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关键词:新课改;生物课堂;生活化
中图分类号:G632 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2012)14-143-01
在传统的教学过程中我们往往比较重视学生解题技巧的训练,而忽视了学生实际情况,远离了学生的生活,远离了学生的实践,当学生面对联系生活的题目或生活中的实际问题时,显得束手无策。我国教育家陶行知先生在他的“生活教育”中提出:“生活即教育,用生活来教育,为生活而教育”。目前,新的《普通高中生物课程标准》中把“注重与现实生活的联系?” 、“注重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”。作为新课程的基本理念之一。在课堂教学中融生活现象、生活知识于课堂教学中,开展生活化的课堂教学,不失为落实这一新理念的一个有效途径。
一、借用生活现象调动学生的兴趣,激发学生学习的积极性
知识建构理论认为,学生是在自己的生活经验基础上,在主动的活动中建构自己的知识。也就是说,学习者走进教室并不是一无所知的白纸,而是在日常的活动中,已经形成了对一些生活现象的理解和看法。但是,由于学科知识的缺乏,学生对某些生活现象或生活知识往往不能科学地解释或存在疑问,因此,从一些常见的生活知识或现象进入新课的学习,不仅可以使学生对生物学产生亲切感,而且可以满足学生的好奇心理,激发他们的学习兴趣。
例如:在学习“细胞中的无机物”一节内容时,学生已有了这样的生活常识:西瓜中的西瓜汁很容易流出来,而鸡蛋中的蛋清却不容易流动。我借此创设导入情境:“蛋清中有水,西瓜汁中也有水,为什么西瓜汁很容易流,而蛋清却不容易流动呢?”这时有的学生回答“因为西瓜中的水多,蛋清中的水少”;有的回答“因为西瓜汁中的水是可以自由流动的,而蛋清中的水是不能自由流动的”等,待学生发表自己见解后,老师总结:“同学们的回答概括起来有两方面:水的含量和水的存在状态,那么,究竟是水的含量还是水的存在状态影响西瓜汁和蛋清的流动不同呢?就让我们一起来学习本节内容寻找原因。”这样就引出了对细胞中的水的学习,同时学生学习兴趣也立刻调动起来了。
二、利用生活现象开展探究式教学,引导学生主动参与探究过程
新的《普通高中生物课程标准(实验)》把倡导探究性作为其课程标准的基本理念之一,其目的是倡导探究性学习,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、分析和解决问题的能力等,重在培养创新精神和实践能力。因此,在课堂教学中通过引导学生在原有生活经验上展开思维,驱动他们学习新知识的内在动力,产生学习的浓厚兴趣,主动参与探究知识,从而实现对知识的构建。例如,在植物光合作用一节关于光合色素的教学中,学生对植物入秋过程中叶片颜色由绿转黄现象比较熟悉。因此可以学生已掌握知识:“绿色叶绿素的颜色;黄色类胡萝卜素的颜色;由秋入冬温度降低”为基础,引导学生探究温度与绿色植物叶片颜色变化的关系,并指导学生得出结论:①低温导致叶绿素遭到破坏;②类胡萝卜素对低温的敏感性较叶绿素对低温的敏感性低。通过结合学生的生活设置探究式教学,就能够很好地激发学生的探究热情。在探究过程中得到的知识结果所形成的心理震撼力也是特别巨大的,也能够为后面的学习提供良好的心理基础。
三、利用生活经验解释生物理论,突破教学重难点
在生物学教学内容中,有些生物学理论比较抽象,用教师单纯的说教很难让学生理解,但是我们如果转化思维方式,巧用学生熟悉的生活经验作为实例来分析说明,往往可收到事半功倍的效果。例如,在学习“人的体温及其调节”一节时,由于受日常用语“某某物体很冷或很热”的影响,学生将皮肤温度感受器的适宜刺激也理解为“冷”或“热”自身,而很难理解为温度“变化速率”。为帮助学生理解这一内容,可联系下面的生活经验。同学们都有这样的体验:冬天在室外的钢管和棉花有同等的温度,但当我们手握上去时感觉前者较凉,而后者较温暖,为什么呢?就是因为钢管传热快,温度变化速率更明显的原故。这样,通过这一很平常的生活经验可以较轻松地帮助学生理解这一知识难点。总之,用生活常识说明理论,有两大优点。其一,可使抽象的理论具体化、通俗化,有利于学生理解和记忆;其二,能使学生感觉到所学知识有用,因而能更进一步强化学习动机。
四、利用生活实践设置课后作业,促使学生体验到学习的乐趣与价值
课堂教学是学生获取知识的主阵地,课后作业是学生学习的“助推器”,能力增长的“生长点”。随着新课程理念的推进,学生的作业也应该由传统教学中的“统一”、“专制”走向“自主”,应该具有个性化、活动化、生活化。因此,利用学生的生活实践设置作业,让学生在生活实践或亲身体验中巩固所学知识,对培养学生学习兴趣、提高学生科学素养有很重要作用。
总之,学生的生活经验中常寓含着丰富的生物学知识,而且有些看似相似的生活经验,但其中蕴含的知识不同,或是同一知识点在不同方面的应用。因此,在教学中引导学生对生活经验中的知识进行对比分析,可逐步培养学生的学科内知识综合能力及知识的应用能力。
建构主义学生错误概念成因转化策略建构主义者提出,学习是学生通过原有认知结构与环境中的新信息相互作用主动建构信息意义的能动过程[1]。源于日常生活经验或父母的早期教育,儿童在接受正式的教育前,已经获得对外界环境和事物的初步理解,其中有些与科学概念相冲突,影响儿童对科学概念的学习,即“错误概念”(misconception)。
一、错误概念的形成原因及特点
错误概念的形成受学生、教师、学习内容等多种因素的影响。学习的实质是学习者在已有认知的基础上对新刺激、新内容进行新的意义建构,这是建构主义关于学习的最重要观点。在这个过程中,日常概念的干扰、知识的负迁移、心像系统的替代、学生的心理发展水平等,对学生错误概念的形成具有重要影响。
1.日常概念的干扰
日常概念(daily conception)是学生在日常生活中直接观察事物的外部特征而形成的概念。它一般在专门的教学之前获得。随着儿童交往、提问的逐渐扩大,日常概念形成了儿童对于世界的观念建构和再建构。如,刚出生的儿童会认为所有事物都有生命。随着经验的积累,这一观念再次建构为:只有移动的物体才有生命。因为汽车是移动的,所以有生命,而小草是不动的,所以没有生命。由于日常概念往往没有触及对事物的本质理解,因而具有宽泛性、多义性和模糊性等特点,对学生学习科学概念往往造成干扰。例如,学生在学习几何中的“垂直”概念时,根据日常观察和狭义的理解,总是认为,一条直线水平、另一条直线与之相交成90°所形成的图形才叫垂直。又如,生物课上,学生往往认为果实都是可以吃的,鸟类就是会飞的动物等等,不一而足,从而导致错误概念的产生。
2.知识的负迁移
迁移是指一种学习情境对另一种学习情境的影响。知识的学习离不开迁移。从两种学习情境相互影响的效果方面看,迁移分为两种:正迁移和负迁移。两种学习互相促进,形成正迁移;两种学习互相干扰或冲突,则形成负迁移。知识的正迁移和负迁移取决于两种学习在内容、过程、环境、条件等方面的相似性。当学生用先前经验和心向去建构内容、环境、条件等已发生变化的新任务时,就会造成对新任务的干扰,影响当前任务的学习。如,两种不同的语言,在语法规则上有很大的差异。学生如果根据先前的语法学习经验来建构另一种语言情境中的语法知识,往往会造成对概念的错误理解。又如,同一种化学物质在不同的条件下会产生不同的化学反应。当条件发生变化后,先前化学反应过程和结果的习得性知识极易形成学生的某种心理定势,对当前的认知产生不利影响,从而导致错误概念的发生。
3.心像系统的替代
1986年,加拿大心理学家Paivio及其团队提出了人脑认知系统的“双重编码”理论[2]。该理论认为,言语系统和心像系统,作为人的大脑认知系统中的两个子系统,分别对不同信息进行编码、存储等处理。前者主要处理言语类信息,后者主要处理声音、图像等非言语类信息。两个系统既独立又联系,既分工又合作。同时运作,可以降低学习负荷,增强理解、记忆能力,大大提高学习效果。这就是人们常说的“左右脑”全脑学习。但是,这两个系统在执行任务时并不是平均运作。多数情况下,某个系统比较强大时,另一个系统就会变得弱小。在早期概念教学中,这种不均衡被教师放大了。幼儿和小学教师在教授具体事物的概念时,一般直接用概念例子进行实物直观或模型直观,启动了儿童的心像系统,却疏忽了对儿童关于概念本质特征的言语信息输入。比如,花朵、交通工具,昆虫等概念。图像等非言语类信息的过多输入使得儿童的心像系统替代了言语系统本应发挥的作用。虽然,心像系统在理解和记忆概念时,有其自身的优点,如丰富性、深刻性、形象性、整体性等,但是它并不能取代概念定义的明确性、不变性和抽象性。最主要的是,它缺少概念定义的排他性。当然,把抽象的定义硬塞给低龄儿童确实不妥,但教师不可不作为,可将反映概念本质特征的抽象语言(即概念定义)进行具体、形象地言语转化后,配合直观教学,以灵活方式呈现出来。教师对概念定义的不作为,导致学生仅仅建立了概念的整体心理映像,对概念本质特征的理解模糊、易变,知其然而不知其所以然,为错误概念的产生提供了土壤。
4.学生心理发展水平的制约
20世纪最著名的发展心理学家Jean Piaget将学生从出生到成人的认知发展分为感知运动、前运算、具体运算和形式运算四个阶段[3]。这就是著名的Piaget认知发展阶段理论。它充分反映了学生心理和认知发展的阶段性差异以及在同一阶段内发展所具有的共性。知识的教学受到学生心理发展水平的制约。因此,教师在教学时,不能无视学生的心理发展水平(即学生的知识背景和认知水平)随意选择教学内容与方法,而应与之保持同步。如果教学内容与方法低于学生的心理发展水平,就会形成无效的教学,学生将得不到发展;超出了学生的心理发展水平,就会造成学生对概念的错误理解,甚至无法理解。例如,小学生的认知发展正处于具体运算阶段,如果数学教师忽略了这一点,对学生传授方程、函数等形式运算的内容,将会导致学生对这些概念的误解甚至不解。
错误概念具有广泛性和隐蔽性。不仅是儿童,即使是在大学生和成人中也屡见不鲜,并深藏于人的观念之中。由于错误概念通常能“解释”一些客观事物的表面现象,符合直观观察,表现出“合理的”一面,因此还具有顽固性。原有的错误概念可以引发新的错误概念,形成知识学习的恶性循环,具有很大的破坏力。
二、概念转化的条件
Posner等人在认知建构理论的基础上,提出概念转化(conceptual change)的条件理论[4]。他们认为,一个人的原有观念要发生转化,应具备四个条件:
一是对原有概念的不满,即它已经无法解释当前发生的学习情境,因而使学习者感到失望。二是新概念的可理解性。学习者能够理解新概念及其组织方式,这是学习者建立新的科学概念的前提条件。三是新概念的合理性。新概念与个体的其他知识经验、信念等保持一致,能够实现有效整合,而不是相互发生冲突。四是新概念的有效性。新概念能够提供对当前学习情境更好的解决方案,体现出巨大的价值和潜力。学生认识到新概念优于原有概念,是实现概念转变的现实动力。
个体的经验背景也是影响概念转化的重要因素。Posner等人称之为“概念生态”(conceptual ecology)[4]。它包含以下几个组成因子:一是认识信念;二是原有概念;三是获取知识的方式;四是解释知识的方式;五是问题解决策略;六是情绪情感;七是对科学本质的看法。概念生态构成的要素,例如问题解决的策略、情绪情感等,对学生学习的过程产生非常重要的影响,也都可能对不同的学习者的概念转化产生影响。1992年,针对该理论由于未重视学生的学习态度和动机所引起的质疑,Posner对此理论作了一些修改,把学习的动机因素也纳入概念生态中,进一步完善了概念转化的条件理论[5]。
三、促进错误概念转化的教学策略
有效的教学策略是实现学生错误概念转化的根本途径。在研究学生的心理发展水平的基础上,根据知识建构的过程和规律,尝试“探测错误概念引发认知冲突建构科学概念运用科学概念元认知监控(反思)”的五步转化法,是促使错误概念向科学概念最终转化的完整的、行之有效的教学策略与方法。
研究学生的心理发展水平,是教育适应学生身心发展规律的必然反映,是教学促进学生发展的客观要求,也是有效教学的基本条件。一切优化的教学都必须适应学生的心理发展水平和阶段特征。中小学生的心理发展多数处于具体运算阶段,在理解和运用概念时,需要具体经验的支持。针对这一心理特点,教师在教学中应综合使用实物直观、模型直观和言语直观,引导学生动手动脑,深入观察和实验,在此基础上进行感性概括,形成感性认识,并在教师的指导下进行理性概括,从而获得正确的概念。
1.探测学生的错误概念
在教学过程中,教师需要探测学生的错误概念。这是实现错误概念转化的前提。在揭示新概念之前,教师应首先尽力去了解学生对当前情境或任务的想法,采用具有揭示力的探测性问题,让学生积极参与,根据自己的理解,大胆推测可能的结果。教师先提供一种开放的问题情境,采用“如果……将会如何”的形式,鼓励学生说出自己的观点。可以先将学生进行分组,学生通过组内讨论充分发表意见,由自选代表进行综合后发言,更有利于激发学生的积极性。
2.引发学生的认知冲突
这是实现错误概念转化的重要环节。怎样制造认知冲突呢?较可行的思路是:诱导学生暴露其原有的概念或想法,创设情境使其与科学概念发生强烈冲突,使学生认识到自己的原有概念与科学概念产生了无法调和的矛盾,让学生产生“震撼”,以动摇其顽固信念的基础,而不得不以批判的眼光审视他曾深信不疑的东西,才有可能发现其原有概念的局限性和错误之处,才能彻底地抛弃它们。
3.建构科学概念
引发学生的认知冲突不是最终目的。当认知冲突的情境发生后,教师应进一步组织学生进行讨论,引导学生去思考现象背后说明的问题,促使学生主动思考造成冲突和差异的深层次原因。在讨论中,教师不要过多地干涉,应该让学生根据自己的理解充分发表意见,自然地进行感性概括。学生通过交流一一呈现对冲突情境的理解,并去粗取精,基本达成一致意见时,科学概念的重建就开始了。教师的任务是:其一,呈现科学概念的定义,深刻揭示概念的内涵与外延。概念的内涵是对概念本质属性的界定,是此概念区别于彼概念的标志,也是解答认知冲突情境的钥匙。概念的外延是概念所反映的对象的具体范围。定义的教学是学习科学概念的关键环节;其二,综合呈现与概念本质特征相关的言语信息和图形图像信息,同时启动学生的“双重编码”系统,培养学生的全脑思维能力,提高学习和记忆效果;其三,呈现足够的概念正例和适当的反例,促使学生对概念理解的精确化。呈现正例,把符合概念本质特征的对象变化范围尽可能包括进来,可以防止“概括不足”;然后呈现适当表面相似的概念反例,可以防止“过度概括”,把不符合概念本质特征的成员排除出去。前者提供对概念的证明,后者提供对概念的辨别。二者的综合使用,则会迅速促使学生对概念定义的精确理解;其四,解释科学概念的可理解性、合理性和有效性。如上所述,新概念要被学生接受是有条件的。教师应该通过科学概念的内涵与外延、科学概念与其他相关概念之间的联系、科学概念的运用等方面的具体解释和直观呈现,使学生在主观上认识到它的种种“优点”,从而在心理上真正接纳它,实现科学概念的重建。
4.运用科学概念
熟练地运用科学概念是检验概念掌握程度的标准,也是概念学习的最终目的。但是,错误概念的彻底转化和科学概念的真正建构不是一朝一夕就能达到的,必须经过反复地运用和练习才可以实现。在概念的运用阶段,教师应考虑到概念对象各种可能的变化类型(变式),通过训练学生对概念对象各种变式的理解与运用,触类旁通,才能促使学生错误概念的最终转化和科学概念的真正建构。
5.元认知监控(反思)
元认知,就是对认知的认知。具体地说,是指认知主体对自身思维和学习活动的自我认识、自我评价、自我监督和自我调控等。元认知对学习状态的改变具有监控、评价、管理等重要功能。在错误概念转化的学习过程中,元认知的参与可以使学生激发学习动机、端正学习态度、提高注意力、选择有效的学习策略等,使学习过程从死板低效变为富有生机和高效。在学习之后,通过反思概念转化的过程及评价学习过程的得失,使概念学习得到升华,学习兴趣得到培养,学习策略得到提高。
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参考文献
[1] 陈琦,刘儒德.教育心理学.北京:高等教育出版社,2005.
[2] Clark,J.M.,Paivio,A.Dual coding theory and education.Educational Psychology Review,1991(Vol 3).
[3] 皮亚杰,英海尔德.儿童心理学.吴福元译.北京:商务印书馆,1980.
关键词:生物化学 教学改革 实验优化 教学方法 创新
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007—3973(2012)009—171—02
生物化学是一门研究生物体内化学分子及化学反应的基础生命科学,它是从分子水平和化学变化的本质上阐明各种生命现象。生物化学作为高职高专院校中农学类、园林类、动科类、食品生物类等各专业的最基础的学科在大学教育中备受重视。然而由于生物化学发展迅速,科技成果更新快,仅仅局限在原有的教学课本知识层面就显得捉襟见肘了,如何与时代同步,而又能提高高校生物化学教学的有效性,进而与世界教育水平接轨成为很多学者关心地问题。本文就高职生物化学教学改革入手,从教学课程内容、教学方法以及实验优化和创新等方面进行探索研究,旨在为高职高专生物化学教学改革提供一点理论依据。
1 生物化学教学目前存在的问题
(1)以课本知识的理解和重复记忆为基本目标的传统教学模式已经早已不在适应新课改的基本要求,特别是高职高专的生物化学教学。由于生物化学内容涉及面广、知识要点及定义繁杂、知识体系庞大等特点使得学生学习生物化学时常感到枯燥乏味、难以理解;(2)大学基础教学课时越变越少,使得原本繁多难学的生物化学教学更加难以保证质量;再次学生和老师的这对主体矛盾一直是教学改革的一大制约因素;(3)姜萍,杨振宁等人在研究和分析了PBL教学模式在教学中的应用后提出:目前我国生物化学教学存在的问题是教师讲解部分比重过大,而且其教学内容及思维方式局限于一板一眼的传统的教学模式,使得大学的生物化学课程教学出现知识断层,无法和飞速发展的生物科技相结合。
2 教学内容整合改革
2.1 整合、优化课程内容及结构,及时更新和补充教学内容
近年来,随着高职教学计划的调整,生物化学专业基础课程的课时逐年减少。如何能够合理的调整教学课程内容和课时之间的矛盾就成为老师普遍关注的话题,教学内容整合改革刻不容缓。如课堂内的教学,可以研究把糖酵解章节与三大营养物质结合起来,联系到蛋白质、脂类、糖类在糖酵解过程中的相关联系和互相之间的相互转化,由此延伸出糖酵解与三大代谢间的相互联系。由于教学大纲中安排的教学内容宽泛且具有普遍性,不能具体的深入的体现出学习的内容,所以在课堂教学中,要发挥老师的积极能动性,在原有大纲指导的基础上结合学生的实际情况,突破原有的知识框架体系,适当调整课程内容的先后和内容重组,进而达到寓教于乐的效果。如调整三羧酸循环与磷酸化的课堂内容前于糖酵解的课堂内容,可以更好的对学习和理解糖酵解体系有更多的帮助,更加促进和加深学生对其的理解。随着知识和科技的迅速发展和更替,有关生物化学方面的新内容和新发现都层出不穷,因此对生物化学教学课堂的教学内容要时时进行更新和补充就显得尤为重要。如以前的课本中在DNA修复章节中并没有提到基因沉默等内容,而目前研究比较热的反义核酸技术、基因芯片技术、miRNA等内容也在基础的生物化学课本中涉及的较少。
2.2 设立章节知识框架体系,使课堂教学更加突出重点,进而突破难点
在每一章节讲授前,言简意赅的提出本节课要讲授的知识架构并指出学习中应注意的重点和难点从而引发学生的有效思维和兴趣,进而使课堂教学达到事半功倍的效果。老师也可以在布置课前预习课本内容时,给学生列出下一节要学习的内容,积极引导学生做好课前预习这一环节。如通过提出发酵作用的定义和实例引出糖酵解途径,之后再由此提出磷酸戊糖途径和电子传递链,最后再联系到糖代谢。课堂内容由浅入深再到浅出,调动学生的积极性。
3 教学方法的改革
3.1 多媒体辅助参与教学
(1)由于生物化学的内容相对较深,且内容涉及的学科较广,因此运用图文并茂的多媒体辅助教学等硬件设施来提高生物化学教学质量和课堂的感染力就受到好多老师的推崇。生物化学是从分子即微观水平来阐述生命现象,因此很难讲授和认知。正因为如此,生物化学存在的一大缺陷是教学内容抽象性强而直观性差,学生难以理解;(2)教学内容的连贯性及逻辑性强,很难使学生理清思维路线。运用多媒体辅助参与教学,不仅使抽象、枯燥的学习内容变得生动形象,而且还使得教学场景更加直观,有利于学生对知识的理解和记忆,进而抓住学习的重点和难点,提高学生的学习效率;(3)多媒体课堂教学还可以提高学生学习的兴趣,使学习从枯燥变得有声有色。不仅如此,多媒体运用提高了课堂教学的有效性,使课堂学习时间得以充分利用。
3.2 多种教学方式的大胆尝试
多种教学方法的大胆应用,其目的还是在于转变教学主体,平衡教师和学生的教与学的辩证关系。教学方法的改革提倡以教师为主导,以学生为主体的教学模式。老师通过使用多种教学方法可以最大程度的保持和集中学生的注意力,才能充分的调动和开发学生的学习积极性,教学和学习才能更加有效率。如罗永富在生物化学教学中提出了问题式教学法,从问题的精心设计到更加联系实际生活,从问题的生动形象化到实验中探究,强调提问在生物化学教学中的重要性。如夏新奎等人在高职高专生物化学教学中提出了任务驱动法,他以设置具体的任务为核心,主张学生的自主学习。这种教学模式倡导更为开放的课堂环境,更加强调“在做中学”的理念。根据生物化学如概念较多、理论知识抽象、内容枯燥、代谢途径繁杂等的基本特点,何文胜在《在高职生物化学课程教学中有效运用概念图的尝试》中提到,新课改教学中利用构建概念图可以有效的组织教学,还提出概念图的三要素:概念、连线、关联词。概念图教学法可以创建一种学习氛围,培养学生的自学能力,不仅如此还可以培养学生的逻辑思维能力,以及学生搜集和处理科学信息的能力。因此,该教学法在生物化学教学中应该受到重视和关注。
4 优化实验教学改革
4.1 实验课内容和结构的调整优化
生物化学教学中最重要的一个学习环节是生物化学实验内容。高职高专的大学教育更加注重培养学生的认识能力、观察能力以及实际操作动手能力,更加注重科学态度、科学思维方式等多能力的培养。实验教学无疑是最佳的教育方法。在新课改下,优化实验内容及结构对于生物化学的教学意义重大,特别是在逐渐减少大学基础课时的情况下,实验课就成了学习基础知识最直接的方式。如有关“蛋白质的电泳”实验,由于耗时较长且影响因素较多的原因,有必要对教材中实验安排进行优化设计。可以拿琼脂糖凝胶电泳、聚苯烯酰胺凝胶电泳、毛细血管电泳等进行课堂演示及分析,和学生共同探讨可能出现的问题,之后让学生自行分组选择自己喜欢的电泳方法进行试验,在试验中引导学生相互协作的能力,调动学生积极思维。引导学生在试验中提出问题,如温度对电泳的影响,电压的控制、电泳的时间,条带的宽窄及明亮程度等。
4.2 提倡实践教学及课后温习
生物化学的实践教学更加能够提高学生实验兴趣和学习动力,而传统的实验课一般都是依瓢画葫芦,整个实验过程按部就班,很难让人产生实验兴趣。因此,我们必须改变现状,打开思想的束缚,让实践教学真正走进大学的门襟,这才是大学教育与高中等其他教育体系不同的体现。首先在实验课上结合上课内容鼓励同学们进行独立设计实验和综合性实验设计,引发学生兴趣和思考;其次把生物化学教学内容和生物化学实验相结合,使实验课更加具有系统性和针对性;再次学校应该对一些基础实验室进行开放,为爱好实验、实验失败或未做实验的学生提供再次动手的机会。而实验过后的课外温习也是加强学生学习的重要手段。不仅要提高学生课后实验总结报告的质量,还要培养学生善于提出和发现问题以及解决问题的能力。如刘雪珠等人在《优化普通生物化学教学的初步探讨》中提到的那样,要重视课后习题,把教与学有机结合起来。(1)优化和精炼习题内容,同时结合网络课件进行相关内容拓展;(2)鼓励同学相信自己的质疑能力,杜绝实验报告雷同和抄袭,对学生的不同的答案认真对待,并对其原因认真对待;(3)做好师生交流,如运用网络的论坛和留言平台和学生进行知识、实验等学习方面的交流和互动。
5 生物化学创新教育模式改革
“创新能力是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。”创新能力是我国素质教育的核心,实施创新教育模式改革在当今的新课改大环境下就显得尤为重要。由于生物化学是一门交叉性很强的学科,因此创新教育的实施就必须依赖于学科的特点和知识体系来进行改变。金虎平通过教学实践研究表明:同学和老师之间和谐的学与教关系是创新的基础,而打破原有的学与教的观念,确立教育的根本目标是创新教育的关键,课本实验教材及方法的更新是创新教育的精髓。从创新的视角考虑,通过创新教育来营造学习氛围,减轻学生的负担和学习压力,目的是在原有知识的基础上力求有所突破或有所得,进而促进和加强学生发现问题、解决问题及动手实验能力和思维能力。
参考文献:
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【关键词】化学 生物化学 教学探讨
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)14-0104-02
生物化学是一门很重要的教学课程,课程体系严谨,理论知识较难,发展速度很快,新知识、新成果层出不穷。由于这门课涉及许多生物学科方面的知识,内容抽象,分子结构庞大、复杂,对许多开设了生物化学课程的化学专业的学生来讲,生物基础底子薄、基础差,掌握好该课程存在一定的难度。况且,目前化学专业生物化学教学的授课时数较少,我院化学专业生物化学授课时数只有36学时,这让教学工作者面临着严峻的挑战,既要使教学紧跟学科发展的步伐,突出化学特色,又要使学生在系统学习生物化学基础理论知识的同时,及时掌握生物化学领域内的最新理论成果和应用技术,以全面培养学生的创新能力和综合素质。为此,我们对有利于提高教学质量的各个环节进行了分析与探讨,旨在进一步实现培养综合性应用人才的目标。
一 结合化学专业实际,选择合适的教材和参考书
生物化学教材较多,如王镜岩主编的《生物化学》(第三版)、聂剑初主编的《生物化学简明教程》(第三版)、郑集主编的《生物化学》,这三种教材均为高等教育出版社发行,是公认的比较优秀的教材,各具特色。以上三本教材虽然内容丰富,系统性强,但由于化学专业学生学习生物化学的目的、兴趣以及知识基础不同,在使用这类生物专业通用教材时,常常会感到不适应,给教和学都带来一定的难度,不太适合化学专业学生,因此,结合化学专业实际,选择适合化学专业学生用的生物化学教材是十分必要的。我院主要选择由高等教育出版社出版,古练权主编的《生物化学》。因为该教材是专门为化学专业而编写的,全面反映生物化学的基本内容,介绍学科的前沿和发展趋势,在阐明重要的生命现象化学本质的同时,也介绍生物技术在化学研究中的应用,并且根据化学专业学生的需要和知识基础,更多地应用化学的观点和理论来讨论生命过程中的化学问题。
综上所述,化学专业使用古练权主编的《生物化学》作为教材比较适宜,同时辅以聂剑初主编的《生物化学简明教程》(第三版)、王镜岩主编的《生物化学》和郑集主编的《生物化学》作为教学参考书。
二 基于“加强基础,强调应用、理论和实践相结合”模式修订生物化学教学大纲
教学大纲是对教学计划的具体体现和落实,是指导教学工作、规范教学行为的纲领性文件。不同专业要求不同,教学内容的侧重点就会有所不同。作为专业选修课来要求的化学专业,必须强调生物化学的应用性。因此,我们以古练权主编的《生物化学》作为教学蓝本,基于“加强基础,强调应用、理论和实践相结合”模式,编写了生物化学的教学和考试大纲及本科生物化学教师备课提纲。上述教学资料着力于优化生物化学课程内容,对本科生生物化学教学的内容提出了明确要求,对各章节的重点、难点和疑点进行了详尽说明。每年开课前可根据生物化学研究的最新成果,对陈旧的概念和理论进行及时修正与更新。教学时以教学大纲为指导,以教科书作为学生的参考书,另向学生推荐一些新版专著及相关的综述文章以及生物学网址作为参考。这样,一方面有效地解决了教材“旧”与进展“新”的矛盾,保证教学内容不落伍,另一方面也培养了学生不依赖教材的自主学习能力。更重要的是,通过这样的教学方式,使学生了解和认识到生物化学前沿学科的发展现状,刺激了学生的求知欲,增加了他们学习和掌握新知识的主动性。当然,这对授课者来讲要求更高,既要通晓各章节理论知识,还需侧重具体实践应用。如在讲解酶的竞争性抑制时,要联系磺胺药的发现,以及酶的抑制作用在制药行业和农药等行业的应用,充分做到理论联系实际,激发学生的学习兴趣,提高教学效果。
三 采取多元化教学手段,增加学生学习兴趣和主动性
生物化学作为一门基础学科,具有理论性强、逻辑性强、内容抽象、基本概念多等特点。因其涉及的理论与技术较多,为了拓宽学生的知识面和增强学生对这门课的认识水平,需采取多种教学手段。
1.优化教学内容和过程,抓住学科发展前沿
在教学内容上,要对生物化学一般性内容进行融合、压缩、削减和取消,保留必须的基本部分和最新的研究成果。突出化学学科特点,重在培养学生的动手能力和从事科学研究的素质。在授课时,理论联系生活实际应用,重在启发学生兴趣,对在21世纪可望有重大突破的新的研究内容给予重点加强。
在教学方法上,打破“以教材为中心,以课堂为中心,以教师为中心”的教学模式。从单纯的传授知识向注重发展智能转变,通过正确引导,提高学生兴趣和主动性,注重启发式、参与式教学。短短的几十个学时不可能教会学生所有的生物化学知识。因此,在教学时,教师应重点使学生了解本学科的知识结构,着重讲授基本概念和基本理论,由浅入深、由表及里,把学生感知孤立、零散的概念纳入体系之中。
2.利用化繁为简的动画教学,调动学生的学习积极性
在生物化学的教学过程中,有些理论性很强的知识点讲解起来非常抽象,可借助多媒体的动画效果,将呆板单一的教学内容安排转变为生动、多彩的动画演示,激发学生的学习兴趣和知识主体作用的发挥,提高教学效果。
3.理论联系实际,采用案例教学法提高教学效果
结合本专业学生的专业性质,以生物化学在化工、制药、环境工程、材料学等领域中的实际应用为例,采用案例教学法,把静态的、被动的接受专业知识变成师生共同探讨的过程,把枯燥、抽象的理论变为生动典型的例子,活跃课堂气氛,把理论与实践相结合,以便提高生物化学教学效果。
四 开展综合设计性实验,全面提高学生的科研素质和能力
实验在生物化学教学过程中有着重要的地位,它不仅是理论联系实际、巩固课堂知识的重要环节,更重要的是通过实践性培养学生的动手能力和解决实际问题能力。但对于化学专业的学生来说,《生物化学》这门课的总课时极少,实验课更少,一般仅有6个课时,所以不能安排更多的实验来训练学生的实践能力,因此,在这种情况下,开展综合设计性实验显得尤为重要。采用综合设计性实验模式开展《生物化学》实验课程的工作,可使学生综合运用所学理论知识和实践能力进行试验设计工作,有助于提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力,培养学生的创新能力和创造能力。综合设计性实验的开展,还能够提高学生通过查阅资料获取信息的能力,养成严谨的科研和工作态度和独立思考的能力,使学生了解科学研究的一般程序,提高对科学研究的认识和兴趣,培养他们的科研素质和能力。
五 改革课程的考核方法,全面评价学生的学习效果
生物化学是一门以理论为主、应用实践性很强的课程。但对于化学专业来说,生物化学课程性质为选修,加上课时较少,因此,学生对其缺乏兴趣,经常缺席,学习态度不端正。生物化学的考核不应只看期末考试成绩,这样不利于激发学生的学习热情,更不利于培养学生的实际应用能力。因此,必须对生物化学进行改革课程的考核方法,进行全面考评。首先主要体现在优化考试的成绩比例上:期末考试成绩占60%、作业占20%、实践占20%。在平时作业的设置上多一些理解型、应用型强的题目,既要考查学生的基础理论知识,也要适当考查学生的综合应用及分析问题、解决问题的能力。如关于蛋白质等电点知识,可以给出三种蛋白质的混合溶液,并提供等电点,让学生设计一种简单方法分离这三种蛋白质溶液。这样的题型可以锻炼学生的思维能力和分析问题的能力。通过这些改革,有利于培养学生的创新能力和综合分析问题的能力,也有利于全面客观地评价学生的学习掌握情况。
参考文献
[1]古练权等.生物化学(第一版)[M].北京:高等教育出版社,2000
[2]曾虹燕、刘跃进、张小云等.构建工科生物化学教学体系的探索与实践[J].湘潭师范学院学报(自然科学版),2008(4):173~175
关键词:生物化学检验;发展;展望
1临床生物化学检验的概念
所谓临床生物化学检验,就是将生物化学的研究成果及相关新型技术应用到临床,借助现代化的仪器进行化学成分分析,帮助疾病的诊断及病情检测,为治疗提供确切依据。生物化学定义为研究生物体的化学结构、化学组成、及生命体化学变化的一门学科[1]。主要研究组成生命体的各种蛋白质、核酸和相关酶类的化学组成、结构、代谢、遗传等方面。应用到临床上,可以帮助临床医师分析患者机体相关化学指,以此来判断病情、病变程度等等。
2 临床常用生物化学检验技术
随着现代医学技术的不断发展,临床生物化学检验的方法和技术越来越多,也日渐成熟,在临床工作中起着不可替代的作用。这些新型技术主要包括光谱分析、电化学分析,还有近年来逐渐发展的高效液相层色谱法、生物传感器等等,下面对临床常用技术一一介绍。
2.1光谱吸收法紫外可见分光光度发和原子吸收分光光度发是目前普遍应用于临床的光谱吸收分析技术,主要是利用物质对不同波长的吸收程度不同进行测量的一种定量定性分析技术[2]。光谱吸收的理论基础是朗伯-比尔定律,物质辐射能的吸收与该物质的浓度与吸收层的厚度有关。
2.2紫外-可见分光光度法此法应用是根据物质分子对波长为200~760nm的吸收特性为原理的定性、定量方法。测定时须设立空白对照,边长1cm的石英吸收池,可同时测定几试样的吸收度该方法操作简单,而且准确性和重现性较好。
2.3原子吸收分光光度法使待测元素灯所发出特征谱线,该谱线穿过试样,试样原子化会产生原子蒸汽,蒸气中待元素基态原子会吸收该谱线,使之强度降低。最后是利用辐射光减弱程度,求得试样中待测元素的含量。因背景对辐射光强度的吸收,会对测定结果产生明显的影响,因此,要将背景吸收对实际测量值的影响降到最低,并在最后结果分析时考虑背景吸收因素。应用火焰法时需选择适宜谱线,加入适当络合剂。
2.4电化学分析技术应用电化学的电位、电流、电导等基本原理及现代的实验技术,测定物质组成及化学含量大小的分析方法。该法具有高准确度,高灵敏度,高选择性的特点。可以测到10-10mol/l到10-12mol/l的物质,广泛适用于生物化学检测。
2.5发射光谱分析技术其主要形式就是火焰光谱法和荧光分析法。火焰光谱将被测物质处于火花的高温气态作用下,使被测物质离解成原子或离子,然后激发其解离粒子,发射光谱谱线。此时发出的谱线的强度与被测物质在被测样品中的含量成正比,可用标准公式来确定其具体含量。荧光分析较火焰法灵敏度高,利用荧光的强弱来测定物质的含量,其测定含量低,可进行微量分析,并对多组分的复杂混合物进行测定。但是,荧光分析测定限制条件较多,要求苛刻,常常需借助特殊仪器进行。
3 发展与展望
临床生物化学检验虽然只有短短十几年的历史,但其发展是极为迅速的,自动化生化仪器逐渐普及加上临床是的广泛应用大大推动了生物化学检验的发展,并对其今后的发展方向起着关键性作用。
目前临床上血气分析,钠、钾等离子含量的测定,最常应用的就是离子电位选择分析法,该方法选择性好,灵敏度高,操作简单,分析速度快,可以做到准确诊断,而且节省检查时间[3]。其缺点是运行成本较高,因此应用较局限,还并未普及到更多指标的测量,但相信这项技术的研究会越来越进步。
目前临床生物化学检验的发展方向是朝着分子诊断学的方向迅速发展,而且正在不断深入探究,寻找更加灵敏,特异性更高的诊断方法。随着现代检测技术和方法的不断更新和完善,患者的检测结果会趋于准确、快速,不管是指治疗质量还是预后判断方面,都会更加完善。
随着现代临床生物化学检验技术不断的深入研究与进步,现在还没有广泛应用到临床的电泳技术、高效液相技术、和生物芯片等会慢慢发展并得以广泛应用,将推动临床医学检验领域的新的重大历史性变化。
参考文献:
[1]乔博明.临床生物化学检验的概念及常用技术[J].求医问药(下),2012,10(5):83