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序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇高中的生命科學范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
關鍵詞:生命科學史. 教育價值
新課程高中生物教材生命科學史的教育蘊涵的教育價值是非常豐富的,對于實施新課改的目標具有獨特的作用。細想起來,生命科學史至少包括以下幾方面的作用,下面筆者就談談自己的粗淺的認識。
一、生命科學史是一部思想史話,處處閃爍著人類高尚精神的光芒。生命科學史,它揭示了人們思考和解決生命科學的思想歷程,它或多或少地打上時代的思想,時代的烙印。例如,羅伯特.胡克是第一位用顯微鏡觀察和描述細胞結構的學者,他不但將觀察到的軟木每個中空的“小室”稱為細胞(cell),而且描述了植物活細胞中的物質。羅伯特.胡克在生物學領域的研究成果具有傳奇性,也給予科學家們一定的啟發。在細胞概念的教學中以羅伯特.胡克的事跡導入教學過程,很容易激發學生的學習興趣。列文.胡克是自學成才的典范,他充滿活力的一生及其研究成果令人欽佩和贊嘆,人們稱道他的事跡之余,也在學習科學家的頑強拼搏、不斷進取精神。施旺和施萊登是細胞學說的首創者,他們不僅初步闡明細胞的概念,而且開創了細胞學說的新紀元,促進了生命科學的發展進程。通過這些生命科學史的學習,學生一定會驚嘆于人類高尚的精神,有助于學生認識科學理論的形成是科學發展的必然,又對科學發展進程產生深遠而又有決定性的影響。微耳是19 世紀的一位才藝俱佳的學者,文藝界和社會活動的杰出人物,他創立了細胞病理學并提出"細胞來自于細胞"的觀點,從而修正和完善了細胞學說。微耳和他的事跡有助于學生領悟科學家們的博學多才、嚴瑾求實和為科學而獻身的精神。
二、生命科學史是一部探究史、科學過程史。每一個知識點的產生不,無不前人探索的艱辛。例如,對于對于光合作用的發現史就是一個典型的例證。古希臘的哲學家亞里士多德提出,土壤是構成植物體的原材料,1642年,范.海爾蒙特通過柳樹稱重實驗了亞里士多德的觀點,他認為:光合作用需要水。迄今為止科學家對光合作用的研究已經有了360多年的歷史。初中新教材的教學在于形成光合作用的概念,以揭示柳樹生長之謎為線索,通過實驗引導學生探索光合作用的原料、產物和條件,實際上是重復了普利特斯利、英格豪斯、謝尼伯和薩克斯等科學家的研究的經典實驗。高中階段的教學在于闡明光合作用的氧化-還原過程,可分為光反應和暗反應兩個階段。因此將瓦伯格、盧賓、卡門、卡爾文、阿爾農、派克等科學家的研究史料整合到教學內容之中,不僅有助于理解光合作用這個知識點的來龍去脈,而且有助于從其中一些典型事件中可以學習到前人的探究方法,并且深受啟迪,獲益非淺。
三、生命科學史揭示了自然科學的實質。自然科學的實質可以歸納為以下特征:定量化、觀察、實驗、科學過程、在自我更正中不斷完善和發展。
1、定量化是將生命科學同數學有機地結合在一起。孟德爾就是利用數學統計方法對實驗數據進行統計,才發現基因分離規律和自由組合規律。只有對不同環境下獲得的大范圍的樣品進行方差的統計分析,才能將遺傳引起的變異與環境中變異分開,精確的定量化使生命科學如魚得水,如日中天。
2、觀察、實驗是生命科學基礎。通過觀察來研究事物,特別是通過精確的對照實驗來研究問題是自然科學的又一突出特征。19世紀70、80年代薩克斯領導的植物學派對生物學中的實驗方法的應用起了特別重要的作用。19世紀80年代,魯(1850-1924)將實驗方法引入胚胎學領域。并擴展到生物學其他領域,最后擴展到進化論中。到了20世紀30 年代,大多數生物學領域,除了生物學中的系統分類學,都采用了實驗分析和物理、化學方法而取得新進展。
3、生命科學史顯示了知識產生的科學過程。例如,20世紀初,薩頓和鮑維里提出了染色體學說,即遺傳因子可能在染色體上。但是,當時無證據證明。直到1910年,摩爾根通過一系列實驗方法發現控制果蠅眼色的基因在位于性染色體上,才驗證了薩頓和鮑維里的假說。
通過大量的實踐活動,以及學生創新思維和創新能力形成的特點,基于創新能力培養的高中生命科學的實驗教學可以分三個層次來遞進式實施。第一層次:基礎性實驗教學階段。這一階段實驗教學以教材實驗的學習、分析過程為主要內容,以夯實學生的基礎知識和技能。通過教材規定的實驗教學過程,可以使學生了解和理解與實驗有關的概念和實驗原理,能規范地使用相關實驗儀器設備,熟練掌握實驗的操作技能,并能靈活地運用實驗的方法,也可以使學生學會觀察、解釋和分析實驗的現象和結果。這樣一來學生在掌握了科學性和規律性的知識之后,創新能力的獲得也有了堅實的基礎。第二層次:提高性實驗教學階段。提高實驗階段就是教師從基礎實驗的材料、實驗方法等角度,采用合理移植、聯想擴充等方法激發學生思考問題的廣度和深度,并通過對實驗的思考、分析和設計過程,培養學生的創新思維和創新能力。創新是一個循序漸進的過程。因此在基礎性實驗基礎上,教師從實驗材料和實驗方法這兩方面去引導學生。教師可以利用實驗材料的內在聯系和直觀聯系,把現有知識成果引入新的領域,引導學生用新的眼光、新的角度去發現新的事實,最終產生新的成果。第三層次:研究性實驗教學階段。學生通過把已學實驗知識、技能和生活問題結合起來,開展更深入的探究,進一步拓展學生的創新思維和創新能力。生命科學本身研究的就是生命世界、人類的生活。研究性實驗教學過程鼓勵學生仔細觀察自身周圍發生的一切,發現問題,把自己在之前的實驗中學到的知識和技能與生活中發現的問題相結合,把學生從課堂引向生活,從課堂中無關痛癢的問題引向生活中實實在在的問題,從被動的學習轉向主動的探究。創新思維、創新能力在學生的思考中、討論中、實踐中得以擴展提升。從“規定動作”到“自選動作”,這是一名學生在已有知識的基礎上經過自己的思考,通過實踐重新創造的過程。如何實現這樣的一個培養過程呢?在這個過程中,就要充分利用學校已有的三類實驗室。
二、《食物中主要營養成分的鑒定》的遞進式實驗教學促進了三類實驗室的利用率
《食物中主要營養成分的鑒定》這個實驗是上海版高中生命科學教材第二章中的一個基礎實驗。第一層次:基礎性實驗教學階段。在基礎實驗室,通過常規的驗證性實驗教學過程,學生學會利用各類有機化合物與相應化學試劑的反應顯示出的特殊顏色,掌握各類有機化合物的鑒定方法,為提高性實驗提供知識和技能基礎。第二層次:探究性實驗教學階段。影響學生學習興趣的因素很多,實驗研究內容就是其中一個最重要的影響因素,所以在這個層次,通過實驗研究內容或方法的改變,激發學生的學習興趣,學生就能發揮學習的主動性。從實驗材料來看,由于實驗的時間不同,實驗的材料會有所不同;由于做實驗的學生來自不同的地方,他們接觸的、熟悉的材料也會有所不同。因此可利用這些不同,在原來的基礎上進行更廣泛的研究。在這個階段,學生提出了許多問題:蘋果中有脂肪嗎?提出了《蘋果中營養成分的鑒定》課題。茶葉中含有哪些成分?提出了《“毛峰”成分的測量》課題。有什么辦法能鑒定橘子中的維生素?提出了《橘子中VC的鑒定》課題。由于未知知識的存在,學生們一段時間以來經常穿梭在三類實驗室之間,查資料、討論設計方案、反復嘗試,三類實驗室到處是學生的身影。第三層次:研究性實驗教學階段。在小試牛刀獲得的成功體驗大大激發了學生的研究欲望后,生活中的問題又把學生引向了更廣闊的研究天地。生活中的問題成了學生的研究對象:什么品種的蘋果最甜?提出了《紅富士、冰糖心、蛇果中糖分含量的比較》課題。不同的儲藏方法對蘋果的甜度有影響嗎?提出了《不同儲藏條件對蘋果含糖量的影響》的課題。蘋果紅的地方甜還是其他地方甜?提出了《果皮顏色和糖分含量關系的研究》課題。喝綠茶能減肥嗎?能降血脂嗎?提出了《綠茶減脂效果的研究》的課題。有人說辣椒VC含量很高,那么紅辣椒和綠辣椒VC含量有區別嗎?提出了《紅辣椒和綠辣椒VC含量比較》課題。青菜在霜打后會變甜,提出了《淀粉轉變為葡萄糖機制的研究》課題。這些研究課題,使我們的實驗室儀器和設備頻頻亮起了紅燈,請購單一張接著一張,在實在沒有辦法的情況下,我們的學生只能尋求社會科研機構的幫助。這些新的研究又促進了學生的自主學習和研究,真正使學生形成創新的思維和創新的能力,使學生建立起能夠獨立地、綜合地運用已有的知識去發現新的知識、觀點和方法的能力,掌握研究過程的規律性知識和技能,并學會把它運用于解決實際問題。這樣一個有坡度、有層次的遞進式實驗教學方法對培養學生創新思維和創新能力是可行的、有效的。
三、高中生命科學開展創新性遞進式實驗教學活動的收獲
在生命科學實驗教學中開展創新性實驗教學一段時間以來,在學生身上出現了許多值得關注和研究的變化:
1.學生的探究欲望明顯增強
在《食物中主要營養成分的鑒定》實驗結束后,每個班級提出的問題、想研究的問題內容十分廣泛,從蔬菜到各色水果,從成分的探究到儲藏的方法,從含量的有無到含量的比較。方法更是別出心裁,同樣是提取蘋果中物質,有的用研磨法,有的用粉碎法,有的用擠壓法,有的用浸泡法,八仙過海各顯神通。同樣是顏色滴定,有的是果汁滴定高錳酸鉀溶液,有的是高錳酸鉀溶液滴定果汁,有的是分成不同的濃度梯度再來滴定等。高昂的興致和研究的熱情到處可見。
2.生命科學實驗室成了學生課余活動的又一個中心
[關鍵詞]成人藥學教育;生命科學導論;教學改革
[中圖分類號]R91 [文獻標識碼]A [文章編號]1007-8517(2011)09-0064-01
近年來,在成人藥學課程體系改革中出現了一個亮點,即生命科學導論正在進入專業課程中。引入該課程的目的是讓學員掌握生命科學的基本知識、規律,并啟發和鼓勵他們從不同的角度對生命現象進行思考和探索,同時引導他們用生命科學的整體觀去理解中醫中藥的理論,去探索西醫西藥的知識。針對成人藥學本科教育對象的特殊性,筆者結合該課程的學科特點,從改進課堂教學方法,優化課程講解內容,把握教學的深度和廣度等方面對生命科學導論的課堂教學改革進行了探討。
1、成人藥學本科教育的現狀
成人藥學本科教育對象的特殊性,決定其學習內容、學習方式、學習過程有著特殊性。首先,成人藥學本科教育的生源多為高中或大專水平的各個藥廠或相關企業部門的在職工作人員,其學習具有明顯的功利性,主要目的是針對自己工作實踐中的欠缺,甚至是迫于國家對工作人員層次的硬性規定。對他們而言,重視的是所學知識的實用性而不是學術性,注重技能而不注重知識。其次,成人藥學本科教育中專業課程設置較多,而接受教育的學員年齡、層次、學習經歷各不相同,其理解力、記憶力和專業技能都差異很大,且受工作、家庭等方面的影響,有效學習時間很難保證。因此,把握成人藥學本科教育的現狀,不斷優化教學內容及方法是搞好藥學本科成人教育的前提。
2、改進課堂教學方法,以多媒體教學為主
生命科學導論內容多、課時少,而成人學員又具有機械記憶力弱、理解力差的特點。因此在教學方法上以多媒體教學為主,以便高效的展示課堂內容,解決信息量大,課時少帶來的問題。同時,利用電腦模擬生命的宏觀或微觀過程,克服抽象內容教學難的問題。如生物進化、光合作用等內容,配合動畫進行講解變靜為動,變抽象為直觀,易于學員理解和記憶。給學員播放有代表性的實驗教學錄像片段如DNA重組技術、蛋白質合成過程等,彌補了成人本科教育無實驗課時的不利條件。與傳統教學方法相比,多媒體教學圖文聲像隨意組合、靈活多變的,為學習者創設了良好的學習情景。借助于多媒體縮短了講授時間,同時使教學形式活潑生動,教學內容更為形象直觀,讓學員在理解的基礎上印象深刻,激發學員的創造性思維,具有良好的教學效果。
3、優化課程講解內容,突出生命科學內在規律
我院開設的生命科學導論課程以高崇明教授編著的《生命科學導論》為參考教材。依據教師對生命科學的理解,把介紹生命科學的基本概念、原理、研究方法、應用作為重點,強調生命科學對人類發展的影響。課程分為五大板塊:1)緒論,講述學習生命科學的意義,總體介紹生命科學在社會發展中的地位,了解生命科學發展的脈絡。2)介紹生命的物質基礎,從生命的化學基礎延伸到到生命活動的基本單位,然后擴展到生命活動能量的獲得和釋放,簡述細胞周期和調控及細胞的信號傳遞。3)生命的延續,重點講述生物遺傳發育的分子基礎,從分子水平上闡述生物的奧秘,使學生掌握必要的分子、細胞和遺傳基礎知識。4)生物的進化,從動物、植物、微生物等不同類群上描述生物界的整體面貌,重點講述生命的起源和主要的進化學學說,培養學生的唯物主義思想。5)生態學原理,重點提出要重視生態環境即人與自然的和諧發展,重點介紹生態學的基本規律和相關概念。
4、把握教學的深度和廣度。與實際緊密相連
本課程的教學對象為非生物學專業的成人教育本科生,為了使學員“聽得懂、能理解”,教師必須嚴格把握授課內容的深度和廣度。授課深度上,要把基本的原理、規律等概念作為重點,但不是簡單的灌輸,盡量與類似的事件相聯系。如在講授“DNA的復制”相關內容時,筆者除了用Flash描述DNA的復制,還把這一現象與細菌的分裂、動物的生殖相聯系,提高學生學習的興趣。授課廣度上,要與生產實際緊密相連。在講授現代分子生物學技術時,介紹分子生物學基本概念及在生產上的應用,尤其是在現酵制藥領域中,利用現代基因工程技術進行優良菌種的選育等與廣大學員日常工作環節緊密相關的技術內容進行系統闡述。同時介紹生命科學近年內出現的若干熱點和發展前沿,如人類基因組計劃、禽流感、口蹄疫等;在講授生態學原理時,和學生一起分析極端天氣的原因、太湖污染的原因等。
5、結語
哈佛大學的教育計劃中就有這樣一句“畢業生應該受到廣博教育并應在專門的學科方面得到一定的培訓”。而成人教育的非正規性決定了它可以依據社會發展的需求與變革,依據社會成員個人教育需求的變化,及時地調整自己的辦學方向、教育計劃及教學體制,優化教學方法,增加新的教學內容,將最新的知識信息以快捷的方式傳授給成人。因此,生命科學導論進入成人藥學專業課程表是恰逢其時,對于指導成人藥學教學、培養21世紀合格的創新型藥學人才,意義重大。
參考文獻:
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高等農業教育,2003:40-41
隨著《全日制義務教育生物課程標準(實驗稿)》及《普通高中生物課程標準(實驗稿)》的頒布,新一輪的基礎教育課程改革正在越來越廣闊的范圍展開,給傳統的中國基礎教育帶來了前所未有的沖擊。新課程標準在基本理念、課程目標、課程內容、課程評價、教學建議等方面都有了較大變化,同時在教學的內容要求上也有了較大的突破,新課改的理念之一就是“注意學科滲透,關心科技發展”,新增內容的教學要求雖不高,卻有助于彌補生物教學長期存在的不足。
我國新一輪課改也適當加大了前沿生物知識的比重,在確保基礎性的前提下,對教學內容進行了一定的揚棄。如何讓生命科學前沿知識更好的服務高中生物教學,如何把握前沿知識和基礎知識的過渡和銜接,如何通過前沿知識向學生傳達生物科學的研究方法和思考方式,更好的服務基礎知識的教學,是每個生物教師都在思考的問題。
以下是本人在三年的新課改背景下在實際教學工作中摸索出的幾點心得和體會:
一、了解當代生物科學的發展方向,化繁為簡,幫助學生構建生物學科學習的脈絡
當代生物科學在朝著微觀和宏觀兩個方面向縱深發展。在微觀方面,主要是在分子水平上研究生命過程和現象;在宏觀方面,主要是生態學的研究,特別是生物多樣性的研究日益引起人們的關注。正如鄒承魯院士《生物學走向21世紀》一文所言,“當前凡是研究生命現象的學科,不可避免地要深入到分子水平去進行本質規律的探討,這使分子生物學很快就滲入生物學的各個領域,改變了整個生物學的面貌;同時也對醫學和農業科學及其應用產生了巨大的影響。生物學的全新面貌最突出地表現在出現了一系列新的分支學科,如分子遺傳學,分子細胞學,分子分類學,分子神經解剖學,分子藥理學、分子病理學,分子流行病學等等,影響到生命科學的所有領域,即使生態學、古生物學和分類學也不例外?!鳛樯w基本單位的細胞,和作為生命活動最高形式的神經活動是現代生物學研究的最活躍的領域,但是今天,這兩門學科由于采用了分子生物學的新的研究思想和新的研究手段而獲得新的生命力,研究步伐大大加快,與分子生物學一起發展成為當代生物學研究的三大熱點?!保ā睹嫦?1世紀生命科學發展前沿》,廣東科技出版社,1996,p.20)。
新課改分為必修本和選修本,構成知識涉及到生物學知識的方方面面,在學習開始之初就向學生介紹生命科學前沿的方向,除了可以培養學生的學習興趣,還可更好的幫助學生構建學習脈絡。而生物學科學習的方向可結合生命系統板塊的教學展開,即緊貼課本有拓展知識范圍。
二、關注生物科學的發展對課程理論的影響,使學生熟悉生物科學的研究方法
生物科學對課程理論的影響主要表現在思想方法上,并且正處于日益彰顯的過程中。課本的設置也體現這樣的亮點,模型構建、歸納演繹法、假說推理法、數理統計、原來大學甚至是研究生階段才能接觸到的研究方法、思維方式紛紛引入中學課本。
前沿知識紛紛引入中學課本,課堂上接觸的是讓學生眼前一亮的高科技、新發展,學生不僅能了解這些前沿知識,還能了解這些新知識的來龍去脈,發現歷程和研究方法,知道真理在被無限接近,不斷修正,自然學習起來興趣高漲。
三、讓生物課程反映生物科學的發展,讓學生了解生物科學的前沿
(一)讓學生了解生物科學的前沿發展,全面提高科學素質
關于什么是科學素質,國內外學者提出了不少大同小異的定義。《美國國家科學教育標準》認為,“所謂有科學素養是指了解和深諳進行個人決策、參與公民事務和文化事務、從事經濟生產所需的科學概念和科學過程。有科學素養還包括一些特定門類的能力。”國內不少學者提出更為簡明的定義,即科學素質包括科學知識、科學的過程和方法、科學態度、科學精神、科學價值觀、科學的思維習慣和行為習慣。根據前面的論述可以看出,生物科學前沿知識不僅在自然科學中的地位和作用不斷提升,而且在認識論、方法論和世界觀等方面都具有獨特的價值,因此,生物科學前沿對于全面提高學生科學素質是非常重要、不可或缺的。
(二)了解課程內容中基礎知識的更新和生物科學前沿知識發展的關系,更好的把握教學
關鍵詞 高中生物 新教材教學
高中生物課程的宗旨就是在義務教育的基礎上進一步提高全體學生的生物科學素養。所以我們的目標只有一個,那就是挖掘生物學的內在魅力,激發學生的興趣,使他們都能輕松愉快地學到對他們的生活非常有用的生物學知識,使他們喜歡上生物學!如何在此指導思想之下,上出精彩的高中生物第一課呢?以下以新課標教材高中生物第一章第一節第一課,談談我對這節課設計的一些想法和教后體會。
一、教材分析及教學設計思路
今天,生物科學突飛猛進的發展,使人們逐步認識了生命活動的基本過程、生命物質的結構和功能,遺傳規律以及生物與環境的關系等。生物科學對人類社會正在產生越來越大的影響。與人類關系最密切的莫過于對人類自身健康的關注。所以課本在第一章第一節以威脅人類健康的兩大殺手性疾病:癌癥和傳染病為例,引導學生關注生物科學與社會的密切關系,體會學習生物科學的重要意義。
二、教學目標
1、知識目標:(1)初、高中生物知識的銜接。(2)嘗試說出人類健康面臨的挑戰。(3)舉例說出生物科學與社會的關系。
2、能力目標:(1)逐步培養學生讀圖表,獲取信息,并對信息進行分析、加工和處理的能力。(2)通過學習高中生物課的要求和方法,逐步培養學生的科學意識和科學素養,及創新能力。
3、情感態度價值觀目標:(1)通過活潑有趣的導入,激發學生學習生物的興趣。(2)通過人類面臨的健康問題,激發學生努力學習,增強社會責任感,為人類的生存和發展做出貢獻。(3)逐步培養學生全面的、發展的視角。
三、教學重點、難點
1、嘗試說出人類健康面臨的挑戰。
2、舉例說出生物科學與社會的關系。
3、學生讀圖表,獲取信息,并對信息進行分析、加工和處理的能力。
4、通過人類面臨的健康問題,激發學生努力學習,增強社會責任感,為人類的生存和發展做出貢獻。
四、教學準備
1、教師準備:(1)視頻片段:“物種進化”、“基因工程”、“拯救瀕危滅絕物種”、“人類與傳染病抗爭的歷史”。(2)新聞:“好人傅彪安然辭世”、“人民日報”關于癌癥的一則報道。(3)圖片:河北大學模式動物研究所、北京中關村電子一條街的核心建筑DNA雙螺旋模型、居里夫人、香煙、各種傳染病病毒、紅細胞
2、學生準備:初中學習的生物學知識及生活中的生物學知識儲備
五、教學過程:(略)
六、小結與教后體會
對于本節課導入的第一個問題,學生的發言十分精彩:有談到今年八月份在四川爆發的“豬鏈球菌事件”、“大陸贈送臺灣省國寶大熊貓,以促進兩岸關系友好事件”、“北京一白血病患者用其新生妹妹的臍血進行治療,但是失敗的事件”等。我對學生的發言都予以了充分的肯定和贊揚,同時指出:初中學習的是生物現象的“是什么”,高中將要揭開生物現象背后的“為什么”及“怎樣做”。為了說明生物科學的涵蓋范圍之廣,我不想通過自己的口述列舉,因為那樣將會相當枯燥,學生一聽了之,不會產生共鳴。為什么不從生活中去尋找實例呢?于是課前我從“Discovery”、“國家地理雜志”、“科學博士”等系列VCD中截取了三段視頻短片。在課堂上能觀看這樣圖文并茂的電影小短片,學生的興趣當然都相當的濃厚,本節課的教學目標自然也就得到了充分的體現。
不止一位科學家預言:二十一世紀是“生命科學”的世紀!在授課至此處,我將學生的視野打開至生物學以外的領域:許多科學家已轉向對生命科學的研究與應用、國內各高校與生命科學的相關專業年年招生火爆、每天的新聞幾乎都有關于生物科學方面的報道,甚至是北京中關村電子一條街的核心位置矗立的都是DNA雙螺旋結構的模型。從這些事實可以看出:生物科學就在你我身邊,生物科學與人類的關系比其他學科更為密切,生物科學研究的首要目的就是保證生命的質量。
說到生命的質量,目前正有越來越多的疾病威脅著人類的健康。大家認為,首當其沖的疾病是什么?(癌癥)
大家一定更關注我們國的癌癥發病情況。教師展示某日“人民日報”上一則關于癌癥的報道,繼續呈現給學生生活中的事例,牢牢的抓住了學生的注意力,學習生物學知識的興趣自然被充分地激發。從這兩則生活中的資料里,學生水到渠成地總結出癌癥的病因和預防措施。我想這樣的知識在理解的基礎之上必定深深地銘刻在了他們的腦海之中。
通過“人類與傳染病抗爭的歷史”視頻錄象,不僅擴大了學生的知識面,更自然地導入本節的下一個學習內容:“生物科學與社會-基因診斷與基因治療?!?/p>
[關鍵詞]普通生物學實驗,教學方法,改革與實踐
中圖分類號:J523 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)02-0005-01
一.問題的提出
課程問題是大學教育的核心問題,因為它是教育理念、教育目的的主要載體,學生知識的主要源泉,師生關系的主要中介;同時,課程也是社會需求、科學知識和學生個性發展的集中體現[1]。在科技飛速發展的今天,社會和時代不斷向大學教育提出新的要求,而大學教育及其課程如何適應社會與時代,如何對大學課程改革,如何培養出更多的高素質人才以適應社會發展和國際競爭,都是需要重點研究的問題。因此,課程改革應始終作為大學教育改革的重點和難點,與時俱進,不斷開拓創新。
普通生物學是高等學校生命科學基礎課程的重要組成部分,而實驗課程是普通生物學課程中不容忽視的成分,它對于培養學生的試驗設計能力、鍛煉學生的邏輯思維能力、增強學生的動手實踐能力和分析問題解決問題能力發揮著重要的作用。近年來,作為大連大學生物學及相關學科本科生的重要基礎課程,普通生物學實驗授課涉及的院系和專業有:生命科學與技術學院的生物工程專業、生物技術專業,體育學院的運動人體科學專業、環境與化學工程學院的環境與科學專業等。普通生物學實驗是本科生跨入專業學習前的重要基礎課程,它在高中生物學課程與大學生物學相關課程之間起到橋梁的作用,如何讓學生從高中階段的思維和實踐能力水平順利過渡并提升到大學階段的專業理論素質和科研能力水平,是我們高等學校教師必須認真面對的問題。以往的教學模式是簡單的“教”與“學”,學生在實驗課程中缺乏主動性和創造性,由于有一些教學內容曾經在高中階段接觸過,因此學生往往照搬過去的實驗經驗和習慣,甚至有部分學生懷疑該課程開設的必要性,表現出抵觸情緒。這些客觀存在的情況不利于學生的身心健康發展,更不利于將來的專業課學習和進一步深造。
二.問題的探討及解決方法
由于大連大學理工科學生在高中階段都有一定程度生命科學基礎知識,《普通生物學》實驗課程教學研究小組的教師們充分利用并進一步挖掘學生頭腦中儲備的生物學知識,根據學校實際情況并結合學生的專業特點,開設出的實驗內容涉及到科研儀器使用的基本技能、
動植物基本組織結構觀察、動植物生理生化特性及生物進化等。目前,有關普通生物學學科方面的實驗內容較多,實驗課程教學研究小組的教師們本著實驗必須具有“科學性、基礎性、代表性、趣味性、經濟性”的原則,篩選出實驗項目,重視開設設計性實驗;并采取就地取材、教學互動、學生講壇等新穎的教學方式,來提高學生的學習興趣、激發學生的學習熱情。
首先,我們采用就地取材的方法,所有的實驗材料均來源于校內,學生在教師的帶領下,利用業余時間,在自己生活和學習的環境中采集動植物標本進行研究,希望通過這一方式增強實驗的趣味性,增加學生對于實驗材料的親切感,同時也努力為學校節省一部分實驗經費。
此外,我們在課堂中重視教學互動,克服“重教輕學”的錯誤教育觀念,讓學生真正成為學習主人,把教師定位在“教學生學”的位置,在教學活動的過程中充分調動起學生的自主性和積極性。在課堂中將教師的教與學生的學構成一個有機的整體,注重發展學生思維能力、指導學習方法、訓練操作能力、促進健康的個性品質形成。使學生在普通生物學實驗課中的收獲遠遠超出課程內容本身,幫助學生克服“為實驗而實驗”的消極思想。
學生講壇是普通生物學實驗課程的一個特色。教師在課前將特定的題目交給學生,讓學生在課外充分利用網絡資源、圖書館資源等等,自己弄清實驗原理,自己查閱實驗方法,自己進行實驗設計,提出可能出現的問題及解決方法,將主要內容制作形成幻燈片,在課堂上講解后,師生坐在一起進行充分的討論;在實驗過程中給學生充分的自由度,鼓勵他們大膽嘗試多種實驗方法并加以比較。
同時,我們還積極進行網絡實驗課程建設,依托于大連大學生命科學與技術學院遼寧省生物學實驗教學中心虛擬實驗室,建立“普通生物學實驗”課程教學信息資源庫,將全部實驗項目(包括在實驗室沒有安排的實驗項目)拿到虛擬實驗室里,實現學生在網上觀摩和模擬完成實驗單元內容所必需的實驗儀器的工作原理、操作方法及整個實驗的工作流程、實驗技巧和注意事項等。
三.問題解決的效果
實踐證明,普通生物學實驗課教學方法改革措施提高了學生的動手能力,激發了學生的科研熱情并培養鍛煉了大學生應有的基本科研素質,為專業課的進一步學習打下了良好的基礎;使該門課程在高中生物學與大學生物學學習之間真正起到了紐帶和橋梁的作用。
由于“普通生物學實驗”課程內容涉及面廣,實驗項目涵蓋了植物學、動物學、微生物學、動物生理和植物生理等領域,具有基礎性、普及性、代表性;課程改革以后,更加注重了對學生素質的培養,訓練技能涵蓋了生物繪圖方法、生物實驗設計能力、生物統計分析能力、文獻檢索和調研分析能力、文字整理和口頭表達能力、儀器操作技術、標本制作技術和溶液配置技術等多項內容。由于學時所限(共計48學時),雖然有的實驗內容難度和深度尚有待于進一步提高,但學生已普遍反應在實驗課程中受益匪淺。對于該門實驗課程的教學效果,“普通生物學實驗”課程教學小組的教師們對參加學習的學生進行了問卷調查,參加問卷的學生人數為55人,問卷內容包括:對于“普通生物學實驗”課程是否感興趣?該門課程在培養各種能力(包括操作能力、獲得知識能力、科學觀察能力、科學思維能力等)方面的作用是否明顯?該門課程的內容和深度及培養的各項能力與高中生物課程是否雷同?學好該門課程對于學好其它課程的知識是否起到鋪墊作用,其作用是否重要?對于教學就地取材的教學方式是否歡迎?對于課堂上教學互動的教學方式是否認同?對于學生講壇的形式是否認同?利用課余時間采集標本、收集材料、查閱文獻、制作幻燈片等工作是否增加了負擔?通過該門實驗課程的學習,你認為哪個或哪些方面的收獲最大?
從調查的結果來看,100%的學生對于該門課程感興趣;91%的學生認為該門課程在培養各種能力(包括操作能力、獲得知識能力、科學觀察能力、科學思維能力等)方面的作用明顯;100%的學生認為該門課程的內容和深度及培養的各項能力與高中生物課程不同;100%的學生認為學好該門課程對于學好其它課程的知識切實起到鋪墊作用,其作用是重要的;92.7%的學生歡迎就地取材的教學方式;100%的學生認同課堂上教學互動的教學方式;98.2%的學生認同學生講壇的形式;91%的學生認為利用課余時間采集標本、收集材料、查閱文獻、制作幻燈片等工作沒有增加負擔;100%的學生認為通過該門實驗課程的學習,在培養基本科研素質和創新精神方面的收獲最大。
由于實驗教學具有驗證性、探索性、研究性的教學特點和獨特的教學方式,對于啟迪學生創新思維、孕育創新意識和培養創新能力具有理論課無法替代的優勢[2];而生命科學是實踐性很強的學科,很多抽象的理論知識都需要借助實驗的手段來進行生動形象的詮釋,所以更應該重視對于生物類專業學生實踐教學的重要性。我們對于“普通生物學實驗”課程的教學改革和探索尚處于初級階段,但希望這些經驗能為兄弟院校提供一些參考,同時我們也會把該門課程的教學改革工作切實地深入進行下去,為培養適應社會發展的高素質的生命科學人才做出最大的努力。
參考文獻
[1]楊春梅.英國大學課程改革與發展[M].北京:北京理工大學出版社.2006,1:1-4.
關鍵詞: 高中生物 情感態度與價值觀目標 生命科學 教學目標
一、情感態度與價值觀目標
1.三維目標中的情感態度與價值觀
情感態度與價值觀是科學素養的重要組成成分。情感即一個人的情緒,是高興、好奇或是不高興、不滿意,這些情感是形成正確態度的基礎。態度是人們在認識和行為上相對固定的傾向,包括人對事物和社會認知的傾向、情感的傾向和意圖的傾向。比如贊成或反對、喜歡或厭惡、肯定或否定,等等。在正確的態度之上便能形成正確的價值觀。價值觀就是人們由心中發出對世界上存在萬事萬物的認識,以及所持有的對待萬事萬物的態度。這是人們社會存在的反映。課堂教育注重科學價值觀,這是一種理性的價值觀,是以知識和真理為中心的價值觀,同時又承認知識和真理的相對性,科學提倡民主、平等、自由、合作的精神,提倡人文精神、獨立精神、探索精神、創新精神和獻身精神。
2.如何實現情感態度與價值觀的教學目標
人的態度及觀念是人在生長的環境中通過模仿、學習與體驗逐漸形成的一種主觀的選擇。對同一事件不同人的態度不可能一模一樣。學生的情感態度與價值觀不光受課堂影響,還與學生的家庭生活有很大關系。課堂中情感態度與價值觀教學在尊重學生多元化的價值觀前提下,在人生觀、世界觀、道德觀等一些大是大非的問題上,又必須指明方向發揮應有的作用。
三維課程目標包括:知識與能力目標、過程與方法目標和情感態度與價值觀目標。前兩者在實際操作中是可以具體化的,是教師能“教”得出來的;而對于情感態度與價值觀目標,教師不可能像講知識點或者講授習題一樣把它“教”出來。對這樣一種屬于主觀選擇的目標,教師有兩條途徑將其滲透到教學中:(1)教師以身作則,言傳身教,用自己健康的情感態度與價值選擇去影響學習主體;(2)聯系社會實際,多舉例,創設情境,使學習主體能從中學習、體會并形成健康的人生態度。這樣情感態度與價值觀的教學目標就不單單是一兩堂課能夠實現得了的,課上和課下的時間都十分重要。生物課堂與一些文科課堂不同,我們不是每堂課的教學內容都能很好地與情感態度與價值觀目標聯系起來,所以教師更應該積極探索,挖掘教材,抓住每一次機會,創設情感教育的情境,全面提高學生的生物學素養。
二、高中生物新課程中的情感態度與價值觀教學
生物課是一門研究人及人生存環境的一門科學,可以說和我們的日常生活息息相關。如果學生的學識僅限于做題和考試,那么我們的生物教學就是完全失敗的。我們的學生要至少能夠透過書本看世界,利用自己的所學解釋世界,這其中就包括形成正確情感態度與價值觀。高中生物課的學習至少可從以下四個方面來實現這個目標。
1.了解科學史,向科學家們學習,體會科學研究的艱苦也分享成功的喜悅,為自己今后的學習和工作做好心理準備。以人教版高中生物為例,新教材里明顯多了很多科學史方面的閱讀資料,且每個版塊開頭總是有一段對相關領域科學家的訪談錄。以前教材對科學史的介紹非常少,即便是遺傳與變異章節中談到孟德爾的研究過程也是著重從知識層面上談。學生并不了解,其實孟德爾這位科學家的研究成果是在他去世之后二十年才被世人認可的,這位偉人終身清貧卻矢志不渝,他相信是真金就會發光,直到死前仍堅定不移地相信自己的發現。
許多教師對理科教學也有情感態度與價值觀目標持不理解態度,他們認為這是文科的主要內容,在理科課堂上真不容易實現??茖W家訪談錄其實就是我們理科教師進行情感教育的突破點。這樣,學生和科學家的距離近了,和科學研究的距離近了。多了解科學家們在做什么,在想什么,我們的學生也能模仿科學家的想法了,科學素養自然就提高了。
2.會用辯證的觀點看待科技這把雙刃劍,樹立正確的科學研究觀。我們教育學生要做有素質的人,素質表現在什么方面呢?文化水平高、知識面廣,就是高素質嗎?不盡然,更重要的是,我們的學生首先應該成為一個有社會公德心、有責任感、講文明的人。現今很多生物學研究的前沿問題都引發了社會爭議。比如:如何看待轉基因食品的安全性?克隆技術應用在人類,會對我們倫理道德觀帶來什么影響?隨著對人類基因組研究的深入,我們的世界會否出現基因歧視?這些問題的出現為我們教師在制訂情感態度與價值觀教學目標的時候打開了另一扇窗戶――科學技術本身沒有對與錯,對于錯只在于我們是抱著什么態度去使用它的。
3.尊重生命,熱愛自然。從清華學生用硫酸潑熊事件到復旦研究生虐待貓的事件,這些“優秀”學子做出讓我們心酸的事情,我們的生命科學教育,到底教了些什么?學生又學到了什么?在研究中確實會涉及動物實驗,不管最后實驗動物是否會被處死,我們的態度是明確的――尊重生命。在這個前提下我們才可能去設計科學的實驗方法和步驟,在實驗中盡量減少實驗動物的痛苦。
教材中穩態與環境版塊和這一情感教學目標聯系非常緊密。特別是生態學方面的內容,生物圈的穩定性是有一定限度的,我們已經失去(滅絕)了很多物種,而物種的多樣性與我們生存的生物圈的穩定息相關。英國石油公司在波斯灣漏油事件最終將導致這家老牌的、家底雄厚的石油公司因生態賠償而破產,而就算這樣,人們對這家公司仍舊滿腔憤怒。在重視人類可持續發展,保護我們生活的美好家園這樣的情感態度與價值觀教學目標面前,知識與能力目標、過程與方法目標就都顯得不那么重要了。
4.規范日常行為態度價值觀,例如衛生生活、科學用藥觀;規范、樹立正確性觀點;樹立正確的對待疾病或疫情的態度。藥品的濫用在我國并不稀奇,很多人將抗生素視為萬能藥,不分病因盲目使用;一些疾病患者如乙肝患者、在社會上備受歧視;而一些患有強傳染性疾病的人們卻并不知道自己應該被隔離,甚至連出門應該戴口罩也做不知道。有的少女中學沒畢業就去墮胎,甚至患染上性病。人們的性認識基本不是從學校學到的。
生命科學是和我們人類日常生活最為接近的科學,我們教的就是我們自己。以上提到的問題仔細的教師從初中的生物教科書中都能找到切入點來完成這樣的情感態度與價值觀的教學目標。但事實上,以性教育為例,很多初中老師在講到男女生理衛生時會采取讓學生自學的方式來完成。教師都不好意思,學生怎么能學得清楚,更別談要樹立正確的性觀點了。在高中生物課教學中沒有專門的這方面的知識版塊,但我每次講到艾滋病的預防需潔身自好時,總會引用一些因不潔性生活造成的慘劇來警示學生。由于女性是懷孕的主體,女性的生理特殊性導致更容易感染性病,進而讓學生們樹立關愛女性的觀點。
三、結語
情感態度與價值觀教學是每個學科都不能忽視的重要的教學目標之一。一門課可以設置一些什么樣的情感態度與價值觀目標是一個值得我們教育工作者在長期的教學中思考的問題。生命科學的素養是人的核心素養之一,與我國人口的總體素質有很大關系。在這個領域從業的教師們應當有相當的行業責任感,行動起來,用心制定三維教學目標,切實提高學生的生命科學素養。
參考文獻:
[1]普通高中課程標準實驗教科書.北京:人民教育出版社,2007.