生物学习论文范例

［摘要］本科生科技创新能力培养成为当代教育的首要任务。生物相关专业是以实验验证和探索为基础的学科，科技创新来源于实验技术积累和思路的创新，提升学生实验技能成为培育创新生物科技人才的基础。本科实验课教学是提升本科生实验能力的基础课程。对创新型人才的培养有重要的促进作用。围绕加强生物学科专业本科实验课教学提出几点感悟和思考，重点从基于实验培养科技创新能力、实验课教学的启示和意义、科技论文阅读与写作等方面进行阐释。

［关键词］生物专业；本科生；实验课；科技创新

创新是引领国家发展的第一动力，创新驱动实质是人才驱动。“十三五”是我国全面建成小康社会的决胜阶段，也是进入创新型国家行列的冲刺阶段，大幅提升科技创新能力，本科教育是关键。创新能力和科学研究素养的培养是当代高等教育的一个重要方面。对于生物学科相关专业的学生，能读写科技论文是学习生涯的一个重要阶段。生物学科是一门由许多实验组成的验证性和探索性的学科。除了开展一定的理论教学外，还开设大量的实验课教学。实验教学是对理论课教学的重要补充和完善，特别是将难以理解和记忆的知识点进行实验验证，最终通过实验报告撰写方式完成这部分内容的学习，促使学生更好地掌握理论课的关键知识点。

一、科技创新离不开实验的探索

伟大的物理学家牛顿曾经说过：如果说我看得比别人更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。他认为自己所取得的科研成果都是在前人研究的基础上获得的。培养具有科技创新能力的大学生，不光需要他们掌握扎实的科学知识，也要求他们学会阅读文献，从学者和科学家的研究中获得最新最前沿科学信息，学会对知识的总结、筛选、查漏补缺，最终建立自己的知识体系。通过学习提出创新思路，并通过实验去验证，最后建立创新的方法或理论，才能实现创新。国家提倡大众创业、万众创新，要求大学生不仅要具备扎实的专业知识，更需要提高实践探索能力，这样才能不断创新和创造价值。实践是检验真理的唯一标准。通过实验课对理论课的知识进行验证，提高学生的认知和动手能力，促进学生积累经验，才能为以后的科学创新素养奠定基础。科技的创新和发展，离不开基础科研和实践，实验课是培养和提高本科生科研素质和兴趣的重要途径。

二、实验教学的目的和意义

（一）实验课的意义

摘要：文章在阐述相关背景的基础上，首先从优化教学内容、创新教学模式、改革考核方式三个方面提出了医学研究生分子生物学课程模块化教学改革路径，然后对医学研究生分子生物学课程模块化教学改革进行了反思。

关键词：模块化教学；医学研究生；分子生物学课程

研究生教育肩负着培养高层次人才的重要使命，其中医学研究生教育是培养高层次医学人才的重要途径[1]。分子生物学是在分子水平上研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律的一门新兴边缘学科。作为一门对医学研究生十分重要的公共基础课程，分子生物学课程在医学研究生教育中占有非常重要的地位[2]，且在医学研究生课程学习与科研工作的衔接中发挥着重要的桥梁作用[3]。而加强分子生物学课程的教学改革，可提高医学研究生教育的质量，对培养具有创新意识和实践能力的高素质医学人才具有重要的现实意义。分子生物学课程内容丰富、知识点多、信息量大且更新速度快，尤其是其具有的交叉性、复杂性和微观性特点，使医学研究生的学习存在一定困难。同时，在医学教育改革要求压缩课时的大背景下，医学研究生往往存在之前所学的分子生物学知识不系统、基础不扎实，且操作技能欠缺等问题[4]。另外，伴随研究生招生规模扩大，生源结构呈现多元化趋势，医学研究生的专业基础、专业背景及研究方向差异较大[5]。加之医学研究生分子生物学课程传统教学以讲授为主，学生自主学习、团队交流讨论的机会较少，导致学习兴趣不高，教学效果不理想[6]。对此，改革教学方法和手段，充分利用网络教学平台和资源，在传统教学中融入现代教学模式，强化医学研究生主动获取知识的能力，是广大分子生物学课程教师的必然选择。模块化教学是指将课程内容的知识点与相关的知识点组合起来，形成知识模块，进一步按照程序模块化的构想和原则设计教学内容、组合知识模块的一种教学模式。其具有针对性、灵活性和现实性等鲜明特点，受到教师的广泛关注[7]。下面本文拟对医学研究生分子生物学课程模块化教学改革加以探索，以便调动医学研究生的学习积极性和主动性，进而提升教学质量。

一、相关背景

分子生物学作为生命科学的前沿学科，其理论和技术广泛渗透到了医学的各个学科领域[8]。而掌握分子生物学的理论和技术，将有助于医学研究生深入揭示疾病发生发展的机制，有效开展疾病的预防、诊断和治疗研究。国内诸多高校及其教师采取多种举措对医学研究生分子生物学课程教学进行了一系列改革，取得了良好的效果，并在培养医学研究生的科研思维和创新能力方面发挥了重要作用，但仍存在一些值得改进之处。一是医学研究生分子生物学课程内容来自指定教材，导致学生不能紧跟学科前沿，影响了创新能力的培养。二是医学研究生分子生物学课程教学手段单一，仍以传统讲授法为主，难以调动学生的学习积极性，教学效果不理想。三是医学研究生分子生物学课程理论学时多，实践操作课时少，不利于培养学生的动手能力。因此，教师有必要精选教学内容，改革教学方法，提高教学质量，以满足当今创新型医学人才培养的需要。笔者所在学校医学院生物化学与分子生物学教学团队自2005年以来一直承担着医学研究生分子生物学课程教学工作，且早期教学主要采用讲授教学法（Lecture-BasedLearning，LBL）。LBL是指教师通过语言表达、讲解、讲演等形式系统地向学生传授知识的方法[9]。LBL注重短时间内知识的“灌输”和理论的传授，完整性、系统性和条理性强，但教学形式枯燥，学生学习时比较被动。同时，最初采用的考核方式是从小论文、期末考试及出勤率方面进行考查，应试现象较严重，导致学生学习兴趣不高，合作意识欠缺。为了培养学生的合作意识，教学团队于2014年在医学研究生分子生物学课程教学中实施了基于团队的教学法（Team-BasedLearning，TBL）。TBL是一种以团队协作为基础、教师引导与学生讨论相结合的教学方法[10]。TBL注重培养学生的创造性、灵活性和实践性等能力[11]。教学团队发现，TBL提高了学生的探究意识，促进了师生间的交流，但获取的知识系统性欠佳[12]。基于此，教学团队将LBL与TBL整合教学法用于医学研究生分子生物学课程教学，这样虽然能够让学生的知识掌握比较全面，也有助于学生合作意识和探究意识的培养，但实践能力和创新能力的培养仍有待加强[13]。案例教学法（Case-BasedLearning，CBL）是一种通过在教学过程中引入适当的案例，由授课教师指导学生经过预习、讨论、总结等，最终高效掌握相关理论知识的教学方法[14]。CBL能调动学生的积极性，使学生自主提问和解答，强化学生分析和解决问题的能力。据此，为了培养学生的实践能力和创新能力，教学团队在前期教学的基础上，将分子生物学的基础理论、基本技术、研究进展与主要应用有机结合，联合应用LBL、CBL、TBL及主题演讲等多种教学方法，开展模块化教学，力求提高医学研究生分子生物学课程教学质量。

二、医学研究生分子生物学模块化教学改革路径

（一）优化教学内容

摘要：《生物化学实验》既是众多生命学科中的基础实验学科，同时也是前沿学科，它既与理论知识关系密切，又有自己的规律和独特之处，在生命科学相关专业的本科生培养环节中不可或缺。但如今的生化实验课程因种种原因存在许多弊端，在一定程度上阻碍了学科的发展和人才的培养。本文将对生化实验课程的变革和创新展开讨论，希望对该课程的改革提供一些思路。

关键词：生物化学实验；课程改革；创新

21世纪是生命科学的世纪，对于生物学科这样一门以实验为基础的学科发展而言，尤其需要大量具有创新意识、创新能力的本科生作为基础人才的储备。生物化学作为生命科学专业重要的专业基础课，其发展迅猛，是21世纪生命科学领域的领先学科[1]。它与分子生物学共同形成了生命科学的语言，是生命科学领域的世界语言[2]。《生物化学实验》是生命相关学科中重要的基础学科，同时它也是发展极为迅速的前沿学科。它既与理论知识关系密切，同时又具有自己的规律和独特之处。实验课程是以现有的理论为前提和基础，通过亲自动手实验，得出所需要的结论。它不仅是理论知识的补充和延续，更是发现新知识的最佳途径。但如今的生化实验课程却存在种种弊端，在一定程度上阻碍了学科的发展和人才的培养[3]。比如，受传统教学思想的严重影响，实验课程的内容包含了较多的理论知识和教师的讲解，少了一些创新性和探究性；验证性实验课内容安排过多，缺少综合性和设计性的实验内容；实验内容及实验方法过于陈旧，与科学研究前沿严重脱节等等。这就使得学生的自主思维受到了较大的限制，阻碍了他们对实验过程和结果的思考及分析，不利于培养学生的创新和科研能力。因此，为了满足培养研究型和创新型人才的需求，就需要高校在本科阶段的生化实验教学中进行实验课程内容和形式的改革，更好地与科学研究的前沿接轨。

1课程体系的改革

上海科技大学是一所新兴学校，学校致力于培养科技创新创业人才，积极投身高等教育改革。课程体系的合理设置是一门课程成功的关键，因此依据学校的办学宗旨，作为理论课程的重要辅助和支撑，我们首先在课程体系方面做出了相应的改革。当然，创新的前提是取前人之精华，去前人之糟粕，所以我们仍会延续传统实验教学的优势。比如，与理论课的紧密联系性。作为生物化学理论课程的重要辅助学科，生化实验课程需要与理论课紧密结合，以达到巩固学生理论知识的目的。我们在课程大纲确定初期，会按照理论课程的教授内容及课时进度，对实验课程进行相应的内容设置。同时，为了实验课程能够紧跟科学研究的前沿，每年我们都会与负责教授理论课程的任课教师进行讨论，优化实验课程大纲，对于其中一些不够完善的实验进行修改或删除，并相应地增加其他更为合理的实验。传统高校的生化实验课程体系单一，通常会配合理论课在一到两学期内完成，集中学习一些基本的实验技术[4]。一方面学生理论基础较弱，不能完全理解个别综合性实验的原理，只能学习一些基础简单的实验；另一方面，这种课程安排会让学生在低年级时突击接受大量的实验技术，到了高年级，学生真正开始运用所学实验技术完成课题的时候，往往发现由于间隔时间较长，一些基本的实验技能早已生疏。为了避免上述情况的发生，相较于传统高校，我们将生化实验课的课程体系进行了较大幅度的调整(表1)。从表中不难看出，我们的生化实验课程设置有着完善的体系，学生从入学到毕业将接受完整的实验课程体系的培训。首先我们会在大一学年的第二学期安排一门实验理论课《现代生物学基础实验理论》。课程主要涉及到八大类实验技术：离心技术、电泳技术、PCR、测序技术、显微镜技术、细胞培养、免疫技术及模式动物。通过该课程的学习，学生能够系统掌握现代生物学实验室常规实验技术理论及原理，把握生物学技术发展的趋势和最新动态；使学生能够将书本上的理论与身边的科学相结合，初步培养学生科学思维的能力。经过学习，学生可以在真正的实验课开始之前，对基本的实验原理有所了解，这样可以大大提升实验课课堂的学习效率，无需再赘述实验相关的基本知识。随后我们将实验课程设置为初、中、高级三个阶段。初级实验课程与传统高校相近，在大二与理论课同步完成，主要进行生物化学基本实验技能的培训，表2列举了部分初级实验内容；中级实验在大三完成，让学生综合运用学过的实验技术完成科研上常用的较复杂的实验项目，如免疫印迹分析(WesternBlot)、酶联免疫吸附测定(Eli-sa)、蛋白质纯化等，具体课程详见表3。课程进行中会让学生对实验中的某个环节进行自主设计，初步对学生的创新性思维进行训练；高级实验安排在大四，会提供一些小课题供学生选择，学生独立进行前期文献查找及实验方案设计工作，最后按自主设计的实验方案完成课题并提交论文。学生经过这样一系列实验课程的培养，对科研过程有了更深层的理解。不仅掌握了基本实验技能，还逐渐形成了完整、严密的科研思维体系，为他们今后继续深造打下了坚实的基础，达到培养具有创新精神和科研能力人才的目的。

2课程内容的创新

我们在《生物化学实验》课程的内容上积极寻求突破和创新，摒弃传统高校仍在使用的较为陈旧的实验教材，为学生量身打造实验讲义。增加综合性、设计性、创新性的实验内容，希望能够在培养本科生基本实验能力的基础上加大对科研及创新能力的培养力度，充分发挥学生的主观能动性，激发学生对该学科的自主学习兴趣和研究激情。另外，我们力争将独立的实验课程串联起来，几次小实验可以形成一个完整的综合性实验，让学生对科研中常用的复杂实验有所了解并分步掌握。举个例子，蛋白质是生物化学课程中最重要的一类大分子，关于蛋白质的实验有很多，比如蛋白质的提取、纯化、含量测定、定性及定量检测等等[5]。我们会将蛋白质类的实验集中在几周内进行，从提取开始，每步的产物留存进行下步实验，几周之后，学生最终会利用SDS-PAGE和考马斯亮蓝染色法将提取纯化后的蛋白质进行半定量检测。除了蛋白质类实验，我们在核酸、脂类、酶类等实验中都会有这样的课程设计。通过一系列实验的训练，学生学到的不再是零散的和不相关的独立实验，而是一套科研中常用的完整的综合性实验。其次，我们在教学中涉及到的实验方法、仪器、材料等都会尽量采用目前科研中最常用的，这样可以让未来有意继续深造的学生学到更多有用的知识和实验技能，从而更快速地融入科研生活。仍然以蛋白质实验为例，早期的蛋白质电泳所用到的聚丙烯酰胺凝胶多数需要自行配制，但随着科研服务行业的兴起，目前很多高校及研究所都已经开始使用市售的预制胶，以避免自制凝胶的不稳定性和不可重复性。因此，我们除了会安排课程让学生学习如何制备PAGE凝胶之外，还会同时为学生提供市售预制胶进行电泳实验，让学生在掌握基本实验技能的基础上，还能与科研前沿的最新信息和知识接轨。

摘要：随着精准医学在临床的推广，分子生物学理论知识和实验技能对医学类研究生的重要性与日俱增。而飞速发展的分子生物学学科使该门课程信息爆炸式积累，使本来分子生物学基础就偏弱的普通医学院校医学类研究生无所适从。本研究通过抓住分子生物学学科基本原理，结合新近研究成果，采用翻转课堂的教学模式，结合形成性评价，培养医学类研究生获得抓住本质，用科学思维去解决分子生物学课程学习和未来科学研究中遇到的问题的能力，提升其科研素养。

关键词：分子生物学技术；翻转课堂；形成性评价；课程设计；教学改革

2015年1月30日，美国前总统奥巴马在推出“精准医学（PrecisionMedicine）”计划，美国正式启动基于个体化基因组学研究，通过利用个人基因信息为癌症及其它疾病患者制定个性化医疗方案的全新治疗模式[1]。随后各国纷纷效仿，投入动辄数亿的资金，开展进准医学研究。目前国内三甲医院基本上都建立了精准医学诊疗中心，精准医疗已然成为当前医疗行业发展的一个重要方向。精准医疗的快速推进得益于分子生物学的飞速发展。分子生物学作为一门研究核酸等生物大分子的功能、形态结构特征及其重要性和规律性的学科，随着DNA双螺旋结构模型的提出，开启了全新的篇章[2]。而以CRISPR/Cas9技术为代表的精准基因编辑技术的发展和应用，则使基因治疗的临床应用变得触手可及[3]。技术的发展倒逼临床医生和医学生及时更新知识，提升技能。同时也要求医学院校《分子生物学技术》等相关课程适时改革，适当引入翻转课堂[4]，合理运用学习通等APP，促使线上线下有效补充[5]。通过深度融合理论与实验教学[6]，促进理论知识与科研能力相结合[7]，引导学生主动拥抱变化，适应未来。

一研究生《分子生物学技术》教学面临的困境

目前，《分子生物学》课程在普通医学院校的医学类专业本科阶段的独立开课率并不是很高，大部分医学院校都合并在《生物化学与分子生物学》课程中开展教学。在《生物化学与分子生物学》课程中，生物化学部分作为传统的经典内容，常常会格外受宠，而分子生物学部分可能会受到有意无意的忽视。更遗憾的是，在应教学改革要求压缩课时大背景下，分子生物学部分往往首当其冲。在这种培养模式下，普通医学院校医学类本科生的分子生物学知识通常不够系统，理论基础不够扎实，操作技能更是普遍欠缺。这导致了他们进入研究阶段学习时，面对海量更新的分子生物学知识时如临大敌，无从学起。再加上研究生课程学时偏少，这对他们而言，无疑雪上加霜。笔者从事研究生《分子生物学技术》课程教学五年余，对当前普通医学院校医学类研究生分子生物学基础薄弱，《分子生物学技术》课程学时少的教学困境深有感触。经过深入思考，我们制定了36学时的《分子生物学技术》课程改革方案，将理论与实验充分整合优化，具体情况见表1。

二《分子生物学技术》课程设计思路和实施方案

《分子生物学技术》课程改革的指导思想是提纲挈领，掌握分子生学核心理论，理清分子生物学基本脉络，深度结合具体实验操作，促进理论与实践相结合，培养普通医学院校研究理清思路、提出问题、思考问题并解决问题等综合能力。基于以上指导思想，《分子生物学技术》课程设计了三个部分的教学内容，第一部分包括4学时的核心理论课，以理论讲授为主，对分子生物学学科的基本理论中心法则进行充分的讲解，理清DNA、RNA和蛋白质三者之间的关系和遗传信息流动的方向。讲授过程中注意多采用启发式教学，引导学生思考遗传信息传递方向是否可逆，中心法则是否完美，有没有诸如蛋白质能否进行自我复制（朊病毒）和遗传信息能否从蛋白质向RNA流动等问题，锻炼学生打开思路，感受到达学科边界的感觉。在启发科学思维的基础上，获得一定量的有用蛋白为问题，引导学生根据刚刚掌握的遗传信息传递理论进行思考，获得获取目的基因，构建重组表达载体，蛋白质的重组表达和分离纯化，以及表达产物的分析鉴定等系列内容。根据思考内容进行将学生分成3个组，分别负责相关内容，分工合作，查阅相应的实验技术方法并比较，了解其原理及应用范围，为翻转课题做好准备。第二部分包括6学时的翻转课堂，每次课2学时，分别由各个小组对各自负责的内容进行汇报，之后开展讨论，在充分了解和比较各种实验方法原理和优缺点以及应用范围的基础上确定后续实验开展采用的具体方法。每次课结束前任课老师对每个小组的PPT汇报情况和讨论情况进行点评，必要时做适当的补充。经过该部分翻转课堂的学习，同学们都清楚接下来的实验课的全部内容，这对第三部分课程的开展非常有利。第三部分包括26学时的综合实验，需要在三到五天内相对连续地开展完成。根据不同学校的条件，可以2~3人组成一个小组开展实验，但要求每个小组成员都进行所有操作，全程参与菌种复苏、保菌、感受态细胞制备、质粒提取、重组质粒构建、酶切鉴定、转化、阳性克隆子筛选、蛋白表达、分离纯化、SDS-PAGE和Westernblotting检测等过程，过程中组内成员如果某些步骤出现问题可以借用其他成员地实验材料继续开展实验。条件允许的情况下，小组间可采用不同地基因序列，使整体实验内容进一步丰富。

摘要：环境微生物学是一门具有较高应用能力和实践能力的专业基础课，在许多的污染治理和污染修复技术中起到理论基础的作用。环境微生物学包括理论教学和实验教学两部分，二者相辅相成。实验教学是理论与实践相结合的纽带，可以使学生深刻理解理论知识，加强动手操作能力，提高分析和动手解决问题的能力。

关键词：环境微生物学；教学改革；探索

环境微生物学与环境相关的专业基础课相互协调，互相补充，通过利用微生物与环境间的相互关系和作用规律去研究和解决环境问题。我校属于应用型人才培养特色学校，所设专业大多数属于应用型专业，故我校的课程发展以及专业发展需要结合自身情况，通过教学实践对环境微生物学模式进行探索。

一、不同的方法相结合

现在的教学大约可以分为两种。一种是传统教学方法，这种模式下教师向学生讲解知识主要通过书本、板书等形式，虽然在教学中发挥了很好地作用，但一些图像资料不能展示出来，学生不能有效地参与到课堂中，阻碍了发散思维的开拓。另一种是现代化教学方法，将计算机多媒体和投影幻灯、动画等教育技术手段引入课堂，有着信息量大和生动有趣的教学效果，但授课知识点的增大易使学生跟不上教学的思路。因此，应该根据教学内容灵活选择，使两种教学方法相互补充和结合。比如：可以用投影仪代替部分板书，将重点难点用板书一边书写，一边利用幻灯片、动画等形象生动的方式辅助学生理解和加深记忆；最后还可以利用板书归纳总结，帮助学生从整体上掌握，从而使知识完整化、脉络化。

二、理论教学的补充———实验

环境微生物学对实验课的要求具有很强的操作性和技术性，实验课的开设将对理论课是一个很好地补充。大多的理论课易造成学生被动学习的局势，这种局势发展下去只会使学生对上课越来越厌倦；然而实验课与理论课却是完全不同的，在实验课上需要学生自己先掌握好之前的理论内容，懂得原理，然后自己动手进行实验操作，这就需要学生在遇到不懂的问题时能勇于提问，如此一来，学生对知识的掌握将会更加牢固。如对微生物“肉眼不可见”的特点对学生进行讲解时，是需要在实验课上通过显微镜的使用对其放大才能“可见”。实验课应该与理论课相呼应着开课，将理论与实验紧密地结合起来，会让学生更加直观的学习和理解所学的知识，使所学知识能够长时间印在脑海中，从而使学习的兴趣得以提高，也使被动学习的局势得以改变，进而使得学生学习的积极性和主动性能够有效调动起来，从而更好地学习和掌握该门课程理论知识。

［摘要］初中以分科教学为主，学生较难从多学科视角理解生物知识，造成了某些生物知识停留在背和记的水平而无法理解和运用。文章旨在通过整合语文、数学、物理、地理等学科知识，促进学生在理解和掌握生物知识的同时，提升生物学学科核心素养。

［关键词］初中生物；跨学科知识；整合应用

21世纪，人类已进入生物科学和生物技术的新时代，生物科学随着与物理学、数学以及其他学科之间不断交叉、渗透和融合，已经日益呈现出主导学科的地位［1］。作为生物教师，应能够以生物学科为载体，适度进行跨学科教学，促进学生从多学科角度学习和理解生物知识。但具体如何做到跨学科知识的整合仍然是比较难解决的问题。一是教师本身是分科教学模式下培养的，自身水平有限；二是可供参考的跨学科教学的案例较少，难以指导教师进行实际教学。因此，本文拟通过一些教学案例，为初中生物教师教学中实施跨学科知识整合应用提供借鉴与参考。

一、与语文知识相整合，提高学生的语言表达能力

生物虽然属于理科，但也需要运用语言或写作表达。例如，在初中生物实验探究后更多地需要学生进行讨论与交流，最后得出结论。学生需要运用生物学语言准确表达自己的实验结果，让他人理解并与之进行进一步的探讨，这样才能使得后续的实验探究以及交流变得更有意义。这涉及学生的语言表达能力，而该能力也正是语文学科着重培养的能力之一。科技论文的比赛近几年层出不穷，其实质就是为了培养学生的科学素养。对此，一些初中学校与时俱进，要求学生尝试写科技论文，但培养初中生的科技论文写作能力并非是一个学科所能达成的，需要学科间的交融。而从学生熟悉的语文作文写作开始入手值得尝试。例如，在教学《生物圈中的绿色植物》和《动物的运动和行为》时，除了可将教材中“借植物抒情”和“借动物言志”模块直接和语文学科进行整合外，还可通过写作与语文学科进行整合，以培养学生的语言表达能力。又如，学习绿色植物后，可让学生以《猜猜我是谁》为题目，选择一种自己喜爱的植物进行写作，内容包括植物的所属种类、主要特征、生活环境和作用等。收集和展示典型的美文，让学生通过“猜一猜”“评一评”等活动，深刻认识“生物圈中的绿色植物”。有关《动物的运动和行为》的学习也可让学生以《我的爱宠》为题目，介绍自己喜欢的动物，内容包括动物的种类、主要特征、运动方式等。通过这样的写作，不仅能让学生学以致用，还能提高他们的文学素养和语言表达能力，为科技论文的写作打好基础。

二、与数学知识相整合，发展学生的科学思维和科学探究能力

数学是锻炼和提高学生逻辑思维能力的学科之一，特别是在数量关系上，能较直观清晰地表达事物的问题。学生学习生物较数学迟，将一些生物问题转化为数学问题，有利于学生理解事物的现象、原理等知识。例如，在学完“植物的器官”后，学生知道根可以吸水、叶可以通过蒸腾作用失水以及茎具备支持作用，但对根和叶如何通过茎进行运输水分的过程认识并不充分。对此，教师可利用芹菜的茎做实验材料，和学生一起测量芹菜茎的吸水速度。把芹菜茎放入装有适量水的烧杯中，再滴加少量的红墨水，过一段时间后观察实验现象并记录实验数据，利用单位时间t（min）内红墨水下降的高度h（cm）来计算芹菜茎的吸水速度（v=h/t）。在实验的过程中，教师可提问学生：“影响芹菜茎吸水速度的因素有哪些？如何设计实验证明？”实验装置简单、操作简便，方便学生在课后重复实验。又如，教学《病毒》一章后，大部分学生对于病毒的大小仍然只停留在一个数值上，难以想象病毒到底有多小。对此，教师可提出“如何测量注射器针头上能容纳多少病毒”的问题，并提示学生运用数学中的放大比例和周长替换的方法，设计实验进行测量。即提示学生把针头（大圆）的直径放大数倍再算其面积，把病毒所占面积近似看成圆形（小圆），直径放大相应的倍数。这样，生物问题就简化成“求大圆内有多少个小圆”的数学问题，即病毒数目可用大圆面积除以小圆面积来计算。通过这样的测量，使得学生对病毒的大小有了更好的感性认识，很好地发展了学生的科学思维和科学探究能力。

摘要：“小实验”既具有实验课的特征，也是一种全新的教学方式。即把实验引入科学课堂教学中去，达到实验的随堂化。美国对小实验的研究较早，现流行的美国小学科学教材——《科学启蒙》中就有小实验的设置，但国内对小实验的研究还较少，更没有将小实验应用到小学科学课堂上去，缺乏具体的小实验教学案例的研究。本文简述实施“小实验”的教学思想和重要意义，对小学科学教学具有指导意义。

关键词：小实验；小学科学；科学素养

生物学是研究生命现象和生命活动规律的一门学科[1]。20世纪60年代以前，生物学课程的内容是教授学术性的生物学知识。60年代初，生物教学主要是培养学生的科学探究能力和科学探究态度。在教学形式上，开始强调实验和启发式的方法[2]。从英国科学家虎克用自制显微镜观察植物细胞，到达尔文的《物种起源》；从奥地利学者孟德尔的遗传定律，到美国生物学家摩尔根“基因位于染色体上”的假说；再到今天的DNA分子结构和功能的揭示、动物体细胞克隆、人类基因组计划等。每一个生物学结论无不是通过各个科学家经过大量实验得出来的。可见，生物学科不仅仅是一门自然学科，更是一门以实验为基础的学科。在小学科学生命科学领域即生物课程，更应突出其实验的重要性。《小学科学课程标准》权威阐述了小学科学课程的性质：小学科学课程是一门基础性课程、实践性课程、综合性课程。生物课程的学习要在保证达到知识目标的前提下，进一步提升学生的生物科学素养[3]。把实验作为一种教学技术手段，让学生通过实验的学习，重温生物科学家们的探究历程，体验生物学的奇妙，验证前人得出的结论并在此基础上创造出新的发现[4-5]。并把实事求是的精神带到生活中去。但是传统实验的讲解，一般是教师先讲完理论知识，再让学生到实验室进行实验，这样的实验教学设计费时费力，学生实验技能以及科学素养的提高是一个长时间的培养过程，短时间内并不能有到很好的效果。况且有的学校师资力量有限，根本就不允许学生进行实验操作，更不要说提高学生的实验技能和科学素养了。基于小学科学课程的基本性质以及小学科学教学现状，本人提出“小实验”的运用，以此来改变小学科学教学现状。美国关于小实验的研究已十分成熟，现流行的美国小学主流科学教材中就有小实验的设置。美国主流的小学科学教材《科学启蒙》分为三个领域：《地理科学》《物质科学》《生命科学》其中《生命科学》，分为1—6六册，每册包含A，B两个单元。教材中实验类型的设置十分丰富包括：探索活动、小实验和探究技能培养三个板块。第1、2册中只有“探索活动”的设置，且主要以观察、分类为主。3—6册中，除“探索活动”外还增加了“小实验”和“探究技能培养”两部分，总计144个实验（如表1）。由表1可知数量最多的为探索活动，平均每个单元有7个，并且随年级增高探究活动从观察、分类到验证性探究实验，3-6册中除探索活动外还包含小实验和探究技能，其中小实验是为了回答学生关于事物“怎么了”“是什么”“为什么”等问题而设置的一类需要动手操作的小型活动，共有40个，占实验总数的27.8%。涉及的形式有：观察、观察与推断、对比与研究、构建模型、实验与调查、处理与解释数据的活动、分类与预测、分析信息、运用概念等。这些活动设计的共同特点是器材简便、方便操作、在家里或者在教师的帮助下即可完成[6]。虽然“小实验”在美国的应用已相当成熟，但是纵观我国小学科学教学，至今未进行系统的“小实验”的设置。不仅如此，国内各大期刊以及全国各大高校关于“小实验”的研究论文少之又少。在中国知网中搜索关于美国小学科学教材“小实验”的尚没有相关研究论文。因此，如果将“小实验”引入小学科学教学当中，同样会提高课堂效率，达到事半功倍的效果。

一、小实验的理论意义

“小实验”本身具有两层含义。首先，符合实验的特征，具有纯理论课不具有的优势。其次，“小实验”也是一种全新的教学方法，一改以往课堂上教师枯燥的讲解，而是将学生放在第一位，把实验教学法引入科学教学中去，让学生这一主体观察总结。这样不仅极大地提高了学生的学习兴趣，也丰富了科学课堂的教学内容，让科学教学在一种欢乐、愉快的环境中进行。《小学科学课程标准》中指出《标准》的设计面向全体学生，着眼于学生全面发展和终身发展的需要。“小实验”教学突出教师的主导作用，充分发挥了学生的主体作用[7]。并结合实验教学的优势，让学生在实践中自主学习，不仅仅是为了让学生学会知识，更重要的是让学生学会如何学习。当学生迈出校园后，脑中的知识被清空，但仍然具有一种技能，那就是学习的技能。因此，“小实验”教学符合《小学科学课程标准》的理念，更推动了“新课标”的实施。

二、小实验的实践意义

（一）科学素养的提升。“科学素养”由两个词所构成：科学和素养。《辞海》中对科学作出了明确的解释：科学是运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质、规律的知识体系[8]。“科学素养”这个名词最早是在1958年美国学者赫德所著《科学素养：它对美国学校的意义》一文中出现的，用来描述对科学的理解和科学在技术上的应用[9]。由于各个国家的文化背景存在一定的差异，时代的快速发展，因此不同时代、不同国家的人们对科学素养的理解也不尽相同，直到“米勒界定”的提出。他在对20世纪后半叶的科学素养进行分析后提出，公众的科学素养包括以下三个方面：对科学知识的基本了解；对科学的研究过程和方法的基本了解；对科学技术对社会和个人产生影响程度的基本了解[10-11]。“小实验”教学注重以学生为主体，注重学生的感受，锻炼学生的观察能力，让学生在学习生物学知识的基础上锻炼实验技能，符合《小学科学课程标准》中突出学生主体地位的基本理念。通过小实验的学习，可以让学生在日常生活中发现已学习的科学知识，并对生活中常见的现象进行科学的提问；能读懂通俗的科学文章；能够运用已具备的生物学知识来辨别科学信息的可靠程度，甚至可以预言一些科学现象。因此，通过小实验的学习能够有效提高学生的科学素养。

1生物教师教育职前职后一体化培养的必要性

生物教师教育“职前职后一体化”培养模式的构思，既是社会发展对生物专业师范教育的时代要求，又是基础教育发展需求的客观反映，在教师专业化背景下是一种必然。

1．1传统教师教育弊端影响生物教师专业化发展

传统的教师教育弊端主要体现为培养模式和职前职后教育内容的割裂和陈旧。据笔者前期对生物教师教育现状的调研和综合各方信息可知:生物教师职前和职后教育往往不是同一机构实施，培养方案和课程设置各自为政，且低水平重复;在我国高等教育改革大趋势的冲击下，高等师范院校过于注重生物学科研，轻视教师教育，与中学基础教育相互隔阂，脱节严重;生物教师职后阶段，教育观念陈旧，教学方法落后，教育教学知识更新缓慢;生物教学研究前沿动态了解不够，无法及时汲取;生物学教学研究开展的不多，有的也以理论居多，鲜有研究运用于教育实践。此番种种，严重影响了生物教师专业化发展，同时昭示着旨在克服上述弊端的“生物教师教育职前职后一体化”研究与实践的必要性。

1．2基础教育改革趋势促进生物教师教育职前职后一体化发展

我国基础教育生物学科课程改革正在如火如荼的进行，教育部也于2011年制定了新版的《义务教育生物学课程标准(2011年版)》，这对生物学教师提出了新的挑战和发展机遇。生物科学新课程教学要求培育学生生物学素养，要培育学生学会组织自主式、探究式、合作式学习，培育学生“STS”(科学•技术•社会)观念和解决问题的能力。这要求生物学教师在教学实践中重新审视并变革自己的教学行为，而准生物教师(生物专业师范生)则需要在职前为适应这些要求进行全方面的职前准备。无论是前者的教学变革，还是后者的职前准备，都需要对新的教育教学理念知识和技能进行更新。教师教育职前职后一体化则可以平衡这种差异，将生物教师职前与职后教育有机地整合起来，前后联动，实现生物教师和师范生新课程教学理念知识和技能的同时更新，促进基础教育改革的深化和完成。

1．3现代科技发展要求生物教师职前职后教育一体化