生物科學定義范文

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生物科學定義

篇1

一、聽學生說――培養表達能力

在應試教育的大背景下,聽教師講的課占了主流,這一方面與當前考試制度下的課時分配有關,另一方面也與教師沒有落實課標教學理念有關。高中生物課標的理念是:提高生物科學素養、面向全體學生。教材依據這一理念,設有“問題討論”“辯論會”等專欄,但在教學過程中,不少教師沒有利用好這個欄目,而是由教師來介紹問題探討的答案,闡述自己的觀點,這樣就沒有達成教學目標。讓學生討論問題,不僅可以培養學生的語言表達能力,還會從學生討論中發現新的問題。如“物質跨膜運輸的實例”一節課,先演示滲透作用實驗,然后讓學生圍繞課本中的3個問題進行討論:(1)漏斗管內的液面為什么會升高?(2)如果用一層紗布代替玻璃紙,漏斗管內的液面還會上升嗎?(3)如果燒杯中是與漏斗內同樣濃度的蔗糖溶液,結果會怎樣?通過分組討論,讓學生分析滲透現象產生的原因,最終總結出發生滲透作用必需的兩個條件。討論時學生可能還會提出新的問題,如除了玻璃紙還可以用什么材料做這個實驗?水換成其他溶液行嗎?這些新問題的出現為后面的學習與探究提供了研究課題。“讓學生說”還可以采取辯論的方法,如轉基因食品是否存在安全性問題、人為因素對群落演替的影響是正面的還是負面的等等,這些辯論讓雙方都有話說,但需要學生搜集資料來論證自己的觀點。

“聽學生說”,首先要讓學生有充分的準備與討論時間,教師要在課前選好主題,并且圍繞主題提出若干相關的問題,這些問題可以是發散性的,也可以是逐步深入的。這樣的討論可以讓學生有時間思考,并且可以交流和表達自己的觀點,從而培養了學生的思維能力、語言表達能力。

二、讓學生寫――進行思維診斷

“讓學生寫”就是讓學生寫出計算過程,從而反映其思維過程。生物學教學中有一些知識是與數學知識結合的,尤其是在遺傳與進化知識的學習中,如遺傳概率的計算、DNA半保留復制的計算等。我們經常會有這樣的體會,這種類型的試題教師講解過,但學生考試時錯誤率仍然很高。因此在教學中,要讓學生有充分思考與書寫的時間,并且可選擇幾個學生進行板演或投影展示學生書寫的步驟,找出錯誤的原因。這樣讓學生暴露其思維過程中的問題,及時進行思維診斷。

如2013年生物高考試卷的第31題第(2)題的最后一個問題(題略)。此題可以根據有關條件推斷II-2的基因型為1/3AABB、2/3AaBB,II-5的基因型為1/3AABB、2/3AABb,接下來的概率計算讓學生在稿紙上分步驟寫出來,再投影展示。第一種解析過程為分4種結合情況直接計算出帶有致病基因的個體再相加。第二種解析也分4種結合情況,先算出AABB的概率共為4/9,然后1-4/9=5/9。第三種方法是利用配子比例的隨機結合來計算:II-2號個體1/3AABB、2/3AaBB產生配子類型及比例為2/3AB、1/3aB,同理II-5產生的配子及比例為2/3AB、1/3Ab,然后配子隨機結合,只有AB與AB結合才不會攜帶致病基因,因此,攜帶致病基因的概率為1-2/3×2/3=5/9。通過展示并分析學生的計算過程,發現采用第一種方法的學生較多,有的在計算過程易出現錯誤。采用第二種方法的學生較少,一般不容易錯誤。只有個別學生采用第三種方法,這種計算最為方便快捷,但先要會分析他們產生配子的比例,對分析能力要求高。

這種暴露學生思維過程的方法,不僅要發現錯誤,及時診斷并分析錯誤的原因,還要看到學生的閃光點,有的學生計算方法巧妙,即使在計算過程中出現錯誤,也應先肯定他們積極思考的態度和開拓創新的智慧,因為這是發散思維的開始,然后引導他們調整思維角度,尋找最佳方法,從而提高學習效率。

三、讓學生看――進行直觀教學

當學生遇到難以理解的有關概念和原理時,多數教師采用多列舉案例或換一個角度講解的方法來解決,這也是變式的思維方法,但與動畫或模型等直觀手段相比,明顯缺乏直觀性。在生物學教學中,一些微觀結構、生物發生發育過程、生理變化以及生態系統的結構和功能等,可利用模型或多媒體,變微觀為宏觀、變原型為模型、變靜止為動態、變抽象為具體,優化教學內容,提高教學效果。根據學生形象思維能力強的優點,應用多媒體課件的三維圖像或模型可增強表現力,激發學生的興趣。在觀察動畫之前教師要有指導,這樣學生帶著問題看,最后要求學生進行總結,將直觀畫面轉變為記憶中的映像或概念圖,以達到長期記憶、深刻理解的目的。

例如,在減數分裂過程的學習中,我們采用動畫模擬的方法,這有利于學生理解染色體的行為特點。動畫播放時應該動與靜結合,在動的過程中感知變化,在典型時期靜止時要求學生說出這個時期的主要特征,在此基礎上抽象概括形成知識體系,將整個過程整理為減數分裂過程概念圖,這個概念圖可以由學生獨立思考完成。同時對于一些分子變化的微觀知識的學習,也可以采用動畫模擬,如PCR提取目的基因的過程,筆者從網絡上下載了國外的一個動畫,分步展示給學生看,從變性、復性、延伸的過程,觀察每個過程的溫度及主要變化,并且可以看到DNA模板與擴增產物之間的關系。同時引導學生觀察,提取目的基因的關鍵是要設計好引物,復制是從引物開始的,同時提供適宜的條件,這樣就能夠提取到我們所需要的目的基因。類似的還有復制、轉錄和翻譯過程模擬動畫,轉基因過程動畫,細胞膜結構、DNA分子結構等可以結合模型來學習,效果很好。

四、讓學生畫――學會形象記憶

通過觀看探尋記憶秘密的電視節目,我們知道了世界記憶大師介紹數字記憶方法:先將數字轉換為圖片儲存在大腦中,然后記多位數字時,將數字轉換成圖片構成故事,這樣進行形象記憶,記憶快,并且保持時間長。再回想我們記憶生物知識時,大腦中首先呈現的不也是圖形嗎?比如回憶線粒體的結構、細胞膜的結構呈現出來的是結構圖,光合作用過程呈現出來的是光合作用圖解等等。由此可知,我們推測出生物學中的記憶與大師的記憶方法有相似之處,生物學知識中本來就有很多圖形,如結構模式圖、生理過程圖解、坐標曲線圖等等,那么我們為什么不利用這些圖形進行記憶呢?

在一次測試中,有一道題讓學生分析突然停止光照后三碳與五碳化合物的變化趨勢如何,筆者在回答正確與錯誤的學生中各抽取幾個學生,讓他們回憶是如何分析的,結果發現回答正確的學生幾乎都是根據光合作用圖解來分析的,而錯誤的學生多數說沒有記住光合作用過程,顯然光合作用圖解在理解的基礎上進行圖形記憶是一個好方法。這就要求教師在指導學生學習這些知識時,要分步學習、理解過程變化、分析影響因素,最后將圖形整體記憶在大腦中。類似的還有有氧呼吸過程、甲狀腺激素的分級調節、能量流動過程、碳循環等,都可以采用這樣的學習方法。

五、讓學生做――進行實驗探究

生物科學是一門實驗科學,課程標準倡導探究性學習,有許多活動也是通過實驗來進行的。但目前中學生物實驗的開設比例不高。這一方面是由于現行的考試制度下課時緊張,只能在實驗上壓縮課時;另一方面是目前取消了中學實驗操作的考查。

讓學生做實驗時,首先要讓學生明確實驗的原理,基本實驗步驟要按照規范化操作要求進行,如觀察植物細胞的有絲分裂實驗,其中裝片的制作要嚴格按照“解離、漂洗、染色、制片”過程進行,并且每個步驟的時間要控制好。對于實驗結果固然要重視,但對于不同的實驗結果要分別進行分析,找到產生不同結果的原因,這種歸因分析是科學實驗的重要思想,因為有時可能會發現新的研究課題。實驗時可以根據學生的學習狀況,對基礎好的班級可以將驗證實驗改為探究實驗,或者對實驗進行延伸與拓展,讓學生有充分的表現機會。如探究植物細胞滲透吸水實驗時,可以先讓學生討論方案,在此基礎上來探究各種不同條件下的實驗結果,這樣體現了實驗原理應用的靈活性,使得學生能夠參與實驗設計的過程,而不是被動地做實驗。在有條件的學校還可以進行一些研究性學習,如我們借助省“環境保護與資源循環利用”課程基地,開展了“探究不同pH的酸雨對種子萌發的影響”實驗、生態魚池的改造與觀察研究、廢舊電池對植物生長影響的實驗等,這些探究實驗的開發為特別有興趣的學生提供了一個發展的平臺。因此,實驗的開展可以根據不同學校的條件和學生需求,分層次開展。

篇2

【關鍵詞】生物科學專業導論;教學目標;教學內容

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

生物科學是一門以實驗為基礎,研究生命活動規律的科學。生物科學作為一門基礎科學,同時又是生命科學(醫學、農學等)以及其他交叉領域(仿生學、生物物理學等)的基石[1],已成為社會發展和科學進步的主要推動力,當前以及未來都將與人類的生存、發展息息相關[2]。

與高中階段的生物課不同,大學階段生物科學已作為單獨開設的專業。高中生物的某個章節在大學階段可能會成為單獨設立的一門課程。因此,在進行專業課程學習前如果能夠提前對入學新生進行引導,幫助他們熟悉本專業的具體情況(學習內容、繼續深造的潛力、就業方向等),對學生盡快融入專業學習會具有非常積極的作用。

因此,作為開設生物科學專業的院校,正視當前生物科學專業學前教育,結合實例介紹本專業特色、未來發展趨勢,通過各種形式開展生物科學新生入學學前教育,能夠幫助新生為未來的學習和目標制定奠定堅實基礎。生物科學專業導論課程是生物科學專業新生專業課程設置中的一個重要環節。本課程通過對生物科學專業人才培養方案待解讀和分析,使學生了解未來本專業的課程設置、理論體系、研究熱點、辦學特色以及考研就業等相關方面的信息,樹立學生對本專業課程的興趣,為后續的相關課程學習奠定基礎。

1 教學目標

使學生了解生命由來的學說,進化論發展歷程;掌握本專業的研究熱點與前沿問題;通過本門課程的學習,對本專業的整體(學習內容、就業、深造)情況全面把握;通過大量實例分析、經驗分享等,培養學生對本專業的興趣,為學生未來四年對本專業的學習樹立信心。

2 教學內容

生物科學專業導論課程應圍繞生物學的經典理論,以生命由來的學說為起點,生命科學的理論體系及研究熱點為主線,具體介紹生物科學專業設置、就業方向、考研情況等,并通過英語微課、優秀畢業生經驗分享等方式授課。課程共8個學時,課程內容可作安排如下:

2.1 生命的由來,進化論 (2學時)

生命的定義和生命的基本特征、人類認識和研究生命的歷程及現代生命科學的重大意義;生命的起源,生命的進化以及生命科學的理論體系。

2.2 生命科學的理論體系及研究的熱點問題介紹 (2學時)

介紹當前生命科學的研究熱點以及其與人類社會的主要關系。內容涉及生命的基礎、生命的結構、生命的本質、生命科學與農業、醫藥、健康、生活、環境等領域的關系。

2.3 生物科學專業設置、就業方向、考研情況介紹(2學時)

對生物科學專業未來四年培養方案、課程設置、課程簡介、就業方向、就業率及本專業歷年考研情況等進行詳細介紹。

2.4 邀請外語專業教師進行全英文生物科學專業示范課、討論、答疑(2學時)

生物科學的學習,在當前科技發展現狀下,離不開英語這門工具。選取具有代表性的某一知識點(以生態學為例),通過邀請從事多年生態學教育的教師進行全英文微課教學,激發本專業學生對本專業以及對英文學習的興趣;同時,邀請本專業已就業和已考取研究生的同學(在讀)與新生互動,通過課堂討論、提問等形式,對本專業就業方向及深造情況進行具體分析,對學生有困惑的問題進行答疑。

3 小結

《生物科學專業導論》課程是專為生物科學專業新生開設的專業導論課,通過本課程開設,使學生系統地了解和認識各種生命的起源、生命的現象及本質,把握當前生命科學的發展動態,了解生物科學在人類社會生存與發展過程中的重要性,激發學生對生物科學專業學習的興趣和熱情,并為以后的專業課程的學習做好鋪墊。同時,通過本課程的學習,使本專業學生能夠對未來就業與再深造能有較為深刻的認識,為同學們未來大學四年的學習以及目標制定提供背景知識以及思路。本課程的教學內容及教學方法沒有固定的教學模式,需要本專業老師結合自身教學、研究特點以及院系特色等進行[3],如何通過專業導論課程教育提高學生的學習興趣,培養學生良好的學習態度,促進專業發展,不僅是生物科學,也是其他學科需要面臨的問題。

【參考文獻】

[1]張志鴻.新世紀中推動生物科學發展的“Bio-X”[J].生物物理學報,2001,17(1):1-9.

篇3

關鍵詞:中學生物教師;職業倦怠;教師教育

中圖分類號:G633.7 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)14-0054-02

一、問題提出

教育的發展離不開教師,教育改革的成敗關鍵在教師。可見教師在教育中的作用是不可忽視的,教師出現的問題也應引起高度關注。對于中學生物教師而言,由于生物學科知識更新速度快、社會對生物教師期望低,其產生職業倦怠問題的原因也與其他教師有顯著的區別。如何正確認識并有效預防和解決中學生物教師職業倦怠問題,是擺在廣大教育研究者和教育管理者面前的一個重要課題。有效地解決這個問題,對教師和學生都具有重大意義。

二、概念界定

關于職業倦怠,有的學者認為職業倦怠是個體因不能有效地緩解工作壓力或妥善地應對工作中的挫折所經歷的身心疲憊的狀態。有的學者認為職業倦怠是指不能順利應對工作壓力時的一種極端反應,是在長期壓力體驗下所產生的情緒、態度和行為的衰竭狀態,典型癥狀是工作滿意度低、工作熱情和興趣喪失及情感的疏離和冷漠[3]。縱觀這些學者的定義,無非圍繞著三個問題:職業倦怠在什么時候出現?為什么會出現職業倦怠?職業倦怠的表現是什么?基于這些問題可以將職業倦怠定義為:個人在社會中工作到一定時間后,由于各方面因素的影響,由最初的欣喜、充滿激情轉變成為“疲乏、困倦、筋疲力盡、身心疲憊,專業發展目標不清晰”的狀態。它是一個長期的、逐漸發展演變的過程。為更好地解決中學生物教師職業倦怠的問題,以下主要從中學生物教師職業倦怠的成因以及怎樣解決中學生物教師職業倦怠這兩個方面來分析和總結。

三、中學生物教師職業倦怠的原因

造成中學教師職業倦怠的原因是多方面的,下列主要從教師自身、學校以及社會三個方面來分析總結,以便更好地理解職業倦怠的形成原因。

1.教師自身原因。①專業知識不夠,不能適應教學的要求。專業知識在教師專業發展中占有核心地位。作為一種知識類型,專業知識被看作是教師作為一種特殊職業而需具備的專門知識。然而,由于多種因素使得部分教師缺乏堅實的專業基礎,一是自身教學中并未對專業知識發展引起重視,二是相當部分師范院校的生物專業課程教學與中學生物教材聯系不夠緊密,三是生物學科具有明顯的時代性。隨著社會的快速發展,生物學科知識更新快,教材也在隨著課程改革不斷更新。另外,有些教師為非師范院校出身,雖然通過考取教師資格證進入了教師行業,但是缺少教育實踐知識和能力的培養。因此,中學生物教師需要在實踐中不斷調整、改善自己的知識結構,不僅應學習生物學科的與時展脈搏共振的特點,立足于新知識、新科技的前沿,了解生物學知識的進展和最新動態,做到與時俱進,也應不斷地獲得教育類知識,提高課堂效率,這些都極大地增加了教師的工作量,這是產生職業倦怠的又一原因。②自我效能感不足,影響教學效果。班杜拉對自我效能感的定義是指“人們對自身能否利用所擁有的技能去完成某項工作行為的自信程度”。對于中學生物教師而言,不但要有堅實的專業基礎,還需要各種嫻熟的教學技能。中學生物教師的教學技能可以概括為教學設計、上課和實驗操作(含生物標本的采集、制作)三大方面。教學設計需要熟悉課程標準、熟悉學生學習的基本規律,將教材內容轉化為能夠促進學生全面發展的教學內容;上課時要能良好地組織課堂,能夠采用適當的教學模式,比如探究式教學、情境式教學、合作性教學等等;最后是實驗操作方面,要求教師應有較強的組織、設計生物實驗課的能力和熟練進行實驗操作的技能以及生物標本的采集、制作的能力。這些都是生物教師所必備的教學技能。若擁有嫻熟的教學技能,在一定程度上自信則顯而易見,進而也會產生強烈的自我效能感。反之,如果教學技能不足,自信則無從談起,更別提擁有自我效能感。換言之,中學生物教師自我效能感與職業倦怠呈明顯的負相關關系。對于教學水平接近的中學生物教師,自我效能感高者更能夠簡捷、有效地解決教學問題,低者則會因此產生沖突,導致壓抑、消極的情緒,這是職業倦怠心理產生的不可忽視的原因。

2.學校原因。大部分學校目前還是習慣將所有科目分為主科和副科,其中“副科”是指不被列入升學考試或部分內容進入升學考試的文化科目。初中生物大多時候被認為是副科,學校為了升學率,盡可能地將大量時間讓給其他科目,導致生物課的授課次數較少。這種現象可以說明學校對生物學科的期望較低,也就不難理解學校對中學生物教師的重視程度低了。初中生物教師現在雖然有進修、培訓的機會,但還是較少,從而導致初中生物教師專業知識老化、教學方法陳舊、授課能力衰退、個人發展嚴重阻滯等問題,這些會使他們感到與其他主要學科教師有著很大區別。

3.社會原因。隨著科學技術的發展,生物科學已經逐漸走入人們的生活,生物科學素養也就成為現代公民的基本素養之一。生物科學素養是指一個人參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學概念和科學探究能力,包括理解科學、技術與社會的相互關系,理解科學的本質以及形成科學的態度和價值觀[5]。新課改強調生物學課程的目標、內容和評價都旨在提高每個學生的生物科學素養。然而中學生物教師在教學中并沒有重點引入,例如新教材上有豆腐乳的制作、制作葡萄酒等與生活實際掛鉤的知識,教師在教學時只是按照學校要求簡略地提一下,并沒有更深入地將知識傳遞給學生。究其原因是這些內容并不是考試重點,學校和社會也不會允許學生將學習時間投入于這些學習內容。這樣就造成了一方面社會大力倡導提高學生的生物科學素養,而實際上又不支持生物教師在培養學生生物科學素養方面下功夫,教師左右為難。久而久之,這只會降低他們對工作的熱情,消磨他們在工作中的士氣,后果就顯而易見了。

四、中學生物教師職業倦怠的應對策略

中學生物教師存在職業倦怠已是客觀事實。既然中學生物教師的職業倦怠來源于教師自身、學校和社會,那么我們不妨從這三個方面入手尋求對策。

1.教師自身。①提高專業知識。中學生物教師應有意識地不斷加強自身專業知識,能主動學習和充實與專業相關的知識,提高教學技巧和能力,設法獲得新的信息、材料、方法和策略。可通過網絡和期刊等資源獲得生物前沿知識,并通過參加各類科研、教研活動,彼此交流經驗,獲得新體會。教師在專業探討時既獲得了新知識,也可消除自身的孤獨感、無助感,提高其科研意識,激發其追求專業發展的熱情。②增強自我效能感。正如前文所說,自我效能感與技能和自信是有關系的,要提高生物教學技能,光有專業知識還不夠,還應進行團隊實踐訓練。教師之間組成團隊相互聽課,分析優缺點,看優秀教師的課堂視頻進行探討,共同創設教學設計,都可以實現團隊實踐訓練。其次是自信,因為自信除了要有教學技能外,還應該有健康的心態。面對社會上的各種壓力,教師應學會進行自我調適,學會放松心情,緩解壓力。在充滿競爭的現代社會里,教師要勇于正視現實困難和問題,采取積極的態度處理復雜的人際關系,積極參加學校、部門、教研室和學生的集體活動,與學生、同事、領導及家人友好交往,建立和保持協調的人際關系。

2.學校方面。學校應借助于《國培計劃》為生物教師多創造學習和進修的機會,提高他們的綜合能力水平。這不僅可以使其在短時間內學到所需的知識技能,提高其教學科研水平,還可以在一定程度上讓生物教師調節身心,避免出現職業倦怠的現象。另外,提供必要的入職培訓是非常必要和重要的。教師的專業知識發展應該是終身的、可持續的發展,這就意味著職前培養、入職教育、職后培訓同等重要,三者應該是有機的整體,缺一不可的。因此,學校應建立教師職前、入職、職后一體化培訓體系,這有利于教師專業發展。但據調查,目前教師培訓整體效果一般,需要進一步增強教師培訓的實效性。很多教師認為培訓可有可無,其原因很大程度上是由于培訓的目標不是指向專業知識發展,因為經驗介紹不具有可復制性,而接受教學理論學習部分教師感到有難度。因此,明確生物教師可能遇到的問題或者已遇到的問題,以問題為載體,進行參與式、案例式培訓正成為教師們的期待。

3.社會方面。首先,社會應注重培養學生的生物科學素養,給中學生物教師提供更多的自由度和選擇權,讓中學生物教師充分挖掘學生的探究能力和科研創新能力,這樣也可以提高學生對生物的興趣。再者,社會對生物教師的期望低,導致生物學科教師的地位低,因而提高生物教師的社會地位對教師自身而言具有重要意義。還應采取切實可行的措施提高教師的職業待遇,社會不但應當給予中學生物教師與其他學科相同的工資待遇,還可以適當考慮增加所有老師的經濟收入,促使他們把更多的精力投入到本職工作中去,真正地釋放到教育事業之中,提高他們的工作熱情和滿意程度。在進行中學生物教育改革的過程中,為教師提高足夠的改革信息,注重教師的需要和要求,讓教師真正地參與到改革中去。

參考文獻

篇4

關鍵詞:專業;分類培養;模塊化教學;實踐教學

中圖分類號:G642.0文獻標志碼:A文章編號:1674-9324(2017)12-0100-02

教育部陽光高考網站2013年列出了因就業難被亮紅牌的全國十大專業名單,生命科學學院現有的4個本科專業中名列有3,即生物工程、生物技術和生物科學。因此,生物工程、生物技術和生物科學專業的教學改革和從根本上解決發展瓶頸已勢在必行。

一、專業現狀

生物工程和生物技術是近年來新興起來的學科專業,二者都包含著若干二級學科領域。其中,生物工程包括酶工程、蛋白質工程、糖工程、基因工程、發酵工程、胚胎工程、組織工程、細胞工程等;生物技術包括植物生物技術、動物生物技術、微生物生物技術、環境生物技術、農業生物技術、組織培養、繁殖發育技術等。對應每個二級學科領域,都有一系列的專業課程設置。內蒙古農業大學生命科學學院現有兩個工科專業和兩個理科專業,分別是生物工程和制藥工程,生物科學和生物技術。其中,生物工程和生物科學專業是生命科學學院最早設立的專業,屬于一類本科專業。生物技術和生物制藥是二類本科專業。目前我校的生物學一級學科掛靠生物科學專業。從2013年開始,我們實現了按類招生,從第三學期開始再進行專業選擇。

二、生命科學類專業存在的主要問題

目前生命科學類專業,尤其是生物科學和生物技術專業從在以下幾個突出的問題:(1)培養出的畢業生就業競爭能力差。這是一個全國性的普遍問題,不是個案。究其原因首先是這兩個專業在高校的專業設置中發展過快,遠遠超過了生命科學行業發展的需求。現在全國高校中沒有生物科學和生物技術本科專業的寥寥無幾。其次生物科學專業涉及的領域太過廣泛,涉及到了動物、植物和微生物,由于涉及領域寬導致專業不專,使畢業生的就業競爭力弱。(2)生命科學類專業在大學專業中實力不強。隨著生物技術的普及,生命科學面臨著與高校計算機專業外語專業等一樣的困境,它不再是一門只有專業人士才能掌握的技術,生物技術已經滲透到許許多多的領域當中了,例如農學、園藝、林學、獸醫、人醫、微生物等生命科學的范疇之中,而像內蒙古農業大學的專業設置中又有這些專業,這些專業又是非常接地氣的專業。從研究領域來看,在植物領域,生命科學學院是不到20人的團隊,而農學院光作物領域就是上百人的隊伍。所以生命科學學院在高校中,尤其是在我們這樣一個農業高校中的地位可見一斑。

三、解決方案

基于上述情況,要解決這些問題,需要我們對生命科學類專業中尤其是生物科學和生物技術二個本科專業進行專業定位,通過繼續加強師資隊伍建設和制定導向性專業課程教學模塊,推動同一專業學生根據興趣愛好、研究目標、工作意向在專業內向不同技術領域傾斜,從而使本科教育向目標化、專業化教育發展,在保證學生寬口徑教學的基礎上,推動學生的專業技能培養,從而提升專業競爭力和學術影響力。具體通過以下措施來實現。

1.專業定位。專業培養方案要跟上時代的發展和社會的進步,所以要解決生物科學和生物技術這兩個專業所面臨的困境,我們首先要進行這兩個專業的重新定位。定位之前首先要做的工作是:(1)收集全國相關高校生物工程和生物技術專業培養方案,結合各高校學術地位、專業優勢、地理位置、經濟環境等,比較分析其專業特點和專業定位情況;(2)比較分析生物工程和生物技術本科專業的特點、優勢、不足和國內所處的位置,結合自治區發展目標和經濟發展趨勢,圍繞自治區農牧林與生物產業需求,并結合自治區生產生活中的教育和科技需求,探討我校生物科學和生物技術專業定位目標,制定出符合時展和社會需求的生物科學和生物技術的專業培養方案。

2.強化師資隊伍建設。專業建設的基礎是師資隊伍建設,教師既是思想的啟蒙者,又是知識的傳播者,是教學第一線的主力軍,在教學、科研的工作中占有主導地位,擁有高水平的教師隊伍,才能培養出合格的人才。所以生物科學和生物技術專業加強建設的首要步驟是加強師資隊伍建設。在建設過程中要加強名師建設,加強學術帶頭人和學術骨干建設,加強青年教師的培養。在教師師資隊伍建設中不能是一個口號的問題,需要各級部門下大力氣,需要資金和配套設施的投入,需要師資培養部門務實事。強大的師資隊伍配合以科學的教學管理模式構成生物科學和生物技術的專業建設核心要素。

3.優化課程體系,推進模塊化教學。首先我們應該大力支持學校的關于優質教學資源的整合的倡議,把一些專業基礎課程例如動物學、植物學、生態學、動物生理學和植物生理學等課程整合到學校的優質教學資源中,由學校層面的平臺來開出。另外針對生物科學和生物技術專業涉及范圍過大,重點不突出,我們在強化專業課教學質量的前提之下,通過制定導向性專業課程教學模塊,推動同一專業學生根據興趣愛好、研究目標、工作意向在專業內向不同技術領域傾斜,從而使本科教育向目標化和專業化方向發展。配合生命科學類專業分類培養模式,建立模塊化教學。這個模塊化不能撼動教育部關于生物科學和生物技術專業定義的根基,所以可以在學生的選修課程中加入模塊化教學。例如加入馬鈴薯快速繁殖技術、食用菌栽培技術、轉基因技術、分子標記開發與應用、動物體細胞克隆技術等模塊,每一模塊由2—3門課程組成。要求學生按照模塊化課程進行課程選修。模塊化教學最大的特點就是將某一階段所要學習的知識點,以一定的載體為依托,將相關的知識點組合起來,形成一個知識模塊。它重視學生在學習過程中的實踐活動,注重學生學習能力的培養。雖然模塊化教學盛行已久,但是其在高職教育中應用比較多,也產生了積極的作用。但是在生物科學和生物技術專業中引入模塊化教學的高校還比較少。西北農林科技大學生命科學學院的生物科學和生物技術專業已經根據陜西地區與生命科學相關的經濟發展特點建立了模塊化教學特點,已經取得了顯著的成效,每年為太白酒業、天士力公司等相關的企業輸送了大量的人才。實踐證明生物科學和生物技術模塊化教學的引入將推動這兩個專業的建設,直接提高了生物科學和生物技術專業學生的就業競爭力。

4.繼續優化實踐教學。高等院校的實踐教學改革已取得很大成效。實踐證明,強化實踐教學是提高大學生實踐能力、創新能力的措施與保障,是培養大學生創新意識與拓展知識的有效途徑,是理論與實踐相結合的橋梁,是提高大學生綜合素質的重要平臺。實踐教學在人才培養中占據非常重要的地位。在我校生命科學學院專業分類培養體系改革中我們要繼續加強實踐教學的力度。首先結合2016年新一輪人才培養方案的修訂,繼續加強實踐教學在生物科學和生物技術兩個專業中所占的比例。另外我們在新培養方案的制定中在選修模塊中大量增加了與應用技術密切相關的一些課程,例如在生物技術專業培養方案的選修模塊中增加了環境生物技術、食品生物技術和生物制品學等課程,這些課程的增設把實踐教學有目的有方向地引導到生物技術的實際應用環節中。這樣在我們的生物科學和生物技術的人才培養中進一步完善了從理論教學和實踐教學到實際應用的科學的人才培養體系。其次我們需要繼續加強學校和學院兩級實驗教學平臺的建設。就學院而言我們需要做好以下幾方面的工作:一是加強對原有實驗教學平臺的建設,包括優化實驗室資源的配置、對必要的老舊儀器設備升級、對實驗教學人員進行培養。二是繼續完善實驗室的運行機制,保證實驗課順利地高質量地開出。三是加強對實驗教學環節的考核,完善實驗教學環節的監督機制。由于近些年高校擴招的原因,導致實驗教學的壓力遠遠大于其承載能力,所以在實驗教學中我們需要想出更多的辦法來保障教學質量。這里需要做的工作有很多,例如實驗經費投入,實驗室配套儀器設備的完善,提高實驗教學人員的能力和素質,進一步合理化實驗教學工作量的計算,完善實驗教學的監督機制。四是完善大學生創新實驗室的開放機制。五是建設我維護好校外實習基地,充分為我們的實踐教學服務。

篇5

龔大潔(1961-),男,西北師范大學生命科學學院教授,碩士生導師;楊國鋒,西北師范大學教育學院(730070)。

筆者在教學過程中發現,普通高中生物學教材人教大綱版(簡稱“舊人教版”)和課標版(簡稱“新人教版”)的“緒論”具有很大差異。何為“緒論”?“緒論”有什么作用呢?不同版本的高中生物教材“緒論”的編排體例有什么差異?內容選擇有什么不同?文中以《生物·必修1·分子與細胞》為例,就以上問題對舊人教版、新人教版、蘇教版、北師大版和浙科版這5種版本的教材“緒論”進行了比較分析。理清這些問題,有助于教師在教學中借鑒不同版本的內容,做到合理取舍,上好“緒論”這節課。

一、地位及作用的分析

有關工具書對“緒論”如此解釋:(1)“緒”的本義指絲頭,此處引申指開端[1];(2)指學術著作等的開頭部分,開頭的論述,相當于“序論”[2];(3)學術論著的開頭部分,一般說明全書主旨和內容等[3]。由此可見,“緒論”處于著作的開頭,屬于開篇,其作用是提綱挈領。這就意味著教師要足夠重視教材的“緒論”。

筆者對5種版本教材的“緒論”題名及其所處位置進行了統計,結果如表1所示。從表1可以看出,相對于舊人教版教材“緒論”,新人教版、蘇教版和北師大版“緒論”的標題都有大的突破,具有很強的吸引力:或通過和科學家親切交流,感受科學家的風采,激發探索生物大分子奧秘的興趣;或關注“我們”,突出生物科學與我們的關系,關注科學、技術與社會的關系,強化情感、態度與價值觀的教育;或突出學習的主體——同學們,引領學生走進現代生物科學與技術的殿堂。蘇教版教材中還有“學習指南”板塊,這可以幫助“我們”學會使用教材。北師大版教材還有“‘分子與細胞’模塊學習目標”板塊,有助于“同學們”從整體上把握學習目標。

由此可見,教材編者都很重視“緒論”,希望通過閱讀“緒論”激起學生學習生物學的興趣,幫助“我們”學會使用教材,并且明確學習目標,學會自主學習。這也充分反映出“緒論”在教材中的作用,“緒論”是開啟生物學課程大門的鑰匙。因此,教師應該充分認識這一點,重視“緒論”課的教學。

二、編寫體例及內容選擇的分析

教材是學生獲取知識的主要載體,中學生物學教材的心理程序、涉及教材內容是否能夠為學生所接受和是否有利于教師的教及學生的學,決定著中小學教材的體例設計和配置,以及教材的可讀性問題[4]。

由此可見,教材的編寫體例反映著教材編者對教學結構的安排及建議,它制約著教與學雙邊活動的實際進程,影響著學生習得課程的水平。

從下頁表2和表3可以看出,5種版本教材的“緒論”在編寫體例上各不相同,內容選擇方面各有側重,體現出不同的價值取向。這究竟體現了編者怎樣的思路呢?

舊人教版教材的緒論部分通過一幅“青海湖鳥島自然保護區”圖片,引起學生對“生物”的關注,由此引出對“生物科學”一般性的定義。接著圍繞“生物”“生物科學”設問:究竟什么是生物呢?生物科學是怎樣發展的?生物科學的發展對人類社會有什么重要意義呢?怎樣才能學好高中生物課程呢?正文部分圍繞這5個問題展開討論,均以大段文字展開闡述,這是對教學大綱的細化。其中生物的基本特征是教學的重點,也是難點,更是教材編寫的主線。另外,正文旁邊還有4個“小資料”和兩個思考欄,配有10幅插圖,最后,通過復習題對知識加以強化。由此反映出編者的設計思路:通過問題激趣導入,平鋪直敘,注重知識傳遞。從設置的問題來看,宏觀籠統,有一定的難度,勢必要以教師的講解為主。“小資料”和思考欄等有助于開拓學生視野,啟發學生思考,提高學生的學習興趣和培養學生的多種能力,這是對正文部分的彌補。

新人教版教材的緒論采用訪談錄的形式,向學生再現了編者和我國著名生物化學家、中國科學院院士鄒承魯的談話。訪談圍繞我國率先人工合成蛋白質——結晶牛胰島素的過程展開。以“我發現許多生命科學的問題,都要到細胞中尋找答案,而對于生命活動規律的闡明,又必須建立在闡明生物大分子結構和功能的基礎上”切入本模塊的主題——分子與細胞。又以鄒老的囑咐:“辦老實事,說老實話,做老實人”作結。這正好體現了課程對學生情感態度價值觀的關注,為學生的學習和思考留下了空間,具有很好的啟發性。學生猶如在旁聆聽,由此產生一種崇敬科學家的情愫,激起學習生物學的興趣。同時,由于談話無法滿足學生的好奇心和求知欲,這就為教師的教學留下空間。總的來說,訪談錄具有可讀性、啟發性和可教性。

蘇教版教材的“緒論”是第1章——“生物科學和我們”,共有2節——“身邊的生物科學”和“生物科學的學習過程”。第1節選取與我們生活密切相關的話題——“健康問題”(癌癥和傳染病)作為切入點,由此引出與衛生保健有密切關系的生物學熱點問題——基因診斷和基因治療。這既可以激發學生的興趣,又可以引導學生關注科學、技術與社會的關系,強化生物科學、技術與社會化的科學價值。第2節先講述一個探究故事,即“挑戰自然發生說”,接著提出一項能力要求——“像科學家一樣實驗”。這將促進學生對生物科學學習方式的轉變。值得關注的是,蘇教版教材一改“知識傳授體系”,而是分為“自主學習”和“自我發展”兩大板塊,意在構建“知識、能力和情感態度價值觀一體化”的自主學習體系。這也是教材在目錄之前設置“學習指南”的原因。

北師大版教材的“緒論”相對簡單,只介紹了高中生物課程的安排,即介紹高中生物必修模塊和選修模塊的主要內容,引導學生走進現代生物科學與技術的殿堂。

浙科版教材的“緒論”則是以問答的形式,中規中矩地說明:什么是生物?什么是生命?什么是生物學?怎樣研究生物學?為什么要學習生物學?這是對學什么、怎么學、學了有什么用等問題的回應。

為什么新人教版教材的“緒論”內容與其他版本相比會有這么大的差異?這是由課程標準決定的。教學大綱明確規定了“緒論”的內容,舊人教版教材中的“緒論”是對教學大綱的細化。而課程標準對緒論并沒有提出明確的要求[5]。編者為了落實課程理念,就采用了不同的方式,選取了不同的內容。這也為教師如何處理這一部分內容留下了更多的空間。

三、對教學的啟示

通過以上分析可以發現,4種課標版教材的“緒論”內容有詳有略,似乎選取的內容和模塊的主題關系不大,并沒有傳遞多少知識,而且新人教版教師用書對“緒論”課的教學也未做任何說明。這是不是意味著“緒論”課不重要呢?毋庸置疑,不但要上“緒論”課,而且還要上好“緒論”課。這是課程標準的內在要求。

可以說,教材《生物·必修1·分子與細胞》中的“緒論”是高中生物學的第一課,教師和學生在課堂上初次接觸,相互間都有距離感。教師作為課堂的主導者,怎樣盡快消除這種距離感,走進學生,讓學生喜歡上自己的課堂、喜歡學習生物學呢?講笑話、引發學生對教師的興趣……這些都不是關鍵。最關鍵的是要抓住學生感興趣的話題。當學生對某一事物或活動感興趣時,就會投入精力和時間去認識它、研究它、參與它。那么,高中學生到底對什么感興趣?有研究者指出,高中學生感興趣的生物學主題多是一些與現實生活、觀察應用和社會問題聯系緊密的主題,而對一些理論性較強的課題則不太感興趣[6]。這就意味著教師在“緒論”課教學內容的選取、教學活動的安排等方面應該考慮學生的這些需求。分析不同版本的教材不失為一種發掘教學素材、教學設計思路的好辦法。一本好的教材在內容選取與編排等方面總會考慮學生的認知發展水平,關注學生的學和教師的教。不同版本的教材可以為教師提供不同的視角,避免教師在小天地里打轉。通過分析教材,可以使教師盡可能多的預設學生感興趣的話題,在課堂上游刃有余,有的放矢。要做到這些,教師必須打破傳遞知識的傳統觀念,正確對待緒論課。緒論課不一定要傳遞多少知識,更多的則是要考慮怎樣找到學生的學習興趣與課程的契合點,讓學生盡快熟悉生物課程,找到學習生物學的興趣點。

根據以上分析,教師可從以下幾方面著手準備緒論課:(1)挖掘科學家背后的故事,啟發學生思考;(2)給學生展現最新的生物科技成果,并引導學生關注我們生活中享用的生物科技產品;(3)對生物課程從整體上加以介紹,使學生明確學習目標;(4)對教材中的欄目加以說明,教會學生使用教材。

篇6

一、圍繞生物核心概念精心設計教學,落實三維目標

在初中生物教學設計中,教師可以根據學生已經掌握的概念和沒有學習的概念、先前掌握的概念和后來掌握的概念、具體的概念和抽象的概念之間的關系,設計多種小組合作教學活動,在教學過程中發現問題、資源整合、依據科學事實,幫助學生在處理加工轉化信息過程中,構建初中生物核心概念的意義。新課程倡導“以學生發展為本”的新課改理念,三維教學目標是相互滲透并融合的,它們緊緊地貫穿于每一位學生的成長與能力發展過程之中。初中生物科學素養的核心是生物技能,掌握生物技能的前提是領會生物核心概念。如果把生物科學素養比做一座“金字塔”,由三維目標構成,那么,生物核心概念就是這座“金字塔”的框架圖,知識與能力就是這座“金字塔”的根基;過程與方法、情感態度價值觀就是“金字塔”的上層建筑。框架圖設計的精確,根基才會穩固,那么生物教學的根基才會更加穩固,“上層建筑”才能發展得越高。高效的生物教學,就是經過理解生物核心概念,使學生在知識和能力,情感態度價值觀獲得進步與發展,并提高學生的生物科學素養。

二、用思維導圖來組織教學

以基因為例,引導學生總結“性狀”,分析每個人各種性狀的遺傳,總結出人的性狀與父母的關系,為學生學習基因對性狀的決定奠定基礎,再以基因為核心,引出基因的類型:顯性基因和隱性基因。教師可以將基因對性狀的控制進行適當分析與講解,然后以某一種性狀來分析基因的決定作用,如有無耳垂的圖解,可以先用最簡單的圖解,然后層層遞進;嘗試讓學生分析最復雜的基因決定方式,如血型的基因決定方式,學生在學習過程中便會真正體會到基因對人的性狀的決定。

三、提倡科學探究教學講授生物核心概念

篇7

生活與生物的理解

在《生物》八年級下冊第七單元“生命的延續與進化”這一知識的教學中,植物的生殖和發育是一個基本內容:植物的生殖包括受精和果實的形成、植物的營養繁殖、植物的組織培養等內容;而植物的生長發育則包括種子的結構、種子的萌發和芽的發育等內容。如果遵循傳統的教學思路,那這一部分知識的教學可能還是遵循講授的方式,讓學生去獲得一些關于植物生殖與發育的知識,這對于學生應試來說已經夠了,但實際上卻喪失了一個良好的在生活與生物之間建立聯系的機會。

通過分析可發現:這部分知識是建立在對生活中常見的一些植物如蘋果、花生、玉米、核桃等進行分析的基礎上的,而在生活中常見意味著可以有效借助學生的生活經驗來實施探究性學習。同時又必須認識到,學生雖然對蘋果、花生、玉米、南瓜等實物有生活角度的感知,但卻沒有生物方面的認識,甚至在許多學生的眼中它們就是同一類實物,而這樣的認知差異又為科學探究的實施提供了條件。因此,在學生熟悉的實物與所要教授的生物之間就形成了一個比較好的關系,基于這一關系展開探究,理論上可以獲得比較好的效果。

生活經驗與生物教學

第一步,筆者將學生分成不同的探究小組,并引入課題。引入課題所用的問題是:“大家能夠舉出生活中的一些果實嗎?”這里筆者既沒有將準備好的生活中的果實和種子的實物呈現隔斷,也沒有在問題中加入“種子”這一概念,就是為了讓學生將自己前概念中的認識充分暴露出來。果然,學生不斷舉例,事前準備好的蘋果、花生、玉米、南瓜之類的實物,學生都想到了,沒有準備的獼猴桃等實物也都出來了。

第二步,筆者問:“你們剛才所列舉的全部是果實嗎?”這時學生會圍繞該概念進入思考,“什么是果實”這一問題也會自然地出現在學生的大腦中。在這種情況下,讓學生對果實和種子進行分類就成為自然選擇,而探究的空間也就進一步打開。

第三步,尋找區分種子和果實的依據。讓學生結合這兩個概念的定義去區分種子和果實,實際上是學生運用概念的過程。這個過程可以由教師演示完成,但學生就缺少了一種體驗;而如果讓學生自己去探究,結果自會大不相同。現實中,當筆者將事先準備好的蘋果、花生等突然呈現在學生面前時,學生是極為興奮的。這是興趣,自然不能打擊學生的探究熱情,但要提醒他們研究重點。物品分發到各小組后,探究也就開始了。

第四步,學生探究,主要任務是探究果實和種子的結構,需要學生對分發的種子和果實進行解剖并觀察,教師在此過程中要提供指導,包括安全因素、解剖技巧等。這是一個動作體驗的過程,也是一個學生運用已有定義去判斷不同解剖對象的過程。在此過程,學生能基本掌握種子與果實的區別,教師主要做的是總結和強調。

第五步,引導學生思維遷移。在學生探究完成后,教師有必要通過一兩個問題去深化學生的思考。筆者向學生提供的兩個問題分別是:“花生是不是種子?”該問題實際上是生活中花生和花生米概念的區分,算是給學生一個小小的辨別意識,即生活中所說的花生與花生米往往是同義的,但生物上的含義是不相同的,花生是帶有果殼的花生米;“樹上掉落的桃子第二年可能會長出新苗,這說明桃子是果實還是種子?為什么?”此問題的提出,主要在于進一步幫學生理清生活經驗與生物知識之間的關系。因為有時的專業知識難以“打敗”學生的生活經驗,只有不斷地讓學生進行知識的遷移,才能有效矯正學生的錯誤認識。

經過以上的探究,可以較好地實現預期的教學目標,同時也讓學生從生活經驗成功地走向生物知識,有效提升學生的生物科學素養。

反思生活與生物教學的聯系

篇8

關鍵詞:生物科學;核心課程;邏輯關系

中圖分類號:G633.91

文獻標識碼:A 文章編號:1674-9944(2016)21-0130-03

1 引言

生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學是生物科學專業的核心課程,由于它們相互聯系,交叉滲透,因此存在邏輯關系不清,課程內容重疊較多等問題,例如原核生物和真核生物基因表達調控在生物化學、細胞生物學、分子生物學都有介紹,基因工程原理在分子生物學、基因工程學中都有介紹,導致教師教學內容難以起舍,課程順序難以安排。要理順生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學的邏輯關系,確定各課程教學內容和教學順序,必須把其定義,研究內容,發展歷史動態結合起來。

2 生物科學專業核心課程概述

2.1 生物化學

生物化學是運用化學的理論和方法研究生物分子結構與功能、物質代謝及遺傳信息傳遞與調控規律的科學。

生物化學是生命科學中最古老的學科之一。 隨著生命科學的發展,各學科相互滲透。18世紀,一些從事化學研究的科學家轉向生物領域,為生物化學的誕生播下了種子。19世紀末,生物化學從生理化學中獨立。20世紀中后期又從生物化學分離出部分內容與遺傳學部分內容結合為分子生物學,然后,分子生物學基因操作部分獨立出來,形成基因工程學。

1920年以前,生物化學研究內容以分析生物體的化學組成、性質和含量為主,稱為靜態生物化學時期。

1920年-1950年,隨著同位素示蹤技術、色譜技術等物理學手段的廣泛應用,生物化學從單純的組成分析深入到物質代謝、能量轉化,如:光合作用、生物氧化、糖、脂肪、蛋白質代謝等領域。這是生物化學飛速發展的時期,稱為動態生物化學時期。

1950年以后,蛋白質化學和和核酸化學進展迅速,生物化學進入了分子生物學時期。分子生物學的發展揭示了生命本質的高度有序性和一致性,是人類在認識的巨大飛躍。根據生物化學的定義和歷史,生物化學研究的內容包括以下幾個方面。

2.1.1 生物的物質組成

生物是由一定的物質按特定的方式組成的,直到今天,新物質仍不斷被發現。如陸續發現的干擾素、環核苷一磷酸、鈣調蛋白、粘連蛋白、外源凝集素等都具有重要的生物學功能。另一方面,早已熟知的化合物也發現了新的功能,如20世紀50年代才知道肉堿是一種生長因子,而到60年代又發現其是生物氧化的載體。

2.1.2 物質代謝

生物體內絕大部分物質代謝是在酶催化下進行的,具有高度自動調節能力。一個小小的細胞內,有近2000種酶,在同一時間內,催化各種不同的化學反應。這些化學反應互不干擾,有條不紊地進行。表明生物體內的物質代謝有精確的調節控制系統。

2.1.3 結構與功能

生物大分子的功能與其特定的結構有密切關系。如酶的活性中心的結構決定其催化活性及其特異性;變構酶的活性還與其催化的代謝終末產物的結構有關。

核酸中核苷酸排列順序的不同,其結構就不同,所含遺傳信息不同。這些不同的構象對基因的表達具有調控作用。

生物體的糖包括多糖、寡糖和單糖。由于多糖鏈結構復雜,具有很大的信息容量,對于細胞專一地識別、相互作用具有重要作用。糖類將與蛋白質、核酸并列成為生物化學的主要研究對象。

在生物化學中,有關結構與功能關系的研究才僅僅開始,尚待大力研究的問題很多,其中重大的有:亞細胞結構中生物大分子間的結合,細胞的相互識別、細胞的接觸抑制、細胞間的粘合、抗原與抗體的作用、激素、神經介質與其受體的相互作用等。

2.1.4 繁殖與遺傳

生物典型特點是具有繁殖與遺傳特性。基因是DNA分子中的一段核苷酸序列,現在DNA分子的核苷酸序列已不難測得,不但能在分子水平上研究遺傳,而且還可能改變遺傳,從而派生出基因工程學。

2.2 細胞生物學

細胞生物學是從顯微水平、亞顯微水平和分子水平研究細胞的結構及其生命活動規律的科學。

過去,細胞生物學主要是在光學顯微鏡下對細胞的形態結構和生活史進行研究,稱為細胞學。20 世紀 50 年代以來,由于電子顯微鏡、放射性同位素、細胞結構組分分離技術、細胞培養等技術的廣泛應用,特別是分子生物學的興起,使細胞生物學研究的廣度和深度都有迅猛發展,從宏觀到微觀、從平面到立體、從定性到定量、從分析到綜合;從細胞、亞細胞、分子三個水平研究細胞的結構與功能、分裂與分化、衰老與死亡等生命活動規律及其調控機制,細胞與細胞、細胞與環境之間的相互關系。使原來以形態結構研究為主的細胞學轉變成以生理功能研究為主、將結構與功能緊密結合起來的細胞生物學。由于細胞生物學在分子水平上的研究工作取得了深入的進展,因此細胞生物學又稱為細胞分子生物學。細胞生物學研究內容如下。

2.2.1 細胞社會學

細胞社會學是細胞生物學中的一個新的領域。它是以系統論的觀點研究細胞群體中細胞間的相互關系、細胞群體的社會行為;細胞識別、通訊、相互作用;整體和細胞群對細胞的生長、分化、形態發生和器官形成等活動的調控;細胞外環境對細胞的影響。

2.2.2 細胞的增殖、生長、分化與調控

研究細胞增殖、生長、分化及其調控機制,不僅是控制生物生長和發育的基礎,而且是研究細胞癌變和逆轉的重要途徑。

2.2.3 細胞遺傳學

細胞遺傳學從細胞學角度來研究染色體的結構和行為以及染色體與細胞器的關系,從而探討遺傳與變異的機制等。

2.2.4 細胞化學

細胞化學:用切片或分離細胞成分,對單個細胞或細胞各個部分進行定性和定量的化學分析,研究細胞結構、化學成分的定位、分布及其生理功能。

2.2.5 分子細胞學

分子細胞學:從分子水平研究細胞與細胞器中蛋白質、核酸等大分子的組成、結構與功能及其遺傳性狀的表現和調控等,探討細胞生命活動的分子機理。

2.3 遺傳學

遺傳學是研究生物遺傳和變異規律的科學。孟德爾認為生物性狀的遺傳是受遺傳因子控制的,并提出了遺傳因子分離和自由組合的基本遺傳規律。1900年,孟德爾的成果得到廣泛重視,成為遺傳學的基石。

20世紀初,利用光學顯微鏡發現了細胞有絲分裂和減數分裂過程中染色體及其行為,奠定了遺傳的染色體理論基礎。1910年左右,美國遺傳學家摩爾根及其同事根據對普通果蠅的研究,提出了基因的連鎖交換規律,并結合當時的細胞學成就,創立了以染色體遺傳為核心的細胞遺傳學。

遺傳信息在分子水平上研究始于20世紀40年代。隨著電子顯微鏡的發明,人們已能夠直接觀察遺傳物質的結構及其在基因表達過程中的特征,使細胞遺傳學的研究進入分子水平。

1953年,沃森和克里克提出了DNA的雙螺旋結構模型,為進一步闡明DNA的結構、復制和遺傳物質如何保持世代連續的問題奠定了基礎,開創了分子遺傳學這一新的學科領域。

遺傳學研究的領域非常廣泛,可劃分成經典遺傳學、細胞遺傳學、分子遺傳學和生統遺傳學4個分支,各個分支領域相互聯系、相互重疊、相互印證,組成了一個不可分割的整體。

經典遺傳學研究從親代到子代的遺傳特性,包括遺傳的分離規律;獨立分配規律;連鎖和交換遺傳規律及機理;基因互作及其與環境的相互關系;性別決定與伴性遺傳;基因及染色體變異;數量性狀的特征及其多基因假說,近親繁殖和雜種優勢;細胞質遺傳等。

細胞遺傳學是通過細胞學手段對遺傳物質進行研究。其內容包括細胞的結構和功能;染色體的形態結構;細胞的有絲分裂,減數分裂;配子的形成和受精。

分子遺傳學是從分子的水平上研究遺傳物質的結構及遺傳信息的傳遞。內容包括DNA復制、轉錄和翻譯,基因突變及修復,原核生物和真核基因表達與調控;基因、基因組及作圖,遺傳重組。

生統遺傳學是用數理統計學方法來研究生物遺傳變異規律的學科。根據研究的對象不同,又可分為數量遺傳學和群體遺傳學。前者研究生物體數量性狀即由多基因控制的性狀遺傳規律,后者是研究基因頻率在群體中的變化、群體的遺傳結構和物種進化。

2.4 分子生物學

分子生物學是從分子水平研究核酸與蛋白質的結構與功能、遺傳信息傳遞和調控,闡明生命本質的科學。

從19世紀后期到20世紀50年代初,確定了蛋白質是生命的主要物質基礎,DNA是生物遺傳的物質的載體,是現代分子生物學誕生的準備和醞釀階段。

從20世紀50年代初到70年代初,是現代分子生物學的建立和發展階段,1953年Watson和Crick提出的DNA雙螺旋結構模型為現代分子生物學誕生的里程碑,確立了核酸作為遺傳信息分子的結構基礎,提出了鹼基配對是核酸復制、遺傳信息傳遞的基本方式,為核酸與蛋白質的關系及其在生命中的作用打下了最重要的基礎。

70年代后,基因工程技術出現,人類進入認識生命本質并開始改造生命的發展階段。

分子生物學原來是生物化學的一部分,因其太重要了,20世紀中后期從生物化學中分離出來并與遺傳學結合,獨立出來成為單獨的學科,是生物化學的發展和延續。涉及的部分內容比生物化學更細致深入,并從整體上考慮。

分子生物學從蛋白質、核酸、基因及基因組結構開始,以中心法則為主線,闡述生物大分子在信息傳導、基因表達調控中的相互作用和機理。主要內容包括蛋白質、核酸、基因和基因組的結構、DNA的復制、轉錄、轉錄后加工、基因突變與修復、蛋白質生物合成和翻譯后加工、原核生物基因表達的調控、真核生物基因表達的調控。基因工程技術的原理和應用等。

2.5 基因工程學

20世紀70年代,隨著 DNA的內部結構和遺傳機制逐漸呈現在人們眼前,生物學家不再僅僅滿足于探索、揭示生物遺傳的秘密,而是開始設想在分子的水平上去干預生物的遺傳特性。這就像工程設計,按照人類的需要(設計)把這種生物的某個“基因”與那種生物的某個“基因”進行“施工”,“組裝”成新的基因組合,創造出新的生物的工程技術被稱為“基因工程”。

基因工程包括如下幾個主要的內容:①目的基因的合成或提起分離。②載體的構建。③將載體轉移到受體細胞并增殖。④重組DNA分子的受體細胞克隆篩選。⑤將目的基因克隆到表達載體上,導入寄主細胞,使之在新的遺傳背景下實現功能表達,產生出人類所需要的物質。

3 課程間的邏輯關系,教學內容選擇及課程順序安排

從生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學的定義,研究內容,發展歷史動態可知,各學科的邏輯關系是:理解細胞結構及功能需要一定的生物化學基礎,理解遺傳物質的結構和功能需要一定的細胞生物學基礎,而分子生物學是生物化學、遺傳學交叉融合的產物,研究核酸和蛋白質分子結構和功能以及相互關系,而各個分子不能孤立發揮作用,必須依賴于一定的細胞結構,因此,生物化學是細胞生物學的基礎;細胞生物學是遺傳學和分子生物學的基礎。基因工程是利用分子生物學的理論和實驗技術進行轉基因操作的部分獨立出來的,因此分子生物學是基因工程學的基礎。所以,高校應按生物化學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學、基因工程的順序安排課程教學最為合適。

由以上可知,由于歷史的原因,生物化學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學、基因工程學相互聯系,交叉滲透,研究內容重復較多。因此,本研究根據其定義、邏輯關系及發展歷史,同時為編寫教材和教學的方便,建議生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、基因工程學教學內容如下。

(1)生物化學主要教學內容主要有:蛋白質化學、核酸化學;酶學基礎;糖代謝與生物氧化;脂類代謝;蛋白質的分解代謝等內容。而將DNA復制、轉錄、翻譯、突變、修復及原核生物和真核生物基因表達調控留在分子生物學講授。

(2)細胞生物學的教學內容主要有:細胞的基本結構;細胞生物學研究方法;細胞膜的結構與功能及物質跨膜運輸;細胞質基質與細胞內膜系統;細胞通訊與信號傳遞;線粒體和葉綠體;細胞核與染色體;細胞骨架;細胞增殖及其調控;細胞分化、衰老與凋亡。

(3)遺傳學的教學內容主要有:遺傳的分離規律;獨立分配規律;連鎖和交換遺傳規律;基因互作及其與環境的關系;基因定位與連鎖遺傳圖;性別決定與伴性遺傳;基因及染色體變異;染色體畸變;數量性狀的特征及其多基因假說;近親繁殖和雜種優勢;細胞質遺傳;遺傳重組。

(4)分子生物學的教學內容主要有:DNA的復制、轉錄、轉錄后加工、基因突變與修復、蛋白質生物合成和翻譯后加工、原核生物基因表達的調控、真核生物基因表達的調控。

(5)基因工程學的主要教學內容有:基因工程技術的原理和應用等。

以上各門課的教學內容相對前述和我國現行教材的教學內容作了較大調整,例如;核酸和蛋白質的組成及結構只在生物化學中講授,細胞信號傳遞只在細胞生物學中講授,基因工程原理只在基因工程學中講授,避免了課程內容的重復。

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篇9

STS教育是20世紀80年代以來西方教育界興起的科學教育改革運動。“STS”為科學(Science)、技術(Technology)、社會(Society)首字母的縮寫。它是以科學技術在社會生產、生活和發展中的應用為指導思想而組織實施的科學教育,強調科學、技術、社會三者的相互關系,其基本精神是把科學教育與當前的社會發展、生產、生活等熱點問題緊密結合起來。我國從19世紀80年代中期開始進行STS教育試點,它現已成為指導教育教學的重要的教育思想。

二、滲透STS教育思想是遵循高中生物課程標準的必然要求

STS教育思想和現行的《普通高中生物課程標準》的理念是絲絲相扣、并行不悖的。新課標在“注重與現實生活的聯系”的基本理念中明確指出,讓學生在現實生活的背景中學習生物學,這與美國國家教師協會1991年給STS教育下的定義“在人類生活的背景中去教學生學科學”的觀點不謀而合。從課程目標來看,新課標提出,要學生認識生物科學和技術的性質,能正確理解科學、技術和社會之間的關系;從能夠運用生物知識和觀念參與社會事務的討論。在課程標準的實施建議里,明確提出要“落實科學、技術、社會相互關系的教育”。教師應重視滲透科學、技術、社會相互關系的教育,通過具體事例幫助學生認識生物科學與社會發展的密切聯系。教師要引導學生關注我國和當地的與學生現實生活相關的問題,使學生積極思考與生物學有關的社會問題,嘗試參與社會決策,培養社會責任感。以上均表明了在生物教學中滲透STS教育思想是遵循新課標理念的必然要求。

三、在生物3“穩態與環境”的教學中滲透STS教育思想

“穩態與環境”是高中生物必修部分的第3模塊,其內容在個體和群體水平上揭示了生命系統的穩態及其與環境的關系。其中許多知識均與社會生活、生產和發展密切相關,更適于STS教育思想的滲透。通過教材展示給學生的生物學,是在先進的技術手段支持下不斷成長的生物學,是通過技術而不斷轉化為生產力的生物學,是在廣闊的社會背景中,對人類文明有著巨大推動作用,同時又可能產生一些負面影響和沖擊的生物學。為此,教材一方面介紹有關科學、技術和社會關系的資料,另一方面還引導學生深入探討科學、技術和社會三者之間復雜的相互關系,理解科學的價值和局限性,養成熱愛科學、尊重科學、理智地運用科學成果的情感和意識,樹立人與自然和諧發展的觀念,形成科學的價值觀。

那么,在教學過程中如何滲透STS教育思想呢?教師應時刻注意以下原則:(1)在講述生物學概念原理時,聯系相關的生物技術及其在社會中的應用;(2)在講述生物技術時,闡明所蘊含的原理,并指出對科學的推動作用及對社會發展帶來的方面的影響;(3)在講述社會問題時,指出社會問題背后蘊含的生物學知識或技術,從而使學生意識到:科學、技術推動著社會的發展,社會發展中許多重大問題的解決依賴于生物科學技術的進步,三者之間存在密切的互動關系。人教版生物3“穩態與環境”中的許多專題欄目如“與社會的聯系”“科學·技術·社會”更是提供了STS教育的良好素材。下面筆者就從教學內容方面闡述在教學中如何進行STS教育思想滲透,主要從個人生活、社會生產和社會發展三個方面進行闡述。

1.個人生活方面

本模塊前兩章講述人和動物生命活動的調節與人體健康密切相關,在教學時滲透相關的健康醫藥方面的知識無疑會引起學生的極大興趣,也體現了生物科學與社會的聯系。學生可能遇到過頭昏腦漲、關節酸痛等“空調病”的癥狀,在“內環境穩態的重要性”一節的教學中可以讓學生從內環境穩態失調角度分析“空調病”的病因。糖尿病是現代人的常見病之一,部分學生的親人就可能是糖尿病患者。在講授血糖的調節及其影響因素時可以以糖尿病為例,讓學生分析糖尿病與飲食結構和生活方式的關系以及如何防治糖尿病等問題。教材在“免疫調節”后的“科學·技術·社會”的閱讀材料中介紹了艾滋病的病理機理和傳播途徑,這屬于科學原理;然后讓學生進一步搜集有關“雞尾酒療法”“水果療法”等艾滋病的治療手段,這屬于技術;最后學生通過了解世界艾滋病運動、紅絲帶行動,培養其運用生物知識對社會問題進行討論決策的意識,這就很好地進行了STS思想的滲透。“通過激素調節”一節后的“科學·技術·社會”欄目中提供了一些應用激素類藥物的資料,其中甲狀腺素治病、保幼激素提高蠶的產絲量、口服避孕藥是藥物對人類有利的一面,而給豬飼喂“瘦肉精”、運動員服用興奮劑、環境激素影響人類的生育能力等卻是藥物有害的一方面。學生在教師的指導下評價激素類藥物的利與弊,就能理解科學技術對社會既可以造成正面的影響,也有負面的作用,科學技術是把“雙刃劍”。

2.社會生產方面,

生物學與社會生產中的農、林、牧、漁業等方面有著密不可分的聯系。如立體農業,是利用群落空間結構的原理,為充分利用空間和資源而發展起來的一種農業生產模式。“桉樹—菠蘿型”的立體農業合理利用了不同層次土壤內的水分和養分,充分利用了不同層次的光能,達到了增產增效的目的。生態農業也是滲透STS思想教育的絕好實例。在生態農業中,生態系統的能量流動和物質循環的知識是科學原理,沼氣的生產和應用、雞糞的發酵除臭屬于生物技術,而“農業、農村、農民”是我國目前國情下最大的社會問題,這充分體現了科學、技術和社會的互動關系。又如,在林業上如果采用科學合理間伐,則既能保持森林的更新能力,又能穩定的進行林業生產,而合理問伐正是利用了生態系統抵抗力穩定性的原理。教師通過列舉以上事例,就能說明生物科學在促進社會生產中發揮了重要作用,學生自然懂得了生物科學促進社會生產的道理。

3.社會發展方面

社會發展中經濟發展、人口增長、環境保護、生態平衡等諸問題的解決都依賴于生物科學技術的進步。“種群的特征”一節中有出生率、死亡率的概念,這很容易聯想到計劃生育。隨著人們生活水平的提高和醫療條件的改善,人口的死亡率不斷降低,因此,要控制人口增長,就必須降低出生率,這正是我國計劃生育政策的理論依據。在“種群數量的變化”一節的教學中,讓學生根據歷年來我國的人口數據畫出增長趨勢圖,分析是否呈“J”型曲線。這樣,學生不儀掌握了數學模型的方法,而且加深了對人口增長的認識,體會到計劃生育政策的必要性。再比如,人類活動對生物種群數量的變動有怎樣的影響,為什么大熊貓、東北虎等瀕危珍稀動物在人們的保護下越來越少,而老鼠、白蟻等有害動物在人們的大力捕殺下依然猖狂,這里就蘊含著“種群數量的變化規律以及影響因素”的生物知識。當學生意識到隨著科技水平的提高,人類活動對自然界的影響越來越大時,也就培養了人類對自然的責任感。“溫室效應”也是當前人們最關注的環保問題之一,可以讓學生從碳循環的角度去解釋溫室效應的原因,如何緩解和控制溫室效應。學生在思考問題的過程中意識到生物科學與社會的密切關系,教師也就達到了滲透STS思想的目的。

綜上所述,教師應本著源于教材又不同于教材的精神,努力捕捉STS教育時機,從個人生活、社會生產、社會發展等方面選取具體事例進行STS教育思想的滲透。

參考文獻:

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篇10

關鍵詞:概念教學 有效性 方法

1.提高概念教學的有效性是提高學生應試能力的有效手段

《普通高中生物課程標準》課程基本理念中對提高生物科學素養的描述是“它反映了一個人對生物科學領域中核心的基礎內容的掌握和應用水平,以及在已有基礎上不斷提高自身科學素養的能力。”生物科學領域核心的基礎內容往往是由一系列概念來揭示的,并在此基礎上提升基本技能。而高中教學尤其是高三是必須面對高考的,因此提高學生應試能力也是不可回避的現實。《2009年普通高等學校全國統一考試大綱》對理解能力的要求“把握知識的內在聯系,形成知識網絡;運用所學知識與觀點,通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理,做出合理的判斷或得出正確的結論。”可以看出高考中已體現了新課程的基本理念,提高學生的生物科學素養與提高學生應試能力的目標是一致的。

概念是反映客觀事物的最本質的特征和聯系的東西,通過有關的字詞或語句表達出來的。生物概念是生物學的基礎,也是中學生物教學的重點、難點。概念教學是中學生物學科中基礎知識和基本技能教學的核心,是完成三維教學目標的基礎。在高中階段培養學生良好的生物科學素養、提高學生應試能力的一條重要途徑就是對生物概念的理解、應用和轉化。

2.概念教學中存在的問題

列寧曾說過“概念是幫助我們認識和掌握自然現象之網的網上扭結”,可見概念在人們認識世界中的重要性。但學生在學習過程中經常會出現一系列判斷、推理及結論的錯誤,使學生、教師都不勝其煩。究其原因,都是由于沒有掌握概念學習的要領,而出現“概念不清楚”“概念掌握不完整”或“概念理解錯誤”等問題。同時像我校這樣的城市學生缺少親近自然的機會、青少年生活經驗有限,部分生物學概念微觀性、抽象性等都是影響學生正確學習生物學概念的障礙。

3.高三復習階段概念教學的策略

進入高三復習階段,筆者針對我校學生的實際情況和提高學生應試能力的需求,合理整合教材內容,恰當選擇教學策略,提高高三復習階段概念教學的有效性。具體做法如下:

3.1對比相似、相近的概念

有些概念名稱相近或是基本內容相似,易使學生出現“概念混淆”的情況。為了解決這一問題,筆者在進行高三復習時引導學生針對相似、相近概念加以對比,幫助學生明確其中的聯系與區別。例如筆者在復習《現代生物科技專題》模塊《細胞工程》專題時,針對“植物組織培養”與“動物細胞培養”這樣的概念引導學生進行表格對比:

通過這種對比的過程,可以深化學生對概念的正確認識,并進一步對后續概念應用的教學內容進行鋪墊。

3.2總結相關聯的概念

教材在介紹某些概念時,語言過于簡練,沒有明確歸納出完整的概念,導致學生對“概念理解錯誤”或“概念使用范圍不明”。例如《穩態與環境》模塊《通過激素的調節》一課中,與激素調節有關的各種關系包括:拮抗作用、協同作用、激素分泌的分級調節、反饋調節、神經調節與體液調節的關系等,學生在使用時常出現混亂的現象。筆者針對這一情況,帶領學生總結了這些相關聯的概念,并明確使用范圍。

3.2.1激素分泌的分級調節

例如:甲狀腺激素分泌的分級調節總結如下圖。

3.2.2反饋調節

在上述甲狀腺激素分泌的分級調節過程中,同時也存在著反饋調節機制,既當血液中甲狀腺激素含量增加到一定程度時,又反過來抑制下丘腦和垂體分泌相關激素,這樣甲狀腺激素含量就不至于過高。

除此之外,在血糖調節的過程中,胰島素、胰高血糖素的作用結果(即血糖濃度的改變)會反過來影響胰島素、胰高血糖素的分泌,也屬于反饋調節的實例。

3.2.3拮抗作用與協同作用

拮抗作用是指不同激素對同一生理效應發揮相反的作用。例如胰島素的降血糖作用與胰高血糖素的升血糖作用相互拮抗,共同實現對糖代謝的調節,使血糖含量維持在相對穩定的水平。

協同作用的定義是:不同激素對同一生理效應都發揮作用。例如垂體分泌的生長激素和甲狀腺分泌的甲狀腺激素,都有著促進生長,促進新陳代謝的作用。

通過上述例子可以看出拮抗作用與協同作用是對同一生理效應的調節結果不同。

3.2.4神經調節與體液調節的關系

這二者的關系可以利用“甲狀腺激素的分級調節和反饋調節”進一步解釋,在寒冷或緊張的情況下,下丘腦、垂體、甲狀腺的分泌活動是受神經系統調節(或控制)的,可以看成反射弧的效應器;在這種情況下分泌的甲狀腺激素也可以影響神經系統的興奮性。

3.3明確概念的內涵和外延

針對同一個生物學概念可以引導學生在不同水平分析,加深學生對概念內涵和外延的理解,從而構建知識網絡,將各模塊聯系為一個整體。例如:“細胞分化”這一概念,教材是在《分子與細胞》模塊《細胞分化》一節給出的,但在高三復習時學生對各模塊知識都有一定的基礎,可將這個概念多水平分析:在基因水平,是基因選擇性表達的結果,合成了不同種類和數量的蛋白質;在細胞水平,產生細胞器的種類和數量產生差異,使同一細胞的后代在結構和功能上趨向專門化、成熟化,但全能性下降;在個體水平,分化的細胞組成不同的組織、器官和系統,從而形成一個完整的多細胞生物。

3.4簡易圖示應用概念

《新課程標準》的課程目標中有這樣的要求:“獲得生物學基本事實、概念、原理、規律和模型等方面的基礎知識……”“了解生物科學知識在生活、生產、科學技術發展和環境保護等方面的應用。”概念教學的重要任務就是讓學生能夠有效應用,筆者在高三復習階段指導學生利用簡易圖示解決實際問題,將抽象的概念具體化,減少學生理解上的障礙。例如:在《穩態與環境》模塊《植物激素調節》一課中,就利用這種方法解釋植物的向光性、向(背)重力性、頂端優勢等現象,取得良好效果。具體圖示如下:

3.5打響集結號,構建概念圖

教材中出現的生物概念眾多、體系復雜抽象,考綱中對學生理解、應用生物概念的能力要求不斷提高。學生不僅要把握概念的內涵、外延,同時還要正確地理解概念之間的聯系,這對于高中學生來說有一定難度,所以我們應該把一些概念進行歸類,構建概念圖。例如在復習《穩態與環境》模塊的時候,可以將有關環境的概念組成構建為下面的概念圖:

課堂教學的有效性是多方面的,但歸根到底,學生有所收獲或得到發展是教學有效性的唯一目標。生物概念教學在生物教學中是一個重要的組成部分。學生有效掌握生物學概念既是新課程標準所規定的基本任務之一,又是學生具有生物科學素養的基本要求和標志。筆者在推進課堂教學有效性的實踐中將繼續探索、反思。

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