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生物科学前沿热点范文

发布时间:2024-04-03 15:38:12

导语:想要提升您的写作水平,创作出令人难忘的文章?我们精心为您整理的13篇生物科学前沿热点范例,将为您的写作提供有力的支持和灵感!

生物科学前沿热点

篇1

2010年秋季,新课程改革在四川省各普通高中学校全面展开。伴随着新课程的实施,生物教师对于自己的角色重新定位的同时,还需要对生物课程资源进行重新定位和挖掘。新教材内容体系新,对教师有了更高的要求,教师应该摒弃过去那种“教学就是教教材”的旧观念,树立“以课标为基本依据,以教材为基本素材,充分利用多种教学资源来进行教学”的新观点[1]。使用多样的教学资源,让学生轻松的理解知识、消化知识、掌握知识,才能灵活运用知识解决问题。因此,教师要通过各种途径,收集教学资源,丰富生物学教学。

1.充分利用配套挂图、模型

为了适应新课改的要求,很多学校对于教学的硬件设施都进行了更新和完善,教室里配备了电脑和投影仪等先进的教学设备,这些设备为教师使用课件教学提供了条件。但课件的广泛使用,让很多教师忽略了教学配套的挂图和模型的使用。相较于课件展示,模型具有真实感和立体感的优点,学生可以近距离观察,动手分拆、组装,印象更为深刻。

例如,在“生物膜的流动镶嵌模型”一节教学中,使用细胞膜的结构模型,可以直观的展示磷脂分子的结构、磷脂双分子层的构成、蛋白质分子的分布。然后教师再结合课件,利用动画演示细胞膜的流动性,这既利于学生清晰准确的掌握细胞膜的结构及特点,又为后面的“物质跨膜运输”做好铺垫。

2.从生活中提取教学素材

生活经验的一大特点就是直观,容易让学生接受。在课堂教学中教师可以充分地利用学生在日常生活中积累的丰富实践经验,结合生物学科的特点,充分地挖掘生活中教学资源,并巧妙地与教材知识相融合,构建生活化的教学活动,使生物课堂焕发出生机和活力,激发起学生学习生物学的兴趣,提高课堂教学效率[2]。

例如,理发店的碎发都要被收集起来,是为了提炼氨基酸――生物大分子蛋白质的基本组成单位;大宝SOD蜜中的“SOD”之所以成为化妆品的卖点,是因为它是一种抗氧化酶,能加速新陈代谢,延缓衰老;家中储存水果装入塑料袋,并放入冰箱中,可延长保鲜时期,是因为水果在相对封闭的状态下由呼吸作用产生的二氧化碳排不出,聚集在水果周围形成了一个高二氧化碳浓度环境,抑制了其呼吸作用,放入冰箱中通过低温降低酶的活性来抑制呼吸作用,从而减少水果中有机物的分解。

3.关注当前的生物科学前沿

在新课程教材中,“科学前沿”“科学•技术•社会”等为学生介绍了生物科学的新进展,引导学生理解科学的价值和局限性,养成热爱科学、尊重科学、理智地运用科学成果的情感和意识,树立人与自然和谐发展的观念,形成科学的价值观。但是,教材编写是一项巨大的工程,耗时较长,因而教材使用有一定的滞后性,教材中介绍的“科学前沿”可能已并不是“前沿”。为了使学生准确了解生物科学的发展动向,教师要多关注报刊杂志等的报道,收集关于生物科学的最前沿知识。

例如,2010年诺贝尔生理学或医学奖获得者罗伯特•爱德华兹,被称为“试管婴儿之父”,成功实现了第一位“试管婴儿”的诞生,开创了生殖医学领域的新纪元。文卡特拉曼•拉马克里希南、托马斯•施泰茨和阿达•约纳特因“对核糖体的结构和功能的研究”而获得2009年的诺贝尔化学奖。美国科学家格雷德与伊丽莎白•布莱克本和杰克•绍斯塔克因发现端粒和端粒酶保护染色体的机制而分享2009年诺贝尔生理学或医学奖,三位科学家的发现“解释了端粒如何保护染色体的末端以及端粒酶如何合成端粒”,让人们更深入的了解细胞的寿命、衰老与死亡等等。“试管婴儿”、“核糖体”、“细胞衰老和死亡”,都是中学阶段要学习掌握的生物学知识,若结合这些全球性的生物科学大事件来进行教学,则更能激发学生的学习热情和兴趣,培养学生热爱科学、尊重科学的情感和意识。

4.了解社会热点话题

报纸、杂志、电视、互联网等是大家每天都会接触的传播媒体,报道各种社会关注的热点:节能减排、低碳经济、环境问题、营养保健问题等等,这些热点问题都与生物学知识息息相关。正确引导学生利用生物学知识分析社会想象,能提高学生分析和解决现实问题的能力,帮助学生形成正确的世界观、人生观和价值观。

例如,中央电视台《科技苑》节目在2010年10月报道了“不流血的手术刀,探秘超声波消融肿瘤”,在“细胞癌变”的一节教学中,就可以利用该材料为学生介绍最新的治疗肿瘤的方法;结合最近两年新闻报道的“劣质奶粉事件”,可以引导学生分析蛋白质的元素组成、作用以及缺乏症状;利用“生态系统稳定性”的知识,引导学生讨论探究“绵阳市灾后恢复重建林业生态项目”中要遵循的自然生态规律。将这些报道作为学生课堂讲座素材,时效性强,更容易引起学生的关注,从而培养学生搜集和处理信息的能力。

5.利用简易材料,合理设置家庭小实验

生物实验能生动、直观地展示生物现象,以特殊的魅力引起学生的好奇心和求知欲[3]。但是课堂演示实验往往由于教学条件的限制及各方面的因素,不能保证每位学生学都看到实验现象。而学生实验也只是部分实验,课程改革后,新教材中增加了许多探究性实验,但毕竟是多人一组,也不能保证每位学生有实践全过程的机会。教师可以利用日常生活中常用的用具材料,合理设置一些家庭趣味小实验,从一定程度上补充课堂演示、分组探究实验的不足。

例如,血渍的洗涤、韭黄和韭菜的培育、发豆芽等实验,这些实验都来自于生活,又与中学阶段所学的生物知识密切相关。“血渍的洗涤”可用以研究酶的作用;“韭黄和韭菜的培育”可用以研究光照与叶绿素形成的关系;“发豆芽”既可研究种子萌发的条件,还可用以探究茎的向光性和根的向重力性。通过这些简单的生活小实验,既培养学生的动手操作能力、观察能力、探究能力,又陶冶学生的情操,加深学生对所学知识的理解。

总之,教师在日常的生活和教学中,要多收集教学资源,丰富教学素材,才能设计出精彩的课堂教学,以促进生物课程能更好的面向全体学生,提高学生的生物科学素养。

参考文献:

[1]董宇达.校内生物课程资源的开发与利用.中国科教创新导刊.2010年第14期.

篇2

为了适应新课改的要求,很多学校对于教学的硬件设施都进行了更新和完善,教室里配备了电脑和投影仪等先进的教学设备,这些设备为教师使用课件教学提供了条件。但课件的广泛使用,让很多教师忽略了教学配套的挂图和模型的使用。相较于课件展示,模型具有真实感和立体感的优点,学生可以近距离观察,动手分拆、组装,印象更为深刻。

例如,在“生物膜的流动镶嵌模型”一节教学中,使用细胞膜的结构模型,可以直观地展示磷脂分子的结构、磷脂双分子层的构成、蛋白质分子的分布。然后教师再结合课件,利用动画演示细胞膜的流动性,这既利于学生清晰准确地掌握细胞膜的结构及特点,又为后面的“物质跨膜运输”做好铺垫。

二、从生活中提取教学素材

生活经验的一大特点就是直观,容易让学生接受。在课堂教学中,教师可以充分地利用学生在日常生活中积累的丰富实践经验,结合生物学科的特点,充分地挖掘生活中的教学资源,并巧妙地与教材知识相融合,构建生活化的教学活动,使生物课堂焕发出生机和活力,激发起学生学习生物学的兴趣,提高课堂教学效率。

例如,理发店的碎发都要被收集起来,是为了提炼氨基酸——生物大分子蛋白质的基本组成单位;大宝sod蜜中的“sod”之所以成为化妆品的卖点,是因为它是一种抗氧化酶,能加速新陈代谢,延缓衰老;家中储存水果装入塑料袋,并放入冰箱中,可延长保鲜时期,是因为水果在相对封闭的状态下由呼吸作用产生的二氧化碳排不出,聚集在水果周围形成了一个高二氧化碳浓度环境,抑制了水果呼吸,放入冰箱中通过低温降低酶的活性来抑制呼吸作用,从而减少水果中有机物的分解。

三、关注当前的生物科学前沿

在新课程教材中,“科学前沿”“科学技术社会”等为学生介绍了生物科学的新进展,引导学生理解科学的价值和局限性,培养学生热爱科学、尊重科学、理智地运用科学成果的情感和意识,树立人与自然和谐发展的观念,形成科学的价值观。但是,教材编写是一项巨大的工程,耗时较长,因而教材使用有一定的滞后性,教材中介绍的“科学前沿”可能已并不是“前沿”。为了使学生准确了解生物科学的发展动向,教师要多关注报纸杂志等的报道,收集关于生物科学的最前沿知识。

例如,2010年诺贝尔生理学或医学奖获得者罗伯特爱德华兹,被称为“试管婴儿之父”,使第一位“试管婴儿”诞生,开创了生殖医学领域的新纪元。文卡特拉曼拉马克里希南、托马斯施泰茨和阿达约纳特因“对核糖体的结构和功能的研究”而获得2009年的诺贝尔化学奖。美国科学家格雷德与伊丽莎白布莱克本和杰克绍斯塔克因发现端粒和端粒酶保护染色体的机制而分享2009年诺贝尔生理学或医学奖,三位科学家的发现“解释了端粒如何保护染色体的末端以及端粒酶如何合成端粒”,让人们更深入地了解细胞的寿命、衰老与死亡,等等。“试管婴儿”“核糖体”“细胞衰老和死亡”,都是中学阶段要学习掌握的生物学知识,若结合这些全球性的生物科学大事件来进行教学,则更能激发学生的学习热情和兴趣,培养学生热爱科学、尊重科学的情感和意识。

四、了解社会热点话题

报纸、杂志、电视、互联网等是大家每天都会接触的传播媒体,报道各种社会关注的热点:节能减排、低碳经济、环境问题、营养保健问题等,这些热点问题都与生物学知识息息相关。正确引导学生利用生物学知识分析社会想象,能提高学生分析和解决现实问题的能力,帮助学生形成正确的世界观、人生观和价值观。

五、利用简易材料,合理设置家庭小实验

生物实验能生动、直观地展示生物现象,以特殊的魅力引起学生的好奇心和求知欲。但是课堂演示实验往往由于教学条件的限制及各方面的因素,不能保证每位学生都能看到实验现象。而学生实验也只是部分实验,课程改革后,新教材中增加了许多探究性实验,但毕竟是多人一组,也不能保证每位学生有实践全过程的机会。教师可以利用日常生活中常用的用具材料,合理设置一些家庭趣味小实验,从一定程度上补充课堂演示、分组探究实验的不足。

篇3

通读《中学生物课程标准》和新世纪中学生物教材,不难发现中学生物教学课程目标的定位基于以下两个基本点:

1.课程目标要适应社会发展的需要

在充满希望和挑战的21世纪,科学技术与社会发展将相互作用。科技将高度社会化,社会将高度科技化。社会的高度科技化要求公民具有较高的科学素养,包括科学知识、科学观点、科学态度、科学精神、科学方法、科学价值观、科学思维习惯和行为习惯等。生物科学在社会发展中的地位和作用要求我国涌现出一大批站在生物科学前沿的创新型人才。从这个意义上说,中学生物课程一方面要求广大受教育者具有较高的生物科学素养,另一方面又要为将来可能从事生物科学研究的人才在态度观念、知识和能力等方面打好生物学基础。从国际上看,全球经济的一体化使人类社会高度信息化和科技化,高科技的发展引发知识经济时代的到来。全球面临人口、粮食、健康、能源、资源和环境等问题,给各国的基础教育,尤其是发展中国家的基础教育提出了严峻的挑战,要求基础教育的教育目标作适当的调整,如强调国际化,具有收集和处理信息的能力,树立全球意识和环境意识,树立人与自然和谐共处,可持续发展的观念,学会学习,学会关心,学会发现,学会创造等。

2.课程目标要符合学生发展的需要

关于学生发展的需要,首先应当研究中学生学习生物科学的心理特征和认知规律,了解哪些内容是学生乐于学习的,哪些内容对学生的终身学习和发展具有较高的价值,而不是单纯从学科知识的系统性出发,选取学生应当学习的内容。调查表明,关于动植物的形态结构和分类等事实性知识,名词术语较多;有些动物是学生不常见的,《教学大纲》和教材从学科知识的系统性出发,将它们作为代表动物或代表植物讲述,学生的学习兴趣就低。关于原理性知识和程序性知识,能够使学生理解为什么,懂得怎么做,是学生非常感兴趣的。例如,生物的性状是怎么遗传给后代的?遗传物质是怎样发现的?等等。

因此,面对生物学科的新标准、新教材,在生物教学的实施过程中要有一个全新的教学理念。如在制定每节课(或活动)的教学目标时,要充分考虑课程目标在整个教学过程中的相互融合和渗透。要考虑到学生终身发展的需要,特别要注意能力和情感、态度与价值观方面的要求。

二、探究性、研究性学习的实施

“探究性、研究性”学习是基础课程改革过程中所倡导的一种全新的学习方式。按照这种学习方式,生物教学的过程是师生交往,共同发展的互动过程。教师必须向学生提供更多的机会让学生亲自参与和实践。这种有目的、有步骤的学生自主学习活动主要包括对生物及其相关事物进行观察描述,提出问题,从各种信息渠道查找信息,提出假说,验证假说,思维判断,做出解释,并能与他人合作和交流等。因此,教师在引导和组织学生进行探究性学习时要注意以下几点:

1.需要为探究性学习创设情境

例如,提供相关的图文信息资料、数据,或呈现生物标本、模型、生活环境,或从学生的生活经验、经历中提出探究性的问题,或从社会关注的与生物学有关的热点问题切入。如当前全球气候变暖,气温升高,这种现象被称为温室效应,原因是由于二氧化碳的浓度升高,请学生探究减缓温室效应的措施等。

2.应该鼓励学生自己观察、思考、提问,并在提出假设的基础上进行探究性活动方案的设计和实施

例如,现有一段小长骨及相关器材,请设计实验方案鉴定该骨是老年、成人,还是少年儿童的骨?鼓励学生自己设计生物实验,探讨该骨的化学成分,激发科学探究的兴趣,培养学生动手能力。

3.注意课内外活动相结合

教师应打破课堂内外的约束,有计划地安排好需要较长时间才能完成的活动,包括必要的调查、访问、参观等,充分利用多种教学资源,保证活动时间的落实。

4.重视探究性学习报告的撰写和交流

教师应培养学生通过文字描述、数学表格、示意图、曲线图等方式完成报告,并组织交流探究的过程和结果。

三、生物实验教学的创新

篇4

根据教育部2003年制定的《普通高中课程方案(实验)》和《普通高中生物《课程标准》(实验)》(以下简称《课程标准》),课程教材研究所生物课程教材研究开发中心组织编写了生物学科六个模块的教材。现将整套教材的总体设计思路分析如下。

《课程标准》是教材编写的重要依据。本套教材总体设计思路是贯彻落实《课程标准》提出的基本理念,根据各模块的具体内容标准,结合学生的年龄特征、认知规律和教学实际,本着便于教和学的原则进行设计。概括地说,教材的编写要体现《课程标准》的基本理念,遵循《课程标准》的设计思路,落实《课程标准》中“具体内容标准”的要求。具体包括以下几个方面。

一、重视基础知识的教学,帮助学生形成良好的知识结构

(一)构建主线突出、结构合理的知识体系

为凸显各模块在知识教育方面的价值,帮助学生形成良好的知识结构,每个模块的知识内容都围绕一定的主线展开。同时,根据学生的认知规律,确定知识内容的呈现顺序,使之形成结构合理的知识体系。例如,在“分子与细胞”模块中,教材内容围绕“细胞是基本的生命系统”这一主线展开(见图1)。

图1

(二)重视基本概念、原理和规律

高中生物课程涵盖的知识内容广泛而丰富。对学生来说,知识性内容与生物学基本概念、原理和规律的相关性越高,实现迁移的可能性就越大;其时效性越长久,对学生终身学习和发展的价值就越高。鉴于此,知识性内容着重围绕生物学基本概念、原理和规律展开,避免过多事实性知识的堆砌和单纯描述,在认识“是什么”的基础上,更多地探讨“如何”和“为什么”。

例如,关于动物和人体的激素调节,重点是让学生通过具体实例理解反馈调节和分级调节的原理,以及激素调节的特点,而不是罗列许多激素的分泌部位和生理作用。

(三)把握基础性,体现先进性

按照《课程标准》的要求,精选符合学生发展需求和认知水平的基础知识。知识内容的深难度总体上维持在现行高中生物教材的水平,避免出现深、难、重。

基础不等同于经典。教材展示给学生的生物学,应当具有时代特色,基础性应是现代意义上的基础性。在体现共同基础的必修教材中,一些基本概念和原理力求与现代生物科学相一致,体现先进性。例如,酶的概念不局限于蛋白质的范畴,中心法则不局限于克里克提出的经典法则,将免疫也视作一种调节方式,等等。此外,还以“科学前沿”“科学·技术·社会”等形式介绍了生物科学的新进展,如通道蛋白、人类蛋白质组计划、DNA指纹技术、基因治疗、恢复生态学等。在满足学生多样化发展需要的选修教材中,内容紧扣时代脉搏,集中反映现代生物科学和生物技术及其应用,同时也注意到把握基础性,避免过深过难。例如,在“现代生物科技专题”中,侧重基本原理和方法及其应用的介绍,技术操作多用“生物技术资料卡”形式介绍,学生一般了解即可。

基础性与先进性之间有时会出现矛盾,矛盾的焦点是学生的认知水平和接受能力。对此,教材从高中阶段教育的性质和任务出发,做了灵活变通的处理。例如,关于水分子的跨膜运输,尽管已发现水通道,教材正文仍沿用目前细胞生物学专著中将其归为自由扩散的说法,而将通道蛋白的内容放在课外阅读材料“科学前沿”中介绍;关于细胞的衰老和癌变的原因,则采用在正文中排小号楷体字的办法,供感兴趣的学生选读。此外,教材不可能也无必要在反映新进展上面面俱到,为此,在正文和作业中常常提示学生搜集有关资料。

(四)突出重点,点面结合,使知识内容层次分明

教材中重要概念和原理的表述,以黑体字排印;其余需要学生认真阅读和理解的内容以宋体字排印;供学生一般了解或选学的内容以楷体字排印,或以“相关信息”“资料卡”“科学·技术·社会”等形式出现,有的内容明确标注“选学”。“生物技术实践”中帮助学生设计实验的资料也以楷体字排印。

(五)纵横衔接,促进知识网络的形成

为体现生物学与数学、物理、化学等学科的横向联系,教材旁栏设有“学科交叉”栏目;为体现各个模块间、同一模块各章节间的联系,教材旁栏设有“知识链接”栏目。在必修模块各章后的自我检测中,大多安排了画概念图的习题。

二、突出生物科学的过程与方法,培养学生的科学探究能力

有关科学过程与方法的内容,在教材中占有较大的比重。“过程”包括科学家的研究过程和学生亲自参加的探究过程。“方法”侧重在科学探究的一般方法,也包括学科内的方法,如分离细胞器的方法、放射性同位素标记法、标志重捕法等。

(一)关于科学方法的内容

教材中涉及的科学探究的一般方法如下图。

这些科学方法的内容贯穿在各个模块中,同时,不同模块在科学方法教育上又有不同的侧重点。例如,“分子与细胞”模块侧重观察和实证的方法,“遗传与进化”模块侧重假说演绎的方法,“稳态与环境”模块侧重系统分析的方法。

鉴于思维能力是科学探究能力的核心,教材注重思维方法的训练:1.注重训练抽象思维和发展形象思维相结合;2.注重形式逻辑思维与辩证逻辑思维相结合;3.注重引导发散思维、求异思维和批判性思维;4.重视数学方法、模型方法和系统方法的介绍和运用。

关于科学方法的内容,教材主要通过研究过程的介绍和探究活动的设计,让学生逐步领悟。此外,在必修模块中还辟有专门的栏目予以提炼和概括,其中属于科学探究一般方法的内容见下表。

这里有两点需要说明:1.教材中科学方法内容是建立在义务教育生物课程标准实验教科书基础上的,初中阶段已经讲述的方法不再作为重点介绍,如观察法、实验法、调查法、比较法、搜集资料的方法等;2.系统分析的方法对高中学生来说过于深奥,教材通过研究群落、生态系统的结构和能量流动等内容来渗透其大致思路,而未做正式表述。

(二)强化科学方法教育、培养科学探究能力的途径

1.安排丰富多样的科学探究活动,让学生通过活动体验过程,领悟和运用方法(见下表)。

2.较多地介绍生物科学史的内容,特别是生物科学史上的经典案例。有的部分将科学发现的先后顺序作为构建框架的重要线索,如遗传部分,让学生分析科学家是怎样进行科学研究的,从中获得科学方法等方面的启示。

3.鼓励学生积极思考和讨论。在资料分析、旁栏思考题、技能训练、练习、思考与探究、自我检测等栏目中有许多关于科学过程和方法的思考题,可以帮助学生领悟方法,活跃思维,提高科学探究能力。

三、关注科学、技术和社会的关系,深化情感态度与价值观教育

通过教材展示给学生的生物学,是在先进的技术手段支持下不断成长的生物学,是通过技术而不断转化为现实生产力的生物学,是在广阔的社会背景中,对人类文明有着巨大推动作用,同时又可能产生一些负面影响和冲击的生物学。为此,教材一方面介绍有关生物科学、技术和社会关系的资料,另一方面还引导学生深入探讨生物科学、技术和社会三者之间复杂的互动关系,理解科学的价值和局限性,养成热爱科学、尊重科学、理智地运用科学成果的情感和意识,树立人与自然和谐发展的观念,形成科学的价值观。

教材通过多种方式突出了这方面的教育。

1.通过资料搜集和分析、思考和讨论、调查、评价等多种活动,落实科学、技术和社会关系的教育。

2.在必修模块中设置“科学·技术·社会”和“与生物学有关的职业”等栏目;正文辟“与社会的联系”小栏目。

3.在选修模块中分别设置相应栏目。如“生物技术实践”中的“课题背景”,“生物科学与社会”模块中的“从社会中来”“到社会中去”及“现实中的问题”“现代生物科技专题”中的“实践活动”“进展追踪”“论坛”“热点问题讨论”等。例如,设置“论坛”引导学生深入讨论生物技术的安全性和伦理问题。

4.在教材的作业系统中设计相关的练习题。

教材通过介绍科学家从事科学研究的实例、安排学生探究活动和讲述有关知识等多种途径,试图构建具有生物学科特点和时代特色的情感态度与价值观体系(见图2)。

四、重视知识内容与生活经验的联系,激发求知欲,驱动知识的建构

借鉴有意义学习和建构主义学习理论,教材内容的表述不是从概念到概念,而是尽量从生活经验入手,创设较好的问题情境或悬念,激发学生的学习兴趣,促使学生头脑中发生新知识与原有经验之间的联系,完成知识的建构,同时也理解所学知识的价值。

1.必修模块的每节都从“问题探讨”入手,该栏问题除了出自科学史,主要是从学生的生活经验中提炼。

2.教材重要概念和过程的阐释,尽可能结合学生的经验和生活体验,使之亲切而生动。

3.不少章节采用问题串的形式,引导学生步步深入地分析问题,解决问题,建构知识,发展能力。在“分子与细胞”模块,还设有“与生活的联系”栏目。

4.作业系统中注意习题与生活、健康、环境等方面的联系和实际应用。

五、加强内容的引导性和开放性,促进探究性学习

为促进学生形成主动、探究、合作的学习方式,教材改变了传统的注入式写法,也未停留在经典的启发式写法上,而是引导学生提出问题,分析问题,通过各种途径寻求答案,在解决问题的思路和科学方法上加强点拨和引导。

教材内容的开放性表现在以下几个方面。

1.有些问题,不是直接给出答案,而是让学生自己探究。

2.有些问题,并未叙述得面面俱到,而是提出要求,让学生自己搜集信息,特别是联系当地和当前实际的信息。

3.探究活动的写法重在引导,探究的课题、材料用具和方法步骤不做过死的规定;对于难度较大的探究活动,教材提供了参考案例。

4.介绍生物科学上目前尚未解决的疑难问题或存在的争议,体现科学体系的开放性。

5.有些练习题的答案不唯一。

六、改进作业系统,促进评价的改革

评价方式的改革是课程改革的关键环节之一。教材改变了作业系统主要为巩固知识而设计的传统做法,以期促进生物课程的评价改革。

1.作业系统围绕知识、能力和情感三方面的目标来设计,特别重视知识的迁移、方法的运用和发散思维的培养。例如,必修模块每章后都有“自我检测”题(见图3),帮助学生从知识的掌握和能力的发展等方面进行自我评价。

篇5

必修一模块的第一章《走近细胞》的引言中就说:“悠悠300余年,关于细胞的研究硕果累累;近50年来更进入了分子水平,老树又绽新花。许多研究成果已经或将要走进我们的生活:“植物细胞在培养瓶中悄然长成幼苗;动物体细胞核移植诞生了克隆动物;不同生物细胞间DNA的转移创造出新的生物类型及其产品;病危的生命期盼着干细胞移植的救助……让我们再次走近细胞,更深入地探索它的奥秘。”这些话,并不仅仅是为了引发学生的学习兴趣,更宣示了一个指导思想:注重与现实生活的联系,在现实生活的背景中学习生物学,在现实生活的背景中学习生物学,为现实生活服务。

生物必修一教材中每一节都有创设学习情境的“问题探讨”,其中相当一部分是现实生活中的问题。例如,第一章第1节开头的问题探讨,就选择了非典型性肺炎这一学生都熟悉且社会关注的热点事例。这一类问题选取了与社会热点相关的内容,与学生的实际生活紧密相连,使学生感到生物学知识是有用的知识,是可以解决实际问题的知识,而从心里接受、喜欢学习高中生物学。

教材中的“资料分析”和“思考与讨论”,是各节中常出现的专栏,其中列出了一些富有思考价值、探究意义的问题与人们的生活有密切的联系。例如,第一章第1节的资料分析中,五个问题都与学生的生活有关,尤其是问题二和问题四。在问题二中,涉及“子女和父母之间,和卵细胞充当了遗传物质的桥梁”的内容。让学生能了解人的胚胎发育过程,父亲产生的和母亲产生的卵细胞通过受精作用形成受精卵,受精卵在子宫中发育成胚胎,胚胎通过细胞分裂、分化发育成胎儿。在问题四中,涉及胰岛细胞受损容易导致胰岛素依赖型糖尿病等内容。资料分析的这些内容,教师在教学中如果运用得法,学生学习起来会非常生动。

在教材中设有“旁栏思考题”这一栏目,问题都与本节内容密切相关,有些问题将课本内容与社会生活联系起来了。例如,第二章第5节的旁栏思考题,探讨了缺碘对儿童智力的影响。通过有关数据可以让学生了解到我国几乎所有地区,包括以前认为的非病区,实际上都是缺碘地区,因此需要补碘的范围已扩大到全国(高碘地区除外)。这些内容可以帮助学生了解我国的一些基本国情。

在教材每一节后都有练习,其中有一部分“拓展题”有一定难度,既有思维拓展,也有知识应用,与生产、生活息息相关。例如,第二章第5节的拓展题,涉及生理盐水,几乎每个学生都有输液的经历,这一题可以帮助他们了解这方面的内容。

教材的每个章节之后都有自我检测,其中的“知识迁移”“思维拓展”有很多联系生活的内容。例如,第三章的知识迁移,提到肉类的烹饪与细胞的溶酶体有关。细胞死亡后,溶酶体膜破裂,各种水解酶释放出来,分解细胞中的蛋白质等物质,这时的畜、禽肉烹饪后更鲜嫩。第五章的知识迁移,探讨了松土与农作物生长的关系,将农业生产与本章所学的细胞呼吸联系在一起。这些可以让学生利用所学的知识来分析、解释一些生产生活现象,既能巩固所学,又能培养学生的知识迁移能力。

教材中贯彻STS的“科学・技术・社会”,如,第五章第1节的“酶为生活添姿彩”,以图片和文字直接介绍了酶在生产和生活上的应用,引导学生深入探讨生物科学、技术和社会的关系。拓展职业视野的“与生物学有关的职业”,如,第六章介绍的检验师,让学生更加直观地了解有关职业的描述、就业、主要任务、学历要求、须具备的素质和职业乐趣等方面的内容,有利于学生了解生物学与职业的联系,提高人生规划能力。“科学前沿”介绍了有关科学研究的成果和进展,有利于高中生了解科学发展的需要。在许多章节中都有“与生活的联系”或“与社会的联系”,学生可以直接了解相关的内容,既帮助学生理解了所学知识,又开阔了他们的视野。

篇6

到了高三复习,甚至到高二时,我们就应该回头看看初中学习过的生物,因为生物是一门需要记忆很多东西的学科,而很多同学初中时学习得不是很认真,几年过去了,对学习过的东西也都忘记得差不多了。同时高中生物教材和设置的练习题也都默认大家还记得初中的生物知识,并在此基础上进行深化。因此对于大部分同学而言,因为许多初中学习过的常识性的东西经常在题目中出现,而自己又没有注意去复习积累,到高三后期生物常识这方面的问题还都没有很好的掌握。所以,我建议大家平时一定要做有心人,除了认真复习初中课本知识外,还要将习题中出现的自己还未能掌握的常识随时随地进行积累,甚至反复记忆。打好生物学科基础就要像学习“文科”一样老老实实地背。当然在背诵积累的时候也要掌握技巧。

二、巧妙记忆

在理科中生物是记忆量最大的一门学科,因此我们必须下功夫进行记忆。如何记忆呢?我想根据生物学科的知识特点,同学们可以采用以下两种记忆方法。

1.辐射记忆法

这种记忆方法就是以一个重要知识点为核心,通过思维的发散,和其他与之有关的知识尽可能多地建立起联系。这种方法既可以用于章节知识的总结或复习,也可用于将分散在各章节中的相关知识联系在一起。例如,以细胞为核心,可衍射出细胞的概念、细胞的发现、细胞的学说、细胞的种类、细胞的成分、细胞的结构、细胞的功能、细胞的分裂等知识。

2.比较记忆法

在生物学习中,有很多名词很相近,很容易混淆。对于这样的知识,我们可采用比较记忆法。即将有关的名词单列出来,然后从范围、内涵、外延,乃至文字等方面进行比较,存同求异,找出不同点。这样反差鲜明,容易记忆。例如同化作用与异化作用、有氧呼吸与无氧呼吸、激素调节与神经调节、物质循环与能量流动等等。

三、加强实验

生物是一门实验性很强的学科,高考实验题就是力图通过笔试的形式考查学生的实验能力,同时通过一些简单的实验设计来鉴别考生独立解决问题的能力和知识迁移能力。高考要求中,生物学的任何一个实验都包含着一定的实验思想和方法,这些思想和方法被广泛地应用于生物科学的研究当中,能否将学到的实验思想和方法迁移到新的实验情景中或相关的生物探究实验中,是高考对考生实验能力考查的具体体现。因此,在实验复习时,首先一定要吃透教材上的实验,理解记忆其实验原理、目的、材料、操作、方法、步骤、注意事项、数据采集与分析的方法、得出结论的依据等。生物高考中还要求考生能够设计简单的生物学实验,掌握基本的实验操作;能够对实验结果进行解释和分析,也包括判断实验结果和推导实验结论等内容;能够设计实验方案。所以,在总复习备考阶段的实验复习中,考生的解题能力和答题能力也要进行一定的训练。

四、联系实际

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中图分类号 G633.91 文献标志码 B

20世纪60年代以前,科学素养的教育不受重视。随着科学技术的蓬勃发展,公民成为科学知识和科技产品的创造者、生产者、消费者。在社会生活、生产实践过程中,运用知识解决科学现象和问题成为常态,进而在基础教育中发展科学素养成为改革研究的热点。下面以初中生物课堂教学为例,探讨生物科学素养的内涵、维度和提高学生生物学素养的策略。

1 生物科学素养简介

1.1 生物科学素养的内涵

《义务教育生物学课程标准(2011版)》明确提出,学生的生物科学素养包括参加社会活动、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力,理解科学、技术与社会的相互关系,理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。

美国生物学课程研究所(BSCS)出版了“发展生物学素养”的课程指南,具体描述了一个有生物学素养的人的特点:① 了解生物学基本原理、重要的生物学概念;② 领悟科学探究的过程,发展科学知识和技能,知道科学史上生物学概念的发展;③ 能够用生物学知识作出个人、社会决策;④ 应用生物学知识解决现实社会中的实际问题。

综上,提高生物学素养是基于未来公民生存和发展的“顶层设计”。这就要求学生不能只学习概念,也要知道生物学概念在历史上的发展历程,促进情感、态度与价值观、思维品质的共同发展。教师在课堂不能过于强调概念识记,更要注重知识在生产实践、经济活动中的拓展应用。

1.2 生物科学素养的4个维度

BSCS认为,生物学素养的高低是一个连续变化的过程,每个学生都处于这种连续变化的不同位置上,不同的位置反映了他们对生物学理解的程度。BSCS将生物科学素养分为4个维度(图1):肤浅的生物学素养、功能化的生物学素养、结构化的生物学素养和多维的生物学素养。4个维度的生物学素养存在差异,又相互联系,相互影响,共同构成生物学素养。针对不同维度的生物学素养,教师应采用不同的、恰当的教学策略。这是发展学生不同层次的生物学素养的关键。

2 提高学生生物科学素养的策略

2.1 诱导前概念,暴露肤浅的生物学素养

学生在学习新知识前不是一张白纸,他们具有生活经验,拥有自己对生物学事实的认识,这是学习科学概念前的基础,简称“前概念”。学生刚学习新知识前大多处于这一个水平,称之为肤浅的生物学素养。教师要研究学生起始的素养水平、教学目标要求的素养水平,并通过教学使学生的水平得到逐步提升。

诱导前概念的方式多种多样,教师可以通过课堂讨论、课前调查或课前测验等方式进行。例如,在“光合作用”一节教学中,由于学生从生活中见到植物种在土壤中,从土壤吸收营养,故认为植物体内的有机物是从土壤中吸收的,教师可以通过课堂设疑暴露学生的前概念。又如,在“呼吸作用”一节教学中,学生的前概念包括:① 植物呼吸时消耗二氧化碳,制造氧气;② 呼吸作用把氧气转化成二氧化碳;③ 植物在晚上进行呼吸作用;④ 植物通过光合作用@取能量等。教师可以通过课前测验或课前调查暴露学生肤浅的生物学素养,为教学目标达成奠定基础。

2.2 开展探究式教学,形成功能化的生物学素养

朱正威教授提出,提高生物学素养的教学途径多种多样,但探究性学习是最好的教学策略之一。教师的语言讲授过于肤浅苍白,难以转变学生错误的观念。学习者亲身经历猜想讨论、实验验证获得经验,这样的知识更容易接受。学生学会和记住了知识点,转化前概念形成科学认识,此时学生的水平处于功能化的生物学素养。

例如,针对学生的前概念“植物体内的有机物来自土壤”,教师演示实验“碘液滴入米浆和土壤浸出液”。学生根据实验现象推断,土壤不能为植物生长提供有机物。接着,学生观察比较光照和黑暗条件下的两盆天竺葵,思考植物在光下生长较好的原因。学生恍然大悟:植物体内的有机物是通过绿叶在光下制造的,这个过程就是光合作用。通过探究性学习,学生意识到原先的错误观念,并形成“植物在光下制造有机物”的初步认识。

又如,在“种子结构”一节教学中,多数学生认为种子只由种皮和2个豆瓣构成。因此,教师可指导学生解剖菜豆、芸豆、花生、黄豆种子,对比找出它们的共同结构。学生进一步观察“发豆芽”的过程,分析种子各结构的功能。此处以生为本进行探究实验,学生主动发现、大胆猜想,形成对种子内部结构和功能的基本认识。

当然,探究教学模式有多种,可按上述方法整合验证性实验进行探究,也可创设情境进行纯粹的思维探究,还可指定课题进行探究或完全自主的开放式探究。此时,学生虽不再处于肤浅的生物学素养水平,但对于生物学概念,学生一般靠记忆而非真正理解,对概念内涵本质不能完整地概括总结,不能形成知识网络,应用知识解决实际问题时还处于模棱两可的阶段。教师应进一步引导概括,形成系统的认知框架。

2.3 强化概念认知,促成结构化的生物学素养

教学活动不应仅仅停留在让学生记住一些生物学事实,而是要帮助学生对事实进行抽象和概括、理解和记忆,强化对概念的认知,建构生物学概念,进而为学生能够在新情境解决问题奠定基础。经历概念意义建构、概念强化、知识网络构建等高水平的思维过程,可以促进学生形成结构化的生物学素养。

教师可以采用类比、比喻的方式强化概念。例如,教学中常以“草兔狼”为例讲授知识点“生态系统具有一定自动调节能力”,若只通过例子讲述概念还是抽象的,讲课时学生理解了,但长期看还是容易遗忘。教学中笔者把生态系统比作橡皮筋,用力拉橡皮筋后恢复,说明生态系统有自动调节能力;用力拉断橡皮筋后不可恢复,说明自动调节能力有一定限度。学生通过拉伸橡皮筋的例子,加深了对生态系统这一特性的理解。这样的教学化抽象为形象,使深奥的理论变得浅显易懂,学生对概念的认知更加深刻。

概念模型的建构和概念图的绘制也是常用的方法。① 在学习动物细胞、植物细胞之后,教师可以让学生对比动植物细胞结构的异同点,画出动植物的细胞进行标注,甚至还可让学生动手制作细胞模型。细胞模型属于物理模型,不仅形象反映细胞的特征,也是一种简化、概括性的概念反映方式。② 概念图是表征众多概念的一种方式,对于概念较多的章节,学生绘制概念图,可以整合学生已有经验,内化形成学生结构化的知识框架,形成概念网络,使得概念可视化。无论采用何种方式强化概念,都是为了使生物学素养从功能化水平逐渐结构化,促进学生对概念的理解和实际应用。

2.4 全面拓展应用,发展多维的生物学素养

多维的生物学素养强调教学不能停留在生物学概念本身,还要让学生知道生物学概念在科学历史上的发展历程、在社会生活生产中的应用实践,甚至是科学研究的前沿发展情况,让学生不满足于现有的知识和技能,达到全面的、多维度的素养水平。

例如,介绍“克隆羊”的诞生后,教师可以在克隆技术的发展应用方面进行拓展。培育多莉的技术也称为核移植技术,现今在哺乳动物的克隆上广泛应用。这不仅为生产优质产品提供支持,同时也为拯救如金丝猴等濒临灭绝的动物提供技术。因此,首次应用克隆技术培育出非洲爪蟾成体的科学家约翰・格登获得了2012年诺贝尔生理医学奖这份殊荣。这样的教学不仅拓展学生的知识面,也激发了学生继续了解科学前沿发展的A向。

教学中,教师还可以介绍相关知识的科学发展历程,如在“练习使用显微镜”一节教学中,介绍光学显微镜到电子显微镜的发展历程,让学生认识到技术发展对生命科学研究的推动作用;也可以联系与生活密切相关的知识技能,如学习“植物的呼吸作用”时,教师可以在蔬菜瓜果的储藏技术方面进行拓展;还可以拓展工农业生产中的生物知识,如带领学生参观酿酒厂、农业种植基地,了解酿酒工艺、农业生态系统等;还可以创设情境让学生模拟决策,如学习“合理营养”中,让学生设计营养合理的食谱并实施。

3 结语

提高生物科学素养的理念提出已久。但如何提高生物学素养还有更多值得探究的内容,值得教师进一步研讨,并为课程理念的落实和课堂教学的不断优化提供指导。

参考文献:

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由于我的无知,我对生存方式只有一个非常普通的信条——“不许后悔。”

一、稳——体现在两个“坚持”

1.坚持主干知识考查

综观今年生物试题可以发现,试题侧重于生物学基础知识和基本技能的考查,其中选择题以考查生物学基本概念、基本原理为主,非选择题则注重综合能力的考查。难度适中、区分度较好,试题难易结合,有梯度,灵活性较强,考点来源于教材重要考点,各套试卷在必修内容知识点的考查仍集中在细胞结构、细胞代谢、调节、遗传变异和生态之上骨干知识,但具体考查知识点更细化,知识点间的联系也挖掘得更为深入。

如2012新课标卷全国理综生物选择题部分,对“核心概念”的考查体现得非常明显:涉及基因的选择性表达、细胞的癌变、水盐平衡的调节、神经调节、生长素的极性运输、种群的特征等概念的立体考查。2012江苏卷非选择题部分,第26、27题重点考查种群的数量变化及生态环境的结合,第28题重点考查育识,第29题以动物调节为组题素材,第30题遗传系谱图的解读与计算,第31题植物激素调节与植物组织培养的有机结合,第32题是近几年江苏卷的“保留节目”——基因工程,第33题考查植物代谢,这些均是高中课堂、核心内容,充分体现了“重点内容重点考”的命题思路。

2.坚持能力立意

总体上看,各套试卷都坚持了“知识为载体,重视能力考查”的命题趋势,提高每个高中生的生物科学素养是课程标准实施过程中的核心任务,各套新课程卷均从能力立意角度入手,对学生进行立体考查。如2012四川卷,选择题第3题、第4题、非选择题第31题第Ⅰ部分第(3)小题等,都需要对实验过程及结果进行分析才能得出结论;选择题第5题、非选择题第30题第Ⅰ小题、第31题第Ⅰ小题,都需要对坐标曲线进行研读,在正确获取信息的基础上,结合所学知识进行综合分析才能得出结论;非选择题第30题第Ⅱ小题,需要对代谢过程图进行分析才能回答相关问题。坚持能力立意,还体现在注重实验与探究能力的考查。如2012北京高考理综生物试题,3道简答题都是以实验的形式出现,但都是平时学生练习比较多的常规实验,前两道题不出所料,一道是必修三植物激素实验,第二道是必修二遗传实验分析,而第三道实验则是以必修一的物质跨膜运输和蛋白质为基础,主要考查学生审题能力和实验分析能力。

二、新——命题取材、设问更具新颖性

今年高考试题设计突出原创性和科学性的命题特点,同时兼顾平稳过渡与适度创新的基本原则。试卷“旧”中有“新”,充分体现能力立意,注重探究性和开放性,强调对能力和方法的考核,注重阅读能力和信息提取能力,特别对图表的应用,注重新颖性和灵活性,试题设问和要求有跳跃性和综合性的特点,突出理论联系实际,设置新情景。

1.设问新颖,充分考查学生的分析能力

以广东卷第29题为例,所考查的酶及其活性研究是中学教学和备考重点内容,当将酶活性研究与工艺流程优化结合起来,设计一个相对开放的探究问题,则让不同思维层次的考生面对这一新的特定情境,都能有所思、思后有所答,为考生创造了展示实力的机会,但考生能将问题解决到哪种程度,就取决于各自知识水平和综合能力了。而且,通过“设计实验结果记录表”小问,将对探究实验设计思路的考查融入其中,为解决采用文字表述研究思路过于繁杂的问题,做了初次尝试。从考生答卷来看,相当多的考生把思路局限在对酶保护剂最适浓度或者最适提取液pH单个因素的探索上而只得到部分分值。

2.素材新颖,综合考查学生对信息的采集与分析能力

以江苏卷分例,选择题第2题,以科学史料为素材,串联了与遗传物质漫长探索过程相关的经典实验,旨在让学生遵重史料,体验科学探究的历程及所涵含的科学价值;选择题第3题,以生活中常见的几种病症:下肢水肿、肌无力、过敏反应、腹泻为素材,灵活地考查“内环境的稳态的意义”。又如,第26题弥漫着浓郁的高考地方气息,以江苏某小型湖泊中生物数量的动态变化为素材背景,通过表格中提供的鱼塘生态系统相关量的前后变化,考查群落、种间关系等内容,在能力上要求学生在新情境下运用知识进行分析、推理的能力。第28题,以小麦新品种的培育过程为背影材料,考查育种方案设计、染色体组、减数分裂和染色体变异等知识。内容丰富,综合性强,难度大,要求学生在理解相关知识的基础上,能够进行准确分析、推理。

3.关注学科前沿,创新命题情景

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“情境式教学法”的目的就是帮助学生更直观形象地感受到自己所学内容,强化理解知识点本身,从而从多个角度去掌握课堂知识及其在生活中的具体应用。通过各种情境的创设,吸引学生积极主动地参与学习环节,可实现高效课堂的教学目的。在“情境教学”过程中,教师和学生所扮演的角色已经发生较为显著的变化,学生才是课堂的主体,教师只是课堂的辅助者。教学实践表明,创设教学情境是教师提高课堂质量的有效途径,一个有价值的教学情境不仅能够充分调动学生的学习主动性,吸引学生自主地投入到学习中来,并做到学有所乐,学有所获,而且能够发散学生的思维,促进学生智商与情商的和谐统一。从高中生物学课堂的实际出发,结合高中学生的认知能力以及情感态度价值观的分析,在高中生物学教学中,可以从以下途径进行“情境式教学法”。

1结合生活实例,创设生活情境

在创设生活情境时,首先要挖掘教材中与日常生活有密切联系的知识点,并将其与日常生活实践有机结合,使教学内容变得生动活泼,让学生产生亲切感;其次,要将教学内容建立在学生丰富的生活经验之上,让学生从内心感受生物学科其实就在自己的身边,学习生物学的目的恰恰是为生活服务,以此让学生认识生物学的重要性,增加对生物学科的学习兴趣。

1.1生活情境创设的方法

一方面,教师在课堂上引入一些日常生活中看得见、摸得着的身边实物、实例来帮助学生理解教材知识,促使学生对生活实践展开联想,提高对教材知识与生活事件联系的认识。在引导学生对生活中的实例进行回忆的同时,加强对该知识点的印象和感受,从而利用课堂所学的知识去分析并解决生活中常见的自然现象,达到学以致用的效果。例如,在对“物质跨膜运输的实例”这一知识点进行讲解时,引导学生思考:我们广东惠州的特色美食———梅菜扣肉中的梅菜是怎么做出来的?紧接着问:我们用白糖拌黄瓜或西红柿,为什么会出现大量甜味很浓的汁液?然后“趁热打铁”,提出学生都经历过的生活体验:为什么长时间嗑瓜子会感觉到嘴唇干涩?为什么植物施肥过多会导致烧苗?借此让学生理解水分子进出细胞的过程,并引导学生深入探究物质跨膜运输的模型。此外,可应用其他一些教学辅助手段来创设生活情境,如挂图、投影、物理模型、录像、多媒体课件等多种手段,也可以通过语言描述、肢体描述等方式来激发起学生对教学内容的感性认识,从而让学生感受生活情境中的生物之美。例如,讲解“DNA的结构”这一内容时,可以利用教材中有关“北京中关村DNA双螺旋结构生命雕塑”的插图,也可以用多媒体演示“美国冷泉港的DNA雕塑”,或者可以借助实验室的DNA双螺旋结构模型。由于高中生的认知水平和空间想象能力有限,很难理解并掌握像DNA分子这种抽象的立体空间结构,通过图片和立体模型的直观感受,加上教师对沃森和克里克这一重大发现进行生动的语言描述,能让学生切身体会发现DNA的重要意义,以及直观形象地观察理解DNA的结构特点。教师在课后还可以鼓励学生以小组为单位,尝试亲自动手构建一个DNA双螺旋结构模型,使学生感受到生物学课堂的趣味性,从而更加深刻理解并掌握这一教学内容。

1.2生活情境创设的要点

在创设生活情境的过程中,教师一定要注意到以下几个问题。(1)创设的生活情境要有趣味性一堂生动有趣的生物学课能牢牢抓住学生的注意力。例如,在“遗传与变异”知识点的教学中,可以引用一些俗语吸引学生的注意,或通过“龙生龙,凤生凤,老鼠的儿子会打洞”来引出遗传的概念;通过“一母生九子,连母十个样”来引入变异的概念。生动有趣的生活情境,能够让学生对这堂课印象深刻,流连忘返。(2)创设的生活情境要有启发性所创设的情境能引导学生不断完善自己的思维过程,一步一步地靠近并达到教学的预期。例如,讲到“通过神经系统的调节”时,首先让学生当场演绎“缩手反射”“膝跳反射”,让学生自行总结这些反射所产生的条件,再引导他们将去类比“望梅止渴”“谈虎色变”等成语,从而总结出反射的类型。(3)创设的生活情境有开放性生活情境中的开放性是指所创设的情境给学生带来的生活体验是无限开阔的,能留给学生足够的思维想象空间,而不致于拘泥学生的思维活动。例如,讲到“生命活动离不开细胞”时,应用教材的一道课后习题,让学生讨论“人工合成了病毒,应该是肯定还是否定?”的问题,使学生从自身的生活实际出发,既可以从肯定的角度去提出自己的观点,也可以从社会的角度对这一项研究提出质疑。

2联系教材内容,创设问题情境

采用课堂提问的形式来创设一种情境,可通过一连串的具体问题作为媒介,组织学生进行自主、合作、探究,最终靠近并达到教学预期。这种教学方式是基于高中生的认知规律,符合他们的心理特征,能充分提高学生的学习积极性,吸引更多的学生主动参与到课堂中来,以达到提高课堂效率的目的。如以下问题情境的创设方法。

2.1采用“问题链”的形式

教师事先将与教学内容相关的知识点串成一个“问题链”,鼓励学生以独立自主、合作探究等多种形式,将一串问题各个击破,最终达成教学任务。例如,在讲到“物质跨膜运输方式”时,通过这样的方式来创设问题情境,激发学生的好奇心和求知欲:以教材“问题探讨”中有关人工脂双层膜的描述为基础提问,“首先观察哪些分子能通过人工脂双层膜,哪些不能通过呢?”,引导学生通过对教材插图的观察,知道一些小分子物质如O2、CO2等可以自由进出;此时,教师紧接着问,“葡萄糖能不能通过人工脂双层膜呢?为什么不能?”,使学生联想到葡萄糖分子量较大,所以不可以自由进出;接着教师再次追问“甘油、苯等分子量也比较大,为什么又能通过脂双层膜呢?”这些问题的提出正是本节课的重点所在,通过教师的层层设问,不但自然而然地导入新课的学习,而且可激发学生心理上的悬念,使其兴趣盎然,求知的热情油然而生。

2.2采用“关键词提问”的形式

例如,讲到“细胞的能量通货———ATP”时,教师可以围绕“ATP”这个关键词反复提问:ATP的中文名称、ATP的化学组成、ATP的分子简式、ATP与ADP的相互转化、ATP在能量代谢中的作用及ATP中的能量去向等通过关键词提问法,一方面可以加强学生对该知识点的记忆,使得他们在解题时遇到了此类相关的问题,能够迎刃而解;另一方面,也能够促进学生将新旧知识有机地串联起来,实现知识的迁移。

3设计实验方案,创设实验情境

教材中的内容大多是科学家经过大量实验之后得出的结论或总结。教师在处理教学内容时,一定要将实验作为依据,精心为学生创设恰当且巧妙的实验情境,在吸引学生注意力与好奇心的同时,也能让学生在此基础上分析实验原理,观察实验现象,得出正确的实验结论,进而能够充分运用教材内容,对实验进行设计与探究,培养实验操作能力和创新精神。创设实验情境的方法如下。

3.1带领学生在实验室亲自动手操作实验

例如,“探究温度、pH对酶活性的影响”这一实验由于实验材料简单易得,实验过程也较为简单,教师可以让学生围绕相关知识点,亲自动手设计实验,并去实验室亲手完成实验操作,通过最为直观的手段来学习实验技能,提高分析问题、解决问题的能力。在鼓励学生设计实验、观察实验、评价实验的整个过程中,培养他们科学研究的严谨态度,扩展思维空间,提高创新意识。

3.2在课堂上进行实验演示,建立形象直观的实验情境

以“物质跨膜运输的实例”为例,教师在讲解渗透装置时,如果仅仅通过教材中“问题探究”的一幅图,很难让学生切身体会到实验现象。这个实验材料和实验装置也比较简单,但是考虑到课时有限等多种因素,并不适合去实验室做。因此可以考虑将材料与装置带进教室,为学生进行演示实验,这样不仅紧扣课堂的教学环节,而且实验结果直观形象,让学生产生一种眼见为实的,从而激发学生对生物学课堂的兴趣。

3.3将所选的实验内容制作成多媒体课件除利用

教材所附带的录像光盘,播放与教材配套的录像带外,可选择典型的实验内容制作成多媒体课件,将科学家曾经做过的经典实验进行实况重演。例如,讲到“生物膜的流动镶嵌模型”时,可以用多媒体,显示从19世纪欧文顿的实验开始,一直到桑格和尼克森的模型构造的经典实验,让学生对这段科学史有更为直观形象的感受,认同生物科学探索是一个艰难而漫长的过程,同时也加深对细胞膜结构的认识。

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“渗透式”教学是教学改革的出路之一,也是一种符合时代需求的教学方式。在教学过程中,注重学科内外知识的渗透,以形成立体性知识结构;注重相关学科知识的综合,以加深知识理解的深度和广度;注重能力的相通性,以培养创造型人才。

1.学科内知识的渗透和综合

教师要因势利导,善于给学生提出问题。生物学课堂教学既要重视基础知识的教学,又要抓住教材知识的主线,通过一定的方式,对教材内容进行梳理、归类和整理,使知识完整化、网络化,从而达到学科内各知识点的渗透和综合。例如,职业高中《生物》中“组成生物体的化合物”与“人和动物体内三大营养物质的代谢”的内容,从表面上看似乎是两个极其独立的知识板块,然而只要我们仔细推敲不难发现,这前后两块知识点之间有着许多的联系,三大类营养物质的代谢是建立在细胞的化学组成和生物体的结构组成上的。从生物学整体的角度来思考,诸如此类的知识相通点并不少,因此,教师应该充分利用教材特点,挖掘联系点,在教学中,注意对这些不同知识板块中的雷同点进行合理的渗透,使学生客观地、科学地认识生物界。

日常教学中,由于受课时的限制,教学过程难以面面俱到,所以,教师除了要注意知识的渗透和综合外,还应该注意重视发挥学生的主观能动性,注意对学生进行方法和思维的科学引导,从而推动学生主动地、积极地寻找和挖掘知识的内在联系,以更好地达到渗透式教学的效果。

2.学科间知识的渗透和综合

学习兴趣是学习动机中最活跃、最积极的成分,也是学习活动中最基本的内驱力因素。长期以来的单科课程设置,造成了一位教师只能教授一门课程的纯专业教学,教师在教学中往往对其他学科的内容避而不谈,从而导致了学生在学习该科知识时的单一性和狭隘性,使各学科之间缺乏应有的有机联系,这也是教师教得“累”,学生学得“苦”的根本原因。而渗透式教学正是要求教师以学科为中心的教学模式中解放出来,重视扩展知识面,重视学科间的渗透和综合。

在中等专业学校或者职业中学设置的课程体系中,生物学只是这个体系的一个子系统,但又是一门边缘性、实践性和整合性较强的学科,它与其他学科即其他子系统之间存在着交叉渗透、相辅相承的关系。虽然不同学科研究的对象不同,知识体系不同,但它们遵循着相同的认知规律,在研究方法上有许多共性。在众多的交叉学科中,生物学与物理学、化学有许多知识交汇点,如:生物新陈代谢章节中涉及到的能量转化就是理、化、生三科知识的交汇点,物理的功和能、化学的电解、生物的光合作用、呼吸作用、ATP的形成等都有着能量的转化过程。同时,教材中渗透着许多物理学和化学的知识:“物质的主动运输”“根的向重力性”“叶绿素吸收光能”“水分的蒸腾”“内环境的稳态”等分别与物理学中的力学、光学、热现象、压强等知识有关;“光合作用”“呼吸作用”“蛋白质的生物合成”“DNA的分子组成”等又与化学的有机、无机知识有关。教师应抓住这些知识交汇点,在学生已有认知结构的基础上,把握渗透的度,引导学生运用物理、化学知识,对相关生物学知识进行思考、分析、讨论和梳理,以加深对知识的理解力度。

“施教之法,贵在引导,妙在开窍。”与教师相比,学生在单科知识的学习上,是被教者,处于劣势,但在全面了解和知识综合的基础条件上常常是有优势的,利用所学各门课程的知识来解决某一问题,对他们而言不是一件不可能的事。让学生充分认识到自身的价值,调动和发挥自身优势,实现自己的主体地位,培养综合意识,正是渗透教学的目的所在。所以,在日常教学中,教师要有目的、有计划地将生物学与其他学科的知识相互迁移,互相渗透。另外,学生对生物学知识的理解能力是与其的阅读表达能力、逻辑思维能力、空间想像能力密切相关的,对不同学科知识点的理解能力即互相影响又互相交叉。因此,让学生学会借鉴其他学科的知识和方法解决生物学问题,既有助于科学思维方法的培养和渗透,也有助于21世纪中国人才科学素质的提高。

3.学科知识与社会生活的渗透和综合

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从2009年河北省全面开展高中生物新课标教材教学,新课程改革引起了社会各方面的关注,作为一名使用新教材的一线教师,应根据STS的教学特点积极构建新型的教育理念,结合具体的教学环节积极调整以往的教学策略。

1、生物教学中实施STS教育的必要性

STS教育强调科学、技术和社会的相互关系,将学科教学与科学技术在社会生产、生活中的应用结合起来,不仅能使学生获得扎实的基础知识,而且可以培养他们较强的分析与解决问题的能力。生物学科研究的内容不但涉及到宏观的生态系统、生物圈,而且更深入到微观的分子水平,从基因、DNA分子水平上去研究人类生命的起源、进化、疾病的发生以及人类日益面临的粮食、能源、资源和环境污染、健康的危机。因此,如何在中学生物教学中更为有效地实施STS教育并将其落实到实处,值得每一个生物教育工作者去深深地思考。

2、“活用教材”寻找 STS教育的切入点

2004年人教版《生物》新教材中蕴含大量显性、隐性的STS教育素材,其中附设的“问题探讨”“资料分析”“科学前沿”“科学、技术、社会调查”等专题栏目,内容丰富,是实施STS教育很好的切入点。

2.1.利用“问题探讨” “资料分析”等专栏,假设情境,激发探究兴趣。

美国教育家波丽亚说过:“学习任何东西最好的途径是自己发现。”在课堂教学中,教师要善于设问、启发诱导、启迪学生的思维,创造条件让学生去主动发现。这样做不但锻炼了学生积极思考的思维品质,而且让学生获得一种成就感,体验到成功的快乐。更是新课改精神的体现。此部分专栏以其科学性、导向性、创造性、应用性等特点创设了一个个好的问题情境,能激发起学生强烈的问题意识和探求动机。

案例一:例如“从生物圈到细胞”的课前“问题探讨”是学生熟悉、社会关注的热点问题― ―SARS。导人开始,先给学生播放了有关非典的一段新闻录像,学生记忆犹新,非常关注。之后向学生展示了SARS病毒的结构示意图和SARS患者肺部的x光照片,激发了学生的探究兴趣。在此基础上引导学生讨论:请说一说SARS病毒是一种什么生物?主要侵害人体哪些部位的细胞呢?会出现什么样的症状?学生思维活跃,个个争相发言。接着,我又向学生展示了烟草花叶病病毒的资料图片,并提出下面问题:结晶出来的烟草花叶病毒没有生命活性和致病力,但再注人烟草叶片中就会恢复活性、繁殖再生并使烟草患病,你从中得出什么结论?通过对这些问题的讨论,学生自然得出“生命活动离不开细胞”的结论,同时开阔了视野,培养了学习的兴趣,还促进了情感态度和价值观的健康发展。创设情境,激发学生兴趣和思维,是上好课的先决条件。

2.2. 利用“与生活的联系” “与社会联系”专栏,渗透STS教育。

心理学研究显示,学生遇到自己感兴趣的问题时,神经系统的兴奋水平较高,大脑接受的信息印象就深。所以教师在课堂上尽可能多列举一些与课堂知识有关的常见的生命现象,很自然会激发学生的学习兴趣。“生活即教育”是陶行知生活教育理论的核心。“教师必须熟悉学生原有认知结构的状况,寻求新知识与学生认知结构中已有知识的最佳同化渠道,引发认知碰撞。”才会发生有意义的学习。 这些栏目中的知识背景都是学生熟悉的现实生活或社会热点问题,教师可以充分利用这些素材组织学生讨论探究、归纳总结并适时拓展延伸,对学生进行STS教育。

案例二:蛋白质一节授课前,布置学生收集食品包装袋,利用他们所熟悉物体的食品成分说明,唤起学生极大兴趣,不经意间已开始了对蛋白质有关内容的学习,并且从中对生物科学的实用价值有了进一步认识和了解同时也渗透了STS教育。教学中灵活运用这些专栏作为课程资源,注意培养学生观察生活的习惯及发现意识,变单纯的接受式为探究性学习与合作学习方式相结合,让学生与课程资源建立一种“对话”关系,有利于增强学生对生物学科价值的正确认识。

2.3.利用“科学前沿”“科学、技术、社会”等,拓展STS教育

新教材比旧教材更关注学生对科学、技术与社会三者关系的理解,增强了课程内容与社会发展、科技进步、现实生活的联系,增强了课程与学生自我发展的联系,有助于学生规划人生,促进学生全面发展。

比如《体液调节》一节中几乎每一种激素都有对应的内分泌失调疾病,如巨人症,甲亢等;《免疫调节》一节的内容和器官移植、疫苗制备等紧密联系……学生对这些话题很感兴趣,很自然会产生很强的学习动机。灵活运用这些生物科技教育,让学生认识到科学技术的重大作用,培养学生学习生物学的兴趣;用尖端的生物技术激发学生探索生命的意识,培养学生对自然和社会的责任感,让学生了解科学技术成果的不恰当应用造成的负面影响,培养辩证思维能力。

2.4.利用“调查”“探究”“实验”等专栏,深化STS教育。

课堂教学是中学教学活动的主渠道,调查研究、科学探究活动是生物教育中实施STS教育一项重要的实践活动,是课堂教学的延伸。它利于培养学生的动手能力、创新精神和实践能力;利于培养为社会服务,关心公众利益的意识;增强学生的社会责任心和使命感。

例如:在实验课中,教师可以引导学生对实验过程进行改进或者寻找变式实验,利用实验活动课激发学生的创造性思维。例如,在做完“探究植物细胞的吸水和失水实验”后,教师鼓励学生依据实验原理设计出其他方案。在老师的提示下学生可能会提出:(1)此实验中将紫色的洋葱换成白菜叶、洋葱根尖或红心萝卜;(2)实验中30%蔗糖溶液改成10%或50%或其他的浓度;(3)用葡萄糖、白糖溶液替代蔗糖溶液。在此基础上,教师也可以不失时机引导学生将这些设计成研究性裸题,并进行分析讨论,从中选出可行的方案进行具体实验,以检验是否成功。这样学生在进行实验的全过程中,都必须经过自己的创新想象完成的,不断创设机会让学生动手操作,将学生的思维能力和创新能力提高到一个新的层次。

2.5、利用“插图、表格”“ “资料分析”落实STS教育。

新课改的理念要求教师在教学中把重点放在过程与方法上,放在揭示知识形成的规律上。教材中的重点插图,不仅要让学生深刻理解图的含意,还要让学生提出问题,分析问题,让图文信息转变成条理清晰、层次分明的理论知识,形成对知识的运用和迁移能力。

可以结合近几年生物考试中的图文题,强化训练学生对图的理解和运用,使学生对知识的巩固和未来综合知识的测评掌握主动权。插图教学不仅能够使知识形象化、直观化,用好课本插图、结合丰富的文字介绍,还能够培养学生绘图和自主学习的能力,对全面推进素质教育和培养学生的综合素质起到较好的注释和补充作用。

总之,在新课标理念下,作为生物学教师,要充分挖掘教材中进行STS教育的因素,不断整理和调整教学内容,利用这些素材组织学生讨论探究、归纳总结并适时拓展延伸,对学生实施STS教育,以促使高中生物教学质量的不断提高。

篇12

【Abstract】Genomics is a young discipline which is born with the successful implementation of the human genome project, and its content is involved in the leading edge and hot spot of the life science research. Learning genomics has a profound impact on enriching and improving the students’ knowledge system and cultivating students’ innovative consciousness and ability. After several years of teaching practice, from the teaching content, teaching methods to make a reasonable improvement, in order to improve the quality of teaching, and strive to cultivate high?鄄quality professionals.

【Key words】Genomics; education; innovation

【基金项目】湖南农业大学课程质量标准建设遴选项目《基因组学》和湖南农业大学教改项目B2015021资助。

【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)06-0233-02

伴随人类基因组计划,一门新兴的生命科学前沿学科基因组学( Genomics)应运而生。不同于以往的分子遗传学以“单个”基因为研究对象的思路,基因组学从物种的整个基因组入手来研究基因的结构、功能和进化[1]。经过近20年的迅速发展,基础基因组学研究已经形成了结构基因组学、功能基因组学和比较基因组学三个不同的领域[1-3],还衍生出了转录物组、蛋白质组、代谢组、甲基化组等一系列组学研究的分支,引发了生物科学研究的系统观热潮[2]。

目前,基因组学已成为高校生物学课程体系中的重要组成部分,越来越多的高校都将其设为生物学相关专业的必修课或选修课。课程的开设不仅有利于学生了解生命科学发展的前沿,还能为学生研究生阶段开展相关课题提供研究思路和背景知识。然而,基因组学发展迅速,如何使教学紧跟学科发展的步伐,让学生在有限的课堂教学中既能掌握基因组学的基础知识,又能及时了解最新的基因组学发展技术,成为教学中的难点。因此,教师需要不断更新教学内容,紧跟学科发展的步伐,以增强学生的学习兴趣,提高学习的主动性。此外,基因组学与其他学科具有很强的交叉性,教师授课过程中既要避免内容的重复,又要能深入浅出地把内容抽象、过程复杂的研究方法条理清晰、简单明了地传授给学生。针对基因组学课程的上述特点以及这几年的教学实践,笔者从基因组学教学内容和教学手段进行了调整和优化,探索了适合本门课程的教学方法和模式,以期提高基因组学的教学效果,以适应新形势下素质教育的需要。

一、选择合适的教材

我国许多高校的生物信息、生物技术等相关专业课程设置中都将基因组学设为专业课或选修课,如华中科技大学、暨南大学、扬州大学等。我校也在学生先修遗传学、分子生物学和生物信息学的基础上,开设基因组学课程作为生物信息学的一门专业课,共设置40课时。经过了解,国内广泛使用的基因组学教材主要有两本,即国内复旦大学杨金水教授编著的《基因组学》(2002年第一版,2007年第二版,2013年第三版)和英国曼彻斯特大学理工学院TA.Brown教授编著的《Genomes》(1999年版、2002年版、2006年版)。根据课程需要和课时数,我校自2005年生物信息学专业开设以来一直选择结构体系比较完整、内容相对简洁的杨金水编著的《基因组学》系列版本为主要教材。同时选用袁建刚等翻译的、BrownTA编著的《基因组》及其英文版原著作为参考,补充杨金水编著的《基因组学》,部分内容叙述不够详尽的不足。该教材和参考书都更新及时,每隔数年就会补充基因组学研究领域的新成果和新技术然后再版,便于跟踪学科前沿,掌握最新研究动态。参考书中英文对应,可方便学生对专业名词的理解和把握,也有助于学生提高对英文文献的阅读能力。

二、构建系统的教学内容

基因组学教学内容与遗传学、分组生物学和生物信息学课程的内容相互联系、相互渗透。因此课程内容既要避免与现行课程中重复的部分,又突出本学科的特有内容,为此我们在与其他相关课程教师充分沟通的情况下进行了授课内容的安排。基因组学的知识结构可以分为结构基因组学、功能基因组学和比较基因组学三部分。结构基因组学是基因组研究的前提,是功能基因组学和比较基因组学内容理解和掌握的基础,其主要目标是通过基因组测序获得基因组序列。而基因组测序的前提是对基因组的基本结构和组成进行了解,然后在此基础上进行基因组作图,包括遗传图谱、物理图谱的制作,最后进行基因组的测序与序列组装。这部分属于基因组学课程重点学习的内容,安排20个课时,主要涉及选用教材的前四章内容[4]。功能基因组学,被称为后基因组学,它利用结构基因组学研究所提供的信息和产物,发展和应用新的实验手段,通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能。这部分内容是目前发展最快的研究重点[5],涉及很多关于研究基因功能的实验方法,因此也是课程的难点。研究内容包括基因组序列中基因功能的发现、单个基因功能的确定、基因表达分析及突变检测和基因与基因之间的相互作用。本门课程中安排12课时学习该部分内容,主要涉及教材的第五章、第六章、第十章。教材的第七章和第十一章关于基因组的复制与转录调控的内容,分子生物学中有过讲述,在基因组学的课程中不再重复。第八章和第九章关于转录组和蛋白组的内容另开设有相关的课程,也不在基因组学课程的讲述范围内。比较基因组学是基于结构基因组的基础上,对已知的基因和基因组结构进行比较,来了解基因的功能、表达机理和物种进化的学科。通过对不同亲缘关系物种的基因组序列进行比较,能够鉴定出编码序列、非编码调控序列及给定物种独有的序列。而基因组范围之内的序列比对,可以了解不同物种在核苷酸组成、同线性关系和基因顺序方面的异同,进而得到基因分析预测与定位、生物系统发生进化关系等方面的信息。这部分内容安排6课时,主要涉及教材的第十二至十四章的内容。这样合理安排授课内容,使学生在头脑中建立起一个从结构基因组学研究到功能基因组学研究再到比较基因组学研究的完善的知识体系。

此外,基因组学发展迅速,除了三大部分基本内容外还在课堂上及时补充和完善一些最新的研究成果。比如可以通过查询Science、Nature 和Cell等顶级期刊,了解基因组学的最新研究进展和方法,使学生及时把握学科发展脉络和方向,把基因组学课程真正建设成为一门开阔学生视野的课程。另外,课堂上可以讨论一些社会上的热点话题或者普及一些与生活息息相关的知识,如精准医疗等。还可以讲述一些相关的故事,如诺贝尔奖得主的一些鲜为人知的故事。一些相关知识的应用,比如如何利用分子标记进行亲子鉴定及法医鉴定等也可以再课堂上适时的插入。这些内容可以极大地激发学生的兴趣,拓宽学生的视野,提高学生学习的积极性。

三、多媒体与板书相结合教学

多媒体教学具有图文并茂的效果,可以把抽象、微观、枯燥、复杂的内容形象的展示出来。但多媒体课件播放比板书讲解速度快,如果学生的思维无法跟上,则会大大地降低教学效果。传统的板书教学则可以将知识更加系统地呈现给学生,更利于师生间的交流[6]。但板书教学比较耗时,尤其对于高等教育中较多的授课内容,完全采用板书会影响教学进度。此外,对于图像和图形的呈现,板书教学也无法胜任。因此,可采用“多媒体+板书”相结合的授课方式。授课提纲板书在黑板上,使学生整堂课都可以看见,让学生对学习内容有整体的印象。多媒体课件解释不清的问题,及时用板书补充。重点难点内容,也要结合板书详细讲解,同时借助多媒体手段将所需要的图片、动画和视频插入课件,按照课程的需要播放,提高课堂教学效果。

四、组织学生参与科学研究

基因组学课程内容涉及许多研究方法和技术,部分经典的实验技术在分子生物学与遗传学中有过介绍,但一些新发展起来的技术上述课程学习的过程中没有涉及。有些技术原理深奥、抽象,难以理解,最好的方法是让学生亲自参与实验[7-9]。教师可组建基因组学科研兴趣小组,让学生利用课外时间参与老师的科研课题。学生通过亲自参与基因组学相关实验,可以深刻理解这些技术的原理,并掌握具体操作技术,将理论知识与实践相结合,在帮助教师完成科研工作的同时培养了学生对科研工作的热情,为学生进一步考研深造打下基础。

五、应用灵活多样的考核方式

科学、合理的考核方式有助于提高教学质量、培养创新型和应用型人才。传统的考核方式主要是闭卷考试,容易使学生把考试当成最终的学习目标,不利于培养学生利用所学知识解决实际问题的能力。因此,改革教学考核方式的非常重要。考核除了对学生进行基本理论知识考试外,在成绩评定标准上适当加大对学生动手能力和综合技能的考核比重,增加平时成绩的考核,条件允许的话还可以设置一些小实验在实验课的课堂上让学生进行计算机模拟分析,充分激发学生的学习兴趣。此外,还可以把科研过程中的一些小项目交给学生,让学生查阅资料后根据所学内容进行试验设计,教师进行指导修改后再反馈给学生。学生的平时成绩最终按30%的比例计入最终成绩。科学合理地应用上述方法可以很大程度改变学生的学习目标和学习方式,培养学生的创新能力和实践能力。

经过几年的实践,我们的教学改革获得了大多数学生的好评与认可。在今后的教学中,随着教师教学经验的积累和教学水平的进一步提高,将会不断完善基因组学教学工作。基因组学发展迅速,如今已经渗透到生命科学研究的各个领域,尤其是近几年基因组学研究领域的重大成果层出不穷,对生命科学的发展产生了极大的推动作用。针对基因组学教学过程中存在的主要问题[10,11],在构建系统课程内容体系的同时,还应根据农林院校的专业特点,不断改革和探索课程的教学方法,加强教师队伍建设,不断完善理论与实践相结合的教学模式,为推进和实现高素质的创新型和应用型人才培养目标奠定基础。

参考文献:

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[5]冷方伟.中国基因组学研究进展与发展态势[J].生物化学与生物物理进展,2010,37(12):1261-1264.

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[7]欧阳立明,肖君华,张惠展.过程启发式教学在基因组学课程中的实践[J].微生物学通报,2006,33(4):180-183.

[8]张胜利,李东方,张胜光.基因组学教学实践与教学模式创新[J].考试周刊,2010(20):198-199.

篇13

中图分类号 G642;G420 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)01-0326-02

21世纪是生命科学的世纪。生物技术是人类科学技术发展历史中最悠久、对人类社会具有重大贡献的学科之一。随着分子生物学前沿学科的不断进步,生物技术也得到了突飞猛进的发展。动物生物技术是一门现代生物科学理论和技术相结合的综合性学科,主要涉及动物基因工程、动物细胞工程、动物胚胎工程等几大领域,在诸多行业都得到了广泛的应用,如农业、食品业、医学行业等[1]。生物技术这门学科在各大高校中都占有很重要的地位,可见该门学科的重要性,因此学好生物技术这门学科对今后的就业至关重要。笔者在介绍生物技术的概念的基础上,总结了动物生物技术课程的建设与改革措施,以期为学生的就业打下坚实的基础[1]。

1 生物技术的概念

生物技术是指在现代生命科学的基础上,利用各种先进的技术手段和其他类科学的原理和技术来对生物体或生物原料等进行加工或改造等,目的是生产出人类所需的产品。先进的工程技术包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和蛋白质工程等新技术。对生物体的改造是指按照人类的需要,改造或加工生物包括植物、动物、微生物等,使其能够生产出对人类有利的产品[1-2]。

2 教学现状与分析

内蒙古农业大学生命科学学院生物技术专业自1996年开始招生,2006年成为品牌专业,经过了16年的专业建设,首先于2003级生物技术专业学生中开设36学时的动物胚胎工程课程(专业选修课),随着现代生物技术的迅猛发展,36学时的理论讲授明显不足,于2005级学生中更改教学大纲,内容上增加了动物组织、细胞的培养技术、基因工程技术等,理论教学增加到54学时,并增加18学时实验教学,课程性质首次转为专业必修课,并创新性地更名为动物生物技术,当时整个生物领域还未出现命名为动物生物技术的课程,直到2009年5月1日,科学出版社出版了普通高等教育十一五规划教材《动物生物技术》,至此这一新课程有了正式出版的教材可参考。笔者调查了部分农林院校生物技术专业开设的主干课程,主要有11门(动物学,植物学,微生物学,生物化学,遗传学,细胞生物学,分子生物学,基因工程,细胞工程,发酵工程和酶工程),在调查的农林院校中(安徽农业大学,西北农林科技大学,山东农业大学,湖南农业大学,吉林农业大学,东北林业大学,青岛农业大学,江西农业大学,福建农业大学,华中农业大学,华南农业大学,云南农业大学),都开设《细胞工程》课程,目前只有内蒙古农业大学生命科学学院生物技术专业开设与《细胞工程》相近课程《动物生物技术》和《植物生物技术》课程。

3 动物生物技术课程建设与改革

3.1 教学思想与目标改革

落实科学发展观,逐步树立“以学生为中心”、“一切为了学生”的意识。教师要改变传统的教学观念[3],正确处理传授知识与提高学生学习能力之间的关系,使学生在学习一些课程基础知识的情况下,掌握一种主动学习课程相关知识的能力,成为富有知识和具有学习知识能力的复合型人才。

3.2 师资队伍建设

组建教学团队,将教学内容分为不同的教学模块,打破传统的一人一课的教学模式,每一模块由具有相应专业背景的教师承担,业务上要精益求精,力争紧跟各教学内容的学科前沿。定期开展教学研讨,督导组专家听课、评课,同时不定期开展自评和互评及学生评教,以促进整体教学水平的提高。

3.3 教材建设与改革

根据调研,笔者选用了科学出版社出版的普通高等教育十一五规划教材――蒋思文教授主编的《动物生物技术》作为教材,该书比较全面系统地介绍了动物生物技术的概况、基本原理、技术方法和最新发展。同时,由于课时的限制,在教学过程中,不可能做到面面俱到,且课程知识更新速度较快,一些最新热点在教材中没有体现的,自行编写部分讲义,以文本形式拷贝给学生,并推荐其阅读中外文的优秀参考书。

3.4 课程内容改革

动物生物技术属于多学科交叉课程,也是各国科研工作者研究的热点领域,大量的研究成果层出不穷,也在不断地更新和充实着这一新兴学科的知识。无论是教师的教,还是学生的学都具有一定的难度,这就要求在授课内容的选择上,既要注意授课内容的完整性,又要保证实用性和先进性,同时做好与其他课程交叉内容的增、减和衔接。在课程内容上,首先介绍绪论,动物胚胎工程技术概述,体外受精,胚胎移植,性别控制,胚胎分割,嵌合体;其次,介绍分子生物学及基因工程基础;最后重点介绍细胞核移植技术、干细胞技术、转基因技术、动物生物反应器、动物细胞培养技术,动物细胞融合技术,杂交瘤技术和单克隆抗体技术。通过精心的安排,使学生能在有限的时间内,全面系统地了解动物生物技术课程体系的基本内容。

3.5 教学方法改革

3.5.1 利用重大科研成果,激发学生学习的兴趣,提高其学习的主动性。如美国科学家马里奥・卡佩基、奥利弗・史密斯和英国科学家马丁・埃文斯,利用“基因靶向”技术让小鼠体内的特定基因失去活性,培养出研究价值极高的“基因敲除”小鼠,为人类遗传病研究提供了药物试验的动物模型。有了这些动物模型后,人类就能更有效地找到治疗各种遗传病的新疗法,彻底攻克遗传病就为时不远了,这一成果使得他们一起获得2007年诺贝尔生理学或医学奖。罗伯特・杰弗里・爱德华兹爵士,英国生理学家,生殖医学的先驱者,因创建了“体外受精技术”,被授予2010年诺贝尔生理学或医学奖。一门课程的讲授,不但要使学生掌握和了解课程相关的一些基础知识,更重要的是要教会学生如何通过有效途径尽可能的获取更多的、更丰富的相关知识,特别是对于像动物生物技术这样一门新兴的学科领域,许多知识都处于动态更新和完善的过程中[1]。

3.5.2 跟踪学科科研动态,开拓学生视野,培养创新思维。本科生的课堂教学过程不仅仅是传授书本知识,更重要的是启发学生的开拓性思维能力和创新意识,培养和提高其发现问题、分析问题和解决问题的能力[3-5]。因此,在应用范围广、知识更新快的动物生物技术教学过程中,介绍学科研究的新动态和新进展,有意识地拓宽学生视野,打开学生思路,培养学生创新性思维是十分必要的。例如诱导多能干细胞(Induced pluripotent stem cell,IPS cell),由日本的2位科学家于2006年发表于世界顶级杂志《Cell》上。通俗地讲,就是通过某种方法,把高度分化的成体细胞去分化,使之成为多能干细胞,重新获得分化成多种细胞的能力。IPS技术是干细胞研究领域的一项重大突破,它回避了历来已久的伦理争议,解决了干细胞移植医学上的免疫排斥问题,使干细胞向临床应用又迈进了一大步,该成果的研究者获得了2012年的诺贝尔生理学或医学奖。随着IPS技术的不断发展以及技术水平的不断更新,它在生命科学基础研究和医学领域的优势也已日趋明显[6]。

3.5.3 创新教学形式,提高教学效果。在课堂教学过程中,要认真倾听学生意见,像朋友一样对待学生,拉进教师与学生的距离,让学生感受课堂文化,使其融入其中,积极思考,成为课堂的主体。同时可适当增加专题讨论会,通过学生准备ppt演讲等形式,一改以往整节课教师讲、学生记,缺乏沟通的模式,使学生处于主动学习的状态[7]。

3.5.4 优化多媒体教学,引入现代信息技术。利用有限的课时,着重讲授课程的重点、难点、关键点、知识点间的联系,引导学生自觉地去思考,对于容易掌握的部分课程内容可安排学生自学。利用计算机和Internet等手段,从国外引进和下载原版图书和动感图像,进行多媒体教学,可以有效提高教学组织效率,充实教学内容。不仅可以多层次、多角度地向学生提供丰富多彩的教学信息,还可以提供更加生动形象的人机交互界面,充分调动学生学习的积极性[8]。例如,细胞融合,精卵受精,细胞核移植等内容。在多媒体教学中,坚持适度运用原则和有机结合原则,留出足够的时间给学生理解、思考,且结合使用板书、实物等各种教学媒体,取长补短,将教学内容化繁为简,增强教学的生动性和创造性,使学生喜欢学习[2]。

3.6 考核方法改革

首先,改变以往的考核方法,将重视课本上的知识转变成重视实践、将重视成绩转变成重视课堂教学,今后不以单一的考试成绩为总成绩,而要加上一定比例的实践考核成绩,让教师、学生都能重视实践;其次,增减考核方式的多样性,以平时成绩、实验成绩、期中成绩和期末考试等作为综合考查学生学习成绩的考核体系,即20%平时成绩、20%实验成绩、20%期中成绩和40%期末成绩[9]。

4 结语

随着科学技术的快速发展,动物生物技术方面的研究也会更加深入,因此各个高校要建设好动物生物技术专业已迫在眉睫。课程组立足于内蒙古农业大学生命科学学院自身特色,通过分析生物工程、生物技术、制药工程3个专业之间的内在联系,准确把握动物生物技术课程的教学地位,注重该门课程特点,围绕课程内容,加强教学建设,创新教学形式及考核体系,逐步完善优化动物生物技术多媒体教学,提高教学质量,达到人才培养的目的和要求[10]。

5 参考文献

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