生物力学与力学生物学范文

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关键词 运动生物力学 竞技体育 现状 趋势

一、前言

运动生物力学以其多学科的交叉应用性的研究成果应用于指导体育运动实践；特别是竞技体育的科学训练的需要，运动生物力学在测量技术上不断取得新突破，在改进和完善动作技术，选择和设计优化的动作技术方案等的方面产生了积极的影响。运动生物力学在技术原理方面的研究为运动员的技术诊断和改进训练方法的理论依据。此外，运动生物力学在运动创伤的防治、康复器械的改进，仿生机械等方面也有重要作用；同时也为运动员选材提供了依据。

二、运动生物力学在竞技体育中的研究现状

（一）竞技体育中运动装备、训练器械、测试仪器的研究现状

在竞技体育中对运动装备、训练器械、测试仪器的研究是直接为提高运动成绩服务的，这就对运动生物力学在竞技体育中的科研提出了很高的要求。但就目前的运动生物力学测试仪器来说，测试仪器越来越多样化、测试结果也越来越精确。而且，许多新的现代化的技术装备也被应用到运动生物力学研究上，如运动器械等的研究如运动鞋、训练器材等，近些年对运动器械、仪器设备的研发方面的研究比较少，这类研究有比较好的前景，若利用得当，将大大推动学科的发展，同时对经济的增长也有很大作用[1]。

（二）运动员选材方面的研究现状

运动员选材已从单一方面研究深入到全面展示不同项目运动员身体形态、生理机能、运动力学生物力学等方面的综合的研究，这些学科需要多种方法综合运用，以达到理想的效果。对于竞技体育选材的问题，要从多学科交叉研究才能完成。而运动生物力学的研究更加依赖高新技术运动生物力学的研究，而当前竞技体育中相对缺乏高科技多学科的综合，测试方法上的局限于现有方法的应用，且缺乏较高水平的运动生物力学在运动员选材方面研究；在选材内容上偏重于以往的仪器测试，在选材项目上比较局限，展开的项目不多，也没有进行深入研究。

（三）运动损伤及其康复的研究现状

运动生物力学研究竞技体育中运动训练引起损伤机制，了解与认识其病因、探讨预防、治疗及康复措施一直是运动医学与运动生物力学在竞技体育研究中要解决的重点问题之一。在竞技体育中用运动生物力学的方法研究运动损伤及康复的研究也越来越受到重视，而且与运动专项结合更加紧密。运动损伤相关研究包括对正常运动系统的研究，由于运动创伤中以韧带、软骨的损伤为主，故韧带与软骨成为研究的重点，尤其是软骨，此外对运动损伤相关研究还包括运动损伤及修复与重建后相关组织的生物力学研究，运动损伤及修复与重建后关节的整体生物力学特性研究也是研究重点[2]。

（四）技术动作的研究现状

竞技体育项目动作的技术分析研究是目前运动生物力学研究成果最多的，这些研究成果为运动成绩的提高作了重大的贡献。但是在技术动作的研究中也出现了一些问题，田径、武术等项目研究得比较多，而技术稳定性差，对抗性及灵活性强的项目研究的比较少，这也许是由于像田径等稳定性强的动作技术容易进行分析研究，而技术稳定性弱的项目技术动作不易分析研究而造成的。运动生物力学在技术研究中目前最先要解决的是怎样将生物力学的有关理论尽快地运用到体育实践中解决技术训练中存在的具体问题。

（五）人体运动模型研究及计算机模拟与仿真的模拟现状

经计算机实现对人体运动的模拟仿真，这类研究是目前处于人体运动研究的最前沿的理论方法，它不仅能用电脑全过程模拟人体各种复杂运动并用三维动画方式完整地显示，而且能对人体尚未实现的运动预测其可能性和技术要点[3]。这一方法将是今后运动生物力学研究的重要方面。这些方法在竞技体育中能得以应用将会对我国竞技体育的发展将会有着重大的意义。目前我国在这个方面研究的不是很多主要是应用于高难度，高危险性的技术的方面的项目，如：跳水项目，郝卫平等建立了跳水运动的三维人体运动仿真与显示平台――数字化三维跳水专项运动仿真系统，这种系统的建立可以对运动技术与连接方式进行精确的分析研究，有效的指导技术训练。

（六）运动生物力学的理论研究与实验测试结合的研究现状

目前运动生物力学的理论研究成果还比较少，研究成果不够丰富，从而成为制约我国运动生物力学在竞技体育中发展的瓶颈。测试报告复杂难懂：通过运动生物力学测试，我们提供给教练的测试报告大多数都是数字、曲线等比较抽象的材料，由于教练和运动员自身的生物力学知识水平受限，他们对科研人员提供的数据和材料难以理解，很难将科研成果吸收和消化、时间长就丧失了对科研的兴趣，科研训练实践严重脱节[4]。

三、运动生物力学在竞技体育中的发展趋势

（一）运动装备、训练器械、测试仪器设备的研究日益引起重视

运动装备、训练器械、测试仪器设备是与竞技体育的发展是密不可分的，当今竞技体育的发展对装备、器械、测试仪器提出了更高的要求。近年来运动生物力学与其它学科的指标进行交叉运用使测试仪器的功能、准确度等不断的提高。器材与测试仪器出现专项化，测试和训练的计算机化，专项技术的专用测试仪器以及运动员的服装，器械的研究不断的增强。随着科学训练的不断普及化，技术测试仪器专项化等在竞技体育研究中得到充分应用并不断向科学化和合理化的方向发展。运动生物力学在设计、研究、改进体育仪器、运动装备、训练器械等历来是研究的一个重要方面，运动生物力学在未来的竞技体育科研中应以机械、电子、材料、计算机等的专家积极交流，在竞技体育的仪器、器材设备、和设施的科研、开发和应用方面，发挥自己的作用。

（二）运动生物化学在运动员选材中将扮演更加重要的作用

运动生物力学中的许多测试仪器可用来收集、分析和评价运动员与器材运动的信息，高速摄影仪，测力台、肌电图、关节测角仪等这些仪器精确度高，效果好。且这些仪器是科研人员的在竞技体育研究中的重要研究工具，运动员选材在竞技体育中是非常重要的，随着科学训练的普及化，有些仪器也被教练员及科研人员使用来进行运动员选材并且在选材过程中扮演中重要的作用

（三）运动损伤及康复的研究将更加的深入

预防运动损伤是运动员取得更好的成绩有着重要的意义，并且在实践研究中找出导致损伤的因素及提出预防措施，使运动损伤的风险降至最低，为运动员取得最佳成绩打下了基础。近年来我国在运动损伤及康复的研究也越来越受到重视且与运动专项结合不断加强。预防运动损伤与康复的研究要多方法、多学科结合的研究，所以加强多学科的交叉对预防运动员伤病与康复的研究是运动生物力学研究的发展趋势。

（四）技术动作的分析研究增多

竞技体育动作技术研究是运动生物力学主要研究的领域之一。用运动生物力学原理优化的训练方法与技术动作应用在竞技体育中，可以有效延长运动寿命还可以预防运动的损伤，为运动员取得理想的成绩奠定了基础。目前研究技术动作最多的项目有田径、武术等技术稳定性的项目，而集体项目、对抗性项目等项目研究的较少。而今后竞技体育的动作技术研究的发展趋势主要有：从几个运动项目的研究向众多运动项目的研究扩展；从单人项目向集体项目向对抗性项目发展；从单纯技术研究向战术研究发展；从单项指标的测试研究向多项指标的综合测试；从单一的运动学指标测试研究向运动学、动力学、生物学多项指标的综合测试研究发展；从单学科研究向多学科综合研究发展；从单一的运动生物力学研究向生物力学、运动生理生化、运动心理等多学科的综合测试研究方向迈进[5]。

（五）人体运动模型研究及计算机模拟与仿真

计算机实现对人体运动模型的研究是目前处于人体运动研究的最前沿的理论方法，此种方法不仅能用电脑全过程模拟人体各种运动并用三维动画方式完整地显示出来，而且还能对人体尚未实现的运动预测其可能性和技术要点，这个方法是运动生物力学今后研究的重要领域之一。但是随着电子计算机在运动生物力学研究中的普遍利用，运动生物力学研究中很多困难已逐步得到解决，因此，建立各种运动模型进行模拟试验是运动生物力学研究方法的又一发展趋势。在建立人体运动模型的基础上，对运动过程进行模拟与仿真是目前也是目前运动生物力学探索的难点及运动生物力学尖端研究课题。国家体育总局科研所郝卫亚等[6]研究并实现了一个适合于跳水运动的三维人体运动仿真与显示平台――数字化三维跳水专项运动仿真系统。通过该系统，可以对竞技体育动作技术进行生物力学的分析且利用三维动画对运动员的动作技术进行模拟仿真，进而促进科学化训练。

（六）运动生物力学的基础理论研究与训练实验的结合不断加强

运动生物力学的研究旨在更好的进行科学训练，目前最先要解决的是怎样将生物力学的有关理论和测试方法等研究尽快地运用到竞技体育实践中解决运动训练的具体问题，为此根据目前训练的需要应将研究的报告简单化、形象化、实用化，以提高运动训练的实效性，帮助运动员提高运动成绩。

四、小结

（一）对运动技术研究在今后运动生物力学在竞技体育研究中仍然是研究的重点，竞技体育动作技术研究是今后运动生物力学研究的重要领域之一。

（二）运动装备、训练器械、测试仪器设备的研制增多，且运用高新技术研制生物力学的测试仪器是运动生物力学研究者不断研究的内容。

（三）运动生物力学在运动员的选才过程中将扮演中重要的作用，随着科学训练的普及化，运动生物力学中的许多测试仪器经常应用于运动员的选材。

（四）运动损伤与康复的研究将更加得到重视，应广泛结合其它学科的交叉研究共同解决运动生物力学在竞技体育研究中的有关问题，而且与运动专项结合更加紧密的研究以期来减少在训练中的运动损伤。

（五）加强多学科的合作，研究与训练实践的更好结合，促进运动生物力学的科研更好地为训练服务，以提高运动训练的实效性，促进运动员成绩的提高。

（六）人体运动模型及计算机模拟仿真等高新技术使运动生物力学的研究手段得到大幅度提高，适时运用高新技术来研制测试仪器是运动生物力学研究的一个重要课题。

参考文献：

[1]路慧娟.我国近十年运动生物力学的研究进展及发展趋势[J].科技创新导报.2010.2.2.

[2]刘平.生物力学在运动医学领域应用现状和展望[J].医用生物力学.2008.2(23):99.

[3]华立君.运动生物力学的研究现状与展望[J].牡丹江师范学院学报.2006.4:41-42.

[4]华立君.运动生物力学的研究现状与展望[J].牡丹江师范学院学报.2006.4:41-42.

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1合理规划教学内容，突出教学重点

徐州医学院药学院药学专业生物药剂学与药物动力学课程设有70学时(其中理论课48学时，实验课22学时)，开课时间为大四第一学期，所用教材为印晓星教授、杨帆教授主编的《生物药剂学与药物动力学》。教学内容分为生物药剂学和药物动力学两部分:生物药剂学部分主要阐明生物药剂学的基本理论，从药物的体内过程出发，详细介绍药物的理化性质、剂型因素以及机体的生物因素对药物疗效的影响，讨论生物药剂学对新药开发的指导作用;而药物动力学则详细阐述药物动力学的传统理论，并对其在新药研发和临床合理用药等具体应用进行详细的阐述。由于教学内容多，课程课时并不充足，这就需要充分理解教材，把握教学重点，在教学过程中结合实际情况对教材内容适当取舍。对于生物药剂学部分的内容，如影响药物吸收、转运的生理因素和剂型因素等，与药理学课程知识内容具有一定的重复性，我们在讲解过程中主要以复习提要为主，简要概述相关内容即可。而对药物动力学部分的内容，我们在教学中对冗长的数学公式推导进行了精简，并对晦涩繁杂的理论构建过程适当压缩。以药动学理论经典的四大模型(房室模型、统计矩模型、生理药动学模型、药动－药效结合模型)为基础重点介绍，并着重阐述指导新药研发及临床用药的主要理论公式的意义及应用。将治疗药物监测、给药方案设计、特殊人群药物代谢动力学、药物相互作用、疾病状态下的临床药物代谢动力学等内容以专题讲座的形式进行讲解，使学生不断巩固药动学原理在临床实际工作中的具体应用。这种对教学内容的调整，突出了临床用药评价的重要性，培养了学生药学服务的理念。此外，在教学内容上注重知识的更新，及时将本领域的研究热点及前沿问题融入教学中。如在讲解口服药物吸收的评价方法时向学生介绍Caco－2细胞模型的应用;在讲解药物的转运及代谢过程时，向学生介绍药物代谢酶及转运体在药物相互作用及肿瘤耐药中的重要作用等。

2合理应用多种教学形式

2．1多媒体教学与板书相结合现代教学中，多媒体作为一种现代化教学手段已经被广泛运用。多媒体能够极大地提高信息传输通量，将教师从“写写擦擦”的板书中解放出来，还能够形象生动地展示教学的重点难点，活跃课堂氛围，激发学生的学习兴趣。因此，在教学过程中，可利用多媒体的特点，多元化地展示知识内容，增加学生学习的积极性。多媒体教学在扩充课程内容、增加信息量方面占绝对的优势，但也正因为如此，在课堂教学中，教师授课的节奏加快，可能导致学生很难有效吸收、消化教学内容，造成了教学重点、难点不够明确。因此，我们认为不同教学内容应采用适宜的授课方式。如教材中生物药剂学部分有关制剂的吸收、分布、代谢和排泄等内容，利用多媒体以动画的形式对药物的在体过程进行生动的演示，有利于学生更好地理解和记忆，从而增加学习兴趣;而在部分章节仍应坚持使用板书，如药物动力学某些章节有大量公式，为了使学生牢固掌握有关公式的内涵及相互关系，我们在授课中采用板书进行公式的推导和例题的讲授，以强化学生对各种药动学参数意义的认识，为其今后利用软件处理数据、解析数据奠定坚实的基础。

2．2案例教学生物药剂学与药物动力学是一门应用性很强的药学专业课程。然而，在传统的教学模式下，学生从课堂上学到的只是与药物体内过程相关的基本理论，对运用这些理论指导新药设计及个体化给药却鲜有涉及。这样的理论教学不仅会让学生感到枯燥和乏味，还会导致学生在实习或者走上工作岗位后，对工作环境感到陌生和不适应，不能灵活运用学到的理论知识。因此，在理论教学中适当结合案例讨论，更容易激发学生对生物药剂学与药物动力学的学习兴趣，增强课堂教学效果［8］。在案例分析时，教师应根据教学目的、内容、学生的知识水平和知识规律，合理运用启发式教学引导学生，培养主动参与意识，激发学习的兴趣。例如，在讲解生物利用度及生物等效性章节时，设计实例分析:“某药厂生产抗凝血药双香豆素片17年，疗效一直受到肯定。后因药师反映，某些轻症病人常要服用半片，用时不便，该厂就将药片做大，中间刻上线条，以便分服。但应用后很快发现此药无效。该厂遂将新旧两种片剂进行试验，结果发现新片剂的溶出速度比原制剂慢，试分析其中的原因。”在学生阅读实例后，我们引导学生思考:即使是同一厂家生产的同一药物，由于制剂生产条件的变更，往往给药效带来举足轻重的影响，因此在进行药典规定的评价项目之外，需要考虑制剂因素和生理因素，进行更加直接的有效性和安全性评价。那么，有没有方法可以对生物体摄取利用制剂中药物的效率进行评价呢?由此引出我们这一章节重点介绍的内容，即生物利用度及生物等效性研究。这样的教学方法可在很大程度上激发学生的学习兴趣，有利于学生将理论联系实践，在我们的教学过程中取得了较好的效果。

2．3PBL教学与LBL教学相结合目前，国内生物药剂学与药物动力学教学的普遍缺点是课程教学体系以教师授课为主，即通常所说的“lecture-basedlearing，LBL”(以授课为基础的学习)。这种模式多采取灌输式教学，学生始终处于消极被动地位。加之整个课程内容较多，讲授时都集中于教学大纲重点知识的讲解，大部分学生在上课时普遍反映课程内容抽象枯燥，不感兴趣，记忆困难［9］。而采用“以问题为基础的学习”(problem-basedlearning，PBL)的教学方法是目前国外比较流行的一种教学模式［10］，即以问题为基础、学生为中心、教师为指导的小组讨论及自学的教学模式，通过在教学过程中启发学生回答一系列问题，提高学生自主学习的能力，培养创新性思维。该种教学模式强调把学习引入复杂的、有意义的问题情境中，通过让学生合作解决问题，来学习隐含于问题背后的科学知识，形成解决问题的技能［11］。但如果在生物药剂学与药物动力学教学中，单纯使用PBL模式，则受制于学生学习深度不够、学生数量多教师数量少以及课程授课学时相对短的矛盾。针对现状，在生物药剂学与药物动力学课程教学中，我们采用了PBL和LBL相结合的模式。对于国内教材较为明确的概念、理论学习，我们采用LBL教学法。对于和实际衔接较为紧密的部分或者学科前沿内容使用PBL教学模式。例如，我们在药动学基本理论学习完成后进行了一次PBL法教学，题目是:应用药物动力学原理如何指导肾衰病人进行地高辛用药剂量的调整?通过指导学生查阅地高辛药动学参数、治疗窗、药品说明书等资料，组织学生进行小组讨论，采用小组汇报的方式进行给药方案的调整与设计。这种教学方式有力促进了学生动手查阅资料、相互协作、语言表达与沟通能力及创新能力和自学能力的培养，最终使得学生从根本上掌握了相关教学内容，促进了教学质量的提高。通过LBL和PBL法相结合的教学模式，既可以使学生牢固掌握相应的知识，还可以激发学生对生物药剂学与药物动力学课程的学习兴趣，培养学生的创新能力、自学能力和自我解决问题的能力，受到了历届学生的好评。

3总结与思考

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1教师应善于发现学生的生活经验和前概念 

物理知识体系的构建本身就是源于人类对所处环境的认识和经验的总结.但是，这一认识是深刻还是肤浅，将会影响物理规律的理解. 

例如，两千多年前的亚里士多德总结“力与运动的关系”的错误观点，就是典型的生活经验带来的负迁移.而偏偏由于这一结论与人们的现实所见如此贴切，这个错误一直延续了一千九百余年.由此可见，生活经验所带来的负迁移给人们带来的错误认识有时甚至是根深蒂固.我们的学生自然也不能避免此类现象，因为学生一样可以观察到生活中的现象，“人推车子，车子才运动;人不推车子，车子停下来”，继而犯下和亚里士多德一样的错误认识：“力是维持物体运动的原因”. 

发现学生的生活经验与前概念，便于教学资源的选择和开发，由生活经验引起的负迁移从唯物主义哲学角度来讲就是“形而上学”，学生过分依赖感性认识来片面地构建物理规律.针对上述情形，教师要在教学设计中，充分考虑学生实际，预设学生的认识误区，多方位搜集素材，以视频、图片等形式呈现给学生，丰富学生的感性认识，更可以引导学生进行实验，深刻地分析自己所获取的感性信息，进而总结归纳上升到正确的理性认识. 

2合理整合概念性错误，促进学生对基本概念的理解 

概念性错误的产生是源于学生从字面来理解相关物理表述，最终导致物理情境认识不清.因此，在引导学生掌握物理概念的时候，教师要营造一系列情境，让学生能够在其中，自我分析，不断探索，从而去伪存真，挖掘出概念的本质和外延，理顺相关概念之间的脉络关系，从而实现物理知识框架的构建.教师在进行概念教学时，可以设计一些问题，将学生常见的概念性错误整合到问题中，引导学生进行辨析. 

例1如图1所示，将一些冰水混合物放在大烧杯中，再将一只放有冰块的试管悬置于大烧杯中（底部不发生直接接触），借助石棉网对烧杯底部进行均匀而缓慢的加热，忽略空气的导热因素，问试管内部的冰块会怎样？ 

A.有一部分发生熔化 

B.全部发生熔化 

C.一点都没有熔化 

D.不好判断 

分析学生容易错误选择A项，原因就在于对晶体熔化的概念本质不够理解.通过这个问题的辨析，就将他们的问题暴露出来，在纠正的过程，他们会认识到熔化的两个条件是温度达到熔点，并能继续吸收到热量，两个条件缺一不可.本题中，酒精灯没有直接对试管加热，试管要获得热量必须要从烧杯中获取，烧杯中本身就是冰水混合物的状态，所以，加热只能让烧杯里冰有所融化，而不能使其温度提高.烧杯中的冰水混合物保持为0 ℃，不能和试管形成有效的温度差，因此就无法将热量传导给试管，所以正确答案选择C.通过这个题目的处理，能有效地加强学生对熔化条件的理解，对基础好的同学，教师还可以提供一些资料，引导他们进一步去认识有关热平衡的概念. 

物理学习的过程中，概念性错误将导致学生整个知识体系的混乱，因此教师要对症下药，借助具体问题帮助学生厘清概念间的关联，理解其实质和外延;对易于混淆的概念，更要反复训练，强化理解. 

3丰富感性材料，丰富学生发现的过程 

学生之所以出错，是因为物理规律的发现过程，感性认识不够，因此没有能够顺利地达成理性认识.怎么办？笔者认为应该丰富感性材料，丰富学生发现的过程. 

上世纪60年代，布鲁纳（J·s·Bruner） 倡导的“发现式学习”（DiscoveryLeanling），他的出发点在于从小培养科学家，用培养科学家的模式来培养学生，重视培养迎合社会顶层需要的尖端人才.发现式高中物理课堂是师生互动、探究和求证知识的过程，对于中学生而言，“发现式”学习不是非得寻求人类尚未知道的事物，指的是学生用自身的头脑亲自获取或通过小组合作获取知识的一切有效学习方式，也可以是学生通过自身的逻辑思维将一个物理概念与另外一个物理概念用一定的关系联系起来的过程.发现式初中物理课堂就是尽可能地创设情境，引导学生合作探究新的物理知识、规律，帮助学生找到物理量之间关系的课堂教学模式. 

例如，浮力这节内容，很多学生在学习过程中对于为什么物体会下沉，认识是错误的，但是有时是符合一定的心理经验的，引导他们从画力的示意图出发，学生还能画出如图2所示的受力图. 

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【关键词】生物学 语言能力

The cultivation of the biology linguistic capacity

Zhu Dan

【Abstract】If biology teachers want to be the expert in the biologic tongue, what is very important for them to cultivate students’ biology linguistic capacity is to improve students’ ability to understand the biology concept, theory and rule, to apply the knowledge and biology skill that they have learnt to analyze and solve practical problems.

【Keywords】Biology Linguistic capacity

多数教师在生物学教学中重视知识的传授，实验技能的培养，但忽视语言能力培养。导致课堂上学生回答问题时，常常条理不清或答非所问；或者主次不分，语无逻辑，不能切中要点，这在一定程度上与语言表达能力低有关。语言能力主要包括语言的理解能力、表达能力和应用语言进行思维活动的能力。生物学语言能力的培养重点在于提高学生理解生物学概念、原理和规律，运用所学知识和生物学技能进行分析与解决实际问题的能力，主要从以下几方面入手：

1．生物学教师应成为生物学语言的专家。教师的语言对学生具有潜移默化的作用，课堂教学中充分发挥教师的示范作用，授课时要注意语言的规范性。主要包括：教师口头语言、教师的板书设计和教师对学生的评语等。不能将生物学术语与日常生活俗语相混淆。要求教师和学生能充分运用已知的生物学概念等来描述生命现象和阐释生物学道理。例如在学生学了“遗传与变异”知识后，教师就可以用“基因”、“染色体”、“遗传基本规律”等概念、原理或遗传图解，去解释诸如“为什么近亲不能结婚”之类的问题，而不必从“什么是基因”“基因如何控制性状”等细细道来。生物学教师必须注意在教学实践中研究生物学语言现象（包括教材的、学生的和自己的），提高自己，示范学生。

2．培养学生口头语言表达能力。帮助学生正确理解和掌握生物学概念，并多给他们提供尝试表达的机会，从理解概念到在语篇水平上运用概念进行生物学表达之间是有一个过程的，必须给学生提供尝试表达的机会，通过训练来促进内部言语与外部言语之间的转化。课堂上应讲究教学民主，让学生开口讲话，可以进行提问和组织课堂讨论，可行的有：①新课前让学生复述上一节课的内容；②让学生复述探究实验中的重点现象；③一章结束后让学生自己进行小结，并安排在一定时间内进行交流；④让学生读一段或几句课本上的重点内容。

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1介绍科学家，激发学生的学习兴趣

结合课本内容，向学生介绍一些大科学家、物理学家学习的曲折经历，在平时我就注意收集学生较为熟悉的伟大物理学家的学习历程，如爱迪生曾被学校教师一致认为是一个笨蛋，智商太差，不是读书的料，他在班上读书不到三个月就被学校教师一致通过让他退学，他失学后通过自学最终成了发明大王。爱因斯坦读小学时除了物理外其他功课成绩都很糟糕，被同学戏称为“憨直农夫”，但是经过不懈的努力他成功了。他们的学习也是经历了曲折和失败，在学生的学习过程中不管任何人都会遇到曲折，关键是要有百折不挠的精神。我们有些同学虽然现在很差，但将来说不定你就是“爱迪生”和“爱因斯坦”，激发学生的学习兴趣，但成功是要付出艰苦努力的。

2以成功体验，激发学生的学习兴趣

使成功的体验与学习形成良性循环，有兴趣才会主动，然而学习兴趣的持久取决于成功的体验，在刚开始学习物理的初期，学生参与学习的兴趣是很浓的，如果有了收获又得到自己和他人的的好评就会使兴趣得到加强，否则屡屡的失败就会销蚀原来的兴趣，因此在平时上课针对他们设计的问题应尽量简单些，如在讲长度测量时可让他们回答，长度的主要单位是什么？长度测量的工具是什么？2米等于多少分米等，他们回答后说这些也是今后检测的内容，你们能回答出很不错，这些问题在中考中也会出现，让他们也能享受到成功的喜悦，品尝到学习的乐趣，建立起学好物理的信心。在教学中努力地去发现学生的优点、长处、能力等，适当地赞美学生，不仅教师可以获得学生的好感，而且还可以使教学双方在心理和感情上靠拢，缩短彼此间的距离，如在学生主动回答时答错了，受到同学“嘘”声时，我会说，虽然他答错了，但说明他上课时很专心，他勇敢大胆，我们应向他学习，这时同学们就会向他投去羡慕的目光，培养了他的自信心和主动性。如有一次学生在室外出黑板报，上课时才匆匆收场，他是一个学习较差但粉笔字写得很好的学生，我看了一会说黑板字写得不错，比我写的还好，好好练将来一定会有出息的，行行出状元嘛，后来这位学生学习开始认真起来，一个学期后成绩大有起色。慷慨地赞美学生，让学生开心，我们并不会有什么损失，这并不是一件难事，只要时时提醒自己就能做到。以成功体验，激发学生的学习兴趣。

3以知识的应用，激发学生的学习兴趣

学习的目的在于应用，初中物理教材中的物理知识应用在农村生产生活中的实例不少，教师在生活中应注意收集和挖掘，在教学过程中理论联系实际，使学生既学习了物理知识，也掌握了生产技能，使升学无望的“学困生”也能感觉到物理是有用的。如在讲授密度应用时，可通过计算水的质量是多少？从而引出农田喷雾器上标识8L、10L、15L的含意，若要兑农药千分之几应怎样计算放药量。在讲扩散和温度关系时，可引入喷洒农药的时间选择，若是熏杀类农药应选在中午喷洒效果较好的原因，若是触杀类农药应选择在傍晚喷洒效果较好的原因。在学习影响蒸发快慢因素时，可引导学生分析农村地膜覆盖是怎样减慢蒸发的，是什么时候盖膜，在什么时候揭膜的目的。

4重视演示实验课教学，激发学生的学习兴趣

物理是一门以观察、实验为基础的学科，人们的许多物理知识是通过观察和实验认真地总结思索得来的，在物理课的教学中，教师要多动手做演示实验，引导学生做一些有趣的实验，如在上光学前可布置学生下去观察“插入水中的筷子”，“隔着水滴看字”等有趣的实验，插入水中的筷子，看上去是弯的，拿出水后，又是直的，把水滴放到透明塑料纸上，看书上的小字，会看到书上的字变大，学生看到这些奇异的现象后，即使是“学困生”也会有好奇心和追根究底的心情去看书，去找原因，想知道为什么？变被动学习为主动学习，激发学生的学习兴趣，这也是我们教师最愿看到的结果。

5课后作业及时批改面辅，激发学生学习的兴趣

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【关键词】高中生物 实验教学 学生能力 培养策略

【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0145-01

高中生物实验教学作为高中教学的重要组成部分，在其中发挥了十分重要的作用，因此将高中生物实验教学广泛应用于高中的教学中，不仅能够培养学生能力，同时还能提高高中生物实验教学的整体质量和水平。

一、高中生物实验教学的重要意义

我国已经由传统的应试教育逐步转变为现阶段的素质教育，更加注重培养学生能力，因此高中实验教学在整个教学的过程中占有十分重要的地位，具体原因如下：第一，高中生物主要是一门自然、实验科学，因此各类实验是构成高中生物的重要内容，通过进行实验的方法，学生能够清晰直观的了解和学习生物知识，还可以提高学生学习生物的热情和信心，让学生对生物学习有一个整体把握和了解，从而进一步增强学生的学习能力。第二，高中生物实验教学能够帮助学生全方面的进行实践操作、独立思考，从而进一步的提高学生解决问题的能力，培养学生科学严谨的学生态度，培养学生的实际能力。第三，高中时期学生正处于智力和能力发展的优势阶段，因此通过实验教学能够正确认识这个世界，我国《普通生物实验教学新课标标准》中曾经明确指出：“高中生物教学是其学习的基础，它强调学生知识的重点和要点[1]。”通过对高中生物实验教学的学习，不仅能够增强学生的能力，同时还能优化高中生物实验教学效果。

二、高中生物实验教学的现状以及存在的问题

现阶段，我国高中生物实验教学已经取得了一定的成绩，同时也已经有了一定的成果，但就实际而言高中生物实验教学仍然存在一定的问题和不足，具体表现如下：

（一）高中生物实验教学模式单一

目前很多高中生物实验教学模式仍然采用单一、传统的教学模式，在整个教学的过程中仍然是教师为主体，学生处于被动接受和学习的地位，这不仅制约了学生主动性和积极性的提高，同时还导致学生无法掌握正确的生物实验教学方法，从而降低了整体的质量和水平。

（二）高中生物实验教学水平较低

高中生物实验教学水平较低主要体现在有些教师并没有正确的认识到高中生物实验教学的重要性，因此对高中生物实验教学并没有正确的认识，也缺乏一定的理解。在整个高考的指挥棒下，虽然设置了调查、调研等实验内容，但是并没有正确的践行和运用，从而直接降低了高中生物实验教学的整体水平。还有很多教师还喜欢让学生重复单一的实验过程，缺乏一整套科学合理的整体教学的方案，从而降低了高中生物实验教学水平，降低了学生的实际能力[2]。

（三）高中生物实验教师自身素质有待提高

很多高中生物实验教师很多自身素质和专业化水平较低，一方面，很多高中生物实验教师并没有经历过专门的培训就直接上岗，还有很多教师只取得了教师资格证，但是对于高中生物实验并没有彻底的理解，因此降低了整个高中生物实验教学的质量和水平。

（四）高中生物实验教学条件较差

虽然近年来我国高中生物实验教学的硬件和软件设备已经得到了完善，但是还有很多学校还是不能顺利开展生物实验，还有很多高中实验是缺乏设备和仪器，实验药品数量也不够，从而降低了高中生物实验教学的整体水平和质量。

三、培养学生能力的有效策略

（一）转变教师思想观念，培养学生能力

要想提高高中生物实验教学的整体质量和水平，需要转变教师的思想观念，从而加强对高中实验教学的效果，只有这样才能培养学生的能力。这需要教育部门联手学校共同对高中生物教师开展培训，逐步转变教师的思想内容，尤其是要认真学习和了解《普通高中生物新课标课程标准》，详细的掌握各种知识点，从而将自身知识传授给学生，培养学生的自身能力。

（二）创新实验教学模式，培养学生能力

高中生物实验教学要想培养学生能力，就必须创新高中生物实验教学模式，真正做到与时俱进、开拓创新，在实践的基础上创新，在创新的基础上实践，将实验教学的场地扩展到实验室，以此提高高中生物教学的整体质量和水平[3]。

（三）提高教师自身素质，培养学生能力

高中生物实验教师具有传道授业解惑的作用，因此要不断提高教师的自身素质和专业化水平，这需要从以下两个方面入手：一方面，高中生物实验教师要不断学习和借鉴先进的教学方法，努力提高自身素质和专业化水平，真正认识到实验教学与培养学生能力两者之间的关系。另一方面，学校要开展对高中生物实验教师进行二次培训，聘请高级教师组织讲解，努力提高学生的生物学习能力。

综上所述，高中实验教学与培养学生能力二者是密不可分的，开展高中生物实验教学的目的就是为了培养学生能力，从而提高学生的生物成绩，让学生真正爱上学习生物！

参考文献：

[1]曾红.论基础教育和高等教育协同培养创新型人才[J].时代教育，2013（5）：170-171.

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在初中阶段，学生学到的生物知识中包括“人体生理卫生”知识。这一时期学生的身体结构、心理状况将会发生一系列非常显著的变化。如何帮助学生建立健康的心理，是摆在我们教师面前一个紧迫而现实的课题。特别是我们生物教师，如何利用生物学科中的生理知识，利用课堂教学，使学生明白人的生理结构、生理变化现象尤为重要。

小学阶段的学生，天真单纯，对自己周围的一切事情很感兴趣，他们无拘无束，用没有约束的想象来看待世界，一切都是那么的美好。进入初中后，随着年龄的增长、知识的增加，他们受环境、受社会的影响，开始了深度的探索，在他们心目中有了是与非、好与坏，也有了压力。每个步入青春期的中学生都会遇到大量的心理适应问题。作为我们生物教师来说，我觉得应从以下几个方面积极主动地去帮助学生认识自己的心理发展情况，端正学习态度，以健康的心理面对生活中、学习上遇到的问题。

建立新型的师生关系，以真挚的感情关心爱护学生。

老师与学生不是管与被管的上下级关系，而是平等的关系。我国的传统教育历来是师道尊严，把教师视为长、学生视为子。随着社会的发展，这种关系越来越不适应教育形势的发展。如今的学生不是过去那种惟命是从、任教师摆布，绝对服从教师、家长的学生了。他们在家庭、学校、社会上的位置发生了很大的变化，有了自己的认识和见解，在知识方面表现出了多面性。采取强制措施只能增加学生的逆反心理、敌对情绪。作为教师必须具备丰富的知识，让学生心服口服。要从理论和实际两方面教育引导学生树立正确的观念，建立良好的道德品质，培养学生的创新精神。教育不光是口头上的说说，更重要的是应该付诸于实际行动。在教学过程中，不辱骂学生，不挖苦、不讽刺学生，不变相体罚学生，和学生交心，与学生实现真正意义上的平等，这样有助于教学相长，推动素质教育的发展。

正确看待学生，掌握学生的性心理，让学生学好基本的性知识和生长、发育知识，做好青春期的卫生保健，以健康心态促进学习。

青春期面临性的成熟。男女同学相处，异性相吸。由于好奇，甚至早恋，出现了一系列新问题。在西方国家，对中学生性知识的普及比较广泛，女同学爱美、受到男学生的追求可以公开化。而在我国，由于文化、价值观念上的巨大差异，中学阶段谈到性的问题，往往遮遮掩掩，简简单单。学生渴求学习性知识的愿望受到压抑，对建立健康心理产生不利因素。生物教师应帮助学生认识自己身体的结构。在教学过程中，应充分利用挂图、图表、模型等教具，借助幻灯片、录像片等电教手段，增强教学的直观性。要鼓励学生多提问题，多发表自己的见解，然后解答疑难。要联系学生的实际讲述青春期发育特点和卫生保健知识，使学生获得和年龄相适应的知识，善于控制自己的感情和行为，正确处理男女同学之间的关系，转移精神及注意力，珍惜青春期好时光，好好学习，发展自己的智力和能力，提高认识，以健康的心态、强壮的体魄迎接新挑战。

生物教学要以学生为主体，相信学生，为学生创造宽松、幽雅的学习环境。

中学阶段学生具有可塑性、差异性、发展性和独立自主性。学生是受教育的一方，采取灌注式的教育不适于学生的学习。教师要依据每个学生的优点、缺点和个体之间存在的差异，有针对性的进行教育培养。要充分调动学生的学习积极性、主动性，因势利导，使学生形成良好的学习习惯、生活习惯。在生物教学中提到了“生物与环境”的问题。生物的生活离不开环境，同时也受到环境的限制和制约。家庭、学校、社会的环境因素是学生心理形成的主要方面。在办学体制教育方式多元化的大环境下，家庭教育应配合学校教育给学生减轻压力，发挥学生个性特长，使学生在感兴趣的方面有所成就。要培养学生的人际适应能力，面对现实，情绪稳定、性格开朗、乐于交往、助人为乐，达到与别人的心理相容、心灵沟通，有一个愉快的学习环境。

生物教学更应注重实践性。

让学生充分参与，多做生态调查、社会调查，把课堂移到大自然中，更能激发学生的学习兴趣。实践需要自己动手，亲身感受，亲身体验。实践知识的获得，别人是无法替代的。要坚持以学生为主体、实践为中心的教学手段，改变传统的教学模式。教师是学生的信息源和指导者，让学生从实践中感悟真知，增强分析问题，解决问题的能力，在实践中促进身体、心理健康发展。

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关键词生物伦理学转基因技术基因检测人体器官移植

中图分类号G633.91文献标志码B

据中国新闻网等多家媒体报道，2017年高考，山西某地首次对艾滋病感染者设立了单独的高考考场，这是对艾滋病感染者的特殊关怀还是歧视？这个举措引起了网络上关于伦理学的讨论。伦理学的讨论实际上早已存在。例如克隆羊“多莉”仅仅活了7岁，克隆人到底可不可行？对转基因农作物应该采取“无罪推定”还是“有罪推定”？利用生物芯片进行基因检测非常迅速，能否导致歧视“基因缺陷”者？生命科学的迅猛发展让许多过去的不可能变成了可能，同时许许多多的新事物、新概念也不断的冲击着传统的伦理道德观念，引出了许许多多的令人意想不到的伦理学、社会学、心理学和法学的一系列难题。

1生物伦理学的概念与功能

20世纪后期，生物伦理学作为一个生物学、医学、伦理学、哲学、心理学、社会学和法学之间相互交叉的学科诞生了，“生物伦理学”一词由B.P.波特于1969年提出，由“生物学”（生命科学）和“埃托斯”（行为、品德）两词组合而成，通常定义为面对生物学和遗传学突飞猛进造成的种种情况，用以“指导人类行动”的全部行为法则。人们希望能以崭新的伦理道德观念去解决因生物高新技术发展所带来的难题，在伦理道德、科学技术和立法三个方面作出正确反应。欧洲制定了《生物伦理公约》（现名《在生物学和医学应用领域保护人权和人的尊严协定：人权与生物医学协定》）其初衷是在生物学和医学领域保护人的尊严、基本权力和自由。生物伦理学研究对生物科学的研究方向有重要决定作用。

2中学生物教学需要生物伦理教育

新的生物課程标准要求更多地反映生命科学技术的最新进展，如HIV、器官移植、基因工程都在必修内容中涉及。基因诊断、基因治疗、转基因技术等等都已经渗透到高中选修内容中，学生对这些知识了解不多，且已有认知未必符合现代的生物伦理学的普遍看法。

我国部分初中生物新教材已经开始渗透生物伦理学观点，如北师大“新世纪”（版）初中《生物学》教材中的生命伦理教育。高中教师应当引导学生多角度理性客观分析新技术带来的利弊。避免学生片面看待新进展，同时拓展学生视野，避免学生唯教材倾向。

3生物伦理学在中学生物教学的渗透

3.1基因工程

有关转基因作物的安全性引发了诸多争议，主要体现在环境安全性和食品安全性两个方面。关于环境安全性，如转基因作物本身可能变成野生种类或者侵入新的生态区域演变成环境杂草；某些基因如抗除草剂基因通过花粉传播或者近缘种杂交产生超级杂草；可能对非目标生物造成危害，影响生物多样性等。关于食品安全性，如有毒物质的产生和过敏蛋白的产生；营养成分的改变等。转基因作物的赞同者则认为这些问题都可以得到克服。如加强各个阶段、多环节评估审核安全性，在有风险时及时阻止其研究或商业生产；转基因作物本身生命力并不像人们想象的那样顽强，花粉远距离传播或和当地植物杂交非常困难。

现有的例子也部分说明人类有能力控制可能存在的风险。如美国内布达拉斯加大学的一个研究组将巴西坚果中富含甲硫氨酸的蛋白质基因转移到大豆细胞，结果发现这种转基因大豆对人皮肤有刺激作用，于是就不再试种这种转基因大豆。1999年，康乃尔大学研究人员发现，转Bt毒蛋白基因玉米的花粉可使黑麦金斑蝶的幼虫死亡，但是科学家认为该实验并不严谨，因为蝶也属于鳞翅目昆虫，也在杀虫范围内。

在严格的监管体系下，转基因食物本无需担心风险。现在我国在保护消费者法规中规定了消费者对消费产品有知情权，要求转基因产品必须加以标注。但由于科普和宣传机构的宣传不到位，公众谈“转基因”色变，对转基因食物担忧最明显的是大豆油是否由转基因大豆制成，是否有转基因成分。如圣女果、小西红柿、彩椒、小南瓜等市面上不常见到的蔬菜、水果也被一些人误认为是转基因而受到排斥。转基因技术来给公众带来的恐慌其实也是生命伦理和生态伦理方面的担忧，转基因生物实质上对物种基因库造成了干预或者改造，是对人与自然、人与其他物种关系的冲击。要综合考虑保护生态环境和人类健康与发展经济，既要尊重自然界的稳定和有序，也要考虑到人类的整体利益。例如，富含维生素A的“黄金大米”对解决贫困地区儿童维生素A缺乏具有重要意义。

3.2克隆人与克隆人胚胎

中学生对克隆动物很感兴趣，高中人教版教材在必修一、选修三中提到了克隆的概念和克隆羊“多莉”，提到“鲤鲫移核鱼”，经常有学生由此谈到克隆人。从技术和原理上看，克隆动物能做成的，克隆人应该也能做到的。那么教师怎样正确引导学生对待克隆人呢？教师需要提高认识，清楚克隆人、克隆人胚胎中的伦理之争。2000年之后，不断有组织宣布克隆人即将出生或者已经出生，但是都没有下文。可以认为克隆人的出生还需要一定时间，但一些阶段性成果已经获得。2001年11月，美国先进细胞技术公司宣布他们已经成功克隆出了人类胚胎。

支持克隆人研究的观点认为：“无论以什么方式企图阻止科学进步都是一种可怕的错误”。人的伦理道德观念是逐渐形成的并不断发展变化的，克隆人的出现顺应了社会的发展。克隆人技术将使器官移植中供体来源不足的问题得到解决。而反对克隆人研究的观点则认为克隆人会扭曲了人类伦理，将改变现有的人伦关系，并将在克隆人生活作为人的权利保障、法律民事行为能力和权利能力、人类基因组的保持等方面提出了挑战。科学家确实对克隆技术的着床率低、流产率高、畸形率高、某些克隆动物出现的染色体端粒缩短并容易夭折等异常提出了疑问。

在国外相关部门决策中，美国总统克林顿曾经下令：禁止生物科学研究机构用公共拨款研制克隆人，要求国会通过立法禁止克隆人。德国、英国、WHO、欧盟等已经通过立法禁止克隆人研究。如澳大利亚立法规定克隆人的研究者将可能判处15年徒刑。中国政府则表示：对生殖性克隆人不赞成、不支持、不允许。宗教团体如天主教也态度鲜明的反对克隆人研究。

但是绝大多数国家都明确表示支持治疗性克隆研究。希望胚胎干细胞能治愈某些无法治疗的疾病或者替代患者损坏的组织。2005年2月18日，联合国大会法律委员会通过一项政治宣言《联合国关于人的克隆宣言》：要求各国禁止有违人类尊严的任何形式的克隆人。但是对该宣言，中国投了反对票。中科院研究员张钟宁表示，我国明确反对用胚胎克隆一个完整的人，而支持胚胎研究并从胚胎中提取干细胞用以治疗多种疾病。

3.3人类基因组计划与基因检测、基因治疗

在吉林省现行生物教材中只介绍了基因治疗和基因检测的简单而抽象的原理。教师在给学生介绍了教材上相关知识后，有必要对人类基因组、基因治疗、基因检测的应用和前景进行简要介绍。

人类基因组计划（HGP）是美国科学家、诺贝尔奖获得者达尔贝科1986年提出的。是继曼哈顿计划、阿波罗计划之后的第三大科学计划。研究的目的就是基因治疗。人类基因组计划的完成将大大促进从根本上了解各种遗传病、癌症、心血管病以及神经病和精神病的病因、发病机制、诊断和防治途径。如果能设法导入正常的基因并使之发挥作用就可以从根本上治愈病人。借助人类基因组计划，可以预测、监控疾病。

人类基因组计划的研究有基因专利等伦理争论。基因检测和基因治疗在伦理上也引发了很多争议。基因检测会使个人自由权和隐私权受到侵害，并有可能被保险公司、政府组织、工作单位利用，歧视“基因不良分子”“先天存在基因缺陷者”。美国已经有些公司利用个人咨询决定是否雇佣就业申请者。在市场需求下，也许将来会出现专门盗窃或出售个人基因资讯的行为。科学家相信基因治疗的思路是正确的，将从遗传上根本解决某些疾病。教材上只是展望了基因治疗的技术发展。但是基因治疗现在还没有完全成功的案例。也有着伦理学的争论。例如，基因治疗是否使致病基因继续在人群中保存，是否影响了人种的进化；基因治疗是否会导致出现某些异常现象；使用的运载体是否安全等问题。甚至会不会有通过基因治疗来提高智商或改造人种？因此，1985年美国就制定了有关基因治疗的国家准则，确定了安全值指标，并确定了相关规定。

3.4人体器官移植

高中生物教材中多处提到了器官移植。用正常的器官置换丧失功能的器官，以重建其生理功能的技术即人体器官移植，如心脏、肾脏、甚至大脑移植等。人体器官移植已经成为当今世界医学高科技的象征。器官移植不仅延长了患者的生命，也是他们新生命活动的开始。

人体器官移植也存在伦理上的冲突。符合要求的器官只能来源于脑死亡者如车祸脑死亡、植物人等。脑死亡后短时间内心脏、肾脏、肝脏、胰脏等器官功能维持正常。世界上一些国家对脑死亡概念立了法极大地促进了器官移植的开展。中国脑死亡的概念尚没有被公众所接受，更没有脑死亡法规，供体器官几乎全部来源于尸体，是中国器官移植手术发展缓慢和难以大规模开展的主要原因。中国人认为，“身体发肤，受之父母，不敢毁伤，孝之始也”。真正愿意死后捐献自己器官的人很少（担心自己向未死亡时器官被摘去、捐献器官时遗体被切碎、看病时医生不积极治疗、捐献的器官被人用钱买走等）。一些医院在没有法律依据及征得病人或其家属的同意下取走脑死亡者的器官，伤害了活着的人的感情。某些落后国家出现了穷人出卖肾脏等供富人移植的现象。这些人与人之间器官的买卖引发了伦理学上进一步的思考。

3.5艾滋病

截至2016年3月31日，全国报告现因艾滋病死亡188152例，现存活HIV感染者353003例，AIDS病人248669例。艾滋病从被发现到被人们熟知不到40年时间，从最初的由“爱”滋生，到现在普遍了解其病因为“HIV”感染导致的免疫缺陷病。在高中生物教學中从必修一第一节内容提及HIV和AIDS到必修三关于艾滋病患病机理的分析多处涉及。在高中生物课堂上，教师既要让学生了解产生和传播机理，更要让学生“以医学人道主义宽恕和谅解HIV/AIDS人群过去的行为和错误”，以伦理学中的“道德宽容”正确对待HIV的携带者和艾滋病患者，尊重相关人群的基本权利，促进社会和谐发展。

3.6其他生物伦理学热点

生物伦理学在课堂的教学中如果能有所体现，能够促进学生思考生物学研究对人类带来的利与弊，能促进学生正确理解生命与自然、理解科学、技术与社会之间的关系、培养积极的人文气质和科学素质，并主动宣传正确面对生物学新技术。这也符合培育当前的教育改革——从生命观念、理性思维、科学探究和社会责任等方面发展学生的生物学核心素养理念。

作者：孟安华

参考文献： 

[1] 诺埃勒·勒努瓦.生物伦理学：宪制与人权[J].第欧根尼，1997，（1）：97-116. 

[2] 蔡超.安徽省高中学生生物伦理现状调查研究[J].安徽农学通报，2006，12（12）：145-147. 

[3] 梅曼彤.略谈植物生物技术的现状和发展[J].华南农业大学学报，2013，34（3）：281-286. 

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关键词：大学物理实验；创新能力；人文素质

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）03-0038-02

“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”[1]随着现代高新科学技术的发展，社会对人才的要求也越来越高，高素质的具有创新能力的人才是社会渴求的财富，如何开拓大学生的创新意识，培养大学生的创新能力是当代高等教育的重要的任务。大学物理实验是高等工科院校课程体系中一门重要的实践性基础课，对培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力以及严谨的科学态度起着不可替代的作用。在当前的社会转型时期，大学物理实验课程必须与时俱进，要为人才培养的目标而设置，因此，大学物理实验教学要冲破传统的教学思维，不能仅仅把实验作为传授物理知识的手段，训练实验技能的途径，而应把实验教学的努力落实到学生创新能力的培养和提高上[2]。

一、课程体系的优化与创新

课程体系是实验的重要基础要素，也是实验培养目标和提高实验教学质量的核心环节。

1.教学内容优化。目前，大学物理实验的内容大部分是以经典实验为选题内容，强调对物理规律的理解而往往忽视了对创新思维及创新能力的培养。这显然不符合当代社会对人才的要求，因此物理实验的内容应根据培养目标，结合学校的特色和要求，更新实验内容，我校是以培养优秀的工程师为主，物理实验内容的选题应以此为立足点，不断引进新的、与专业对应的实验，大量增加近代的、综合性较强的以及具有较强创新理念的实验内容，力求能体现学科发展的最新方向。当然，物理实验的内容既要有时代的特色，又要符合学生的认知特点，在内容的编排上应有一个由浅入深，由易到难的循序渐进的过程，因此在内容安排上大致分为基础实验、综合设计性实验、创新设计性实验等[3]几个层次。基础实验主要以学习和掌握实验的基本知识和技能为主，通过实验教学使学生掌握常规仪器仪表的调整和使用，学会对实验数据进行科学合理地处理及分析，掌握撰写实验报告的规范和技巧，形成基本的科学实验的素质。由于不同的专业培养目标不同，因此实验的具体内容也应随不同专业而有不同的侧重，结合专业特点来强调对物理知识的理解和应用。综合设计性实验是在学生掌握基本实验知识和技能的基础上，为培养和提高学生综合利用物理知识理论而设置的。实验内容应以综合性的近代物理实验为主，通过教学，训练学生对知识的应用和迁移能力，提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。创新设计性实验则是注重培养学生综合应用知识和创新能力，实验的内容是对综合设计性实验的深入及拓展，或者是学生结合自己的专业特长提出自己的设计实验，通过实验培养学生的创新思维，提高学生的自主创新能力。

2.教学方法及教学手段优化。①实验教学过程的优化，由于不同模块和不同学习阶段的实验侧重点不同，因此在教学方法和教学手段上也有不同。基础实验阶段是学生的入门阶段，学生科学实验的素养还未形成，应强调对学生的独立实验、独立操作和独立分析问题能力的培养与训练，要求学生从预习、操作到实验报告撰写独立完成，教师及时指导，必要时还应进行适当的演示和示范，而一旦进入到设计性实验阶段，学生已具备基本的实验知识和实验技能，应该将重点放在对学生的综合应用知识和创新能力的培养上，将实验的主动权交给学生，不仅实验项目由学生自行选择，而且具体实验也不必拘泥于一人一组独立操作，鼓励相似实验内容的同学能相互配合，协作完成，尤其是创新实验，组员之间相互交流可以使思维相互碰撞出创新的火花，于此同时也培养了学生的团结协作的精神。②充分发挥计算机技术的功能，计算机多媒体技术集文字、图形、图像、声音、视频于一体，具有形式新颖，形象生动，情景交融，不受时空限制，适合个别差异等特点[4]。在物理实验教学过程中应充分发挥计算机的优势。学生可以通过网上预习，通过人机对话形式对实验进行预操作，调动学生学习的积极性和主动性，不仅可以提高教学的质量，还可以突破时空的限制，使实验室资源利用达到最大化。实验数据的处理往往是繁琐费时的，可以充分利用计算机强大的计算功能来帮助学生进行实验的数据处理，将学生从繁琐的数据处理中解放出来，把精力放在对实验的改进和分析上。③强化演示实验室的作用，演示实验室中的实验是为配合教学内容由教师操作示范的实验，它涵盖的实验内容从基础到现代，从简单到复杂，它能使抽象的内容具体化，使枯燥的理论生动化，把要研究的物理现象清晰地呈现在学生面前，它不仅可以培养学生的观察能力，而且还可以极大地激发学生的学习兴趣。演示实验的实验项目和内容可以更多地结合自然现象和现代先进的科技成果设置，演示方法可以采用视频演示、实物演示或模拟仪器演示等多种形式，部分实验还可让学生自己操作，激发学生的好奇心。

二、加强学生人文素质的培养

多年以来，我国的高等教育是文理分家的，尤其是高校的基础物理实验教学，只注重物理知识与实验技能的传授，忽略人文素质的培养，从而导致学生缺乏做人做事的深厚根基和思想底蕴，影响到个性的发展和人格的完善。随着人类社会的发展，加强学生人文素质的教育是社会可持续发展的需要，它有利于学生完善人格，活跃思维，激发创新灵感[4]，能在更深层次上提高学生的综合素质。科学的本质在于探索，科学的生命在于创新。大学物理实验教师应该转变自身的教学思想和人才观念，把教学的重心从“注重学生抽象逻辑思维训练”转变为“最大限度地使学生的创新思维和创新能力得到发展”。首先，应保护学生的好奇心，对学生的求异存疑要充分肯定，只有保持与众不同的怀疑精神，怀着对大自然的好奇不断地提出问题，才会有突破性的发现。因此教师在教学中要采用启发式教学，创设问题情境，激发学生的好奇，强化学生对一切事物的兴趣以促进他们的创新思想的形成和发展。其次，要加强对学生创造思维的多种形式的训练，尤其是创造想象和分散思维的训练。

通过优化大学物理实验课程体系和改变传统的教学理念和思维模式，引进先进的教学思想，有目的、多形式地在实验教学过程中加强对学生创造思维的训练和培养，可以激发学生的创新思维，提高学生的创新能力，使“大学物理实验”课程对创新人才的培养发挥自己独特的优势和作用。

参考文献：

[1].同志在接见中国科学院第九次院士大会和中国工程院第四次院士部分大会于外籍院士时的讲话[Z].光明日报，1998-08-10（1）.

[2]徐经梅，郑飞跃，高文斌.物理实验教学与创新人才的培养[J].实验室研究与探索，2007，26（10）：92-94.

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1 课堂教学是培养学生创新能力的主渠道

课堂教学中，教师要注意构建和谐、民主的课堂教学氛围，使师生交往的心理状态达到最佳水平，以保证学生心情舒畅、思维敏捷，使各种智力和非智力的创新因素都处于最佳活动状态，从而提高课堂教学效率。当学生的思维活动和结论超出教师所设计和期望的轨道时，教师不应强行把学生的思维纳入自己的思维模式之中，用自己或教材上的结论束缚学生的创新思维，更不能用粗暴的方式来中断学生的思维进程。教师要善于鼓励学生大胆质疑，欢迎学生与自己争论，要给予学生发表意见的机会，使学生逐步具有创新的意识。如在课堂教学过程中，某个学生提出了与教师截然不同的见解，教师不应该只是简单的否定学生，而应引导学生在课上或课下审视其观点，并得出正确的结论。这样做可以保护学生学习的积极性，使学生树立起进行独立学习及创新的自信心，使其创新思维处于活跃状态，这点对于学习物理科时间不长的初中学生来说是重要的。

习题教学是培养学生创新能力的一个有效途径。初中学生模仿性很强，如果教师经常在授课过程中有“创新举措”——创新的思维方式及创造性地解决问题的方案，这种创新示范作用将会对初中学生产生重要的、潜移默化的影响，学生也会有跃跃欲试的创新想法，这就是其创新欲望的体现。习题教学是初中物理课堂教学的重要一环，教师要跳出“题海战术”的误区，充分利用好课本上的习题进行创新教学，要能使学生尽量从不同的角度，运用不同的方法来分析解决同一问题，运用一题多解、一题多问、一题多变等形式使学生从单一的思维模式中解放出来，这样，学生再见到新类型的问题时，就能以发散思维或集中思维等自己的创新方式来解答问题。

2 物理实验教学是培养创新能力的有效途径

过去做物理实验时，老师总是让学生预先知道实验的目的、原理和最后的实验结论，要求学生背熟实验步调后才用固定的实验器材按部就班地进行实验，学生根本不考虑为何要这样做。在素质教育（思想道德素质、能力培养、个性发展、身体健康和心理健康教育）与新一轮基础教育课程标准实施（实际的行为）的今天，探究实验越来越被人们重视，这种探究实验的一般程序是：“发现难题提出假设设计并进行实验记录实验现象、数据研究归纳、获得结论评估与交流”。与验证实验相比，其长处是刺激引发学生的学习兴趣、提升学生的创新精神。比如，在探究《声音的响度与什么原因有关》这一实验时，我先提出相关问题让学生猜想，然后放手让学生去联合书上给出的实验设计方案完成实验并让学生思考一些问题：①音叉的振幅不易观察，咱们经过什么方法能得出其振幅的大小？②这一实验中咱们应观察什么？怎么样记录实验现象？③你还能设计哪些不一样的实验继续来探究这个难题？最后同学们很好地完成了本探究实验，并设计出了几种新的探究方案，还学到了一种科学的方法——“转换法”，观察乒乓球弹起的幅度来推理不易观察的音叉振幅。所以，用物理实验教学不可以仅仅停留在实验的层面上，要创造性地去探索和发现。

3 应用课外活动拓展物理实验创新方法

为从多方面教育学生探索物理的兴趣并增强学生的动手和实验创新本领，我还组织开展了形式各式、内容丰富的课外活动，如学习噪声后，我组织学生到工厂了解、体验噪声危害，研究噪声的产生原因，讨论减弱噪声的方法；学习能源的可持续应用后，准时组织学生走访了解了普遍家庭的节电情况、太阳能热水器的普及情况，经过实验探究并提出了节电的对策，还制作了太阳能热水器等模型。咱们还会根据教学主要内容准时组织学生在课外完成部分小制作比赛，如在学习光学后组织学生制作照相机模型、潜望镜。另外还开展了别出心裁的专题讲座、专题答辩会、小发明、实验操纵比赛等活动。经过活动的开展，使学生在活动中动手又动脑，刺激引发了斗志，磨练了意志，培养了自主探究、创新的意识。