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生命科学与生物科学的区别范文1
关键词:生物信息学 遗传学 教学方法 教学内容
遗传学(Genetics)是研究自然界中生物的遗传和变异规律的科学,是生命科学领域中最为重要和基础的学科之一。它也是生物科学中一门最具活力,发展最迅速的理论科学,又是一门紧密联系生产实际的基础应用科学,对探索生命起源和本质,推动整个生物科学的发展起着巨大的作用。因此,遗传学作为生命科学相关专业的一门重要主干课程,在教学中起着举足轻重的作用。
一、生物信息学专业开设遗传学的必要性
20世纪80年代末,由分子生物学、计算机科学以及信息技术等学科的交叉和结合产生了生物信息学(Bioinformatics),它是基于分子生物学与多种学科交叉,以计算机为工具对生物相关信息进行储存、检索和分析的科学,是当今生命科学和自然科学的重大前沿领域之一。近20年,特别是随着人类基因组计划(human genome project,HGP)不断拓进,生物信息学作为跨越和融合生命科学与信息技术的新兴学科已成为生命科学核心领域和最具活力的前沿领域之一。生物信息学专业应运而生。国内单独设立生物信息学本科专业的高校较少,且普遍较晚。
遗传学与生物信息学两个学科之间关系密切。有国内学者利用美国《科学引文索引》(SCI)数据库web of science,运用文献计量学方法对8种权威生物信息学期刊2001年至2010年于2011年1月15日之前上传至wed of science的全部文献进行统计及分析。对施引文献按跨学科强度排列的结果显示,遗传学及基因与生物信息学跨学科文章发表量居第二位,仅次于生物化学与分子生物学。这说明,生物信息学与遗传学直接的跨学科研究较多,二者交叉学科的发展关系密切。因此,生物信息学专业开设《遗传学》课程十分必要。
二、遗传学教学中存在的问题
多年来,不同专业的《遗传学》课程的教学过程中涌现出一些共性问题,这些问题在生物信息学本科专业的教学过程中也存在。一是,学科拓展深化与课时压缩之间的矛盾。随着遗传学研究范畴的不断拓展,新的学科分支相继涌现,信息量逐步扩增,待教授内容逐渐增加且显得零散。但随着大学素质教育改革的进行,更多新的选修课、实验课被引入,遗传学理论课时被压缩,课时减少与内容增多的矛盾日益突显。二是,遗传学与其他课程教学内容设置与组织易重复。学科交叉为科研工作提供源源不断的动力,但在教学工作中学科渗透也造成教学内容重叠,基础和关紧技术重复教学的问题。例如,分子遗传学是遗传学重要组成部分,是目前遗传学研究的重点和热点,与生物信息学关系最为紧密,它包括的遗传物质的本质,基因的调控,基因重组等内容也在基因工程、分子生物学、细胞学等课程中作为讲授重点。如何利用有限的理论课时,合理安排教学内容,提高教学效率值得思考。
与此同时,生物信息学作为比较新的本科专业,开设各课程之间的衔接问题也比较突出。生物信息学专业的学生在大二开始全面生命科学和信息技术相关程学习。在理论知识在实际中如何应用缺乏概念,学生达不到共鸣,这也是生物信息学专业低年级学生面临的通病。遗传学课程安排在大学二年级上学期讲授,对于刚刚接触专业课程的学生而言本来就陌生,而且信息技术和生命科学相关课程独立讲授,二者貌似是两条平行线,怎样相交碰撞出火花,对于学生来说很难结合,必须由任课老师在授课过程中充分引导。传统的《遗传学》课程教学注重以杂交分析为主的经典遗传学理论的讲解,很大篇幅集中在三大定律(分离定律、自由组合定律以及连锁和互换定律)的教授上。遗传学课程教学重点集中在经典遗传学定律,经典案例跟不上学科发展。这个问题已经被一线教育工作者认知。
综上,由于学科本身发展迅速,涵盖知识范围越来越广,课时压缩等原因,容易让学生在学习过程中对该课程产生“内容太发散”“课时进程快”“知识跨越大”等认识,不利于课程的学习。由此可能造成,内容广泛且繁杂“抽象且深奥”枯燥无味,容易让学生觉得难或者枯燥。学生学习主动性不高。因此,在教学实践中,针对不同专业性质和培养目标存在的差异,不同专业《遗传学》课程教学应在知识体系、内容侧重点、教学方法等方面在各专业间有所区分。特别是生物信息学这种学科交叉性强的专业,如何实施该专业本科生遗传学的教学,以达到即符合本科教学难易程度的要求,又被大多数同学接受,同时能符合生物信息学学科自身特点,需要在教学过程中逐步的探索与实践。本文将结合资深授课教师经验及笔者生物信息学本科专业《遗传学》教学经历对这一问题进行阐述。
三、教学过程中的探讨与实践
1.制定具有专业特色的教学内容
(1)优化教学内容,关注专业需求
生物信息学专业的课程教学中,遗传学相关知识是需要讲授的重点。传统遗传学课程教学将重点内容集中于经典遗传学定律及其相关知识的讲授,其优点在于能够帮助学生打牢遗传学知识基础,缺点在于教学内容过于单一,没有包含遗传学重要分支的最新知识,无法与当前的研究热点联系起来,学生学习兴趣不高。随着国际遗传学研究的深入,分子遗传学和群体遗传学得到长足发展,极大地丰富了遗传学的知识体系。为了紧跟国际研究前沿,国内许多高校对遗传学课程进行了教学改革,在经典遗传学教学的基础上,纷纷加入了分子和群体遗传学的教学内容,为后续开展更深入的专业研究和学习奠定了良好的知识基础。为了帮助学生对遗传学知识体系形成全面而系统的认识,结合生物信息学专业特点,在教学设计时借鉴了以“遗传信息”为主线的教学思想,教学内容涵盖了“经典”“分子”和“群体”三类主体遗传学内容。在现实教学中,受遗传学课时限制,对所有遗传学知识点进行了梳理和必要的删减,既把握三种遗传学知识的内在联系,做好各部分知识的教学衔接,同时注意区分三者的不同,突出教学重点,做到“主题鲜明,重点突出,点面结合,结构清晰”,使学生在掌握经典基础理论知识的同时了解最新的遗传学研究进展。
(2)生物信息学专业遗传学课程与其他课程的衔接
遗传学是研究生物遗传和变异的科学,以遗传物质结构和功能为研究对象,是生命科学的主干。因此,与其他学科在内容上有交叉或重叠无法避免。同中求异,突出遗传学的特色,是教学中值得研究的问题。遗传物质的本质、染色体畸变、基因突变、遗传调控等章节与微生物学、细胞生物学、生物化学内容重复较多,可以强调知识结构的完整性,淡化这些内容的分子结构和生化过程的讲解。例如,结合孟德尔定律和摩尔根定律案例,着重从染色体和基因角度切入,增强遗传学色彩,同时对其他课程起到提纲挈领的作用。
(3)结合生物信息学,引入最新研究成果,体现前沿性
在处理好学科衔接之后,还需要关注的就是内容与生物信息学的结合。学生在学习过程中,最想了解的莫过于,这门课程与我的专业有什么联系?因此,在讲授内容中加入生物信息学手段解决遗传学问题的新成果既体现前沿性,又能提高遗传学课程的专业针对性。教师平时要多注意积累教学素材,对于现阶段比较热点且与生物信息学相关的、应用性强的问题,要在课程基础知识讲授后,进行一定拓展。例如,在讲授基因定位和遗传图绘制时,引入用EST进行基因定位及遗传图谱绘制等内容;在讲到遗传家谱时,引入通过对患病群体或家系进行外显子组测序分析,对小家系孟德尔遗传病的致病基因进行鉴别和定位的例子。通过引入生物信息学教学例子,不仅可以使学生加深对遗传学知识的理解,还可帮助学生了解生物信息学最新进展,激发对后续生物信息学专业课程的学习兴趣。
2.教学方法多样化,提升学生学习兴趣
遗传学教学内容繁杂、理论性强,不易理解。为了提高教学效果,在教学模式上必须变“以教师为主体”为“以学生为主体”,注重采用灵活多样的教学方法和手段,开展多媒体教学、案例教学和研讨教学等,将传统抽象、枯燥的说教式教学转变为具体、生动的参与式教学,增强教与学的双向互动。
(1)多媒体教学方式
计算机多媒体辅助教学改变了传统的黑板加粉笔,以教师为中心灌输式教学模式。多媒体通过实时可交互的多维动画及图像展示,可以增强教学内容的展示效果,提高课堂教学的信息量和容积率,提升学生学习兴趣,加深对枯燥晦涩知识点的理解,提高教学效率。充分利用多媒体课件的超文本功能、交互功能、网络功能的优势,比如Holliday模型是分子水平上关于遗传重组机制的重要模型,很好解释了基因转变现象。在讲到Holliday模型时,为了让学生直观了解单链交换重接及分支移动后的Holliday交叉旋转180度形成Holliday异构体的过程,采用了动画、图片、电子板书相结合的方式,很容易让学生理解空间旋转互换的过程,以及基因转变产生的原因等较难理解的知识点,反响较好。此外,声音、视频、动画、图片等便于学生拆解枯燥内容。
(2)案例教学
案例教学是一种创新型的教学方式,主要通过开放课堂、增强互动,培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。案例教学需要结合本课程的专业理论知识,着眼于达成课程教学目的,编写和准备基于一定事实且具有一定场景的教学案例,这些教学案例要能够启发学生的思考,促进学生将从外部学习的知识吸收转化内在的专业素养和能力。在教学实践中,教学案例是“教”与“学”互动的桥梁和纽带,使枯燥乏味的学习过程变得活泼有趣;“教”不是告诉学生怎么去做,而是启发学生如何去思考,对学生针对案例问题提出的解决思路进行引导和评价,鼓励学生创新性思考,找到最优的问题解决方法;“学”不是被动的接受,而是主动的思考和创造,通过与他人而不仅仅是老师进行互动和交流,加深对知识的理解,培养解决实际问题的能力。
案例教学的核心是精心设计教学案例,将知识内化在符合实际又富于想象的故事情景中,使得学生通过身临其境将抽象的理论知识具体化,学会如何用概念性和原理性知识在实际工作和研究中解决问题,进而加深对特定原理和概念内涵的理解。在教学实践中,先以典型案例提高学生兴趣,把抽象的东西具体化,让学生变被动接受为主动思考,激发学生的求知欲。注重培养学生创造力和解决问题的能力。通过案例的分析,深化学生对基本原理、基本概念的理解。案例教学能很好地启发学生进行自主思考,对于理论性较强,比较枯燥的内容,通过案例式教学能激发学生学习兴趣。所举案例应具有针对性,要考虑案例产生的时间、背景和条件,要贴近生活,耳熟能详,与时俱进。在处理问题的同时,获取知识。进行案例教学过程中,要注重与学生的互动。围绕教学目的,选择合适案例,进行启发式教学,调动学生参与性。教师不能一味平铺直叙的讲案例,还要注意学生的参与度。只有学生和教师共同参与,才能达到预期教学效果。
(3)以学生为主体的教学
以往课程中,往往针对经典类型习题进行讲解,参考“标准答案”。在实际教学中发现,这样往往造成学生思想禁锢,学科交融性不够。特别是对于生物信息学专业的学生来说,传统习题课或者讨论课,没有实用效果。习题课及讨论课应注重实用性,关注遗传学与生物信息学学科发展与融合,设置开放性答案,突出培养学生创新性的应用能力。
课堂教学不仅要“授业”,更要“传道”,即培养学生如何学习和如何思维。根据教学内容和学生的认知水平,研究、讨论、交流式的教学模式的引入,有助于调动学生积极性。采用专题自学,规定材料与学生自学有机的结合起来,开展研讨,充分体现学生观点。同时,教师只起到点评引导作用,能培养学生获取信息、分析问题、创造性的解决问题的能力,有利于学生形成科研创新意识。教师如何正确引导是开展研讨式教学的重点。首先,应明确课程在相关领域中的作用和地位,了解课程的教学内容,选择课程中适合研讨的内容,并将研究与讨论贯穿教学的全过程。在选择题目时,要考虑专业相关程度及考虑不同学生层次的需求,考虑学生个体间的差异,难度适宜。
四、结语
生物信息学本科专业遗传学的教学,以孟德尔定律为基础,分析遗传物质的存在形式、传递、保存及变化,课程脉络更加清晰,通过案例教学的等教学模式,激发兴趣,并有利于与后续课程连接,在实践教学中体现了比较好的教学效果。因为生物信息学专业的需求与传统生物专业有差异,教学内容侧重点不同这给教师备课增加了难度。同时,在期末考核时,由于讲授侧重点不同,考试侧重点也应有所区别,在师资允许的前提下,引入小班教学,有利于教学侧重点突出。后续课程如果设置分子遗传学,将使知识体系更加完整。
参考文献:
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生命科学与生物科学的区别范文2
教学大纲修订
在制定不同专业生物化学教学大纲时重点考虑:一是课时区别;二是实践教学区别;此外还有理论基础知识的难度、深度区别。生物科学、生物技术专业本科班的生物化学教学因相关学科微生物、分子生物学、遗传学等学科教学的需要增加了理论教学的课时数、深度与难度,实践教学则关注与其他学科的联系与互补。生物技术及应用专科专业要求的是掌握基本的理论知识,重在实验实践技能的掌握与了解。而化学专业强调学生除了了解生物化学的基础知识外,着重掌握与化学研究密切相关的如有关物质的合成、物质分析测定等方面的知识与技能。总之,教学大纲是课程教学工作的指南以及对该课程掌握程度的反映,各专业应根据专业人才培养目标的不同拟定不同的教学大纲。
教材选择与教学参考书推荐
如上所述,不同专业的生物化学教学内容、教学难度深度、不尽相同。如何使教学内容落到实处,教材选择和教学参考书推荐显得尤为重要,教材体现了课程主要内容和教学的基本要求,作为教师传授知识的重要媒介,它是确保有效教学的重要依据[2],一本好的教材不仅学科特色鲜明、重点突出,还反映了学科的研究水平和研究进展、研究前沿,能有助于提高学生的科学思维能力和创新能力,提高学生自主学习能力[3]。而教学参考书是对课堂教学内容的重要补充与延伸,能有效指导学生进行科研活动,有利于学生开阔视野,对培养学生的自学能力、创新能力有显著效果。在教材与教参选择上除了考虑不同专业的需求,总体原则还要把握的是尽可能选择国家规划教材、优秀教材和精品课程教材,此外还要注意教材、教参的更新与教参量的要求,不能应付了事而只随便列举一本两本教学参考书,也不能广而泛大量要求学生阅读,而应该是针对不同专业学习程度的需求尽量精而简,这样才能达到事半功倍的效果,有效提高学生对专业知识和专业技能的掌握程度,增强学生的自学能力和创新能力。
教学模式与方法的探讨
在教学模式与方法探讨这个问题上,已经有很多作者对不同专业、不同学科甚至是不同院校的教学改革做了大量的研究工作。笔者也曾对普通高校生物化学教学方法进行了初步探讨,提出了激发学生学习自主性的几点有效教学方法和教学途径[4],可以说对各专业的生化教学都有一定的促进作用,但通过教学对比,发现相同教学模式与教学方法下,各专业的教学效果还是有区别的,究其原因,主要是不同专业学生的基础学识水平不一样、相关学科知识量不一样、学习习惯也不一样。比如,高职高专层次的学生因基础知识掌握相对薄弱,学习上习惯等待老师发出相应指令才行动,课堂信息量就不宜过大,否则极易产生厌学心理,所以,高职高专的教学以适量、注重实践性和应用性、简单明了为主,而本科专业的学生入学基础较好,求知欲也较强,就可适当加大课堂信息量及布置较多的课后自主性学习内容。总之,不同专业的学生采取不同的教学模式与教学方法,更有利于教学的开展、学生知识的掌握和能力的提高。
注重不同专业先修学科与后修学科间的联系
无论是生命科学的哪个专业,生物化学都是多门专业基础课程的先修学科,是学习其他相关课程的前提基础,而不同专业学科间的联系和递进关系有所不同。比如,生物科学、生物技术专业的生物化学与微生物、遗传学、分子生物学、酶工程、基因工程等课程的联系都较紧密,内容上有很多的交叉知识点,而高职高专生物技术及应用专业则主要是与农业微生物、土壤学、普通遗传学、生物技术概论等课程有一定相关,教师在授课内容的选择上就应该针对不同专业着重强调与其余学科相关的基础知识、基本技能的理解与掌握,真正起到先修学科对后修学科的辅助和打基础作用,这也是提高学生学习兴趣与学习动力行之有效的方法。
生命科学与生物科学的区别范文3
关键词:高中生物教学;生物概念;教学策略
生物概念是人类在学习和探索生命科学的过程中,通过观察、实验、分析、综合后对生物表象及其内部生理机制的概括总结。生命科学中的原理、规律和生命现象都是通过概念得以清楚阐释,新课改下的生物课程标准对概念教学提出了更为详细的要求和指导,旨在将概念与生活实践或实验活动紧密联系,并提出了具体的活动建议。针对不同的生物学概念,教师采用恰当的方法帮助学生探究,更有利于学生学习生物学的理论知识和研究方法,发散思维、积极创新。
一、概念教学的策略
1.类比法
类比法就是将抽象的生物概念类比成学生已经掌握的概念,并且两者的某些特征相似,使概念具体形象化。例如,将细胞有丝分裂的周期比喻成时钟的周期,强调周期的起点终点相同、连续性、顺序性。又如,氨基酸的相关公式,氨基酸的数目减去肽链的数目等于肽键的数目,简单类比为人的手,氨基酸的数目类比为五个手指,肽链数类比为一只手,肽键数目就为指缝连接处,这样就可以很直观地理解公式。
2.创设情境法
教师要运用恰当的实例,创设一定的情境,阐释概念的具体内容,体现概念的本质和延伸,让学生注重生物科学与实际生活之间的联系,意识到生物学的重要性。
例如,种群、群落、物种、生态系统这些概念易被混淆,教师可以让学生观察一些图片或视频,创设情境,如观察一座山上的生物,这座山上所有的山羊可以称为一个种群;这座山上的山羊种群、松树种群、老虎种群等所有种群组成群落;这座山上的群落和它的无机环境包括水、阳光、空气等组成生态系统。又如,反射弧的讲解,可让学生体验膝跳反射,引导学生找出反射弧的结构,加深印象。
3.比较法
比较法是通过比较事物的相同或不同特征,分析得出事物的本质特征。有许多概念字面意思、内部含义或属性比较相似,通过比较后找出概念的突出特点,避免混淆相似概念。例如,比较减数分裂和有丝分裂的异同(见下表)。
减数分裂和有丝分裂比较
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续表
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从表1中看出减数分裂的概念中强调了“生殖细胞”“子细胞染色体数目减半”,而有丝分裂强调“周期性”“细胞的增值”,通过观察染色体的行为可以判断一个正在分裂的细胞处于某个时期。
4.概念图法
概念图法指用方框、圆圈、箭头把相关的概念有机地联系起来,并说明两个概念之间的关系,将这些有关概念整合成网络结构,有利于学生形成知识网络。例如,动物和人体生命活动的调节(见下图)。
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动物和人体生命活动的调节
5.实验探究
通常按照提出问题、做出假设、设计实验、得出结论、分析结果等一般探究过程引导学生学习概念生成。让学生从观察疑问中获得兴趣,然后积极思考,增强学生的动手能力、实验探究能力、分析解决问题的能力。例如,光合作用、酶的探索过程和生长素的发现过程等,都可以通过实验探索归纳总结生命物质的来源、功能和本质。渗透作用可以通过渗透模拟实验、动物红细胞吸水失水实验、植物细胞的质壁分离实验探究。
二、各种方法的综合利用
根据课程需要,教师应该从不同的角度思考和理解概念,运用多元教学方法,灵活运用概念教学的方法,发掘学生的潜力,在教学中列举一些科学实例,使学生领会生物学的重要性,创新思维,探索新的学习方法。
例如,讲解减数分裂时,可用图片展示其每个时期的特点;用动画展示其整个变化过程;用比较法辨析有丝分裂和减数分裂的异同,增强学生的分辨能力。又如,光合作用的讲解,用实验探索分析总结概念,用动画视频深入分析其内部机制,比较光反应和暗反应的有关概念,找出两者的区别和联系。
三、总结及展望
知识的学习要经过认知、理解、记忆、熟悉、应用等几个阶段,其中最重要的是对概念的理解和学习,只有教师充分认识到高中生物概念教学在整个知识学习过程中的重要性和特殊性,在实践中不断地探索,灵活运用恰当的方法,创新教学模式,促进学生对概念的理解,才能培养学生学习生物学科的兴趣,优化教学质量,提高学生的学习效率。
生命科学与生物科学的区别范文4
一、确立生物学科的基本观点
生物科学中,有许多朴实而又博大的基本观点。这些基本观点不仅对学好生物学科有非常关键的作用,而且对学生的求知、生活、做人等都有非常重要的指导价值。教师必须充分地利用每项生物教学活动,让学生在学习过程中,逐步明确、认同、确立这些基本观点。
(一)唯物的观点
一切生命和生命现象都有其物质基础:生命起源的物质性——最初的生命是由非生命物质在极其漫长的时间内,经过极其复杂的化学进化过程演变而成的。生命的物质性——C、H、O、N、S、P等元素组成了核酸、蛋白质等化合物,这些化合物构成了生物体结构和功能的基本单位——细胞。生命现象的物质性——生物的新陈代谢、生长、应激性、生殖发育、遗传变异等一切生命现象、生理过程均可给以物质基础上的解释。
(二)辩证统一的观点
自然界、生命、生命现象是相互联系、相互制约、辩证统一的:生物界和非生物界的统一性——生物有明显区别于非生物的基本特征,但一切生命均由非生物界中的普通元素组成,且与非生物界进行着物质和能量的交换。细胞和生物体自身结构的统一性——这些自身结构各有其结构和功能的特点,但同时又相互联系,组成一个统一的整体。生物体结构和功能的统一性——这是生命科学最基本的观点之一。如:叶绿体、线粒体的结构分别与光合作用、呼吸作用相统一;脊椎动物前肢的结构与其各自特有的功能相统一;鱼的形态结构适于水中生活;家鸽的形态结构适翔生活,等等。生命活动的辩证统一——同化作用和异化作用,光合作用与呼吸作用,遗传与变异,生长与衰老等,正是在这一系列的矛盾、对立中,生命及生命活动才有 了其完美的、和谐的统一。生物之间及生物与环境之间的辩证统一——生物与生物之间、生物与环境之间进行着生存斗争,而生存着的生物均在一定程度上适应了环境,正是这种既斗争又统一的各种复杂关系,构成了生态系统,建立了动态平衡。
(三)动态、变化、发展的观点
组成生物的物质、生物体本身、生物界都是在不断的运动、变化、发展的。生物的组成物质是动态变化的——生物体的新陈代谢使生物体每时每刻进行着新旧更换。细胞和生物个体是动态、变化的——他们都有一个发生、成长、衰老、死亡的动态变化过程。细胞和生物个体的结构与生理、生物和环境的关系等也是动态、变化、发展的。
二、培养创造性思维
创造性思维是创造力的核心,它是指改组已有知识、经验,从而产生新颖的、具有社会价值的成果的思维。其特征是具有高度的主动性与积极性、独特性与求异性、流畅性与变通性、抽象性与形象性的统一,逻辑性与非逻辑性的统一。结合这些特征及生物学科教学的特点,我们可以构建培养学生创造性思维的有效途径和方法。
(一)落实主导、主体思想,实现课堂教学民主
课堂教学民主是师生共创的,符合“主导、主体”思想,是存在于课堂教学中的师生间的平等、互助、参与、进步的“精神民主”。它可以创设出一种民主、和谐、开放的课堂气氛,极大地调动学生学习的积极性、主动性,大胆地思考、质疑和创新。根据课堂教学民主化思想,生物学科教学可以结合教学内容,灵活运用其两大主要形式,即直接式和间接式教学,开展课堂教学改革实践:教师的直接指导可以在前,起开路带头作用;可以在教学过程中,起辅助学习作用;也可以在后,发挥点拨、解惑、答疑作用;教师也可以应用不明示的、非命令式、非结论式、不作详细指导的间接指导:教师可以讲,可以不讲,可以多讲,也可以少讲。这样,让学生有足够的时间、空间去主动思考、质疑:这个生物学概念是否准确、完整,有无例外?这个生物学实验的设计是否科学、有什么干扰因素?该观察结果、生命活动或生理现象如何从本质上作出规律性的解释?等等。
(二)精心创设问题情境,培养创造性思维方法
从心理学角度,可以抽引出许多种创造性思维的方法,具有普遍 性意义的有:发散思维法、集中思维法、逆向思维法、侧向思维法、治弱思维法、统摄思维法、组合思维法、辩证思维法等。生物教学中,这些思维方法的培养途径很多,其中创设问题情境,通过探究、分析、归纳、综合、推断等过程,是最基本、最重要的途径。我们可以在新课导入时创设问题情境,培养学生的发散思维、侧向思维等;可以在解决教材的重、难点问题时创设问题情境,培养学生的集中思维、逆向思维、辩证思维等;可以在新旧知识的联系教学时创设问题情境,培养学生的治弱思维、集中思维、侧向思维等;可以在学习生命现象研究的进一步深化、概念内涵进一步丰富及外延进一步拓宽的过程中,创设问题情境,培养学生的统摄思维、集中思维、辩证思维等。
生命科学与生物科学的区别范文5
1.充分体现了生物学科教学的全面育人功能新
大纲不论在指导思想上,还是在教学目的的确定、教学内容的选择与安排等方面,都力求体现“三个面向”的精神,力求适应21世纪我国社会主义现代化建设对高中生物教学的客观要求,充分体现了生物学科培养全面发展的现代人的育人功能。
(1)知识内容体现基础性、时代性、实用性,并注意了同义务教育大纲的衔接。新大纲必修部分包括三方面内容:一是关于生命的物质基础和结构基础的内容;二是关于生命活动本质的内容;三是生物界的发展和生物与环境的内容。这些内容是揭示生命活动基本规律的知识,是对初中生物课知识的综合、概括和提高,是作为未来社会各类人才都必须的基础知识,突出了基础性的特点。
新大纲在内容选择上体现了很强的时代性。如必修部分的“细胞的分化与衰老”、“细胞的癌变”;选修部分的“免疫知识”、“生物固氮”、“发酵工程”、“细胞工程”、“基因工程”及选修和必修部分都涉及的“生态环境的保护”等,这些内容反映了现代生物科学的新进展,带有很浓的时代气息。
作为基础教育的一部分,新大纲在内容选择上还十分重视知识内容的实用性。如必修部分的“细胞的癌变”、“植物激素的调节及其应用”、“人类遗传病与优生”、“环境与人体健康”、“无公害绿色食品”等;选修部分的“人体生命活动的调节和免疫”、“生物固氮在农业生产上的应用”、“细胞质遗传及其在育种中的应用”、“地球、生物圈与人”等。这些内容与生产、日常生活和自然实际密切相关。通过这些知识的学习有利于使学生认识生物学知识在生活、生产、科学技术发展等方面的应用,获得有利于增强体质、加强自我保健的知识。
(2)更加重视对学生科学素质的培养。培养学生的科学素质包括:科学知识、科学态度、科学方法、科学手段、解决问题的能力等。新大纲在教学目的中明确指出:“要使学生掌握生物科学的一些基本方法,具有较强的观察、实验、思维、自学等能力,提高科学素质。”明确了观察、实验、思维、自学方面的能力,提出有“较强”的能力要求。比原大纲只提出“自学”、“观察”、“分析和解释”的“初步能力”有更进一步的提高。在教学目标中进一步将科学素质培养目的具体化:在能力要求中提出了要求“比较熟练地掌握显微镜的使用”;要求“能够运用语言、文字、图、表正确描述所观察到的生物体和生命现象”;要求“初步形成分析、综合、比较、判断和推理的能力”;要求“初步掌握基本的生物科学研究方法,并逐步确立适合自己的一套学习方法,养成良好的自学习惯”;要求有“初步的研究能力和创造能力”。
在知识教育目标中增加了“使学生了解现代生物科学研究主要的新成就和发展趋势”的要求。
在思想教育目标中增加了“养成实事求是的科学态度,培养不断探求新知识的精神和合作精神”的要求。
对学生科学素质培养的加强,还突出表现在增加了较多的实验、实习的数量和类型。原大纲高中必修部分只有5个实验、实习,新大纲增加到了24个。原大纲中的实验大多是观察实验,新大纲增加了“生物组织中可溶性糖、脂肪、蛋白质的鉴定”,“酶的高效性和专一性”,“DNA的粗提取与鉴定”,“几种果蔬VC含量的测定”等定性和定量实验。此外,还安排了“性状分离比例几率的模拟”,“模拟通过分子杂交鉴定人与猿间的亲缘关系”等模拟实验,特别是增加了“植物的向性和感应性现象的实验设计和观察”,“设计并制作小生态瓶,观察生态系统的稳定性”,“根据当地农业生产情况,设计一个农业生态系统”等让学生自己设计实验的项目。
实验数量的增加,使学生具有更多的动手操作、进行实验的机会,实验类型的丰富可使学生接触到更多的生命科学实验、研究方法,因而有利于培养其科学素质。
(3)更加明确了思想教育要求。原大纲思想教育要求只提到辩证唯物主义和爱国主义两方面。新大纲在教学目的中增加了“帮助学生逐步建立科学世界观,培养高尚的道德情操”的要求;在教学目标中提出了“初步形成生物进化观点和生态观点,逐步建立科学的世界观”,“懂得爱护自然界的生物,认识保护生物资源的重要性,形成环境保护意识”,“养成实事求是的科学态度,培养不断探求新知识的精神和合作精神”等要求。大纲还把“提高身体心理素质”作为教学目的明确提出,在教学目标中提出要“促使生理和心理健康”,在“教学中应注意的几个问题中”提出要“培养学生良好的道德情操、行为习惯和心理素质。”这些要求一方面结合了生物学科的特点,另一方面体现了培养社会主义接班人的思想素质要求。不仅要求学生形成辩证唯物主义的观点,能够热爱祖国,热爱家乡,而且能够对于生物界、生物科学、大自然和生态以及人类社会普遍存在的资源开发、人口控制、环境保护等重大问题有正确科学的观点,形成高尚的品质和情操,在未来社会的激烈竞争中,能够具有创新和合作进取精神,具有良好的道德情操、行为习惯和心理素质。
大纲还在“教学中应注意的几个问题”中对思想品德教育的方法和手段提出了要求。要求“努力挖掘教材中的德育要素,做到教书育人。在教学中要做到潜移默化,寓德于教。”“要坚持教学的科学性和思想性相统一,增强思想品德教育的针对性和实效性。”提出了帮助学生树立科学的世界观,对学生进行生态学观点和环境保护意识的教育及生物进化观的教育,增强学生的民族自豪感,教育学生热爱祖国、热爱家乡,帮助学生树立科学的价值观,培养学生良好的道德情操、行为习惯和心理素质等的方法和途径。
2.充分体现了“指导”的职能
大纲是指导教学的纲领性文件,是编写教材的依据、教学的依据、评估教学的依据和考试的依据。新大纲不仅明确了教学的知识点,而且提出了3个层次的教学要求,即“了解”、“理解”、“掌握”,并且在附录中对3个层次的要求作了明确的说明。同样,大纲在学生实验、实习方面也提出了“初步学会”、“学会”2个层次的要求,对这2个层次的涵义作了明确的界定。从而能更好地发挥大纲的4个依据作用。尤其是可以克服教师在教学、教学评估及考试中的主观随意性,保证教学质量。
大纲首次对“考试、考查、教学评估”以及“教学设备”提出了明确要求。规定必修课的考试,第一学期由学校进行;第二学期属会考性质的水平考试,要求学生能达到教学大纲的基本要求,考试由各省(自治区、直辖市)教育行政部门统一安排。选修课的考试由各校安排,一般每学期一次。大纲对生物实验考查也提出了要求。大纲还对教学评估提出了要求,提出了教学评估的目的,明确了课堂教学评估及实验教学评估的主要项目。课堂教学评估包括:目的要求;教学内容;教学结构;方法、手段;教学效果。实验教学评估项目包括:目的要求;教材用具;实验操作;实验效果;实验开设率等。大纲在“教学设备”中提出,要“配备各项有关实验设备,使之达到国家教委制订的高中生物教学大纲和教学仪器配备目录规定的要求”,要保证按质按量完成高中生物课堂教学、观察、实验、探究、实习、演示等教学活动。
此外,大纲还对生物教师、实验员及学校在充分利用现有教学设备,合理和科学地管理、使用现有设备上提出了要求。
大纲是指导教学的纲领性文件,它的这些规定,充分体现了其“指导”职能,有利于保证教学的到位,保证实验、实习的质量,对提高高中生物教学质量具有重大的意义。
3.体现了统一性和灵活性
大纲作为一种指导教学的纲领性文件,为保证教学质量,必须有其统一的要求。大纲提出的教学目的、教学目标要求,是通过教学必须达到的,大纲规定的课时安排必须执行,大纲规定的基本教学内容范围及深度也是教学的基本依据,这是大纲的统一性。与原大纲相比,新大纲教学目的要求、教学目标明确具体,特别是对各知识点和学生实验、实习提出了不同层次的统一要求,减少了教师教学中的随意性。但是,我国幅员辽阔,地区间、学校间差异较大,从适应不同学校、不同学生的需要来看,在保证达到基本教学要求的前提下,应有一定的灵活性。
新大纲的灵活性体现在:一是对知识点的叙述较为概括,如生物体的基本特征,原大纲中列出了“细胞结构、新陈代谢、生长现象、应激性、生殖和发育、遗传和变异、生物与环境的相互影响”等,新大纲只列“生物的基本特征”,不再列出特征的具体内容。又如,染色体变异,原大纲中列出了“染色体数目变异,染色体组的概念,二倍体、单倍体、多倍体的概念,人工诱导多倍体在育种上的应用”等细目,新大纲只列出“染色体变异”,对具体的内容不作过细、过死的规定。新大纲的灵活性还表现在有些知识内容和学生实验、实习项目是作为选讲、选做列出的。如“基因的连锁和互换规律”、“光合作用的碳代谢类型简介”、“生物固氮过程简介”、“酶工程简介”等都是选讲内容;“影响酶活性的实验”、“ATP的生理作用”、“动物激素饲喂小动物的实验”、“用当地某种生物做有性杂交实验”、“调查人群中的遗传脖、“自生固氮菌的分离”、“学习植物组织培养技术”等实验、实习项目都列作选做。
此外,大纲还安排了10课时的地方教材和机动时间。要求“在教学中要注意因地制宜,联系本地区的生物种类和经济发展等实际情况进行教学。同时,要认真完成生物课乡土教材的教学任务。”乡土教材的教学要求,为各地因地制宜,选择教学内容创造了条件。
贯彻新大纲精神应注意的几个问题
新大纲的颁布,为开创我国高中生物教学新局面创造了良好的条件,但是要贯彻新大纲的精神,实施大纲的教学要求,还必须解决好以下几个问题:
1.要认真学习新大纲,深刻领会新大纲的精神
如前所述,新大纲与原大纲无论在教学目的要求、教学目标、知识内容选择及教学要求、思想品德及能力培养等方面均有较大的区别。只有深刻领会这些精神,才能使大纲的精神得到充分的体现,落到实处。
2.要加强学习,更新知识,适应新的教学要求
新大纲增加了不少原大纲中所没有的知识内容。这些内容大多反映现代生物科学的新进展,教师若不加强学习,更新、扩展自己的知识,就难以适应新的教学要求。
3.转变教育思想,改进教学方法
新大纲从素质教育和从培养未来社会合格的接班人出发,提出了更高的要求,如思想品德教育、能力培养等方面的要求,要达到这些目标要求,教师必须转变教育思想,真正从素质教育要求出发,改进教学方法,使长期存在的应试教育向素质教育转化,从面向少数学生向面向全体学生转化,从重智育向知、情、意、行协调发展转化,从重知识、理论向理论联系实际、知识和技能、能力并重转化。
4.积极创造条件,开好实验
生物学是一门实验科学,观察和实验是生物科学的基本研究方法。新大纲增加了许多实验和实习的内容,体现了生物学科的特点。但是开设实验受到许多条件的制约。在原有5个实验、实习的基础上增加到24个,学校的实验设备难以适应新的教学要求,学校及有关部门应尽早根据新大纲的要求,配备实验设备;教师应在已有条件的基础上尽量创造条件,开齐上好实验,否则就难以落实大纲的教学要求。
生命科学与生物科学的区别范文6
摘要:中学生物教师专业化发展,是生物教师职业专业化的基础,是培养优秀中学生物学科教师的目标,发展途径是应用生物学基本观点,指导教育实践和生活;增强实验动手能力,能通过实验补充及拓展学生视野;关注生物前沿发展,并转化为教学素材;以研促教,培养学术研究能力;充分利用校本资源,提高生物学科素养;深入学生群体,不断改进教学方法。
关键词:生物教师专业化 生物学观点 实验能力 生物前沿 学术研究
教师专业化,就是教师按照工作岗位的需要,通过不断的学习与训练,获得学科专业知识与教育专业知识技能,实施专业自主,表现专业道德,逐步提高从教素质,取得相应的专业地位的过程[1]。
中学生物教师专业化发展,是生物教师职业专业化的基础,是培养优秀中学生物学科教师的目标,也是提高中学生生物科学素养的重要措施。针对学科特点和教师发展现状,拟从以下几个方面进行探索。
一、应用生物学基本观点,指导教育实践和生活。
生物学科教师专业化,应有别于其他学科教师专业化,能够以生物学基本观点指导实际便是其中之一。
除了生物学基础知识和基本技能外,在生物科学中,还包括许多朴实而又博大的基本观点,有唯物观点、辩证统一观点,用动态、变化、发展的观点观察研究的思想方法,创造性
思维等。这些基本观点不仅对学好生物学有非常关键的作用,而且对实践者的求知、生活、做人等都有指导价值。
教师应在基础知识、基本教学能力培养的基础上,通过生物学科的教育实践和工作生活,充分体现生物学科的教育价值,增强生物学科意识,促进自身的专业化发展。
(一)唯物的观点
一切生命和生命现象都有其物质基础。最初的生命是由非生命物质在极其漫长的时间内,经过极其复杂的化学进化过程演变而成的,体现了生命起源的物质性。C、H、O、N、P、S等元素组成了核酸、蛋白质、糖类等化学物质,这些物质构成了生物体(病毒除外)结构和功能的基本单位——细胞,体现了生命的物质性。生物体的生长发育、生殖、遗传变异、应激性等一切生命现象都基于细胞的新陈代谢,都可给予物质基础上的解释,这反映了生命现象的物质性。
贯彻唯物观点,建立科学发展观。比如对于生命的起源问题,能更进一步认清神创论或创世说的不科学性,为进化论的提出铺设了基垫。
贯彻唯物观点,培养实事求是,理论联系实际的工作态度。主观意识要适应客观环境,不脱离现实生活,不违背事物发展的客观规律,正确认识自己,从实际情况出发,促进自身不断发展和完善。
(二)辩证统一的观点
构成各生物体的元素都可在非生物界找到,没有一种元素是生物界特有的,说明了生物界和非生物界的统一性。不同的细胞都有相似的结构组成,体现了细胞结构的统一性。生物体结构和功能的统一性——这是生命科学最基本的观点之一,如叶绿体、线粒体的结构分别与光合作用、呼吸作用相统一。
以辩证统一观点,作为教育实践的基本理念,全面看待事物的发展和变化。例如协同进化现象,生物与生物之间、生物与环境之间既进行着生存斗争,而生物和生物之间又在相互选择,共同反正,生存着的生物也在一定程度上适应了环境,正是这种既斗争又统一的各种复杂关系,构成了生态系统,建立了动态平衡。
以辩证统一观点,正确处理个体同周围环境的关系。比如在教师和学校之间,教师个体的知识和技能水平限制着学校的发展,学校某些教学条件也会制约教师的成长。但另一方面,教师的专业化发展能使学校整体的教学水平大为提升,有利的教学环境和管理策略也能促进教师的发展。两者相得益彰,相互促进,也相互制约。作为教师个体,在充分利用学校各有利条件促进自身发展的同时也要对学校发展作出贡献,使个人和学校得以和谐共进。
(三)动态、变化、发展的观点
生物的组成物质是动态变化的——生物体的新陈代谢使生物体每时每刻进行着新旧更换。细胞和生物个体是动态、变化的——它们都有一个发生、成长、衰老、死亡的动态变化过程。细胞和生物个体的结构与生理、生物和环境的关系等也是动态、变化、发展的。
在教学实践中,能以发展的观点解释生命现象、看待生物科学发展前景和学生的个体成长;在实际生活中,能认识到社会和生活环境处于发展变化中,教师自身发展也是一个动态变化过程。
二、增强实验动手能力,能通过实验补充及拓展学生视野
高中生物实验,是该学科内容组成的一部分,对了解学科基本知识、原理、现象、发展规律等有重要作用,这就要求教师要重视理论的分析和实际操作的科学性。除此以外,还应做到以下几点:
第一,要不断提高实验操作能力,以实验检验理论,以理论知识辅助实验的改进,促进教学研究水平的发展。 例如提取DNA,教材所用实验材料是鸡血,还有没有其它的材料可替代,或更理想的材料可选择?江苏省徐州市第一中学的甄宗秋老师,改进了该实验[2]:利用成熟鲤鱼精巢作为实验材料。成熟鲤鱼精巢中存在大量细胞,其主要部分细胞核,含有丰富的DNA分子。通过对教材实验改进前后的对比,发现不仅减少实验成本和材料用量,更是提高了实验的成功率。这样,在解决某些问题时,便可应用到其中。例如:由于实验材料用品所限,有时候需要设法替代,下列各项中正确的是
A.做DNA粗提和分离实验时,用新鲜羊血代替鸡血
解析:羊为哺乳动物,血液中成熟红细胞没有细胞核,DNA含量极少。
而学生可能会问,那可用什么材料替代?以上的实验研究结果便提供了参考答案。
另外,还要能够会用实验,借此促进学生对知识的理解和再现,拓宽知识面,提高对生物学科学习兴趣。比如,利用证明光合作用产物有淀粉的实验制作印有图象的叶片,方法是在暗处理后取一张底片放在叶上,叶底托一张黑纸,再用夹子将两块玻璃上下夹住叶片,使底片与叶片贴紧,阳光下晒3~4小时,其它步骤相同。最后,将此叶片晾干、压平,系上彩带就成为一张有像的树叶书签。通过实验,不仅让学生实践了光合作用发现过程经典实验的设计,而且还能助长兴趣,提高实验应用能力。
三、关注生物前沿发展,并转化为教学素材
生物是不断变化发展的学科,前沿科学既是对已有知识的补充、发展、修正,也是学科探索精神的体现,它完善了学科的知识体系,增强了其实用价值,也激励着生物人不断进取、向上、敢于挑战和实践。
例如在免疫治疗的教学过程中,结合单克隆抗体技术,向学生介绍新兴科学技术在实际中的应用;在讲到低温只是使酶活性降低而不是丧失时,引用美国提出的人体冷冻技术,让学生从理论和技术等方面就冷藏后的人还能不能复活进行讨论;我国神七问天带去的植物种子,在太空高真空、强辐射、微重力的条件下,能提高基因突变的频率,从而获得新型品种,是诱变育种的一个重要实例。
对前沿知识的了解和掌握,是高中生物教师专业化程度的重要标志。没有对知识的更新,意味着陈旧落后,祸害学生,没有对知识的补充,意味着停滞不前,耽误学生。发展中的教师应与发展着的学科息息相关,以学科的发展武装头脑,以学科的进步促进能力的提高,与时俱进,具有鲜明的时代性。
四、以研促教,培养学术研究能力
学术研究是借助已有的理论、知识、经验对科学问题的假设、分析、探讨和推出结论,其结果应该是力求符合事物客观规律的,是对未知科学问题的某种程度的揭示。
作为发展中的教师,特别是自然学科的中学生物教师,应该抱有对周围事物极大的好奇心和探索欲望,要知道,书中的“理”来自自然,书中的“例”也源自自然,学科的发展更是依赖于自然。要能够利用生物学科观点、规律解释身边现象,还要能够从身边小环境反衬学科理论,使之相互促进,不断发展。
学术研究的方法有很多,其中包括调查法。例如,在校本课程的研究性学习中,我带的几个学生的课题是:金中百年老树的调查。经过资料查找和对相关人士专访等,整理出来的调查报告不仅反映了金中校园百年老树的命运变迁,总结了环境和人类活动等对校园小生态环境的影响,也从另一侧面以小见大,映衬了潮汕地区百年老树的管理情况和受重视程度,进而为可行性强的管理保护措施的提出了提供了参考。
调查中还整理了部分植物的特征,拍摄了大量的植物照片,这些都可补充教学素材库。
除此之外,还有实验法,能够围绕一个课题展开探索,提炼结论,对生物学科发展起着推动作用。
大自然就是一本厚厚的教科书,它为学习者现出科学神秘的面纱,也引领好学者通往知识的殿堂,但前提是得先打开这本书,并通读它。走进课本,更要能走出课本,接受自然神圣的洗礼。
五、充分利用校本资源,提高生物学科素养
学校这一小环境,是一个复杂开放的生态系统,中学生物教师要关注并了解校园的生态环境特点,要能为校园的规划提出有建设性的意见。比如校园绿化,如何根据地域气候、土壤和建筑环境特点,种植旁道树和花圃草坪,生物学科教师对此要加强认识,并形成一定的见解,不断提高生物科学素养。又如生物园,是生物学科的第二课堂,也是教师发展、提高的重要园地。
六、深入学生群体,不断改进教学方法
很多人对教师职业都有这样一种看法:教书若干年,就是重复同一个内容、讲同一番话若干次。如果不在教学方法上求变,因材施教,那岂不成了教书机器。中学生物教学的根本,还是回到学生群体。学生对学科的态度、知识水平都将影响教学的效果和教学方法的选择。
了解学生的方法很多,可以是通过作业和测试分析,课堂提问和观察,谈话聊天等,也可以是学生疑问的解答,这一点非常重要,一方面,学生的问题体现了其知识水平和认知障碍,另一方面也反映教师知识结构的盲点,或学科内容与现实的矛盾,或学科间的联系等。中学生物知识系统,尚不是很完善,基础知识和高等教育内容仍需进一步磨合,教师知识结构也需要不断整合和磨合;生物学科作为一门自然科学,不能脱离现实,学科理论和生活生产实际要建立合理联系……教师虽然在教学工作中也在不断发现、积累和扩充,但毕竟能力和精力有限,能借助学生的参与,就好像延伸了一个个触角到社会、生活的很多角落,能由中得到启发,不仅让教师了解学生,也让教师了解自己,并得以不断提高。
对学生问题的解答,可以解决学生存在的疑难,在学生中树立威信,增强学生对教师的信任;整理学生提出的问题,能够完善教师的知识体系,提高学科素养;综合学生普遍提出的问题,能更好地进行教学方法的选择,适时而教。例如必修Ⅲ人体体温的调节部分,有这样一个题目:对于高烧不退的病人,可采用一些辅助治疗措施降低体温。下列措施中不正确的是( ) A.加盖棉被,增加排汗量 B.在额头上敷一冷水浸泡过的毛巾 C.用酒精棉球擦试四肢等部位 D.适当撤减衣被, [答案]A。而学生在实际中的认识是:发点烧,吃了药蒙上被子,出出汗就没事。这个问题如何解答?
这体现了知识和实际应用的联系问题。针对这种情况,我个人也查找了一些资料,发现竟是个普遍存在的疑问。课堂上,我没有把我的看法直接告诉他们,而是让学生谈谈退烧的一些经验和经历,很多人都提到家长采用蒙被出汗的方式,而有的用酒精擦身,有一女生回想起不久前发烧,医生嘱咐不能穿太多衣服……结合查找资料的情况,发现:蒙上被子出汗是家长的做法,医生的建议是适当撤减衣被。高烧不退,可以通过物理方法帮助散热,如果再加盖衣被,更不利于热量的散失了。而对于低烧且代谢未出现紊乱时适当加盖衣被,能促进出汗,加快散热,但高烧不退,这种做法适得其反,可能会使病情加重。所以当出现高烧时,要注意情况的区别,不能盲目。
参考文献:
[1]傅道春 教师的成长与发展 北京:教育科学出版社 2001.7(2005.5重印),95.
[2]生物学教学 2008(33).6,39-40.