發(fā)布時間:2023-08-18 17:32:44
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的生物科學新進展樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā),請盡情閱讀。
主要課程:高等數(shù)學、植物學、無機及分析化學、大學物理、動物學、有機化學、生物化學、人體解剖生理學、植物生理學、遺傳學、微生物學、生態(tài)學、細胞生物學、分子生物學。
就業(yè)要求:
1、有扎實的生物科學基礎知識和基本實驗技能。
2、掌握生物學所必需的數(shù)學、物理、化學等基礎知識和實驗、運算能力。
3、熟悉教育法規(guī),掌握并能夠初步運用教育學、心理學基礎理論,具有良好的教師素養(yǎng)和從事生物學教學的基本能力。
4、了解生物科學以及生物科學教學研究的新進展和動態(tài),具有一定的創(chuàng)造能力和自學能力。
5、掌握資料查詢、文獻檢索及運用現(xiàn)代信息技術,獲得相關信息的基本方法,具備從事科學研究的能力。
6、基本掌握一門外國語,能比較順利地閱讀本專業(yè)的外文資料,并具有聽、說、寫的初步能力。
【關鍵詞】STS教育;新課程改革;生物教學
引言
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有的生物教學模式主要解決了“怎么學”和“學什么”的問題,但沒有從根本上解決生物教學中“為什么學”、“學了做什么”的問題,即我們所培養(yǎng)的學生雖然掌握了一些生物學知識,但并沒有真正理解科學、技術、社會的相互作用,缺乏關注社會發(fā)展的意識和自覺性,更沒有仔細去思索科技高速發(fā)展背后隱藏著的生態(tài)危機和道德危機。STS(科學、技術和社會)是20世紀60年代末70年代初誕生于美國的一門新興學科。由于它深深根植于社會和學術需要之中,代表著一種新的社會價值觀和新的思維模式,所以日益顯示出它對人類命運和社會發(fā)展的巨大影響力和廣闊的發(fā)展前景。目前,它正沿著理論STS和應用STS兩個方向蓬勃發(fā)展著。因此,在生物教學中滲透STS教育是一種趨勢,也是我們勢在必行的舉措
一、STS教育與新課改的關系
STS教育基本理論認為:科學是通過它的理論,更是通過它的應用被大多數(shù)人所認識,并在社會生活中普及的,學生在學校學習應當力圖使其在對實際問題的研討過程中認識和掌握科學知識,應盡量讓學生在創(chuàng)設的實際情境中去理解、認識科學概念和規(guī)律。這一教育理論的基本特點是:重視科學知識在社會生產(chǎn)和生活中的應用,強調基本理論的實用性和社會價值,強調教學內(nèi)容要現(xiàn)代化、社會化,注重學生從實際問題出發(fā)進行學習。
新課程從我國現(xiàn)代化經(jīng)濟建設和社會發(fā)展的實際需要出發(fā),在現(xiàn)行高中《生物》教材中增加有關生物科學技術及其應用方面的教學內(nèi)容,綜合進生物學教學之中,結合相關教學內(nèi)容穿插組織單元教學,充分體現(xiàn)了STS教育思想。例如,為了讓學生更好的了解生物科學技術的新進展,滿足不同學生的求知欲望和好奇思想,新教材除開設三個必修模塊外,還增設了“生物技術實踐”“生物科學與社會”“現(xiàn)代生物科技專題”這幾個模塊,介紹生物科學技術的最新進展以及在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療保健和環(huán)境保護方面的應用,讓學生感受到生物知識對現(xiàn)實生活的重要性,培養(yǎng)他們熱愛生命、熱愛科學的思想,以及作為未來社會主人的責任心和科學技術的決策能力。由此可見,為了實施新的課程目標,向學生普及STS知識,增強STS意識,推進STS教育,勢在必行。
為了實現(xiàn)這些基本目標,在生物教學中進行STS教育的任務顯然比傳統(tǒng)的單純傳授生物知識與技能要廣泛得多、復雜得多。結合生物教材和學生實際,我們認為進行STS教育的主要內(nèi)容包括以下幾點:培養(yǎng)學生對現(xiàn)代生物知識及其價值觀的了解;培養(yǎng)學生科技探究能力和創(chuàng)新能力;培養(yǎng)學生正確處理科學、技術與社會的關系;培養(yǎng)學生初步的模擬決策能力。
二、STS教育在生物新課改中的地位和作用
大力實施STS教育,是促進高中生物教育改革的重要方向。《高中生物課程標準》中要求:“學生能夠認識生物科學和技術的性質,能正確理解科學、技術、社會三者之間的關系,能夠運用生物科學知識參與社會事務的討論”。
1、加強現(xiàn)代生物知識的了解及其價值觀的培養(yǎng)
使學生了解現(xiàn)代生物知識及其價值,對當今世界和國內(nèi)的科技發(fā)展的動向更為關注,對熱點科技領域的新成就、新技術有大概了解,開闊學生的視野,增強科學技術意識,激發(fā)學生的愛國熱情,使學生真切地感受到未來社會的發(fā)展就是科技的發(fā)展,未來的世界強國必然也是科技強國。
2、培養(yǎng)學生科技探究能力和創(chuàng)新能力
生物知識涉及到生產(chǎn)、生活中的方方面面,與實際聯(lián)系緊密。教師在傳授知識同時要注意滲透STS教育,激發(fā)學生愛科學、學科學、用科學的熱情和發(fā)奮進取的創(chuàng)新精神,使學生形成科學的思維方法,進而更好地掌握生物“雙基”。讓學生關心現(xiàn)實,關注身邊的事物現(xiàn)象通過切身體驗來掌握概念和規(guī)律,通過探究活動來學習探究方法,學會學習,通過主動的探究活動來獲取知識,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。例如,在講“植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程”時,首先提出問題:放在家里陽臺上的植物一段時間后為什么向窗外傾斜?為什么向日葵的花盆跟著太陽光轉動?通過這些問題來激發(fā)學生求知的興趣,使他們積極主動地掌握知識,并用所學的知識來解決教師提出的問題。
3、培養(yǎng)學生科技探究能力和創(chuàng)新能力
生物知識包羅萬象,涉及到生產(chǎn)、生活中的方方面面,與實際聯(lián)系緊密,其學習的基本方法就是觀察、實驗,偏重探究和思考理解。教師在傳授知識同時要注意滲透STS教育,激發(fā)學生愛科學、學科學、用科學的熱情和發(fā)奮進取的創(chuàng)新精神,使學生形成科學的思維方法,進而更好地掌握生物“雙基”。讓學生關心現(xiàn)實,關注身邊的事物現(xiàn)象通過切身體驗來掌握概念和規(guī)律,通過探究活動來學習探究方法,學會學習,通過主動的探究活動來獲取知識,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。例如,在講“蒸騰作用”時,首先提出問題:為什么我國提倡植樹造林?為什么“大樹底下好乘涼”?花卉移栽時為什么要去掉一部分枝葉?通過這些問題來激發(fā)學生求知的興趣,使他們積極主動地掌握知識,并用所學的知識來解決教師提出的問題。
一、新教材新思路,體現(xiàn)課程標準理念
新
教材擺脫“以學科為中心”和“以知識為中心”的課程觀念的束縛,突破傳統(tǒng)的學科體系,構建突出人與生物圈的知識體系;安排了系列化、多樣化的科學探究活動;注重科學方法教育和人文教育,促進學生學習方式的轉變,培養(yǎng)學生能力。這符合生物課程標準提出的“面向全體學生、提高生物學素養(yǎng)、倡導探究性學習”的課程理念。
二、新教材寓教于樂,激發(fā)了學生學習的興趣
1.新教材圖文并茂,增加了人文性
各種美麗的彩色圖片,優(yōu)美的語言,增加了教材的可讀性、趣味性,符合兒童認知特點。例如,緒論課中有這樣的描述:禾苗青青,麥浪滾滾……春水澄碧,游魚嘻戲;梁上春燕,春來秋去……蛙鳴聲聲,流螢點點……學生寫道:“我喜歡生物是從優(yōu)美的語言、美麗的圖片開始的,它們好美,讓我浮想聯(lián)翩
2.新教材貼近生活,增加了實用性
新教材注重從學生的生活經(jīng)驗出發(fā),引導學生學習和探究,避免了從理論到理論或者先講概念后舉例的方式,激發(fā)了學生興趣;增加了許多聯(lián)系實際的問題,有利于學生觀察解決生活中的實際問題,使他們覺得學有所用,學有所值,從內(nèi)心喜歡生物課。
3.新教材注重“STS”教育,增加了時代性
新教材非常重視“科學、技術、社會”的教育,在選擇基礎知識的同時,也選擇了一些與生物學相關的社會熱點問題以及人類所面臨的共同難題,如人口、生態(tài)、瘋牛病、現(xiàn)代化溫室、生物入侵及生物防治,干細胞研究、試管嬰兒等,既開闊了學生的視野,又使生物學融入當今社會的發(fā)展中,激發(fā)了學生學習的興趣,學生由“要我學”變成了“我要學”。
三、新教材獨具匠心,培養(yǎng)了學生的綜合能力
1.新教材有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力
創(chuàng)新能力和實踐能力是素質教育的核心。新教材中,“觀察與思考”“實驗”“調查”“探究”“資料分析”“進一步探究”“技能訓練”“模擬制作”和“設計”等欄目,有效地培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力和實踐能力。例如,在學習動物細胞的結構時,首先讓學生根據(jù)自己的理解,自制動物細胞模型。上課時,學生帶來的“細胞”可真是豐富多彩,有的用涼粉,有的用瓊脂,有的用藕粉,有的用果凍,有的用膠水……看到這些大膽的創(chuàng)作,驚異的同時,你不得不佩服學生的創(chuàng)新思維。又如,探究晚育的意義,通過創(chuàng)設數(shù)字化情境,讓學生采用數(shù)學推算的方法得出晚育有利于控制人口過快增長的結論。再如,校園綠化設計活動中,隨著一幅幅設計精美的圖案的形成,學生的創(chuàng)新能力和實踐能力都得到了大幅度的提高。
2.新教材能有效地培養(yǎng)學生的科學探究能力
新教材中,探究性學習貫穿始終,這也是新、舊教材一個最大的不同點。教師要力求引導學生主動探究。例如,見到韭黃和韭菜顏色的不同。學生提出問題:葉綠素的形成與什么有關?然后根據(jù)兩者的培植條件只有遮光和不遮光的不同,做出假設:光是形成葉綠素的條件。接著便是設計對照實驗:取長勢完全相同的兩盆韭黃,一盆放在光下,一盆放在暗處,幾小時后,觀察兩盆韭黃顏色的變化,便可知光對葉綠素形成的影響……整個過程,簡單明了,有效地培養(yǎng)了學生的科學素養(yǎng)。 3.新教材重視能力培養(yǎng)的梯度設計
新教材改變以往將實驗依附于知識內(nèi)容的做法,按照學生能力發(fā)展的水平和需要先安排思維和操作技能要求較低的探究活動,如觀察身邊的生物、閱讀和分析有關的資料等,后安排技能較高的活動,如制作和觀察切片或裝片、設計并完成探究性實驗等。在要求學生通過實驗尋求答案的探究活動中,也是先安排問題、假設、材料用具和方
法步驟明確的探究,再安排由學生設計部分環(huán)節(jié)的探究,最后安排學生參與全過程的探究。技能訓練也是如此。隨著教學內(nèi)容的逐漸展開,學生的能力在不知不覺中提高了。
四、新教材令人耳目一新,激發(fā)了師生的合作熱情
1.新教材能有效地培養(yǎng)學生的合作能力。
新教材增設了大量的討論題和探究性實驗,需要小組合作完成。在合作中,學生學會了互相分工、彼此交流、相互學習、共同提高,有效地培養(yǎng)了學生的合作能力。此外,在交流中,學生的語言表達能力也得到了有效的鍛煉。
2.新教材加強了教師間的合作
通過與同事合作,可以鼓勵教師試驗多種方式來促進學生的學習。教師間的合作是教學信息和靈感的巨大源泉。每次集體備課,大家從探討教法、學法到一個教具的準備,一個情境的創(chuàng)設,各抒己見,集思廣益,取長補短。每節(jié)課后,通過相互交流,教師的教學水平、教研能力都得到了提高。
五、新教材呈現(xiàn)方式新穎,有利于教師教學方法的改進和創(chuàng)新
新教材改變傳統(tǒng)的注入式寫法,注意從學生的生活經(jīng)驗出發(fā),創(chuàng)設情境,引導學生自主學習、主動探究。新教材還為學生的自主學習提供了機會:教材安排了大量的探究性學習活動,每個學生都可以按照自己的水平參與,即便是課外的練習,很多也是發(fā)散式的、開放式的。這就為改變教學方式和學習方式提供了機會,同時也為廣大教師結合實際情況(不同的學校條件和不同的學生需求)創(chuàng)造性開展教學提供了機遇。
六、新教材時代氣息濃厚,注意反映生物科學的新進展
關鍵詞:生物化學;理論教學;實驗教學;實驗教學方法
21世紀是生物科學高速發(fā)展的時代,生命科學新突破、新進展引發(fā)人們對生命現(xiàn)象的持續(xù)關注,生物工程技術的應用使人們的生活發(fā)生了很大的變化,同時給社會生產(chǎn)帶來了重大革新,這所有的變化都與生物化學學科的發(fā)展密切相關。生物化學是生物學各專業(yè)學生必修的一門專業(yè)基礎課程,學生對這門課程的掌握程度直接影響對其他課程的接受情況,生物化學被列為很多專業(yè)如生物類、農(nóng)業(yè)類、醫(yī)學類等的考研或其他專業(yè)考試的科目,所以對該課程的掌握情況直接關系到學生的考研和就業(yè)。以全面培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和綜合素質為目標,該課程在教學隊伍、教學內(nèi)容、教學條件、教學方法與手段、教學網(wǎng)站建設、實驗教學、教學質量和水平、科研等方面都取得了長足進展,逐漸形成了自己的特色和優(yōu)勢。2011年,生物化學被立項為臨沂大學校級精品課程,2012年被立項為山東省省級精品課程。讓學生在有限的時間內(nèi)系統(tǒng)掌握生物化學知識和技能是教學的重要任務,然而在對2013級生物科學和生物技術專業(yè)學生的生物化學學習情況調查中發(fā)現(xiàn),多數(shù)學生存在講授內(nèi)容不能完全掌握、學習興趣不高等問題。在分析原因的過程中發(fā)現(xiàn)在理論和實驗教學中依舊存在一些問題。為了有效激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和實驗能力,擬進一步深化教學改革,全面提高教育教學質量,現(xiàn)分析如下。
一、目前本課程所面臨的問題
1.生物化學教材存在更新速度慢和部分重復的問題。
目前生物化學課程所用教材門類繁多,但多數(shù)只重視生命的本質、生命的基本過程和基本規(guī)律,局限于以傳統(tǒng)的靜態(tài)生化、動態(tài)生化、機能生化為主的內(nèi)容,而對生物化學的重大進展的重視不夠。生物化學課程的實用性很強,新概念、新成就、新技術層出不窮,這些都沒有體現(xiàn)在教材中,大大落后于學科的發(fā)展。生物化學還存在教學內(nèi)容重復的問題,如糖、脂和維生素化學在無機化學和有機化學等課程中已經(jīng)涉及其中大部分內(nèi)容,而遺傳物質和蛋白質的生物合成及基因表達調控等與分子生物學、細胞生物學、基因工程等課程有部分重復。
2.生物化學實驗教學所占比例偏低,且驗證性實驗所占比例大。
據(jù)統(tǒng)計,國外知名院校多單獨開設生物化學實驗課程,且實驗學時數(shù)與理論時數(shù)的比例在1.0以上,本校生物化學實驗學時較少,學時比為0.5左右。由于實驗學時少,且驗證性實驗所占比例大,如考馬斯亮藍法測定蛋白質含量、酵母RNA分離及組分鑒定等,而綜合性、開放性實驗所占比例小,學生普遍欠缺創(chuàng)新、設計能力,抑制了學生的主觀能動性,束縛其科學思維能力的發(fā)展,非常不利于實驗能力的培養(yǎng)。
3.實驗教學方法單一。
生物化學實驗教學長期依附于理論教學而沒有受到應有的重視。教學方法以傳統(tǒng)講授形式為主,很少進行問題引導,課堂上以教師為主體,在學生動手實驗前,教師從實驗原理、方法、步驟、注意事項,甚至實驗過程中可能出現(xiàn)的問題都進行詳細講解,學生被動接受知識,照搬照做、步步模仿。教師在講授過程中多以單一板書的形式進行,多媒體網(wǎng)絡化教學手段沒有或很少應用,且沒有發(fā)揮出現(xiàn)代化教學手段的特色。
二、生物化學理論教學的優(yōu)化———將生命科學最新進展與現(xiàn)有理論體系有機融合
為了解決生物化學教學內(nèi)容陳舊、與其他學科存在內(nèi)容重復的問題,許多學者提出了相應的解決方法。劉堰和肖訓焰提出教學內(nèi)容要與時俱進,具體指出在緒論中增加生物化學研究工作的現(xiàn)狀與未來、在核酸化學中增加核酸的序列測定等內(nèi)容。刪除蛋白質化學中蛋白質的分類,維生素和輔酶中維生素的概念。胡曉倩等提出,學生在掌握生物化學基本知識和技能的基礎上,要了解學科發(fā)展的前沿知識與高新技術。謝珍玉和郭偉良具體提出講授內(nèi)容的重點部分,部分章節(jié)分配到其他學科中進行重點講解。生物化學教學內(nèi)容的修改不是簡單的增刪或將部分章節(jié)分配到其他學科中講述,在增刪內(nèi)容的同時需要解決該課程與其他課程內(nèi)容的自然銜接問題,待添加的生命科學最新進展內(nèi)容要與生物化學現(xiàn)有知識體系有機融合。如在講述基因調控的章節(jié)中向學生介紹該研究領域的新熱點———微RNA(microRNAs)。讓學生了解microRNAs是由非蛋白編碼基因轉錄物形成的莖環(huán)結構前體,由核酶剪切,成熟后形成長度為20~25nt的小RNA分子;真核生物、原核生物和病毒都可以編碼mi-croRNAs;與教學內(nèi)容中出現(xiàn)的小分子干擾RNA進行對應比較;通過講述microRNAs的調控機制、功能、研究技術與方法、應用和前景使學生了解生命科學中該領域的最新發(fā)展趨勢。
三、生物化學實驗教學改革———圍繞國計民生的熱點問題設計實驗
加大生物化學實驗教學中綜合性、開放性實驗的比例,由培養(yǎng)學生基本實驗技能為“指揮棒”的教學模式逐漸轉變到培養(yǎng)學生創(chuàng)新性思維的模式中來。趙云濤等提出實驗項目分為基礎性、綜合性、設計型和創(chuàng)新型實驗。韓寒冰和劉杰鳳提出加強自主性實驗和研究性實驗教學、培養(yǎng)學生創(chuàng)新性能力的觀點。在培養(yǎng)創(chuàng)新應用型人才為目標的培養(yǎng)模式下,開展綜合性、開放性實驗的需求越來越迫切。開設這類實驗的目的是拉近理論和實際應用的距離,讓學生了解所學知識綜合起來可用來解決實際問題,從而激發(fā)其創(chuàng)新思維,培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。在考慮到理論與實驗課程一致性和對應性的基礎上,圍繞國計民生的熱點問題設計綜合性、開放性實驗作為實驗教學改革的切入點,可用以解決教學中課堂與實驗室、理論與實踐相脫節(jié)的問題,并能實現(xiàn)各基礎實驗項目的有機結合。如2013年3月份報道臨沂部分地區(qū)冬小麥出現(xiàn)嚴重病害,表現(xiàn)為受害小麥葉片發(fā)黃、枯萎、矮化,嚴重地塊小麥完全枯死,導致這種病害的原因是小麥黃花葉病毒的侵染。據(jù)此設計小麥總RNA的提取及小麥黃花葉病毒檢測的實驗。提取小麥總RNA方法為實驗室常規(guī)TRIzol法,通過植物總RNA提取實驗使學生掌握核酸的基本組成、熟悉移液槍、離心機、研磨器的使用,讓學生理解RNA提取對實驗條件要求很高,原因是RNA酶無處不在,RNA易被RNA酶降解。隨后進行反轉錄及RT-PCR,以小麥黃花葉病毒的特異性引物進行擴增,獲得目的大小的特異性條帶。在實驗的過程中使學生掌握反轉錄、RT-PCR及瓊脂糖凝膠電泳等一系列生物化學基本操作。通過這類實踐性強的實驗將原有各自獨立的實驗統(tǒng)一到同一實驗材料和同一題目下,實現(xiàn)各基礎實驗項目的有機結合,體現(xiàn)出知識的系統(tǒng)性和實驗的研究性,同時同一題目下的各個小實驗一步緊連一步,增強學生的研究興趣。
四、生物化學實驗教學方法的改革———由單一到多元化的教學方法
近五年來,我校實驗中心引進一批具有博士學位的高學歷人才作為實驗員,這為生物化學實驗教學改革注入了新的活力。這些實驗員以直接或間接的方式參與生物化學實驗教學,可緩解緊張的教師資源,并且他們知識豐富、思路開闊、創(chuàng)造能力強、創(chuàng)新欲望高,能大大提高實驗教學質量。在實驗教學過程中,實驗員與本科生的年齡差別不大,興趣愛好相近,他們之間交流較容易和順暢,重要的是他們知道學生最想了解的是什么,能在相對輕松的環(huán)境中交流實驗心得,討論問題。對有獨特想法的學生,在實驗員及教師的指導下進一步深入研究,獲得更多的鍛煉。在進行實驗教學方法改革的過程中,孔繁華等提出實驗課“3+1”的教學方法;舒樂新等以啟發(fā)式、歸納式、問題式、討論式等教學法,讓學生成為教學的主體,激發(fā)他們的主動性和創(chuàng)造性。在進行實驗教學方法改革過程中以傳統(tǒng)教學方法與現(xiàn)代多媒體技術相結合的手段,直觀、生動地向學生展示實驗內(nèi)容,充分調動其積極性。采用啟發(fā)式等的常規(guī)教學方法,要求學生在教師的啟發(fā)下獨立完成實驗準備、實施與總結,引導學生獨立思考、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力,形成開放式、互動式的教學模式。
五、結語
教學改革的目的是要增強學生素質的培養(yǎng),加強對學生獲得知識、運用知識的能力。通過改革優(yōu)化,調整理論課程內(nèi)容,使學習內(nèi)容具有基礎性、現(xiàn)實性和現(xiàn)代性。在理論與實驗教學內(nèi)容對應的前提下,以社會中的熱點問題設計實驗,將理論學習中的各種基礎問題連貫起來,提高學生創(chuàng)新能力和實踐興趣。在精心調整生物化學教學內(nèi)容的過程中,以新穎的實驗教學方法實現(xiàn)實驗教學效果的優(yōu)化。生物化學內(nèi)容復雜繁多,通過課程改革,學生在學習中得心應手,會促進其對其他課程的學習乃至對未來都會充滿信心,這將非常有利于學生的人生發(fā)展,而這樣的前景激勵著我們在生物化學課程改革的道路上不斷前進。
參考文獻:
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一、外延拓展,提高學生的生物科學素養(yǎng)
“生物科學素養(yǎng)是指公民參加社會活動、經(jīng)濟活動、生產(chǎn)實踐和個人決策所需的生物科學知識、探究能力以及相關的情感態(tài)度與價值觀。它反映了一個人對生物科學領域中核心內(nèi)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(yǎng)的能力?!?/p>
例如,《生物多樣性及其保護》一課中,筆者補充了“外來生物引種是柄雙刃劍”的知識和觀念。一方面肯定外來生物在社會生活中的重要作用,如小麥原產(chǎn)于中亞和近東,黃瓜、姜原產(chǎn)于印度,玉米、甘薯、西紅柿等原產(chǎn)于南美洲,西瓜原產(chǎn)于非洲等等;另一方面,結合新聞“某人工養(yǎng)殖鼠被放野后,造成農(nóng)業(yè)、漁業(yè)損失慘重”的連續(xù)報道,強調盲目引種或外來物種入侵對我國原有物種生存的危害。學生懂得了:在引進外來生物時,一定要慎重行事、科學決策。
現(xiàn)教材中可以外延拓展的內(nèi)容還有很多,例如,《DNA是主要的遺傳物質》一節(jié),補充關于瘋牛病病毒的知識;《遺傳的物質基礎》一節(jié),除課外讀《人體的阿波羅計劃――人類基因組計劃》外,再補充關于此項研究的最新進展。
外延,不僅僅是知識上的外延,也可以是情感、態(tài)度與價值觀等方面的外延。例如,教材中介紹了一些對人類有卓越貢獻的偉大科學家勤奮求實的故事,如孟德爾、達爾文、袁隆平的事跡。
二、內(nèi)顯過程,倡導探究性學習
“生物科學作為由眾多生物學事實和理論組成的知識體系,是人們不斷研究的過程中逐步發(fā)展起來的。探究也是學生認識生命世界、學習生物課程的有效方法之一。”這一課程理念,旨在變革學生的學習方式,讓學生在主動參與探究性學習的過程中,養(yǎng)成和發(fā)展各方面的能力。
如,《光合作用》《遺傳的基本規(guī)律》中,分別介紹了光合作用、遺傳基本規(guī)律的探究過程。這部分內(nèi)容編寫的目的,不僅僅是讓學生記住一些科學家對生物科學的貢獻和所揭示的規(guī)律內(nèi)容,更重要的是,讓學生能在學習史實的過程中,了解到研究方法和生物科學思想的發(fā)展。于是,在進行這部分內(nèi)容教學時,筆者盡可能顯化科學探索過程,將探究性學習方式的體驗與領悟作為這段時間教學的一個重要目標。
如,在講述《光合作用》時,一開始便介紹科學探索的基本過程,并在了解每一個科學實驗時,都按照提出問題、做出假設、制訂計劃、搜集證據(jù)、得出結論、表達和交流的順序去認識實驗過程,在學習過程中,不是直接告訴學生實驗的具體步驟,而是適當?shù)靥岢鰡栴}讓學生完成一些步驟的設想和結論的分析。這樣,在第一學期結束時,學生已經(jīng)基本具備了開展探究性學習的能力。
三、廣征資源,面向全體學生
對于任課教師來說,面向全體學生,就是面向所有任課班級的所有學生,讓每個學生都有發(fā)展,讓每個學生都感受到教師的期待,讓自己所教全體學生的生物科學素養(yǎng)都得到充分的發(fā)展。
在課堂上,關注學生個體在生物學方面的疑問,并適時轉化為全體學生的問題,不僅能讓那些“邊緣生”找回自信,而且能讓全體學生保持對生物科學的學習熱情。
例如,一個成績不很好的學生,課下向我咨詢了關于酸奶制作的問題。交流中了解到,他從鄰居那里得到了一些酸奶的菌種,自己在嘗試制作酸奶,不知何因酸奶總是分層、變黃,且有臭味。那時,正趕上要開始學習《微生物與發(fā)酵工程》,我就肯定他的酸奶制作是很有價值的活動,關注他的酸奶制作進展,幫助他分析和解決出現(xiàn)的問題,鼓勵他堅持探究下去。
來自學生的資源信息還有很多,如,在學習葉綠體中色素的種類時,詢問家里有大棚的同學,塑料薄膜的顏色及作用?在學習無機鹽對生物體的作用時,向有運動特長的同學詢問,自己運動時,有沒有突然痙攣的現(xiàn)象?知道是什么原因嗎?
四、博引情境,注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系
上面談到的“外延拓展”增加知識的廣度、深度、高度,這里說的“情境博引”則是在生物學教學中注意聯(lián)系生活實際,讓學生在現(xiàn)實生活的背景中學習生物學,在解決問題的過程中實現(xiàn)理解水平的學習,體現(xiàn)“注重與現(xiàn)實生物的聯(lián)系”的新課程理念。
高中生物新教材與舊教材相比有許多突出的變化,凸顯了教育改革的新成果。更尊重學生多樣化發(fā)展的需求,更貼近社會實際和學生的生活經(jīng)驗,更多地反映生物科學和技術的新進展。在知識的呈現(xiàn)上,文字描述更加簡潔,同時增加了大量的彩色圖表,充分發(fā)揮了圖表的優(yōu)勢,眾多圖表貯存和濃縮著大量的時空信息,其中所包括的知識內(nèi)容,遠遠超過了文字的敘述,教學中教師不僅要充分挖掘并利用各種插圖蘊含的知識信息,把圖表與文字內(nèi)容有機地結合起來,更要注重指導學生讀圖看表,學會歸納與比較,使學生產(chǎn)生新鮮感,引出好奇心,激發(fā)學生學會使用教材插圖和各種表格,自主地動腦筋探索知識奧秘,從而加快學習速度,加深知識理解,在輕松愉快中提高學習效率,這其中最關鍵的就是培養(yǎng)學生的閱讀能力。閱讀是學生獲取各種知識的重要方法之一,對生物學的學習同樣離不開學生的閱讀能力。因此,筆者認為,把加強學生閱讀能力的培養(yǎng)作為實施新課程教學和素質教育的突破口,能收到事半功倍的效果。
新教材更加強調學生的主體性和教師的主導作用,培養(yǎng)學生的閱讀能力就是要在教師的主導下充分發(fā)揮學生的主體作用。新教材中文字簡潔,圖片豐富,表格對比鮮明,在教學中教師要充分利用,引發(fā)學生的閱讀興趣,激勵學生樂于閱讀,還要注重閱讀方法的點撥和適時的疏導。
在教學中,筆者發(fā)現(xiàn)不少的學生存在著閱讀能力差的問題,其中一個突出的表現(xiàn)是不能準確段句和辨析句子的結構,從而產(chǎn)生學習障礙。針對這種情況,就要注意引導學生分析句子的結構和詞語含義,全面深入地掌握和吸收知識信息。只要細心引導與點撥,學生對有關概念和規(guī)律的理解就更加透徹了,記憶會更長久,應用時更得心應手。在課堂上還應注意引導學生找語感,重視在生物學教學中培養(yǎng)學生閱讀時的節(jié)奏感,讀準意群,及時發(fā)現(xiàn)和糾正破讀問題,培養(yǎng)正確的閱讀方式。這樣既能培養(yǎng)學生的閱讀理解能力,又能激發(fā)學生對生物學的學習興趣。
新課標教材的重要特點之一就是圖文并茂,凡能用圖和圖群表示的內(nèi)容都用圖和圖群表示,而文字則盡可能地精煉。圖和圖群不但具有強大的震撼力和感召力,更能深刻地、直接的揭示事物的本質。隨著信息技術的迅速發(fā)展,和廣泛應用,當我們把思緒變成圖像,把情感變成影視,把靈感變成網(wǎng)頁之時,我們實際上就進入了一個讀圖的時代。在當今這個個讀圖的時代,學生的學習也需要依靠"讀"生物科學的圖和圖群。讀圖的過程其實就是積極思維的過程,是提取信息、分析信息、處理信息的過程,最終達到獲取知識的目的。但由于圖和圖群往往是作為一個整體呈現(xiàn)出來的,具有概括性強等特點,也造成了不少學生讀圖的困難和學習上的障礙。指導學生閱讀圖和圖群,是養(yǎng)成圖文對照的閱讀能力,充分發(fā)揮圖文互補、圖文互促的作用,培養(yǎng)學生的觀察力,空間想象力和直覺思維能力,使學生能夠通過閱讀反映生物形態(tài)結構、生理過程、生物科學實驗過程的圖和圖群,獲得栩栩如生的生物形象、透徹理解看不見摸不著的生理過程,感受到生物科學探究的魅力。
滲透生物前沿知識,充實學生的科學知識。
在課堂上,適時介紹一些生物學的新成果、新進展,不僅能夠吸引和激發(fā)學生學習生物學的熱情,而且有助于加強學生對現(xiàn)代生物知識的了解、豐富學生的科技知識。例如,1990年一位患有“先天性重癥聯(lián)合免疫缺陷綜合征”的4歲小女孩,在美國接受了世界上第一例臨床基因治療,科學家從其體內(nèi)取出白細胞轉入正?;?,再重新輸入體內(nèi),經(jīng)2年的持續(xù)治療,她最終恢復了健康。之后,基因治療作為一項全新的疾病治療手段迅速發(fā)展,然而,失敗也接踵而至。目前,絕大多數(shù)基因療法的效果并不盡如人意,基因治療無論從技術上還是倫理學上,都面臨許多問題和挑戰(zhàn),還有待進一步發(fā)展和完善。由此,學生對基因治療就有更深入、科學的了解。另外,簡單介紹“國際人類蛋白質組計劃”、“組裝細胞”和“干細胞研究”等課題的研究,將進一步加深學生對這門課程的主觀認識。
重視生物科學史教育
新版生物課本中增加了許多資料分析、科學前沿、科學家的故事等版塊,在這些版塊中,不僅記載了一些生物知識的形成過程,而且體現(xiàn)出科學家認真、實事求是、堅持不懈的科學態(tài)度和靈活多樣的科學方法,是十分寶貴的教育資源,尤其是對學生進行生物科學素養(yǎng)教育的良好素材。例如,孟德爾對生物的遺傳現(xiàn)象有濃厚興趣,他選取豌豆做實驗材料進行8年的雜交實驗,并應用統(tǒng)計學方法對實驗結果進行分析,提出假說并反復論證,最終成功揭示了遺傳學的分離定律和自由組合定律。通過這些介紹,教育學生不畏艱難、堅持不懈、反復論證的科學態(tài)度。
再如,遺傳學奠基人摩爾根用果蠅作實驗材料做了大量實驗,一次偶然,在眾多紅眼果蠅中發(fā)現(xiàn)一只白眼果蠅,認真、嚴謹?shù)你@研習慣,使他沒有輕易放過這件小事,而是繼續(xù)研究,最終發(fā)現(xiàn)了遺傳學的第三定律,并證明基因在染色體上呈線性排列,為現(xiàn)代遺傳學奠定了細胞學基礎。由此,可讓學生學習他們細致觀察、大膽假設、嚴格求證的科學方法。
另外,教材中“DNA是遺傳物質的實驗”、“酶的發(fā)現(xiàn)”、“生長素的發(fā)現(xiàn)”等史例,通過對一些經(jīng)典實驗和邏輯分析的再現(xiàn),還原了這些生物學概念、原理的來龍去脈,從而幫助學生準確、牢固地掌握新知識,并從中學習科學家的創(chuàng)造性思維方式。而1990年正式啟動的人類基因組計劃由美國、英國、德國、日本、法國和中國共同承擔完成,這是科學界合作的典范,科學無國界,將深刻啟發(fā)學生發(fā)揚合作精神,逐步形成科學的世界觀。
提高實驗動手能力,注重理論聯(lián)系實際
生物學是一門實驗科學,通過實驗可以培養(yǎng)學生的動手操作能力及科學探究能力。在教學中,我們要充分發(fā)揮實驗學科的特點,讓學生自己動手操作,或親自設計實驗。不能只讓學生機械地按照教師或教材要求一步步操作就草草了事,而應與學生共同分析實驗的目的和原理,引導學生自己動手操作,并對實驗現(xiàn)象和結果進行分析,提高學生發(fā)現(xiàn)問題和分析問題的能力,鼓勵他們大膽質疑,并積極創(chuàng)造條件讓他們嘗試,真正培養(yǎng)學生的科學思維和嚴謹求實的科學態(tài)度。
【關鍵詞】進化生物學 課程 教學改革
【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2014)14-0025-02
進化生物學是在生物進化論的基礎上發(fā)展起來的一門學科。20世紀后期,隨著遺傳學、生物化學,尤其是分子生物學的發(fā)展,推動生物進化論從推理到驗證,從定性到定量,使得這門學科由模糊的理論推測日漸發(fā)展為脈絡清晰的系統(tǒng)學科。它從各門功能生物學科獲得研究基礎,綜合形成的一般規(guī)律和理論又成為整個生命科學的發(fā)展線索。邁爾曾說:“進化生物學是生命科學中的最大的統(tǒng)一理論”,是建立在生命科學各層次研究和各分支學科基礎之上的理論綜合。由于進化生物學涉及學科廣泛,是高度概括的綜合性理論,實踐環(huán)節(jié)存在困難等原因,導致進化生物學教學有其獨特性,本文從教學實踐經(jīng)驗出發(fā),就進化生物學課程改革方面進行探索。
一 課程目標的設置
針對進化生物學既是生命學科各分支學科的綜合,也是生命科學領域的一門前沿學科,又是生命科學的一個核心理論的課程特點,在課程目標的設置上力求做到以下三點:
1.牢固掌握本課程基礎知識和理論
主要包括生命及其在地球上的起源、細胞的起源與進化、生物發(fā)展歷程、微觀進化、宏觀進化、遺傳系統(tǒng)的進化及人類起源等問題,這些知識既是進化生物學教學的主要內(nèi)容,也是學生學習的重點所在。這些內(nèi)容涵蓋了各門生物學分支學科的成就,特別是把植物學、動物學、細胞學、遺傳學、生態(tài)學和分子生物學等結合起來研究有關生命進化的問題,力求讓學生在掌握生命進化的基本歷程、進化的動力機制,學會對進化現(xiàn)象進行正確的理論分析的基礎上,培養(yǎng)對生命科學各分支學科融會貫通的能力。
2.密切結合生命科學研究中各學科的最新研究進展
進化生物學是生命科學中一個相當活躍的領域,新知識、新理論層出不窮。本課程以現(xiàn)代達爾文綜合進化論為基礎,同時密切結合生命科學研究中的最新進展,把各個學科前沿進展融入教學過程中,如以鳥類手指同源問題講解物種特化式進化中的分歧進化,在“適應”的問題上聯(lián)系燕子為躲避車輛進化出更短的翅膀等,把一些最新進展融入理論教學中,不僅增強學生對理論知識的理解與學習興趣,更能開拓學生的知識層面,也體現(xiàn)了進化生物學是一門前沿學科的地位,吸引學生從事進化生物學的研究。
3.著重培養(yǎng)學生對自然界進化過程的正確認識和理解
進化生物學是在哲學思想指引下產(chǎn)生的,研究進化的過程本身就是將古論今,“現(xiàn)在就是過去的鑰匙”,通過學習能夠加深對生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的正確理解,單獨的思想教育往往說服力不足,課程中引入大量的數(shù)據(jù)和事實,培養(yǎng)學生對問題的分析能力,如讓學生從微觀進化角度對生物多樣性進行分析,探討生物大滅絕對生物環(huán)境保護的意義,從人類進化歷程角度談如何摒棄“為人獨尊”的思想等,把這種思想的教育貫穿始終,幫助學生樹立科學的世界觀,這也是對辯證唯物主義自然觀最好的驗證。
二 優(yōu)化課程內(nèi)容體系
進化生物學研究內(nèi)容貫穿生命科學的各個分支學科,甚至其他自然科學和社會科學門類中都會觸及生命起源及進化的問題。在國外很多大學都把進化生物學列為生物學專業(yè)基礎課、研究生基礎課,甚至成為一門通識課。耶魯大學開放課程進化、生態(tài)和行為原理從2009年錄制以來風靡全球。
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* 基金項目:大慶師范學院教育教學改革項目(編號:JY1320)
在我國,很多高師院校把進化生物學課程設置為生物科學專業(yè)必修課,一般在學習最后階段開設;也作為生物學其他專業(yè),如生物技術、生物工程的選修課,也有院校將生命起源與進化之謎作為一門通識課來開設。由于進化生物學融匯眾多交叉學科,每個學校學科課程設置各有不同,教材內(nèi)容不可能完全適應具體情況,不同學校不同專業(yè)的課程內(nèi)容不能一味照搬。我院曾把進化生物學作為生物科學專業(yè)必修課,生物技術專業(yè)選修課和全校學生的通識課開設,在圍繞基礎知識和原理的基礎上,對課程內(nèi)容進行了如下優(yōu)化:
1.對于生物科學專業(yè)師范生而言,進化生物學課程在初中、高中課本都有體現(xiàn),應該詳盡系統(tǒng)地開設
通過對生物進化的歷史過程、原因、機制、速率、趨向和物種的形成與絕滅、系統(tǒng)發(fā)生以及適應的起源機制等內(nèi)容的學習,使學生掌握生物進化理論中的基本概念,認識生命進化的基本歷程、進化的動力機制,學會對進化現(xiàn)象進行正確的理論分析,融會貫通各分支學科;同時激發(fā)學生對生命科學的學習興趣,樹立科學的世界觀,培養(yǎng)具有用進化理論來綜合生物學各個學科知識的能力的高素質人才。
2.對于生物技術專業(yè)的學生而言,應該有針對性地進行開設
由于生物技術專業(yè)的學生有一定的生物學基礎,進化生物學課程主要應從生命史、小進化(種內(nèi)水平的進化)、大進化(種以上水平的進化)及人類的起源與演化四個主要方面講解,著重從個體、群體以及物種等不同分類群探討進化的規(guī)律,涉及學生已掌握的細胞生物學、分子生物學和發(fā)育生物學等學科領域,加深對各個學科知識的貫通,著重對學生進行生物進化思想的培養(yǎng),讓學生對生物進化的本質有一個科學的認識,培養(yǎng)適應新時期社會高速發(fā)展的科技人才。
3.作為一門通識課,針對生物基礎知識相對薄弱的學生開設,課程學時一般為18學時
課程從宏觀角度對生物的發(fā)展歷程、人類的起源與進化等問題入手展開,介紹地球的形成與演化、環(huán)境系統(tǒng)的演變、生命的起源、生物與環(huán)境的協(xié)同關系等,展示人類探索生命起源、探索天外生命的科學成果和艱辛歷程。審視30億年來主要生物類群的延續(xù)發(fā)展,探索起源、分化和滅絕等問題,使學生樹立生物與環(huán)境相互聯(lián)系、生物具有適應性和多樣性的觀點,在教學過程中加強辯證唯物主義的世界觀教育,使學生正確地認識人類在自然界中的地位,人與自然協(xié)調發(fā)展的必要性,培養(yǎng)大學生探索科學的興趣,增強其珍惜生命和保護環(huán)境的意識。
三 課堂教學改革
進化生物學課堂教學既要符合課堂教學的一般教學規(guī)律,又要充分體現(xiàn)課程的獨特性。在教學過程設計上將學術性與趣味性有機結合,緊密聯(lián)系生活實際,并采用靈活多變的教法,豐富的多媒體資源,讓學生展開討論和辯論等形式激發(fā)學生學習興趣,進一步提高課堂教學質量。
1.課堂教學形式的改革,以學生活動為主體,師生角色互換
進化生物學是一門前沿的學科,有很多未知的內(nèi)容等待我們?nèi)ヌ剿?,對于一些前沿的問題,如恐龍滅絕之謎,地球之外是否有生命,下一次物種大滅絕的預測等問題,讓學生自行組織,用多媒體報告的形式做介紹,各小組相互提問,并按照評價表進行打分,小組成績就是小組成員的成績,以此培養(yǎng)團隊精神,讓學生真正融入其中,真正落實“以學生為主體”的教育理念。
2.靈活運用現(xiàn)代教學手段,提高教學質量和效率
對現(xiàn)代教學手段的大規(guī)模應用還存在褒貶不一的看法,但對于進化生物學課程而言,選擇有代表性的圖片、音像資料能吸引學生注意力,豐富課堂內(nèi)容。如古生物的化石,冥古代地球表面特征等,學生理解起來有一定的難度,但用一張想象圖卻能集中學生注意力,降低學習難度。另外,借鑒并剪輯國內(nèi)外大型探索片、紀錄片、科幻片中相關內(nèi)容及其中涉及的電影片段,如《宇宙的誕生》《與遠古人同行》等,這些音像資料有效地提高和調動了學生的學習興趣,也為進一步探討一些科學問題提供了證據(jù)和平臺。多媒體課件具有信息豐富、形象、通俗易懂等特點,學生易于接受,便于他們掌握重點內(nèi)容。
3.教學過程與觀察、實驗相結合,注重實踐教學環(huán)節(jié)
作為一門理論學科,必須要有實踐環(huán)節(jié)的支持,而生物進化的歷程有數(shù)十億年之久,無法真實再現(xiàn)當時的情境,這成了進化生物學實踐環(huán)節(jié)的難題。課堂教學主要從基礎課程植物學、動物學實踐教學展開,通過對以往知識的回顧、實踐結果的描述和多媒體圖片視頻展示,讓學生對生物進化歷程有一個初步的認識。對于有些歷史階段沒有化石等直接證據(jù),則利用解剖學、胚胎學和發(fā)育生物學等知識內(nèi)容,從現(xiàn)存的狀況去推斷過去的事件,如利用系統(tǒng)生物學方法通過對現(xiàn)生類群的研究,推斷生物的系統(tǒng)發(fā)育。還可以帶領學生參觀博物館、地質館,通過研究已滅絕的生物骨骼化石標本和對不同地質斷層進行分析比較的活動,讓學生獲取最直觀的認識,總的來看,效果還不錯。
四 展望
進化生物學從探索生命起源出發(fā),融會眾多學科內(nèi)容,以哲學思想概括總結出理論知識,通過認識生命來源和歷程,從而加深理解生命和尊重生命,以進化的思想升華生態(tài)環(huán)境保護的意識,樹立人類發(fā)展必須自覺地順從并維護生物與環(huán)境的協(xié)同演化的觀點,對于培養(yǎng)大學生系統(tǒng)地認識自然界具有重要意義。建議除了在生物相關專業(yè)開設必修課和選修課外,還應該在醫(yī)學院校、師范院校和綜合性院校廣泛開設公共通識課,特別是在將來從事科普工作、小學幼兒教育、心理學等相關行業(yè)工作的學生中開設通識課,以此培養(yǎng)學生樹立人與環(huán)境和諧可持續(xù)發(fā)展的觀念,建立正確的世界觀、人生觀、價值觀。
參考文獻