前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇生物科学方向范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
/
关键词 学科思想 学科方法 教育价值 实验探究
中图分类号 Q-49 文献标识码 E
在当代科学技术领域中,基因工程、生物芯片、克隆技术等生物技术在社会发展中显示出强大的经济力量,其中所蕴含的生物科学思想、原理和方法,正在对其他学科和社会变革产生广泛而深远的影响。对学生进行生物学科思想教育能在很大程度上影响着学生未来知识储存和能力发挥的状况,对提升生物课程的教育价值有一定意义。
1 生物学科思想与学科方法的教育价值
1.1 生物学科思想与学科方法的思辨
生物学科思想是人们对生命科学本质规律的理性认识;而生物学科方法是在解决生物学科问题过程中所采用的各种手段和途径。二者既有联系又有区别,生物学思想是生物学方法的理论基础,生物学方法是实施有关生物学思想的技术手段。运用学科方法解决问题的过程,是感性认识不断积累的过程,当这种积累达到一定程度就会产生飞跃,从而上升为学科思想;而生物学科思想是生物学知识的精华,又反过来对学科方法起着指导作用,为学生理解和掌握生物学的本质提供了优化的途径。
1.2 生物学科思想与学科方法的教育价值
长期以来,生物学教育过分注重知识的传授,对生物学概念和定律的发生发展过程揭示不够,更忽视了让学生通过体验去思考知识背后的思想和方法,因此学生所学的知识很难在不同情境中灵活地迁移,束缚了学生创造性思维的发散。学科思想相对于零散的知识点而言,更易内化为人的主观认识,因此在生物教学中,以大量的知识为载体,让学生在认同和理解学科思想和方法的基础上,通过实践形成自身的情感、态度和价值观,这将直接影响他们对生命本质认识的敏锐性和准确性,对学科思维的形成有一定的指导作用。
2 生物学科思想的内涵
生物学科思想指那些对学科学习最具影响力的观念、思想和见解,它们内隐并不外显,积淀在生物学知识的形成过程中。从这个意义上说,教师在讲解生物学知识时,应该挖掘这些思想内涵,并将其自然而然地呈现出来并获得认同。这也是教师引导水平与课堂智慧的体现。
2.1 辨证唯物主义思想
在生物学中包涵着许多自然辩证法思想,其核心就是对立统一的思想,在生命活动的过程中,普遍存在许多矛盾的运动,例如同化作用与异化作用、遗传与变异、生物适应性的普遍性和相对性等。这些都表现出对立统一的关系。同化与异化作用的对立统一是生命活动的基础,而生命繁衍过程中的遗传和变异,在维持物种稳定性的基础上发展生物的多样性,是推动生物进化的内在动力。
生命运动的基础是生物体内物质的化学变化,生命科学研究中越来越多地运用物理和化学手段来揭示生命运动的规律恰恰基于世界的物质观,因为细胞和组织都是物质的、运动的。
从病毒、细菌、植物、动物直至人类,生物世界尽管表现形式千姿百态,但不同的生物却高度统一,其最基本的组成物质都是核酸和蛋白质,并且无论生物的进化位置如何,几乎都在遗传表达中使用同一套遗传密码。教师在教学中适时向学生展示在分子进化上所体现的“大一统”的格局,有利于促进学生形成辩证的思维方式,客观而理性地看待生物的适应性与多样性。
2.2 自组织与非因果决定性思想
奥地利物理学家薛定谔曾在《生命是什么》中指出:“用经典物理学和化学去描述生命现象是不可能的,经典物理学中一种原因只能产生一种结果的机械决定论模式并不适应生命世界。”
生命系统最基本的特性是开放性和自组织,即通过与外界环境交换物质和能量,通过自身的演化而形成的一个稳定而有序的系统,但这种稳定不是封闭系统中的平衡,而是一种动态的平衡,是一种相对稳定的状态。因此复杂的生命系统在与环境共同作用的过程中,既有规律可循,同时也存在很多不可预测的“变数”。例如传统遗传学认为一种性状由一对基因决定,二者之间有决定性的因果关系,但是,这种简单的模式不利于了解生物大多数复杂的性状,许多性状由多对基因控制,它们控制着生物体内成千上万的化学反应,同时反应的产物又会反作用于基因的表达,这些基因的传递并不简单地遵循孟德尔遗传定律,这种基因与环境之间高度复杂的交互作用决定某种性状出现的倾向性和易感性,并非因果关系。生命运动的每一个过程都有非常多的发展方向,生物体内中某个微小的变化就可能改变这个系统的演化方向,正是因为生命系统具有混沌和非线性的特点,生命现象和生命活动的规律往往并不遵循因果决定原则,大都表现为统计学意义上的规律,这种概率性源于生物的个体差异和随机性,与机械运动有着明显的不同。
教师在教学过程中渗透自组织与非因果决定性思想,可以帮助学生从整体观来认识生命运动的不确定性,用多元、理性和宽容的观点来看待生命科学的发展。
2.3 信息流思想
生命系统是物质、能量和信息的统一体,掌握生命活动的规律,不仅要研究生命活动中的物质和能量的变化,还要研究系统内部的信息传递作用。生命活动中的许多过程,如生长发育繁衍过程、免疫反应以及生态平衡等,虽然外部表现为物质或能量的变化,但本质都是信息的传递和交流的过程。
生命活动的信息流主要包括遗传信息流、生命活动信息流与生态系统信息流。遗传信息流即“中心法则”,指遗传信息的传递与表达的过程,该过程指导着细胞中物质和能量的一系列变化从而控制生物的性状;生命活动的信息流即生物体的应激调节,通过特定细胞释放的激素、乙酰胆碱等化学信号分子经体液运输到达靶细胞,启动靶细胞一系列生化反应,以适应不断变化的外部环境;生态系统信息流指生态系统内部的信息交流,即生物之间通过物理、化学和行为信息等调节生物的种内与种间关系,从而维持生态系统的稳定性。教师在教学中帮助学生从信息论的视角认识生命现象,有利于使学生认识不同层次生命系统的反馈调节机制,使他们形成一个较全面的动态平衡思想,从而更好地理解生产生活实践中相关原理的运用。
2.4 生物演化思想
生物进化是指生命形态发生、发展演变的过程。高中生物教材中不仅有专门的章节表述(人教社必修2的第七章“现代生物进化理论简介”),而且整个教材不管是内容编排还是知识结构上,都折射出进化的思想。
现代达尔文主义认为,变异、选择和适应贯穿在任何一个物种的演化过程中,这是生物与环境相互作用的结果。例如在有性生殖的过程中,由于配子形成过程中染色体组成的多样性与精卵结合的随机性,同一双亲的后代呈现几乎无限的多样性,另外由于性别、年龄、免疫系统以及在开放系统中所收集到的信息不同,有性生殖的种群中不存在两个完全相同的个体。再比如高等生物每105~108个生殖细胞才有一个发生基因突变,但在拥有大量个体的群体中就足以提供丰富的变异来源,多样性为生物进化提供大量的选择材料,生物圈就在这样的物种演变中维持着自身结构与功能的稳定性。
教师在教学过程中融入进化的观点,可帮助学生认识到生物进化是物种演变而非物种进步,因此人类只不过是自然界众多物种的一个分支,人类的行为作为自组织系统的一个部分也将影响自然界中物种的演变,从而最终改变人类自己。
3 生物学科方法示例
认识生命现象,探究生命活动本质的过程离不开科学的方法。从方法论的角度看,生命科学研究的方法包括一般科学方法和具体科学方法。一般科学方法包括观察、调查、分类、实验、分析等。具体科学方法指控制变量法、假说演绎法、模型构建法等。生命科学的研究往往是通过大量的实验证据来支持某个生物学的观点,图1以实验探究为例说明生命科学研究的特殊方法。
实验探究是针对研究目的,在人为控制条件的基础上,对研究对象进行干预或处理后,观测所产生效应的研究方法。该过程包括提出问题、作出假设、设计实验方案、实施实验、分析实验结果等(图1)。
案例:探究铅中毒对大鼠学习记忆的影响。
步骤一:提出问题,做出假设。
汽车尾气及工厂排放出的废气使空气中聚集大量的铅尘,铅尘悬浮物离地面大约0.8 m,因此铅会轻易地通过呼吸道和消化道进入儿童体内;另外儿童喜食的膨化食品、经常用的蜡笔、铅笔和一些色彩特别鲜艳的图书、餐具以及用油漆刷过的积木等玩具,都含有铅的成分,经常接触铅的孩子行为活动能力减慢。由该背景作出假设:铅中毒可能影响动物的神经活动。
步骤二:设计实验方案并实施。
选择大鼠为实验对象,分为四组,设置三个醋酸铅溶液饮用水平:0.05、1、2 g?L-1,对照组饮用蒸馏水。连续饲喂60 d后,进行水迷宫实验,在池水中加入少量墨水使大鼠无法看到水下隐蔽平台。让大鼠从四个方向入水点入水,训练其寻找水面下隐蔽平台。重复训练4 d后撤去平台。
本实验醋酸铅染毒组为实验组,饮水组为对照组,测定从入水点到原平台水域的时间用以反映大鼠学习记忆的能力。如果条件许可,还可测定脑组织匀浆铅含量及乙酰胆碱酯酶(AchE)活性。
步骤三:记录与整理数据。
本实验可能受到的影响因素很多,大鼠的个体差异、水浴温度、入水方向、人为操作与观察角度的变化等因素均可能干扰大鼠寻找平台。为减少误差,由同一人采用固定的操作模式,大鼠训练时不要有人在场,在另一处用视频探头跟踪观察。应尽可能采集足够的样本数量,及时记录并整理。
步骤四:分析实验结果是否支持假设。
饮用水中醋酸铅浓度越高,大鼠到达原平台水域的时间越长,说明铅中毒可能影响大鼠的学习记忆能力,支持假设。
该活动涉及到生命周期、环境控制、变化缓慢等问题,实验数据的离散度比较大,得出结论并非易事,。在讨论交流的过程中,学生认识到对于复杂的生命系统的研究,不能只进行单因子分析,还应分析无关变量对实验结果的影响,揭示控制条件与观测结果的对应关系必须有大量的样本支持,该活动的结果表现为统计学意义上的规律。
该案例为2013年全国高考福建生物卷第27题的背景,其中所蕴含的生物学科思想和方法非常丰富,校本选修活动借鉴该背景开展实验探究,有利于培养学生科学探究的能力和勇于探索的科学精神。
总而言之,学科思想方法的教育理念对教师的专业素养与引导水平提出了更高的要求,教师有意识地通过生物学科知识引发学生思考,让学生在“方法”或“哲学”层面上认识生命运动的一般规律,是生物课程教育价值的重要体现。
参考文献:
[1] 李松林,杨静.基于学科思想方法的整合性教学研究[J].课程与教学,2011,1:43-46.
[2] 李琳,郑晓蕙.构建学科思想达成情感态度与价值观培养目标[J].生物学教学,2011,36(8):13-14.
华东理工大学资源与环境工程学院所开设的环境生物学大类选修课程(2学分,32学时)深受全校同学欢迎。由于环境生物学课程涉及领域宽泛,任何高校都无法培养出全面涵盖环境生物学知识的人才,因而我校环境生物学课程建设必须彰显学校的化工学科特色和优势。作为上海市重点课程和校精品课程,环境生物学课程教学团队针对发展目标、教学内容与手段、教学队伍建设等系统开展了研究,已初步形成了符合我校化工特色的环境生物学人才培养模式,在各方面取得了显著成效。
一、确定课程发展目标
课程教材是课程的主要依托内容,既是教师授课的主要结构框架,又是学生学习的基本材料。然而,传统教材由于知识体系的限制性和科技更新的滞后性,已难以满足学生对教学与时俱进的要求。课程建设团队结合学校、学生和自身实际,为环境生物学制订了全新的发展思路:坚持理论知识与实际、广度与深度、难度和易度相结合的方式,以扎实的化学和生物背景知识为基础,培养学生专业思想和综合素质为目标,引入现代信息技术等先进手段,以教材讲义编制和多媒体课件开发为主轴,紧密结合社会热点和典型案例更新课件内容,并借鉴国内外类似课程的成功经验,推进课程教学体系改革与时俱进,力求实现我校环境生物学课程教学模式与国内外先进水平接轨。
二、构建专职教学团队
为提高人才队伍培养质量,教学团队曾专门选送中青年学术骨干到中科院和清华大学等国内重点科研院所进修,学习他们在环境生物学教学科研领域取得的成果,弥补了自身知识结构的欠缺,也避免了学术近亲繁殖导致的研究停滞,从而建立起一支年龄梯队合理、醉心教学事业、具备较高学术层次的环境生物学教学团队,使学生仅凭聆听一校课程即能了解兄弟学校的教学精华。目前,课程教学团队拥有教授(博导)2人,副教授(硕导)3人,讲师2人,他们都常年工作在本科和研究生培养的第一线。团队中所有教师在教学和科研领域双肩挑,相辅相成,从而有效促进了课堂教学效果。
课程教学团队成员主动到学校生工学院、药学院和化工学院等兄弟院系交流,使自身专业结构更加完善,知识得到实时更新,从而把学科发展前沿和环境生物学课堂教学内容有机联系起来,将课程中与其他学科相关的重点、难点与兄弟院系老师探讨,力求掌握最适合学生理解的授课方式。课程教学团队成员近年来从国家基金委、科技部、环保部和上海市科委等多个层面连续获得项目支持,针对多溴联苯醚(PBDEs)、多环芳烃(PAHs)、氯代烃(CAHs)和含氟化合物(PFCs)等环境中热点化学污染物的生物毒性和修复技术系统开展了研究,从而为课堂教学提供了良好素材和案例。
三、优化教学手段
课程教学团队成员学习借鉴其他院校使用多媒体课件教授的课程,购买与环境生物学课程相关的教材、讲义、VCD等文本和声像资料,全程采用多媒体课件讲课。PPT课件尽量多采用图片、视频和动画,力求形象生动,以帮助提高听课学生的兴致,促进其对教学内容深入理解。例如,播放“水俣病”、“伦敦烟雾和印度博帕尔事件”、“SARS”、“禽流感”、“甲型流感”、“超级细菌”和“日本地震核辐射”等热点问题的视频录像,能使学生直观地认识到环境污染对人类社会的伤害,对把握环境问题的本质与原理收效显著。讲述环境激素危害的时候播放《越战遗孤》视频片断,使学生从畸形儿童身上看到环境激素对生物的影响可能是世世代代的深远问题。中央电视台科教频道的《绿色空间》栏目深受同学们欢迎,是良好的视频资源库。为了激发和培养学生的学习兴趣,主讲教师在教学过程中积极引导学生关注近年来全球发生的主要环境问题。例如,讨论阿富汗战争给全球造成的生态破坏,世博园城市最佳实践区对国民环保意识的促进和管理者治理水平的借鉴意义,美国墨西哥湾石油泄漏对海洋生物的影响等,变注入式学习为学生主动参与的互动式学习。
老师适当增加和学生的互动,可以活跃课堂气氛,使学生逐渐成为教学主体。任课教师采用启发式教学,引导学生参与课堂教学,并借助于综述讨论、读书报告和专家讲座等辅助手段配合执行教学任务。例如,要求学生在课下针对课堂理论在实际中的应用案例写读书报告,然后在课堂上分成不同小组进行交流发言;组织学生到崇明生态园区和东滩湿地等景点进行参观考察;组织与环境生物学相关的课堂演讲比赛和野外调查(如垃圾回收、利用和处理)等,丰富多彩的活动形式确保了上课形式的多样性。[11]环境生物学教学过程中注意突出化工特色,紧紧围绕学校其他知名教授正在研究的新型危险化学物质,跟踪学科发展前沿。PPT课件在教学过程中经常收集反馈意见,组织相关专业教学人员不定期听课,对教学过程进行现场全程录像,到网上让广大师生和家长进行监督、指导,征集意见、要求和建议,在内容和形式上持续进行优化和完善。[12]课程教学团队成员定期组织业务学习,针对教材重点和难点开展讨论,集成学校相关学科老师的知识和经验。课外热情回答学生疑问,及时解决教学中暴露的各种问题。科学编制教学日历能有效指导任课教师安排课堂教学内容,促进教学任务高质量实施。任课教师在编制教学日历过程中考虑到各章节内容的具体要求和特点,有所侧重,分配学时尽量做到客观科学。
环境生物学是一门实验性学科,只有结合实验教学才能更好完成教学任务。2008年,环保部在华东理工大学正式批准成立了以本课程教学团队成员为学术骨干的“国家环境保护化工过程环境风险评价与控制重点实验室”,为环保部在上海市所设立的唯一重点实验室。学校通过“卓越计划”、“985”平台、“211”三期和上海市重点学科建设等投入大量资金,初步建立起环保行业标准化实验室。目前,环境生物学课程相关实验大纲已经撰写完毕,正在实践和完善之中。实验室现有硬件条件完全能够保证环境生物学实验正常进行,有效促进课堂教学目标的实现。
任课老师鼓励选课学生围绕课程内容积极申报毕业小设计、USRP和大学生创新性实验计划,在实验中自主思考并亲手设计实验方案。迄今为止,已有10余名学生在老师指导下自主开展课余实验活动,探索环境生物学基本理论在实践中的实际应用,研究活动反过来促进了学生对课堂基础理论知识的理解掌握。[8-10]
关键词: 初中物理 学习氛围 童话故事
初中生是最具潜力的青春少年,在他们的世界里,总是充满各种各样的幻想。在生活中,他们刚刚完成从童年到少年的蜕变,在课堂上,他们心随课堂,但思想却在飞。他们的世界里有着童话般的梦想,更乐于沉迷在童话的世界里不愿醒来。在学习中,初中生极易被周围的环境氛围吸引,全身心地投入难以自拔,因此,结合初中生的心理特点,在初中物理课堂教学中营造童话氛围,有助于调动学生的积极性,提高他们的学习效率。笔者基于初中生的心理,重点探讨初中物理教师如何在课堂上营造童话氛围,以放飞学生想象的翅膀,旨在为提高初中物理教学质量献计献策。
1.课堂环境的创造
结合初中生的心理特点,同时紧密联系课题,创造能够满足学生心理需求的课堂环境,有助于提高学生的学习兴趣,构建高效课堂[1]。对初中生的心理研究证明,他们对课堂环境的创造、内容、色彩、协调比例等首先呈现的是好奇心理,其次受学习的影响,这种好奇会逐渐减弱,一旦不能让学生产生兴趣,他们就会将注意力再次从学习转移到环境创造上,由此,课堂环境的创造不仅不能激发学生的学习兴趣,反而会起到一定的负面作用。克服这一弊端的方式是将环境创造联系课题的内容,或反映内容,或反映问题,或形成一个系列,与课堂学习进度成正比,或首先反映结果,将课堂设计为推理或验证的过程。
如“声音的特征”一课,在课前,笔者在课室的墙上悬挂了“大弦嘈嘈如急雨,细弦切切如私语”、“空山不见人,但闻人语响”、“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”和“夜半钟声到客船”的山水画和卡通图片,配上相应的诗句。当学生步入课堂,首先被这些画作吸引,而在课堂学习过程中,当这一课的主题“声音具有哪些特征”被提炼出来,学生则立刻将这一主题与这些画作描绘的场景和声音联系起来,展开联想,仿佛每一种声音都在耳边响起,犹如置身于画作描绘的童话世界。最重要的是由此联系到的其他不同声音,引导学生对这些声音进行归纳和总结,表现声音的特征,如此既能激发学生的学习兴趣,又能放飞学生想象的翅膀,并提高学生的学习效率,全面吸收课题知识。
2.童话故事的导入
对中学生来说,富含浪漫主义色彩的童话故事是一剂良药,它能抚慰中学生的心灵,激发他们畅想的思路,发展他们的想象力,让思绪在充满童话色彩的课堂上飞翔。对于教师来说,在初中物理课堂上导入童话故事应结合课堂氛围和学生的心境,他们是否因课堂环境的渲染而震动?是否因兴趣盎然而全身心地投入?是否对知识的展现充满期待?等等。综合多个因素,导入童话故事要把握时机,力求全面发挥童话故事的作用和价值,将课堂氛围推向。
如“杠杆”一课,模仿阿基米德“假如给我一个支点,我能够撬起整个地球”,在讲台上放置一个地球仪、一个支架和数根长短不一的小木条。在课堂教学中,笔者让学生分别用不同长度的小木条尝试撬起地球仪,感受杠杆的作用,当课堂气氛达到顶点时,随即导入一个小故事:传说埃及国王制造了一条大船,但因为船身庞大,所以试了很多方法都不能将船移到海边,于是国王下令,谁能将大船移到海岸,就给他很多奖励。一天,阿基米德前来应征,他设计了一套复杂的杠杆和滑轮安装到船上,最后将绳索交到国王手中,当国王拉动绳索,奇迹出现了,大船竟然缓缓地移动起来。最后,船成功地移到海边,而阿基米德也获得赞誉。导入故事后随即提出问题:想一想,阿基米德是用了什么方法将船移到海边的?大家是否也能够设计一套杠杆系统,移动平时搬不动的重物?
3.创设趣味实验,激发学习兴趣
实验是物理教学必不可少的一个重要环节,用实验营造童话氛围,激发学生的兴趣和放飞学生想象的翅膀,是构建高效课堂的重要途径。例如“物体的沉与浮”一课,在这一课中,笔者设计了这样的趣味实验。
实验道具:盛满水的水盆、天平、道具木船、小石块和高于天平最大刻度的铁球。
故事情境:曹冲称象的故事大家都耳熟能详,那么,他是怎样称出大象重量的呢?什么是其中的关键因素?现在,我们就来还原这个实验,看曹冲是怎样称出大象体重的。
实验过程:客观因素是天平无法称出铁球的重量,因此必须利用小石块、天平、木板和水盆。第一步,将铁球喻为大象,放在漂浮在水盆的木船上,标出水面的刻度;第二步,将铁球取出,放入小石块,使船身上的刻度与铁球的刻度保持一致;第三步,取出小石块,用天平分别称出石块的重量,计算出总和;第四步,计算铁球的重量。
从心理学的角度看,人们对熟知的却又没能亲身体验的事物是充满好奇的,如很多人都知道飞机的存在,但大多坐过飞机;同样,很多学生都知道曹冲称象的故事,可能也有学生知道其中的原理,但在课堂上进行演示,却是第一次体验。因此,利用学生的好奇心,将物理实验与趣味故事相融合,会使陈旧的故事迸发新的光彩,而学生不仅从中掌握知识,更对物理产生学习兴趣。因此,这种方式值得尝试,值得推广。
关键词:生物科学专业 分流模块式 人才培养模式
中图分类号:G6420文献标识码:A文章编号:1009-5349(2016)13-0019-02
生物科学专业基本定位属于教学研究型专业,在人才培养模式的构建中,必须适合社会对人才知识面宽、应变能力强、开拓能力强、具备多种素质特征的要求,培养的人才既要具有共性,又要有个性,具有较强的知识基础、创新精神和实践能力。[1]通化师范学院生物科学专业正是秉承了这样的人才培养理念,在人才培养模式的选择中,充分利用教学与地方资源结合,得到了良好的人才培养效果。
一、分流模块式人才培养的内涵
分流原指河流分道而流,用在人才培养概念里,主要是指同专业不同的培养方向。模块是指为培养人才设置的载体。分流模块式人才培养是利用不同载体对人才进行培养后,选择不同培养方向进行分流培养。生物科学专业的模块是根据其专业特色而设置的,以科技活动小组的形式而呈现,是以服务于地方经济建设为目的的,选择考研和就业两个方向进行分流培养,而形成的因材施教的人才培养模式。
二、分流模块式人才培养模式的必要性
生物科学专业以植物学、生物化学与分子生物学两个学科为重点研究方向,主要围绕长白山生物资源的开发、利用和保护展开研究,以服务于地方经济建设为目标,实现了科研成果的转化。为拓宽毕业生的就业渠道,注重理论教学与科研开发并重,强化学生实践和创新能力的培养,积极探索推动生命科学的创新与创业人才培养的新模式,培养实践性应用型人才。
因材施教是培养学生学习兴趣,使学生更好地理解专业内涵的有效方式。以生为本是生物科学专业人才培养的基本信条,而根据不同学生的认知水平、学习能力以及自身素质,选择适合每个学生特点的学习方法有针对性地开展教学,发挥学生的长处,弥补学生的不足,促进学生的个性发展,是生物科学专业培养人才的基本目标。
因此,建设生物科学专业分流模块式人才培养实践基地和实践平台,是因材施教的载体,是本专业积极探索生物科学人才培养模式的创新之路。基地坚持知识、能力与素质的辩证统一,注重素质教育,重视创新与创业能力的培养,利用基地采用分流模块式的培养方法,依照学生的禀赋、潜能和兴趣分流到实践人才培养模块进行分流培养。实施理论与实践的有机结合、学生自主选择方向的学生发展模式,即学生根据自己的兴趣、意愿和今后的发展,分成若干小组,分别到不同模块基地进行实训,以培养学生创新、创业等方面的能力和潜力。
三、模块式人才培养模式的实践
以大学生课外科技活动为运作主体,根据学生的个性特点、学生的兴趣和就业需要,因材施教,着力培养学生的创新精神和实践能力,不断提高学生的专业技能。生物科学专业长期致力于培养中等教育生物师资,具有成熟的教育经验。利用生物科学专业的优势,依托长白山资源特色,为学生配备导师给予技术和技能指导,设置从教技能培养、长白山珍稀濒危植物组培与快繁、药用植物栽培与繁育、经济动物饲养、花卉培育与欣赏、食用菌栽培六个模块。
1.从教技能培养模块
针对生物科W专业学生,采取常规训练(大一、大二学生)与重点培训(大三学生)相结合、分组训练和教师阶段性点评相结合的方式,通过试讲、观摩、点评、比赛等手段来提高学生从教技能。在生物学教学论课程的基础上,组织“三尺讲台不是梦”从教技能大赛、生物绘图比赛、演讲比赛、三笔字竞赛等活动,使学生的从教能力得到了展示和锻炼。通过训练,学生无论在讲课技巧上还是心理素质上都得到了锻炼和提高,特别是为参加教育实习的学生能尽快进入教师角色奠定了基础。
2.长白山珍稀濒危植物组培和快繁模块
充分发挥学校坐落在长白山区的地域优势,在植物组织培养课程的基础上,利用实践基地和组织培养实验室,进行长白山珍稀濒危植物红豆杉、朝鲜崖柏、牛皮杜鹃、短梗杜鹃等植物的组培和快繁。鼓励学生参与教师的相关科研项目,以第一作者,培养学生的科学研究思想和能力。在实践过程中,可提高学生的动手能力,了解长白山濒危植物的组培快繁技术和生长习性。
3.药用植物栽培与繁育模块
通化市是著名的医药城,诸多药厂尤其重视从事中药材的开发和利用的人才。药用植物的栽培与繁育是开发和利用的基础,是生物科学专业的植物学方向的优势。特开设了长白山药用植物栽培技术特色课程,学生以此课程学习为基础,建立桔梗、刺五加、大株红景天、苦碟子等药用植物的育苗基地,开展辽本的无性繁殖实验、苦碟子生物学特性及栽培技术的研究和穿龙薯蓣物候期调查、种子生物学特性及品种特性研究等,不仅培养学生从事田间调查、田间管理的能力,而且对学生未来就业开辟了新路径。
4.经济动物饲养模块
经济动物饲养是以动物学课程体系为基础,培养学生养殖的实训技能。开展蟾蜍、生态鸡等经济动物养殖,研究人工养殖技术,便于学生毕业后进行自主创业,使学生能系统地掌握重要经济动物的饲养技术和管理方法,为本地区特种经济动物的发展培养技术人才。同时蟾蜍、生态鸡等用于学生实验课的教学,节省了实验经费。
5.花卉培育与欣赏模块
充分利用实践基地智能日光温室中已经栽培了凤梨科、红掌、一品红和蝴蝶兰等观赏花卉,并陆续引进新品种,利用组培技术来摸索一些珍稀花卉品种的繁殖方法,并且掌握一些名花的栽培技术。以植物学和花卉园艺栽培学课程为基础,培养学生培育花卉、鉴赏花卉的能力,为今后学生在花卉的生产、管理、科研和鉴赏等方面打下基础。
生物课程是高中阶段重要的科学课程。在当代科学技术领域中,生物科学和技术的发展尤为迅速,成果显着,影响广泛而深远。例如DNA分子结构和功能的揭示、体细胞克隆哺乳动物技术的突破、人类基因组计划的实施、干细胞研究的进展、脑科学的深入发展、生物工程产业的兴起等,正在改变人类的生活。尤其是生物科学技术和信息科学技术正在逐渐融合并显示出强大的经济力量,已成为科学发展和技术革命的世纪标志。生物科学和技术不仅影响人类的生活、社会文明和经济活动,还深刻影响着人们的思想观念和思维方式。高中生物课程应当与时俱进,以适应时代的需要。
自1978年起,我国高中生物课程历经多次改革,取得了显着的成绩。为适应时展的需要,《普通高中生物课程标准(实验稿)》(以下简称《标准》)在吸纳现行高中生物学教育优点的基础上,更尊重学生多样化发展的需求;更贴近社会实际和学生的生活经验;更多地反映生物科学和技术的新进展;更重视发展学生的创新精神和实践能力;更强调学习是一个主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观的过程。
一、课程性质
生物科学是自然科学中的一门基础学科,是研究生命现象和生命活动规律的科学。它是农业科学、医药科学、环境科学及其它有关科学和技术的基础。生物科学的研究经历了从现象到本质、从定性到定量的发展过程。当今,它在微观和宏观两个方面的发展都非常迅速,并且与信息技术和工程技术的结合日益紧密,正在对社会、经济和人类生活产生越来越大的影响。
高中生物课程是普通高中科学学习领域中的一个科目。高中生物课程将在义务教育基础上,进一步提高学生的生物科学素养。尤其是发展学生的科学探究能力,帮助学生理解生物科学、技术和社会的相互关系,增强学生对自然和社会的责任感,促进学生形成正确的世界观和价值观。
二、课程的基本理念
提高生物科学素养 生物科学素养是公民科学素养构成中重要的组成部分。生物科学素养是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观,它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平,以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。提高每个高中学生的生物科学素养是本课程标准实施中的核心任务。
面向全体学生 《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。课程的内容标准有较大的灵活性,以适应不同学校的条件和不同学生的学习需求,促进学生有个性地发展。
倡导探究性学习 生物科学作为由众多生物学事实和理论组成的知识体系,是在人们不断探究的过程中逐步发展起来的。探究也是学生认识生命世界、学习生物课程的有效方法之一。《标准》倡导探究性学习,力图促进学生学习方式的变革,引导学生主动参与探究过程、勤于动手和动脑,逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力等,重在培养创新精神和实践能力。
注重与现实生活的联系 生物科学与人们的日常生活、医疗保健、环境保护、经济活动等方面密切相关。《标准》注重使学生在现实生活的背景中学习生物学,倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念,并能运用生物学的原理和方法参与公众事务的讨论或作出相关的个人决策;同时注意帮助学生了解相关的职业和学习方向,为他们进一步学习和步入社会做准备。
三、课程设计思路
高中生物课程是根据《基础教育课程改革纲要(试行)》和《普通高中课程改革方案》的精神和要求设计的。
高中生物课程分为必修和选修两个部分。必修部分包括“生物1:分子与细胞”、“生物2:遗传与进化”、“生物3:稳态与环境”3个模块;选修部分有“选修1:生物技术实践”、“选修2:生物科学与社会”和“选修3:现代生物科技专题”3个模块。每个模块36学时、2学分。
必修模块选择的是生物科学的核心内容,同时也是现代生物科学发展最迅速、成果应用最广泛、与社会和个人生活关系最密切的领域。所选内容能够帮助学生从微观和宏观两个方面认识生命系统的物质和结构基础、发展和变化规律以及生命系统中各组分间的相互作用。因此,必修模块对于提高全体高中学生的生物科学素养具有不可或缺的作用。
选修模块是为了满足学生多样化发展的需要而设计的,有助于拓展学生的生物科技视野、增进学生对生物科技与社会关系的理解、提高学生的实践和探究能力。
学生在学习了生物1的内容之后,既可以先学习生物2的内容,也可先学习生物3的内容。在修完必修模块的基础上,进行选修模块的学习。
每个模块在高中生物课程中的价值如下。
“生物1:分子与细胞”模块有助于学生较深入地认识生命的物质基础和结构基础,理解生命活动中物质的变化、能量的转换和信息的传递;领悟观察、实验、比较、分析和综合等科学方法及其在科学研究过程中的应用;科学地理解生命的本质,形成辩证唯物主义自然观。
“生物2:遗传与进化”模块有助于学生认识生命的延续和发展,了解遗传变异规律在生产生活中的应用;领悟假说演绎、建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用;理解遗传和变异在物种繁衍过程中的对立统一,生物的遗传变异与环境变化在进化过程中的对立统一,形成生物进化观点。
“生物3:稳态与环境”模块有助于学生认识发生在生物体内部和生物与环境之间的相互作用,理解生命系统的稳态,认识生命系统结构和功能的整体性;领悟系统分析、建立数学模型等科学方法及其在科学研究中的应用;形成生态学观点和可持续发展的观念。
“选修1:生物技术实践”模块重在培养学生设计实验、动手操作、收集证据等科学探究的能力,增进学生对生物技术应用的了解。本模块适于继续学习理工类专业或对实验操作感兴趣的学生学习。