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生物科学的研究方法范文

发布时间:2023-09-27 15:06:14

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生物科学的研究方法

篇1

1、和谐师生关系,营造生物氛围

正所谓“亲其师信其道”,好多学生都是因为喜欢一位老师而喜欢一门功课,良好的师生关系能使学生拥有愉快的心情去面对生物课堂。一个被学生喜欢的教师,其教育效果总是超出一般教师。教师尊重和理解学生,宽容、不伤害学生自尊心,平等待人、说话办事公道、有耐心、不轻易发脾气等。即教师首先要有良好的素质,高尚的师德,渊博的知识,良好的亲和力。这样学生才能喜欢你,从而因为喜欢你而喜欢上这门学科。生物教师也理应如此。师生关系融洽的课堂是培养学生生物兴趣的基础。

2、挖掘学科特点,激发学习兴趣

生物学从狭义上来理解就是一门研究生命的学科,与每个人都息息相关,当今世界面临的重大问题,如粮食短缺、人口的过快增长、环境污染、资源开发不合理等等,都与生物科学有直接的关系。作为生物老师在教学中一定要让学生明白生物这门学科的重要性,要让学生明白青少年要想更好的生长发育,保持健康,预防疾病,没有对生物知识的了解是绝对不行的。

3、讲述生物故事,了解发展历史

我们国家在生物科学领域从古到今涌现出不少的杰出人物,他们在生物科学领域做出了重要的成就。生物教师在课堂中应该多方面介绍这些名人大家以及他们的事迹,如:李时珍、华佗、针刺麻醉、中医中药养生等方面的小故事,学生觉得有意思,愿意听,自然而然的就会培养起对生物的兴趣。21世纪被称为生物科技的时代,生物技术飞速发展,世界上领先的生物名家,生物教师还可以给学生介绍世界上其他国家的生物学家和他们的发现及成就,如青霉素的发现、保护树木的波尔多液的发明等等。

4、授课与实验结合,培养学生的学习兴趣

生物学是以实验为基础的科学。实验能培养学生的观察能力、思维分析能力、创新能力,激发学生学习的兴趣,许多学生正是因为爱实验才爱生物学的。实验除了真实、直观、形象、生动之外,还是一项目的性十分明确的操作活动。它对培养学生认识和理解生物学概念都起着其他任何教学方法均无法替代的作用。因此,要尽可能让学生多做实验,并力求使学生实验成功。学生亲自动手进行实验操作,不仅满足他们的操作愿望,更重要的是,在操作过程中动手动脑,克服种种困难获得实验成功之后,此时学习成功的喜悦而产生的学习兴趣和愿望能够转化为一种热爱科学的素质和志向,从而刺激学生更深入地探求。例如,在讲“植物组织中还原糖、脂肪、蛋白质鉴定”这部分内容时,我就让学生自己去完成课本上的实验,适当指导,让学生能顺利完成实验。毫无疑问,通过实验体现了活动情境,使学生在认识上产生了一种满足感,为形成稳定的学习兴趣奠定基础。因此,教师要引导学生观察好课堂演示实验,做好随堂实验,上好学生实验课。

5、开展生物课外活动,培养学生的学习兴趣

根据现代生物教学理论提出的两个结合(课内外结合、理论与实践结合)的观点,在教学过程中指导学生结合实际开展课外科技活动有其必要性和重大意义。学校可以开展生物课外活动小组活动,用以激发学生的学习兴趣,引导学生深入学习,培养学生的实践能力,发展学生的个性与创新精神。在课外活动小组中,教师还可以向学生提供一些阅读材料,内容可以包括生物学在农业生产中的应用,生物技术如组织培养、食用菌的栽培等,用来拓宽学生的学习领域,激发学生学习生物学的兴趣。需要注意的是,阅读材料的编写要符合学生的认知特征和生活经验,并由学生选择阅读。并且带领学生参观花卉养殖中心,学习有关植物组织培养和无土栽培技术。通过生物课外活动的开展,理论联系实际培养了学生的能力,提高了学生的综合素质,更激发了学生的学习兴趣。心理学家认为:“兴趣是人对事物的一种向往、迷恋或积极探索追求的心理倾向。”兴趣是对事物喜爱的情绪,是促进学生学习的无形动力,是做好一切事情的前提。作为教育者应充分利用各种课堂教学手段,激发学生学习兴趣,提高教学质量,为培养更多、更优秀的创新人才而努力。

正如法国教育家卢梭说的那样“教育艺术是使学生喜欢你所教的东西”知之者不如好之者,好之者不如乐之者。所以,学生一旦对生物学习有了兴趣,那么必将提高教学的有效性,我们的课堂一定会焕发出生命的活力。总之,要在中学生物教学中培养学生的学习兴趣,教师要勇于实践,敢于创新,找到最佳的切入点,找到最好的学习方法,要在备课中充分地准备好能调动学习兴趣的资料、练习等,要在遵循教学规律、把握学生学习心理的基础上,充分发挥教学机智和教学艺术,才能使生物教学达到知识性和趣味性的和谐统一。

篇2

一、科学方法教育对初中生物的作用分析

在生物教育研究中,科学方法教育自始至终都是着重研究的课题,不管是从提高民族的整体素质角度还是当前的课程改革的时间来讲,做好生物科学教育的方法的教学工作,都具有深刻的时代意义。

教育不断改革的今天,非常有必要对中学生进行科学方法教育,自己动手试验,这样可以使学生以最好的学习方式,主动接受最新的授课知识。例如在探究非生物因素对某种动物的影响时,教师能引导学生总结生物生存所需要的因素、作出假设、设计实验、进行试验、作出假设,然后在小组内交流讨论,这样,不仅可以让学生知道实验不仅仅只有大科学家才能做,学生也可以,而且在实验过程中可以让学生找到学习的乐趣。

在整个生物教学中,教师和学生是一个不可分割的整体。对于学生来说,包括学生在观察生物现象、形成生物认识、认识生物规律以及分析解决科学问题的过程中,所涉及的认知结构以及有关知识内容和科学方法基础的准备程度等都与科学的方法教育有着极大的联系。

对于教师来说,科学的方法教育表现为教师教学设计时,能够对学生学习的内容了解,针对每个单元列出详细的科学方法目标,并且能在最好的时机将科学方法教育带到初中生物的教学之中。比如在学习植物的绿叶光照下可以制造有机物的过程中,教师必须根据教材先找出可以进行此实验的素材,如天竺葵,而其他的植物如白薯叶也可以进行这个实验,而如果教师考虑使用菠菜叶就不可以,原因是菠菜叶不可以积累淀粉,所以不能使用。所有的授课,都需要教师的精心准备才可以的。

二、结合教材对科学方法教育在生物教学实践的研究

苏教版教材体现了以学生为主的教学理念,用科学方法教育把学生带到学习中做学习的主人,培养和发展学生的主体性,这是苏教版教材的教学的根本任务。对此,在生物的学习授课过程中,可以借鉴其优点,发展学生的学习主体性。以学生为中心的理念要在课程中充分体现,根据学生的思想与认知程度,在课堂中设计问答、思考与讨论等多种形式的活动,使学生全身心投入课堂,真正做学习的主人。

在新的一轮课程改革中,我国已将教学目标从过去的一维发展到三维。苏教版教材一将科学方法教育带到了教学实践当中,取得了良好的效果。据此,将科学方法教育带到生物的教学实践中,会进一步提高学生的科学素养,提高教师授课知识的效率,为学生终身发展、应对现代社会未来的发展的挑战奠定了基础。

例如对于《种子的萌发条件》这节课程,重点在于让学生了解种子萌发条件及其内部变化。这就需要教师引导学生进行探究实验,得出结论,让他们在实验中观察现象。根据科学方法教育的理论,教师在设计思想的时候可以采取实验与讨论的教学方法,让学生在课前充分预习,并且能够在课前试验,得出种子萌发所需的内部条件。在课堂上,教师可以让学生做课堂的主人,讨论观察的结果,引导学生的思考,并得出结论。随后,教师可以让学生讲述自己所学种子萌发这一课的方法、过程、结论,将科学的方法教育在初中生物课堂上实践起来。

篇3

中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)03(b)-0044-02

生物科学代表着21世纪自然科学的前沿,是孕育关键性突破的学科之一。生物科学是研究生物的形态,结构,生理,分类,遗传,变异和进化的科学,它以培养基础性,研究性人才为主。海南医学院是一个地方性本科医学院校,为了适应地方经济的发展需求和学校本身的发展,我校于2009年开设了生物科学专业,学制四年,同时,为了适应就业市场的需要,将生物科学专业设定为健康教育方向。

在专业开设之初,我们通过对一些院校的调研后发现,多数学校的生物科学专业普遍存在着没有明确的学科定位,专业设置雷同,没有具体的研究方向和针对性等现象。在教学过程中仅仅以理论课教学为主,缺少实验教学和专业实践。这种不顾自身特色和条件,追求时髦,一哄而起,搞形式主义的办学,既保证不了教学质量,扩大不了办学规模,又不能办出其自身特色,也极大的浪费了教育资源。

本文在总结以上专业建设方面遇到的问题和分析国内医学院校生物科学专业建设与就业市场趋势的基础上,阐述了我校在生物科学专业建设的一些做法和体会,以期为医学类院校生物科学专业建设提供发展思路。

1 明确学科定位

在教育部2001年颁布的“高等学校本科专业目录”中与生命科学有关的专业主要有三个:生物科学,生物技术和生物工程。许多学校都设置有其中的二个或者二个以上的该类专业。因此,人才培养方案中应使这三类专业有所区别。生物科学是一门基础学科,它是研究生物的形态,结构,生理,分类,遗传,变异和进化的科学,它以培养基础性,研究性人才为主;生物技术是应用自然科学及工程学原理,依靠生物作为反应器,将物料进行加工,以提品为社会服务的技术,它是侧重理科,理工管结合的复合型专业,以培养应用性人才为主;而生物工程则是生物技术研究中侧重于后期产品处理的部分,是侧重工科,理工管结合的复合型专业,仍以培养应用性复合型人才为主。这一分类特点决定了生物科学是基础性学科,其他两门应用性学科是在其基础上,结合其他学科的研究成果发展出来的。

生物科学包括了微生物学,生物化学,细胞生物学,免疫学,育种技术等几乎所有与生命科学有关的学科,同时又与化学,化学工程学,数学,微电子技术,计算机科学等生物学领域之外的尖端基础学科相结合,从而形成一门多科学互相渗透的综合性学科。因而作为生物科学专业的本科生经常面临哪些基本知识,基本理论应该优先掌握的困惑;而作为教师也经常需要考虑哪些基本知识,基本理论应该优先重点向学生讲授,如何培养出适应时展,紧随世界潮流的生物科学专业人才。在一般综合性大学中,这个专业的人才是以研究性的培养模式进行培养的,在一般本科医学院校生物科学专业办学总体思路是:“夯实基础,拓宽知识面,立足于现代生物科学技术改造提升传统产业,因地制宜,办出特色,面向现代生物技术产业主战场培养应用型,复合型生物科学人才”。

海南医学院是地方性医学院校,其办学宗旨是为地方培养实用技术应用型人才,因此,生物科学专业建设不能像综合性大学一样,而应该从生物科学基础理论入手,在专业方向上选择由生物科学衍生的相关实用技术性方向,以就业为导向,培养适应市场需求技术型人才。从应用的角度来认识,生物科学是人类对生物资源的利用,改造并为人类提供服务的一门学科。在此认识的基础上才能建立科学可行的教育体系,科研体系和管理体系。目前这三个体系涉及的主要研究领域和方向有如下几个方面:(1)生物化工与材料;(2)环境与环境生态;(3)农业生物技术;(4)生物医学医药工程;(5)食品生物技术;(6)能源生物技术;(7)生物制药;(8)基础生物技术;(9)生物工程技术仿生;(10)生物战剂及其防御;(11)生物检测检验技术。从以上专业方向发展分析,适合医学院校生物科学应用技术型的专业方向有生物医学医药工程、生物制药和生物检测检验技术。其中适合我校生物科学发展方向的是生物检验检测。

综合以上分析,我校的生物科学专业的学科定位是:以培养应用型人才为主的专业,是理工管结合,以理为主的新兴复合型专业。通过培养使学生具有扎实的生物科学理论知识,掌握生物技术基本实验技能,了解学科发展前沿,能在工业,医药,食品,环保等行业的企业,事业和行政管理部门从事与生物检验检测有关的应用研究,技术开发,生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。

2 完善课程体系设计

2.1 扩大基础课教学,增加选修课比例,优化课程体系结构

调整课程结构是课程体系优化的前提。基础课程一般都具有较高的稳定性和较宽的适应性,是培养和发展学生智能,增强毕业后发展潜力的重要基础。为此要特别注意加强公共基础,专业基础课的教学。同时根据生物科学毕业生去向和我校的学分管理制度,我们在构建生物科学专业课程体系中,大量增设选修课,主要涉及人体解剖生理学,药理学,细胞生物学,药物化学,生物技术制药,微生物检验等。通过增设选修课,可以增加专业基础知识,加强素质教育与能力培养,拓宽专业口径,使学生更能适应市场需求。

2.2 重视教学内容的改革

在改革课程结构的同时,重视课程内容的调整。教学大纲是进行课堂教学的基本依据,编好教学大纲是进行课堂教学的关键环节,对规范课程教学和保证教学质量具有重要意义。课程内容的改革要从教学大纲着手,通过调查,研究和讨论,对每门课编制出切实可行的教学大纲,大纲强调突出重点,难点,加强了实践环节,强调实验,实习基本技能的掌握。细化各章内容,明确课程交叉内容所属,例如基本原理部分前面课程已讲授,后面应用的课程时就不再细讲,确保课程内容不重复,实验内容不雷同。

2.3 增强师资队伍建设

根据教学体系和课程体系的教学需要培养和引进理工结合的高层次人才。在学科建设经费和学院的支持下,加强专业基础课和专业课老师在教学及科研方面能力的提升。对年轻教师特别是非生物背景的教师进行了全方位的培养。建议全体在岗教师加速知识结构调整和知识更新。高素质师资队伍的建设,有利于推进课程体系和教学内容的改革。为该学科专业的发展奠定了坚实基础。

2.4 加强实习及毕业环节教学体系的建设

进行素质教育是时代对高等教育人才培养的基本要求。素质教育的核心是培养学生的创新精神和实践能力。教学实践环节在培养学生的工程实践观念,提高学生的素质,启迪学生的创新思维,开发学生创新潜能,锻炼学生创新能力,巩固理论知识,提高学生实践动手能力与独立工作能力,以及培养学生理论联系实际,分析问题,和解决问题的综合能力方面具有其它教学环节无法替代的重要作用。在实习及毕业教学环节中,我们主要做了以下两方面的工作:

(1)制定生产实习的动态监控措施及成绩评定体系。评价指标体系是搞好评价工作的基础,它不仅是对生产实习进行评价的依据,而且会对实习教学环节中的各项工作起到引导和推动作用。因此,一个科学的评价指标体系不仅应能客观,全面地反映实习教学的水平及其效果,而且还应遵循科学性和可操作性。根据上述原则,我们设计了生产实习评价指标体系。修改,制订了详细而具体的生产实纲。摒弃了传统的提纲式指导大纲,改为具体的以车间或工段为单位的实习要求内容和指导,让学生充分明确实习的内容和要求,同时,可起到督促实习指导教师的作用。

(2)规范毕业设计(论文)开题报告,提高毕业设计(论文)质量。以表格形式,要求本科毕业论文之前,充分明确该课题的背景、意义、主要研究内容方法、技术路线、工作进度和技术指标等内容,并在全院范围内进行公开的,正规的开题报告,给该专业的师生提供了一次较好的学术交流机会,有助于拓宽学生的专业视野,活跃学术气氛,全面提升生物科学专业的毕业设计(论文)质量。与此同时,我们还制定了毕业设计(论文)批改方案,以规范毕业设计(论文)的撰写,提高毕业设计(论文)质量。

参考文献

[1] 高等教育司编.普通高等学校本科专业目录和专业介绍[M].北京:高等教育出版社.

[2] 蔡婀娜,李夏兰,陈宏文.生物工程专业实验课教改探讨[J].高等理科教育,2000(4):48-50.

[3] 刘斌,吴茜茜,吴克,等.开放实验室培养生物工程学生能力[J].合肥联合大学学报,2000(4):12-13.

[4] 吴克,蔡敬民,张洁,等.生物工程学科发展中的人才培养模式探索[J].生物学杂志,1999,16(5):35-36.

[5] 赵晴.加强课程建设切实提高教学质量[J].高等理科教育,2001(6):75-78.

[6] 周满生.当前国际教育改革的若干动向和趋势[J].比较教育,1999(6):17-21.

[7] 林连兵,陈朝银,余旭亚,等.把课程教育融于网络教学之中[C]//发展与探索.2001云南省现代教育技术优秀论文集,昆明:云南科技出版社,2002.

篇4

关键词:新课程;高中生物;教学方法;探讨

新课程背景下高中生物教学区别于传统的生物教学,它既要满足传授学生学生基本的生物学知识和研究方法,还要通过新的课程标准的基本观点,培养学生正确的“三观“,从而达到提高学生生物学科知识水平和正确情感态度的教学目标。针对这些教学目标传统的教学方法已经不能满足要求,必须探索新的教学方法以适应新课程的教学标准。笔者结合丰富的实际教学经验,从现阶段高中生物教学存在的问题入手,对新课程背景下高中生物教学方法进行简单的探讨。

1 新课程背景下高中生物教学存在的问题

1.1 忽视对学生现代意识的培养,只注重知识技能的传授

由于受到应试教育的影响,高中教师在实际授课中偏重生物基本知识与基本技能的传授,往往不重视甚至忽视提高学生的生物科学素养,忽视培养学生的现代意识。新课程背景下高中生物一个重要的教学目标就是培养学生的现代意识,随着新课程教学的不断推进,对综合素质的人才要求越来越高。所以,高中生物教师要认识到培养学生现代意识的重要性,这也是培养合格人才的关键。

1.2 现有生物教学方法过于单一

目前,许多生物教师仍沿用传统的教学方法,即“教师讲、学生听的”授课方法,很少运用有效的教学方法教导学生。教学中还经常有教师“满堂灌”,缺少师生之间的互动,也没有给学生理解吸收知识的时间,更无法形成活跃的课堂氛围。有些教师虽然领悟到新课程生物教学的内涵,也根据学生的实际情况及教学内容开展探索式教学,但由于种种原因导致新的教学方法流于形式化、表面化。因此,要达到新课程的教学标准,就需要教师不断探索新的教学方法,充分理解高中生物新课改的内涵,发挥学生学习的主动性与创新性。

1.3 高中生物教学中课程资源匮乏

现阶段,高中生物教学没有充分体现出新课程的内涵,忽视对学生的科学素养和学习能力的培养。教师在多媒体辅助教学时,所用的课件大多都是考试的知识点,没能按照新课程的标准要求来制作课件,更没有给学生提供生物科技比较前沿的相关资料。有些教师不按教学目标要求,不能充分引导学生利用网络搜集相关资料。导致学生学习生物的兴趣与积极性得不到激发,教学效果与教学目标得不到。

2 新课程背景下高中生物教学方法的探讨

2.1 采取兴趣教学法

新课程标准背景下,兴趣教学的理念被提出,并很快被学生接受,取得了一定的效果。俗话说兴趣是最好的老师,学生会积极主动的学习自己感兴趣的学科,而且比较容易接受该科的知识。在课间我们经常会听到学生议论说他们喜欢某位教师,听课兴趣高;不喜欢某位教师,听课时老是昏昏欲睡,其实这就是兴趣教学的一个方面,而这一教学方式也类似于情感教学法。

新课程背景下的生物是以实验为基础的学科,能很大程度上培养和和发挥学生的智力因素。而传统的教学方法追求向学生不断灌输知识,极大降低了学生的学习兴趣。在打造兴趣教学理念时,要根据学生实际的认识水平和心理因素,科学合理的设问,以此激发学生的发展思维,增强课堂活跃程度,提高学生分析问题和解决问题的能力。比如提问“为什么班上有些人的大拇指弯曲度很大,有的就很小?”让同学们试着弯曲大拇指,发现许多学生的弯曲度都很小。在课堂上可以提出很多这样的问题,利用学生感兴趣的话题带动学生学习,激发他们的学习动机,培养他们的问题意识。

2.2 大力开展探究式教学法

在新课程背景下的高中生物教学,大力开展探究式教学是必不可少的。在新课程标准下,提倡探究式学习,学生可通过自主、合作、探究的方式,主动参与到活动中,增强获取知识的能力。高中生物教师在实行探究式教学时,要根据学生兴趣选择一些探究式问题,引导学生以自主讨论为主要的学习方式。通过这些方法让学生在教师的指导下,发现问题进而探索问题,提高学生的探究能力。与此同时还可以根据教学内容创设问题,让学生独自思考,然后根据搜集的资料进行分析,得出解决的方法。

2.3 板书教学与多媒体技术相结合的教学法

多媒体技术的运用是新课程背景下的必然趋势,也是衡量一个教师现代化程度的标尺。新课程背景下如果仅仅靠传统的板书教学,高中生物教师不但任务重,而且教学效果也不理想,有些教学内容是板书无法书写的,没有多媒体技术的介入学生掌握起来很困难。多媒体技术可以把一些比较抽象的生物知识直观的放映出来,学生可以和荧幕形成一种直接的对流,不仅增加了教和学的信息量,还培养出学生观察事物的能力。例如,在讲动植物细胞结构时,可以通过多媒体技术把完成的细胞剖面图展示给学生,这样教师在讲解相关知识点时更加容易,学生更加直观的观察到动植物细胞内部的结构。

2.4 以发展性评价促进学生发展的教学法

建立有效的评价体系促进学生发展,提高教学质量,促进学校发展,也是新课程的重要内容之一。教学评价在新课程中有质量监控和导向作用。通过建立评价体系,可以有效的提高教师的教学水平和学生的综合素质,这样的体系能为素质教育的的实施提供保障,充分发挥评价体系促进发展的功能,让评价的过程成为促进教学发展的鱼提高的过程。评价体系的建立并不是舍弃考试制度,而是要端正目的,要学生明白学习最终是成为一个适应时代要求的高素质的公民, 而不是为了应付考试。通过建立这样的评价体系,让学生明白自己学什么,学习的目的是什么,以此提高教学的效率。

3 结语

综上所述,新课程背景下高中生物的教学是一项长期的系统工程,高中生物教师要充分认识到这个工程的艰巨性,做好相应的准备。不断提高自身素质,以培养学生的现代意识为目标,采取兴趣教学法、大力开展探究式教学法等,只有这样才能提高高中生物教学的教学水平,实现高中生物课程教学目标。

参考文献

[1]郭小平.高中生物新课程理念下的教学现状与建议[J].考试周刊.2011(52)

篇5

一、初中物理学困生的存在是一种普遍的现象。

但新课标实施以来初中物理学困生的转化工作也相应地被提到正常的教育教学工作的日常事务中来。笔者根据自己在初中物理学困生转化工作所取得的经验,结合初中物理新课标的特点,对初中物理学困生的内部成因和转化策略进行阐述。

一个初中物理学困生的形成的原因是复杂的,但总体上说有外部原因与内部原因。事实上,在形成学业不良的过程中有些因素可以单独起作用,也可交互作用。大多数学生的学业不良是由于各种不良因素交织在一起而形成的。[1]在这些因素中,由于学生个人的内部因素造成的成分也比较复杂。笔者现主要从初中物理学困生(学业不良的学生)形成的个人因素特点出发,谈谈初中物理学因生的内部成因:

(一)畏惧困难

根据笔者与所结对的初中物理学困生共同分析寻找学业不良形成的原因和时间时发现,许多初三的学困生是在刚入初二时对初中物理畏惧困难的情绪造成的。从初中物理新课标安排顺序来看,虽然义务教育初级中学课本是在原有教材基础上的一大飞跃性的大进步(首先体现出来的是合科教学,打破了传统的初中分科教学的很多弊端,减少学科界限),但是因为学科的特点而造成学生学习上的困难也是显而易见的。从教材的编排上看,初中二年级的学生所学习的是介绍性的有关物质结构的内容。这些内容一般仅要求学生对所教内容的认识、了解,学生在学习过程中一般都结合自然界中的实物(或模型)进行学习,以学生的形象思维作载体进行学习;进入初中三年级后,学生首先学习的是具体较高抽象思维的物理学抽象概念的内容,如密度、功、能、压强等。一向习惯于利用形象思维方式的初中学生,突然要求其具有抽象思维,学生在这一过程中对抽象思维能力的培养需要一个过程。当然在这一过程中不可避免地出现了一些学生对这一转变过程的畏难情绪。

由于学习内容的改变,必然造成学习方法、策略的改变。但是,并不是所有的学生都能够很顺利地得以转变。学习方法、策略一般容易转变的人是很容易适应不同学习环境和方法的人。在我们的学生当中,并不是所有学生都能做到这一点。所以,做不到这一点的学生,容易成为学困生。

(二)不喜欢动手

在学习过程中,我们发现不同的学生的兴趣爱好是不同的,有些学生喜欢具有一定思辩的问题,有些学生则喜欢动手做实验。虽然说并不是所有的初中物理学困生都不喜欢做实验,但确实存在一部分学困生与不喜欢动手做实验有关。这些学生往往在上实验课时是旁观者,只看同组的其他同学动手做实验,而自己则对动手实验毫无兴趣。

学好初中物理,学会观察和实验是最关键和最基础的技能,这里的实验不但是教师在探究课上要求学生动手完成的实验,而且要求在学习过程中怎样懂得发现问题、用实验解决问题。这就是科学实验探究性学习的一种重要方式。

(三)独立学习能力差

我在教学就有遇到这样的学生,自己不能独立完成作业。这样的学生一般对自己不自信。初中物理的学困生一般就是这一类学生。独立完成一项作业,独立完成一个问题的思考、独立完成一个实验、独立回答一个完整的问题。这些对于一名学困生是非常重要的。但是学困生缺少的就是这些方面的能力,他们在学习上总想有所依靠,完成作业时必须与同学坐在一起;即使偶尔能解决一个问题,但总是不自信,寻找答案或与别人核对答案后才放心;有一个问题时不敢单独提出来,原因是怕教师和同学笑话他

(四)没有养成良好的习惯

对于一名初中物理的学困生来说,由于长期的得不到在学习上的成功的体验,学困生久而久之形成了一些不良的学习习惯:

(1)缺乏思维的毅力。

思维的品质中表明思维具有一定的持久性。在思考一个初中物理的问题时,思维的持久性品质对解决这一问题起到非常重要的作用,学困生面对初中物理的一些问题普遍存在缺乏思维毅力的倾向,遇到一些稍有一定难度、需要学生认真仔细地去思考的问题时,学困生往往显得很不耐烦。这样,很多学困生在面对一些稍难的题目或作业时,不是选择怎样去面对困难迎面而上,而是选择了逃避,有些学生为了应付教师的作业检查而去抄袭其他学生的作业。

(2)缺乏注意的稳定性。

心理学表明,每个人都具有一定限度的注意的稳定性,但是不同的人注意稳定性的强度是不同的,注意的稳定性也并不是一个人的先天,它是一个人后天在学习生活中"锻炼"的结果与产物。由于学困生在对待初中物理的一些问题时显得明显的不足,学困生对待一些问题总是"心不在焉"。

(3)学习态度差。

由于学生在学习时遇到一些问题,并然会引起一系列的学习不良反应:学生面对一些问题觉得无所谓、解题时马虎、书写潦草、作业完成后不检查等毛病。

(五)缺少好的学习方法与策略

学习需要一定的方法与策略。它是追求学习效率的学习者在特定的学习情景中为了达到学习目标,在认知加工过程中所运用的学习方法技能,以及对整个学习活动及其有关因素进行监控的方法技能。[2]显然初中物理的学困生普遍缺乏的是无认知的能力、即对自己的学习过程进行监控的能力。比如说面对初中物理的整个学习过程,学困生对学习计划、学习过程的监视、学习过程的调节等很缺乏。

另外,由于初二学生所学习的初中物理的学习内容是物质的基本性质等的介绍性内容,一般的初中物理学困生的学习由于没有很好的学习方法作指导,学习过程中只重视对一些物理的概念、名称的"死记硬背",并把这种"死记硬背"带到以后的学习中来。针对初二学生来说,生物理学上的一个个概念与名称仅是文字上的抽象概念,没有实际上的现实意义。故此,学生根本无法理解这些内容,当然记忆的长久性就无从谈起了。

二、初中物理学困生的转化策略

针对上述对初中物理学困生的内部成因的分析,笔者采用了如下的转化策略:

(一)形象开路,抽象渐入:

从初中学生生理上的发展特点分析,初中学生已经逐渐地从形象思维转变为抽象思维了,这种转化对学生来说是一大难点。但是在转化初中物理的学困生时,我们要重视形象思维的训练,并作为学生学习初中物理概念、规律的基础,而抽象思维可在形象思维基础之上得以培训与提高。比如在学习光的折射规律时,学生对"当光从空气斜射入水或其他透明物质时,折射角小于入射角;当光从水或其他透明物质斜射入空气时,折射角大于入射角"的理解时,学生对于这一规律的理解是非常表面化的、是对文字面上的一种感性认识,根本不能够理解这句话的真正含义。但是,若教师引导学生以形象化的思维理解这一规律,则这一规律显得简单:如可以做实验,不管是光从空气斜射入水中时还是光从水中斜射入空气中,在水的这个角(不管是入射角还是折射角)总是小于空气中的角。通过实验后,让学生形成固定的有关这一实验概念的"表象",则学生在以后应用到这一问题时自然而然地会想起这一表象。再比如,当学生在学习"物体的沉浮条件时,对于物体的上浮、下沉还是漂浮是液体与物体(实心)密度的大小比较有关",学生很容易混淆这一关系。所以,对于这问题,单纯从文字或公式的理解是很难的,学生不容易记忆。但当我们从形象的具体例子出发,从类比的方法出发,这一问题就可得以解决:如我们可以举例子进行类比,把木块浸没于水中,木块上浮,(木块的密度小于水的密度,故可类推)其他同理。从上述的举例分析可以看出,以形象的思维去表达抽象的概念规律,是初中学生以形象思维为基础培养抽象思维的一种重要的方法。

(二)勤奋作基,方法作径:

一类初中物理学困生是因为学生本身不努力、不勤奋造成的,而有些学困生很勤奋地学习,但是缺乏必要的方法而使自己成为了学困生。要想学好初中物理这门学科,勤奋与方法这两者是不可或缺的内容之一。对于勤奋,不管是从一些伟人的事迹中还是从学生身边的例子中都能说明问题,这里勿需多言。但是一般的学困生都缺乏科学的学习方法的指导,下面简述之:

1.加强学习的计划性。

有计划的学习活动可以促使学习目标的实现,可以磨练学习意志,有利于良好学习习惯的养成,也可以提高时间利用率。[3]指导学生制定一个科学的学习计划是非常必要的。

2.加强预习、复习活动。

3.培养学生对学习过程的元认知能力。

不管是对整个学习过程还是解决某一个简单问题的,都需要学生具有一定的元认知能力。简而言之,元认知即是对认知的认知和监控。也就是说,人可以跳出一个系统来观察这个系统并且控制这一系统,通过元认知了解、检验、评估和调整自己的认知活动。[4]在经过一段时间的学习后,学生若懂得怎样去反思、总结前一段时间的学习过程中的经验,为下一阶段的学习做好打算或吸取教训,学生在下一阶段的学习效率和水平将会有所提高。同样,解决了一道初中物理的一个问题后,学生若懂得怎样去反思、回顾这个问题的解法、思路及自己解题时存在的优势与不足,这样,学生的解决问题的水平将不断提高。

4.加强学困生解决问题的方法。

一般说来,解决初中物理的问题有如下的步骤与方法:

(1)全面理清问题,通过较快速地浏览整个问题的整体框架大致了解问题的状况,但一定要明确提出了什么问题,这个问题提出的目的性是什么。

(2)以问题为思维的中心,以问题中已知各数量关系为主线,理清已知问题中的各数量关系与问题存在的关系是什么。

(3)从整体上把握问题的类型,大致以什么方式回答。

(4)初中物理的问题一般很注重思维过程。面对一个问题,我们首先通过明确问题的目的性,通过逆向推理的方法进行解题。如下题的解题思路:

题目:一金属块挂在弹簧秤的下端,弹簧秤的读数是0.89牛;若把金属块全部浸入水中,弹簧秤读数是0.79牛,求金属块的密度。

解题思路:

①解决什么问题:求金属块的密度ρ金;

②逆向思维:求金属块的密度,只要求金属块的质量与体积;求金属块的质量,只要知道金属块受到的重力(已知在空气中金属块的重量);求金属块的体积,则只要求金属块浸没于水中排开水的体积;求金属块排开水的体积,则只要求金属块浸没于水中受到的浮力(浮力的大小可以用弹簧秤的两次示数差表示)。

(5)克服思维定势。从总体上说,初中物理中哪一部分问题应用哪一知识去解答,在学生的思维中已经有一定的思维定势,思维定势对于一般的解题是有好处的,它可以减少学生思维的时间;但是思维定势也往往把学生的思维带入了解题的"死胡同",故在解决一些问题时,有时要充分地利用思维定势的优势,有时则要克服。如上题中,求体积时并不能利用密度与质量的关系进行求解,则需要打破思维定势,利用浮力的知识。

(6)选择多种方法进行解题。每一个题目的解题都有一定的方法,且思路不同,这可以锻炼学生的发散性思维。培养学生形成这样的一种习惯:当以自己的方法完成解题时,让学生从不同的角度去思考另外的解题方法。

(7)解决一定问题之后,培养学生总结问题,反思问题的能力。

(三)化整为零,化零为整

学习初中物理的过程就是"化整为零,化零为整"的过程。当学困生面对初中物理内容时,要把整体上的知识体系各个击破,从细处学习知识内容。但是,毕竟初中物理是一门有系统性的学科,这一学科中各知识点间存在必然的联系,通过理顺这一关系,学生对知识形成网络化。

(四)重视解疑,更重激疑

对于初中物理的学困生,学生的很多问题没有得到解决。帮助学生解决一些问题是进行学困生转化的一项重要的工作。在平时的学困生转化过程中,我们发现学困生的一个共同特点是:一般的学困生很难提出问题。爱因斯坦说过,提出一个问题比解决一个问题更重要。确实,对于初中物理的学困生,平时的他(她)们很少把时间投入到思考一些初中物理的学习问题上来,即使有些学生平时有思考学科上的一些问题,但由于其在思考的过程中,他(她)们所获得的失败的消极体验机会比积极体验机会多得多,所以这给他(她)们下一次积极主动地去学习形成一定的障碍,教师在转化过程中的一个重要工作是如何创设问题情境,使学生产生问题。有问题的学生往往是对某一个方面经过认真思考的。通过点拨后引导学生思考解决问题,并在思考解决问题的过程中产生新的问题,使学生产生兴趣。

(五)倾情投入,师生共感:

学困生的转化工作是一个教育系统工程,转化过程是一长期的过程。这过程需要教师投入大量的精力。转化一名学困生,笔者认为教师在情感的投入方面必须做到如下几点:

1.取得学困生的信任与支持。

学困生的转化工作并不仅仅是学业上的指导工作,更是对学生心理上支持、理解、信任工作。我们不得不承认:由于受到社会、学校、家长等的升学压力的影响,教师在教育教学过程中总是对学业优秀生比较重视,而对学困生则忽视了。长期受到这一意识的影响,学困生与教师之间形成了一条不可逾越的心理鸿沟。学困生的心理相对教师来说是封闭的。这时要转化这名学困生,首先教师的一切行为必须取得学困生的信任与支持。

2.相信学困生具有可发展的潜力。

笔者认为,"真诚地相信学困生是可以转化的"这一点是转化初中物理学困生的工作的基础。从人的发展与学困生的形成原因等角度分析,这一点是不难理解的。超级秘书网

3.与学困生建立类似于"互惠互利"的"平等关系"。

转化学困生时,教师不要以高姿态对待学困生,不要以为对学困生学业上的帮扶工作是对学困生的"施舍"。教师要以平等的身份加入学困生的转化工作中来,使学困生感觉到教师与学困生的关系是一种"互惠互利"的"平等关系":教师可以从学困生身上学到很多知识,同理,学困生也达到了被转化的目的。

4.教师是学困生学业上的指导者,又是精神上的支持者。

任何一个学困生,其总是回避着自己在学业上的后进,总是以自我封闭的形态出现在教师的面前。其实学困生在班集体中的心理压力是无形的,也是非常大的。教师在这里的角色并不仅仅是对学困生进行学业上的指导工作,更重要的是给学困生以精神上的支持,使学困生走出"自卑、自闭"的心理。

总之,初中物理学困生的转化工作是一艰巨而富有挑战意义的工作,它需要更多的教师以更多的精力投入到这项工作来。笔者相信,一名好教师不但能使优秀生更加优秀,同样能使后进生不再后进了。

参与文献:

篇6

细胞生物学作为生物学相关专业的基础课程,其考核环节一直为我国高校相关专业所重视。传统细胞生物学课程的考试环节主要以闭卷检测作为考核方式,以考试分数作为标准对学生的学习能力及学习成绩进行评定。这种考核方法难以有效地反映学生的综合素质,因此对细胞生物学课程考试方法进行改革具有一定的必要性。

一、细胞生物学课程考试改革的原则与思路

(一)考试方法改革原则

由于细胞生物学课程专业性及理论性较强,对该课程考试的改革应以培养学生的自主创新能力及动手实践能力作为切入点,根据学生的实际专业需求及个人能力的差异性对学生能力进行评价[1]。对专业成绩的评述不应单纯地以闭卷理论试卷成绩为最终成绩,应当综合评价学生日常课堂表现、实验课表现及课堂讨论等环节表现出的能力,并对成绩比例进行合理分配,具体考试方案由各专业教研部门自行确定。通过引入综述论文、课堂发言、实验课表现等环节的成绩评定,可以有效提高学生的学习兴趣。

(二)考试方法改革思路

对细胞生物学课程考试方法的改革,主要将考试成绩合理地划分为“闭卷理论考试(60%)+论文综述(10%)+实验课表现(20%)+日常课堂表现(10%)”四个部分。

1.对学生日常课堂表现进行评价

学生的学习活动以课堂学习为主,因此对学生日常课堂表现进行客观评价可以有效地反映学生细胞生物学课程的知识水平及能力基础。因此,将细胞生物学课程考试成绩中的10%作为日常课堂表现的分值,主要对学生课堂参与程度、讨论问题积极性、师生互动与沟通、课堂出勤率等方面进行考察,从而有效地提高细胞生物学课程教学质量。

2.对学生实验课表现进行考核

细胞生物学课程主要由理论课及实践课构成,实践课教学可以有效地对理论进行验证,是学生深化理论、接触生物学领域的重要途径。传统细胞生物学课程的考试主要侧重期末闭卷考试的考试成绩,对实验课考核重视程度不足,导致绝大多数生物教师在教学过程中缺乏相应的重视。将细胞生物学课程考试成绩中的20%作为实验课表现的分值,可以有效地提升学生实验操作的积极性。

3.设计论文综述环节进行考评

为了提升细胞生物学课程的考评的合理性,可以设计相应的论文综述环节,对学生整体知识结构的掌握能力进行考核。论文综述环节可以在考试周前一周至两周进行,由教师提前布置相应的论文论述主题,给予学生充足的时间撰写论文、制作幻灯片,在考核过程中由学生自主上台进行论文汇报,再由其他学生进行自主提问。在评分过程中,可以将细胞生物学课程考试成绩中的10%作为论文综述环节的分值。

二、细胞生物学课程考试改革应注意的问题

(一)加强相关教师的素质培训

随着新课程改革的深化,虽然学生成为课堂教学活动的主体,但教师仍然处于主导者地位,教师的职业素质及教学观念直接影响细胞生物学课程考试方法改革的贯彻效果。因此,为了保证细胞生物学课程考试改革的有效性,我国高校相关专业应当开展周期性培训,培养生物教师相应的职业素养,相关专业教研室应根据教学活动的推进对教师进行跟踪性的培训,积极开展教学前期培训、教学中期检测及教学末期总结,保证生物教师可以明确细胞生物学考试方法改革的必要性,并从考试改革入手提高课堂教学质量。

(二)贯彻落实相应的考核操作

在明确了细胞生物学课程考试方法改革的原则与思路之后,应当将相应的方案与思路落实到实践中,用实践检验理想化的方案,提高细胞生物学课程考试方法改革的合理性[2]。在实际考核操作过程中,教师应当制定相应的规章制度明确相应的考核流程,并对学生课堂表现、课堂出勤情况等评价因素进行了解。在实际考核过程中,可以打破传统单一性由教师评价学生的教学模式,引入相应的学生互评、学生自评评价机制,尊重学生实际能力的差异性,对学生成绩进行合理的评估。

(三)在考核过程中加强教师的协作

由于细胞生物学课程考核具有较强的专业性及理论性,且考试改革涵盖面与考察面较为广泛,学生成绩考核工作难以由一个教师单独完成,因此应当以过程性目光看待细胞生物学课程考核工作,加强各环节教师的协作与沟通。在学生成绩评价过程中,由不同的教师负责学生日常表现统计、学生论文综述情况、学生试卷批阅等环节。在过程性评价中教师之间进行合理化分工,可以有效提升学生成绩考核的合理性。

(四)引导学生注重日常学习过程

细胞生物学课程考核不仅具有检测教学成果的功能,还具备评价功及引导功能[3]。传统侧重期末考试成绩的考核模式对教学成果的评价较单一,很容易导致学生陷入学习时仅注重考点的学习误区。对细胞生物学课程考试方法的改革对学生日常表现、实验课表现等方面进行综合考核,因此教师应当注重引导学生的日常学习课程,尽可能地消除功利性的学习目的。

总而言之,细胞生物学不仅是一门集理论性、创造性为一体的学科,而且是临床医学及生物学的学科基础。在教学考核过程中,相关教师应当明确考试的评价功能及引导功能,树立素质教育理念,利用多种形式的综合性考核内容对学生学习情况进行考评。

参考文献:

[1]窦晓兵,高佳,范春雷,胡林峰,钱颖,沃兴德.细胞生物学课程考试方法改革的研究与实践[J].经营管理者,2009,23:327.

[2]肖明珠,毛建文,李红枝.医学细胞生物学考试方法的改革与实践[J].中国现代教育装备,2010,15:172-173.

篇7

1 引 言

近年来,随着生命科学的不断发展,低浓度特定DNA序列的超灵敏检测在临床诊断、基因突变检测等生物学研究中显示出越来越重要的作用和意义[1~4]。与荧光法[5]、石英晶体微天平法[6]、比色法[7]等众多的DNA检测方法相比,电化学发光法因其方法简单、响应速度快、灵敏度高和选择性好而得到了广泛应用[8~10]。

目标放大和信号放大是提高DNA检测灵敏度的两种常用方法。传统的目标放大方法如聚合酶链式反应(PCR)[11]、依赖核酸序列的扩增技术(NASBA)[12]等因高的放大效率、灵敏的检测效果而被广泛应用[13]。然而这些方法一般都需要特殊的设备或昂贵的检测仪器,存在耗时、易污染、成本高、操作不便等缺点[14]。相比之下,通过目标物提高检测灵敏度的信号放大技术,快速、简便,已成为超灵敏检测DNA的研究热点之一[15~18]。切刻内切酶信号放大是近年来逐渐采用的低浓度核酸的检测方法[19]。探针DNA与目标DNA结合成双链时,形成切刻内切酶的识别位点,内切酶对探针DNA进行剪切,使得目标DNA被释放出来,并进行循环利用,实现检测信号的放大[20~24]。

电化学发光法不仅具有化学发光分析的灵敏度高、线性范围宽和仪器简单等优点,而且电化学分析控制性强,选择性好[25]。量子点作为一种新兴的纳米材料,因其独特的光学性质,如高稳定性、不易分解、荧光寿命长等[26],已被作为生物传感器的标记物和信号探针[27]。近年来,利用量子点高效及稳定的电化学发光性能研制的电化学发光生物传感器备受关注[28~31]。然而,将量子点优异的电化学发光性能与切刻内切酶的特异性相结合,进行目标物测定的研究至今未见报道。

本研究基于切刻内切酶的信号放大和量子点高效的电化学发光性能,建立了超灵敏检测DNA的方法。通过自组装方式将捕获DNA(cDNA)固定在电极表面,靶DAN分子(tDNA)与其特异性杂交形成双链,利用切刻内切酶对形成的双链中的cDNA进行识别和切割,释放出tDNA序列,参与下一轮的杂交和酶切。本传感器制作简单,灵敏度高,选择性好,具有良好的应用前景。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

MPIE 型电致化学发光分析系统(西安瑞迈分析仪器有限公司),采用三电极系统:工作电极为金电极(直径2 mm),参比电极为Ag/AgCl(饱和KCl)电极,对电极为铂丝电极。PGSTAT128N Autolab 电化学工作站(瑞士万通有限公司);UV2400PC紫外可见分光光度计(日本岛津公司);F7000 荧光仪(日本日立公司)。

氯化镉(CdCl2・2.5H2O)、碲粉(Te)、硼氢化钠(NaBH4)、巯基乙酸(TGA)、巯基乙醇(MCH)、N羟基琥珀酰亚胺(NHS)、1乙基33二甲基氨丙基碳化二亚胺(EDC)购于上海Aladdin公司;切刻内切酶Nt.BstNBI(New England Biolabs有限公司);其它试剂均为分析纯,实验用水为二次蒸馏水。DNA序列均购自于上海生工生物工程技术服务有限公司,使用时用TE缓冲液(10 mmol/L TrisHCl, 1 mmol/L EDTA, 100 mmol/L NaCl, pH 8.0)进行配制和稀释,碱基序列如表1所示。

2.2 水溶性量子点的制备

CdTe水溶性量子点合成方式参考文献[32]的方法并稍做改进。将250 mL 0.0025 mol/L CdCl2溶液倒入三口烧瓶中,磁力搅拌,通氮气除氧15 min,接着加入100 μL TGA,并用NaOH调节至pH≈10,继续通氮气10 min,封口。

量取3 mL二次蒸馏水倒入另一个50 mL 三口烧瓶中,同样通氮气除氧。称取0.36 g NaBH4和0.144 g Te粉加入水中,在65℃水浴和磁力搅拌下反应,直到黑色Te粉完全消失,得到紫色透明的NaHTe溶液。将得到的溶液倒入上述含有CdCl2溶液的三口烧瓶中,95℃水浴中搅拌回流2 h,得颜色透明的CdTe水溶性量子点。

2.3 电化学发光DNA生物传感器的制备

将金电极用0.05 μm Al2O3抛光至镜面,分别置于50% (V/V) HNO3、无水乙醇、水中超声清洗后,浸入含有1 μmol/L cDNA溶液中过夜,cDNA通过SAu键自组装在电极表面。将修饰电极浸入到巯基乙醇溶液中,避光孵育1 h,封闭其非特异性结合位点,分别用0.1 mol/L PBS缓冲液和0.5 mol/L NaCl溶液清洗,制得电化学发光DNA生物传感器。

15 Hu Y H, Xu X Q, Liu Q H, Wang L, Lin Z Y, Chen G N. Anal. Chem., 2014, 86(17): 8785-8790

16 Lin C S, Chen Y Y, Cai Z X, Luo F, Wang Y R, Chen X. Electrochim. Acta, 2014, 147: 785-790

17 Chen J H, Zhang J, Guo Y, Li J, Fu F F, Yang H H, Chen G N. Chem. Commun., 2011, 47(28): 8004-8006

18 Zhou F L, Li B X. Anal. Chem., 2015, 87(14): 7156-7162

19 Kiesling T, Cox K, Davidson E A, Dretchen K, Grater G, Hibbard S, Lasken R S, Leshin J, Skowronski E, Danielsen M. Nucleic Acids Res., 2007, 35(18): e117

20 Zou B J, Cao X M, Wu H P, Song Q X, Wang J P, Kajiyama T, Kambara H, Zhou G H. Biosens. Bioelectron., 2015, 66: 50-54

21 Zhang K, Wang K, Zhu X, Zhang J, Xu L, Huang B, Xie M. Chem. Commun., 2014, 50(2): 180-182

22 Xu W, Xue X J, Li T H, Zeng H Q, Liu X G. Angew. Chem. Int. Edit., 2009, 48(37): 6849-6852

23 Luo F K, Xiang G M, Pu X Y, Yu J C, Chen M, Chen G H. Sensors, 2015, 15(2): 2629-2643

24 Li N, Gao Z F, Kang B H, Li N B, Luo H Q. RSC Adv., 2015, 5(26): 20020-20024

25 Blackburn G F, Shah H P, Kenten J H, Leland J, Kamin R A, Link J, Peterman J, Powell M J, Shah A, Talley D B. Clin. Chem., 1991, 37(9): 1534-1539

26 Michalet X, Pinaud F F, Bentolila L A, Tsay J M, Doose S, Li J J, Sundaresan G, Wu A M, Gambhir S S, Weiss S. Science, 2005, 307(5709): 538-544

27 Huang H P, Zhu J J. Biosens. Bioelectron., 2009, 25(4): 927-930

28 Hai H, Yang F, Li J P. RSC Adv., 2013, 3(32): 13144

29 Hai H, Yang F, Li J P. Microchimica Acta, 2014, 181: 893-901

30 WEI XiaoPing, YANG Feng, DING Fan, LI JianPing. Chinese J. Anal. Chem., 2014, 42(7): 942-947

魏小平, 杨 峰, 丁 [, 李建平. 分析化学, 2014, 42(7): 942-947

31 HAI Hong, YANG Feng, LI JianPing. Chinese J. Anal. Chem., 2012, 40(6): 841-846

海 洪, 杨 峰, 李建平. 分析化学, 2012, 40(6): 841-846

32 Yu W W, Qu L H, Guo W Z, Peng X G. Chem. Mater., 2003, 15(14): 2854-2860

33 Jie G F, Liu B, Pan H C, Zhu J J, Chen H Y. Anal. Chem., 2007, 79(15): 5574-5581

34 Herne T M, Tarlov M J. J. Am. Chem. Soc., 1997, 119(38): 8916-8920

35 Hu R, Liu T, Zhang X B, Huan S Y, Wu C C,Fu T, Tan W H. Anal. Chem., 2014, 86(10): 5009-5016

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生物科学是一门研究生命现象、揭示生命运动规律的自然科学.生物科学史涵盖多方面内容,包括生物科学知识的发展历程,科学家研究生物科学时所采用的理论与实践方法的演进过程,涵盖着科学家对生命现象的看法与观点.生物科学史是一个动态的过程,它研究生物科学在过去如何发生与发展,也表示人们当前对生物科学的认识与观点,揭示今后对生物科学的研究方向.另外,科学家在对生物科学的探索中所展现的高贵品质与精神,也同样蕴含于生物科学史,时刻教育和警醒着后人.

二、生物科学史对高中生物教学的重要意义

1.有利于激发学生学习生物科学的兴趣

生物科学史包含与人类生存和发展息息相关的历史片段及真实的材料,这些生动鲜活的内容,能够在一定程度上增强高中生物课程的趣味性,使教师和学生均能提高对生物科学重要性的认识,继而能更积极参与到高中生物的教学过程中.在教学中,教师将教授的内容与生物科学史中的相关史料相结合,为学生讲解真实的历史事件,以此提高课堂的趣味性,从而激发学生的学习兴趣.

2.有利于引导学生理解生物科学知识

生物科学史记载着生物科学知识基本的概念、原理和规律是如何发展的.这些生物科学知识的发展历程,为学生在课堂中学习生物知识提供了所需产生、发展的背景,并说明了科学家探索和研究这些知识的过程.众所周知,生物科学知识始终处于不断变化发展中,对知识的研究切勿仅限于一点,而要着眼于发展全局.生物科学史能够提供科学知识发展的整个过程,帮助学生构建更加完整的知识框架,对学生更加深刻理解和掌握知识提供了一定的帮助.

3.有利于学生学会生物科学的研究方法

科学的研究方法是确保人类研究得到正确结果、把握真实规律的重要工具.生物科学研究方法的不断创新,引领着人类取得更大的研究成果.生物科学史反映了科学家探究生物问题的思维过程以及解决生物问题的研究方法.而教师在高中生物教学中渗透给学生生物科学史的教育,使学生在学习过程中掌握生物科学的研究方法,并从中总结出生物科学的学习方法,帮助学生大幅度提高学习效率.

4.有利于培养学生的科学精神

生物科学史在记载科学家研究生物科学历程的同时,体现了科学家宝贵的科学精神.学生所需要的怀疑精神、创新精神和求实精神都包含在这些科学精神中.对学生进行生物科学史教育,能够使学生认识到进行科学研究应具有坚持不懈的精神和科学严谨的态度,提高学生科学素养,满足当前高中教育的需求.

三、生物科学史在高中生物教学中存在的问题

1.缺乏教育价值的认识和先进的教学理念

根据实际调查,多数高中都认可生物科学史具有教育价值,但却没有给予相应的重视.教师受传统教学模式的影响严重,对学生的教育更加注重知识的讲解,很难在课堂上增加新颖的内容,忽视了生物科学史的教育价值.另外,教师的教育理念还没有随着新课标教育理念的发展而改变,多数教师更多关注学生的学习成绩,忽视生物科学史教对学生各方面素质的提高.

2.对生物科学史的了解程度不够

多数高中生物教师在接受教育阶段,对生物科学史没有充分的了解,相关专业知识的学习并不扎实,另外,高中生物教师工作任务繁重,缺乏足够的时间深入了解教材以外相关的生物科学史,导致无法顺利展开生物科学史的教学.

3.学生偏重于掌握知识,课堂参与意识薄弱

调查发现,学生对生物科学史中所涉及的科学知识以及科学家的励志故事有着极大的兴趣.但是,学生对生物科学史中科学知识的学习,也是为了应付考试.同时,学生更不愿学习生物科学史中科学的研究方法,他们认为这些对于成绩的提高并没有很大的帮助.在实际课程中,学生缺乏应有的参与意识,不积极配合与教师的互动.另外,学生在课堂中体现的被动心理,也对学生学习生物科学史十分不利.

4.教学评价机制不合理

学校对于学生的评价,仍然局限于学生的考试成绩,这就导致教师的授课过程与学生的学习过程,都以提高考试成绩为主要目的,很少考虑到学生全面素质的发展.而且在考试与作业中都有规定答案,这就束缚了学生的思维方式.此类不合理的教学评价方式,致使高中生物课程开展生物科学史教学举步维艰.

四、如何在高中生物教学中渗透生物科学史

1.教师要转变教学观念,提高自身素养

新课标教育理念与传统的理念有着诸多不同,新课标更加注重学生在学习生物的过程中科学素养的提高,教师也要适应时代的要求转变自身固有的教学观念,要结合教学目标,采取学生感兴趣的教学方式,充分发挥学生的主观能动性,使学生更加积极主动的参与到教学过程中.此外,教师还应当不断提高自身的科学文化素养,继而促进教育质量的提高.

2.学生要重视学习方法,培养科学精神

学生要逐步意识到自身的素质和能力,是今后适应社会生活最重要的因素.学生进入学校参与课堂,并不是单纯为了获得知识,而要在学习的过程中,形成考虑问题的正确思维方法,提高解决问题的能力.学生要在生物科学史中,学习到科学家身上所具有的高贵品质,为今后自身更好地发展打下坚实的基础.

篇9

我国新一轮课改也适当加大了前沿生物知识的比重,在确保基础性的前提下,对教学内容进行了一定的扬弃。如何让生命科学前沿知识更好的服务高中生物教学,如何把握前沿知识和基础知识的过渡和衔接,如何通过前沿知识向学生传达生物科学的研究方法和思考方式,更好的服务基础知识的教学,是每个生物教师都在思考的问题。

以下是本人在三年的新课改背景下在实际教学工作中摸索出的几点心得和体会:

一、了解当代生物科学的发展方向,化繁为简,帮助学生构建生物学科学习的脉络

当代生物科学在朝着微观和宏观两个方面向纵深发展。在微观方面,主要是在分子水平上研究生命过程和现象;在宏观方面,主要是生态学的研究,特别是生物多样性的研究日益引起人们的关注。正如邹承鲁院士《生物学走向21世纪》一文所言,“当前凡是研究生命现象的学科,不可避免地要深入到分子水平去进行本质规律的探讨,这使分子生物学很快就渗入生物学的各个领域,改变了整个生物学的面貌;同时也对医学和农业科学及其应用产生了巨大的影响。生物学的全新面貌最突出地表现在出现了一系列新的分支学科,如分子遗传学,分子细胞学,分子分类学,分子神经解剖学,分子药理学、分子病理学,分子流行病学等等,影响到生命科学的所有领域,即使生态学、古生物学和分类学也不例外。……作为生命体基本单位的细胞,和作为生命活动最高形式的神经活动是现代生物学研究的最活跃的领域,但是今天,这两门学科由于采用了分子生物学的新的研究思想和新的研究手段而获得新的生命力,研究步伐大大加快,与分子生物学一起发展成为当代生物学研究的三大热点。”(《面向21世纪生命科学发展前沿》,广东科技出版社,1996,p.20)。

新课改分为必修本和选修本,构成知识涉及到生物学知识的方方面面,在学习开始之初就向学生介绍生命科学前沿的方向,除了可以培养学生的学习兴趣,还可更好的帮助学生构建学习脉络。而生物学科学习的方向可结合生命系统板块的教学展开,即紧贴课本有拓展知识范围。

二、关注生物科学的发展对课程理论的影响,使学生熟悉生物科学的研究方法

生物科学对课程理论的影响主要表现在思想方法上,并且正处于日益彰显的过程中。课本的设置也体现这样的亮点,模型构建、归纳演绎法、假说推理法、数理统计、原来大学甚至是研究生阶段才能接触到的研究方法、思维方式纷纷引入中学课本。

前沿知识纷纷引入中学课本,课堂上接触的是让学生眼前一亮的高科技、新发展,学生不仅能了解这些前沿知识,还能了解这些新知识的来龙去脉,发现历程和研究方法,知道真理在被无限接近,不断修正,自然学习起来兴趣高涨。

三、让生物课程反映生物科学的发展,让学生了解生物科学的前沿

(一)让学生了解生物科学的前沿发展,全面提高科学素质

关于什么是科学素质,国内外学者提出了不少大同小异的定义。《美国国家科学教育标准》认为,“所谓有科学素养是指了解和深谙进行个人决策、参与公民事务和文化事务、从事经济生产所需的科学概念和科学过程。有科学素养还包括一些特定门类的能力。”国内不少学者提出更为简明的定义,即科学素质包括科学知识、科学的过程和方法、科学态度、科学精神、科学价值观、科学的思维习惯和行为习惯。根据前面的论述可以看出,生物科学前沿知识不仅在自然科学中的地位和作用不断提升,而且在认识论、方法论和世界观等方面都具有独特的价值,因此,生物科学前沿对于全面提高学生科学素质是非常重要、不可或缺的。

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一、引言

在知识经济时代和经济全球化的今天,一个国家劳动者的素质,尤其是脑力劳动者的知识和科技水平,已经成为衡量一个国家经济实力和发展潜力的首要指标。然而,在信息技术引领科技创新飞速发展的当代,知识创新和技术创新的步伐,随着人类生产力水平和科学技术更新换代的日益加快,对于一个国家劳动者的知识背景和创新能力的要求也越来越高。因此,对于我国新生代科学技术领域人才的培养和挖掘,必须以当今国际通行的标准来评价和考量。因此,培养创新型人才必须牢牢把握人才成长和发展的黄金年龄段,在时间上抢占先机,才能更好地参与国际经济技术的竞争,提升我国的科技水平,巩固和稳步提升综合国力。

二、把握生物科学人才培养的战略机遇期

根据有关专家的科学研究,人类的黄金学习期处在17岁到23岁这一阶段。这一阶段的人智力发育快,学习能力最强,最有利于在某一专业领域成才。因此,如果把生物科学这一基础性学科的人才培养重点都放在升入高等院校之后,将错过学生进行专业定位和专业教育的黄金时期。因此,为了能与升入大学后的高等教育培养工作进行更好的衔接,并打好以义务教育为基础的生物科学教育工作,在我国最新推出的《普通高中生物课程标准》中,第一层次将"生物科学素养"这一概念引入到我国基础教育阶段的生物课程教育日常工作中。

三、基础教育阶段是生物科学创新型人才培养的重点

培养生物科学创新型人才工作,在基础教育阶段,生物科学人才的培养应以打好生物科学学科知识基础,提升生物科学素养为主。对于生物科学素养这个概念的认识,目前主要以培养生物科学知识和学科问题探究能力,建立生物科学探究精神,增进生物科学相关问题的情感态度价值观为主要依托,通过参加社会经济生活中的生产实践和生物科学教学中的科学实验,获得对于生物科学知识和能力的掌握和运用。并在此基础上不断学习和试验,以应对在日后的专业学习中的生物学研究的进一步深化,运用创新能力解决生物科学分支学科中的前沿性学术和技术难题。如今,伴随着生物科学素养这一概念的引入,成为基础教育生物课程的重要教学任务和关键词,学生生物科学素养水平的提高与否,成为近年来评价和衡量生物科学教学质量的重要环节。由此引发了生物科学创新型人才培养的另一个急需解决的问题———如何衡量和界定具备生物科学创新型技能的学生在生物科学方面的创新型潜能?界定一名学生是否具有生物科学素养和潜能是一项涉及到自然科学和社会科学双重内容的课题。既事关“素养”“潜能”等心理学和社会学的内容,有涉及到对于生物科学基础性知识和实验操作能力等方面的具体归类和划分。众所周知,在西方具有上百年研究历史的生物科学学科的内涵十分的丰富和复杂,如何结合现代心理学和人类学知识对人的生物科学领域创新型潜能进行摸底和测评中会造成一些标准上的难以统一,造成针对生物科学创新型潜能的测评相当困难。因此,对测评生物科学素养水平工具和方法的研究是对于挖掘基础教育阶段学生是否具备生物科学创新型潜能的关键环节。对此高中阶段的生物学课程指南中对于生物科学素养和潜能的具体特征和表现做了一个宏观的规定。共涵盖六个方面。这六个方面的内容虽然在精确性上不够完善,但基本上建立了高中阶段对于生物科学学科要求学生在具备掌握和研究相关知识和课题中需要具备的几项基本素质,以及部分具备生物科学研究潜力的学生能够达到的标准。首先是要能够了解和掌握生物学的中学阶段生物课教学大纲中提出的关于生物学的一些基本原理和重要概念。这些内容是生物科学人才培养需要完成的基础性工作,如果学生难以对生物学的基本原理和重要概念在头脑中形成系统化的框架性认识,就无法在日后的生物科学学习和研究中走的长远。二是对人类对生物圈的影响具备现实了解和理性的认识,并对人类活动对日后生物圈的影响趋势有较高的关注和兴趣。创新型人才的最大特征不在于对旧的知识能够有多么牢固的掌握,而是能够利用现有的知识和积累探索未来,保持对人的活动与生物圈的发展之间的关系和趋势进行探究和思考的浓厚兴趣,才是具备创新意识的生物科学人才需要具备的素质。三是对生物学研究的历史和发展过程有所研究和了解,通过对前辈学者进行科学实验以及课题研究、专业考察等科研活动的方法和过程有所了解和认知,领悟科学探究的过程并非一朝一夕,可能会充满各种艰难险阻,才能在日后更为深奥的生物科学研究工作中不畏困难,保持良好的科研信念和工作态度。四是能够对生物多样性特点具备观察和探究的能力,在我们生存的地球上,生物多样性是文化、种族、国家制度、意识形态等诸多多样性存在的源泉。对于生物多样性的客观认识是日后开展生物科学研究的基础。五是建立好科学探究的基本方法,树立客观的科学研究精神,避免唯心主义和不可知论等思想。六是对于现今的生物科学先进技术保持关注,并能够尝试运用先进技术尝试解决学科研究中出现的问题。相信日后在对基础教育阶段生物科学学生创新型潜能的研究不断深入的基础上,我国在生物科学人才培养方面一定会开创新的局面。

[参考文献]

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G633.91

一、利用生物科学史来培养学生的学习兴趣

生物科学史是一部悠远的思想史,贯穿了伟大生物学家思考以及解决问题的思想历程,完美的体现了生物科学的探究以及对事物的认识,形成全新的思想氛围,展现了生物科学知识的时代背景以及思想转变和探究的过程。生物科学史展示了生物科W各个分支的研究历史以及彼此之间的关系,揭示了自然科学之间的本质内涵。高中生在学习生物知识的过程中详细的了解其思想内涵和研究方法有助于帮助高中生全面的了解生物知识结构,养成良好的探究知识的品质,尤其是生物科学史上包含着探究思维方式、研究方法以及不断质疑和不断求证的精神,例如:在生物科学史上,DNA双螺旋结构的探究过程不仅克服了艰苦的研究条件,而且在这一过程中不断的对既有的结论进行质疑,不断的进行研究和探究的方法的创新,还体现了人与人之间精诚合作的研究精神,即便是不同学科的学者在探究真理的时候也可以相互启发、相互补充,DNA双螺旋结构的发现学家是生物学家沃森和物理学家克里克的合作对于高中生的生物学习有非常积极的精神影响,高中的生物教师在课堂讲解的时候不仅仅要给学生讲解正确的生物知识,还要将这样的探究精神传达给高中生,使得高中生在生物学习的时候树立正确的学习态度,激发对生物科学的学习热情,还能够间接的鼓励高中生均衡的学习各个学科,不偏科,重视每一个学科的学习,将所学的知识综合在一起,为高中生的后续学习奠定良好的基础。

二、高中生物教师应当丰富高中生的课余生活,丰富生物科学史的阅读量

在高中生活之余,学生的学习压力极大,生物教师的教学目标不仅要提高学生的考试成绩,还要在课余生活适当的缓解学生的学习神经,除了教材以及参考书之外生物教师还可以给学生准备接丰富的课外读物,例如:专门的生物史读物、刊物,或者使用发达的信息网络使得学生对于生物知识的认知更加的全面,在备课的时候,高中的生物教师也可以丰富自己的阅读体验,在课堂讲解的时候引经据典,加深学生的印象,尤其是在介绍生物教材中的探究实验的时候,高中的生物教师可以通过生物历史的背景知识使得学生对不能亲身参与的探究实验有更多角度的理解与认知,例如:高中的生物教师可以在备课的时候阅读一些《生物学核心概念的发展 高中生物新课程的科学史资源》、《生物学方法论》、如《生物学通报》、《中学生物学》等等,这些杂志能够帮助高中生物教师总结更多的学习经验,在实际教学的时候应用自如,增强日常课堂教学的可操作性,提高高中生物课堂的学习性质以及参考价值。

三、利用生物学史的方法来丰富学生的学习方法

在生物探究历史中,最常使用的生物知识研究步骤为:观察现象、提出问题;观察、收集资料;分析资料、提出假设;验证假设、明确观点;讨论、交流科学成果等,这些方法应用到高中生物学习中有助于完善学生的生物学习思路,更深入的了解生物科学的思维方式以及背景,领悟生物知识的研究方法以及研究思维。

例如:在探究生物“生长素发现史”的时候,高中生物教师可以对这段历史进行分阶段的选择和挖掘,分阶段的将历史素材呈献给学生,引导学生分析历史材料的探究发现其中问题,对问题进行分析、提出加设,分阶段进行探究,并在允许的条件下设置对照实验进行实践操作,教师在这一过程中鼓励学生自主探究,得出结论,并对实验结果进行评价、修正,引导学生最终得出正确的科学结论,在这样研究的过程中,高中的生物教师将生物史完美的呈现在课堂上,使得学生对与生物知识有更多自我的见解以及对生物历史有更多的认知。

同时,将生物历史与日常的教学实践联系在一起,使得高中的生物教师避免陷入“利用科学史进行教学”的模式,也能够鼓励学生沿着科学家研究的足迹探究生物历史,理解生物知识学习的本质以及掌握科学的研究方法,学习生物学家的研究精神,为高中生物的知识巩固以及知识学习奠定良好的基础。

四、总结

高中阶段是培养学生学习兴趣,养成良好学习习惯以及树立自信心的关键阶段,在这一阶段,高中生的学习压力较大,学习时间紧张,多数的高中生分配给生物学科的时间较少,对于生物知识的学习采取的方法是死记硬背,这对于高中生的长远发展影响不佳,存在这一现象的原因有一部分是高中的生物教师无法很好的引导学生,高中的生物教师应当利用生物学史的方式来激发学生的学习兴趣,使得学生找到正确的学习方法,对于生物学史有更多的了解和更多角度的认知,帮助学生从另一个角度掌握更精髓的生物学习方法,学习生物学家的研究精神,为高中生的长远发展奠定良好的基础。

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生物科学是建立在实验基础上的一门自然科学,现代生物科学的发展,是生物科学与数学、物理、化学、等科学之间相互交叉、渗透和相互促进的结果。随着生物科学的发展,生物科学向人们展示美好的未来,它将成为21世纪领先的学科之一。我们在学习生物学科时,应在前人研究的基础上,善于发现问题,研究问题,解决问题。不仅要重视生物学知识的学习,还要重视学习和体验生物科学研究的过程,并且从中领会生物科学的研究方法。

获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。为了使学生的学习方式发生根本性转变,保证学生自主性、探索性的学习落到实处,确立学生的主体地位,促进学生积积极主动地学习,使学生形成学习中不断提出问题、解决问题的探索过程。

在科学实践中发展合作能力、实践能力和创新能力,初步具有收集和利用课内外的图文资料及其他信息的能力。生物学能力在教学中如何培养呢?本人认为生物科学史在教学的巧妙利用有其不可替代的作用。生物科学史的巧妙合理的讲解,既能激发学生学习生物学的积极兴趣,又能发挥学生学习的主动性,增强学生的主体意识,还能培养学生学习生物学的收集和处理生物信息的能力、分析问题和解决问题的能力、掌握学习生物学的科学方法,同时更能培养学生形成不畏艰险、持之以恒的科学态度。在生物发现史教学中,采用多媒体现代化教学手段,要求学生在课前预习,并收集有关的信息材料,课堂教学中针对学生收集到的材料,有的问题鼓励学生课后继续查阅,共同讨论加以解决,与课堂有关的内容加以肯定,导入教学。

生物学史有的既体现了学生收集和处理信息的能力,激发学生学习的兴趣,增强学生的成就感,又能锻炼学生研究问题的科学分析方法,培养学生的推理、归纳能力以及学生的逻辑思维和创造力,还能使学生养成不畏艰险、持之以恒的科学精神。如酶的发现、光合作用的发现过程等。

1.总结人们的认识过程:

发现问题提取物质物质本质得出定义补充完善(完整理论)

(1773年)(1836年)(1926年)(20世纪30年代)(80年代)

通过学习酶的发现,激励学生学习科学家实事求是的科学态度和勇于探索的科学精神。使学生明确科学家对酶的认识是不断发展的。科学具有开放性,引导学生要用开放的观点、发展的眼光对待所学的知识,鼓励学生在学习过程中勤于思考,敢于质疑,勇于探索。

2.光合作用的发现:

1779年,荷兰科学家英格豪斯(Jan Ingenhousz)重复了上述实验,并进一步证实光照是这一实验成功的秘诀,即光照是植物放氧的先决条件。

1782年,日内瓦教师塞尼比尔(J.Senebier)发现经煮沸过的水中放入绿叶时,即使光照充足也不能收集到氧气。只有在水中通入CO2后,才能看到气泡(O2)出现。因此,他认为植物在光照下,为了产生O2就必须有CO2的存在,O2是来自CO2的。指出CO2是光合作用的原料,氧气是产物,而且CO2也是产物氧气的来源。

1804年,法国科学家德•索叙尔(de Saussure)通过定量植物所吸收的CO2,释放的O2及植物体的增加量发现,绿色植物在阳光照射下,用CO2与H2O在植物体内合成有机物质,并产生与CO2大致相等体积的O2。他提出,CO2和H2O是植物体有机物质的来源。即两者是光合作用的原料。

1864年,德国科学家萨克斯用天竺葵做材料实验得出结论:天竺葵的叶子在光下制造了淀粉,同时也说明光合作用需要光,产物为淀粉(糖类)。

1880年,美国科学家恩格尔曼用水绵进行实验说明:氧是叶绿体释放出来的,叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。有力地说明氧气是光合作用的产物,叶绿体是光合作用的场所。

1937年,英国科学家希尔(Hill)将离体的叶绿体加到具有适当氢受体(A)的水溶液中,光照后放出氧气,此反应称为希尔反应。氢受体有2,6―二氯酚靛酚、苯醌、NADP+和NAD+等。说明氧气是水的光解过程产生的,为人们研究光合作用产物氧气的来源提出了新的见解。

1939年,美国科学家鲁宾(S.Ruben)和卡门(M.Kamen)利用同位素标记法进行探究实验有力地证明光合作用释放的氧气来自水。

3.根据科学的发展进程归纳出光合作用的定义和反应式。

光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,并且释放出氧的过程。即:

光能

CO2 + H2O(CH2O)+O2

有的发现史既能通过对科学家实验的分析培养学生探究问题的能力,使学生掌握科学的研究方法,又能使学生根据所学知识,解释一些实际问题和现象,增强知识面的应用能力,激发学生学习生物的兴趣,促进学生积积极主动地学习,使学生形成学习中不断提出问题、解决问题的探索过程。如生长素的发现过程、DNA是遗传物质的证明等。

4研究问题的方法:

理论推断实验验证转化实验侵染细菌实验得出结论

(理论结论) (实验思路) (初步证明) (有力证明) (统一认识)

通过探究DNA是遗传物质的发现过程,使学生学习科学家严谨细致的工作作风和科学态度以及对真理不懈追求的科学精神,使学生懂得人类对事物的认识是不断深化和完善的,使学生领会科学家实验设计的科学思路、遵循的实验设计原则和采用的一些科学方法,并培养学生科学思维能力和初步研究能力,使学生初步掌握科学研究的方法和过程。

5结论

根据新课程理念,当今生物教学重在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等科学素养,生物科学史是生物教学中培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等科学素养的良好素材,因此,“以探究科学发现过程来学习科学研究方法”是生物教学的重点,在生物教学过程中,通过生物科学史的教学注重实验过程的探究与科学方法的学习相结合,充分发挥学生的主体作用,使学生在探究学习中,得到科学研究方法的训练。

参考文献

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生物科学是自然科学中的一门基础学科,是研究生命现象和生命活动规律的科学。生物科学史即生物科学产生发展的历史,既包括科学家对生命现象的研究过程,又包括科学家研究生命现象时所持有的不同观点和态度;既包括生物学理论和方法的形成演变,又包括不同学科之间的联系、科学与社会的相互影响。

普通高中生物课程标准指出,学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路,理解科学的本质和科学研究的方法,学习科学家献身科学的精神,有利于提高学生的科学素养,帮助学生理解生物科学、技术和社会的相互关系,增强学生对自然和社会的责任感,促进学生形成正确的世界观和价值观。

有效教学主要指在一定的教学投入内(时间、精力、努力),通过教师的教学,学生获得具体的进步和发展,达到最好教学效果的教学,是卓有成效的教学。在45分钟课堂的有限时间里,如何巧妙合理地讲解生物发展史的内容,激发学生学习的兴趣,培养学生的科学素养,达到教学的三维目标,笔者谈谈个人的见解。

一、精通生物发展史,保证有效教学

生物科学发展经历了三个阶段:描述性生物学阶段、 实验生物学阶段、分子生物学阶段。由于科技生产力水平的限制,19世纪以前生物科学发展基本处于描述性生物学阶段,尤其以1859年英国生物学家达尔文的《物种起源》为代表,他们都只是从纯生物学的角度来阐述生命现象,而不能说明它的根本机理和原因。1900年孟德尔遗传定律的发现,使生物学从原来的描述性学科发展成一门实验性的学科。1953年沃森和克里克两人提出了遗传物质脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋结构模型,从此,把整个生物学研究推进到分子生物学的新阶段。

伴随着新课程理念的提出,新教材做出了相应的变化,其中有一个变化较为显著,就是课本增添了许多科学史的内容。据统计,高中生物必修教材出现的科学史内容共计50个片段左右。

“要给学生一杯水,教师要有一桶水。”教师应具备精深的学科专业知识、丰富的科学文化知识,对于整个生物发展史的历程要熟悉,对于高中生物教科书中的科学史要精通,才能保证课堂的有效教学。

二、开展科学史教学,激发学习兴趣

托尔斯泰说过:“成功的教学所需要的不是强制,而是激发学生的兴趣。”促使学生在愉悦的气氛中学习,唤起学生强烈的求知欲望是教学成功的关键。生物科学史中有很多关于科学家本身或者是科学家进行科学研究过程的趣事,将其引入到生物教学中,必然会大大激发学生的学习兴趣。例如,讲授《伴性遗传》,引入了18世纪英国著名的化学家兼物理学家道尔顿的故事。道尔顿在圣诞节前夕买了一双“棕灰色”的袜子送给母亲,母亲觉得樱桃红色的袜子颜色过于鲜艳,道尔顿感到非常疑惑,又去问弟弟和周围的人,除了弟弟与自己的看法相同以外,其他人都说袜子是樱桃红色的。道尔顿经过认真的分析比较,发现他和弟弟的色觉与别人不同。道尔顿虽然不是生物学家和医学家,却成了第一个发现色盲症的人,也是第一个被发现的色盲症患者。为此他还写了篇论文《论色盲》。后来,人们为了纪念他,又把色盲症称为道尔顿症。在教学中,适时引入这样的故事,能为新知识的探究做背景材料的铺垫,既能引起学生的兴趣,又很好地引出探究问题,还丰富了课堂内容。

三、开展科学史教学,掌握生物知识

开展生物科学史教学,有助于学生获得生物学基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识,了解生物科学和技术的主要发展方向和成就,了解生物科学发展史上的重要事件。例如:讲授《现代生物进化论理论的由来》,课文引入长颈鹿是如何进化来的生物科学实例,指出历史上有两种关于生物进化的理论曾经争得很厉害,分别是拉马克提出来的“用进废退”和达尔文提出来的“自然选择学说”对长颈鹿进化的解释。拉马克认为,生物进化其核心是有一种内在的动力驱使生物向前发展,而由于“用进废退”,习性会让生物的器官出现独特的形态。达尔文认为,原始长颈鹿中有的较高有的较矮,当食物缺乏时,较高的个体能吃到较高处的树叶,是其他动物吃不到的,因此有生存优势,能留下更多的后代。一代又一代选择的结果,长颈鹿的脖子就变得越来越长。了解生物科学知识在生活、生产、科学技术发展和环境保护等方面的应用,有助于积极参与生物科学知识的传播,促进生物科学知识进入个人和社会生活。

四、开展科学史教学,培养探究能力

生物科学作为由众多生物学事实和理论组成的知识体系,是在人们不断探究的过程中逐步发展起来的。探究也是学生认识生命世界、学习生物课程的有效方法之一。普通高中生物课程标准倡导探究性学习,力图促进学生学习方式的变革,引导学生主动参与探究过程,勤于动手和动脑,逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力等,重在培养创新精神和实践能力。例如:讲授《植物生长素的发现》,书上通过一系列的实验从一定程度上反映了科学探究的一般方法,对培养学生科学的思维方法和研究方法,培养学生的科学精神、创新意识和实践能力是一个非常好的素材。19世纪末,达尔文研究了光照对金丝雀草胚芽鞘生长的影响。通过大量的实验、科学的设计方法,得出结论:金丝雀草向光弯曲生长是胚芽鞘尖端可能会产生某种物质,这种物质在单侧光的照射下,对胚芽鞘下面的部分会产生某种影响。1913―1914年,詹森、拜耳在达尔文实验的基础上,分别对实验做进一步的深化,为温特的实验提供了重要的思路。1928年,温特的实验进一步证明了胚芽鞘尖端确实产生了某种物质,这种物质从尖端运输到下部,并且能够促使胚芽鞘下面某些部分的生长。1934年,郭葛等人提取出该物质,并确认它的化学本质是吲哚乙酸,把这种物质命名为生长素。通过科学史的学习,学生掌握了科学的探究方法,并感受到科学知识的获得积累了众多科学家的心血和智慧。

五、开展科学史教学,树立正确的价值观

科学史可以帮助学生树立全面而准确的科学形象和科学家形象,领悟科学精神和人文精神,加深对科学的理解。培根说过:“读史使人明智。”教师通过传授科学史可以帮助学生树立正确的辩证观、人生观和世界观,培养学生热爱家乡、热爱祖国的精神,增强振兴中华民族的使命感与责任感。例如,讲授《DNA分子结构》时,教师向学生介绍了DNA双螺旋结构发现的历程。1951年,23岁的沃森来到英国剑桥著名的卡文迪什实验室,在那里遇到了大他12岁的克里克,开始了现代生物学史上最动人心弦的合作。也许沃森和克里克不一定是最聪明的科学家,也不一定最有经验,但是他们靠的是不懈的努力,靠的是知识和能力的互补,终于打开了“潘多拉”盒子,开启了分子生物学时代。为此,1962年,沃森、克里克、威尔金斯因发现DNA分子结构一起获得了诺贝尔医学和生理学奖。当他们站在科学最高的荣誉台上,享受鲜花和掌声时,是否还记得那位“科学玫瑰”――英国女科学家富兰克林。没有富兰克林在1951年11月拍摄的一张十分漂亮的DNA晶体X射线衍射照片,他们能激发灵感吗?但在那个时代,女科学家受到歧视和不平等的待遇,她的成就也没有得到应有的重视。1958年,37岁的富兰克林患癌症去世。最近,英国为了纪念她对发现DNA结构的贡献,英国皇家学会设立“富兰克林奖章”。生物学史中还有着丰富的爱国主义教育的内容。教学中可以适时引入我国古代、近代在医药、农业、生物学上的伟大成就,例如李时珍的《本草纲目》、袁隆平的杂交水稻、1965年蛋白质-结晶牛胰岛素等。通过科学史的学习,学生不仅激发了爱国热情,更重要的是养成了求实的科学态度、宽容的人生态度,树立了真善美的价值追求。

生物科学发展史是生物学发展的一面镜子,本身就是一部完美的教材。在新课程改革的引领下,把生物科学发展史素材全面引入到课堂中,有目的、有计划、有重点地进行教学,构建有效的课堂教学,落实三维目标,力争使每个学生都能达到、获得现代化公民必须具备的科学素养。

【参考文献】

[1]卢邵岩.浅谈生物学史对学生素质的培养[J].沈阳师范学院学报,1999(12):53-55.

[2]谢群.生命科学史与生物科学探究[J].中学生物学,2007(5):26-28.

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