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关键词:高中生;生物科学素养;提高;方法
提高生物科学素养是《普通高中生物课程标准(实验)》提出的四个基本理念之一。作为高中生物学科教师,我们应通过同种渠道,实施多种方法,有效提高学生的生物科学素养
一、积极开展探究性学习
《普通高中生物课程标准(实验)》把“倡导探究性学习”作为基本的课程理念提出。探究性学习的目标是:1.获得科学知识;2.注重探究过程和处理信息的科学方法和能力;3.培养探究、合作的科学精神和一丝不苟的科学态度。从科学的本质出发,倡导探究性学习符合科学本身的特点。倡导探究性学习就是教师在教学过程中培养学生的独立性、自主性,引导学生开展质疑、调查、实验、收集、分析和解读数据、推理、判断、反思等探究活动中,既使学生理解、掌握和应用知识,又发展学生的收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力,特别是培养学生的创新精神和实践能力。生物学科中许多知识非常适合于学生通过自主探究的学习方式来获得,同时探究有利于培养学生科学的思维方法和研究方法,从而提高学生的生物科学素养。尽管探究性学习组织难,不易驾驭,但对提高学生的生物科学素养的效果显著。
二、及时宣传生物科学新成果
教师要注意平时搜集一些生物科学的新成果,适时地与课堂教学知识点有机结合起来,使教材基础知识与生命科学发展的最新成果相衔接,有利于培养学生热爱生命科学、从事生命科学研究的志向。现代中学生思想活跃、思维敏捷,对新事物、新观点特别感兴趣,且易于接受。生物学教学应符合学生的这一心理特点,教师要尽量选用最新的资料,这样才能激发学生的学习兴趣。在教学时,教师可有针对性地补充一些与教学内容有关的最新变化的资料,缩小教学内容与现实生活的“距离感”“时间差”,用新鲜的信息刺激学生,从而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,而且能唤起学生的时代感,使其树立生命科学意识。
三、重视开展生物学实验
生物学是一门以实验为基础的科学,没有观察和实验,生物学就不可能取得举世瞩目的辉煌成就。加强实验教学也是新课程改革的特点之一,如《分子与细胞》就新增了使用高倍显微镜观察几种细胞、观察DNA和RNA在细胞中的分布、体验制备细胞膜的方法、用高倍镜观察线粒体、探究酵母菌细胞呼吸的方式、探索环境因素对光合作用的影响、细胞大小与物质运输的关系等实验。加强学生实验,培养学生观察、体验和探究能力,提高学生的生物科学素养,是生物学教学改革的一个必然趋势。
教师在实验教学过程中一定要注意改进实验教学策略,使其真正发挥应有的作用。对于验证性实验,教师要鼓励学生积极地对其进行假设和猜想,提高学生发现和分析问题的能力,使学生真正透彻地了解每一个实验,并从中学到一些规律性的科学方法。探究性实验能激发学生的好奇心和钻研精神,能让学生在实验过程中体验获得成功的喜悦。因此教师可适当地以现有实验为基础,改进实验方案,并尽可能让学生自己亲自设计与分析实验,在满足学生好奇心的同时,培养了学生科学探究能力。
四、进行生物科学史教育
《普通高中生物课程标准(实验)》强调“要注重生物科学史的学习”。高中生物新课程教材新增了许多科学史上相关研究的事例和方法,这是新教材编写令人瞩目的亮点之一。注重科学史的教育是新课程改革的重要特点之一。生物学史是从辨证唯物主义和历史唯物主义出发,对生物科学的产生与发展做出的科学总结,是生物科学家思维的结晶。科学精神是指人们在工作和学习中表现出来的自觉、顽强、勤奋、实事求是的情感、态度与价值观。生物科学史是十分宝贵的教育资源,其中很多事例是对学生进行科学精神教育的良好素材。生物学史例能够将知识传授、能力培养和情意发展三方面教育融合起来,很好地体现生物学科的特点和素质教育的要求。生物科学史的教学要力求让学生像科学家一样一次次体验科学探索的过程,理解科学的本质和科学研究的方法。
学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路,理解科学的本质和科学研究的方法。在教学中,教师要充分发挥生物学史例的教育作用,除了利用科学史的故事培养学生的学习兴趣,还要利用生物学家的生平和事迹,对学生进行科学精神和价值观的教育,例如“酶的发现”、“光合作用的发现”、“生长素的发现”、“DNA是遗传物质的实验”等史例是介绍有关研究的思维和方法,在这部分生物科学史教学过程中,教师不急于得出结论,要通过对一些经典实验和逻辑分析的再现,使学生从中学习科学家的思维方法和理解生物学概念、原理的来龙去脉。通过让学生体验生物学知识的形成过程,注重对学生科学态度、方法和思维品质的养成。教材这样编写的目的是再现知识的发生过程,使生物传统结论式教学变为过程式教学,达到既传授知识又培养学生的科学思维的目标。
五、多渗透STS教育思想
关键词:生物科学;实践教学;创新平台;校企合作;管理体制
一、引言
随着社会发展和就业市场对人才培养要求的提高,生物科学教学过程中,除了让学生掌握基本理论知识之外,还要加强实践教学活动,促进学生实践技能提升,让他们有效顺应时展需要,努力提高实践技能和人才培养质量。但目前实践教学存在不足,制约生物科学人才培养效果提升,需要采取措施改进和完善。
二、生物科学类专业实践教学改革的意义
根据教学目标和人才培养需要,创新生物科学实践教学活动,不仅顺应时展需要,同时也是提高人才培养质量的要求,其重要意义表现在以下方面。第一,顺应教学工作需要。在整个社会对生物科学专业人才培养质量要求提高的前提下,很多学校注重加强基础设施建设,改善教学条件,完善实训基地建设,创建实践教学示范中心。在这样的背景下,学校应该更新思想观念,创新教学模式和人才培养方式,完善实践教学基地建设,从而顺应教学工作需要。第二,促进学科有效发展。生物科学的有效发展,离不开实践教学活动。为此,学校应该根据实践教学工作需要,注目整个社会对专业人才培养的需要。合理设置实践教学课程,拓展实践教学基地,加强师资队伍建设,完善教学管理工作,为生物科学这门学科的有效发展注入生机和动力。第三,提高学生实践技能。毫无疑问,生物科学实践教学是提高学生实践技能的重要手段。作为任课教师,应该创新教学方式,健全实践教学课程设置,增进校企合作,提高任课教师的综合素质,并完善教学管理和考核评价体系。进而让学生有效融入学习活动,促进学生实践技能提高。
三、生物科学类专业实践教学的模式路径
虽然实践教学活动具有重要作用,但一些学校没有充分认识其重要意义,教学管理不到位,校企合作没有落实,制约实践教学工作的有效进行,有必要从以下方面采取完善措施。第一,搭建教学与科研创新平台。根据生物科学的教学目标和人才培养需要,以教学资源共享和科研活动顺利进行为目标,科学合理构建生物科学实践教学与科研平台。要修订和完善实践教学大纲,考虑专业发展要求和人才培养需要,加大综合性实验、设计性实验所占的比例,最大限度发挥平台的优势,满足学生获取最新研究成果的需要,让学生接触最先进、最前沿的生物科学知识。从而激发学生的创新思维,提高知识应用技能,促进实践技能提高。第二,整合教学资源和仪器设备。优化整合生物科学的教学资源,合理安排仪器设备,强化实验室建设和科研平台建设。这样既能提高教学资源的利用效率,还能推动实践活动顺利进行。要根据生物科学实践教学需要和人才培养目标,搭建实践教学示范中心,既满足学生开展实践学习活动的需要,还能为毕业论文设计,开展科研活动创造便利,推动实践教学效果和人才培养质量提升。第三,创新理念并增进校企合作。充分利用校内资源开展实践活动,增进与校外企业、科研单位的联系,为学生参加实践锻炼提供条件。例如,可以与动植物保护站、动植物研究所、生物制药企业等增进联系,为学生参加实践锻炼提供保障。并且还要加强实践教学的管理考核工作,增强学生实践技能,促进他们的综合素质提升。第四,加强师资队伍的建设工作。学校应该加强师资队伍建设,引进生物科学专业知识扎实,实践技能强,教学水平高的任课教师,为实践教学活动开展准备师资力量。同时还要注重对任课教师的管理培训,构建完善的培训管理体制,采用进修、访问、观摩同事教学等活动形式,不断提高任课教师的综合技能和实践教学水平。可以邀请企业的优秀教师来学校讲学,为任课教师到企业参加训练创造条件,有效培养“双师型”教师队伍,让他们更好适应实践教学需要,促进生物科学实践教学效果提升。第五,健全实践教学的管理体制。针对实践教学工作需要,构建完善的教学管理体制,有效约束和规范实践教学活动。要明确管理目标,规范实践教学活动流程。同时在实验室建立完善的管理制度,明确工作人员职责,保证实践教学活动顺利进行。改进考核评价体系,注重对学生实践活动过程的考核,真实记录学生参与实践活动全过程的基本情况,确保考核评价的科学性与合理性。实践过程中还要加强安全管理,推动实践活动有效开展下去,促进生物科学专业学生实践技能不断提升。
四、结束语
综上所述,实践教学是生物科学专业教学不可忽视的重要环节。作为任课教师,应该充分认识加强实践教学的重要作用,并结合人才培养目标,创新思想观念,整合优化教学资源,完善课程设置,并加强实践教学管理。从而有效规范和引导生物科学的实践教学活动,激发学生兴趣和热情,促进生物科学专业学生的实践技能提升,让他们更好适应将来的工作和学习需要。
参考文献:
[1]王立霞.以培养应用型人才为核心的生物科学本科专业实践教学模式探讨[J].农产品加工,2016(8):80-82,88.
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[3]蔡琳,林丽.生物制药专业实践教学创新模式的探索[J].化工高等教育,2014(4):56-58.
关键词 高中生物学 生物科学史 科学素养
中图分类号:G633.91 文献标识码:A
1 有助于体验科学家认识问题的思维过程和探索精神
生物学科的发展是一个在困难和挫折中曲折发展的过程,一代又一代的科学家百折不挠地追求关于生物学知识的故事可歌可泣令人动容,感受科学家们的艰辛和困苦,有助于学生在感同身受中树立良好的榜样,培养他们为科学献身的崇高精神。例如:高中生物课本中关于光合作用的生化反应方程式看似简单,却是科学家们300多年时间坚忍不拔地探索点结果:1629年比利时科学家范・海尔蒙特做了一个有趣的实验,他把一株小柳树种在装有烘干土壤的大桶里,再用一个穿孔的铁板盖在大桶上,既允许雨水和空气进入,又可避免土壤的流失。最后得出结论:柳树重量的增加主要来自水而非土壤;1772年英国科学家约瑟夫,普里斯特利用小鼠作为实验对象,他把小鼠放入一个缺乏氧气的容器中,不久小鼠死掉;然后他又将绿色植物放入这个缺乏氧气的容器里,重复上述实验,结果小鼠能够生存。普里斯特利的结论是:蜡烛燃烧会污染空气,使小鼠窒息而死;绿色植物则能够净化因蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊的空气;20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组植物提供和,释放的是:第二组提供和,释放的是。实验证明,光合作用释放的氧全部来自来水。这就直接证明了光合作用释放的氧气来自水。
发现光合作用生化反应方程式的这段迂回曲折的历程,有助于学生体会到科学家们严谨的科学态度和巧妙的实验方法。回顾科学家们的成长史、奋斗史,循着科学家足迹,领略他们的精神世界,接受他们的熏陶,从而培养了学生不畏艰辛、不怕失败、探索真理的科学情感。同时也使学生明白科学不是绝对的真理,而是一个不断发展变化的。
2 有利于学生形成敢于怀疑的科学态度,形成正确的的创造思路
正确的思路是人们进行科学研究取得成果的必要条件。如何推陈出新,多角度开发研究思维呢?我们可以从科学家们的工作方法中寻找到一些答案。孟德尔在研究豌豆遗传时独辟暖径来用数学统计方法来设计实验,这个实验里面蕴含着很多工作思路,如发现问题和提出问题、作出假设、逻辑推断、检验假设、演绎推理、分析结论、交流评价等。笔者在上课时引入孟德尔发现遗传规律的史实,既避免了传统说教的弊端,又激发了学生的学习兴趣,让学生明白到:我们只有敢于质疑,跳出前人设置的条条框框,才能开拓思路,实现突破。
事实上,科学并非只是一成不变的事实和理论,而是由新旧事实和理论在一致与矛盾共同推动发展的。学生从前人设计实验的过程中学到科学的研究方法,体会到科学研究的艰辛和科学家追求真理的自强不息的精神而对科学产生兴趣,从而激发学生的创新和创造能力。
3 有助于教师转变教学观念、提高教育教学水平
《标准》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”。可见,《标准》已经向生物学教师提出了必须具备生物科学史方面的素养的要求。生物科学史的发展历程和经典实验中除了涉及生物知识外,还有化学、地理、物理等相关知识。这就需要教师要不断提高自己对相关交叉学科的认识,实现知识结构的多元化。在讲授生物科学史时,要想达到提升学生科学素养等目的,教师首先自己要以科学的方法去融合各学科内部的基本概念、理论和定律,广泛利用网络技术、计算机和社会资源,了解学科的发展动向和最新研究成果,对所教内容不仅要知其然,而且要知其所以然。这样才能全面理解所教内容的价值和意义,也才能帮助学生认识到自然界普遍联系、相互作用的现象与规律,使学生学习的兴致更加高涨,从而收到良好的教学效果。
4 有助千提高学生的实验能力
陶行知先生曾指出,真正的教育必须培养出能思考会创造的人,教学实验是激发学生探索兴趣,培养学生创新意识、创新精神的切入点,是科学研究启蒙教育的重要途径。在高中生物教学过程中渗透生物史的教育,还有很多教育功能,例如可以有效提高学生的实验能力和动手能力,生物学是一门以观察和实验为基本研究方法的学科,生物学实验是生物学发现和创造的源泉,是检验生物学理论的唯一标准。科学家们执着不舍的精神、操作实验的正确方法以及发现问题、提出问题和解决问题的创新思路,可以对学生的实验能力产生潜移默化、润物无声的效果,让学生在不知不觉中提高自身的实验水平,从而间接地达到显著提高学业成绩和学习兴趣的目的。在生物教学中渗透生物史教育,将生物学史教育与中学生物教育有机地结合起来,是培养学生科学素养的一条捷径,有利于教师转变教育观念,有利于教师对学生的学法进行指导,有利于学校教育改革的实践。
5 小结
可见,生物科学史的合理运用和渗透,对学生的科学素养的提升、人文精神的熏陶以及教师的教学水平的提高都有着不可替代的作用,但从总体上看,在理论层面上,人们对生物史教育的价值及其作用仍然一知半解;在实践层面上更没有找到将生物史融入科学教学的行之有效的教学方法。经验和现实告诉我们,重新认识和挖掘科学史的教育价值,探索生物科学史教育行之有效的模式,是当前我国科学教育改革急待解决的重大课题。作为生物教学教育者,我们仍然任重而道远!
参考文献
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[5]中华人民共和国教育部制订,普通高中生物课程标准,北京:人民教育出版社,2003,4.
【关键词】高中生物;问题探讨;新课改;应用
生物科学是研究自然界的生命以及它的变化规律的一门学科。和其他学科比较而言,生物科学的实践性、实用性更加突出。新课程改革要求高中生物教学必须从学生的实际情况出发,让学生养成自主学习的习惯和观念,鼓励学生在学习生活中多实践,多探究。学生学习的主要逢径也将是通过探究来把握学习的方向、方式和获取所学知识。生物科学中,新课程要求学生能够从生命现象中自主自觉的发现生物界存在的问题,并且能够提出问题,合理的分析问题,最终通过对知识的理解或解决问题。
“问题探讨式学习”基于问题学习(Problem-Based Learning、简称PBL、也译为问题式学习)是1969年由美国的神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学首创,后来在美国医学教育中得到精炼和发展,并得到广泛应用。基于问题学习(PBL)是基于现实世界的问题、以学生为中心的教育方式,它强调把学习设置到复杂的、有意义的问题情景中,通过学习者的合作来解决真正的问题,从而学习隐含在问题背后的科学知识,形成解决问题的技能和自主学习的能力,以及培养科学研究的素养。学习过程则是对生活、职业中遭遇的问题和挑战的解决方法的复制。这种学习方式充分体现了学生探究、自主、合作学习的思想。在国外当前建构主义教育浪潮中,它已经成为学习及教学过程的一条基本的改革思路。
现行高中生物课本的每一节都为我们设置了“问题探讨”,而且教材中的的素材都编得非常好。但由于地域的差异,学生所熟识的实例不同,因而在具体实施的过程中,若全部照搬教材中的“问题探讨”,应用起来效果不尽人意。因此,为了提高课堂教学效率,以及引导和培养学生发现问题、提出问题、探究问题的能力,我们试图从以下几个方面加以着手改进:
关键词 《基因Ⅷ》 分子生物学 教学方法
中图分类号:G642 文献标识码:A
Experience in Use of "Gene Ⅷ" Teaching Materials
ZHANG Jufeng
(College of Life Science and Bio-pharmaceutical, Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou, Guangdong 510006)
Abstract Molecular biology is an important biological sciences compulsory courses, just contact this course for undergraduates, especially using the "gene Ⅷ" This content more difficult materials, the general feeling is difficult to grasp and understand. In order to stimulate interest in learning this course undergraduates, teaching us to "gene Ⅷ" This textbook content rearrangement and trade-offs, increased experimental teaching content, and using a variety of teaching methods and approaches, so as to effectively improve teaching quality.
Key words "gene Ⅷ"; Molecular Biology; teaching methods
分子生物学是研究核酸和蛋白质等生物大分子的结构特征、相互关系和作用的科学,是当前生命科学中发展最快的一门学科。1953年 Crick和 Waston对DNA双螺旋结构模型解析是现代分子生物学诞生的里程碑,此后分子生物学进入快速发展阶段,新理论和新技术不断出现,主要体现在:重组DNA技术的建立和发展;基因组的研究;单克隆抗体及基因工程抗体技术;基因表达调控机理;细胞信号转导机理研究等几个方面。①②现代分子生物学也与生命科学其它学科如细胞生物、遗传学等广泛交叉和渗透。开展分子生物学教学,让本科生既要掌握分子生物学基本理论知识、基本实验原理和相关实验技能,也要了解分子生物学最新发展和成果,促进学生对分子生物学知识的融会贯通,这些是分子生物学教学实践过程中的主要任务和所遇到的主要问题。由于广东药学院生命科学与生物制药学院生物科学系所承担的分子生物学这门课程入选广东省精品课程,对该课程进行了大力加强建设,从教材和内容的选择、教学方法的多样化、考核形式的灵活性和加强实验教学等方面进行了深入的改革和探索,以期达到我校人才培养目标的要求,下面是我们在教学过程中的一点心得体会:
1 教材的选择和教学内容的重排、优化
分子生物学涉及内容众多,近年来相关教材也不断出现,主要有朱玉贤的《现代分子生物学》、孙乃恩的 《分子遗传学》、张玉静 的《分子遗传学》和Benjamin Lewin的《基因Ⅷ》中文版。这些教材知识体系、内容编排都比较科学合理,但所涉及的内容侧重点不尽相同。在以往的分子生物学教学中生物技术专业、生物制药专业和生物科学专业都以朱玉贤的《现代分子生物学》为主要教材,授课课件也依据此教材来制作,这个教材的内容经典实用,重视对分子生物学的实验技术以及工程技术方面介绍,实践方面联系得很广,有些前沿的东西,但不是很全,教材涉及内容也不是很深。由于分子生物学这门课程成为广东省精品课程后,对该课程的教学要求有了明显提高。
经过校内外专家的论证和授课老师对国内著名高校生物科学专业所用教材的反复对比讨论,选择《基因Ⅷ》中文版作为生物科学专业的主要教材,是基于以下几点考虑:《基因Ⅷ》是世界级经典教材,堪称分子生物学的“圣经”,内容非常丰富,紧跟分子生物学发展最前沿,使得学生既学习本领域的经典基础知识,又了解当代最新进展。国内兄弟高校有将此教材用于生物科学专业本科生授课。由于我学院较早实施本科生导师制、本科生较早地参与了老师的科研实践中,另外学院实验课程开设较多、对学生实验技能的重视,近些年来广东药学院生物科学专业学生实验技能相对较好,需要有更加深入的理论知识来进行指导和提高。
但选用《基因Ⅷ》作为普通高校本科生的教材对授课老师来说,要有以下几点考虑:这本书对于刚接触的学生来说,有些内容偏难,另外在有限的课时里,也不能面面俱到,要有所取舍;与传统教材相比,这本书每章内容连贯性不是很好,需要教学中重新安排章节。根据生物科学专业学生的培养目标,结合未来就业的实际,反复斟酌讨论后,分子生物学教研组重新制定了《基因Ⅷ》教学大纲,然后以大纲为指导,对书中需要讲授的内容进行了选择;另外,制定一条授课主线,把该书中的章节进行了调整:DNA―基因―基因表达―蛋白质―细胞核―细胞,以此为主线作为授课顺序,便于学生的理解和掌握。另外,该书在细胞这章中,有许多内容与细胞生物学相同,和细胞生物学授课老师一起进行集体备课,协调两门课程的授课内容,划分侧重点;增加实验原理和方法介绍的内容,在《基因Ⅷ》这门教材中,相关实验内容突出不明显,往往作为例子来引出,其基本实验原理并未介绍,这样容易造成学生的不解和疑惑,所以增加了相关实验原理和方法的介绍,使学生知其然和知其所以然;增加实验课内容比重:增加细胞培养、总蛋白提取、蛋白定量和Western blot技术以及细胞基因组提取、SNP检测等原理和实验内容,使实验课课时达到72个课时,通过实验来促进学生对理论内容的理解和掌握。
2 多种教学手段和考核方式的改革,提高学生的学习兴趣和学习效率
多媒体教学已经成为我校授课的常规手段,为了提高学生的学习效率,教学课件的制作质量尤为重要。③采取分子生物学教研组集体备课的方式,充分讨论,集思广益,然后在学院试讲,请有丰富教学经验的老师提出建议和意见,对课件内容、讲授方式全方面进行把关。为了避免填鸭式的教学方式,营造好的教学气氛,我们采用多种灵活的教学手段:开展分子生物学知识竞赛,让学生参与其中,竞赛内容涉及课堂内容、实验原理和方法、分子生物学最新热点、分子生物学发展过程中著名事件等等诸多方面,评委老师对学生答题进行细致点评,激发学生学习热情和对本学科的了解,收到了很好的效果;让学生参与授课,在上课过程中,为了增加学生的参与感,让学生把本次课内容准备一个课件,下节课随机抽选几名学生讲授5分钟的课程,然后老师和学生进行点评并进行回顾复习,通过这种方式,让学生能主动地进行复习,加深对课堂知识的理解;改革考试方式,降低期末考试成绩比重,提高平时成绩比重。平时成绩包括课堂提问、知识竞赛成绩、书面作业、实验课操作考核、实验报告成绩等几方面内容,目的让学生更加积极参与到平时的教学活动中,提高理论认识和实验技能。
虽然分子生物学是一门抽象、逻辑性强的学科,《基因Ⅷ》又是一本难度较大的教材,但我们相信只要在教学中根据学生实际,制定好教学大纲,以此指导对教学内容的取舍和侧重,并综合运用多种教学方法和手段,注重培养和激发学生的学习兴趣,使学生不再觉得分子生物学像“天书”一样枯燥乏味。好的教学模式不仅可以提高分子生物学的教学效果,还可以进一步融会贯通以利于其他相关生命科学课程的学习。
注释
① 武晓英.分子生物学课堂教学体会[J].现代农业科学,2009.16(7):12-15.