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生物科学培养方案

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生物科学培养方案

生物科学培养方案范文第1篇

一、建设目标

自1946年起,原西南联大师范学院即现今云南师范大学已经开始培养生物科学的本专科学生,为云南省的基础教育和绿色经济建设做出了非常积极有效的、不可替代的贡献。为了顺应时代的发展,本专业建设拟以生物学科发展前沿为引领、学科和教师队伍建设为主导,抓住教学、科研两个重点,加强理论基础、实践环节和实践教学体系的建设,进一步优化人才培养方案和课程体系;以“培养厚基础、宽口径、高素质、强能力、精技能的教师”为专业建设的主要任务,全面提高教育质量、办学效益和学生的核心(就业)竞争能力,服务云南基础教育和绿色经济建设,为“两强一堡”建设培养高质量的专业人才,推动云南省跨越式发展。

二、建设思路

以生物学科发展前沿为引导、学科和教师队伍建设为主线、科研和教学创新团队建设为基础、人才培养模式改革为突破口、课程体系建设和课程内容更新为核心,加强理论基础与实践教学体系的建设,依托学院科研平台培养本科学生科学研究能力,强化学生实践能力和创新精神培养,着力研究课程设置及课程体系建设对学生学科专业的知识建构、能力培养、素质提高等方面的作用,全面提高教育质量、办学效益和学生的核心竞争能力,服务云南省及西部少数民族地区生物科学基础教育和“两强一堡”的绿色经济社会建设,加快云南科学发展、和谐发展、跨越发展。

三、建设内容

(1)锤炼以高水平学科建设和科学研究为标志的高素质教学研究型教师队伍;

(2)以云南省生物科学基础教育和绿色经济建设需求为依据、学科发展前沿为动力、教师教育为特色,将本专业建设为特色鲜明、在西南地区具有引领和示范作用的生物科学师范专业;有效带动云南边疆民族地区的生物科学基础教育的发展;

(3)加强教学质量工程建设,将生物科学相关的学科、教育主干课程建设成为省级以上精品课程;为拓展学生跟踪生物科学发展前沿的能力,积极建设双语课程项目;

(4)坚持基础理论、实践实习和科学研究成果集成,构建以综合性、设计性实验为主导的新型实验课程体系;

(5)培养基础厚实、实践能力强、具有良好专业发展潜力和拓展能力,服务于云南省基础生物教育、职业教育、生物资源保护与开发利用、生物能源开发、生态环境保护相关产(行)业的高素质教学、科研与管理专业人才。

四、建设措施

(1)以学科建设为龙头、科学研究为后盾、社会需求为依据,聘请资深科学家、生物学相关产(行)业专家加盟教师队伍;

(2)深入探讨以生物科学为基础的“通识教育+专业教育+教师教育”人才培养模式内涵,优化完善具有云南特色的生物科学师范类培养方案、教学计划、课程体系、教学大纲和相应评价体系。

本着“拓宽口径、夯实基础、因材施教、分流培养”的原则,以“通识教育+专业教育+教师教育”的模式进行人才培养。近年的改革探索,人才培养基本框架和策略、培养方案等各个环节已经日趋完善。然而,随着生物学科的发展及其对教师教育内涵与标准的改革、云南生物资源的保护与利用、生物能源的开发利用、环境问题的突显,“生物科学”专业的现行培养方案和教学内容仍然存在许多薄弱环节。

云南师范大学生命科学学院在学科建设和科学研究过程中,针对云南的微生物资源利用、工业用酶开发、云南人群营养构成与基因组稳定性的关联、云南能源植物资源与生物能源开发、云南生态环境保护与修复产出了大量标志性科研成果,有效支撑了依托于生命科学学院的“生物能源持续开发利用教育部工程研究中心”、“环境生物学”云南省省级重点学科、“生物化学与分子生物学”云南省省级重点学科、云南省生物质能与环境生物技术重点实验室”和“云南省生物质能与环境生物技术创新团队”的建设。借助以上科研项目的实施和学科和研究平台条件的建设,完善学院整体的学科布局,促进本科教学,将产业、科研方面的优势最终转化为学院教学上的强大推动力,实现教育和产业并重,产业、科研“反哺”教学的发展局面。

如何将学科建设、科学研究成果更加有效地引入生物科学专业的课程改革,形成新的生物科学特色专业人才培养方案、教学计划、课程体系、教学大纲,使本专业建设与云南省基础教育、科技和绿色经济建设更有效结合?如何使人才培养更贴近云南和西部少数民族地区特色,成为高强度、高潜力的“生物专业+生物教学”的双师型人才?将是本专业的重要特色,也是本专业建设的重点之一。

(3)在课程建设中,①对原有双语教学课程和精品课程进行教材、教学内容和教学方法的改革与凝练,培育省级以上双语教学课程和精品课程;②在本科教学中增设《酶工程学》、《植物生物工程》、《医学分子遗传学》、《保护生物学》、《高等植物多样性》、《花卉学》、《生物伦理学》、《性健康教育学》等与学科发展前沿和地方特色紧密结合的系列特色课程。

(4)结合云南省生物科学基础教育现状、生物资源特色和开发利用潜力,加大具有地方特色的教材建设力度;

(5)结合专业特色和教育技能的发展动态,深入进行教学方法和教学手段的探索与改革;在专业课程教学中,提倡体现不同学术风格、不同知识体系的教学方法改革和探索;

(6)构建以综合性、设计性实验为主导的新型实验课程体系;

为提高本专业学生的综合能力和创新能力,我们在本科实验教学中融入教师大量的科研手段和成果,20xx年,启动了“综合性、设计性”实验教学研究项目。在《发酵工程实验》、《植物生理学实验》、《动物学实验》和《遗传学实验》等4门实验课程中设立了专项基金,在20xx、20xx级生物科学专业实施了“热激诱导的玉米幼苗的耐热性的现象观察及生理生化机制研究”、“特定产物工业生产菌种的筛选、发酵及应用性质研究”、“原生生物与环境的组合及动态规律研究”和“淀粉酶产生菌的分离筛选、鉴定、发酵条件优化及酶学性质研究”等综合性、设计性实验。综合性、设计性实验已成为生命科学学院加强实践教学,全面提高综合性设计性实验教学质量的重要举措和特色。经过几年的不懈努力,20xx年我院的“生物科学综合性、设计性实验教学改革的研究与实践”荣获省级教学成果二等奖。然而,如何将基本理论、基本技能有效地整合到综合性、设计性实验之中?如何改革验证性实验的教学内容与方法?如何拓宽综合性设计性实验的开设范围及研究内容?亦是本研究中的重要内容之一。

(7)建立开放式人才培养体系,野外实习、教育实习和专业实习基地的建设紧密结合相关产(行)业的发展趋势,发挥基地的资源优越条件,夯实学生基础知识、基本技能,培植实践和创新能力;

(8)强化专业建设和生物资源保护与利用、生态环境保护、绿色经济建设之间的衔接,拓展学生知识体系,构筑良好的发展潜力和适应能力。

五、预期成果

(1)形成学历、学缘、职称和知识结构合理,由学者型、教育型、产业型专业人员构成的高素质教学研究型教师队伍;

(2)建成云南省领先、西南地区具引领和示范效应的“生物科学”师范专业;

(3)构建更适应生物科学发展、云南基础教育和生物产业发展需求的生物科学专业人才培养方案、教学计划、课程体系、教学大纲;

(4)在原有课程建设基础上,建设一批具有地方和学科特色的特色课程和省校以上精品课程、双语示范课程;

(5)构建科学管理、高效运转的基础实验平台、技术实验平台和综合实验平台;

(6)建立以综合性、设计性实验为主导的、基于生物科学基本技能和基本理论综合应用、设计与创新互动的新型实验课程体系;

生物科学培养方案范文第2篇

>> 地方高校生物科学专业的教学内容改革与探索 地方民族院校生物科学师范专业教育研究型教师培养模式的探索与实践 对地方高校推动高等教育国际化进程的思考与探索 地方高师院校生物科学人才培养方案改革的探讨 浅谈如何加快地方应用型本科院校高等教育的改革发展 生物科学的发展与应用 生物科学专业实践教学改革探索 高等教育信息化背景下的考试改革探索 应用生物科学专业植物学野外实习改革的探讨 培养学生生物科学素养的探索 试论高等教育的综合化改革 论高中生物科学史教育的应用与价值 应用型高等教育创业团队的探索 浅析生物科学史的教育价值 生物科学史的教育价值 高度信息化环境下高等教育教学改革探索 基于高等教育改革的地方本科高校教师专业发展研究 面向基层培养生物科学应用型本科人才的探索与实践 地方高校高等教育国际化问题研究 应用型高等教育教学改革模式探索 常见问题解答 当前所在位置:l

[2]宋大祥. 21世纪的生命科学和教育[ J], 北京教育学院学报, 20011, (31):35-37

[3]Jinzhong Jiang, Chaoying Wang, Cuijuan Ren, Yun Li, Yanfen Huang, and Cong Pan. Course system reformation of bio-resource major in Guizhou Normal College, 2013, Advanced Materials Research, 618: 2255-2260

[4]王傲雪,闫清波,苍晶,等. 深化试验实践教学改革, 促进学生创新实践能力培养, 高等和生物教学研究(电子版), 2014,1-4

[5]宋刚, 唐蔷, 陈锐, 纪阳. 复杂性科学视野下的科技创新, 科学对社会的影响, 2008,(2):28-33

[6]苏智先. 面向21世纪高师生物教育专业主干课程体系研究[ J], 四川师范学院学报, 19991, (11):32-35

生物科学培养方案范文第3篇

【摘 要】《普通高中生物课程标准》将“提高学生生物科学素养”作为课程的基本理念之一,包含知识、过程和方法、情感态度和价值观三个方面。提高学生的科学素养己经成为新课标的焦点和核心。提高生物科学素养的教学途径有很多,相比单纯的知识传授,实验教学更直观形象,接触自然,接触生命现象,接触生命过程。实验教学对促进学生在运用科学知识、培养探究能力、形成科学精神和科学价值观等方面具有明显的优势。

关键词 高中生物;实验教学;生物科学素养

《普通高中生物课程标准》中明确了“提高生物科学素养”的新课程理念,并特别强调“提高每个高中学生的生物科学素养是本课程标准的核心任务”。高中生物科学素养包括:(1)掌握生物科学领域的基础知识;(2)理解、探究能力即科学过程和方法;(3)形成相关的情感态度价值观即科学精神,科学态度、伦理和情感三部分的内容。生物科学素养是高中学生科学素养的重要组成部分,生物科学素养的提高有利于学生的全面发展和终身发展;有利于学生参与未来的竞争和协作的要求;有利于学生形成科学的、健康的思维习惯和生活方式。但是目前高中生物教学中存在的一些问题严重制约着学生生物科学素养的养成和提高。如只强调生物应试技巧,轻视科学素质培养,重视灌输知识,轻视开发智能,强调标准答案,轻视举一反三的探究等等。这些方面造成了学生缺乏创新意识、知识面狭窄、灵活和综合应用能力不足等缺陷,严重影响了学生的发展。而通过加强实验教学可以提高学生的生物学素养。

一、实验教学对培养学生生物科学素养的作用

生物学是一门实验性很强的学科,生物现象和生命活动的认识都是从实验中得来的。生物教材中各种各样的生物学实验拓宽了学生的视野,激发了学生的学习兴趣和探究欲望。借助实验还可以训练学生的科学过程方法,培养科学思维能力,加强科学态度价值观教育。所以,在生物实验教学中提高科学素养是一条重要的途径。

1.1实验中能巩固生物学知识。

显而易见,任何一个生物实验都包含一定的生物知识。高中生物中的实验有直接运用所学知识的,也有通过验证性或探究性实验来求证获得新知识的。不论哪一种类型的实验,都有助于帮助学生巩固所学的知识理论和理解科学原理。

1.2实验是掌握科学方法与技能的重要途径。

学生通过亲自参与一些简单的科学实验过程,学会了如何发现问题和解决问题,加强了对多种科学方法和技能的培养。

1.2.1.实验中培养学生的观察能力。

生物教材中有很多实验都是完整的观察实例。因此实验教学中,要注重引导学生学会科学的观察方法,科学的观察方法可以使学生取得最佳观察效果,提高观察能力。如按顺序观察、由整体到局部或由局部到整体观察、抓住对象的主要特征观察、边观察边思考、边观察边记录等,培养学生严谨求实的态度,掌握基本的科学方法与技能。

1.2.2.实验中培养学生的思维能力。

在生物实验中,操作和观察还需要用脑积极思维。如观察时,教师不能只向学生提问“看到什么”、“是什么”,“有没有看到”等问题,还要引导学生思考“为什么”。只有借助思维对观察和操作所获得的表面现象、感性认识进行加工,才能上升到理性认识,得出科学结论。只有真正培养学生的思维能力,才能切实提高实验教学效果。

1.2.3.实验中培养学生的创新能力。

教学中,教师要让学生从设计原理、实验方案、实验步骤、结果分析等多方面思考,充分调动学生的发散性思维,对各个环节进行再创新,探索出多种实验途径。这样,学生既主动参与实验过程,又很好的提高了实验设计水平,激发了学生的创造性。

1.3实验是倡导科学精神及情感态度、价值观的有效手段。

1.3.1.实验有利于培养学生的合作精神。

无论是实验设计,实验操作,实验的完善、结论的得出、结论的呈现形式等,都需要大家集思广益,团结协作,要求每位同学积极发挥自己的作用,从而培养学生的信息交流能力和集体协作精神。

1.3.2.实验有利于培养学生严谨求实的科学态度和坚持不懈的探索精神。

在实验中,学生不按照规范的操作流程操作,不细致观察实验过程和现象,不具有迎难而上的挑战精神;或者歪曲实验现象,不尊重实验结果,轻率得出实验结论等,实验都很难获得成功。所以需要学生有严谨求实的科学态度、坚持不懈的探索精神,实验才能真正发挥提高科学素养的作用。

1.3.3.实验有利于培养学生敬畏自然、尊重生命的人文精神,学会与自然和谐相处,保护生态,建立正确的生命价值观。

1.4实验能促进对科学技术与社会的关系的理解。

实验能让学生更加全面深刻地理解科学技术的价值,理解科学技术发展对社会的多方面影响,更辩证的看待科学、技术和社会之间的关系。理解生物科学技术和发展经济,生物科学技术和环境保护,生物科学技术和改善生活水平,生物科学技术的应用与伦理道德、法律规范等的关系。

总之,生物实验教学是激发学生的学习兴趣、培养创新能力、鼓励科学探究精神的最佳平台,是培养学生科学方法论、发展学生创新思维、提高学生科学素养的有效途径。

二、实验教学中培养学生生物科学素养的途径

2.1转变实验教学观念,培养学生掌握科学的研究方法

当知识是靠自己的思维得来时才是自己的知识。因此,生物教学应该是生物活动的教学而不应是生物活动结果的教学,重要的不是结论而是认知过程。

以实验为基础是生物教学最基本的特征之一。从实验现象到某一生物概念、规律的形成需要一个过程,在这个过程中,教师不仅要重视教给学生如何通过实验现象或结果的分析形成概念或规律,而且还要教给学生如何进一步深入理解概念或规律形成的思路和方法。传统的实验教学目的是“重结论”,而不是将实验作为“再发现”的过程,视为知识的形成过程。因此,应转变观念,建立以实验教学为基础的生物教学观,充分挖掘生物实验的教学潜能,为实施素质教育创造条件,营造一个良好的生物实验教学环境。

2.2对实验进行拓展和延伸,培养学生的创新能力

生物实验在培养学生的科学态度、训练学生的科学方法,特别是完善学生的创造思维方面,具有独到的功能。但是在其教学方法的选择上,还存在着一些不尽如人意的地方,阻碍着生物实验在“完善学生创造思维素质”方面重要功能的发挥。因此,探索中学生物实验的教学方法与完善学生创造思维素质之间的相互关系,是一个重要的研究内容。其中延伸和拓展生物实验是一种重要的尝试。通过这样的活动,学生思维的广度和深度得到了拓展,探究事物的意识得到增强,创新意识和创新能力得到了提高,同时学习积极性进一步高涨。

2.3加强实验设计,追求实验过程探究性

皮亚杰曾说过:“复制的真理只能算半个真理。”其活动建构论则指出,活动是连接主、客体的桥梁,是认知发展最直接的源泉。学生自主求知才能最大限度地发挥其自身能力,发现自己的学习优势。

目前,中学生实验主要有验证性实验和应用性实验。实验课题、实验方案及研究步骤都由教师安排决定,有时甚至连实验结果也由教师事先告知,学生只是机械地操作,无从感受获取知识和应用知识的快乐。因此,学科教学应加强探索性实验的比例,使学生在自主探究的实践活动中逐步掌握“发现问题——建立模型——形成假设——设计实验——归纳结论”的科学探索方法。而进行实验设计和实践,是科学探究的关键。近年来的高考中都增加了实验设计能力的考核。教师在教学中应指导学生了解进行实验设计的一些基本原则,如对照性原则、单因子变量原则、平行重复原则等。教材上往往针对实验假设进行了实验设计,教师可以充分利用这些实验材料,帮助学生掌握科学实验设计的基本方法和基本原则。在此基础上,鼓励学生对教材的实验方案进行改进或重新设计,并且付诸实施。科学探究的过程往往也就是不断完善实验设计和不断克服困难的过程。通过这一能力的培养,使学生改变“形高实低”的学习状态,成为学习的主人。在实验过程中,免不了会遇到一些问题和困难,关键是要帮助学生克服畏难情绪。

生物科学培养方案范文第4篇

关键词: 高中生物教学 生物科学素养 培养途径

新高中生物课程标准提出了四个基本理念:提高生物科学素养;面向全体学生;提倡探究性学习;注重与现实生活的联系。其中提高每个高中学生的生物科学素养是课程标准实施的核心任务。生物科学素养是公民科学素养中的重要组成部分,是公民参与社会、经济活动、生产实践等方面的基础。那么在高中阶段,生物教师如何把科学素养这一理念融入具体的教学实践中呢?

1.高中生生物科学素养培养的现状

国内生物科学素养教育起步较晚,就目前来看,可以从以下两个方面叙述生物科学素养教育的概况。

一方面,通过改革生物课程结构和教材培养学生的生物科学素养。也就是说,打破单一的必修课结构,形成必修课选修课及辅修课相结合的课程,让学生根据自己的兴趣爱好进行学习,将基础和必备的理论课程作为基础课程,培养学生的创新能力,实验操作能力,以及生物科学的创新能力。这样,在学习过程中必修课是为学生解决问题,获取生物知识,以及培养能力夯实基础;接着就是必修课向选修课转化,培养学生的兴趣爱好,注重学生能力的培养和实验操作的训练;辅修课可以看做是一个小型的课题研究,有针对性地对学生的实践能力与创新能力进行培养,能够进一步使学生掌握生物科学的研究方法。

另一方面,虽然有些老师意识到了让学生积极参与生物课堂教学,以便培养其主动性、科学素养的重要性,但是无论从思想上还是方法上都没有能够突破应试教育的局限。例如:学生虽然参与了课堂学习与教学活动,但是整体课堂的设计者还是老师,并且讲解的内容还不能突破大纲的界限,采用的讲解方法还是单一的口头传授与黑板板书,不能运用多媒体手段培养学生多方面的能力。

2.培养中学生生物科学素养的途径和方法

2.1培养学生获取知识和科学思维的能力。

良好的观察能力是学生学习生物的基本功。我们学校地处农村,学生容易与大自然接触,感性知识比较丰富。而学生对生物缺乏仔细观察和深层次的认识。因此,只要教师在教学中引导得好,让学生在自然界中多观察,就能培养学生科学获取知识的能力和科学生物思维能力,以及学习的主动性。此外,利用电教媒体教学,对培养学生良好的观察能力具有显著优势。通过鲜艳明亮的图像刺激学生的感官,创设观察的情境,引导学生按照由局部到整体,或由整体到局部、再由局部到细节的方法进行观察,培养学生认真细致地观察事物、分析事物的方法,提高学生的观察能力。

2.2注重生物科学史,培养学生的科学思维和方法。

科学思维和方法是科学素养的核心要素,教学中强调能力培养,其核心就是思维能力的培养。在生物科学史中,不仅记载着生物科学知识的形成过程,而且蕴涵着科学家的创造性思维方式和科学的研究态度。因此,在初中生物教学中必须注重科学史学习,充分挖掘教材内在因素,从学生的认知水平出发,由深入浅,适当选取或处理相关史料,将其作为教学内容的组成部分,融入单元课题的教学之中,让学生了解科学家是怎样发现问题、分析问题、解决问题和提出新问题的,使学生在科学态度和科学方法乃至创造性思维方面多些感悟。从而大大激发学生的创造热情和探究精神,培养学生科学的思维习惯,掌握科学研究的方法。

2.3加强实验教学,培养学生的探究能力。

生物学是一门以实验为基础的自然科学。重视实验教学、培养探究创新实践能力是新课标的最大特点之一。科学技能是构成科学素养的一个基础要素。新课标对此有明确要求,实验操作能调动学生的参与意识,教学中采用开放实验室、课内课外相结合的形式,加强实验操作,让学生多动手、多实践,从操作的角度培养学生的科学技能。并严格要求学生在操作过程中科学观察、记录、完成实验报告,通过分析和解释实验中产生的现象或数据,得出符合实际的科学结论。这样可以有效地激发学生学习的内在动机,培养学生的生物学技能,是提高学生学习兴趣的重要手段。在平时的教学过程中,通过将验证性试验转变为探究性试验,让学生在学习设计、动手操作、尝试分析中体验“科学研究”的滋味。新课程标准下,要求学生设计实验的内容很多,如“设计并制作小生态瓶”、“研究种子的呼吸方式”等,类似的实验教学,我尽可能多地让学生自己设计实验,在设计时,特别强调方案的独特和新颖之处。这个过程中学生不仅能学会生物实验方法,能够提出问题,做出假设,设计实验,分析现象,还能提高创新能力和生物学科学素养。

2.4联系实际生活,了解学科应用。

生物学与人类生活息息相关,每个人的出生、成长、衰老过程都涉及生物学的相关理论,因而,在生物教学中联系实际生活,关注生物科学在生产生活中的运用显得尤为必要。例如,在教学“植物细胞的吸水和失水”后,教师可以举一些生活中的相关实例,让学生积极思考,与生活相联系。比如人们在吃了比较咸的食物后,会感到口渴;在腌制咸菜时,把盐洒在新鲜的蔬菜上,过一段时间,蔬菜中会有水分渗出等。

总之,培养高中生的生物科学素养并非一朝一夕就能实现的,它需要教师在日常教学中从点点滴滴做起,切实把新课标理念贯彻于课堂教学之中。有目的、有意识地培养学生的科学精神、态度和价值观,重视方法、技能的提高和训练,使学生养成良好的科学行为习惯,提高学生的综合素质和能力,进而潜移默化地提高每个学生的生物科学素养。

参考文献:

生物科学培养方案范文第5篇

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关键词 生活化实验 生物科学素养

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

生物科学是实验科学。高中生物教材中的绝大多数实验的取材都与生活有关,如梨、葡萄、蔗糖、淀粉、鸡卵清蛋白、牛奶、豆浆、核桃种子、洋葱鳞片叶、洋葱根尖、酵母菌、透明塑料瓶、水草、小鱼等,这些都是生活中常见的、容易获取的资源。获取这些实验材料,不仅能圆满完成实验教学目标,还可以拓展教材实验,培养学生的创新思维,提高学生的生物科学素养。

1 拓展生物教材实验

1.1 拓展实验取材

学生对实验课充满兴趣和热情,他们会积极主动地寻找实验材料。如在“鉴定还原性糖”实验时,用苹果汁、梨汁、青葡萄汁等;在“鉴定蛋白质”实验时,用鸡蛋清、豆浆和牛奶等;在“鉴定脂肪”实验时,用花生种子、芝麻种子、色拉油、小麦种子等;在“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验时,用新鲜的菠菜叶、青菜叶,还可以利用校园内刚采下的草本植物的绿色叶片;在“制作生态瓶”时,利用不同的透明饮料瓶、沙子、各种水草和螺蛳等;“提取DNA”时,用鸡血、花菜和香蕉等;“制作人工种子”时,用芸豆、蚕豆的种皮和花生的果皮等做种皮。这既有效地拓展了生物实验的取材范围,同时也使得学生对生物课实验的目光与兴趣从书本移到了更广阔的生活当中。

1.2 设计生活实验

学生们能利用所学知识设计出与生活有关的实验。如在教材“细胞呼吸原理的应用”中,提到“酿酒是酵母菌等微生物在无氧条件下产生乙醇的无氧呼吸过程,即发酵”。学生通过发酵知识的学习,尝试制作酸牛奶。他们经过小组合作讨论,设计出切实可行的实验方案,用鲜牛奶作为底物,利用乳酸菌的无氧呼吸作用将鲜奶转变成酸奶时,具体做法是:在超市买鲜奶和酸奶各一盒,取两勺酸奶放入鲜奶盒中,摇匀、密封好后,放入装有40℃~50℃恒温水的容器中浸泡8 h左右,即可制成酸奶。当学生喝到自己亲手制作的酸奶时,非常兴奋,也很有成就感。

这样,学生根据实验设计原理,不局限于教材。从生活中选择相关的实验物品和器材,自主设计简便易行的实验方案,将他们所学到的知识、原理与技能应用到解决生活问题当中。这既巩固与强化了他们的生物学科知识,也使他们体验到生活中科学无处不在,处处可以做实验。

2 培养创新思维能力

学生获取知识的途径是多元化的,不仅在课堂上学习新知识,还可以通过报刊、杂志和网络等途径获取新知识。学生的知识结构是综合的、多角度多方位的,不仅有生物学知识、还有其他学科知识,使他们得以创新的实验思维和方法去解决面对的实际问题。

2.1 文本实验探究

高中生物教材中“鉴定还原糖”实验,将装有还原糖和斐林试剂的试管水浴加热后,呈现砖红色沉淀。当试题中出现鉴定某草本植物根是否含有还原性糖时,实验器材只有载玻片、盖玻片、镊子、酒精灯和光学显微镜。学生通过思考与分析,设计了文本探究实验方案:将植物根切成薄片,制成临时切片;滴加几滴斐林试剂,让植物根切片完全浸润在斐林试剂中;再用镊子夹住载玻片在酒精灯火焰上均匀加热,观察颜色变化。若出现砖红色,说明有还原性糖。

本题不仅考查“还原糖鉴定”实验的相关知识,还考查学生用实验方法解决生物学实际问题的能力,以及考查学生掌握的实验技能。如载玻片不是用来加热的实验仪器,为了防止加热时载玻片破裂,应该轻轻晃动载玻片,给载玻片均匀加热。

2.2 层析液的改进

在实验“提取和分离叶绿体中的光合色素”中,层析液是用在60~90℃下分馏出来的石油醚20份、2份丙酮和1份苯混合而成,或用93号汽油代用。其实,这两种层析液对人体健康都有害,并且配置层析液很费时,不方便。学生尝试利用酒精作为层析液。这种层析液既对人身体无害,又可以分离色素。

2.3 蛋壳膜的制备

动物的膀胱膜、肠衣和玻璃纸都是半透膜,水分子可以透过,蔗糖等大分子不能通过。然而,鸡蛋是常见的食品,蛋壳膜也是具有半透性的膜。学生通过收集、处理相关实验资料,设计出实验方案:用镊子将鸡蛋的尖端轻轻敲个小孔,把蛋清和蛋黄倒出来,将蛋壳钝端泡在体积分数为20%的盐酸中8 h以上,便可获得蛋壳膜。他们用蛋壳膜做“渗透作用实验”和“制作人工种子”的种皮。

拓展教材实验既开拓了学生的视野,又培养了学生创新实验思维能力,更激发了学生探究生活世界的好奇心,发掘了学生学习生物科学的潜力。

3 提高生物科学素养

在《普通高中生物课程标准(实验)》中,明确课程的基本理念的首要点是提高生物科学素养。因为,生物科学素养是公民科学素养构成中重要的组成部分,是公民在参加社会生活、经济活动、生产实践活动中个人解决实际问题时所需要的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观。

3.1 甘蔗汁中有还原性糖

甘蔗有很高的营养价值,它含有较多的水分、糖分和人体必需的微量元素;甘蔗汁的主要糖分是蔗糖,还有果糖和葡萄糖,极易被人体吸收利用。高中生物教材中提到蔗糖是非还原性糖,与斐林试剂反应不会产生砖红色沉淀,但是果糖和葡萄糖是还原性糖,可以与斐林试剂发生反应,产生砖红色沉淀。因此,学生利用甘蔗汁作为鉴定还原性糖的实验材料,这就验证了由于蔗糖是非还原性糖,因而甘蔗汁就不具有还原性糖的说法是片面的。

3.2 牛奶成分的鉴定

牛奶是人们日常生活中常见的食品。牛奶中含有糖类(如葡萄糖和半乳糖等)、蛋白质、脂肪等营养成分。因此,学生非常乐意鉴定牛奶的成分,他们依据课内实验,自主设计了一系列实验:使用斐林试剂,经水浴加热后,试管内会出现砖红色沉淀,说明牛奶中含有还原性糖;用双缩脲试剂,且无需经水浴加热,即可看到试管内溶液呈现紫色,说明牛奶中含有蛋白质。然而,在牛奶中滴入苏丹Ⅲ染液,却看不清楚有橘黄色的脂肪颗粒。学生经过分析和讨论,完善了实验方案,将牛奶煮沸,提取奶皮制成玻片标本,再用苏丹Ⅲ染液染色,就能在光学显微镜下看到橘黄色的脂肪颗粒。此外,在银氨溶液中滴入适量鲜牛奶,充分振荡后把试管放在水浴锅内静置加热,很快就可以看到试管内壁上附着一层光亮如镜的金属银,这说明牛奶可以发生银镜反应,牛奶中可能有含醛基的化合物。

3.3 斐林试剂的使用

学生的独立思考和创新实验思维,使他们对一些常见的实验试剂的使用方法产生质疑,并能够自己设计实验方案进行研究。如斐林试剂是由甲液(质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液)和乙液(质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液)混合制成的,如果改变梨汁、斐林试剂甲液和乙液加入的顺序,会影响实验结果吗?学生设计如下探究实验(表1)。

从实验设计思路分析,这是一组对照实验。实验变量是梨汁、斐林试剂甲液和乙液的加入顺序。如果实验结果都出现砖红色沉淀,说明梨汁、斐林试剂的甲液和乙液加入顺序的变化对实验结果无影响;如果实验结果不都是出现砖红色沉淀,说明梨汁、斐林试剂的甲液和乙液加入顺序的变化对实验结果有影响。

学生对源于生活中的实验素材有着熟悉感和亲近感,尤其对日常生活中的食物,更加感兴趣。他们以兴趣小组的形式,团结合作,共同设计并实施生活化实验,用所学的生物科学知识解决现实生活中的问题。这样,生活化实验不仅能满足学生探究生活奥秘的心理,还能引领学生提升生物科学素养。

参考文献: