理学标准:不同物种的地理分布范围是不同的,有的分布区很广,有的分布区很狭窄,每一物种都有自己的分布范围。因此,物种的地理分布也是区分物种的标准之一。
经过以上从不同角度的分析、讨论,我们认识到生物种不是单凭若干区分特征而划分的一种简单分类,而是由生物的综合因素,包括生殖、遗传、生态、行为、地理分布、通讯系统等,联系起来的个体组合。一群个体属于同一物种,主要不是由于它们具有这种或那种相似性,而是由于它们之间的历史联系以及它们和其他物种之间的关系。
由个体组合为种群,由种群组合为亚种,由亚种组合为种。在亚种与亚种之间,有时也有中间性质的形态,如半种等。在亚种与种之间,有的还存在隐种的形态。半种也是亚种和种之间的过度形态[4]。这样的组成称为物种的结构。在现代遗传学对物种结构中各个等级单元在遗传上的距离做了定量的测量。这一工作对物种的结构的研究开辟了新的方向。
物种的形成:可遗传的变异是物种形成的原材料:基因突变和染色体畸变等遗传物质的改变所造成的的可遗传的变异为物种的形成提供原材料。迄今为止,自然条件下的定向变异仍未得到遗传学上的证实,因此,一般认为突变是随机发生的。这种随机突变在外界条件的影响下,在群体内非随机的积累和储存,从而使群体发生分化。
选择影响物种形成的方向:随机突变无方向性,而且大多对生物体有害,少数中性,极少数有利。这些突变多以隐性杂合状态存在于自然群体之中,当环境条件,包括无机的和生物的改变时,某些基因型会体现出某种优势,从而发生方向性选择。当这种选择不断地作用于群体时,群体的遗传组成就发生了变化[5]。
隔离是物种形成的重要条件:物种的形成一般是通过隔离实现的,因为只有隔离才能导致遗传物质交流的中断,防止因基因交流而将彼此间的差异淹没,保证群体向各自的方向发展,使歧化不断加深,直至新物种形成。因此,隔离既是物种形成的重要条件,同时又是物种形成的重要标志。
(三)进化与物种的关系
只要基因频率发生改变,就叫进化形成新的物种则要出现生殖隔离才行长期的自然选择可以是不同地区的种群向不同方向进化,进而产生生殖隔离。
生物进化论是一个不断完善的理论体系,一般认为以达尔文《物种起源》的发表为起点,但其实在达尔文之前已经出现了各种形式的进化论。在其后的100多年中,随着现代生物学的进展,生物进化论在《物种起源》的基础上被不断完善,修正了达尔文的一些学说,如进化的最小单位是基因而不是个体,进化源于突变而非渐变,进化是基因频率在群体中改变的结果,等等。
“适者生存”的说法源自严复,严复翻译并总结了托马斯・赫胥黎的大量著作,合并并改译为《天演论》在清末造成很大影响。达尔文《物种起源》――赫胥黎――严复《天演论》,作者不是同一人。赫伯特・斯宾塞在哲学层面提出进化论的学说,在达尔文之前,他把进化论应用到社会学之中,代表作有《社会静力学》等,被认为是“社会达尔文主义”之父,主张在社会中削弱或压制“劣等人种”,社会达尔文主义被认为是纳粹的来源之一,广受批判[6]。
生物的进化是一个十分漫长的过程,从生物的起源到不断发展所经历的社会和自然的风云变迁来看,那是一个不可逆转,也无法超越的过程.纵观生物进化的历程,小到分子,大到个体,他们所面临的进化似乎有些残酷,但是如果没有进化,就不会有进步。
参考文献:
[1] 周俊,山东地质[M],1988,4(1):157-178.
[2] 姜国厚,生命的起源[J],科学中国人,2010,3(2):563-786.
[3] 张晓爱,赵亮,康玲.生态群落物种共存的进化机制[J].生物多样性,2001.9(1):8-9.
[4] 奇云,生命选择了水―探索生命的起源[J].生态科学,1996,16(9):466-489
[5] 王将克,于生命起源研究的问题及其主攻方向的探讨[J],球科学进展,1995,16(2):2239.
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1导生制的由来
“导生制”又称“贝尔-兰卡斯特制”( Bell- Lancaster system) ,是 18世纪 90年代由英国国教会牧师A·贝尔和公谊会教师 J·兰卡斯特创行的一种教学组织形式,其具体做法是由教师先将教学内容传授给“导生”,再由这些“导生”教给其他学生,并对这些学生进行检查和考试。在我国“导生制”的教育模式历史更加悠久,《汉书·董仲舒传》载“弟子传以久次相授业,或莫见其面”;《后汉书·马融传》载“前授生徒,后列女乐,弟子以次相传”;南朝《高僧传·道安传》中记载的“复讲制”;近代著名教育家陶行知先生创立的“小先生制”等,都是我国不同历史时期对“导生制”的继承和发展。
2遗传学实验教学实行导生制的必要性
目前我们在实施遗传学实验教学的过程中主要存在着以下六个方面的问题:专业多——七个专业(植物科学与技术、动物科学、生物科学、园林、植物检疫、生物教育、园林技术);设备少——我院现有遗传学实验室一个,实验设备相对缺乏;学生多——每学年有近三百人进行实验;教师少——无专职实验教师,仅有两名兼职实验教师;需要学时多——遗传学实验一般都需要较长的时间,特别是果蝇系列实验、多倍体育种实验等;计划学时少——植物科学与技术(16学时)、动物科学(18学时)、生物科学(24学时)、园林(10学时)、植物检疫(16学时)、生物教育(20学时)、园林技术(10学时)。
介于我院遗传学教学过程中存在上述问题,我们遗传学教研组经过客观细致的分析后一致认为:今后遗传学实验教学改革的方向,正是要改变传统的班级教学的组织形式,代之以个别化教育形式。在教师少、教学任务重的情况下,上课时教师不可能在实验过程中对每个学生进行一一指导,教学效果因此也大打折扣,影响了实验课教学。在这种情况下,导生制教学组织形式的应用就显得尤为重要。
3导生的选拔和培养
3.1导生的选拔
导生在遗传学实验教学过程中,既是教师教学的对象,又是教师教学的助手。因此,导生的选拔是实施导生制的关键。教师应根据“宁缺毋滥”的原则,对学生的基础理论进行客观科学的测评,并对学生其方面的表现进行了解,从中挑选出专业基础扎实、学习成绩优秀、表达能力较强、具有较强的责任心和一定的组织能力的学生当导生。然后,以导生为中心,采用教师指定的方式对学生进行分组,以后所有的教学或实践活动都将以组为单位进行。分组时应注意遗传学实验的特点,男女学生的比例要适当,组员的特长要互补,最好各组综合水平差异不要太大。
3.2导生的培养
导生选以后,指导教师应及时对其进行指导和培养。根据毕业遗传学实验教学的特点,对导生的培养可从以下几个方面进行。
培养导生的学习能力。教师先组织导生自主学习相关的实验内容,然后由导生找出实验中存在的困难和问题,教师进行逐一解答,导生进行实验,教师指出导生在实验过程中存在的问题并使之改正,导生再次实验或口述实验。
培养导生的创新能力。给每一位导生分发一些遗传学研究前沿的资料,让他们以小组为单位,进行资料的查阅和讨论,教师参与他们的讨论对他们的小组讨论做出评价。
培养导生的工作能力。导生与组内的学生之间既是“管理”的关系,又是“服务”的关系。教师应及时对导生的工作职责提出要求,并为其完成实验创造条件。
培养导生的互助精神。分组后学生们的实验时间相对分散,不便于统一管理和指导。指导老师可以建立 QQ群,学生可以通过QQ群来探讨实验过程中发现的问题。这样既增强了各实验小组之间联系,又增强了学生和指导教师的联系。这样不仅锻炼了导生的工作能力,而且也培养了导生与同学之间的互助精神。
4导生制教学的实施方案
每一次实验前,教师要制定清晰明确的、易被导生理解和掌握的教学目标,并将教学目标告诉导生。这样,导生在履行自己的职责时才会清楚自己要做什么以及自己应补充哪些知识。教学中,仍由教师面向全班学生主讲或示教主要实验教学内容,然后由导生负责解答本组同学的疑问,并指导具体实验操作训练,教师只作课堂整体调控,回答有共性的问题和导生解决不了的问题。教学中应精讲、少讲、多练,留足够的时间让学生与导生共同交流,营造各小组间竞争的气氛,提高大家的学习兴趣,并了解学生操作练习状况,及时调整实验教学策略。
5导生制运用效果评价
5.1学生成绩评价
近年来我院在遗传学实验教学过程中应用导生制。从实际效果来看,导生制的实施,强化了指导教师在教学中的指导作用,提高实验室的利用率,避免了由于课时等原因导致的遗传学实验教学不能深入细致地实施,全部学生都能在规定时间内完成实验报告。据统计,各专业学生成绩的合格率都达到 90%以上,优良率达到 30%以上。比采用传统方法指导毕业综合实践教学,学生的成绩明显提高。
5.2学生能力评价
由于导生制具有增强学生间相互交流的特点,在遗传学实验教学过程中,学生之间可通过平等对话、相互讨论等方式解决实验中发现的问题,大大激发了同学们自主学习的积极性。经过一个学期左右的系统学习,学生们的实验能力都得到普遍提高。部分优秀学生在实验过程中脱颖而出,部分创新实验,实验效果明显为将来撰写毕业论文奠定了良好的基础。
综上所述,运用导生制,对提高遗传学实验的整体教学质量,具有十分积极的作用。从应用范围来看,导生制不仅适用于遗传学实验教学,对其它知识综合性强、技能要求高的理论课和实践课教学,都不失为一种好的教学方法。
参考文献:
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[3]吴若菁.遗传学实验教学的改革研究[J].实验室研究与探索,2005,24(12):72-74.
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【关键词】遗传学 导语 顺口溜 教学方法 专业知识
遗传学是中职学校现代农艺开设的一门重要专业课,遗传学是研究生物遗传和变异的一门科学。由于遗传学的内容抽象、繁杂、枯燥是学生学习和理解较难的一门课程。加上中职学校学生是经过普通高中筛选后的学生,基础普遍较差,对学习可能存在恐惧心理和自卑感,从而对学习失去自信和兴趣,作为教育者,怎样才能让学生对遗传学具有兴趣,这是一个值得思考的问题,经过多年的教学实践,对怎样提高中职学生学习遗传学的兴趣,有几点看法:
一、从导语入手,调动学生学习的兴趣
魏书生老师说:“好的导语像磁铁,一下子就能把学生的注意力聚拢起来。好的导语又是思想的电光火石,能给学生以启迪,催人奋进”。可见导语对上好整节课关系极为重大。我们在课堂教学中,首先抓住导课的环节,激发学生的兴趣,一开课就要把学生牢牢地吸引住,让学生主动地跟随教师去探讨知识的奥秘。如在“生物的变异”教学时,伴随着上课铃后,按惯例队长喊“起立”,全体学生整齐站起,我面带微笑地说“不要坐下,我们来完成一个活动。”学生听后立即产生了兴趣,并兴奋起来,我说:“和队长一样是双眼皮的同学站着,单眼皮的同学请坐。”话音一落,一批学生坐下来。“队长有卷发,不是卷发的请坐。”最后只有队长一人站着,我继续追问,“为什么站着的人越来越少,”学生们积极思考并回答,每个人都有自己的特征,人与人之间是有差异的。进一步引出变异的概念,这样导课,学生就会建立起学习动机,并积极思考,将被动学习转变为主动学习。
二 、灵活运用顺口溜
灵活运用顺口溜将遗传学中抽象、枯燥、零散难记忆的内容,抓住其知识重点,编成具有一定的音韵和节奏的顺口溜,在课堂适当运用,即可缩小记忆容量,便于记忆,又能活跃课堂氛围,如在有丝分裂教学过程中染色体行为变化,我用“膜仁消失现两体,形态清晰赤道齐,点分体离分两极,膜后重现失两体”这一朗朗上口的顺口溜,把抽象的内容简单化,形象化,从而加深有丝分裂过程中染色体行为变化在学生头脑中的印象。
三、改进教学方法,激发学生学习兴趣
对于素质不高的中职学生,由于进校时文化基础参差不齐,传统的填鸭式教学很难实现整体提交。因此,只有教师要不断更新、调整课堂教学内容和教学方法,才能激发学生学习的兴趣和热情。教师要从学生自身知识水平出发,充分利用各种教学仪器。如挂图、模型等教学手段来激发学生学习的兴趣。同时,利用多媒体教学手段,发挥现代教育技术的优势,使教学内容更加形象、直观。将抽象的内容简单化,使学生能够在快乐中学习,快乐中进步。
四、更新和充实教师的专业知识
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关键词:高中生物;遗传学知识;难点;应试技巧
高中生物是一门基本学科,其所蕴含的知识也并不复杂,对与生物遗传学这块的学习来说,拥有一个好的计算能力是前提,其次是学生能对所学的知识进行运用,拥有好的运用技巧.而对所学的基础知识最好的巩固就是加强习题的训练,掌握解题方法,熟读课本,对课本上的知识走着深刻的影响。适当的习题训练对学生的技巧作用和做题速度,综合解题能力都有一定的帮助,也能让学生对考试大概了解。许多学生在生物遗传学这块用了很多时间和精力,但还是感觉无可奈何,入不了门,这是因为他们的学习方法不对,在此,我对如和高效学习高中生物遗传学进行简要分析。
一、高效学习生物遗传学的前提
其实生物知识并不深奥,考查形式也比较单一,很多人无法学好生物是思想不对,爱因斯坦曾说过“兴趣是最好的老师”,由此可见,兴趣的重要性,兴趣也是学生学习的源源动力。学生一旦对生物产生兴趣,就会愉快地,轻松的投入生物学习中,不会把生物学习看成是一种累赘,而在享受学习生物的过程。记得歌德说过:“哪里没有兴趣,哪里就没有记忆。”而生物的很多知识是需要死记硬背,只有记住了才能运用,学生有了对生物学习的兴趣,对生物知识也就记忆深刻。许多时候,学生对一门科目的学习不仅仅受学生本身影响,也受外在环境干扰,俗话说的好“亲其师信其道”,如果学生对生物老师很喜爱,因为老师的关系,学生对生物也是极其上心。俗话说的好“良好的开端是成功的一半”,生物要从刚一开始就抓起,而高一是学生学习生物的起点,是能为以后的生物学习打下坚实基础的地方,循序渐进的学习,也就没有想象中的难。
二、如何高效学习生物遗传学
1.掌握遗传学的规律。
生物有本身的规律,掌握一些规律有助于学生对生物知识更好的理解和应用,例如伴性遗传中有中生无为显性,无中生有也隐性等等这些,根据这种规律,生物的这种题型就能很好的得到解决。遗传学很多都遵循孟德尔遗传定律,记住并理解这些规律就能很好的运用。
2.观察比较。
学生在学习生物知识的过程,观察比较是不可缺少的。观察比较是一种带有目的性的学习,是对知识的全面了解。如如何对DNA和RNA进行区分,我们可以通过组成成分,产生作用的场所,所需要的霉,等等来进行比较区分,减数分裂和有丝分裂的差异,可通过分裂过程中染色体数目,形态的不同变化进行区分,有了比较就会有区分,鉴别,生物知识很多都可以都可以通过比较进行记忆,尤其是那些容易搞混的,不容易区分的,这也是学习生物的有效方法。
3.灵活运用。
把生物学活的关键是能对生物知识进行应用,只有把知识用活了才能记得牢固,知识能灵活应用才有用,例如,遗传学中的减数分裂、有丝分裂、明白弄懂两种细胞分裂过程中染色体行为,形态、数目的变化,就能应用知识区分减数分裂和有丝分裂,区分他们分裂的过程,分裂图形。只要把心放入学习,就一定能把生物学好,学活。
4.掌握一个好的记忆方法。
俗话说的好“记忆是学习的基础”,掌握良好的记忆方法可以提高学习效率,不同的知识有着不同的记忆法,记忆方法多种多样,以下是常用的几种记忆方法。
简化记忆法:也就是找出教材中的要点,将知识简化成学生易懂,有规律的字来帮助学生记忆,例如如何记住DNA的组成成分,可把它简单记成“五四三二一”,即五种基本元素,四种基本单位,每种单位有三种基本物质,很多单位形成两条脱氧核苷酸链,成为一种规则的双螺旋结构。
对比记忆法:在生物的学习过程中,有很多容易搞混的知识点,可以通过对比记忆存同求异,把知识的不同点找出来,通过这种明显反差能快速牢固记住知识。
综上所述,在对高中生物遗传学习题进行解析的时候,要紧紧抓住基础知识,对课本的熟悉度要达到滚瓜烂熟,平时应多注意对那些失误率高的习题进行反思,对那些出现次数很多的习题进行归纳总结。在面对生题的时候,一定要冷静下来,用一颗平常的心态去对待他,在高中生物遗传学的学习过程可能会荆棘丛生,但是怀有一颗学习的热情之心,寻找正确的方法学习,遗传学这方面的得分也会更上一层楼。要名确学习的目标并不是简单地应付考试,最重要的是在学习的过程中培养生物思想,掌握学习方法。所以分享了学习心得和一些技巧,希望能够对高中生学习生物遗传学这方面的难点有所帮助。
作者:江谱娟
参考文献:
[1]路文心.淺谈怎样学好高中生物之难点——遗传和变异学[J].中华少年,2017,(33):190-191.
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