生物科学研究的基本思路

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生物科学研究的基本思路范文第1篇

关键词: 高中生物 遗传与进化 STS教育

自20世纪80年代以来,STS的理念和教育模式作为科学教育领域内的一种新的尝试得到了世界众多国家的认同,成为世界科学教育改革的一个重要方向。STS是“Science,Technology and Society”(科学、技术和社会)的英文缩写,是研究科学、技术与社会的相互关系,以及科学技术服务于社会生产、生活及发展的科学教育思想,它要求学生懂得科学知识的应用,知道科学技术与社会之间的相互影响和作用,培养学生关注社会的意识,并能以正确的价值观和方法解决科技发展所带来的社会问题。

《普通高中生物课程标准(实验)》在课程性质部分明确指出:“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。”

“遗传与进化”是高中生物必修模块,它是生物学的一个基础和核心内容,也是生物科学与社会、个人生活关系最密切的领域,在本部分内容里包含遗传的细胞基础、分子基础、遗传的基本规律、生物的变异、人类遗传病、生物的进化六部分,该模块主要从细胞水平和分子水平阐述生命的延续性及生物进化的过程和原因。本文以该模块为切入点,对STS教育在生物学中的渗透进行探讨。

一、系统化生物学知识,在教学中贯穿STS教育

生物具有严整的结构,通过代谢表现为生长、繁殖等生命现象,具有应激性,能够适应并影响环境,因此生物学的基本概念和原理不是孤立的,而是彼此有着一定关联。在教学中,教师应心中有STS理念,在有意识地引导学生在学习生物学知识、技能的同时,建立起生物科技与社会的教育观念。

例如:学习细胞分裂知识后,分析细胞分裂中DNA、染色体变化规律,推导DNA与生物的遗传相关,通过“Avery实验、噬菌体侵染细菌实验”证明“DNA是主要的遗传物质”,继续追问思考:作为遗传物质应该具备什么条件?为什么DNA可以作为遗传物质?通过了解沃森和克里克成功的奥秘引出DNA结构、功能、中心法则这些遗传学的基本知识,由此引导学生关注:人类基因组计划、中国超级杂交水稻基因组计划、亲子鉴定、基因诊断与治疗、生物技术制药和研制疫苗、艾滋病病毒的遗传机理、基因工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、转基因食品、害虫和病原体抗药性形成、干细胞的应用、克隆技术、人体器官移植、组织培养、朊病毒等,这些都是极好的STS教育素材,教师只要随心巧用,必可达到良好的STS教育效果。

可遗传的变异为生物的进化提供选择的材料,在生存斗争过程中适者生存,不适者淘汰,有利变异不断积累和加强,推进了生物的进化,学生沿着达尔文的思路,能了解达尔文的自然选择学说模型,教师提示学生达尔文进化学说的局限,能激发学生深入探究了解现代生物进化学说。不同的物种之间,生物和环境之间,在相互影响中不断进化和发展,即共同进化。至此,又很自然地把生物与环境的相关知识水到渠成的联系起来,在生物与环境里,生物性污染、生物净化、生物资源合理利用、绿色消费等又是渗透STS教育的良好素材。

以上的知识梳理只是一个示例,在任何一个模块的学习中,任何一个生物学的基本概念和规律的拓展,均可以作为主线将STS生物学知识框架建构。教师心中应有生物整体的概念,善于从不同角度把STS教育落实于生物教学实践中。

二、穿插应用生物科学史,渗透STS教育

生物科学史是一部科学发展的历史,它揭示了人类生命科学的发展规律,蕴含着丰富的STS教育材料。如孟德尔、摩尔根在经典遗传学上的贡献、我国首次人工合成结晶牛胰岛素和酵母丙氨酸转运核糖核酸、袁隆平两系杂交水稻法、DNA双螺旋结构提出、《寂静的春天》带来的环保革命等,生物科学史为我们展示了生物科学事实、概念、原理、方法,以及技术发明的历史背景、发展历程、现实应用,对于学生深入了解生物学原理、生物学实验设计的基本思路、掌握科学研究的一般方法,提供了极好的范例,同时,从生命科学的发展史来看,每一项成就的获得无一不是生物学家们不断思考、不断探索,甚至是不断失败后反复实验而获得的成功,因此生物科学史在教学中的融合,既有助于学生理解知识和概念,培养科学思维,形成良好的知识结构,理解科学研究方法,掌握生物科学概念原理,又有利于培养学生科学态度和形成正确的价值观。

例如,“基因的分离定律”可以采用以下教学步骤:(1)问题引导,设疑激趣:简单解释“融合遗传”的观点,预测孟德尔豌豆杂交实验F1会是什么样颜色?实际结果F1紫色,与“融合理论”不符合,怎么解释?(2)设问:在孟德尔豌豆杂交实验里为什么F1全是高茎?矮茎消失了吗?F2为什么会出现3∶1这样的结果?是偶然的吗?怎么解释孟德尔的发现?(3)带着疑问,引导学生思考孟德尔对该实验现象的解释;它与“融合理论”的本质区别是什么?孟德尔的解释是否合理呢?怎么检验它的正确性?(4)介绍“假说―演绎法”,指导学生绘制一对相对性状的遗传图解,理解测交实验过程,预测测交实验结果,领悟“假说―演绎法”在科学实验研究中的价值。(5)师生共同归纳总结孟德尔基因分离定律的实质,并组织模拟性状分离比实验,体会模型意义。(6)介绍孟德尔定律在生产实践上的应用。通过设疑探究模拟孟德尔关于基因分离定律的过程,再现生物学家的实验设计和操作,让学生亲身体验和感受科学探究过程,学生能够较好理解基因的分离定律实质,理解“生物―技术―社会”之间的关系,并对“观察、发现问题―分析问题、假设―实验设计、验证―归纳总结”的一般研究过程有了真实的体验,实现知识(分离定律)、技能(科学研究方法)目标的达成。

三、情境创设、课堂引导,落实STS教育

建构主义观点认为:知识是从情境和活动中来的,学习是在真实的活动和社会性的互动里发生的,情境教学是教学研究中的一个重要问题,所谓“情境教学”,就是“从情与境、情与辞、情与理,情与全面发展的辩证关系出发,创设典型的场景,激起儿童热烈的情绪,把情感活动和认识活动结合起来,所创建的一种教学模式”,即“情境教学”指的是教师人为“创设”的情境中所进行的教学。[1]创设情境的目的或激发学习兴趣,或启迪思维,总的来说是为实现有效的教学服务,因此创设恰当的教学情境,开展STS教育活动,是生物教师的基本素质和能力体现。如学习“性别决定和伴性遗传”的内容时,我先给学生展示一位男明星和一位女明星的照片,设问:人都是由受精卵发育而来,为什么有的发育成雄性,有点发育成雌性?再讲述“色盲的发现”“月亮的女儿”的故事,提问:色盲和白化病的患病人群有什么不同?为什么会出现这样的情形呢?面对可能出现的不同的遗传病,如果你是一个遗传咨询师,你怎么给一个怀孕的母亲进行遗传咨询?在这样创设的提问情境,学生产生了价值取向,注意力集中,认真思考,为相关知识的学习做好了准备。随着一个个问题的解决,学生较好掌握了知识,同时在假设的情景里应用所学习知识分析问题,解决问题,“科学、技术、社会”的意识也自然地融入在教学活动中。

四、活动延伸,课外拓展STS教育

课堂教学的时间是有限的,因此教师在做好课堂教学的活动的同时,应充分组织学生围绕与生物学有关的科学、技术及社会问题开展以学生为主体,以实践性、趣味性为主要特征的活动课,对生物学课堂教予以必要延伸和拓展补充。如举办“基因工程和转基因技术”“克隆技术与人类未来”“人类基因组计划”等专题讲座,进行“生物与人类未来”“环境污染”“健康与生命”“健康与营养”等专题调查,推荐适合中学生的科普读物,收集报刊杂志上最新科技发展动态,开展阅读竞赛活动,进行小制作、小发明、小实验等丰富多彩的活动。学生通过活动的参与,能巩固已学的生物学知识,学和合作与分享,认识体会生物学科学的重要性,养成关注与生物学有关的社会问题的习惯,自觉运用生物学的相关知识解决人类面临的社会问题。

当今世界,生命科学日新月异,生物工程、克隆技术、转基因技术、人类基因组计划的研究在环境保护、医药生产和疾病预治等方面发挥巨大作用的背景下,在新课程理念的指导下,生物教学与STS教育相结合,把知识与应用、科技进步与社会发展,价值观与关注社会的理念融于教学过程中,能使生物教学的内容更趋于完整。教师应立足于社会生活中的实际情况和问题,利用好教材,使学生能够积极思考,理解生物科学与技术在社会中的作用及反作用,作出判断和决策,主动学习,寻求当今社会发展中的生物科学、技术运用的最佳方案,培养科学的价值观,具有对社会问题进行预测、判断、决策和解决的能力,使生物学科教学真正着眼于每个学生的全面发展和终身发展的需要,真正全面提高学生的生物科学素养。

参考文献:

生物科学研究的基本思路范文第2篇

[关键词]植物学 创新性实验 人才培养模式

[中图分类号] G 642.0 [文献标识码]A

实验教学是培养学生科研、实践能力和综合素质的重要实践教学环节，是开展创新教育的重要途径[1]。为进一步调动大学生参与科学研究与发明创造的主动性和积极性，激发学生的科研兴趣，培养创新思维和创新意识，提高创新实践能力，我校决定从2008年开始启动“韶关学院大学生创新性实验项目计划”，支持大学生开展创新性实验项目研究，进一步推进研究性、创新性和应用性学习的教学改革和实践。植物学创新性实验项目是在基础性实验和验证性实验基础上，分析植物学科领域中具有一定探索价值的科学问题，并通过设计和实施一套实验方案，力争探索和解决这些科学问题的实验项目。近年来，我校植物学课程组全体教师不断探索和设计一系列植物学创新性实验项目，为广大生物科学专业本科生提高自己的实验操作综合能力和科研创新能力提供了良好平台，也充分体现了我校应用型创新人才培养办学特色。本文以两项植物学创新性实验项目为例着重介绍创新性实验项目的选题、研究内容、实施方案等内容，以供参考。

一、实验项目的选题

在植物学创新性实验项目的设计和实施过程中，选题是非常关键的环节。植物学虽然是一门古老的学科，但是生命科学飞速发展为植物学研究开启了诸多探寻植物更多奥秘的大门。植物学创新性实验项目的选题应遵循以下基本原则：一是，力争要以植物学研究领域中的新思路、新理论、新规律、新方法和新工艺作为研究的切入点；二是，实验项目的难度要适中，要选择适合于生物科学专业本科生能够完成的题目；三是，所需实验条件能够得到满足。如果研究内容涉及到很多贵重精密仪器，无形中会增加实验成本，因而有些实验可能无法正常开展；四是，实验周期不宜太长。

基于上述基本原则确定了两项植物学创新性实验项目，具体如下：

（一）药用石斛有效成分组织化学定位方法的研究

组织化学（Histochemistry）技术是通过化学或物理反应原理显示组织切片某种化学成分，进行定位定量及其与功能相关的研究。利用组织化学定位法在药用植物有效成分在植物体内的分布规律、生物合成途径和积累运输途径等方面已广泛应用[2,3,4,5,6]。然而，不同植物种类和不同有效成分的组织化学定位研究方法和要求都很大差异。目前，有关药用石斛组织化学定位方面的研究报道很少，而且采用常用的组织切片和定性描述方法，使难以准确反映药用石斛有效成分在植物体内的分布规律和积累动态[7,8]。

本实验项目以药用石斛为研究材料，综合应用组织切片技术、专用显色技术和显微测量技术，较为系统研究药用石斛（根、茎、叶、花等）多糖和生物碱的组织化学特征，建立药用石斛有效成分组织化学定位分析最佳方法，同时探讨药用石斛有效成分在不同器官中的分布规律，为深入研究药用石斛有效成分的生物合成及积累奠定基础。

本实验项目得到了第二届韶关学院大学生创新性实验项目资金资助（编号2009-1），目前已顺利完成。参与本项目的学生共5名，主要是以06级生物科学班的学生为主，其中2名毕业生借助本项目顺利完成了自己的毕业论文课题。

（二）油茶油脂成分的组织化学定位研究

油茶（Camellia oleifera Abel）是我国重要的油料木本树种，主要分布于我国湖南、江西、广西、贵州等17个省区，栽培面积约367万hm2，年产茶油约20万t[9]。从油茶种子提取的茶油是优质食用油，不饱和脂肪酸含量极高，其营养保健价值不亚于橄榄油，被誉为“东方橄榄油”之称[10]。目前，对油茶的开发利用多限于种子，而对于油茶的果皮、茎及叶片的综合开发利用却很少。在生产加工过程中，油茶果皮、茎和叶片被大量的丢弃，未能得到充分利用。因此，在生产加工过程中如何提高油茶的综合利用效率是当前比较关注的焦点。鉴于此，本实验项目以油茶种子、果皮、茎、叶片为研究材料，采用显微定量组织化学定位研究方法，研究油茶不同器官中油脂成分的分布特征和积累动态，为油茶资源的综合利用提供依据。

本实验项目已得到第三届韶关学院大学生创新性实验项目资金资助（编号2010-2），目前已完成。参与本项目的学生共6名，主要是以07级生物科学班的学生为主，其中1名学生借助本项目开展自己的毕业论文课题。

二、实验项目的实施计划和方案

创新性实验项目与常规实验教学不同，往往具有研究内容较大多、运用的知识面广、实验运行时间较长以及使用的实验仪器设备较多等特点。因此，根据实验项目的研究内容，必须制定详细的实施方案和计划。植物学创新性实验项目的实施过程通过三个阶段完成，分别是实验前的准备阶段、实验操作以及分析阶段阶段。

第一阶段主要是文献查阅、实验材料和药品试剂的准备、仪器设备的调试以及实验方法的建立等工作。文献查阅是第一个需要完成的工作，通过文献查阅掌握植物组织化学研究进展、药用石斛和油茶有效成分种类、药用石斛和油茶有效成分的组织化学定位研究概况、有效成分的专一性显色剂种类及优缺点等等。根据这些文献资料信息，并结合现有实验条件，制定相应的实验方法和方案。按照实验项目要求，准备好实验材料，本项目所涉及到的所有实验材料均来自于我校生态园多年保存的药用石斛和油茶种质资源圃，完全能够保证所有实验材料的需求。实际上，第一阶段的工作非常重要，关系到后续工作的正常运行，也关系到实验项目能否达到预期目的。因此，要充分做好第一阶段的工作，为后续工作奠定坚实基础。

第二阶段是创新性实验项目的重要环节，主要在实验室内完成所有研究内容。上述两个实验项目的主要研究内容包括：实验方法的建立（包括切片厚度、显色剂筛选、染色时间的优化、显微测量技术的确定等），药用石斛多糖和生物碱组织化学定位研究、油茶油脂成分组织化学定位研究等。以2～3名学生为小组完成每项研究内容。

第三阶段是对实验结果进行分析。各小组完成各自的研究内容之后，共同分析每项实验结果及其相互关系，探讨是否达到实验预期目的和效果。

三、实验项目的总结

完成实验结果的分析工作之后，总结整个实验项目，分析各个实验项目中存在的问题和得到的成绩。最后撰写结题报告。就上述两项实验项目而言，通过1年多时间的研究和探索，重新优化建立了药用石斛和油茶有效成分组织化学定位研究方法，明确有效成分在植物体内的分布规律和积累动态。实践证明，本项创新性实验项目对培养生物科学专业本科生的创新能力和素质起到了重要作用。另外，通过本项目这些学生真正领会到科学研究的基本思路和工作程序，培养了自身独立思考和工作能力以及团队协助能力。

基金项目：广东省高等教育教学改革项目（BKJGZZ2008059）；韶关学院教改项目（SYJY90914）；韶关学院大学生创新实验项目（2010-2）

[参考文献]

[1]吴燕,杨毅,杨艳燕,等.从生物学实验教学看学生创新能力的培养[J].实验室研究与探索,2005,24(2):69-71.

[2]闫晋晋,慕小倩,崔宏安,等.乌头营养器官中生物碱组织化学与积累动态研究[J].西北植物学报,2008,28(1):85-89.

[3]辛华,刘雨龙.珊瑚菜中香豆素的组织化学定位[J].广西植物,2008,28(6)847-850.

[4]郭巧生,王长林,厉彦森,等.明党参干物质积累及多糖含量的动态研究[J],中国中药杂志,2007,32(1):24-26.

[5]程雪梅,刘军,王长虹,等.骆驼蓬不同药用部位中生物碱含量的月积累动态研究[J].上海中医药大学学报,2007,21(3):69-71.

[6]王桂芹,努尔巴衣,阿布都沙勒克.野生与栽培白头翁药用部位解剖结构和皂苷组织化学定位[J]. 南植物研究,2007,29(5):492-496.

[7]吕洪飞,罗文姬,盛仙永,等.2种石斛属植物和小叶石仙桃生物碱的组织化学定位[J].中国药学杂志,2006,41(11):824-826.

[8]吕洪飞, 卫东,罗文姬,等.2种石斛属植物和小叶石仙桃多糖的组织化学定位[J].中山大学学报(自然科学版),2007,46(3):79-81.

[9]王湘南,陈永忠,伍利奇,等.油茶种子含油率和脂肪酸组成研究[J].中南林业科技大学学报,2008,28(3):11-17.

生物科学研究的基本思路范文第3篇

关键词：观察实验 阅读探索 归纳整理

1 强化观察实验

生物学是一门以实验为基础的学科，实验教学在课堂教学中占有极其重要的地位。课堂演示实验教学是教师用演示的方法，结合课堂教学进行的生物学实验，是一种直观教学手段。通过演示实验可以帮助学生形成生物学概念，进一步理解和掌握生物学知识。通过课堂演示实验，教师可以更为形象地讲解生物学概念、现象和规律等，学生可以培养自身的观察力、注意力和思维能力等。

中学生物学的教学内容是比较复杂和抽象的，对于初中学生来说，一些直观性的知识比较容易掌握。因此，教师结合课堂演示实验来讲授新知识或复习旧知识，学生就更容易接受和掌握有关知识。另外，通过演示实验，还可以使学生认识各种实验仪器并能正确、规范地使用，在以后的学生实验中，能够独立、高质量地完成各个实验。所以，演示实验是中学生物教学中不可缺少的直观教学手段之一。

1.1演示实验在教学中的作用

1.1.1充分调动学生学习兴趣，活跃课堂气氛。课堂演示实验教学通过看得见、感受得到的现象，使学生在良好的情绪状态中学习，很容易调动学生的学习兴趣。在良好的学习氛围中，学生由被动学习变为主动学习，由“要我学”转变为“我要学”。兴趣是学习最好的老师，学生的学习积极性一旦被调动，接受知识的能力就会大大提高。

1.1.2加快学习速度，提高学习效率。科学研究表明，人们从语言形式获得的知识大约能够记忆15％，而同时运用视觉、听觉则可接受知识的65％左右。因此，通过课堂演示实验讲授生物学知识，能使学生的学习走近路、走直路，用较少的时间获得更多的知识，从而加快学习速度，提高学习效率。

1.1.3传授学生生物实验技能和实验方法。在进行演示实验教学中，根据教学目的，要求教师向学生介绍有关演示实验的思路、设计方法、实验设备、实验仪器的使用、实验过程以及实验注意事项等方面的知识，并能对实验结果进行科学的分析和说明。通过演示实验教学，学生可以初步了解和掌握生物学科学实验的基本思路、基本技能和基本方法，为学生今后从事生物科学事业奠定一定的基础。

生物是一门实验性很强的学科，无论是植物学、动物学还是生理卫生都与实际联系很密切，因此要想学好生物，那就要在学习过程中离不开强化观察实验。

1.2明确观察目的

无论是对标本、实物的观察，还是对其具体实验的观察，都要先经过预习，了解观察的目的，才能有的放矢地进行细致的观察，对所观察的对象有更清晰的感知。

1.3 养成正确的观察习惯

在观察时应先引导学生指向于观察整体，使学生对整体有了大致粗略的认识后，再引导学生找出观察对象的各个部分。先由上面到前面，后看下面和后面，再由外到内、由表及里，使学生养成正确的观察顺序。

1.4在观察时应灵活的使用相应的感官分析器

不但要用眼看，还要根据观察对象的实际情况运用听觉、触觉等感觉器官细细感知。如：在环节动物中，蚯蚓的体外大部分体节腹面生有刚毛，但刚毛较小，容易忽略，只有用手触摸才能感觉到刚毛的存在，然后说明纵环肌交替舒缩机理，进一步观察蚯蚓的运动，从而体会到刚毛有协助运动的功能，增强学生的感性认识。在观察时应鼓励学生多动脑筋，做到观察形象思维与抽象思维相结合，形成正确的概念、判断和推理，并要求学生及时做好实验观察记录。

1.5要让学生勤于动手

除课堂教学过程中的实验以外，教师还应该引导学生自己动手制作生物标本和亲手去做实验，这样不但能加深学生对知识的印象，更能培养学生分析问题和解决问题的能力，还会培养学生的实验操作能力和达到预期的实验目的。

总之，作为直观教学手段――实验，是帮助学生理解教学内容，提高教学质量的必不可少的途径之一。在生物教学过程中，教师应利用每个演示实验，将其贯穿在整个课堂教学中，使每位学生在轻松、愉悦的氛围中掌握生物学知识和生物实验技能，培养其观察能力、思维能力、分析问题和解决问题的能力。

2 加深阅读探索

阅读教科书是获得知识的重要途径。教师只有引导学生认真阅读教材，学生才能深入理解并牢固掌握所学习的知识。那么，怎样引导学生去阅读呢？

2.1 拟定问题让学生去阅读解决。

例如：在学习爬行动物这部分内容时，可以边观察边阅读思考处理以下几个问题：（1）恐龙的生活习性及形态是怎样的？（2）在结构和生理中它与两栖动物相比有哪些不同？它的起源与灭绝原因是什么？（3）根据以上的问题想一想爬行动物有哪些特征？

2.2 分析教材内容，了解知识结构。

有些章节阅读教材后要思索其知识的内在联系，有些教材内容虽然联系实际，但由于教学资源所限，无标本可供观察。如海洋鱼类资源保护、生物与环境等知识内容，要认真阅读分析教材，探索其知识结构及内在联系。教师应灵活机动，采用分析式的阅读方法。

2.3 弄清基本概念。

在阅读教材时遇到概念要进行剖析，弄清其中的内涵，还要知道同类的概念有哪些？学习时要前后对比联系，如生理当中的内外分泌腺，近视眼、远视眼和正常眼的区别，特异性免疫和非特异性免疫等，通过比较，找出异同，形成清楚准确的概念，以便于学生牢固掌握。

总而言之，阅读与探索有机地结合起来，才能使智力得到发展，形成解决问题的能力。如鲫鱼的身体背面深灰黑色，由背面到腹面颜色渐浅，腹面白色，这种体色不易被上边和下边的敌害发现。如此一来学生的印象就会非常深刻，并会逐渐改变死记硬背的学习方法，此外还要进行课外读物的阅读，注意看一些与动物、植物有关的电影、电视，如《动物世界》、《环境与人类》等，扩大学生的视野，并激发学生的学习兴趣。

3 系统归纳整理

生物科学研究的基本思路范文第4篇

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2013）06B-0026-02

在高中生物教学中，教师应有意识地创设情境引导学生自主地发现问题、提出问题，帮助、引导学生应用已有的知识与经验，多角度地设计解决问题的方案，逐步掌握科学的研究方法，构建完善的知识体系，培养学生发现问题和解决问题的能力。

一、探究式学习的前提：培养学生质疑的能力

一个问题的提出必然是经过一定层面的思考而得出的更深层次的疑问。善于发现问题、提出问题，是研究性学习的起点。在课堂教学中培养学生的质疑能力，有利于充分调动学生的探究欲望和积极性，加深对学习内容的理解。因此，学生的自主提问是培养学生探究式学习的前提，这也是变被动学习为主动学习的根本。而目前多数学生主要还是被动地接受学习，满足于课本上的现成结论，认为提问是老师的事，学生只管“答”，不提问也不会“问”，善于解答却拙于质疑。在此现状下，笔者在教学中进行了如下设计：

1.创造质疑的条件与氛围

传统教育下，教师多营造师问生答的学习氛围，学生很少提问，甚至不知如何问、问什么。学生学习中缺乏提问意识，教师对新知也多以结论性的语言予以阐述，没有留给学生质疑的机会。在教学时，笔者有意识地给学生创造质疑的机会，引导学生主动提出问题；设计的情境由浅至深，让学生慢慢形成敢于质疑、惯于质疑的良好习惯。而每节新课的引入，是引导学生设疑最佳时机。在新教材中每一节篇首都设有“问题探讨”这一环节，从这可以看出编者有意识地突出“提出问题”，但所提供现成的问题，让学生依然处于解答而不是自主提出问题的状态。对此，教学中我有意识地“处理掉”问题。比如，人教版高中生物必修1第一章第一节“问题探讨”处理后，呈现在导学案的形式为：资料：1.细胞是生物体结构和功能单位。2.SARS病毒，它不具有细胞结构。对此你有什么疑问吗？通过课前小组讨论，学生就提出了几个问题：①除了SARS病毒，其他病毒有细胞结构吗？还有别的生物没有细胞结构吗？②细胞是生物体结构和功能单位，而SARS病毒没有细胞，两个说法有矛盾吗？③病毒没有细胞，怎么完成生命活动呢？

生物是一门以实验为主的学科，许多生命现象都是通过科学家的经典实验来验证的，这些知识完全可以通过学生对经典实验的观察，自己设疑、解答，来把握科学发现的认知过程，学会探究学习。如，我在讲授必修1第5章第4节《绿叶中色素的提取和分离的实验》时，先是呈现一条经过分离有四条色素带的滤纸条，说明是从绿叶中提取的色素，请同学们对此提出自己的疑问。学生们提出了如下几个问题：①几条色带的颜色不同，是不是说明不同颜色代表了不同的色素？②不同色带在滤纸条上的位置不同，为什么？③不同颜色的色带宽度不同又说明什么？在第②个问题提出后，笔者引导学生阅读教材，最终学生们经过探讨顺利完成了实验。通过在教学中有意识地给学生创造提问的机会，学生不再是只听不讲不思，课堂气氛异常活跃，学习的积极性也不断提升。

2.提问的有效性

对同一事物，从不同的角度，有着不同看法。对于学生提出的不同问题，教师应予以肯定和鼓励，保护学生的积极性。但应注意引导学生进行有效提问，及时肯定有一定深度的、有新意的提问。同时，随着学生专业知识储备的增加，提问中专业术语的严谨性的要求也应逐步提高。经过逐步训练，学生在各个阶段就会从不同角度提出不同层次的问题，并能发现别人没有注意到的问题。在实践的过程中，学生疑点的思考价值也会越来越高，学生的思维就会有一定的广泛性和创造性。

二、探究式学习的根本：提升学生解疑的能力

在培养学生学会提问、善于提问的同时，教师要引导学生将疑惑的目光从教师的身上转移到教材、教辅、网络、实验室和同伴身上。学生能自己找到答案的尽可能让学生自己解答；同学间讨论后可解答的应给予充分讨论的时间；需要教师解答的教师应予以简洁明了的说明。因此，在备课中教师应预设学生有可能提出的问题，并予以分档：哪些是学生可以自己解答的，哪些是相互讨论后可解答的，哪些必须教师解答的。这一环节重在培养学生解决问题的能力，但学生已掌握的能自行解决问题的方法还很少，老师应进行必要的指导和帮助，培养学生的解题能力。

1.理论、思维上的培养。理论指导实践，早期的探究学习指导，教师可给出明确的指导方向，避免学生的盲目性。比如可参阅哪些资料、哪些网页、哪些前人的实验和理论等。特别是通过一些经典实验、生物科学史的解读，让学生对科学性探究思路进行分析和讨论，领悟科学研究的过程和方法，加强学生对核心概念的形成、发展过程、蕴含的科学方法等方面的深刻认识。比如，通过分析孟德尔豌豆杂交实验，让学生体会假说―演绎法的研究思路和数学方法的应用；通过分析生物膜结构理论的发展，让学生了解一个由浅入深、由现象逐步深入到本质的过程。了解科学探究要有实验和观察的依据，同时需要严谨的推理和大胆的想象。在学生形成一定的理论基础后，则应注意引导学生针对问题先给出自己解决问题的思路与方法，再通过学生之间的探讨分析，最后对比科学家的研究，找出自己设计的优势和差距。通过逐步引导与训练，让学生形成并掌握解决问题的思路与方法。

2.探究性实验教学，让学生独立完成实验过程

生物是一门建立在实验发现基础上的学科，因此让学生自己设计实验、独立操作实验是培养学生科学研究能力和获取知识、解决疑难问题的最好方法。进行探究性实验教学，要指导学生学习掌握实验研究的基本方法：提出问题――作出假设――实验预测――实验设计――实验操作――实验观察――分析总结实验数据。这一环节重在培养学生实验设计的能力。首先让学生明确实验设计必须遵循的原则；其次引导学生自己找出经典实验中遵循的原则具体体现在哪？三是培养学生的实验设计能力。实验设计具有开放性的特点，每个学生的能力、思考方法、解决问题的途径不同，最终的设计方案和水平也各有不同。所以，在进行了一定数量的设计训练后，教师要给学生充足的时间对各自实验设计方案进行讨论，互相取长补短，完善设计方案，丰富设计内容。在学生充分讨论后教师针对学生设计的亮点要及时予以肯定，对于不足要及时点拨和引导，帮助学生总结出生物实验设计方案的基本思路和评价标准，提高学生实验设计的能力。实验实施后，还要注意培养学生对实验现象的分析、实验结果的归纳总结能力，对学生语言表述的准确性、专业性、简练性进行强化训练。通过理论知识的构建、思维方式的形成、实验操作、调查或信息的收集、分析和处理等活动，从探究过程中获得知识和技能，不断提高学生解决问题的能力。

三、探究式学习的目的：拓展学生解决问题的能力

探究式学习不仅局限于某一问题的解决，更在于这种能力的延伸。教学中教师应注意引导学生对所掌握知识方法的拓展与应用。比如，人教版高中生物必修1第4章第一节探究实验《植物细胞的吸水与失水》，在引导学生分析实验现象时，笔者提出一个疑问：如果蔗糖溶液的浓度不是0.3g/ml会如何？如果用KNO3溶液又如何？学生分组做实验后，则有学生指出某些浓度下细胞未发生质壁分离、细胞质壁分离但不明显和细胞质壁分离后不再复原，而某些细胞质壁分离后没有置于清水却慢慢复原了。在引导学生分析以上现象产生的原因后，我再次提出：由此可见，该实验还可以“拓展”于哪些实验？学生经过讨论分析后得出该实验还可用于：①判断细胞的死活；②测定细胞浓度范围；③比较不同植物细胞的细胞液浓度；④鉴定不同种类的溶液；⑤验证原生质层与细胞壁伸缩性大小。通过类似的实验探究，调动了学生的主动性和积极性，使学生对知识技能的理解从认知的层面上升到应用知识的层面，从而让学生考虑问题更加全面、细致，同时，提高了学生分析问题、解决问题的能力。

生物科学研究的基本思路范文第5篇

（商洛学院生物医药与食品工程学院，商洛 726000）

摘要：随着我国教育改革的不断深入，研究性教学成为高校课程改革的新思路。细胞生物学作为生命科学领域的四大基础学科之一，在其教学过程中开展合作研讨式教学新模式是知识经济时代的要求，并符合应用型本科人才培养目标，本文重点探讨了合作研讨式教学方法在地方院校的实施情况，并对实施过程中存在的问题及对策进行了研究和探索，旨在全面提高教学质量，提高学生的综合素质，对于实现高素质应用型人才的培养目标具有较大的现实意义。

关键词 ：细胞生物学；研讨式教学；实践

中图分类号：G642.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）26-0151-03

基金项目：商洛学院教育教学改革项目（14jyjx117）。

作者简介：李小玲（1980-），女，陕西西安人，教师，副教授，从事细胞生物学的教学与改革研究工作。

0 引言

研讨式教学是以教师为“主导”，学生为“主体”的教学新模式，其目的在于为学生提供思考问题和解决问题的平台和氛围，让学生围绕教学中的重点难点内容、有争议的学术问题或学科前沿动态展开科学讨论。这种教学模式不仅能拓展学生的知识面、提高学生的综合能力，通过讨论还能增进师生友谊，使教师有效开展教学活动，提供教学质量。

在实际的教学过程中，合作研讨式教学并非都能达到预期的目标，本人在细胞生物学课程中通过连续四轮的研究性教学改革探讨与实践，虽已取得了一定的效果，但在教学组织形式中及具体实施过程中还存在一些实际问题。为此，本文结合自己的教学实践和体会，分析总结细胞生物学课程在该校开展合作研讨式教学的实践、成效及存在的问题，并针对问题提出了相应的解决对策，希望对细胞生物学教学和今后相关课程教学改革提供借鉴和参考。

1 细胞生物学课程开展合作研讨式教学改革的重要意义

1.1 知识经济时代对创新人才培养的要求

培养创新型人才是高等教育的根本和核心，而商洛学院作为应用型本科院校，主要培养具有创新能力和实践能力的应用型人才，目的是面向地方，服务于地方区域经济社会发展。在教育教学过程中，该校自升本以来不断修订完善人才培养方案，通过教育教学改革，促进学生了解学科前沿和热点问题，培养学生的自主学习能力及团队合作精神，提高学生分析问题解决问题能力等，保障新时期对创新型人才的需求。

1.2 细胞生物学在本科人才培养目标中的地位

细胞生物学是生命科学的基础学科，也是前沿学科，是教育部规定的生命学科各专业学生必修的7门主干课程之一，在生命科学教育中占有核心地位，为生命科学其它课程提供必要的理论和实践基础，是生物科学、生物技术专业的专业基础课。细胞是所有现代生物学分支学科的基础，而细胞的研究既是生命科学的出发点，又是生命科学的汇聚点[1]，从细胞生物学的角度认识生命和生物科学，为后续的课程的学习能打下良好基础。

随着生命科学的发展，细胞生物学的研究内容也发生了转变，即从细胞形态结构与功能的研究转向细胞重大生命活动及其分子机制的研究上来。这种课程研究重点的转移及知识经济时代对创新人才培养的要求使得细胞生物学的教育教学改革成为大势所趋。尤其对新建地方本科院校而言，目前能充分体现应用型人才培养目标和以能力培养为核心的人才培养理念的研究性教学新模式的实施就显得更加迫在眉睫了。

2 商洛学院细胞生物学合作研讨式教学实践

2.1 合作研讨式教学改革指导思想和基本思路

合作研讨式教学即采用“科学讨论”的形式使学生通过课程的前沿动态或热点问题的自学和讨论，帮助学生提高科学研究能力，同时也补充了课堂内容的不足，小组合作研究是研究性学习的主要形式之一[2]。该形式是在教学中创设一种类似于科学研究的情景，通过学生独立自主或相互合作地发现问题，通过查阅文献、讨论及汇报等探索活动解决问题，获得新的知识、技能、情感，该形式更能体现学生的主体地位，能有效培养学生的自主学习能力、团队合作精神和实践能力，促进学生个性发展。

2.2 合作研讨式教学的具体做法

目前该校生物技术专业《细胞生物学》课程教学共设72学时，其中课堂教学54学时，实验教学18学时。因本课程内容多、抽象难懂，又是一个前沿性学科、在教学上既要保证学生对基础性知识的掌握，又要尽可能地介绍新的理论和方法，让学生了解本学科的前沿动态，更好的达到应用型人才培养的目标，同时借鉴其他学校成功的教学经验，在教学过程中，注重以能力培养为核心，改革教学方法与手段，我们尝试了合作研讨式教学形式，强调教学内容的呈现方式要面向过程而不是面向结果[3，4]。

2.2.1 修订教学大纲

为充分调动学生的积极性，对原有教学大纲进行了修订，在教学内容中增加了合作研讨教学环节，从已授理论课的重点内容中提炼一些具有综合性、趣味性、争论性的讨论话题，作为合作讨论式教学的论题。如举例说明线粒体功能障碍会引发哪些人类疾病？哪些人类疾病与细胞信号传递通路异常有关？“端粒酶”与细胞衰老的关系？细胞衰老与人类寿命？通过学生查阅文献及自主学习，使学生能自主参与知识的获得过程，有利学生实践能力和创新能力的培养。

2.2.2 教学过程设计

本次改革分别以该校生物技术专业2009级至2012级学生为对象，进行了四轮合作讨论式教学的尝试。整个教学过程分两部分，即大班上课和小班讨论，在大班上课中，主要由教师讲解本课程的基本理论，而针对一些具有共性意义的重大问题或热点问题所涉及的细胞生物学知识及前沿动态进行自学和小班讨论，加深学生对基本理论的理解，提高学生思考问题和分析问题的能力，激发学生创新性思维及实践应用能力。

2.2.3 合作研讨式教学具体实施方法

研讨性教学实施方法主要包括以下几个步骤:

①讨论题目的确定和选择。教师提前一周给出讨论题目，题目具有一定的前沿性，每组学生在备选题中任选一题进行查阅资料，并写出个人学习报告，要求1000字左右。

②讨论小组的分配和任务分工。根据学生选题情况，分组讨论，每小组 5-6 人，并确定组长，由组长负责指定每次“学习研讨”活动的主持人、汇报人和记录人员等，并将结果上报老师。

③具体计划的制定和实施。各小组组长召集本小组成员就该小组所承担的研讨主题进行资料的收集、整理、汇总，形成自己的观点，准备小组发言材料，并在课前预讨论，并形成汇报课件，由一人代表进行汇报，汇报时间为8-12分钟，汇报统一安排时间随堂进行。

④课堂研讨及点评。各小组汇报人代表本小组进行班级汇报，其他小组的同学以及指导老师就该小组的汇报内容展开提问，汇报人及其小组的其他成员予以作答；指导教师就各小组查阅文献、汇报情况及团队合作等作为评定指标，做适当的点评，使学生对问题的认识更加深入；班级学生对本次研讨活动的点评及感受。

2.2.4 制定合作研讨式教学考核办法

针对上述的合作研讨式教学方法，为了调动学生的积极性，使所有学生参与到讨论环节中，我们制定了本次“小班”讨论考核办法，即每一小组成员在本次学习研讨活动中的最终成绩（百分制）=个人成绩（50%）+分组成绩（50%），其中，个人成绩（50%）=个人文献查阅成绩（20%）+个人自主学习报告成绩（30%），分组成绩（50%）=分组研讨学习记录成绩(10％)+分组研讨学习发言报告（10%）+分组发言的现场评分成绩（25%）+本次研讨活动书面材料汇编成绩（5%）。这种多元化的考核模式既评价了学生的综合能力又促进了合作研讨式学习的有效开展。另外，通过改革考试命题方法，在试题中涉及了合作研讨式学习相关题目和部分前沿热点问题，改变了传统死记硬背的考核方式，通过考试成绩可反映出学生对理论知识的综合运用能力。

3 商洛学院细胞生物学合作研讨式教学取得的主要成效

3.1 教学效果反响良好

通过连续几届的合作研讨式教学实践探索表明，本此教学改革对学生发展产生了积极的影响，同学们普遍比较认可和接受这种新的教学模式，认为使自己得到了全方位的锻炼，综合素质大大提高，并建议在时间能够支配情况下多选取几门课程开展类似的教学活动。

3.2 人才培养质量逐年提高

从连续四年该课程期末考试成绩来看，年终考核结果反馈学生学习效果明显提升，优秀率呈现上升趋势，如生物技术专业该课程考试成绩优秀率从2009级的7.1%上升到2012级的22.7%；近年来，在学生毕业论文选题中与该课程相关的论文题目每年平均占该专业的26.7%；从近三年生物技术专业学生考研情况来看，以该课程作为专业课的学生平均每年占考研上线率的46.7%。

3.3 教学成果推广初显成效

随着近年来本课程教学改革的实践和探索，本课程于2014年在该校生物学院开展了首次教学观摩活动，取得了良好的效果，得到了院领导和在场教师的充分肯定，并申报了商洛学院2014年教育教学改革项目，其教学成效对于其他基础课和专业课任课教师更好地开展研究型课程建设和教学具有一定的参考和借鉴价值。

4 地方高校开展细胞生物学课程合作研讨式教学的体会与思考

4.1 科学组建学习小组，明确任务分工

在合作研讨学习过程中，组建合作小组是一个关键因素，小组成员的合理搭配有利于学习团队出色的完成学习任务。然而，在实践教学中，只考虑到各小组的人数是否均衡，没有考虑到学生的性别、能力、个性特征等因素是否合理，在一定程度上限制了合作学习功效的发挥。

因此，在后续的教学实施中应科学组建学习小组，明确任务分工，才能发挥最佳的合作效果。在合作式讨论中，除了适当考虑学生的自愿组合外，还应按照、学生的性别差异、知识基础、学习能力、性格特征等差异进行分组，要遵循“组间同质，组内异质，优势互补”的原则[5]进行分组，每组设一组长，主要负责组织学生开展课外讨论。

4.2 积极主动开展课外讨论活动，注重学习实效

在合作讨论中因对小组成员的监督力度不大，导致个别成员责任不明确，出现不参与现象，在实践教学中发现，小组研讨学习成为个别学生的研究，而其他同学因基础差、性格内向，自愿放弃发言机会，长期以来，他们就对合作式学习失去了兴趣，达不到合作研讨学习预期的目标。

自主学习是合作式学习的基础，为了取得良好的效果，首先要求小组成员积极主动开展课外讨论活动，完成文献的查阅、资料的整理及多媒体课件的制作，而不是将合作式学习流于形式。为此，在明确小组分工和责任义务的同时，要求每一个人在讨论前提交《个人自主学习报告》及《文献资料清单》，一方面是证实本次活动的具体实施情况，另外，以此为依据，给出该生此次合作式学习的个人成绩，如果该项目不过关，不仅影响到小组成员的个人成绩还会影响到小组的总成绩。这样小组成员基本都会全力以赴，做好自己，为团队争光出力。

4.3 根据课程知识体系和学生认知能力，合理设置论题

合作讨论的题目难易度及趣味性直接影响着学生的学习兴趣，如何从已授理论课的重点内容中提炼一些具有综合性、趣味性、争论性的讨论话题，是讨论成功的关键。主要有题目过大、过难；趣味性不够、实际应用性不强等。题目过难，学生难以理解，无法形成自己的观点，讨论时学生不做声，讨论课效果不理想。

在今后的合作式教学中，应根据课程知识体系和学生认知能力，合理设置论题，问题设置的难易程度应适中，应紧扣教学内容的重点和难点，让学生在讨论中发展各种能力的同时，理解和掌握知识，真正实现传播知识，培养能力和提高思想的协调统一。问题设置还应具有一定的激发性，因为学生已经习惯了传统的被动学习，对讨论积极性不高，因此，问题应考虑能激发学生的讨论热情，要能引人入胜，引起悬念，甚至可适当带些辩论色彩[6]。其次，选题应符合本科人才培养目标的要求，体现一定的应用性，做到理论与实践的有机结合，让学生通过讨论学习后，真正做到学以致用、融会贯通。

4.4 建立多元化、过程性的教学评价体系

传统的评价体系只注重学生的学习结果而忽视了学习过程，严重影响着学生讨论的积极性，在实践教学中常出现学生不配合或不积极等情况。

因此，为了调动学生的积极性，使所有学生都参与到讨论环节中，就必须取消传统的一次性闭卷考试，建立多元化、过程性的教学评价体系，保障研究性学习的顺利进行。如平时考核（15%）+讨论课评价（35%）+期末考试（50%）。只有建立客观、公正的学习考核评价体系，才能积极调动学生学习兴趣，保证学习效果，否则合作研讨式学习模式就会流于形式，影响新模式的推广和执行的持久力。

4.5 转变教师观念，组建教学团队，营造教改氛围

在合作研讨式教学中，虽然学生是主体，但教师的主导作用也是至关重要的，它决定着本次活动能否取得实效。如果教师观念不更新、习惯于传统的灌输式教学模式，不愿意在研讨活动中花费精力，那么就很难推进教学改革工作；或者有些教师对研讨式活动理解有误，认为合作研讨式学习中学生是主体，教师不用花费精力查阅文献，只是组织课堂就行，往往出现教师掌控与引导能力低下等问题，如教师面对学生提出的问题措手不及、教师对最新的前沿动态了解不够，在总结中难以凝练出自己的观点，教师与学生之间存在着角色混乱的现象。另外，由于教师之间团队合作意识淡薄，缺乏有效的交流与合作，因此，教师很难发现自己教学中存在的问题并采取措施改进教学方法，这也限制着研讨式活动的开展。

在合作研讨学习中，学生面临的大部分问题在小组讨论及课堂讨论中已初步解决，但因部分学生基础知识薄弱，认知能力偏低，对于一些个别问题还需要与教师共同探讨，因此，教师应查阅大量的文献，形成自己的见解，有效的引导学生，使学生形成合理的理论。另外，教师的课堂组织策略也很重要，如，建立发言奖励制度，将发言、提问次数与成绩挂钩，要求学生脱稿汇报，防止学生枯燥的念稿，对于念稿的学生，其成绩应适当扣分。

研讨式教学中还应注重教学团队的建设，搭建有效的教学平台，以便教师进行交流，总结教学过程中遇到的问题和需要改进的环节，使教师能够及时发现教学内容、组织管理中存在的问题，调整和改进教学方法，提高教学质量。

4.6 加强政策支持与激励制度保障

对于地方本科院校来说，虽然已经意识到教学改革的迫切性和重要性，但由于受观念、资源、资金的限制，教学改革的步伐较慢。近年来，学校也与国内研究性教学示范改革院校进行了合作，先后派教师及学生进行交流学习，但由于受传统教学观念的影响，至今，在制度保障、工作氛围、评价机制等管理制度上的引导与系统保障不到位，导致开展研究型教学的教师动力不足，难以使合作研讨式教学有效开展及推广。

合作式教学不仅需要氛围、方法策略，还需要学校政策的支持，以激发教师教学的积极性，否则就会限制合作式教学模式的推行。因此，学校应成立教学改革组织机构，制定和完善相关的教学管理和激励制度，鼓励教师积极开展教学改革。对于教师的评价应改变传统的评价方式，不能仅仅以论文和科研来衡量教师工作业绩，对于已经开展研究型教学的教师，应在其原有工作量的基础上计算额外工作量，对于教学改革效果好的教师应给予特别奖励，这样才能激励其他教师投入到教学改革中来，以教学为中心的教学氛围才能真正形成，教学质量的提高及专业内涵建设目标才能逐步实现。

参考文献：

[1]翟中和，王忠喜，丁明孝.细胞生物学[M].四版.北京：高等教育出版社，2011.

[2]李桂萍，杜雪玲.细胞生物学教学模式的优化研究[J].安徽农学通报，2009，15（10）：229-230.

[3]王金发，王国雄，何炎明，等.创建“开放式、研究性”课程教学模式[J].中国远程教育，2004，1：32-33.

[4]王金发.探究研究性教学——用心授课[J].中国高等教育，2004（9）：20-21.