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生命科学的核心概念

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生命科学的核心概念

生命科学的核心概念范文第1篇

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2012)10A-0028-02

生命科学对人类社会生产方式、生活方式乃至思维方式产生广泛而深刻的影响,从小培养学生对生命世界的热爱和对生命科学的关注尤为重要。在整个小学科学课的教学内容中,“生命科学”这部分内容占了约三分之一的比例。“生命科学”的内容有利于培养学生热爱生命的情感,形成良好的生活习惯和健康的生活意识,建立保护环境的责任感,能引导他们关注生命、关注环境,关注生命科学的发展、关注与人类生存有关的重大问题,并能参与相关社会问题的讨论。在此,笔者结合自己的教学实践,谈谈培养学生科学素养的策略、方法。

一、紧扣课标,根据教学要求精心设计教学环节

考虑到学生的年龄特点,新课程标准对“生命科学”部分的内容编写,采用核心概念螺旋建构的方式,由简单到复杂分级设计,即将每一个核心概念分解成若干具体概念,并对具体概念进行分级。课程目标分三级,对科学知识、科学能力、科学态度的要求逐级递进;对科学探究这一科学学习的中心环节和情感态度、价值观的内容标准都有详细具体的要求;对生命世界的每课内容都有具体内容标准和活动建议。教师要紧扣课标,根据教学内容要求,精心设计教学环节。

(一)经常学习课程标准

教师要经常学习课程标准,明确整个科学课有关生命科学的内容有哪些,每个学年、学期的内容是什么,每个单元、每节课的要求是什么,做到心中有数,这样才能把课标落实到教学上。

(二)关于“生命科学”的教学环节设计的策略

1.把握学习起点,关注学生的前概念。

所谓的前概念,就是小学生在课前对所学知识已有的认识和了解。小学生的前概念有的与科学概念相似,有的与科学概念相悖。在实际教学中,如果教师能够提前了解小学生的前概念,就能在教学中做到有的放矢,从而提高课堂教学效率。

教学前,教师首先要获悉学生前概念,这可以利用访谈、调查、绘图、解释等多种行之有效的方法进行。例如,对《种子发芽实验》,教师通过谈话的形式,可以知道学生的基础,了解学生对“种子发芽条件”的前概念。不管是正确的,还是错误的前概念,都将成为教学的起始点。学生的前概念中把种子发芽和植物生长需要的条件相互关联,教师在后续的教学中,要着重更正学生错误的前概念。

2.围绕建构科学概念,进行以探究式学习为主的教学。

科学概念的发展来源于科学探究活动的全过程,要让每个活动或环节为达成相应的科学概念奠定基础。教学中问题的设计应导向概念本质的形成。例如,《大树和小草》一课设计了三个活动,哪个活动揭示大树和小草的共同特点,指向生命体的特征?我们认识了狗尾草,也认识了其它一些草,为什么我们把这些植物都称为草?你认为,草有哪些共同的地方?这些问题显得精炼而集中,舍弃了教材中寻找草不同点的要求,因为寻找共同点,更能够发现草的本质特征。

教学材料的设计应体现科学性和结构性。在科学课中非常强调的一点就是材料的准备,可以说没有“材料”就没有“经历”。例如:《种子里面有什么》一课教师应准备常见的蚕豆、黄豆、菜豆、绿豆、芝麻、葵花籽等各种种子,让学生了解种子外形的多样性,还要挑选较大的蚕豆、花生、菜豆种子用水泡涨,让学生容易解剖,更好地观察种子内部构造。

3.培养学生的推测能力,以及持续、细致观察,如实记录的科学素养。

例如,《植物的生长变化》单元的教学设计中,关于种子萌发先长哪部分,再长哪部分的问题,以及《我们的身体》单元中的《运动起来会怎样》的关于自己身体运动后可能出现的变化等问题,有利于培养、锻炼学生的推测能力。而种植凤仙花的实验活动,教师要引领学生观察绿色开花植物,凤仙花生命周期的观察历程至少三个月,这三个月中不但要培养学生的细致观察、如实记录的科学素养,同时还有学生信心与恒心的培养。科学课中这样的体验活动还有很多,例如饲养蚕宝宝、蜗牛、蚯蚓、蚂蚁等,教师都可以通过这些实践活动培养学生的科学素养。

二、结合实际,灵活运用教材

新课程标准倡导教师“用教材”而不是简单的“教教材”。教师要创造性地用教材,要在使用教材的过程中融入自己的科学精神和智慧,要对教材知识进行重组和整合,选取更好的内容,对教材深加工,设计出活生生的、丰富多彩的课来,充分有效地将教材的知识激活,形成有教师个性的教材知识。

(一)充分利用教材开创自由空间

教学内容的范围是灵活的,是广泛的,可以是课内的也可以是课外的,只要符合学生认知规律的材料都可作为学习内容。教材中每个单元后面的资料库,为学生提供了自由阅读的内容。对于这些知识,学生可以课外学习研究材料,通过询问、调查、阅读有关书籍和上网查阅等多种渠道,搜集有关这些知识的资料,并通过科技小报的形式展出,供全班同学阅读。这样做既锻炼了学生解决问题的能力,又能极大地丰富他们的课外知识。

(二)依据教学实际,灵活调整教学顺序

例如,在南方,春季刚开学,正好是桃花盛开的时节。而四年级下册《新的生命》单元的《油菜花开了》、《各种各样的花》、《花、果实和种子》这几课的教学都跟花有关,虽然教材以油菜花为例来介绍花的知识,但笔者所在学校植种了很多桃花,身边有这么好的观察材料,不充分利用真是太可惜了。因此春季学期四年级的科学课就把第二单元《新的生命》调到前面来上,利用桃花和油菜花共同完成第一课的教学,教学效果很好。为了让学生更好地观察从花到果实的变化过程,上完《油菜花开了》、《各种各样的花》这两课后,穿插其他单元的内容上,期间布置学生观察桃花的变化,一星期后再上《花、果实和种子》这课。学生们亲历了桃花的变化过程,对植物的花和果实有了直接认识,同时通过认真记录和对记录进行分析、整理,在头脑中建立一个认识植物的“范例”,并运用这个“范例”去认识其他的植物,从而获得对植物生长过程的科学了解,增加了对科学课的兴趣。

在教学中,我们要把握好每一个活动的教学目标,认真阅读课标和教师用书中的教材说明和教学建议,按照培养科学素养这个宗旨来认识和使用教材。“用教材教”首先是“用”,而不是抛开教材另搞一套。

三、充分利用各种资源为教学服务

在科学课“生命世界”内容的教学中,通过各种方式,利用各种资源,增加学生探究体验学习的机会,同样是非常必要的。

(一)建立校园植物园地

科学课“生命世界”的内容中,有关植物的观察和实验内容很多,如果建立了“植物园地”,学生进行观察和实验就方便多了。

例如:

①观察植物的生长全过程。可种植绿豆或凤仙花等生长周期在三、四个月之内的植物。

②进行植物叶的形态观察。可种植一些叶子有特点的植物:香蕉、松树、银杏等。

③观察植物的各组成部分:根、茎、叶、花、果实、种子。

④观察花的构造。可种植牵牛花、南瓜或黄瓜,等开花时进行教学。

⑤植物的繁殖实验。可以进行扦插、嫁接的实验。

⑥进行根的向水性、叶的向光性实验。

(二)开展科技活动

笔者所在学校与区科技馆、金花茶公园、区农科院、亚热带植物研究所、桑蚕研究所、环保局建立了联系,充分利用他们的技术力量和场馆、场所,在他们的专业指导下,引导学生们开展科技活动。

例如,三年级下册《动物的生命周期》单元要让学生亲历体验蚕的生长、发育、繁殖、死亡的生命全过程。最初,蚕种的来源成问题,在和桑蚕研究所联系后,学校请桑蚕研究所的专家到学校给全校师生作了专题报告,桑蚕研究所不但给我们解决了蚕种问题,提供了产彩色茧的蚕种,还提供了优良品种的桑树苗给我们种植,全校掀起了一阵养蚕热。在这一教学过程中学生们写了很多有关养蚕、种植桑树的观察日记、科学小论文,有不少还获了奖。

我校还与区科技馆联系,每星期带不同的班级到科技馆的各个功能室开展科技活动。科技馆的生物实验室组装了一套组织培养设备,这在绝大部分学校都是没有的,同学们利用组培室,用百合、芋头做实验,了解植物的另一种繁殖方式。

金花茶公园是我们的校外科普基地,同学们通过参观金花茶基因库,听取工程师的介绍,在工程师的指导下亲自动手给金花茶和茶花进行嫁接等活动,对原产地在自己家乡的植物界中的“大熊猫”——金花茶有所了解,培养了学生热爱家乡、保护环境、保护珍稀动植物的情感。

四、教师提高自身的生物科学素养

教师科学素养的高低直接关系到学生科学素养的水平,不管是生物专业出身的科学教师,还是非生物专业出身的科学教师,都需要不断加强生物专业知识的学习,都需要参加生物专业知识、技能的培训。

(一)教师要全面掌握生命科学的基础理论知识

近几十年来生命科学发展迅速,成为当代科学的前沿学科,粮食、人口、环境、资源等世界性重大问题的解决,无一不与生命科学密切相关。科学教师在掌握全面的生命科学基础理论知识的同时,还要不断地更新自己的生命科学知识。只有这样,才能在探究式学习过程中及时解决学生提出的新问题,才能真正起到引领学生在生命科学方面深入发展的作用。教师要掌握的生命科学基础理论知识包括:动物、植物、微生物、人体、生物与环境等知识。

教师在掌握专业知识的同时,还应该注意具备多层次、多元的知识结构,做到专业知识深厚,基础知识广博,“博专结合,博中求专”。例如,在掌握了动物、植物的理论知识后,要熟悉当地常见的动植物名称和分类情况,特别是校园内的动植物名称和分类情况。学生们对科学课感兴趣,常会拿他们见到的动植物请教老师,如果老师不能解决他们的问题,学生们的兴趣和求知欲就会受到打击,老师的水平也会受到质疑,进而影响到课堂教学。

(二)教师要提高自己的专业技能

生命科学的核心概念范文第2篇

关键词:遗传学;教学改革;课程群;

随着现代生物科学技术的发展,遗传学已成为21世纪生命科学领域发展最为迅速的学科之一,是生命科学中各门学科的核心,它的分支几乎扩展到生命科学的各个研究领域.目前,在生物学各专业的教学中,普遍存在着知识老化,课程体系陈旧,如遗传学和细胞生物学、生物化学、基因工程、基因组学、分子遗传学等课程之间存在着部分内容重复等一系列问题.显然,当前的课程体系已不适应高等学校生命科学教育的要求.如何突出遗传学主干课程,实现课程体系的整合、优化,不同课程间知识的融通和衔接,以此组建口径宽、方向灵活的课程群,加强学生创新意识和创新能力的培养,以增强学生的适应性和竞争力,培养学生的个性特长、能力特长以及继续学习的能力,形成终身学习的观念,是摆在我们面前值得思考的问题.我们从遗传学课程入手,对遗传学课程群进行了初步的思考,重新设置和实践,目的是实现课程体系的整合、优化,培养符合现代社会要求的创新型、复合型人才.

1遗传学课程群内课程设置的基本思路

遗传学课程群内课程设置的基本思路就是围绕“一个中心,三个方向”的原则,以普通遗传学为核心课程,兼顾三个方面的内容.基本框架如图1.

“一个中心”就是以普通遗传学为核心课程.遗传学是一门生命科学所有专业的重要基础课,要求全面系统地介绍遗传学的基本原理、分析方法及现代遗传学发展的最新成就.在教学中,要始终贯穿遗传物质的本质、遗传物质的传递和变异、遗传信息的表达与调控这一主线,使学生在群体水平、个体水平、细胞水平和分子水平的不同层次上对遗传学有比较全面、系统的认识,并能应用其基本原理分析遗传学数据,解释遗传学现象,并对遗传学各分支学科有一个基本的了解.

“三个方向”是以遗传学分支学科、反映现代遗传学发展的学科及遗传学普及性学科为遗传学内容细化、深化和普及的三个层面,主要包括以下内容:

一是遗传学分支学科的内容,主要包括《群体遗传学》、《微生物遗传学》、《细胞遗传学》等课程,以专业选修课的形式开出,主要目的是根据学生的兴趣和爱好,深入学习遗传学各个分支学科的知识.如《群体遗传学》是研究在自然选择、基因漂变、突变以及迁移四种进化动力的影响下,等位基因的分布和改变.它是在群体水平上研究种群的分类、空间结构等,并试图解释诸如适应和物种形成现象的理论.《微生物遗传学》是以病毒、细菌、小型真菌以及单细胞动植物等为研究对象的遗传学分支学科.《细胞遗传学》是遗传学与细胞学相结合的一个遗传学分支学科,主要是在细胞和染色体水平上研究.

二是反映现代遗传学发展的学科,如《基因工程》、《分子遗传学》、《基因组学》.这三门课程都是在普通遗传学基础上开设的专业选修课程,目的是与现代遗传学的发展接轨.如《分子遗传学》(moleculargenetics)的主要内容为基因的结构、复制和转录以及转录后调控、翻译,基因突变,DNA的复制、修复,原核与真核生物的基因表达调控,是在分子水平上进行的研究.此课程为生命科学各专业本科生的学科基础课,也可作为研究生的专业选修课.《基因工程》(geneengineering)主要介绍基因操作的主要技术原理,基因操作的工具酶,克隆载体,目的基因的分离方法,重组体的构建及导入,克隆基因的表达与检测,基因工程研究进展,存在问题及新策略等内容,使学生具备基因工程方面的基本知识和掌握其操作技术.《基因组学》(genomics)是对所有基因进行基因组作图,核苷酸序列分析,基因定位和基因功能分析的一门科学.主要讲述生物基因组的基本结构和组成、基因组内基因的表达和调控、遗传图谱与物理图谱、基因组测序、基因组序列解读、染色体的结构与基因表达调控、基因组的复制、基因组进化的分子基础、基因组进化的模式、分子系统发生学等内容,并讲述人类基因组计划的全过程以及由此引发的道德伦理和法律问题,系统向学生讲授基因组学研究的基本内容及相关进展.通过该课程学习,使学生了解结构基因组学和功能基因组学的重要研究领域、热点问题与发展趋势,以及国内外研究现状与进展.

三是遗传学普及性的内容,此类课程为遗传学的平行课程,以公选课的形式开出,主要目的是普及遗传学知识,提高人口质量和全民素质.我们针对非生物专业的学生开设了《人类遗传学》和《遗传与优生》两门课程.《人类遗传学》主要讲述人类在形态、结构、生理、生化、免疫、行为等各种性状的遗传上的相似和差别,人类群体的遗传规律以及人类遗传性疾病的发生机理、传递规律和如何预防等内容,使学生掌握人类遗传学的基本概念和主要研究方法.《遗传与优生》主要讲述什么是遗传病,遗传病对人类的危害,人类的染色体和染色体病、基因和基因病、肿瘤与遗传、人类代谢和发育中的遗传学问题、优生学的基本概念、影响优生的因素,优生的措施等.这两门课程都注重贴近生活,贴近社会,从剖析青年学生关注的问题入手去介绍人类遗传与优生的基础理论和基本知识,使学生能够在轻松、顺畅且饶有兴趣的学习过程中获益.对于医疗保健事业和人群遗传素质的改进具有重要意义.

2遗传学课程群内课程内容整合的思路

为解决遗传学的迅速发展及新知识、新技术不断出现与遗传学教学时数减少这一矛盾,我们通过建立遗传学课程群体系,协调课程群内各门课程的关系,尽量减少重复内容,对于学习遗传学的有关基础知识,如核酸的结构和特征在先修课程《生物化学》中介绍,染色体的结构,细胞周期等在细胞生物学课程中介绍,概率和统计学知识在生物统计学课程中介绍.而对于遗传学各分支学科的深入讨论,将在细胞遗传学、群体及数量遗传学、分子遗传学、基因组学、基因工程、生物信息学等课程中介绍.

3遗传学课程群内实验课程整合的思路

遗传学课程群内主要设置了遗传学实验和分子遗传学大实验,遗传学实验是为了配合遗传学的教学而开设的一门实验课程,其设计思想是:1)配合遗传学的教学,巩固和加深对遗传学知识的理解;2)适应现代遗传学的发展,让学生掌握现代遗传学研究所必需的基本实验技术;3)开设综合性、设计性和创新性实验,鼓励学生自己动脑筋设计、完成实验.目前已形成具有基础性实验、提高性实验和具有综合性、研究创新性、开放性实验的不同层次的遗传学实验教学内容体系.鼓励学生自己动脑筋设计、完成实验,实验室已对学生部分开放,并实施了自选实验考试法[1].学生在此过程中得到了很好的科研训练,部分学生在本科阶段就写作并发表了论文,充分体现了遗传学课程教学改革的特色.例如,结合本科毕业设计,我们编制了“遗传学试验的计算机模拟”软件[2],增强了学生对遗传学基本概念和基本原理的理解,而且也增加了学生对计算机应用于生命科学研究的兴趣.我们开发设计了“遗传学实验显微图像演示系统”[3],建立了遗传学实验图像库,学生在实验前可以方便地检索观察实验中可能出现的各种图像,大大提高了实验效率.通过遗传学实验的培训,学生具备了一定的设计和综合创新的能力,在此基础上,进入分子遗传学大实验的学习.而分子遗传学大实验的设计整合了分子遗传学和基因工程两门课程的实验内容,既涵盖了分子遗传学的基本实验技术,也体现了现代分子遗传学发展的新方法、新技术.实验通过DNA提取、扩增、检测,到目的基因的获取、重组、转化、分子杂交等系列性实验,使学生不仅掌握了现代生物学分析技术,也培养了学生的动手能力和独立设计实验的能力,更实现了理论类课程与实践训练类课程的有序衔接,同时完善了学生从认知实践到科研实践的创新精神培养体系.

4遗传学课程群实践基地的建设

仅有书本上的知识是不够的,遗传学课程群内的课程具有很强的实践性,专业知识与生产实际相结合的综合性教学是实践教学环节不可缺少的重要一环.为此,我们通过认识实习和生产实习等手段加强课程知识的掌握.利用地域优势,与中国农业科学院徐州分院、江苏省药用植物重点实验室、江苏维维集团等建立长期稳定的合作关系.如,我们在讲解“三系配套”时就带领学生到中国农业科学院徐州分院参观学习、实地学习如何进行“三系配套”的操作,加深了对理论知识的理解.通过专业实践,拓宽了学生的视野,培养了学生分析问题、解决问题以及开拓创新的能力,增强了学生的事业心和责任感.

5遗传学课程群教学方法和教学手段改革之思考

生命科学的核心概念范文第3篇

 [关键词] 新课程 科学史 价值

 重视生命科学史的教育价值是时代的呼唤。《普通高中生物课程标准(实验)》(简称《标准》)提出“提高学生的科学素养”、 “面向全体学生”、“倡导探究性 ”、“ 注重与现实生活的联系”的基本理念。在课程目标中也明确提出,“获得生物学基础事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识,知道生物科学和技术的主要发展方向和成就,知道生物科学发展史上的重要事件”。在实施建议的教学建议部分中,第七个专题“注重生物科学史的学习”中举实例突出强调了“科学是一个发展的过程”。 并特别说明“对于《标准》中没有列出的其他生物科学史实也应注意引用”。教育

 一.生命科学史的重要价值教育

 1.生命科学史揭示了自然科学的本质

    生命科学史揭示了自然科学的本质,同时显示了产生每个知识点的科学过程。例如,20世纪初,萨顿和鲍维里在孟德尔遗传学以及19世纪末在染色体的变化、体细胞与生殖细胞的分裂等方面的成果上,提出了染色体学说,即(孟德尔所说的)遗传因子可能就在染色体上。但是当时拿不出证据证明他们的观点。直到1910年,摩尔根通过一系列实验发现,控制果蝇眼色的基因位于性染色体上,才证明了萨顿、鲍维里的假说。从“基因位于染色体上”这一知识点的形成过程,可以看到科学过程的步骤。生命科学也是在自我更正的过程中积累和进步的。  

 2.生命科学史是前人探究生物学知识的科学过程史

     每一个知识点的产生过程,就是一个探究的过程。生命科学史就是前人探究生物学知识的科学过程史,生命科学史中蕴涵了知识与过程的统一。(过程中包含着思维方式,如好奇心、求知欲、质疑、推理等;过程中包含着研究方法。)创造科学知识的科学家,哪一个不具备广博的知识呢?DNA双螺旋结构模型的建立,汇集了许多不同学科背景科学家的智慧,显示出知识是非常重要的,仅有沃森和克里克的知识也是办不到的。知识和过程是自然科学的两个维度,二者是统一的,不能割裂开来。

 3.生命科学史展示了人们的合作过程

    生命科学史展示了在探究知识的过程中,有相同研究方向的人们之间和有不同研究方向的人们之间的合作。DNA双螺旋结构的问世充分说明了这一点。

这个事实表明从事不同学科研究的人,掌握的知识和技术是不同的,而且不同学科背景的人带来了不同的思维方式(尤其是玻尔、德尔布吕克和薛定谔的思想为遗传学研究注入了新的活力,他们的思想极大地影响了沃森和克里克),他们的合作为解决问题提供了不同的思路,他们在解决问题中相互启发,相互补充,相互促进,同时共享了研究成果。

 4.生命科学史展示了成功的实验与选择合适的实验对象是分不开的

    孟德尔选择了豌豆;摩尔根选择了果蝇;细胞学说的创始人施旺选用具有相似于植物细胞壁的动物脊索细胞和软骨细胞;贝尔登和鲍维里在研究细胞分裂时,选择了马蛔虫细胞;悉尼·布雷内、罗伯特·霍维茨和约翰·苏尔斯顿(这三人是2002年诺贝尔生理医学奖获得者)最终选择了线虫来探索“程序性细胞死亡”的奥秘;科学家选择了拟南芥作为植物遗传研究的模式植物。  以上事例说明了选择合适的研究对象对解决问题非常关键。这些事实给予我们的启示是:在高中生物新课程中的探究教学中,也涉及选择探究对象的问题,要解决好探究问题,必须先选择好探究对象。

 二.生命科学史在高中生物教学中的应用

 1.培养学生的科学态度

 科学就是客观地研究事物。如实地认识客观规律,符合逻辑地得出正确结论。所以,实事求是的态度就是科学的态度。在生物科学史的教学中,介绍科学家们客观地观察生物的形态结构、生理特性,踏踏实实地做好生物试验,实事求是地分析观察和实验结果的科学态度,能为学生提供学习的榜样,有效地培养学生的实事求是的科学态度。

 2.培养学生的科学精神

 科学精神是科学品质的核心。科学精神就是敢于怀疑、敢于求真、敢于创新。科学的每一次进步,都是对过去的一次革命,它总是要突破以往的窠臼,达到一个新的起点。创新是科学进步的内在动力。创新必需有勇敢的精神作基础,要敢于怀疑现有的观点,敢于冒险,敢于克服困难,敢于接受失败的考验,敢于抵制世俗的偏见和环境的压力,坚韧不拔地追求真理。纵观生物科学的历史可以看到,是科学家们的不断创新才有生物科学的不断进步。因此,在生物科学史的教学中,引导学生学习科学家们的创新精神,有助于学生科学精神的形成。

 3.培养学生的科学思维

生命科学的核心概念范文第4篇

作为生命科学领域的专业基础课,对《生物化学》中的基本概念、基本原理要做到讲授清晰,简单易懂。对基础理论掌握的程度,直接影响学生对后续《细胞生物学》、《分子生物学》、《基因组学》等课程的学习。教师的教学方式、教学热情决定着学生的学习效果和从事生命科学研究的兴趣。所以教师任重而道远,需要不断改革教学方式,总结经验,与生化同行加强交流,发展教学特色,提高自我形象,这对激发学生的学习情趣,培养创新思维模式,培养生命科学研究人才至关重要。在探讨教学方式的改革中,有如下几点可以尝试:

1.1引入生活实例,加强记忆,便于理解

生物化学与我们的生活实际关系十分密切,在生物化学的教学过程中可以尝试多将一些生化原理知识与生活实际联系在一起。其实现实生活中的例子比比皆是,如烫发与直发;多吃西瓜相当于吃伟哥;为什么狗急跳墙,人急中生智;喝咖啡绿茶减肥;左旋肉碱能减肥吗;氰化钾中毒解毒原理与电子传递链;过夜的韭菜不能吃;路边的野蘑菇不要采;乳酸发酵和乙醇发酵的生物学意义;尝试自酿红葡萄酒等。大量引入生活中的实例,能够增加学生的学习兴趣,便于理解课本中的理论知识。同时也可以要求同学们自己寻找生活实例,并尝试用生化理论知识加以解释,对做的比较好的同学实行加分奖励。

1.2将复杂深奥的理论简单化、形象化

生物化学基本理论内容繁杂,加上时间紧张,因此生物化学一直是学生评论难度最大的课程。教师在授课过程中应该注重将复杂深奥的理论内容简单化,形象化,便于学生理解和掌握,并加深记忆。比如在讲授DNA的高级结构-超螺旋的产生时,可以应用电话线、女生用的螺旋圈发绳等形象比喻,在讲授过渡态稳定学说时以弯曲的即将扭断的铁丝比喻过渡态,把酶与自杀性底物的关系比作农夫与蛇的故事,等等,这些形象的比喻比比皆是,有助于将抽象的理论具体化,形象化。

1.3提问式,启发式,归纳法,互动式教学方式组合应用

在讲授过程中过度的依赖课件,照读PPT会使课堂教学变得乏味无趣。因此在授课过程中要注意引入多种教学方式,例如丰富生动的视频与图片,在课堂上多提问,多启发学生思考,增加互动式讨论,帮助学生归纳知识要点,等等,都将使课程氛围活跃,激发学生的积极性与主动性,培养学生浓厚的学习兴趣[1]。从以老师讲解为主向以学生的自学、主动学习为主转变、从以课堂教学为主向课内外结合转变、增加学生课外学习的考核力度与考核办法,从以单一的期末考试成绩评价为主向结果与过程评价结合转变。

1.4引入经典的科学故事

在《生物化学》的讲授中,对一些重大科学理论,如DNA双螺旋结构的发现,PCR的发明,Sanger测序法的发现等,要重视科学理论的发现、发展的历史,引导学生课外阅读这些经典的科学理论的发展历程,使学生不但了解相关科学理论发现的历史背景,更从科学家的科研之路上深受启发,还能有助于学生理解和掌握基础理论。这些著名的科学家如:吴宪、HansKrebs、JohnHop-kins、Sumner、Kendrew、Warburg、Anfinsen、Watson、Crick、Sanger、Cohen、Kornberg、Nire-nherg、Baltimore等。

2引入探究式教学,充分发挥学生学习的主动性

在教学过程中往往是教师的传授知识为主。教师能够将教材上的内容进行细致的讲解,教师经过多年的教学经验,不断改革多种教学方式,能够将生化知识系统、形象的传授。但是如果在全程教学中都是一成不变的模式,学生完全被动的接受生化知识和理论,这种单一的教学模式十分不利于培养学生的创新型思维,不利于学生科研能力的提升,而且会使学生产生厌倦的情绪,出现逃课等现象。学生认为不用参与课堂学习,只要课后看看老师的课件就够了。因此,在教学过程中必须发挥学生的主动性,引领学生积极思考。通过探究式教学方式,培养学生的自学能力,文献阅读能力,研究与交流能力,激发学生的学习兴趣,培养科学思维[2]。在教学过程中,由教师根据部分重要的教学内容,设计研究专题,由学生根据研讨专题,检索资料,制作PPT讲稿。然后教师讲评PPT稿件,选择优秀学生的PPT,并让学生在全班进行演讲和讨论。在教学过程中,我们引入如下专题,供学生进行学习和讨论。要求学生能够查阅资料,研读文献,对《生物化学》中的一些重大发现,前沿领域以及与人类健康和疾病相关的热点问题进行研讨。

3及时引进新知识,与世界前沿同步

生物化学是生命科学的基础和前沿,在生物相关专业的教学中处于中心地位。但是我国高等院校生物化学教学质量与国外尚有相当大的差距。不断向大学课堂引进现代知识是填补这一差距的主要途径[3]。目前,我国对新知识的引进表现出明显的滞后性。同步引进新知识需要教师在教学上做出巨大的付出,这种付出的前提是学院的大力倡导与鼓励。只有加强教学管理,强化科研型教学,才能使教师更加积极的投身于生化教学的教学改革中,否则生物化学的教学将永远落后于国外的一流教学。生物化学重点讲述内容包括蛋白质、核酸等生物大分子的基本结构与功能,及新陈代谢等。在课堂教学中,我们强调基本概念、基本理论,既然是基本的东西,常被认为一成不变的内容,这也是很多教师多年沿用一套教材、课件的主要原因。实际上,随着研究的深入,生物化学许多领域的概念、理论发生着深刻的变化,需要教师根据新的知识适时进行调整。要引进新的知识主要包括补充新的知识,用新知识取代陈旧的表述,以及删除陈旧的表述等。比如国内生物化学教材对20种基本氨基酸的性质主要给出pKa值,等电点数据,没有给出氨基酸侧链基团亲水性-疏水性指数。而这些指数对理解蛋白质的空间结构,蛋白折叠热力学以及蛋白质和与其他生物大分子之间的相互作用等,具有很大的作用。在酶的抑制动力学问题上,国内生物化学教材普遍把可逆抑制作用总结为竞争性抑制,非竞争性抑制和反竞争性抑制。而LehningerPrinciplesofBiochemistry第六版[4]重新把可逆抑制作用总结为竞争性抑制、反竞争性抑制和混合抑制三种类型,把非竞争性抑制作为混合抑制的一个特例。国外的教材更新及时,并且有丰富的网络资源可以利用()。LehningerPrinciplesofBiochemistry第6版给出了20种氨基酸的3D教程,肌红蛋白、血红蛋白与氧结合,限制性内切酶等等大量3D教程、模拟图。部分网络资源是付费内容,因此需要学院或教学团队组的支持与鼓励,获取国外的优质教材和课件资源。进一步加强本科科研训练体系的建设目前,国家对高素质创新型人才的需求日期增强。生命科学是实验性学科,仅仅具有理论基础的生命科学领域的本科人才已不能适应社会的发展需求。高素质的生命科学人才必须具备宽广的理论知识及一定的创新思维和实践能力。学生必须经过系统的科研活动和创新活动的锻炼,才能锻炼和提高学生提出问题,分析问题及解决问题的能力[5]。中国海洋大学海洋生命学院iGEM团队成立之初,曾经有本科生找我,说本科生中部分对生命科学研究具有浓烈兴趣和极大热情的学生,对理论课程和学校普通实验课程的设置存在“吃不饱”的现象。应该通过多种形式,建设丰富的本科科研训练体系,帮助学生树立科学研究意识,了解科学研究的基本途径和方法,开阔理论视野和科学学识,使学生得到科研能力和综合生命素养的全面培养,实现学生知识、能力和素质的协调发展。

4强化管理,全面提升学生的生命科学素养

生命科学的核心概念范文第5篇

1.1非生物专业学生对学习“生命科学”课程意义的问卷结果及分析表2是对问卷进行显著性检验后的结果,其对应的卡方值为26.179,p<0.001,差异极显著.说明组别与选项之间呈现极显著的相关关系.由表2可知,无论是非生物专业的工科学生还是文科学生,不分男女,有64.3%的人都赞同开设“生命科学”通识素质课,这一结果与兰州大学生命科学学院对非生物专业学生问卷调查的结论是一致的,该校78.73%的非生物专业学生认为“开设‘生命科学’通识素质课有意义”.[2]此外,还有23.8%的学生观点不清,可能与一些学生长期被动接受知识,在学习上缺乏主观能动性有关.值得警惕的是,有超过10%的学生不认同“生命科学”课程,笔者认为这部分学生可能有比较狭隘的专业思想,平时不注意多元知识的摄取;亦或是一直以来没有获得过来自学校以及家庭的生命教育,因而由于知识的匮乏而导致兴趣的丧失.另外,无论工科学生还是文科学生,在不认同“生命科学”通识素质课的学生中,女生所占的人数和比例远大于男生,这是否与女生对女性社会角色定位和专业的认同度较高有关,有待进一步研究。显然,对此题进行问卷的目的是想了解非生物专业的工科男女学生和文科男女学生对开设“生命科学”课程的“价值”的认识.良好的价值观是学生学习课程“基本态度”的核心要素.了解学生的真实思想就能针对性地对学生进行价值引导,使“生命科学”的素质教育获得良好的教学效果.从此题的问卷结果看,高达35.6%的学生对开设“生命科学”课程———这门具有素质教育意义课程的不认同,学生这种对与人类自身生存和发展息息相关的“生命科学”不认同的情形应引起学校和教育工作者高度关注.

1.2非生物专业学生对“你选修生命科学课程的目的”的问卷结果及分析表3是对问卷进行显著性检验后的结果,其对应的卡方值为31.265,p<0.001,差异极显著.说明组别与选项之间呈现极显著的相关关系.由表3可知,出于主动目的积极获取知识的需要而选择该课程的同学占到总人数的54%(“喜欢”占26.2%和“就业需要”占27.8%);为满足短暂利益(获得学分)而选择的占16.7%;另有近29.4%的学生只是被动的接收学校的要求.其中有趣的现象是,工科学生有29.4%(“喜欢”占8.0%和“就业需要”占21.4%)的学生是出于喜欢或就业目的而主动选择该课程的,有10.4%的受访工科学生是被动接受该门课程的(“获得学分”占4.0%,“学校要求”占6.4%);文科学生有23%的人是出于学校的要求而被动接受,另有12.7%的学生为了“获得学分”而被动接受,出于“喜欢”或“就业需要”主动选择的学生只占24.7%,这一比例略低于工科学生.对此题进行问卷的目的是想了解非生命科学的工科男女学生和文科男女学生对选修“生命科学”课程的行为动机.价值观是一个上位的心理特征,它解决的是人认识一件事情是否“有价值”的问题,但“有价值”的上位概念之下还有一个行为动机取向,同样有动机高低之分.从一定意义上讲,良好的学习目的性(动机)和学生的学习主动性(行为)与教学效果呈正向关.从学生对选修“生命科学”课程的行为动机取向看,有近五成学生是被动和消极的.其原因可能有二:一是许多学生对选修“生命科学”课程价值的认识不高,因此不能端正学习行为动机.二是可能与我国学生长期以来被动接受教育所形成的“缺乏自主意识”的个性特质有关,因此,造成29.8%的学生学习目的是听从于“学校要求”,16.7%的学生学习目的是为了“学分”.华东师范大学对学生进行访谈后的研究也证实了学生中存在学习通识教育课程是为了“混学分”的严重的现象.[3]近几十年来,尽管我国教育界的有识之士一直在呼吁要加强学生素质教育,要增强学生的主体意识,但应试教育主宰教育的情况并没得到根本的改变,学生不知如何学习,如何选择,如何思考的问题依然是学生学习行为中较为突出的问题.

1.3非生物专业学生对“你对生命科学课程学分与学时安排的要求”的问卷结果及分析表4是对问卷进行显著性检验后的结果,其对应的卡方值为24.256,p为0.004,差异极显著.说明组别与选项之间呈现极显著的相关关系.由表4可知,无论工科还是文科,亦不分男女生,均倾向于素质通识课的学时数以16-24学时为宜.对此题进行问卷的目的是想了解非生命科学的工科男女学生和文科男女学生对选修“生命科学”课程“重要性”的认识.从表4呈现的问卷结果看,47.6%的学生要求“生命科学”课程授课学时为16;39.7%的学生要求“生命科学”课程授课学时为24;7.9%的学生要求“生命科学”课程授课学时为32;4.8%的学生要求“生命科学”课程授课学时为48.换句话说,随着“生命科学”课程授课学时的增加,学生对“生命科学”课程授课学时的诉求呈递减趋势.这一结果与兰州大学生命科学学院对非生物专业学生问卷调查的结果有很大的差异性.兰州大学生命科学学院问卷调查的结果是,1.44%学生希望“生命科学”课程授课24学时;11.78%学生希望“生命科学”课程授课32学时;4.31%学生希望“生命科学”课程授课40学时;71.26%学生希望“生命科学”课程授课48学时;11.21%学生希望“生命科学”课程授课64学时.[2]合肥学院非生物专业学生与兰州大学非生物专业学生对“生命科学”课程“重要性”的认知产生如此之大的偏差,究竟是学生认识水平的差异,还是两所高校学生学习负担的不同所带来的结果,有待进一步研究.尽管学生对授课学时要求的多寡,并不一定逻辑地反映学生对“生命科学”课程“重要性”的认识,但作为一门既有丰富内容又与人类自身生存和发展密切相关的“生命科学”课程的有效教学是需要一定的基本学时做保证的.在欧美发达国家的许多著名大学,非生物专业的学生选修“生命科学”课程授课学时高达80学时.从中不难看出,“生命科学”课程一定量的授课学时在实施通识教育,提高学生素质的教育活动中重要意义.

1.4非生物专业学生对“‘生命科学’课程是否需要实验配套”的问卷结果及分析表5对应的卡方值为22.754,p为0.007,差异极显著.说明组别与选项之间呈现极显著的相关关系.由表5可知,有75.4%的受访者赞同开设配套的实验课,亦有18.3%的学生没有明确的态度,另外还有6.3%的受访者明确拒绝开设实验.同样,兰州大学非生物专业学生在回答“‘生命科学’课程是否要配套开设实验课程”时,认为需要开设的占65.52%,不需要开设的占34.48%.[2]这说明合肥学院非生物专业学生和兰州大学非生物专业学生回答这一问题的比例没显著性差异.对此题进行问卷的目的是想了解非生物专业的工科男女学生和文科男女学生是否认知“生命科学”是“什么样的学科”,进而意识到在学习这门课程时,能提高自己哪方面的素质.从表面看,“生命科学”是一门实验性学科,很多专业知识和技能需要通过实验途径加以获得或强化,“生命科学”课程实验是否配套似乎仅仅是为了掌握“专业知识和技能”问题.因此,对学生不愿意开设配套实验可以简单看成是学生对“生命科学”专业认同度不高,不愿意动手实践以掌握专业知识和提高技能.事实上,在我国的高等教育中,学校开设“生命科学”实验大多是验证性,但是实验过程却是具有一定的“探索性”.在这个“探索性”过程中,学生实事求是的科学精神、分析科学问题的思维模式、解决科学问题的毅力品质,以及在“探索性”地成功实现实验目标后的心理体验等等特质的养成将使学生终生受用.因此,通过问卷调查,了解学生“生命科学”的认知水平,并在学习的过程中加以引导,不断提高学生的科学素养.

2问卷调查结果对我们有效开设“生命科学”课程的几点启示

通识教育作为一种先进的教育理念已受教育界广泛认同,其意义和价值是不容置疑的.生命科学对人类认识自然、认识自身和社会都是不可或缺的基础性学科,它甚至关系到人类的生存与发展.但从调查结果来看,许多学生对这门课程的价值认知尚不尽于人意,心理定位也有所偏差.换言之,“生命科学”课程要想实现有效教学,必须在学生的“认知”和“心理定位”两方面加以引导.

2.1注意加强对学生学习“生命科学”课程的价值和必要性的引导心理科学研究表明,对任何事物“价值”和“必要性”的认知是任何人学习行为的原动力,并具有强烈的可持续性.从这个意义上讲,教师在开设“生命科学”课程前,精心准备“绪论”课是至关重要的.教师在“绪论”课的讲授中,一是要强调开设“生命科学”课程这门通识课程的目的是为了“使学生的生命科学素养得到全面提升”,把这一心理定位清晰地展示给学生,是为了努力纠正非生物专业学生认为“‘生命科学’”课程是一门了解奇异大自然的‘科普课’”的认知误区,使学生的心理定位回归理性.二是教师要充分思辨“生命科学”课程这门通识课程与全面提升学生的生命科学素养之间的逻辑关系.如,了解生物多样性、生态环境等生物学知识与培养人对自然的热爱之间的逻辑关系;美化自然,欣赏自然,保护自然景观的多样性与满足人本身对物质的需求和丰富人的精神世界之间的逻辑关系;学习和掌握生物知识与培养人的科学创造能力,建立一个基本的对事物认知、判断、运用的思维模式的逻辑关系;通过对生命科学的学习与人多种思维方式形成之间的逻辑关系;等等.从而使学生在学习“生命科学”课程的过程中,对“生命科学”课程的“价值”和“必要性”有一个科学的心理期待和较为理性的逻辑思考.

2.2注意“生命科学”课程的内容设置既要科学又要合理我国特定的高考制度使的我国的大学生缺乏较强的生命学科知识背景,尤其是文科学生更甚.因此,在选择“生命科学”课程的内容深度时,既要充分考虑我国大学生的知识和专业背景,又要意识到“通识教育”的特点和教育之要义.换言之,在“生命科学”课程的内容深度设置上,既不能一味迁就满足学生对授课内容“浅、趣、新”的心理期待,把“生命科学”课程变成一堂“故事会”,也不能忘记教育对象是非生物专业学生,而把“通识教育”变成“深、难、全”的“专业教育”,使学生原有对“生命科学”课程的学习热情被悄然扼杀.在选择“生命科学”课程的内容广度时,在有限的几十个授课学时内,如何选择无所不包、无处不在的“生命学科”的具体内容,的确存在技术难题.华东师范大学通识教育课程《现代生命科学导论》课题组对此进行深入的研究,他们在选择“生命科学”课程的内容广度时,以“生命—人类—社会”为课程内容的主线.笔者以为,这是非常科学的智慧选择,它不仅凸显了人类自身密切相关的知识以及自然与人、生命科学与人类社会的关系成为课程重点关注的内容,体现出“人文关怀”意蕴,而且这一主线也较好地贯彻通识教育所期待的实现“生命科学素养的培养”这一“生命科学”课程的根本教育目标.