生物学范文

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导语:如何才能写好一篇生物学,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。

生物学

篇1

Biology of the Land Crabs

2009, 479pp.

Paperback

ISBN: 9780521112925

Warren W. Bruggren等著

随着生物学家对陆生生物的关注越来越多,人们对于陆蟹类的研究兴趣也迅速发展。本书在1988年第一版出版以前,还没有一本专门研究陆蟹类的专业性书籍供那些对陆生十足类甲壳动物的各个方面感兴趣的生物学家们参考。本书是一本关于陆蟹类的综合性专著,它包含了甲壳纲动物中异尾类和短尾类动物近期和长期以来所进行的研究结果。

全书共有11章,1.引言部分,编者从整体上定义了什么是陆蟹类,强调了陆蟹类的重要作用,并指明了本书的研究范围;2.Richard Hartnoll对陆蟹类系统学做出的十分重要的评论,尽管作者将讨论范围限定在了陆蟹类,但是,书中所提供的有关陆蟹的进化、系统学以及地理分布等内容对于不同研究方向的甲壳动物学者们都是十分有用的;3.Thomas Wolcott讨论了生态学家和生物学家都十分感兴趣的陆蟹类生态学,本章涉及陆蟹生存的环境条件、与其他动物及人类的相互关系以及繁殖生态学等内容;4.关于陆蟹类行为学的内容,包括取食、梳理、打斗行为以及听觉和运动行为等;5.研究了繁殖和发育,本章重点讨论了生理学的内容,而对于陆蟹类幼体的发育和特征却讨论的较少,特别是考虑到这方面的工作已经开展了很多,作者对这方面的介绍就略显单薄;6.讨论了陆蟹的生长与蜕皮,特别是自割与再生现象;7.很好地论述了陆蟹的渗透调节,作者对于陆蟹类动物的盐和水分调节机理进行了详细的研究与讨论;8.是由本书的两位编者撰写的关于陆地呼吸问题的论述,综述了有关供氧生理学及其机制方面的知识及其在陆蟹类呼吸系统中的应用;9.10.讨论了陆蟹的循环系统以及与动物取食、消化、生理代谢和运动有关的能量学的内容;11.总结了陆蟹类研究的现状及本书对于后续研究的启示作用和目的。

本书的一点小小的瑕疵就是在术语的应用方面还存在一些不统一,这将对本类群研究不是很专业的同行造成一定的迷惑。

本书的两位编者,Warren W.Burggren和Brian McMahon都是非常有名的甲壳动物生理学家,Warren W. Bruggren现为北德克萨斯州大学生物系教授,他主要致力于组织和器官水平的生理学研究。

本书不仅适用于甲壳动物学家,而且对于一般陆生动物生态学研究者们也同样十分有用。

朱立峰,博士后

(中国科学院动物学研究所)

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1、食品方向,包括农产品、食品科学、畜产品、功能性食品、食品微生物等方面;

2、生物制药方向,包括生物化学与分子生物学、微生物学、微生物与生化药学等方面;

3、农业科学方向,包括蔬菜学、园艺学、果树学等方面;

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但情况可能即将发生改观。不久前,新加坡南洋理工学院的生物工程专家Chueh Loo Poh和化学工程师Matthew Wook Chang在实验室中合作完成的新细菌,可能会为那些在超级细菌面前束手无策的医生提供一种武器,从而使人类在这些微生物面前不再显得过分渺小。

两位科学家对绿脓杆菌进行基因改造,使其具有能够自动检测同类菌株的能力。之后,二人将改造后的基因和一种能产生绿脓杆菌素的基因转移到大肠杆菌基因组上。绿脓杆菌素对绿脓杆菌具有毒性,经过遗传工程改造的大肠杆菌检测到邻近的绿脓杆菌后,就会产生大量绿脓杆菌素消灭绿脓杆菌。实验结果显示,这种人造大肠杆菌能够杀死99%的绿脓杆菌。

而在此之前,美国政府实际上早已对合成生物学表现出了高度的热情。去年6月,国防部预先研究计划局(DARPA)在第五届合成生物学国际会议宣布了一项名为“生命铸造厂”的计划。DARPA希望能够彻底变革材料科学,使目前不可能制造的材料——例如更有效率的太阳能和电子材料成为现实。为了达到这一目的,DARPA计划“大规模地”涉足人造生物学。

相比于影片《第六日》和《侏罗纪公园》中上演的基因传奇,新的技术无疑更进一步:人类已经不再满足于复活或者复制已有或现有生物,而是选择通过合成基因创造人类所需要的物种。但当作为造物产物的人类成为造物主,伦理和法律带来的挑战可能远比技术更为严峻。

今年2月,美国111个环境监察组织共同了一份报告,提出合成生物学需要更多监督,政府需要为这一领域制定合适的规章。合成生物学真正进入大众视野是在2010年5月20日,当时美国生物学家John Venter宣布制造出了一个载有1000个基因的DN段cynthia。

但在cynthia——这个历史上第一个人造单细胞生物诞生后不久,彼得·哈特研究协会和伍德罗·威尔逊国际学者中心共同进行的调查显示,尽管有2/3的被调查者支持继续推动研究,但其余1/3的人则要求立即停止研究或是在充分了解其可能导致的不良后果前停止研究。

时隔两年,环境和监察组织的这份报告又一次将合成生物学推向了浪尖风口。报告认为合成生物学是“遗传工程的极端形式”,目前对其进行规范和评估的措施存在种种不足,政府应该禁止对人类基因组以及存在于人体内外的微生物基因组进行操作的合成生物学研究,并充分披露合成生物体的性质。在这些法规制定并落实以前,应该暂停合成生物体及其衍生品的商业应用。

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一、培养自己热爱生命,热爱大自然的思想感情

每个人都有善恶之分,好恶之情,大自然给了我们无比丰厚的礼物,我们身边也存在着无数生命的信息包括我们自己的身体,都是学生接触生物学的好实例。例如学了“我国的物种资源”这一节后我们反思:我们共同生活在同一个地球家园,为什么不可以与其它生物和睦相处?如果有一天,地球上只存在我们人类,那我们还会快乐吗?

二、树立科学的生物学观点

在学习生物学的过程中我们要利用建构主义逐渐加深对生物学观点的认识。初中生物学里我们要树立以下几个最简单也是最根本的生物学观点,用这些观点去试着理解我们接触的生物学知识解释生物学现象就简单多了。

1.生物体的整体性

例如关于植物体概述的内容,体现植物体的全貌,为讲述下面的内容打下基础。要先学细胞,再依次学习组织、器官和植物体的整体性。这是因为,细胞是构成植物体的基本单位,由细胞构成组织,由组织构成器官,由器官构成植物体。绿色开花植物由根、茎、叶、花、果实、种子六大器官形成一株完整的多姿多彩的植物。

2.生物体结构与功能相统一

比较生物体组织器官的结构特点和功能就不难总结出有什么样的结构就有什么样的功能这个生物学观点。结构与功能相统一的观点包括两层意思:一是有一定的结构就必然有与之相对应的功能存在;二是任何功能都需要一定的结构来完成。例如叶的表皮是无色透明的,表皮细胞排列紧密,向外一面的细胞壁上有透明而不易透水的角质层。表皮的这种结构的存在,既利于阳光透过,又能防止叶内水分过多地散失,还能保护叶内部不受外来的伤害;而阳光透入,防止水分散失,保护叶内组织,又需要一定的结构来完成,这就是表皮。

3.生物与环境的对立统一和相互影响

生物的生存和发展都与环境密切相关,人类的生存和发展也是如此。在“生物与环境的相互关系”这一节,可以通过学习生物与环境的相互关系,学生会认识到生物与环境的对立统一关系;阅读小资料“远渡重洋的屎壳郎”或者借助网络资源,电视节目《人与自然》等课外知识来开拓视野进一步升华对这一观点的认识。

4.生物体是发展变化的

学了“生物的进化”的内容后,这个观点就更加明了了。高等生物是由低等生物通过进化而来,进化在生物的结构上是一个从简单到复杂的过程,在生物的功能上是一个从弱小到强大的过程,在生物的种类上是一个从少数到多数的过程。例如通过学习生态系统的能量流动和物质循环,学生会认识到生态系统不是静止不变的,而是不断运动变化的;再如,通过学习人类活动对种群数量变化的影响、生态系统的稳定性及其保护等内容,学生会认识到生物界以及生态系统都是可持续发展的观点。

三、注重理论联系实际,锻炼自己动手动脑解决问题的能力

“人有两件宝,双手和大脑,双手能劳动,大脑能思考。”生物学知识与生活实际的关系更直接、更普遍。理论联系实际使我们能运用所学的生物学知识去解释一些现象,解决一些问题。

(1)自己动手种植花草:初中生活开始,我们按照课程的进行,首先认识大豆种子,然后把它种到花盆里,细心照顾,随着豆子的发芽长叶,开花结果,来观察根,茎,叶片的形态结构,来做叶片在阳光下制造淀粉的实验,来观察开花结果的过程。这个种植过程会贯穿整个学期的学习内容,对于教材的内容顺序老师会适当的加以变动。而且,可以结合农场游戏中的作物生长阶段来学习绿色开花植物的生活史,这样使枯燥的课本知识变的兴趣盎然。

(2)养自己的小宠物:有的同学喜欢养小猫小狗,还有金鱼,小鸟等等适合家庭养殖的小宠物,在生活中和他们多接触,观察他们的外部特征,生活习性,饮食习惯等。

(3)生物课除了利用生物实验室亲手操作外,同时还应经常走出校园,亲手采集动植物标本;到动物园、植物园、养殖场等地去参观。这样有助于培养学生理论联系实际的探索精神。

四、充分利用课上时间

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论文摘要阐述了山药的生物学特性,并具体介绍了山药的高产栽培技术,以期为山药种植户提供技术指导。

山药又称淮山、山薯、薯蓣、大薯,原产亚洲热带地区。我国南北各地均有栽培,以地下肉质块茎供食,喜暖和湿润,忌积水,怕干旱。山药为中药、蔬菜兼用,营养丰富,含有大量淀粉及蛋白质、B族维生素、VC、VE、葡萄糖、粗蛋白氨基酸、胆汁碱、尿囊素等。作为中药可以健脾益胃、助消化、滋肾益精、益肺止咳、降低血糖、抗肝昏迷、延年益寿。一般产值9万元/hm2左右,和其他作物进行周年间作套种产值可达15.0~22.5万元/hm2。

1生物学特性

山药为多年生缠绕草本植物,茎细长,叶对生或3叶轮生,1m以上,叶片心脏形或箭头形,叶腋间常生1个珠芽(气生块茎),亦称零余子(山药蛋),可用来繁殖和食用。地下肉质块茎,分为棍棒状、掌状和块状3类,表皮粗糙呈淡黄褐色或黑褐色,表面密生细须根,春季自块茎上生不定芽,肉白色或淡紫色。夏季开花,花单生,乳白色少有坚固,都行块茎繁殖。雌雄异株,穗状花序,雌花序下垂,雄花序竖立,花小,黄绿色。果实有三棱,呈翅状,成熟后枯黄色。山药要求高温,干燥气候,块茎10℃开始萌动,生长适温为25~28℃,在20℃以下生长缓慢,叶蔓遇霜则枯死,短日照能促进块茎和零余子的形成。

2高产栽培技术

2.1品种选择

当前栽培的山药品种主要有2类摘要:一是普通种,通常又叫家山药,二是大薯又叫田薯。目前栽培的主要品种有淮之、农大短山药1号等。

2.2土地选择

选择地势高燥、排水良好、土层深厚、松软的沙壤土或壤土田块,要求上下土质一致,如下层有较薄的黏重土层,挖沟时挖去,也可种植。土壤以微酸到中性为宜。山药不能连作,一般应隔3年轮作1次。

2.3种子处理,培育壮苗

应采用零余子(俗称山药蛋、山药豆)和山药块茎段作种。种前需晒种1周以上,促进种子内部物质的转化,打破休眠,杀灭种子表面的病菌。零余子晾晒至表皮呈灰绿色,上面有很多疙瘩突起,用手剥开表皮可见紫绿色的肉。山药块茎段晾晒至伤口向内萎缩,并从断面中间裂开。4月上中旬选择较肥沃的土壤掺以腐熟农家肥进行集中催芽育苗,可采用10cm×20cm的窝行距,待苗高10cm左右便可移植大田。

2.4栽植

挖沟栽植时,首先把沟内20cm深的熟土取出放在沟两边,沟宽30cm,再继续将沟下40cm深的土层挖松,将拌匀的腐熟农家肥15.0~22.5t/hm2、磷肥750kg/hm2、碳铵450kg/hm2、硫酸钾375kg/hm2施入其上,并稍加翻挖,最后把沟两边的熟土提到沟上,培成宽30~35cm、高20cm的土垄,再将繁育好的山药苗栽植在土垄上。一般栽4.5~7.5万株/hm2,水肥条件好,密度宜小。为了便于搭架、田间管理和通风透光,宜采用宽窄行相间栽植,如100cm×70cm×25cm,栽4.65万株/hm2;或80cm×50cm×25cm,栽6万株/hm2。

2.5常见的栽培模式

常见的栽培模式有摘要:韭菜和山药套种、玉米和山药间套种、蚕豆和山药套种等模式。蚕豆和山药套种,一般在10月底11月初整地点蚕豆,来年3月到4月收蚕豆栽山药,效益可达15万元/hm2;韭菜和山药套种,效益可达18万元/hm2;玉米和山药间套种高效立体栽培,周年可生产蔬菜,效益更高,可达22.5万元/hm2以上。

2.6喷施生长调节剂,控徒长,促高产

多效唑对山药藤蔓生长具有明显的抑制功能,表现为节间缩短、藤蔓粗壮、叶色浓绿、叶片增厚、顶端新生侧枝减少、花蕾发育不良、零余子生长受抑,能使山药增产10%以上。喷施多效唑的最佳时期在山药藤蔓满架,现蕾开花初期,均匀喷施15%多效唑可湿性粉剂1000~1500倍液,生长过旺的田块可多喷1次,间隔1周。

2.7搭架通风透光

山药是藤本右旋攀缘性植物,任其自然生长不利于通风透光和产量提高。搭“人”字架应在藤蔓生长到50cm以上进行,支架顶端用架材连接,并用绳子扎牢,以提高支架的撑力和抗风能力,防止倒架。搭架能改善通风透光条件,提高植株中下部叶片的光合功能能力,降低架内的湿度,减少病害,从而提高山药产量。一般架高在2m左右。

2.8重施钾肥,促进块茎膨大

山药喜有机肥,从播种到发棵都可铺施。在生长前期以藤蔓生长为主,应适当供给速效氮肥,进入块茎生长旺期,要重视氮、磷、钾的配合施用,非凡是重视钾肥的施用,以促进块茎膨大和物质积累。生长后期要控制氮肥施用量,防止藤蔓徒长。一般使用的钾肥有硫酸钾、磷酸二氢钾、生物钾肥等。在山药生长期内,一般需分次追施硫酸钾600kg/hm2,

才能达到较好的高产效果。生长后期结合防病治虫,根外喷施0.3%的磷酸二氢钾溶液2~3次,还可达到保叶防早衰的目的。

2.9病虫害防冶

2.9.1病害防治。病害主要有白锈病、褐斑病。白锈病于春季发生,褐斑病于夏季发生。防治方法摘要:①搭支架,使通风良好,不能在阴湿积水的地方种植;②用波尔多液(1∶1∶140)或多菌灵800倍液喷雾防治。

2.9.2虫害防治。虫害主要有蛴螬、地老虎,咬食根部。防治方法摘要:①结合整地施入辛硫磷或毒死蜱颗粒剂;②发生时用毒饵诱杀或药液灌根等。

2.10防止畸形山药的形成

在山药栽培过程中,因不良环境条件、栽培办法、管理方法等因素的影响,使山药在生长过程中改变了内部组织结构,从而产生各种奇形怪状的山药,如山药块茎上端分杈、下端分杈、蛇形、扁头形、脚掌形、葫芦形、麻脸形等,这些统称为畸形山药。防止办法摘要:①严格按技术规程操作,谨慎施用种肥,防治地下害虫施用毒土、毒饵时不能盲目加大剂量;②人工挖山药沟时应在冬前进行,通过冬春雨雪侵蚀冰冻使土块充分风化粉碎,随风化解冻及时填沟,填沟时仔细剔除上壤中的石块、砖块、沙砾等硬物。不要将大土块填入沟内;③施用充分腐熟的有机肥,如人粪尿、堆肥、厩肥和优质土杂肥,要利用夏秋季节气温高、易发酵腐熟的有利时机提前进行沤制。提倡有机肥和部分化肥在种植完山药后施入山药行间,把腐熟的有机肥铺施于2行山药之间的畦面上,耧划翻土15cm深左右,使土、肥充分混合,然后将畦面的肥土覆于山药垄的两侧。

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关键词:细胞生物学,教学,高职高专,启发式教学

细胞生物学是生命科学的重要分支,它是一门重要的基础学科,并引领与之相互渗透交叉的多门学科领域,如生物学、化学、分子生物学、生理学及病理学等的发展前沿。21世纪是个科技发展全面提速的世纪,在这个人才辈出的伟大时代,细胞生物学的教学对于培养全面复合型人才发挥着越来越重要的作用。所以,全面开展细胞生物学教学改革,改变过去按部就班、枯燥无味的教学套路,开展优质高效的课堂教学迫在眉睫。为此,我们在充分研究分析学生认知结构与学科特性的基础上,进行了大胆的探索与尝试,寻找有效的教学方法,增强了学生的学习兴趣,提高了细胞生物学的教学质量。

一、深入分析学生认知结构与特点

所谓知己知彼,百战不殆。搞好教学的前提是充分掌握教学对象的特点,本文的研究对象为高职高专院校学生,学生构成主要分为三个部分,一是高考统招理科生,这部分学生生物、化学基础较好,理解能力较强,学习细胞生物学相对比较轻松,但容易产生浮躁心理;二是高考统招文科生,尽管他们的理解能力也比较强,但是因为高中生物与化学的基础较薄弱,对于细胞生物学的学习难免会心生畏惧;再者就是对口升学的学生,这部分学生的构成比较复杂,大多为中专毕业,对很多知识点属于一知半解型,基础不够扎实,但是这部分学生中有很多具有社会实践经历,所以他们在学习中对知识的选择性的更强,更能理解理论知识的实用性。

基于以上学生的特点,在教学中,我们要统筹兼顾,对理科生要恰当引导,帮助他们摒弃浮躁,潜心学习,更上一层楼;对文科生要多鼓励,充分发掘他们学习新知的能力,帮助他们克服畏惧心理;对口升学的学生,要因势利导,充分发挥他们的实践能力,帮助他们夯实理论基础。

二、建立良好的第一印象,引发学生的学习兴趣

第一堂课是学生建立印象的关键一课,“兴趣是最好的老师”,利用第一堂课引导学生建立浓厚的学习兴趣至关重要。对于高职高专院校的学生来说,知识的实用性无疑是最能引发他们兴趣的。

细胞生物学是从细胞整体水平、亚显微水平和分子水平三个层次研究细胞结构及其生命活动规律的学科。分子水平主要研究细胞的化学组成及分子组成,包括水、无机盐、蛋白质(氨基酸)、脂类(胆固醇)、糖类(葡萄糖)、核酸(DNA、RNA)等,内容相对比较抽象。教师可以从学生熟知的生活常识中提取细胞生物学的教学元素,作为新课的导入,一方面向学生展示抽象知识的实用性,另一方面也能紧紧抓住学生的眼球,激发他们的学习兴趣。如从胶原蛋白面膜的使用,胰岛素用于降血糖引出胶原蛋白、胰岛素等蛋白质与细胞的关系。

三、由生活常识入手,开展启发式教学,化难为简

高等教育的最大意义在于培养学生自我学习、独立思考的能力,能将各种知识融会贯通并建立联系,进而激发学生的创新意识。启发式教学根据教学任务和学习的客观规律,从学生的实际出发,启发学生的思维,调动学生的学习积极性和主动性,促使学生自主学习。由此看来,启发式教学无疑是最有优势的教学方法,在传授重点知识的同时,又迁移默化地培养了学生的学习认知与思考的能力。所谓“启发”是指“开导指点,使产生联想并有所领悟”,常见的启发方法有比喻、类比、联想等,做好启发式教学最关键的还是出发点的选择。经过多年的教学实践,我们认为把生活常识中蕴含的道理用做启发式教学的出发点效果非常好。例如,蛋白质的基本组成单位是氨基酸,核酸的基本组成单位是核苷酸,多糖的基本组成单位是单糖,这里把各种大分子比作火车,其对应的“基本组成单位”比作车厢,学生一下就会豁然开朗。再如,核糖体是蛋白质合成的场所,内质网和高尔基复合体具有修饰加工蛋白质的功能,我们就可以把核糖体比作把单个车厢(即氨基酸)连接成火车(即肽链)的场所,但是这列火车只是半成品,需要连续进行两次后期的装饰加工,即可把内质网比作第一加工车间,高尔基复合体比作第二加工车间,在第二加工车间可以得到蛋白质的成品,即各种蛋白质,包括分泌蛋白、膜蛋白和酶等物质。

由此可见,把从学生熟知的生活常识中提炼出的道理用于启发式教学,不仅可使抽象的书本知识变得形象直观,易于理解,还培养了学生思考变通的能力,培养了他们浓厚的学习兴趣,同时也使课堂气氛更加轻松融洽,最终提高了课堂教学效率。

四、前后联系,及时总结

细胞生物学各章内容既独立又相互关联,在教学过程中,教师要及时总结,帮助学生融合贯通各章节之间的知识。例如,在讲“线粒体”一章时,新课开始前设置了两个问题:“不属于内膜系统的细胞器有哪些?(核糖体和线粒体)”;“真核细胞中DNA分布在哪里?(主要分布在细胞核,少量分布在线粒体)”,这两个问题均引出了“线粒体”这一细胞器,学生会不由自主地思考“为什么线粒体不属于内膜系统?线粒体里的DNA与细胞核里的DNA有什么区别,是否都能进行蛋白质的合成?”由此激发了学生的求知欲望,利于新课的教学。因此,在复习的基础上导入新课,使新旧知识建立起联系,可使知识之间的纵向联系更加明现,既能让学生“温故”,更能使他们 “知新”。

参考文献

[1]胡建国,鲍明升,唐宝定等.《医学细胞生物学》教学方法实践与探讨,蚌埠医学院学报,2011(7).

[2]曾摇杰,摇罗h佶,摇禹华旭等.医学细胞生物学教学方法实践与探讨,基础医学教育,2011(12).

篇7

分子生物学研究的对象主要是核酸或基因等生物大分子,这些内容繁杂、枯燥、抽象,学生学习时都感觉混乱,难以掌握。因此采用多种教学方式有利于充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性,培养有信心、会学习、具有创新精神和独立分析解决问题能力的专业人才。对于分子生物的基本知识和原理,要以教师的讲解为主。在讲解的过程中,结合科学史讲述,即偏重科学发现、假说以及验证假说的实验依据,在教与学的过程中,注重学生科研思维的建立与培养。在课堂教学时,实现由“教师带着教材走向学生”向“教师带着学生走进教材”的转变,教师可以自主选择自己适合的教学方法,最大限度地调动学生的学习积极性。在教学过程中,可采用多媒体教学,充分发挥多媒体教学有信息量大、图文并茂、形象生活等许多优点,可以激发学生兴趣,能够帮助学生理解比较抽象的知识。同时,在讲课过程中要适当放慢讲课速度,对于重点和难点应当加以板书,以弥补多媒体教学速度快,学生难以做笔记的缺点。充分发挥学生们积极主动性。笔者曾尝试在一个学期中安排一次课让学生自己讲解,在学期伊始便将全班学生分组,每5人一个小组,要求每个小组利用6周的时间全面了解一种病毒(如HBV、HCV、SARS等),可以通过互联网、图书馆等一切可以利用的信息来源,并要求每个小组制作一个15分钟左右的PPT,在学期中的某一次课上,每个小组都要上来给其他学生们讲解他们的作业,包括病毒性质、生活史、基因特性、引起的疾病有哪些以及如何预防和治疗等等。学生们遇到什么问题可以随时与教师沟通。这种方法既能够培养学生自己学习的能力,加强团队合作精神,锻炼学生说话能力,同时可以建立师生之间的和谐关系,营造良好的课堂氛围。

以实验室为平台,深化了解理论知识,培养创新研究能力

分子生物学是一门实践性很强的学科。为了培养高素质生物学人才,在分子生物学教学中应该注重实验教学,加大实验课程比例,强调培养学生的动手能力和创新能力。笔者在分子生物学实验教学过程中,曾设计“一条龙”实验方案,用一个大的、完整的实验就可以把整个分子生物学的内容有机连串起来,如基因组提取、NCBI数据库的使用及引物设计、PCR扩增获得目的DN段、目的DNA与载体连接、感受态细胞的制备、转化、质粒的提取、酶切鉴定、诱导表达、重组蛋白提取、鉴定等。一个连续的“一条龙”实验可以把分子生物学基础知识、各种实验方法有机串联起来。当然,在“一条龙”实验过程中,教师要认真检查学生实验的每个环境,随时指正学生实验中的错误,以确保实验成功,因为每一个实验既是上一个实验的延续,也是下一个实验的前奏,如果这个实验出现错误,则需要学生在下个实验课开课前补做这一实验,以确保下个实验的顺利开展。对于一些时间长、较复杂的实验,以及一些目前还没有条件开设的新实验技术,可以采用多媒体光盘演示、播放录像观看实验流程,在观看过程中教师实验的关键点及注意事项进行讲解,学生对不清楚的地方提出疑问,培养学生对科学一丝不苟的严谨态度。

把好考试关,建立合理的评价体系

分子生物学与各学科的紧密相关,发展迅速,更新快,不同教材的课程内容及重点也不尽相同,这给学生的考试带来困难。由于多个专业都有开设这门学科,而不同专业的学生的定位也各有侧重,这就要求在考试内容有所区别,既要全面掌握分子生物学知识,又要突出专业特色,因此必须建立一个合理的学生评价体系。笔者认为,对于新建本科高校来说,分子生物学教学的一个合理的学生评价体系应该是将“形成性评价”与“终结性评价”有机结合,可将平时作业、课堂讨论等纳入评价范围,注重激发学生兴趣、考核学生的创新能力,尤其注重学生在实验过程中所表现出的创新性思维。同时,教师应该是学期开始就将评价体系及其相应的考核方式预先告知学生,让学生做好准备,打消学生考试之前临时抱佛脚、搞突击等短期行为。

不断提高自身知识能力,优化授课质量

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利他主义有三种典型的表现形式:

第一,“亲缘利他”,即有血缘关系的生物个体为自己的亲属提供帮助或作出牺牲,例如父母与子女、兄弟与姐妹之间的相互帮助。一般情况下,这种以血缘和亲情为纽带的利他行为不含有功利的目的,因此有人把它称为“硬核的利他”(hard-corealtruism)。但生物学的研究业已证明,“亲缘利他”对生物个体来说并非没有回报。根据“亲缘选择”理论,生物的进化取决于“基因遗传频率的最大化”,能够提供“亲缘利他”的物种在生存竞争中具有明显的进化优势。(Hamilton,1963)因此,“亲缘利他”不仅在人类社会,而且在整个生物世界都是一种非常稳定、非常普遍的行为模式。例如,当幼鸟遭受攻击时,许多鸟类父母都会挺身而出,用伪装受伤的方法把猛禽引向自己,使子女得以逃脱。在这一行为过程中,父亲或母亲虽然可能因此丧生,但由于父母与子女之间有1/2的基因完全相同,从“基因遗传频率最大化”的角度看,原则上只要能使2只以上的幼雏得以逃生,父亲或母亲作出的牺牲就是值得的。如果考虑到年幼子女丧生的几率远远超过经验丰富的父母,这类行为对生物繁衍所具有的“效率”就更一目了然了。所以,无论在人类社会或生物世界,“亲缘利他”在父母与子女关系上表现得尤为动人和充分。而随着亲缘关系的疏远,“亲缘利他”的强度也会逐步衰减。生物学家甚至设计出所谓的“亲缘指数”,并根据它来计算“亲缘利他”行为的得失和强弱。(Hamilton,1964)在这方面,生物学与经济学所包含的内在逻辑相当一致:所有生命体的行为看上去总好象设法使某一“目标函数”最大化。有人曾经对《美国经济评论》和《美国博物学家》刊载的文章进行过比较,结果发现这两门学科有着惊人的相似性。典型的论文都是运用优化的方法来预测某种现象,然后再作出统计检验。(Tullock,1983)

第二,“互惠利他”,即没有血缘关系的生物个体为了回报而相互提供帮助。生物个体之所以不惜降低自己的生存竞争力帮助另一个与已毫无血缘关系的个体,因为它们期待日后得到回报,以获取更大的收益。从这个意义上说,“互惠利他”类似某种期权式的投资,所以有人把它称为“软核的利他”(soft-corealtruism)。例如,一种生活在非洲的蝙蝠,以吸食其他动物的血液为生,如果连续两昼夜吃不到血就会饿死;一只刚刚饱餐一顿的蝙蝠往往会把自己吸食的血液吐出一些来反哺那些频临死亡的同伴,尽管它们之间没有任何亲属关系。生物学家发现,这种行为遵循着一个严格的游戏规则,即蝙蝠们不会继续向那些知恩不报的个体馈赠血液。(Wilkinson,1984)显然,这是一种非常典型的“互惠利他”。根据“边际效用递减律”,当施惠者与受惠者互相换位时,同样数量的血液将产生更大的边际效用,从而使这类行为具有明显的经济学含义。不过,由于施惠与回报存在着时间差,从而使这种期权式的投资具有很大的不确定性。因此,“互惠利他”必然存在于一种较为长期的重复博弈关系中,而且还要求形成某种识别机制,以便抑制道德风险和个体的机会主义倾向。虽然精密的“互惠利他”模型直到20世纪晚期才由博弈论专家阿克塞罗德建立起来,(Xelrod,1984)但它的基本思想却在200多年前亚当·斯密论述那只著名的“看不见的手”时,就被一针见血地指出过了。

第三,“纯粹利他”,即利他主义者不追求任何针对其个体的客观回报。例如,汤姆逊瞪羚(Thomson’sgazelles)的利他主义行为:当狮子或猎豹接近时,往往会有一只瞪羚在原地不停地跳跃向同伴们发出警告。生物学家观察到,这是一种非常特殊的行为方式,它只发生在最早发现危险的汤姆逊瞪羚身上。按照一般的行为原则,最早发现危险应该最早逃跑才是最佳生存策略。但汤姆逊瞪羚的“英雄主义”却放弃了第一时间逃生的机会,并以此代价向同伴报警,使自己暴露在捕食者面前。这一行为看上去颇似我们前面提到的母鸟保护幼鸟的行为,但它们的内涵却有明显的差别。因为汤姆逊瞪羚所保护的并非是它的子女或亲属,对个体来说这是一项没有任何收益的投资。这一行为与吸血蝙蝠的“互惠利他”有着更明显的区别,对个体来说这一行为的投资风险与预期回报存在着极大的不对称,而且也不可能通过识别机制来剔除那些具有机会主义倾向的“搭便车”者。因此,有些生物学家,比如《自私的基因》一书作者里查德·道金斯甚至对汤姆逊瞪羚的行为作出了如此自私的解释:高高跳跃的瞪羚是在向突袭者昭示——你瞧,我的体力有多棒!别来打我的主意,否则你会一无所获的!还是去追杀我的那些孱弱的同伴们吧!(道金斯,1998a)我认为这个解释非常勉强并令人怀疑。且不说把这种只有人类“超级智慧”才想得出来的“炫耀式欺骗”强加给汤姆逊瞪羚是否公平,就是从进化论角度看,其破绽也是显而易见的:如果这种行为真有效,当遭受猛兽袭击时为什么不会有更多的汤姆逊瞪羚跟着一起“跳舞”呢?

显然,要对利他行为作出全面说明,仅仅满足于“亲缘利他”和“互惠利他”是不够的。我们必须从生物学和经济学的角度对“纯粹利他”作出解释,而这正是本文试图达到的目的。

二、纯粹利他行为的生物学基础

事实上,许多生物学家,比如劳伦兹(K·Lorenz)、威尔逊(E·Wilson)、爱得华兹(W·Edewards)等,早就在一定意义上给出了“纯粹利他”行为的生物学解释,他们的理论在生物学中被称为“群体选择理论”。该理论认为,遗传进化是在生物种群层次上实现的,当生物个体的利他行为有利于种群利益时,这种行为特征就可能随种群利益的最大化而得以保存和进化。(Wilson,1975)但“群体选择理”论存在着一个很大的缺陷,它无法解释导致个体生存适应性降低的“纯粹利他”行为怎样才能通过生物个体的基因保存下来。因此,在主流生物学理论中占据主导地位的恰恰是与之对立的“个体选择理论”。“个体选择理论”认为,“纯粹利他”行为与生物个体的生存适应性成反比(只要想一想那只以生命为代价向同伴报警的汤姆逊瞪羚就可以了),而利己行为却与生物个体的生存适应性成正比;一个利己的个体有更多的机会生存下来并繁殖自己的后代,而这些后代都有继承其自私特征的倾向;只要前者的生存适应性低于后者,不管这种差别在初始状态多么微小,经过千百万年的自然选择,生存适应性较低的生物性状也会被无情淘汰掉。以至于里查德·道金斯斩钉截铁地说,“如果你认真地研究了自然选择的方式,你就会得出结论,凡是经过自然选择进化而产生的任何东西,都应该是自私的”,“对整个物种来说,‘普遍的爱’和‘共同的利益’等在进化论上简直是毫无意义的概念”。(道金斯,1998b)

但“个体选择理论”并没有解决由汤姆逊瞪羚所引起的深层矛盾,我们不仿把它称为“汤姆逊瞪羚悖论”:一方面,现代生物学认为,只有交互繁殖的种群才能保持相对恒定的基因库,所谓进化是生物种群的进化而不是生物个体的进化;(陈阅增

,1997a)因此,“纯粹利他”行为作为一种符合种群利益最大化的生物性状,在生物长期演进过程中保存下来是符合进化论自身逻辑的;另一方面,迄今为止所有生物学的实证研究似乎都证明了,生物进化必须通过生物个体的基因介质才能实现;有利于个体生存适应性的生物性状,才会在遗传进化中得以保存并不断强化;而与个体生存适应性无益甚至有害的生物性状,其有效信息最终都会在遗传进化中丢失和湮没;因此,“纯粹利他”行为是不能从生物学意义上得到解释的。(道金斯,1998c)“汤姆逊瞪羚悖论”给解释“纯粹利他”行为提出了两个极具挑战性的问题:1、有利于种群利益最大化的生物性状怎样才能通过生物个体的基因介质保存下来?2、有利于种群利益最大化的生物性状通过什么途径才能得到必要补偿和激励?在我看来,这两个问题不但可以回答,而且答案已经包含在现存的生物学知识框架之中。

“个体选择理论”显然建立在这样一个前提上,即生物的遗传性状与遗传介质之间是一种直接的、一一对应的关系。但我们不能不设问:除此之外,是否还存在一种间接的、非对称的遗传关系?事实上,现代生物学已经观察到许多非对称的遗传现象:两种不同的、甚至完全相反的生物性状,通过同一基因介质实现遗传;随着其中一种被自然选择,另一种也同时保留下来。最著名的例子是引发镰状红细胞贫血病的隐性基因:镰状红细胞贫血病对人类来说是一种非适应性的生物性状,但生物学家发现,带有这一基因杂合子的人却具有较强的抗疟疾能力,因此在非洲某些恶性疟疾流行地区,这一隐性基因的出现频率就很高。(陈阅增,1997b)以此推论,“纯粹利他”行为虽然对生物个体是非适应性的,但它对生物种群却具有很高的生存价值;因此,在生物长期演进的过程中,它可以与某些利己行为一起借助于同一个基因介质以“隐性遗传”的方式保留下来,这恰恰体现了生物性状对生存环境高度的适应性。为此,我们可以建立一个简单的遗传模型来说明这一假说:假设AA与Aa为利己型基因,aa为利他型基因;在Aa中A为显性的等位基因,a为隐性的等位基因;如果利他行为的生存适应力低于利己行为,那么根据自然选择原理,aa型的利他基因最终将被淘汰出局;但由于在Aa型利己基因中含有隐性的a,它并没有随aa的消失而消失;因此当Aa型基因与Aa型基因通过减数分裂进行繁殖时,根据“哈迪-温伯格定律”,仍然有可能复制出AA(占25%)、Aa(占50%)和aa(占25%)三种类型的基因,从而实现利他行为的隐性遗传。

“纯粹利他”行为在“非零和博弈”条件下对生物个体生存适应性的损益是另一个值得探讨的问题。一般推断,两个具有“纯粹利他”倾向的生物个体更容易营造一种协作氛围;与两个只有利己倾向的生物个体相比,它们可能具有更高的生存适应性。如果这一猜测是正确的,则我们可以构建一个博弈方阵来解决“纯粹利他”行为的补偿和激励问题(叶航,2001a):

--------------------------------------

||利己主义者|利他主义者

--------------------------------------

|利己主义者|-5,-5|12,-2

--------------------------------------

|利他主义者|-2,12|5,5

如果我们以X代表利己主义者,以Y代表利他主义者;根据以上假定则利己主义者的期望适应性为-5X+12Y,利他主义者的期望适应性为-2X+5Y;当利己主义者与利他主义者的比率为7:3时,每个个体的适应性都是一样的(-5X+12Y=-2X+5YX:Y=7:3);如果利己主义者与利他主义者的比率大于7:3,则利己主义者的适应性会减少而利他主义者的适应性则会增加;反之,则利己主义者的适应性会增加而利他主义者的适应性则会减少。因此,在生物种群及其个体行为模式中“利己行为”与“利他行为”将以某种大致固定的比例同时存在。它说明,“纯粹利他”行为是能够通过补偿激励机制得到进化的。事实上,这一结论的依据正是现代生物学中的ESS理论。ESS理论是英国著名生物生态学家梅纳德·史密斯1982年创立的,它在现代生物学中被称为“自达尔文生物进化理论建立以来最重要的发展之一”。(道金斯,1998d)ESS是生物进化稳定策略(evolutionarilysbrstrategy)的缩写,如果生物种群在进化过程中能够形成某种稳定的策略(行为)均衡,这种策略(行为)就是ESS。显然,“利己”和“利他”都是在生命世界长期演进过程中所产生的、稳定的生物行为。必须指出,用基因的隐性遗传和ESS理论解释“纯粹利他”行为不是向“群体选择理论”的回归。这一分析仍然是以“个体选择理论”为基点的,但是它又与传统的“个体选择理论”不同,它把解释的重点放在有利于群体利益(当然,归根结底它也有利于群体中每一个个体)的生物性状怎样才能通过个体的基因介质实现遗传进化,从而在现有的生物学知识框架下对“纯粹利他”行为作出符合实证要求的解释。

三、纯粹利他行为的经济学分析

现代生物学的进化和遗传理论认为,物种演进的目标是“基因遗传频率的最大化”。这一结论所包含的逻辑与经济学的理性假设完全一致。但我们并不能就此推论,所有生物都会按照“基因遗传频率最大化”的要求来“理性”地计算和规划自己的行为。事实上,进化的“理性”最初是通过“情感”、“偏好”等感性形式“殖入”生物的遗传基因并成为生物个体的“自觉”行为,我们不妨把它称为理性的“本能”。(Wright,1994;叶航,2002)对生物个体来说,“本能”所表达的正是生物进化内在的逻辑要求:所谓“理性”的行为,只不过是经过自然严格筛选后留存下来的、能够被我们观察到的、相对稳定的生物行为罢了。(贝克尔,1995)

“情感”与“偏好”是触发生物行为的按纽。当“情感”与“偏好”得不到满足时,建立在生物化学、生物物理学和神经动力学基础上的生物内部平衡系统便会受到破坏,由此造成一系列生理或心理上的压力。这种压力超过一个阈值,生物个体就会产生行为的动机,进而通过一定的行为来实现自己的需要,以便消除和缓解身心的紧张状态。因此,生物行为的遗传首先表现为一个生物化学、生物物理学和神经动力学系统及其触发机制的重构与再现,本能或者由本能冲动所引导的生物“理性”行为可以看作是该系统由不平衡向平衡的运动过程。“理性人”是现代主流经济学最基本的预设。按照该预设,一个人的行为总是追求自身“效用”的最大化,而所谓“效用”只不过是“偏好”的一个函数。(瓦里安,1997)经济学不研究“偏好”是如何产生的,那是生物学、进化论、也许还有心理学的任务。经济学的任务是在给定的“偏好”状态、“偏好”结构与“偏好”序列下研究行为主体如何“最大化”自身的“效用”。如果生物学业已证明,“纯粹利他”行为与“利己”行为一样具有进化优势,生物个体能够通过基因介质把触发这种行为的“偏好”保存起来并遗传下去;那么,只要给定这一“偏好”,我们就可以对“纯粹利他”行为做出标准的经济学分析。

在微观经济学中,消费集(consumptionset)X也可称为选择集(choiceset)X,通常假定集合X是k维实数空间Rk中的一个非负子集。如果行为主体对集合X中的选择束具有偏好关系,而这些偏好关系又能满足完备性、自返性、传递性和连续性的假定(事实上,这些假定已经包含在“理性人”的预设中),则偏好关系就可以用一个连续的效用函数来表示:即存在一个函数u:XR,使得x1﹥x2,当且仅当u(x1)>u(x2)。如此,我们就可以把行为主体内含的偏好关系转化为一个函数关系:

U=u(x1,x2,…,xn)(1)

我把上述函数称为“

广义效用”函数,因为其选择集X中的偏好项xi可以用来表示包括经济偏好、道德偏好(我们可以把“纯粹利他偏好”包括在“道德偏好”中,因为“纯粹利他”是道德行为最显著的特征)、情感偏好、审美偏好、甚至宗教偏好和信仰偏好在内的所有偏好,只要这一偏好是相对稳定的、可观察的。(叶航,2001b)如果行为主体的资源总量为I,实现广义效用所需的单位成本或影子价格分别记作p1,p2,…,pn,则其资源约束可以表示为:

p1x1+p2x2+…+pnxn=I(2)

可以证明,只要目标函数是连续的,约束集是闭的并且是有界的,则以式(2)为约束条件的广义效用最优(最大化)解就是:

MU1/p1=MU2/p2=…=MUn/pn=λ(3)

式中MUi=du/dxi,即xi的边际效用;pi为i种偏好(x)的单位成本或影子价格;λ为约束资源的边际效用;i=1,2,…,n。

根据式(3),我们可以得出如下几点有意义的推论:

第一,在广义效用最大化过程中,行为主体将依据一定的偏好状态、偏好结构和偏好序列使自己的行为呈现出形态各异的“价值”取向。

举例来说,如果x1代表具有利己倾向的经济偏好,x2代表具有利他倾向的道德偏好,则当MU1/p1>λ时,行为主体的行为才会偏重经济选择,表现出利己倾向;而当MU2/p2>λ时,行为主体的行为将偏重道德选择,表现出利他倾向。特别地,当MU2/p2>λ且MU2/p2>MU1/p1时,行为主体将为了利他目的放弃或部分放弃自身的物质利益或经济利益。(叶航,2000)因此,追求自身效用最大化的行为主体不一定就是一个“自私自利”或“钱迷心窍”的人。人们的行为将取决于他们的偏好。事实上,在古典或新古典经济学中,经济学家就已经关注过“优越感”、“荣誉感”、“自豪感”、“成就感”、“责任感”、“道德感”等等纯精神领域的偏好对人类行为的影响。而现代主流经济学对“闲暇”和“炫耀”的研究,则更是一个众所周知的事实。

二、就某一特定行为来说,行为主体的行为倾向取决于某一偏好的“成本—效用”比,即MUi/pi。

举例来说,如果x2代表具有“纯粹利他”倾向的道德偏好,当pi和λ给给定时,MU2越大,人们的行为越偏重道德选择。事实上,伦理学所谓的“良心”,从广义效用的角度看,就是道德行为在一个人心目中的效用水平。它表现为一个人未采取某种道德行为时所感受到的内心矛盾与痛苦,以及采取某种道德行为后所体验到的内心解脱与愉悦。如果MU2和λ给定,则p2越小,人们的行为越偏重道德选择,我们可以把p2称作“道德成本”。值得指出,“道德成本”是一个长期被人们忽视、甚至被伦理学和道德哲学所忽视的范畴,其意义在于它提醒我们,任何一个行为主体在进行道德决策时都有权力考虑自己的“道德成本”,而社会则应该努力营造一种降低“道德成本”的机制,以促进个人道德偏好的形成和社会道德水平的提高。

三、当其他条件不变时,λ的值越小,行为主体的非经济偏好越强。

由于λ为约束资源的边际效用,在其他条件不变的情况下,λ越小,体现广义偏好的行为倾向就越强。但其中的例外是,由于经济行为具有资源再创造的特殊功能,其效用水平与λ成正比。因此,λ越小经济行为的效用水平就越低,从而一个人的非经济偏好就相对越强。事实上,当物质资源相当匮乏时,一个人很难产生出非经济偏好;反之,在其他条件不变的情况下,物质资源越丰裕,一个人的非经济偏好,比如道德偏好、情感偏好、审美偏好等等,就越丰富、越强烈。显然,马斯洛的需求层次学说支持这一结论。(马斯洛,1987)

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【关键词】 生物学 教学效率 教学过程

【中图分类号】 G633.91 【文献标识码】 A 【文章编号】 1674-4772(2012)12-040-01

如何提高教学效率呢?结合实际,应该做到以下几点:

一、充分发挥教师个人魅力,建立良好的师生感情

情感是人对外界刺激肯定或否定的心理反应,情感教育是教育的最高层面,可以说情感教育在某种程度上决定了一个教师教学的成功与失败。因此在教学过程中,教师要正确理解 “师道尊严”的内涵,清除盲目的 “唯我独尊”的心理。充分尊重学生作为学习的主体地位,建立良好的师生关系,积极发挥情感因素的诱导作用,以提高教学效率。

(一)善于鼓励诱导学生

鼓励能够使人始终维持在一个兴奋积极的状态中,鼓励教育崇尚用激励性语言,行为去触动心灵。曾经带过一个班级,大部分学生的心理很是脆弱,遇到小小的困难便出现想放弃的情况,这时候我就会给他们一些鼓励,如:“升学这条路是不容易走,但这条路并不是你们一个人在走,老师一直陪着你们,老师看到你们付出的辛劳与汗水,相信你们一定会看到雨后美丽的彩虹,一定会收获成功的。”短短的几句话,学生的精神状态立马就不一样了,不仅心理障碍消除,而且学习兴趣也大大提高。

(二)建立良好的师生感情

学生的学习情感取决于对任课老师的喜好,古人云 “亲其师,信其道”。作为生物这门非中考学科的老师,只有对每个学生都抱有热情,信任的态度,并在教学中让学生感受到这种态度。学生内心才会生发一种备受鼓舞与激励的情感体验,由喜欢依赖这位老师进而喜欢这门学科,由此激发他们学习这么课程的兴趣。

二、提高教师业务水平,设计合理的教学过程

(一)备好每一节课

备课是提高教学的前提,所以我们首先要通读教材,理解教材中各知识点的渗透及重难点的分解,其次要认真分析教材,能处理好学生的认知规律和生物学知识结构的关系,最后在具体教学过程中,应设计出更详细、更具体,更适合本班学生特点的方法步骤,巧妙地设计引言与结尾,切实提高教学效益。

(二)选择优秀的教学方法

中学生物教学方法是多种多样的,但没有一种是普遍适用的,这就是我们常说的 “教学有法,教无定法”。因此我们必须选择一种或几种最优的教学方法,优秀的教学方法可以从以下几个方面考量:

优秀的教学目标 新课改下的目标已变为 “知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观”的三维目标。在教学中要使目标独特新颖,能够培养学生的理性精神,创新意识和实践能力,其次目标要有层次性递进性,使教学活动能够因人施教。

优秀的教学内容 课程标准是教学的基本依据,我们在教学中不能局限于书本知识,要合理地应用教材,必要的时候要超越教材,将书本内容与社会生活,生存发展充分地结合起来,最大化的扩大学生的视野。

(三)巧妙合理化的课堂提问

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关键词:非生物学专业;《普通生物学》;教学现状与思考

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)17-0221-02

21世纪,随着期刊、媒体和网络等的日益发展,普通大众包括大学生获得生物学知识及相关进展的途径越来越多。与以往的大学生相比,在校大学生掌握的生物学相关知识的信息量变大,并且更加关注最新的研究发展及前沿动态[1]。而与此形成鲜明对比的是各大高校非生物学专业压缩了《普通生物学》的教学,甚至是某些专业取消了《普通生物学》的教学。作为一名从事《普通生物学》教学的教师,对此变化感受颇多。在此,结合我们教学团队多年的教学经验,探讨非生物学专业大学生《普通生物学》的教学现状和我们教学团队的教学体会。

一、教学现状

1.课堂教学很难满足实际的教学需要。对于非生物学专业的大学生来说,《普通生物学》是一门提高学生综合素质的基础和通识教育课程。《普通生物学》课程知识广泛,内容涵盖面多,包括植物学、动物学、细胞生物学、生物化学、分子生物学、生理学、生态学、遗传与进化等生命科学的各个分支学科,可以说是生物学相关课程的高度概括和提炼[2]。生物学专业《普通生物学》的理论课教学在某些高校多达80学时,而非生物学专业的学时针对不同专业略有差别。本校动物医学专业《普通生物学》的理论课教学是40学时,食品专业由以前的32学时压缩到了24学时,化学专业由以前的32学时到今年取消了本门课程。理论教学学时的减少为实际的课程提出了很大的挑战。针对如此大生物学信息量的《普通生物学》课程,在实际教学中我们团队精选了教学内容,采取了多样化的教学方式包括多种课外活动进行了补充,取得了很好的效果。

2.教材很难跟进生物学的最新研究进展。本课程使用的是我们教学团队李连芳等主编的彩版《普通生物学》教材[3]。该教材内容相对完整精练,结构清晰,适合本课程教学大纲要求的安排,但是针对于非生物学专业的实际授课时,在内容的选取上根据不同专业有所侧重。尽管我们的教材是2012年出版的,是目前高校《普通生物学》中较新的教材,但生物学的发展日新月异,教材内容很难追踪生物学的最新的研究成果,这就要求我们教师关注生物学科的发展前沿和热点问题,结合自己的科研实践,及时地更新教学内容,使得《普通生物学》的教学体现生物学的创新性研究成果。因此,我们团队在实际的课程教学中每年都要进行教学内容的更新,补充生物学最新的研究成果。例如,每年的绪论中会介绍当年的诺贝尔生理与医学奖及化学奖,以及这些成果背后有意思的科研故事,让学生体会到生物学创新性研究的重要性及其应用价值。

3.实验课程不足。生物学是一门实验学科,基本理论来源于实验。随着生物技术与实验手段的提高,会出现新的生物学理论,也会有很多理论被修正甚至被。因此,实验课对于学习生物学至关重要。对于非生物学专业大学生而言,《普通生物学》的实验课更多的是通过实验体验生物学的实验性,建立生物学理论来源于生物学实验的观点。我们选用的教材是李连芳等主编的《普通生物学实践指南》[4]。由于受到教学学时的限制,《普通生物学》的实验课只有16学时,主要是进行设计好的验证性实验,学生自己动手设计实验的机会很少,阻碍了学生的动手能力和探索能力的培养。

二、教学体会

1.通过多样化的教学形式,激发大学生学习生物学的兴趣。《普通生物学》是一门能够很好地与实际结合的课程。机械的按照教材章节教学,很难调动学生的学习兴趣。因此,我们教学团队精选了教学内容,采取多样化的教学方式,结合生活中的生物学实例以激发学生的学习兴趣。我们教学团队将教学内容分为四部分,第一部分为生物体的结构与层次;第二部分为生物的生殖与遗传;第三部分为生物的多样性;第四部分为生物与环境。在课堂教学中,我们采用课堂提问、课堂测验及多媒体等多样化的教学形式进行。课堂提问以实际生活中相关的生物学知识为主,例如:讲授消化系统为的结构与功能时,先提出问题“胃能消化食物,为什么没有把自己消化掉?”再结合学生自己身体器官介绍胃的结构,这样能够充分调动学生的学习积极性。课堂测验不会考察机械的知识,主要以灵活的问题进行。《普通生物学》多媒体教学中的概念或理论,大都利用现代多媒体技术配以图形和动画等形式,尤其是来自于相关实验的结果,以便于学生理解。

2.利用丰富的课外活动,培养大学生生物学的科学素养。生物学是科学的带头学科,其知识的普及与发展对人们的生活产生巨大的影响。当前,人类面临的食品安全、环境优化、人类器官移植、动物和植物克隆及自身健康等重大问题[5]都需要基本的生物学知识去认识、理解和正确对待,没有相关的生物学基础知识的储备会对这些问题产生错误的看法及认识。

为了提高学生的生物学的能力和素质,我们教学团队积极开展了多种形式的课外拓展活动,包括课程论文,研究专题,小组研学及自学等多种形式。课程论文主要针对学生感兴趣的生物学现象,通过查阅相关的专业文献,总结目前已有的研究结果,并提出自己的看法和见解。研究专题以研究小组形式进行,通过小组讨论确定题目及完成的方法和手段,制作为PPT或视频进行课堂汇报,例如:有一个小组的研究专题是我校东校区栽培的植物品种,数量及分布。他们把整个校园的树木进行了统计分析,并录制了视频,还对学校的绿化提出了自己的建议。小组研学主要以学习小组的形式,通过大家共同讨论学习,增加对生物学知识的理解和认识。自学主要是课外对自己感兴兴趣的生物学热点及重要问题进行拓展阅读,提高学生分析和解决生物学问题的能力。通过《普通生物学》课程的学习和课外拓展活动,培养了学生从生物学专业的视角去客观地分析及评论自然界及人类生活中生物学相关的现象,理性地看待生物W问题,提高学生思考和分析问题的能力,培养生物学的科学素养,对整个社会具有积极和有意义的影响。

3.结合生物学科研进展,培养大学生的创新意识。创新是一个国家的灵魂,创新思维的养成是我们的大学教育的基本目的。《普通生物学》作为一门通识课程,不只是讲授生物学的理论知识,重要的是将生物学知识运用到我们的生活实际,创新性地解决问题。生物学技术的发展带来的是更多的生物学创新性研究成果。因此,《普通生物学》课程不能局限于教材,我们的教学团队每年都会要根据最新的生物学研究成果扩展教学内容,将国内外的最新科研成果更新到教学内容中,使学生感受到最新的科研方法及科研成果对我们生活的改变,培养学生今后从事科研的创新意识和思维。例如,MicroRNA、RNA干扰技术、宠物克隆、转基因食品安全与试管婴儿等与我们的生活直接相关的生物学技术与成果,都是我们拓展创新性成果很好的实例。

三、结语

生物学作为一门综合性的前沿学科,亟须源源不断的创新思维,21世纪的大学生作为社会进步的创新主体,需要建立基本的科学素养,培养科研创新思维与能力。我们教学团队非生物专业的《普通生物学》课程经过多年的建设,使得本校非生物学专业的大学生能够系统和整体地对生物学知识进行梳理,从适应性和进化的角度去理解生命活动的现象和本质,重要的是培养了他们对人类生存与发展面临的生命科学问题的正确认识和分析能力。我们教学团队将不断地努力,提高自身的教学科研能力,做好普通生物学课程的教学工作。

参考文献:

[1]翟中和.面向21世纪的生命科学[J].生物学通报,1994,29(8):1-4.

[2]吴相钰,陈阅增.普通生物学(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2009.

[3]李连芳,陈铁山.普通生物学(第一版)[M].北京:科学出版社,2012.