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生物科學和生命科學的區別

時間:2023-08-15 17:24:54

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇生物科學和生命科學的區別,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

第1篇

一、蛋白質組學在農學基礎研究領域中的應用研究

蛋白質組學在農學基礎的研究領域中主要應用于以下幾兩個方面:(1)農作物與微生物之間相互的作用機理。有關文獻表面,農作物在生長過程當中會與微生物的生存之間存在對資源的競爭,其最終的生長發育會隨著微生物存在的現狀進行改變。那么,對于這一事實也可以用蛋白質組學理論進行解釋。產生這一現象的主要原因是由于當農作物作物遭遇到微生物的共生和寄生,以及遭遇到病菌的侵害的時候,其就會改變被侵害部位的蛋白質的含量,從而向外界或者是其他未受侵害的組織或者部分傳遞這一信號,從而引起整個農作物個體的反應機制;(2)農作物的品質改良、提升產量問題。通過利用蛋白質組學技術,科學家發現可以提高農作物的產量,還可以改善農作物的品質。例如,著名生物學家Natarajan,其對野生型的黃豆和農戶種植型的黃豆,利用蛋白質組學技術進行研究、比較其兩種不同生長環境下的黃豆,其內部硫氨基酸的含量存在較大區別,從而證明了提升黃豆蛋白中的硫氨基酸的濃度,能夠極大的改善現有大豆農作物產品的品質。

二、蛋白質組學在林學研究研究領域中的應用研究

時至今日,世界范圍已經開始應用蛋白質組學這門技術,來對林木的生長、發育、繁殖,以及當林木受到了生物以及非生物的脅迫后產生的反應展開研究。這些研究為人們增加了眼界,使得當前人們對有關林木生物學產生了更為深刻的了解。在今天,蛋白質組學已經滲透到了農學基礎領域的多個方面,例如:在林木的遺傳育種領域、林木病蟲害的防止領域等等。通過對蛋白質組學的應用,解決了以往讓諸多從事這一研究領域科學家頭疼的問題。以下作者將結合上述幾種應用領域進行分別應用研究:(1)林木的遺傳育種領域。著名生物學家Huang在其文中建立了具有高分辨率的和高穩定性的一種雙向的電泳式的圖譜,并以經過矮化處理過后的杉木葉片中蛋白質為例,運用蛋白質組學技術對其展開了有關研究。其發現,經過矮化處理的杉木其葉片蛋白質的數量較野生杉木葉片蛋白質的數量更低。(2)關于林木的逆境應答研究。著名生物科學家Renaut等人,采用情景模擬的方式,為林木設置逆境的環境,經過研究發現,在擁有六百個蛋白質的植物經過環境變化,其內部蛋白質的數量減少了百分之十,并且這些消失的蛋白質主要是與林木的新陳代謝有關。(3)關于林木病蟲害領域研究。著名科學家Fan等人,以毛泡桐、白花泡桐為例,通過設置同齡和同方位的產生病蟲害的部位切片,對這一切片中的蛋白質進行了單項和雙向兩種方式的電泳分析。其研究結果發現,這兩種類型的泡桐的病蟲害切片當中均找尋不到蛋白多肽這種物質,從而他們得出了這一的研究結論,即:林木的病蟲害與林木中所含的蛋白多肽存在負相關的關系。

三、蛋白質組學在其他農業生物科學領域中的應用研究

蛋白質組學還可以應用于研究水產業和畜牧業的研究,例如:可以利用蛋白質組學技術,研究水產業和畜牧業的肉類不同品質、不同性狀時其內部所含有的蛋白質的數量,從而判斷哪種元素能夠促進蛋白質總量的增加,從而改變肉質和性狀。另外,也可以利用蛋白質組學技術去研究這些產業中神經組織中蛋白組的問題、逆境脅迫的應答反應,或者是用于其他領域,例如:研究分離和鑒定農藥蛋白質中所包含的靶分子的結構等等。

四、結論

通過上文的研究,可以發現,蛋白質組學在生命科學研究領域當中擁有核心的地位,其將引領生命科學領域未來的研究。在本文中,作者對蛋白質組學在農業生物科學領域的應用研究進行了總結和擴展,通過將這一領域的研究分為三個部分,分別從農學基礎、林學、畜牧學和水產學進行應用研究,為蛋白質組學在我國生命科學領域未來的發展提供了指引性和參考性的案例。并且,隨著我國市場化程度不斷拓展,作者也希望,我國有關研究部門能夠增強與國際的交流,加強與國際其他國家相關學科之間的戰略合作,從而為蛋白質組學在我國生命科學領域的研究提供更多的經驗和意見,并且能夠為世界共享數據庫的建立打下堅實的基礎,從而為人類與自然界未來的發展創造美好的未來。

作者:李柱玲 單位:周口師范學院生命科學與農學學院

第2篇

生物專業現狀分析改革措施一、對生物專業的認識

生物技術是應用生命科學研究成果,以人們意志設計,對生物或生物的成分進行改造和利用的技術。現代生物技術綜合基因工程、分子生物學、生物化學、遺傳學、細胞生物學、胚胎學、免疫學、有機化學、無機化學、物理化學、物理學、信息學及計算機科學等多學科技術,可用于研究生命活動的規律和提品為社會服務等。當今,越來越多的國家把教育的目標放在改善和提高學生的科學素質上,以期適應社會的進步和科學的發展。要提高學生的科學素質,生物學教育意義重大。隨著生物學的發展,生物被越來越多的學生所認識。近些年來,以基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程為代表的現代生物技術發展迅猛,并日益影響和改變著人們的生產和生活方式。

二、生物教學與發展現狀

在1991年公布的《普通高等學校本科專業目錄》中,與生物有關的科目有生物化學、微生物學、遺傳學;到1998年,調整生物學科,設置生物科學、生物技術專業;再到2012年的重新調整為生物科學、生物技術、生物信息學、生態學、生物工程。1998年之前,全國生物類專業本科招生規模較為穩定。自2001年之后,生物學科的發展帶動了生物類專業的招生人數,由于擴招帶來了一系列問題,2005年招生趨于平穩。生物技術專業近年來就業率持續走低,目前面臨的主要問題有:

1.師資隊伍不足、教學資源欠缺、教學質量下滑。在2002年全國性大學擴招后,生物專業也不例外,招生規模訊速擴大,隨之出現一系列問題。教學經驗豐富,學術水平較高的教師隊伍短缺,高校對教師的評價體系重科研、輕教學也使得師資隊伍不穩定;教學資源欠缺,特別是直接用于本科教學的實驗設備與資金嚴重不足,影響了教學質量。這些都對高校的教學質量產生了不良影響。在這種情況下,保證教學質量已經成為目前高校生物學教學面臨的一個重大問題。

2.高校對于生物專業的專業定位不明確。目前,許多高校都設置了生物專業,但對其專業定位和培養目標卻不明確。創新型人才、研究型人才和應用型人才的培養有何區別、如何定位專業發、培養目標和在新形勢下如何適應,都是高校生物教學不可回避的問題。

3.本科生與研究生培養銜接問題。生物專業本科教學與研究生的培養之間的銜接有很大問題,不利于學生的繼續深造,使得學生的就業壓力增大,而且不利于生物專業高級人才的培養。

4.教學內容急需更新。目前,生命科學的發展日新月異,知識急速膨脹,新技術、新理念不斷涌現,而目前的培養方案中專業課程的學分和學時都是十分有限的,并呈壓縮的趨勢;另外,在這種情況下,哪些內容是專業教學的核心內容?隨著科學的進展,學科的知識體系在不斷變化,在這種情況下教學內容應如何更新,已經成為高校生物學教育教學工作中的亟待研究和解決的課題。

三、改革措施

1.觀念的改變。教改成功的關鍵是改變教師的觀念。教改首先是改變人的觀念和認識,然后才能實現真正意義上的教學改革。對于參與高校教學改革的人來說,接受有關的教學理論,了解新的教學觀念是十分必要的。生物學的研究方法和思維方法,是構成這門科學的重要組成部分,是生物學最精彩的內容之一。如果我們在教學中只告訴學生生物學的結論(科學中靜態的部分),而不讓學生了解科學研究的思路和接受科學方法訓練(科學中動態的部分),學生就很難真正地認識科學的本質和它的全貌。我們也很難實現培養具有良好科學素質、具有創新能力的高水平人才的目標。

2.應用教學輔助設備,激發學生興趣。興趣是最好的老師,也是學習的動力。教學方法的靈活多樣,不斷整體優化教學方法,用符合教育規律的科學方法及教學手段,秉承“授之以魚,不如授之以漁”的教學理念,完善教與學的有機統一,達到最佳的學習效果。在教學活動中,以多媒體技術作為現代教學手段,可以將文字、圖形、聲音、動畫等多種資源整合優化。由于其豐富多彩的畫面的切換使學生置身于教學中,激發了學生的好奇心,使教學表現的內容更充實,更形象生動,更具吸引力。通過這些形象生動的圖畫和視頻內容,學生對這門課程產生了濃厚的興趣,不但容易掌握和鞏固新內容,也激發了學生的求知欲望,讓學生感受到生物技術與日常生活、實際應用是息息相關的一門學科。

3.教與學結合,激發學生主動性。生物技術概論內容涵蓋面廣泛,但教學時數有限;在有限的教學學時內,將所有內容都進行精講是不現實的。因此,根據教學大綱要求,教師可安排一些內容讓學生課后自學。同時,輔以某種形式進行,多可以分成小組形式進行討論,或者以正反兩方的形式組織辯論,或者以小組形式選派代表闡述自己的觀點等,通過這種教學方式,學生的獨立思考、創新能力得到培養,并且充分發揮了其團隊協作能力,為今后的學習和工作奠定了基礎。

4.多樣化的考核方式。現如今,許多高校生物專業只憑借期末考試進行考核,忽略了生物專業的實驗性與操作性。為此,各高校應該實施綜合考核方案,將平時成績和期末成績相結合。將課堂討論、辯論、回答問題等都作為平時成績,同時根據平時章節安排、布置了一些相關的論文開闊學生視野。這種考核方式的變革,在增加學習興趣的前提下,加強學生自主學習、創新等能力的培養。

5.確定人才培養目標。目前,雖然許多高校提出了“厚基礎,寬口徑”的本科生的培養目標,但實際上對生物技術專業本科生的培養目標還是不明確的,這就要求教育者要用更寬廣的眼界,切實把握好生物技術專業人才的培養目標,落實人才培養的可持續發展理念。在處理人才培養與社會需求的關系上,注重培養“有知識、有技術、懂業務、會管理、會開發,并有市場意識與競爭意識”的“復合型”人才;在理論與實踐關系上,加強學生專業課試驗設計與操作能力、結果分析與整理能力、文獻查詢與消化能力、生物產品的研發能力,努力將實驗內容、學位論文和生產實習等教學環節有機地結合起來。

參考文獻:

[1]姚忠慶,王德斌.我國高校生物專業教育發展的脈絡與現狀.2007.

第3篇

關鍵詞:生物信息學 遺傳學 教學方法 教學內容

遺傳學(Genetics)是研究自然界中生物的遺傳和變異規律的科學,是生命科學領域中最為重要和基礎的學科之一。它也是生物科學中一門最具活力,發展最迅速的理論科學,又是一門緊密聯系生產實際的基礎應用科學,對探索生命起源和本質,推動整個生物科學的發展起著巨大的作用。因此,遺傳學作為生命科學相關專業的一門重要主干課程,在教學中起著舉足輕重的作用。

一、生物信息學專業開設遺傳學的必要性

20世紀80年代末,由分子生物學、計算機科學以及信息技術等學科的交叉和結合產生了生物信息學(Bioinformatics),它是基于分子生物學與多種學科交叉,以計算機為工具對生物相關信息進行儲存、檢索和分析的科學,是當今生命科學和自然科學的重大前沿領域之一。近20年,特別是隨著人類基因組計劃(human genome project,HGP)不斷拓進,生物信息學作為跨越和融合生命科學與信息技術的新興學科已成為生命科學核心領域和最具活力的前沿領域之一。生物信息學專業應運而生。國內單獨設立生物信息學本科專業的高校較少,且普遍較晚。

遺傳學與生物信息學兩個學科之間關系密切。有國內學者利用美國《科學引文索引》(SCI)數據庫web of science,運用文獻計量學方法對8種權威生物信息學期刊2001年至2010年于2011年1月15日之前上傳至wed of science的全部文獻進行統計及分析。對施引文獻按跨學科強度排列的結果顯示,遺傳學及基因與生物信息學跨學科文章發表量居第二位,僅次于生物化學與分子生物學。這說明,生物信息學與遺傳學直接的跨學科研究較多,二者交叉學科的發展關系密切。因此,生物信息學專業開設《遺傳學》課程十分必要。

二、遺傳學教學中存在的問題

多年來,不同專業的《遺傳學》課程的教學過程中涌現出一些共性問題,這些問題在生物信息學本科專業的教學過程中也存在。一是,學科拓展深化與課時壓縮之間的矛盾。隨著遺傳學研究范疇的不斷拓展,新的學科分支相繼涌現,信息量逐步擴增,待教授內容逐漸增加且顯得零散。但隨著大學素質教育改革的進行,更多新的選修課、實驗課被引入,遺傳學理論課時被壓縮,課時減少與內容增多的矛盾日益突顯。二是,遺傳學與其他課程教學內容設置與組織易重復。學科交叉為科研工作提供源源不斷的動力,但在教學工作中學科滲透也造成教學內容重疊,基礎和關緊技術重復教學的問題。例如,分子遺傳學是遺傳學重要組成部分,是目前遺傳學研究的重點和熱點,與生物信息學關系最為緊密,它包括的遺傳物質的本質,基因的調控,基因重組等內容也在基因工程、分子生物學、細胞學等課程中作為講授重點。如何利用有限的理論課時,合理安排教學內容,提高教學效率值得思考。

與此同時,生物信息學作為比較新的本科專業,開設各課程之間的銜接問題也比較突出。生物信息學專業的學生在大二開始全面生命科學和信息技術相關程學習。在理論知識在實際中如何應用缺乏概念,學生達不到共鳴,這也是生物信息學專業低年級學生面臨的通病。遺傳學課程安排在大學二年級上學期講授,對于剛剛接觸專業課程的學生而言本來就陌生,而且信息技術和生命科學相關課程獨立講授,二者貌似是兩條平行線,怎樣相交碰撞出火花,對于學生來說很難結合,必須由任課老師在授課過程中充分引導。傳統的《遺傳學》課程教學注重以雜交分析為主的經典遺傳學理論的講解,很大篇幅集中在三大定律(分離定律、自由組合定律以及連鎖和互換定律)的教授上。遺傳學課程教學重點集中在經典遺傳學定律,經典案例跟不上學科發展。這個問題已經被一線教育工作者認知。

綜上,由于學科本身發展迅速,涵蓋知識范圍越來越廣,課時壓縮等原因,容易讓學生在學習過程中對該課程產生“內容太發散”“課時進程快”“知識跨越大”等認識,不利于課程的學習。由此可能造成,內容廣泛且繁雜“抽象且深奧”枯燥無味,容易讓學生覺得難或者枯燥。學生學習主動性不高。因此,在教學實踐中,針對不同專業性質和培養目標存在的差異,不同專業《遺傳學》課程教學應在知識體系、內容側重點、教學方法等方面在各專業間有所區分。特別是生物信息學這種學科交叉性強的專業,如何實施該專業本科生遺傳學的教學,以達到即符合本科教學難易程度的要求,又被大多數同學接受,同時能符合生物信息學學科自身特點,需要在教學過程中逐步的探索與實踐。本文將結合資深授課教師經驗及筆者生物信息學本科專業《遺傳學》教學經歷對這一問題進行闡述。

三、教學過程中的探討與實踐

1.制定具有專業特色的教學內容

(1)優化教學內容,關注專業需求

生物信息學專業的課程教學中,遺傳學相關知識是需要講授的重點。傳統遺傳學課程教學將重點內容集中于經典遺傳學定律及其相關知識的講授,其優點在于能夠幫助學生打牢遺傳學知識基礎,缺點在于教學內容過于單一,沒有包含遺傳學重要分支的最新知識,無法與當前的研究熱點聯系起來,學生學習興趣不高。隨著國際遺傳學研究的深入,分子遺傳學和群體遺傳學得到長足發展,極大地豐富了遺傳學的知識體系。為了緊跟國際研究前沿,國內許多高校對遺傳學課程進行了教學改革,在經典遺傳學教學的基礎上,紛紛加入了分子和群體遺傳學的教學內容,為后續開展更深入的專業研究和學習奠定了良好的知識基礎。為了幫助學生對遺傳學知識體系形成全面而系統的認識,結合生物信息學專業特點,在教學設計時借鑒了以“遺傳信息”為主線的教學思想,教學內容涵蓋了“經典”“分子”和“群體”三類主體遺傳學內容。在現實教學中,受遺傳學課時限制,對所有遺傳學知識點進行了梳理和必要的刪減,既把握三種遺傳學知識的內在聯系,做好各部分知識的教學銜接,同時注意區分三者的不同,突出教學重點,做到“主題鮮明,重點突出,點面結合,結構清晰”,使學生在掌握經典基礎理論知識的同時了解最新的遺傳學研究進展。

(2)生物信息學專業遺傳學課程與其他課程的銜接

遺傳學是研究生物遺傳和變異的科學,以遺傳物質結構和功能為研究對象,是生命科學的主干。因此,與其他學科在內容上有交叉或重疊無法避免。同中求異,突出遺傳學的特色,是教學中值得研究的問題。遺傳物質的本質、染色體畸變、基因突變、遺傳調控等章節與微生物學、細胞生物學、生物化學內容重復較多,可以強調知識結構的完整性,淡化這些內容的分子結構和生化過程的講解。例如,結合孟德爾定律和摩爾根定律案例,著重從染色體和基因角度切入,增強遺傳學色彩,同時對其他課程起到提綱挈領的作用。

(3)結合生物信息學,引入最新研究成果,體現前沿性

在處理好學科銜接之后,還需要關注的就是內容與生物信息學的結合。學生在學習過程中,最想了解的莫過于,這門課程與我的專業有什么聯系?因此,在講授內容中加入生物信息學手段解決遺傳學問題的新成果既體現前沿性,又能提高遺傳學課程的專業針對性。教師平時要多注意積累教學素材,對于現階段比較熱點且與生物信息學相關的、應用性強的問題,要在課程基礎知識講授后,進行一定拓展。例如,在講授基因定位和遺傳圖繪制時,引入用EST進行基因定位及遺傳圖譜繪制等內容;在講到遺傳家譜時,引入通過對患病群體或家系進行外顯子組測序分析,對小家系孟德爾遺傳病的致病基因進行鑒別和定位的例子。通過引入生物信息學教學例子,不僅可以使學生加深對遺傳學知識的理解,還可幫助學生了解生物信息學最新進展,激發對后續生物信息學專業課程的學習興趣。

2.教學方法多樣化,提升學生學習興趣

遺傳學教學內容繁雜、理論性強,不易理解。為了提高教學效果,在教學模式上必須變“以教師為主體”為“以學生為主體”,注重采用靈活多樣的教學方法和手段,開展多媒體教學、案例教學和研討教學等,將傳統抽象、枯燥的說教式教學轉變為具體、生動的參與式教學,增強教與學的雙向互動。

(1)多媒體教學方式

計算機多媒體輔助教學改變了傳統的黑板加粉筆,以教師為中心灌輸式教學模式。多媒體通過實時可交互的多維動畫及圖像展示,可以增強教學內容的展示效果,提高課堂教學的信息量和容積率,提升學生學習興趣,加深對枯燥晦澀知識點的理解,提高教學效率。充分利用多媒體課件的超文本功能、交互功能、網絡功能的優勢,比如Holliday模型是分子水平上關于遺傳重組機制的重要模型,很好解釋了基因轉變現象。在講到Holliday模型時,為了讓學生直觀了解單鏈交換重接及分支移動后的Holliday交叉旋轉180度形成Holliday異構體的過程,采用了動畫、圖片、電子板書相結合的方式,很容易讓學生理解空間旋轉互換的過程,以及基因轉變產生的原因等較難理解的知識點,反響較好。此外,聲音、視頻、動畫、圖片等便于學生拆解枯燥內容。

(2)案例教學

案例教學是一種創新型的教學方式,主要通過開放課堂、增強互動,培養學生運用所學知識解決實際問題的能力。案例教學需要結合本課程的專業理論知識,著眼于達成課程教學目的,編寫和準備基于一定事實且具有一定場景的教學案例,這些教學案例要能夠啟發學生的思考,促進學生將從外部學習的知識吸收轉化內在的專業素養和能力。在教學實踐中,教學案例是“教”與“學”互動的橋梁和紐帶,使枯燥乏味的學習過程變得活潑有趣;“教”不是告訴學生怎么去做,而是啟發學生如何去思考,對學生針對案例問題提出的解決思路進行引導和評價,鼓勵學生創新性思考,找到最優的問題解決方法;“學”不是被動的接受,而是主動的思考和創造,通過與他人而不僅僅是老師進行互動和交流,加深對知識的理解,培養解決實際問題的能力。

案例教學的核心是精心設計教學案例,將知識內化在符合實際又富于想象的故事情景中,使得學生通過身臨其境將抽象的理論知識具體化,學會如何用概念性和原理性知識在實際工作和研究中解決問題,進而加深對特定原理和概念內涵的理解。在教學實踐中,先以典型案例提高學生興趣,把抽象的東西具體化,讓學生變被動接受為主動思考,激發學生的求知欲。注重培養學生創造力和解決問題的能力。通過案例的分析,深化學生對基本原理、基本概念的理解。案例教學能很好地啟發學生進行自主思考,對于理論性較強,比較枯燥的內容,通過案例式教學能激發學生學習興趣。所舉案例應具有針對性,要考慮案例產生的時間、背景和條件,要貼近生活,耳熟能詳,與時俱進。在處理問題的同時,獲取知識。進行案例教學過程中,要注重與學生的互動。圍繞教學目的,選擇合適案例,進行啟發式教學,調動學生參與性。教師不能一味平鋪直敘的講案例,還要注意學生的參與度。只有學生和教師共同參與,才能達到預期教學效果。

(3)以學生為主體的教學

以往課程中,往往針對經典類型習題進行講解,參考“標準答案”。在實際教學中發現,這樣往往造成學生思想禁錮,學科交融性不夠。特別是對于生物信息學專業的學生來說,傳統習題課或者討論課,沒有實用效果。習題課及討論課應注重實用性,關注遺傳學與生物信息學學科發展與融合,設置開放性答案,突出培養學生創新性的應用能力。

課堂教學不僅要“授業”,更要“傳道”,即培養學生如何學習和如何思維。根據教學內容和學生的認知水平,研究、討論、交流式的教學模式的引入,有助于調動學生積極性。采用專題自學,規定材料與學生自學有機的結合起來,開展研討,充分體現學生觀點。同時,教師只起到點評引導作用,能培養學生獲取信息、分析問題、創造性的解決問題的能力,有利于學生形成科研創新意識。教師如何正確引導是開展研討式教學的重點。首先,應明確課程在相關領域中的作用和地位,了解課程的教學內容,選擇課程中適合研討的內容,并將研究與討論貫穿教學的全過程。在選擇題目時,要考慮專業相關程度及考慮不同學生層次的需求,考慮學生個體間的差異,難度適宜。

四、結語

生物信息學本科專業遺傳學的教學,以孟德爾定律為基礎,分析遺傳物質的存在形式、傳遞、保存及變化,課程脈絡更加清晰,通過案例教學的等教學模式,激發興趣,并有利于與后續課程連接,在實踐教學中體現了比較好的教學效果。因為生物信息學專業的需求與傳統生物專業有差異,教學內容側重點不同這給教師備課增加了難度。同時,在期末考核時,由于講授側重點不同,考試側重點也應有所區別,在師資允許的前提下,引入小班教學,有利于教學側重點突出。后續課程如果設置分子遺傳學,將使知識體系更加完整。

參考文獻:

[1]李巨超,李楠.適應應用型人才培養模式的遺傳學教學改革與探索[J].中國科教創新導刊,2012,(2):66.

[2]巴恩斯.遺傳學工作者的生物信息學[M].丁衛,李慎濤,廖曉萍,譯.北京:科學出版社,2009.3.

[3]皮妍,林娟,侯嶸,等.國內高校遺傳學教材發展研究[J].遺傳,2009,31(1):109-112.

[4]武妍,胡德華.生物信息學跨學科研究[J].現代生物醫學進展,2012,(12):137-141.

第4篇

考試(中考、高考)能提高社會、學生對生物學科的重視,但實質上那只是對其“分數"的重視。有了考試,未必一定能讓社會、學生體會到生物學科的不可替代的價值,教師也未必能真正實現生物學科的教育價值。事實上,生物學科的高考說取消即取消,從某種程度上也反應了即使在屬高考科目的年月中,生物學科也并沒有凸現其重要的或不可替代的學科教育價值。

因此,要真正讓生物學科在中學課程體系中占有一席重要地位,讓社會、學生真正重視中學生物學教學,我們必須切實重視中學生物學科教育價值的實現,這樣無論考與不考、怎么考,中學生物教學一定會有穩步可持續的發展。

一、生物學科的教育價值

課程理論告訴我們,課程牽涉到各種價值取向。目前社會上各種不同的價值取向已經開始對學校課程產生了較大的影響,教育者若要在價值日漸多元的社會形勢下擔負起課程價值整合和實現的使命,必須成為理性的行動者。生物學科教育價值可從學科教育價值關系中的主體(社會需要、個體需要)和客體(生物學科教育價值屬性)來分析。

就生物學科來說,社會需要體現在中學生物學科設置和生物學科教學總體要求上。目前的生物學科教學大綱中,生物學科教育的社會需要尚未充分體現,主要原因是其能力目標、技能目標、德育目標等太過原則、籠統,而知識目標過分強調系統、嚴密。從中學生物教學具體情況而言,生物學科的教育目標應放在人與自然的開放系統中,從生物科學自身發展、生物科學對社會發展的巨大貢獻,以及社會與自然和諧發展等角度,提出體現當代社會需要的生物學科教育的知識、能力、技能、德育等目標。而生物學科教育的個體需要來自于個體生存與發展的內在需求。這種內在需求對生物學科教材和教學方法,提出了挑戰。只有當中學生物學科的教育誘發了學生對自然的好奇心,激發了探究的興趣和欲望,習得了分析解決有關問題的能力,這種內在需求才是持久的,才能激發出無盡的學習力量。

生物學科教育本身亦具備其特有的價值屬性。除了生物學基礎知識和基本技能的學習、培養外,它在唯物觀點、辯證統一觀點培養,用動態、變化、發展的觀點觀察研究自然的思想方法的培養,創造性思維培養等方面,有獨到的價值屬性。此外,由于生物科學與人及自然界的緊密聯系,生物學科教育在STS教育,以及科學教育,尤其是科學價值觀培養方面,有其獨特的價值屬性。

二、生物學科教育價值的實現

作為中學教育第一線的教師,我們不能左右生物學科在中學課程體系中的設置及教學總體要求,但我們可以通過生物學科教育價值的整合,在基礎知識、基本能力教育培養的基礎上,通過生物學科教育的改革實踐,在充分實現生物學科教育價值上有所作為。

(一)小課堂、大自然、大社會

讓生物課的課堂成為“小課堂、大自然、大社會"是生物學科實現其教育價值的基礎。一本生物教材的信息量是有限的,且很多信息是滯后的,其知識相對也是基礎的。教材不經教師精心處理,教法、教學模式不經教師精心設計,不把教與學的知識、內容融入自然、融入社會,不把運動的、變化的、活生生的生命及生命現象,盡可能多地直接或間接地呈現給學生,讓學生“觸摸",生物課將不是真正意義的生物課,其本身亦將缺乏生命力。

因此,在生物課堂教學過程中,我們要重視以下幾個問題:

1.精心設計好教學媒體的應用,盡可能多地給學生呈現實物、標本、模型,充分運用現代教育媒體,尤其是電視、錄像、影碟、多媒體電腦等。現代教育媒體輔助生物教學,除了能提高課堂教學效率,提供一定的交互性外,更明顯的是它可以讓學生獲得書面教材無法出現的聲像信息。它可恰當地呈現大到生態系統,小到生物分子結構的圖像,也可以把復雜的或微觀的生理活動、生命現象簡潔地、直觀地表現出來。總之,教育媒體,特別是現代教育媒體可以讓課堂更活起來,更有生命力,更富想象力。

2.讓書面教材無法承載的或是變化、發展了的有關生物科學知識,以及與生命科學有關的自然、社會知識、材料經過精心篩選后再進入課堂。如細胞學說的創立史、哈維和血液循環理論、克里克和沃森與DNA雙螺旋結構、達爾文和進化論、卡爾文和光合作用、關注海洋、克隆羊、DNA重組技術、保護臭氧層、無磷洗衣粉推廣、控制“白色污染"、赤潮成因及防治等等。

3.以各種生物興趣活動、社會實踐等形式,讓學生到大自然、到大社會中去觀察、調查、實驗,從愛護一草一木,飼養小動物到參與生物科技活動,使其體驗到生物科學知識、技能之于人、自然、社會的價值。

(二)培養生物學科基本觀點

生物科學中,有許多樸實而又博大的基本觀點。這些基本觀點不僅對學好生物學有非常關鍵的作用,而且能對學習者的求知、生活、做人等都有指導價值。教師必須充分地利用每項生物教學活動,讓學生在學習過程中,逐步明確、認同、確立這些基本觀點。

1.唯物的觀點。一切生命和生命現象都有其物質基礎:生命起源的物質性——最初的生命是由非生命物質在極其漫長的時間內,經過極其復雜的化學進化過程演變而成的。生命的物質性——C、H、O、N、S、P等元素組成了核酸、蛋白質等化合物,這些化合物構成了生物體結構和功能的基本單位——細胞。生命現象的物質性——生物的新陳代謝、生長、應激性、生殖發育、遺傳變異等一切生命現象、生理過程均可給以物質基礎上的解釋。

2.辯證統一的觀點。自然界、生命、生命現象是相互聯系、相互制約、辯證統一的:生物界和非生物界的統一性——生物有明顯區別于非生物的基本特征,但一切生命均由非生物界中的普通元素組成,且與非生物界進行著物質和能量的交換。細胞和生物體自身結構的統一性——這些自身結構各有其結構和功能的特點,但同時又相互聯系組成一個統一的整體。生物體結構和功能的統一性——這是生命科學最基本的觀點之一。如葉綠體、線粒體的結構分別與光合作用、呼吸作用相統一,脊椎動物前肢的結構與其各自特有的功能相統一,魚的形態結構適于水中生活,家鴿的形態結構適翔生活,等等。生命活動的辯證統一——同化作用和異化作用,光合作用與呼吸作用,遺傳與變異,生長與衰老等,正是在這一系列的矛盾、對立中,生命及生命活動才有了其完美的、和諧的統一。生物之間及生物與環境之間的辯證統一——生物與生物之間、生物與環境之間進行著生存斗爭,而生存著的生物均在一定程度上適應了環境,正是這種既斗爭又統一的各種復雜關系,構成了生態系統,建立了動態平衡。

3.動態、變化、發展的觀點。組成生物的物質、生物體本身、生物界都是在不斷的運動、變化、發展的。生物的組成物質是動態變化的——生物體的新陳代謝使生物體每時每刻進行著新舊更換。細胞和生物個體是動態、變化的——他們都有一個發生、成長、衰老、死亡的動態變化過程。細胞和生物個體的結構與生理、生物和環境的關系等也是動態、變化、發展的。

(三)培養創造性思維

創造性思維是創造力的核心,它是指改組已有知識、經驗,從而產生新穎的、具有社會價值的成果的思維。其特征是具有高度的主動性與積極性、獨特性與求異性、流暢性與變通性、抽象性與形象性的統一,邏輯性與非邏輯性的統一。結合這些特征及生物學科教學的特點,我們可以建立培養學生創造性思維的有效途徑和方法。

1.充分重視教師主導、學生主體的思想,努力實現課堂教學民主。課堂教學民主是師生共創的,符合“主導主體"思想,存在于課堂教學中的師生間的平等、互助、參與、進步的“精神民主"。它可以創設出一種民主、和諧、開放的課堂氣氛,極大地調動學生學習的積極性、主動性,大膽地思考、質疑和創新。根據課堂教學民主化思想,生物學科教學可以結合教學內容,靈活運用其兩大主要形式,即直接式和間接式教學,開展課堂教學改革實踐:教師的直接指導可以在前,起開路帶頭作用,可以在教學過程中,起輔助學習作用,也可以在后,發揮點撥、解惑答疑作用;教師也可以應用不明示的、非命令式、非結論式、不作詳細指導的間接指導;教師可以講,可以不講,可以多講,也可以少講。這樣,讓學生有足夠的時間、空間去主動思考、質疑:這個生物學概念是否準確、完整,有無例外?這個生物學實驗的設計是否科學、有什么干擾因素?該觀察結果、生命活動或生理現象如何從本質上作出規律性的解釋?等等。

2.創設問題情境,培養創造性思維方法。從心理學角度,可以抽引出許多種創造性思維的方法,具有普遍性意義的有:發散思維法、集中思維法、逆向思維法、側向思維法、治弱思維法、統攝思維法、組合思維法、辯證思維法等。生物教學中,這些思維方法的培養途徑很多,其中創設問題情境,通過探究、分析、歸納、綜合、推斷等過程,是最基本最重要的途徑。我們可以在新課導入時創設問題情境,培養學生的發散思維、側向思維等,可以在解決教材的重、難點問題時創設問題情境,培養學生的集中思維、逆向思維、辯證思維等,可以在新舊知識的聯系教學時創設問題情境,培養學生的治弱思維、集中思維、側向思維等,可以在學習生命現象研究的進一步深化、概念內涵進一步豐富及外延進一步拓寬的過程中,創設問題情境,培養學生的統攝思維、集中思維、辯證思維等。

3.加強觀察、實驗和實踐活動。生物科學是一門以觀察和實驗為基礎的科學。在生物學科教學中,創造思維的培養離不開觀察、實驗和實踐活動。在生物教學過程中,我們須十分重視課內外的觀察、實驗教學和實踐活動,結合教材內容和教材有關觀察、實驗和實踐活動,師生共同設計、開展驗證性實驗、探索性實驗、平行實驗、反向實驗及有關生物科技活動,讓學生學習如何去有意、有效、有發現地觀察,如何規范、科學、有創造性地進行實驗和實踐活動,學會完整科學地設計實驗、分析實驗結果,并積極開展思維活動,發展創造思維、培養創新能力。

(四)培養科學的價值觀

科學教育在學校教育中占有極其重要的地位,而生物學科教育在學校科學教育中,尤其是對學生進行科學價值觀的教育培養中具有非常重要的作用。

傳統的唯科學主義的科學教育認為,科學技術能解決人類所面臨的一切困難和問題,它強調征服自然,強調把他人自然化、物化、對象化。這些偏面的觀念和行為,在人與自然的關系上,表現出人對自然的一味“征服、改造、利用",造成人類生存環境的破壞;在人與人的關系上,表現出彼此的不理解、不信任、甚至自私自利,使人產生不同程度的心理問題,并由此導致了某些社會問題。因此,完整的科學教育,在強調對科學知識和科學方法的學習、理解和掌握的同時,更應重視科學精神(客觀精神、理性精神、實證精神等)和科學價值觀的培養。

科學價值觀,是人們對于科學價值的基本看法,即解決科學有什么用、怎么用的問題。生物學科教育中,可采用多種形式和途徑,幫助學生形成正確的科學價值觀。

1.結合教學內容,向學生介紹生物科學的發展對人類逐步正確地了解自然、了解自己、了解生命,改善人類生活質量,促進人與自然和諧發展等方面的重要作用,激發學生熱愛生物科學,乃至獻身生物科學事業的決心和精神動力。

2.在達成認知、技能目標的同時,重視情感目標的達成和人文精神的培養,使學生更富于愛心,關心他人,熱愛生命,關愛自然,樂于為社會服務。

第5篇

摘要:觀察能力是人們有效地探索世界、認識事物的一種極為重要的心理素質,也是人們順利地掌握知識、完成某種活動的基本能力,是智力窗口,表現在生物學科上就是要善于觀察生物體和生命現象的細微變化和本質特征。生命科學是一門實驗性很強的學科,如何在生物教學中培養學生的觀察能力也就顯得至關重要。筆者結合教學實踐,就如何在中學生物教學中培養學生的觀察能力談一談自己的做法和體會。

關鍵詞:初中生物;觀察能力;教學培養

中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2014)12-204-01

一、觀察是認識過程的基石,明確觀察的重要性和目的性

觀察是指有目的地應用各種感覺器官了解我們周圍的環境中的事和物,是人們獲得感性認識的主要途徑。初中生物學習包括觀察能力、實驗操作能力、分析實驗現象能力、實驗設計能力、綜合應用能力。而觀察能力的培養是上述諸項能力中的最基本的能力培養,也是使學生從形象思維逐步過渡到抽象思維的重要階段。科學地培養學生思維方法和思維能力是教育教學中的重要任務。(1)讓學生明確觀察的重要性。觀察指仔細察看事物或現象,是人們認識世界,獲得知識的一個重要途徑,是學生學習生物學的關鍵之一。在教學中,教師可通過利用生物學家細心觀察和認真思考身邊的現象而發現生命活動規律的例子來教育學生。例如;達爾文通過細心觀察發現生物界歷史發展的一般規律,包括物種的起源、生物的變異性和遺傳性、生存斗爭等,創建了進化論;被喻為“無與倫比的觀察家”的法布爾通過細心觀察寫出了《昆蟲記》,詳細描述了許多昆蟲的活動規律和生活習性。教師要重視這些例子,并利用好這些例子讓學生知道觀察的重要性,并通過這些實例教育學生要做“有心人”,激發他們觀察的主動性,只有有了觀察的主動性,才能為學生今后學習和發展提供有利的條件。(2)明確觀察的目的性。研究發現,知識掌握快,理解性強的學生,他們觀察的目的性很明確,而一般的學生觀察只是出于好奇,他們的觀察帶有盲目性,沒有明確的目的,就是看得再仔細,也不會有太大的收獲。為了解決這個實際問題,我在學生觀察前要讓學生明確為什么要觀察?觀察什么?要找出什么規律?這樣觀察時學生有明確的目的,學生的注意力很快就集中到最重要、最關鍵的現象上,就很容易看到所要觀察的內容,找出規律、得出結論,久而久之,學生的觀察力即觀察事物或現象的技能和主觀條件就會得到全面的提高。例如學習《家禽》一節,我讓學生在觀察時,先確定了明確的觀察目的“家鴿適應飛翔生活的特點”。學生通過觀察老師我準備好的籠子里的家鴿和家鴿骨骼標本并結合平常見過的飛行的家鴿,就很容易從各個方面找出家鴿與飛翔生活相適應的特點。

二、強化觀察方法指導,授之予漁,提高學生觀察能力。

觀察法是研究生物科學的基本方法,也是開啟生物之門的鑰匙。科學的觀察方法能幫助學生順利打開生物科學之門,提高學習效益。然而學生觀察能力的提高,有賴于正確的觀察程序和方法,教會學生用正確的方法進行觀察,對培養學生觀察力是很必要的。(1)先整體觀察后局部觀察。教師要指導學生全面進行觀察,抓住事物的各個方面及其發展變化的全過程,這樣才能達到認識事物的目的。如觀察根毛和根尖的結構,先用肉眼觀察認識根的形態,掌握直根系、須根系、主根和側根的形態特征,進而用放大鏡、顯微鏡觀察根毛的位置,根尖的結構,認識和掌握根冠、生長點、伸長區及根毛區的細胞結構特點。局部觀察即細微觀察,要求學生在觀察過程中抓住事物最本質的屬性,捕捉它們之間的細微差異,從而發現事物各個側面的特點。如在組織學生觀察花的形態和解剖花的結構實驗中,首先觀察水稻花與桃花的形態,我們向學生提示這樣一個問題:為什么桃花盛開的時候會招引許多蜜蜂前來傳粉?為什么水稻花盛開的時候卻很少見到蜜蜂及其它昆蟲前來傳粉?從而使學生認識和掌握風媒花與蟲媒花的形態特征上的區別。緊接著老師指導學生進行兩種類型花的解剖,仔細觀察桃花子房基部的突起結構桃花的蜜腺,弄清花蜜產生的原因。而觀察水稻花結構時卻沒有這種蜜腺結構,使學生弄清蟲媒花與風媒花的結構差異。通過解剖觀察使學生認識了兩種不同類型的花在本質屬性方面的區別。(2)對比觀察。即運用縱橫比較進行觀察,同中求異或異中求同。對比觀察能使學生從平常的現象中發現不平常的東西,從相似的事物中找出差異以及從差異中找出共同點或因果關系。例如:在觀察單子葉植物與雙子葉植物形態、結構時,首先向學生強調兩種植物顯著區別,一是葉脈的結構:平行脈與網狀脈;二是莖的結構:有無形成層;三是種子胚的結構:一片子葉與兩片子葉。另一方面單子葉與雙子葉植物在葉序上講也有許多相似之處,這是因為它們都屬于綠色植物,葉序相似之處是因為光合作用的緣故。例如:鱗翅目昆蟲的分種要從頭、胸、腹三個方面進行比較。分種主要觀察胸部。常見的灰蝶科與鳳蝶科容易混淆,通過對比觀察從同中找出異點,灰蝶科翅正面花紋少,顏色單一,腹面花紋較多,顏色較多;而鳳蝶科翅正面和腹面花紋和顏色都多。這樣通過對比觀察,學生對各科、種的生物特征就易掌握。(3)重復觀察。為了保證觀察的結果可靠性,觀察的次數要多,否則就難以區分偶然發生和一貫現象。巴甫洛夫的“觀察、觀察、再觀察”,就深刻地揭示了觀察的嚴肅性和科學性。如觀察脊髓的反射實驗,實驗目的是驗證脊髓具有反射的功能,屬于低級反射中樞。該實驗效果的好壞取決于腦的切除是否干凈,因此,必須通過反復多次的觀察。在實驗中首先讓學生把去腦的蛙進行翻身反射試驗,這樣來確定腦是否除荊當然這種實驗要反復進行觀察才能收到良好的效果。在驗證脊髓具有反射功能時,也應該重復的使用不同濃度硫酸來進行刺激,反復進行觀察,最后使學生認識在適宜的條件刺激下,脊髓能完成低級的反射功能。

總之,一個人的能力是多方面的,但就生物學習來說,觀察自然,觀察生活的能力是必備的,是尤為重要的。沒有觀察就無法認識生物世界。因此,教師要利用好生物教學,培養好學生的觀察能力,這對于學生的生物學習和心理發育乃至今后的人生都會起到不可估量的作用。

第6篇

隨著新一輪課改標準的不斷深入,給初中生物教育工作帶來的不僅機遇,更多的是嚴峻的挑戰。初中生物教師在新課標下如何設疑,激發學生學習生物興趣,并探究培養學生的善思、善疑、善辯能力。是實施高效課堂不可也不能忽視的研究課題之一。

課堂設疑是激發學生情感,調動思維積極性的一種重要手段,設疑要講究技巧,講究方法,課堂設疑是一種藝術。本文通過一些案例對設疑的方法與技巧。做了一系列深入的探討。

一、創設情境導入新課,激發學生學習興趣。

例如在《細胞是生命活動的單位》中我通過這樣設疑導入新課:我們知道地球上大多數生物都是有細胞構成的。如果我們用肉眼直接去觀察總是感覺構成它們的細胞是靜止不動的。其實細胞每時每刻都在進行著生命活動。那么,細胞是怎樣生活的?細胞的生命活動與生物體的生命活動又有什么關系?今天我們就來觀察一種可活動的細胞――變形蟲,共同探討一下細胞的生命活動的知識。這樣引發學生的思維,激發學生持久的學習興趣。

二、在理解概念時故意示錯,叩開啟學生智慧之門。

在講到《血液循環》中關于動脈血和靜脈血的區別時,我這樣啟發學生思考:動脈中流動是動脈血,靜脈中流動是靜脈血這種說法對嗎?獻血時醫生給我們抽的是靜脈血還是動脈血?引起學生的激烈討論,讓學生主動探究,最后我總結給出正確答案:肺動脈里流動的不是動脈血而是靜脈血,肺靜脈里流動不是靜脈血,而是動脈血。獻血時醫生給我們抽的是靜脈血,這是因為動脈血中攜帶氧氣和能量物質,經過交換后靜脈血多含二氧化碳等代謝廢物,其中的成分已經發生改變,并且因為靜脈血管淺表.比較容易抽出,所以多采用靜脈血作為為參考值標。通過設疑活躍了課堂氣氛,使學生加深了對概念的理解。

三、在無疑處生疑,做到重點突出,難點分散。

教師在無疑處生疑,在學生最容易忽視的地方因勢利導,有效地激發學生思維的靈活性。例如在談到遺傳與變異時我提出這樣的問題激發了學生的濃厚的學習興趣:眼睛被稱為為心靈的窗口,一雙漂亮的眼睛,常常給一個人的容貌起到錦上添花的作用。同學們知道為什么有的人雙眼皮,而為什么有的人單眼皮呢?學生們面面而覷,搖手搖頭,底下一片議論聲,有一位女生還說:“是啊,我怎么偏偏是單眼皮,難看死了!”在學生們充滿期待的眼神中,我真切地感受到了孩子們強烈的求知欲。我耐心地解釋:雙眼皮(簡稱雙)為常染色體顯性遺傳,單眼皮(簡稱單)為隱性。雙單,其子代均為單,雙雙,其子代有可能是雙有可能是單。若雙雙生單,則親代的基因均攜帶一雙眼皮基因、一單眼皮基因,其后代的性狀--雙眼皮就會遺傳。如果父母雙方都是雙眼皮,孩子多數情況下是雙眼皮,也可能出現單眼皮,這取決于父母是否攜帶有單眼皮的遺傳因子,如果雙方都攜帶單眼皮遺傳因子,孩子就有可能成為單眼皮了。

四、結尾處巧設懸疑,使知識得以延伸。

第7篇

關鍵詞:新課程;高中生物;教學生活化

一、新課標圖文并茂的教材編排為生活化教學奠定了基礎

課程標準明確指出:“生物課程應植根于現實、面向未來。”翻開生物新教材,我們驚喜地發現,新教材在內容上和舊版教材有了天壤之別。每個必修模塊的開篇處,都有專門的科學家訪談錄,以采訪當今卓越的科學研究者的形式,向我們展示生物科學的發展現況及前景。如《分子與細胞》中的《探索生物大分子的奧秘──與鄒承魯院士的一席談話》。每一章節內容的開篇處,又配以精美的畫面、名人名言或對生命活動的精彩描述來誘導我們沉迷于生命科學的魅力。例如,《走進細胞》這一章引用了美國細胞生物學家威爾遜的話:“每一個生物科學問題的答案都必須在細胞中尋找。”《細胞的能量供應和利用》中,在蚱蜢綠葉的畫面上,編者采用了一段生動活潑的文字描述:“新葉伸向和煦的陽光,蚱蜢覬覦綠葉的芬芳。它們為生存而獲取能量,能量在細胞里流轉激蕩!”所有這些嶄新的內容,大大開闊了學生的視野,讓他們欽佩于科學家睿智的思想,沉迷于多彩的知識內容,從而迫不及待地想要去揭開生物科學神秘而又美麗的面紗。學生思想上主動要求學習,無疑對教師的教學工作起到了很大的減負作用。

生物新教材中為我們介紹了一系列與生物學有關的職業,如醫院里的檢驗師、生物技術產業的研發人員、化石標本的制作者、神經外科醫生、景觀設計師等。這方面的內容在舊版的生物教材里是完全沒有的,這是一個偉大的創新,把學生最關心的問題呈現出來。在教學中,教師可以指導學生通過互聯網或課外書籍查閱相關內容,或者讓學校組織感興趣的同學去參觀從業人員的工作環境,讓學生了解相關職業的特點,對指導他們將來從事自己感興趣的、適合自己的工作有很大幫助,這無疑讓我們的教育更加現實化、更加貼近生活。

二、課堂教學生活化是實現生活化教學的重要舉措

新教材內容的編排已經體現出本次課程改革在內容上強調聯系生活、社會、學生實際。新課程實施過程中也進一步強調關注學生的經驗,強調教學要反映社會科技的進步,滿足學生多元化的發展需求。因此在教學過程中,教師應充分關注學生的生活經驗,加強書本知識與生活的聯系。不難發現,在生活中蘊藏著巨大的甚至可以說是無窮無盡的教學資源,如果教師能將生活中的教學資源與書本知識兩相融通,讓學生感受到書本知識學習的重要意義和價值,就能激發學生的學習興趣和動機,從而主動地、深入地進行探究性學習。

1.課堂教學生活化,可以激發學生的學習興趣

愛因斯坦曾說:“興趣是最好的老師。”在教學中聯系生活創設問題情境,能很好地激發學生的興趣。高中生物教材中有許多基本概念和基本原理需要學生理解記憶并學會應用。如果僅憑教師課堂上一味地灌輸,必然會讓學生感覺乏味甚至失去興趣。因此,在生物教學中,設計恰當的教學情境,對于課堂教學起著很重要的影響作用。

例如在學習《植物生命活動調節》時,通過創設這樣的問題情境導入新課:大家平時看到放在陽臺上的植物的枝條生長會出現怎樣的現象呢?(向光性)大風過后,水稻植株倒伏,過一段時間又出現怎樣的現象,這又是為什么呢?(根向地性,莖背地性)要回答以上問題,就得學習植物生命活動的調節。

又如《細胞呼吸》一節的內容理論性強,要把整個過程徹底理解,不少學生會存在一定困難。在教學中,就一些日常生活例子,創設情境,讓學生思考:酸奶是怎樣制成的?為什么新鮮水果、蔬菜放在冰箱中能保存時間長些?腐爛的橘子為什么會散發酒味?米酒和葡萄酒釀造的原理是什么?通過這些與生活息息相關的現象,不僅引起同學們的思考,更激發了學生探究與細胞呼吸有關知識的內在動力,在教師的引導下,積極主動地對細胞呼吸的原理、過程、外界影響因素、實際應用等一系列相關知識進行深入探討。

2.課堂教學生活化,可以營造寬松的學習氛圍

課堂教學,絕不是教師一味地講、寫,學生埋頭聽、記,而應注重師生之間的相互學習與交流。教與學,是師生雙方的事,這種高級思維活動的交流,沒有一種相互融洽、相互尊重的情感氛圍,就很難有默契的配合。課堂教學生活化,可打破課堂沉悶的局面,營造出一種寬松的學習氛圍,有利于師生之間的交流,有利于學生對知識的掌握。

比如在講到《人類遺傳病與優生》時,筆者一上課就跟學生講:“學習本節課的內容對你今后的生活具有重要的指導意義。”學生面露會心的微笑,“請大家認真學習,仔細聽講,不然的話到時候犯了錯誤可就慘啦!”學生大笑,精神也為之一振。在講到近親結婚的危害時,筆者又及時拋出兩位名人達爾文和摩爾根的婚姻家庭的案例,并發問:“達爾文和摩爾根生物學學得那么好,怎么也會犯這種嚴重的錯誤呢?小說《紅樓夢》中賈寶玉與薛寶釵結婚最終以悲劇而告終,如果我們將結局改為賈寶玉與林黛玉結婚,從現代遺傳學角度來分析就一定會是喜劇嗎?”就這樣,整節課在輕松愉悅的氣氛中順利地完成了預定的教學目標。

這些源自生活的例子,都能緊緊牽著學生的“鼻子”,既活躍了課堂氣氛,又引起學生的深思,可收到極佳的效果。

3.課堂教學生活化,可以提高保持自身健康的意識

“一切為了學生發展”是新課程改革的根本理念,學生的發展是全面的發展,包括知識、技能、情感、價值觀等方面的發展。生物學課程的目標是提高每個學生的生物科學素養,其別注重生物科學意識的培養。結合課本知識,使課堂教學生活化,能有效地提高學生保持自身健康的意識和能力。

比如在講到《細胞的癌變》時,教材介紹了癌癥發生主要是外界致癌因子誘導使機體發生基因突變所致。學生對癌癥產生的原因以及怎樣預防癌癥發生的措施是很感興趣的。教師可多搜集一些資料來介紹或布置家庭作業:如根據致癌因子誘發基因突變原理,談談生活中我們采取哪些措施來預防癌癥的發生。在講到《血糖平衡的調節》時,順帶介紹糖尿病的發生與人的飲食習慣和生活方式之間的關系。在講到《免疫失調引起的疾病》時,重點介紹了艾滋病的發病機理和預防措施。通過這些生活中的例子,使學生保持自身健康的意識大大提高。教學生活化不僅體現在知識傳授上,還體現在情感、態度、價值觀的培養上。上課時針對社會上一些人談“癌”色變的現象,筆者給學生介紹了一些地方評選出來的“抗癌明星”,在醫生下了死亡通知書后,照樣十幾年、二十幾年活下來。讓學生明白,得了疾病并不可怕,最重要的是不能喪失對生活的信心。

三、聯系生活實際,深化知識應用是生活化教學的鞏固和拓展

現實生產生活中蘊含著大量的生物學問題,生物學知識在現實生活中有著廣泛的應用。因此,學習了生物學知識后,教師應及時帶領學生在課堂內外走進生活,嘗試用所學的知識分析、解釋日常生活中的生物現象,解決日常生活中的生物學問題,使學生更深刻地體會到生物學巨大的應用價值及其魅力,逐步培養學生的應用意識和解決實際問題的能力。這與素質教育的要求是完全符合的,與高考的能力要求也是符合的。

比如學完高中生物《光合作用》的知識后,引導學生思考“農業生產中怎樣提高光合作用效率?”并將這個問題具體化:“樹影下的小麥為什么生長不好”“為什么種植密度過大過小都降低產量”“為什么溫室大棚栽培要適當增加二氧化碳”等問題。在學習《物質的跨膜運輸》后,隨即提問“為什么要中耕松土”“為什么鹽堿地上植物不能生長或生長不好”等問題。學生在分析思考并解決這些問題的過程中學會對知識的應用。運用所學知識,解決生產生活問題是生物學教學永恒不變的主題,是培養具有一定生物學素養的合格人才的需要,也是素質教育和新課程的要求。

四、讓生物學教學植根于生活的土壤中,也是順應新課程標準的要求

新課程標準已在我省的中小學全面實施。新舊課程觀的最大區別是:新課程標準摒棄了舊課程觀中那些過于強調知識的傳授,過分重視學科的本位性,教學內容繁、難、偏、舊,缺乏與社會生活、學生生活的密切聯系等種種弊端,取而代之的則是把認知、情感與實踐技能作為一個完整的體系統一于教學的整個過程中。課堂教學生活化,讓生物學教學植根于生活的土壤中也是順應新課程標準的要求。實現課程生活化、社會化和實用化,用生活化的內容充實課堂教學,可以為我們的課程增添時代的源泉和生活的活力。在高中生物課堂中如何開展生活化探究教學,促進學生書本知識向實踐能力的轉化,促進學生的全面發展一直是我們研究的課題。要做到課堂教學的生活化,做一個有心人,實現從“教書匠”到“教育的研究者”的轉變,對教師來說確實很辛苦,要花大量的時間和精力在資料的收集與整理上,但這也是當今社會對教師的基本要求。

缺少生活經驗的生物課是不完整的課,缺少生活經驗的生物教學是不完整的教學。生物學教學生活化的實質就是密切生物學教學與學生生活、經驗的聯系,理論聯系實際,重視學生生活經驗在教學中的運用、拓展和提升。但并非所有生物學知識都能“生活化”,也并非所有生活素材都能為生物學教學服務。教師不能為了“生活化”而生拉硬扯,應該具體情況具體分析,深入挖掘生活素材,尋找教材和學生生活的最佳結合點,讓學生在平常生活中學習生物學,學好生物學后更好地造福于生活,這是生物學教學“生活化”的真諦。

參考文獻:

[1]謝建中.新課程背景下的高中生物學生活化教學.生物學教學,2006(11).

[2]包月娟.“教書匠”還能做多久.教育信息報.2003.

第8篇

一、確立生物學科的基本觀點

生物科學中,有許多樸實而又博大的基本觀點。這些基本觀點不僅對學好生物學科有非常關鍵的作用,而且對學生的求知、生活、做人等都有非常重要的指導價值。教師必須充分地利用每項生物教學活動,讓學生在學習過程中,逐步明確、認同、確立這些基本觀點。

(一)唯物的觀點

一切生命和生命現象都有其物質基礎:生命起源的物質性——最初的生命是由非生命物質在極其漫長的時間內,經過極其復雜的化學進化過程演變而成的。生命的物質性——C、H、O、N、S、P等元素組成了核酸、蛋白質等化合物,這些化合物構成了生物體結構和功能的基本單位——細胞。生命現象的物質性——生物的新陳代謝、生長、應激性、生殖發育、遺傳變異等一切生命現象、生理過程均可給以物質基礎上的解釋。

(二)辯證統一的觀點

自然界、生命、生命現象是相互聯系、相互制約、辯證統一的:生物界和非生物界的統一性——生物有明顯區別于非生物的基本特征,但一切生命均由非生物界中的普通元素組成,且與非生物界進行著物質和能量的交換。細胞和生物體自身結構的統一性——這些自身結構各有其結構和功能的特點,但同時又相互聯系,組成一個統一的整體。生物體結構和功能的統一性——這是生命科學最基本的觀點之一。如:葉綠體、線粒體的結構分別與光合作用、呼吸作用相統一;脊椎動物前肢的結構與其各自特有的功能相統一;魚的形態結構適于水中生活;家鴿的形態結構適翔生活,等等。生命活動的辯證統一——同化作用和異化作用,光合作用與呼吸作用,遺傳與變異,生長與衰老等,正是在這一系列的矛盾、對立中,生命及生命活動才有 了其完美的、和諧的統一。生物之間及生物與環境之間的辯證統一——生物與生物之間、生物與環境之間進行著生存斗爭,而生存著的生物均在一定程度上適應了環境,正是這種既斗爭又統一的各種復雜關系,構成了生態系統,建立了動態平衡。

(三)動態、變化、發展的觀點

組成生物的物質、生物體本身、生物界都是在不斷的運動、變化、發展的。生物的組成物質是動態變化的——生物體的新陳代謝使生物體每時每刻進行著新舊更換。細胞和生物個體是動態、變化的——他們都有一個發生、成長、衰老、死亡的動態變化過程。細胞和生物個體的結構與生理、生物和環境的關系等也是動態、變化、發展的。

二、培養創造性思維

創造性思維是創造力的核心,它是指改組已有知識、經驗,從而產生新穎的、具有社會價值的成果的思維。其特征是具有高度的主動性與積極性、獨特性與求異性、流暢性與變通性、抽象性與形象性的統一,邏輯性與非邏輯性的統一。結合這些特征及生物學科教學的特點,我們可以構建培養學生創造性思維的有效途徑和方法。

(一)落實主導、主體思想,實現課堂教學民主

課堂教學民主是師生共創的,符合“主導、主體”思想,是存在于課堂教學中的師生間的平等、互助、參與、進步的“精神民主”。它可以創設出一種民主、和諧、開放的課堂氣氛,極大地調動學生學習的積極性、主動性,大膽地思考、質疑和創新。根據課堂教學民主化思想,生物學科教學可以結合教學內容,靈活運用其兩大主要形式,即直接式和間接式教學,開展課堂教學改革實踐:教師的直接指導可以在前,起開路帶頭作用;可以在教學過程中,起輔助學習作用;也可以在后,發揮點撥、解惑、答疑作用;教師也可以應用不明示的、非命令式、非結論式、不作詳細指導的間接指導:教師可以講,可以不講,可以多講,也可以少講。這樣,讓學生有足夠的時間、空間去主動思考、質疑:這個生物學概念是否準確、完整,有無例外?這個生物學實驗的設計是否科學、有什么干擾因素?該觀察結果、生命活動或生理現象如何從本質上作出規律性的解釋?等等。

(二)精心創設問題情境,培養創造性思維方法

從心理學角度,可以抽引出許多種創造性思維的方法,具有普遍 性意義的有:發散思維法、集中思維法、逆向思維法、側向思維法、治弱思維法、統攝思維法、組合思維法、辯證思維法等。生物教學中,這些思維方法的培養途徑很多,其中創設問題情境,通過探究、分析、歸納、綜合、推斷等過程,是最基本、最重要的途徑。我們可以在新課導入時創設問題情境,培養學生的發散思維、側向思維等;可以在解決教材的重、難點問題時創設問題情境,培養學生的集中思維、逆向思維、辯證思維等;可以在新舊知識的聯系教學時創設問題情境,培養學生的治弱思維、集中思維、側向思維等;可以在學習生命現象研究的進一步深化、概念內涵進一步豐富及外延進一步拓寬的過程中,創設問題情境,培養學生的統攝思維、集中思維、辯證思維等。

第9篇

中圖分類號: G643;Q-3 文獻標識碼: B 文章編號: 1008-2409(2008)05-0967-03

人類基因組計劃的成功實施使生命科學進入了信息時代。基因組學、蛋白質組學和生物芯片 技術的發展,使得與生命科學相關的數據量呈線性高速增長。對這些數據全面、正確的解讀 ,為闡明生命的本質提供了可能。連接生物數據與醫學科學研究的是生物信息學(Bioinform atics)。應用生物信息學研究方法分析生物數據,提出與疾病發生、發展相關的基因或基因 群,再進行實驗驗證,是一條高效的研究途經。醫學是研究生命的科學,醫學研究在基礎上 就注定離不開對生物信息的了解。

我國目前醫學研究生教學模式主要有兩種, 一是醫學本科教育延續過來的理論型, 這種類型 的教育是在本科教學大綱的基礎上, 按照教學計劃進行理論講授, 最后按照導師指定的課題 完成畢業論文。這種培養模式突出理論學習, 忽視了實驗機能和科研能力的培養。二是科研 能力培養的前輕后重型, 前期只是進行理論授課, 后期由導師指導學生的科研。這種模式雖 然開設了一定的實驗項目, 但對研究生科研能力的培養缺乏系統性, 并且前期的培養不足直 接影響到研究生后期的學位課題和論文的進度、質量。

因此,筆者對生物信息學在醫學碩士研究生中的教育初探,不但有利于該門課程尚未完全形 成成熟的課程體系之際,為教師學習借鑒先進的教育思想與教學實踐經驗,更有利于醫學碩 士研究生對生物信息學的學習。

1 生物信息學的研究范圍

生物信息學是一門新興的交叉學科,涉及生物學、數學和信息科學等學科領域,并注定以互 聯網為媒介,數據庫為載體,利用數學知識、各種計算模型,并以計算機為工具,進行各種 生物信息分析,以理解海量分子數據中的生物學含義。

生物信息包括多種類型的數據,如核酸和蛋白質序列、蛋白質二級結構和三級結構的數據等 。由實驗獲得的核酸蛋白序列和三維結構數據等構成初級數據,由此構建的數據庫稱初級數 據庫。由初級數據分析得來的諸如二級結構、疏水位點、結構域(Domain),由核酸序列翻譯 來的蛋白質以及預測的二級三級結構,稱為二級數據。創新算法和軟件是生物信息學持續發 展的基礎,高通量生物學研究方法和平臺技術是驗證生物信息學研究結果的關鍵技術。因此 ,現代生物信息學是現代生命科學與信息科學、計算機科學、數學、統計學、物理學和化學 等學科相互滲透而形成的交叉學科,是應用計算機技術和信息論方法研究蛋白質及核酸序列 等各種生物信息的采集、存儲、傳遞、檢索、分析和解讀,以幫助了解生物學和遺傳學信息 的科學。從其研究所涉及的學科上看,生物信息學是集生物學、數學、信息學和計算機科學 一體化的一門新的科學;從其研究的主要內容上看,基因組信息學、蛋白質的結構模擬以及 藥物設計是生物信息學的三個重要組成部分,并有機地結合在一起[1]。

2 醫學碩士研究生中的生物信息學教學初探

2.1 課堂教學重在教授實踐技巧與方法

生物信息學在醫學研究生中的教學應以教授實踐技巧為主,以介紹原理為輔,深入淺出,注 重課堂知識與科研實踐的緊密結合。課堂講授應簡要介紹生物信息學的相關算法、原理,著 重介紹其使用技巧與方法,真正做到“有的放矢”,而這也是教學的重點和難點。

在教學中對于這部分內容應遵循深入淺出、避繁就簡的原則,結合具體實例分析算法,避免 空洞復雜的算法講解讓學生覺得枯燥乏味、晦澀難懂,產生畏懼心理,知難而退;注重講解 使用技巧與方法的思想和來龍去脈,讓學生真正掌握解決問題的思路,培養其科學思維能力 ,并采用探討式教學鼓勵學生思考,通過討論與研究的方式循序漸進的掌握復雜的內容,介 紹相關的教學和物理學知識,使學生充分體會到生物信息學與其他學科的關系,其他學科的 思想方法對于生物科學的重要性,培養其自覺地將其他學科的方法和思想應用于解決生物 學問題的科學素質。 任何學科都處于不斷地發展、更新中,生物信息無論是理論研究還是 應用研究仍處于不斷發展完善中,同時隨著新的應用領域和新問題的發現,其他學科的方 法也在不斷地應用于生物信息學,進一步增加了其多學科交叉融合的深度和廣度。

2.2 充分利用現代化教育技術,采用案例教學

目前,高等院校在教室內配備的多媒體投影播放系統,促進了多媒體教學的廣泛應用。生物 信息學采用多媒體教學是適應學科特點、提高教學效果和充分利用現代化教育技術的一項基 本要求。作為生物信息學教學的基本模式,多媒體教學使講解的內容更加直觀形象,尤其是 對于具體數據庫的介紹以及數據庫檢索、數據庫相似性搜索、序列分析和蛋白質結構預測等 內容涉及到的具體方法和工具的講解,可以激發學生的學習興趣,加深學生對知識的理解和 掌握,提高學生理論與實踐相結合的能力。

但多媒體教室也有局限性,學生主要以聽講為主不能及時實踐,教師講解與學生實踐相脫節 ,如果將生物信息學課程安排在計算機房內進行,并采用多媒體電子教室的教學方式可以解 決上述問題。在教學中采用啟發式教學,為學生建立教學情景,學生通過與教師、同學的協 商討論,參與操作,發現知識,理解知識并掌握知識。例如在講授“目的基因序列的查尋” 時,除對基本內容的介紹,如數據庫的發展、分類等,其他采用案例法,讓學生利用搜索工 具查找三大公共核酸數據庫,并通過數據庫網站的介紹內容對該數據庫的發展、內容、特點 進行學習并總結,通過討論和實際的數據庫瀏覽操作了解三大公共核酸數據庫并且掌握數據 庫使用方法。

2.3 采用“講、練”一體化的教學模式,強調學生實踐能力的培養

生物信息學課堂教學積極學習借鑒職業培訓和計算機課程教學中“講、練、做”一體化的教 學模式,在理論教學中增加實訓內容,在實踐教學中結合理論講授,改變了傳統的“以教師 為中心、以教材和講授為中心”教學方式。

根據教學內容和學生的認知規律,靈活地采用先理論后實踐或先實踐后理論或邊理論邊實踐 的方法,融生物信息學理論教學與實踐操作為一體,使學生的知識和能力得到同步、協調、 綜合發展。通常采用先講后練的方法,即首先介紹原理、方法,之后設計相關的實訓內容 讓學生上機實踐。對于操作性內容和生物信息分析的方法和工具的講解采取了進行實際演示 的方法,教師邊講解邊示范,學生在聽課時邊聽講邊練習或者教師講解結束后學生再進行練 習,理論與實踐高度結合,充分發揮課堂教學的生動性、直觀性,加深學生對知識的理解, 培養和提高學生的實踐操作能力。

2.4 發揮網絡教學優勢,優化生物信息學實驗教學內容

生物信息學實驗教學主要是針對海量生物數據處理與分析的實際需要,培養學生綜合運用生 物信息學知識和方法進行生物信息提取、儲存、處理、分析的能力,提高學生應用理論知識 解決問題的能力和獨立思考、綜合分析的能力。生物信息學實驗教學內容的選擇與安排應按 照循序漸進的原則,針對特定的典型性的生物信息學問題設計,以綜合性、設計性實驗內容 為主,明確目的要求,突出重點,充分發揮學生的主觀能動性和探索精神,以激發學生學習 的主動性和創造性為出發點,加強學生創新精神和實驗能力的培養。生物信息學實驗教學以 互聯網為媒介、計算機為工具,全部在計算機網絡實驗室內完成。在教學中,充分利用網絡 的交互特點實現信息技術與課程的結合。教師通過電子郵件將實驗教學內容、實驗序列、工 具等傳遞給學生,學生同樣通過電子郵件將實驗報告、作業、問題和意見等反饋給教師,教 師在網上批改實驗報告后將成績和評語發送給學生,讓學生及時了解自己的學習情況。

生物信息實驗教學與現代網絡和信息技術密不可分,在教學工作中充分利用現代教育技術較 其他課程更具優勢。區別于其他生命科學課程,在教學過程中要求有發達的互聯網和計算機 作為必備條件。調查顯示國內高校都已建立校園網,其中擁有1000 M主干帶寬的高校已占調 查 總數的64.9%,2005年一些綜合類大學和理工類院校將率先升級到萬兆校園網[2] ,這些都為生物信息學課程在高校開設提供了良好的物質基礎。

2.5 考試無紙化,加強實踐能力考核

考試重點是考查學生對生物信息分析的基本方法和技能的掌握程度和對結果的分析解釋能力 。因此,在生物信息學考試中嘗試引入實踐技能考試,重點考核學生知識應用能力。實踐技 能考試采用無紙化考試方式,學生在互聯網環境下,對序列進行生物信息分析并對結果進行 解釋,不僅考核學生對基本知識和基本原理的掌握,而且考查學生進行生物信息分析的實際 能力和分析思考能力。通過實踐技能考試,淡化理論考試,克服傳統的死記硬背,促進學生 注重提高理論用于實踐的綜合能力,同時更有效地提高學生計算機應用能力。除采用實踐技 能考試并將其作為學生成績的主要部分外,還加強了對學生平時學習態度、學習能力、創新 思維等方面的考核。

總之,生物信息學教學是網絡環境下生物教學的全新內容。通過上述教學措施,提高了學生 的 學習積極性、實踐操作能力、解決實際問題的綜合應用能力及創新能力,收到了良好的教學 效果,得到了學生的普遍歡迎,具有較強的可操作性和實踐性。在今后的教學實踐中,隨著 教師自身素質的提高和進一步的教學改革將會不斷完善生物信息學教學,培養具有“大科學 ”素質和意識的醫學研究生人才。

參考文獻:

[1] 張陽德.生物信息學[M].北京:科學出版社,2004:4.

第10篇

細胞生物學是生命科學的重要基礎學科,是生命科學各本科專業的主干課程,也是前沿學科。正是基于該課程鮮明的基礎性和前沿性,同時為了響應國家教育部2001年提出的各高校開設雙語課程的要求,我校自2006年以來,開設了細胞生物學雙語教學課程。

高校開展雙語教學的可行性、實際效果與利弊,已見諸多報道[1-6]。為了探究我校細胞生物學雙語教學在經過7年的實踐與摸索后的實際教學效果,從而有針對性地為后續教學提出更加有益的借鑒,本文筆者在進行大量調查研究的基礎上,分析了學生在雙語教學中的適應情況及雙語教學效果,力求為普通地方高校提高雙語教學質量提供可行性的建議。

1 細胞生物學雙語教學的基本情況

本雙語課程的開課對象為我校生物技術和生物科學專業的本科生,開課時間為大學二年級第一學期。課程組對已修完本課程的215名學生進行了隨機問卷調查,涉及學生對雙語教學的態度和評價、學生對雙語教材、教輔資料及考試方法的評價與本文由收集整理要求、學生對雙語教學方式和內容的看法、學生對整體教學效果的評價和建議等諸多方面內容。

調查結果顯示,已通過大學英語四級和六級的人數和比例偏低。但絕大多數(78.2%)學生認為自己具有基礎英語學習的準備,且有18.2%的學生具有專業詞匯的準備,具備較好的英語水平,客觀上為細胞生物學雙語教學課程的順利開展提供了較好的語言基礎。

此外,絕大部分學生(80%以上)主觀上認為細胞生物學雙語教學的開展非常有必要而且適合于開展雙語教學,充分說明細胞生物學雙語教學的開展與絕大多數學生的學習需要是相一致的。

2 細胞生物學雙語教學的實踐分析

2.1 細胞生物學雙語教材、教輔資料及考試方法的實踐分析: 在教學實踐過程中,筆者發現,學生使用雙語教材時對于中文的依賴性是很強的,沒有形成用英文閱讀的習慣或是能力,因此更談不上用英文思考,而歸根結底,這均是英文基礎較差引發的,學生對此本身有畏懼感,擔心完全用英文后會影響他們的學習成績。而在教輔資料及考試方法上,盡管與傳統教學方式有所不同,但大多數同學還是認為,雙語教學的教輔與傳統教學區別不大。為學好本課程,60%以上的學生每周花費的課外時間在2小時以上,說明多數學生在主觀上是很重視這門課程的。

2.2 細胞生物學雙語教學方式和內容的實踐分析: 由表1的調查結果可見,較受學生歡迎的授課形式是幻燈(板書)內容有中英文對照且以英文為主,或是幻燈(板書)內容有中英文對照但以中文為主,老師均用中英文交替解釋,支持這兩種授課形式的人數占總人數的78.3%。此外,有45.1%的學生認為雙語教學的內容應是相對重要性較低的章節,僅27%的學生認為應是所有教學內容,這些都充分說明多數學生對中文授課及中文內容有較大的依賴性,而且由于與學生成績直接相關,將近一半的學生認為雙語教學的內容應是相對重要性較低的章節。但我們也看到,有58.1%的學生認為雙語教學應在理論與實驗(踐)課中均應用,這也表明大多數學生主觀上是認可雙語教學的。

2.3 細胞生物學雙語教學效果的實踐分析: 在調查細胞生物學雙語教學對學生學習興趣的影響時(見表2),有55.3%的學生認為細胞生物學雙語教學提高了自身學習興趣,特別是其中還有9.3%的學生認為對自己學習興趣的提高很有幫助;絕大多數學生(74%)認為雙語教學對其英語水平提高是有幫助的,認為無影響者僅占26%;對采用雙語教學后課堂教學效果的評價比較分散,但總體來講,覺得聽不懂的學生比例較大,占了39.5%,繼而,分別有42.8%和34.9%的學生認為細胞生物學雙語教學對基本知識的掌握效果一般或不如中文授課效果。由此可見,多數學生主觀上對此課程感興趣,但因自身英語基礎較差而增加了雙語課程的學習難度等原因而使教學效果普遍不佳,特別是對于我們這樣的普通地方院校而言,這種現象更加突出。

第11篇

關鍵詞:生物 教學 藝術

我國偉大的教育家孔子曾經說過:“知之者不如好之者,好之者不如樂之者。”這里強調的就是學生學習的主動意識直接影響著學習的效果,與當今提倡的素質教育中的樹立學生主動發展的教學觀是相符的。生物學課堂教學是生物教學的重要環節,在課堂教學過程中,采用藝術性的教學方法激發和調動學生學習生物的興趣和積極性,使學生的學習處于主動狀態,可以培養他們良好的學習動機,端正學習態度;可以培養他們具有學習生物學的各種能力,發展其智力,達到全面提高生物課堂教學質量的目的。

生物課堂教學中教學內容的傳播、學生技能的培養、能力的提高以及思想與品德教育,主要是通過教學過程來實現的,可以說,教學過程是整個教學活動的核心環節。從整體上來說,教學過程應該具有引入興趣的導入美、波瀾起伏的流程美、抑揚頓挫的節奏美和回味無窮的結尾美。這樣我們探討課堂教學過程的藝術就可以從導入的藝術、問答的藝術、啟發的藝術、結尾的藝術幾個方面著手進行分析,如何使藝術性的教學手段貫穿于生物課堂教學過程之中。

1 導入的藝術

中學生物學課堂教學的形式是多種多樣的,但是,無論是上理論課還是實驗操作課,教師首先遇到的一個問題就是如何恰當自然地導入新課,這就涉及導入的藝術。俗話說:“良好的開端是成功的一半。”教師巧設一個具有引人入勝的藝術“序幕”,就會迅速集中學生的注意力,開啟思維的機器,使得學生全身心地沉浸到課堂教學的情境之中。這就好比文章的開頭,好的開頭可以使讀者產生濃厚的興趣,形成一種強烈的渴望讀下去的心理。常用的幾種導入藝術的方法有:新舊知識聯系的方法、懸念法、趣味法(生動有趣的語言,生動有趣的板書等)、情境教學法等。教師在選擇教學方法的時候,要根據教學的風格、內容以及自己和學生的個性特點,切不可生搬硬套。

下面以高中生物選修模塊3中DNA重組技術的基本工具為例,比較一下兩種不同的導入方式。

1.1 常規導入

上課儀式之后,采用直白方式介紹:“同學們,今天我們要學習的內容是我們在必修模塊中學習過的基因工程的三種基本工具,還記得嗎?”……

1.2 情境教學法

上課儀式之后。

師:首先請同學們一起來觀看一段視頻。在觀看的過程中請同學們注意這段視頻向我們傳遞了哪些信息?

(播放學生們感興趣的我國科學工作者培育轉基因抗蟲棉過程的視頻。)

師:視頻我們是看完了,通過視頻同學們了解到了哪些信息呢?

生:通過剛才的視頻我們知道了,我國的科學工作者已成功培育出了我國擁有自主知識產權的轉基因抗蟲棉。

師:很好,那究竟如何才能培育出轉基因抗蟲棉來呢?

生:讓蘇云金芽孢桿菌的毒蛋白基因在棉花細胞中表達,可培育出抵抗棉鈴蟲害的抗蟲棉。

師:對,我想請同學們一起來回憶一下要實現這一過程需要哪些相應的工具?

生:一是“分子手術刀”──限制性核酸內切酶;二是“分子縫合針”──DNA連接酶;三是“分子運輸車”──基因進入受體細胞的載體。

師:好的,接下來我就和同學們一起來分別學習DNA重組技術的這三種工具。

經過對比可以看出,第一種導入的方式直白、平淡,不利于調動學生學習的積極性,也不利于學生科學素養的全面提高;而第二種方式通過創設情境(以視頻介紹現代生物科學和技術中的前沿領域,開拓了學生視野,增強了科技意識),提出問題,誘導學生積極參與教學活動,調動了學生積極思維,同時也激發了他們學習的興趣和動機,提高了學生的生物科學素養。

2 問答的藝術

問與答是教學過程的重要環節,亦是教學過程推進和發展的重要動力,使用這種方法進行教學,學生掌握的知識不是由教師直接提供,而是在教師的引導下,通過學生自己思考、師生間、生生間相互交流得到。這樣能集中學生的注意力,啟發學生思維,有利于培養學生分析問題、解決問題的能力。在教學過程中,問答具有很強的藝術性,比如說:提問要適時、適度、適量。另外,提問還要面對全體學生,而答的藝術主要表現在以下幾個方面:要有針對性、啟發性和回味性。前面情境教學中用到的通過提問方式導入新課的形式即是問答藝術的一種。

例:在學習DNA重組技術的“分子縫合針”――DNA連接酶的作用時。

師:由此可見DNA連接酶的作用是將雙鏈DN段“縫合”起來,即恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。

在此,我想請同學們一起回憶一下,是否還記得我們曾學習過的另一種可以連接形成磷酸二酯鍵的酶,叫什么?

生:DNA聚合酶。

師:同學們一起來討論一下DNA連接酶與DNA聚合酶是一回事嗎?為什么?同學們可以互相討論一下。

生:不是一回事。相同點:形成磷酸二酯鍵。不同點:1)DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核酸片段上,形成磷酸二酯鍵;而DNA連接酶是在兩個DN段之間形成磷酸二酯鍵。2)DNA聚合酶需要以一條DNA鏈為模板;而DNA連接酶不需要模板。

這樣適時而且有針對性地提出問題,通過學生間的互相交流總結,讓學生自己得出準確的答案,既避免了學生對概念的混淆,又使新知識與原有知識融合起來,讓學生對學習內容有深入的理解。另外,對學生的作答,教師要力求正確清楚,有時候,學生的回答離題太遠,不得要領,這就要求教師靈活機動地根據問答的實際情況加以組織和誘導,以達到教學要求。

3 啟發的藝術

啟發也是教學過程中的重要環節,教學過程中的很多情況都是靠啟發進行的。啟發的藝術是指教師在適當的時機進行巧妙的教,這就好比種子發芽需要合適的溫度、水分一樣,是需要時機的,如果不按時機,不順其自然,就很難奏效。另外就是要教得巧妙,只有時機而沒有巧妙的藝術也不容易成功。

教育家葉圣陶說:“教師當然需要,而尤宜致力于導。導者,多方設法,使學生能逐漸自求得之。”所以,要廢除“滿堂灌”,提倡啟發式。但啟發式并非提問式,設疑、激疑的目的是讓學生產生認知的沖突,經過緊張的思維活動,沖破層層難關,真有所得,并獲成功的喜悅。啟發藝術的表現方法有很多,如誘引法、點撥法等。在教學中,往往會出現這樣的情況:學生對教師所提的問題難以理解和接受,因而回答也不得要領,此時,教師可以采用點撥法對學生加以啟發,以利于學生解答接受。

例:與學生一起學習“分子運輸車”――載體必須具備的條件。

師:下面我們一起來思考四個問題,以此來分析作為載體需要具備的條件:

1. 作為分子運輸車――載體,如果沒有限制酶切割位點將會怎樣?

(教師適時點撥,設疑限制酶切割位點的作用是什么?師生進一步解疑得出限制酶切割位點可以被限制酶切割,進而目的基因才可以插入。)

生:載體沒有切割位點,外源的目的基因不可能插入,因此就不可能被運輸到受體細胞。因此,要有1至多個限制酶切點。

2. 霍亂菌的質粒有多個限制酶切點,你會用它來做分子運輸車嗎?

(教師適時點撥,設疑霍亂菌對受體細胞來說是一種怎樣的細菌?并進而歸納出霍亂菌是一種致病菌,其質粒對受體有害,將影響受體細胞新陳代謝,進而使轉入的目的基因也無立足之地。)

生:不會,因此我們選用的載體必須對受體細胞無害。

3. 假如目的基因導入受體細胞后不能復制或不能轉錄,轉基因生物能有預想的效果嗎?

(教師適時點撥,導入受體細胞的目的基因不能復制或不能轉錄,我們將不可能獲得基因的產物,實驗將沒有意義,而且目的基因在細胞增殖中會丟失。)

生:不可能有預想的效果。因此,導入的目的基因的載體要能在受體細胞中復制、表達。

4. 目的基因有沒有進入受體細胞,如何去發現?

(教師適時點撥,如果載體上有遺傳標記基因,這樣,在載體進入受體細胞后,就可通過標記基因的表達來檢測。)

生:我們選用的載體必須有某些標記基因,便于篩選。

對載體必須具備條件的分析是本節的難點。要想解決這個問題,只有通過適時的點撥、誘導才能讓學生明白,只有真正想到科學工作者實際工作中這方面的困難,才會明白預先為什么要選具備某些條件的載體,也加強了師生間的互動,誘導學生積極參與教學活動,調節了課堂的氣氛,調動了學生積極思維。

4 結尾的藝術

俗話說:“有始有終。”所以,教學過程的藝術不僅要求開始時引人入勝,具有吸引力,而且結尾要求更加精彩,讓人留下深刻的印象。在教學中,教學藝術水平高的教師往往更加重視結尾的藝術性,對這一環節精心設計,以收到異乎尋常的教學效果。

例:在學完DNA重組技術的三種基本工具這一課的結尾,以一道與開始視頻相關的題目來結課,進一步調動學生的學習興趣,使得學生具有強烈的成就感。

根據所學DNA重組技術的基本工具及其作用,完成表格。

這樣的結尾,既復習了本節課所學DNA重組技術的基本工具的作用,鞏固了新知識,又讓學生學有所成,感到現代生物科學和技術中的前沿領域并非想象中的那么困難,激發了學生探究生命奧秘和熱愛生物科學的情感,同時也激起他們對下一次教學的強烈渴望。

誠然,教學是一門綜合性很強的藝術,正因為這樣,它才包括了許多種藝術類型,各種藝術類型之間相互區別,又相互影響。我們只有在新課程標準的理念下,通過不懈的努力去探索、創造、掌握各種教學藝術,使各種教學藝術相互協調、相互交融、相得益彰,才能使生物課堂的教學質量不斷提高。

參考文獻:

[1]鄭曉霞.教師實用語言藝術[M].北京:華文出版社,2000.

[2]張武升.教學藝術論[M].上海:上海教育出版社,1993.

[3]范長壽.中學生物教法研究[M].四川:四川大學出版社,2000.

[4]周美珍.中學生物學教學法[M].上海:華東師范大學出版社,1992.

第12篇

作為一項重要的產權保護制度,知識產權是近代工業革命的產物,并隨著信息業革命的到來而得到不斷的補充與完善。事實證明,一個完善的知識產權制度能有效地促進科技的發展,刺激產業的增長,帶來經濟的繁榮。本文擬就生物技術產業的知識產權保護和管理問題做簡單闡述,為我國生物技術產業的健康發展提供參考。

1 生物技術的發展和我國的不足

生物技術的飛速發展已使人類進入了一個前人難以想象的新時代。隨著人類基因組計劃(HumanGenomeProject,HGP)的實施,人類開始有希望能真正解構生命的奧秘。盡管這種探索也許永遠沒有盡頭。

人類基因組計劃旨在分析測序人類基因組所有的基因,即由A、T、C、G四種堿基構成的DNA序列。這項耗資巨大的國際合作工程(由美、英、日、法、德、中國等國家合作)被某些學者譽為是“人類為了認識自己而進行的一項最偉大和最具影響的研究計劃”。當然,這并不是說人類基因組計劃的研究就是生命探索的盡頭了。恰恰相反,隨著功能基因組學(FunctionalGenomics)和醫藥基因組學(Pharmacogenomics)等后基因組學(Postge nomics)和蛋白組學(Proteomics)的興起,人類對自身的理解又邁向一個新的征程。

伴隨著如此動人的生命科學探索的又是無限的產業利潤和商機。事實上,也正是由于生物技術產業對此計劃的積極參與,才推動了人類基因組計劃的順利與加速進行。雖然早在70年代生物技術公司就已在美國開始建立并運行,但生物技術產業真正的蓬勃發展還只是在90年代初人類基因組計劃開始實施之后。到今天,在美國共有約1300家生物工程公司,其投資約占世界年總投資130億美元的75%,已累積投入650億美元,所有公司的市值已達1100億美元。并且,這還并不包括近幾年由傳統的制藥業跨國公司轉變而來的生物技術公司。

我國的情況卻令人擔憂。目前,無論是生物技術研究還是生物技術產業,在世界范圍內,我國還處于“跟隨”或“參與”的狀態,雖然也不乏有突出的例子。比如我國在人類基因組計劃的測序工作中只占大約1%的比例,而美英則占約85%,其中英國占近三分之一。又如我國雖然也有200多家生物技術公司,但年銷售額上億元的也只有兩家,并且全國生物工程產品的年銷售額總和還不如美國一家中等規模的生物技術公司。據我國專家比較,我國的生物技術研究與產業發展都比美國要晚10~15年。

造成這些不足與落后的原因是多方面的:有歷史的,也有現實的;有體制上的,也有經濟上的。為此,我國也已開始實施一系列改進措施,包括中國科學院的“創新工程”、國家“八六三計劃”、“火炬計劃”、“攀登計劃”等,都收到了一定效果。在產業界,也已開始借鑒國外的先進經驗,如與研究機構的緊密聯合、借助于風險投資資金、有限公司轉為股份公司并上市運行等,也呈現渴望快速發展的勢頭,前景是堪為樂觀的。

在生物技術產業化的發展過程中,有一個長期被忽視的問題,嚴重地影響著我國生物技術產業的發展。可以說,如果此問題再不被重視的話,我國生物技術產業界不僅將要面臨越來越被動、道路越走越窄的局面,甚至還會反過來影響到我國生物科學研究的發展。這就是生物技術產業的知識產權保護問題。

2 生物技術產業的知識產權保護

現代生物技術產業涉及的知識產權保護范圍很廣,包括專利、商標、版權(著作權)、工業品外觀設計、商業秘密和反不正當競爭等。其中最具生物技術特色也最為重要的保護就是專利權的保護。因此本文主要介紹生物技術的專利保護問題,并對其他形式的保護略加介紹。

2.1 生物技術的專利保護

依據當今生物技術的發展所揭示的生命物質的層次,將專利法可能涉及的生命物質大致分為五類,分別為:

(1)分子 核酸類分子(如通常討論的基因即DNA分子)、蛋白質類分子(如各種細胞因子、抗體等)、糖類分子、脂類分子或其修飾物(如聚乙二醇修飾的蛋白質分子或糖蛋白分子、脂蛋白分子等)。此類物質是極為廣泛的一類物質,在實際的專利申請中占的比例也最大。

(2)細胞 以單細胞為其基本存在單位的生物或細胞,包括所有細胞微生物(如細菌、放線菌、酵母菌和霉菌等)、動物細胞和植物細胞或其轉化細胞、轉染細胞等。疫苗、病毒/噬菌體(亦屬微生物)、其他類基因載體如質粒等也可歸入本類。

(3)器官 離體培養的器官如血管、視網膜等。

(4)胚胎 主要指高等動物包括人的胚胎或其嵌合體(chimera)。

(5)個體 包括植物體、動物體,其中主要是轉基因的植物體或動物體。

上述物質基本構成了生命物質的全部內容。但僅有這些還是不夠的,還需要加上一些針對上述五個層次的生命物質的操作方法,如合成、復制、序列分析、培養、轉化、轉染、融合、移植、克隆等。

至此,我們就得到了專利法可能涉及的有關生物技術發明的所有主題(subjectmatter)。

專利主題必須具有可專利性(patentability)。照國際上基本一致的要求,這主要指發明要具有創造性、新穎性與工業實用性。如《歐洲專利公約》(EuropeanPatentConvention,EPC)在其第二部分(實體專利法)第一章(可專利性)中就明確規定了可專利的發明應具有創造性(inventivestep)、新穎性(novelty)和工業實用性(industrialapplication)。我國專利法也有同樣的要求。國際公約也是如此。如《TRIPs協議》第27條1款就做了與EPC幾乎一致的規定,既強調了專利主題物質應具有的“三性”,還強調了發明不得因發明地點和技術領域等而受歧視。

可見,生命物質(包括涉及生命物質的方法,下同)要受到專利法的保護,要成為專利法保護的客體,也一定要具有可專利性的“三性”要求,即具有創造性、新穎性和工業實用性。

盡管已有既定的標準,但生命物質的可專利性判定卻又不像對以前任何其他領域-如機械、化工與甚至計算機軟件等領域-的判定那么簡單,只要適用既定標準來判定就可以了。如果是那樣的話,當今世界也就不會為是否授予哈佛轉基因鼠和“多莉”克隆羊專利而爭論得沸沸揚揚了。經過生物科學界、生物產業界(包括醫藥、衛生、農業等多個領域)、宗教界、倫理組織、環保組織、知識產權組織和法學界的積極參與和對各方利益的極力平衡,到20世紀末,隨著《TRIPs協議》的廣泛簽署和歐盟于1998年通過《關于生物技術發明的法律保護的歐洲指令》(以下簡稱《指令》),世界對生命物質的專利保護問題也基本達成了以下幾點共識。

(1)生命物質具有可專利性,當且僅當它們滿足可專利性的要求(《TRIPs協議》第27條1款,《指令》第1條1款、3條、4條3款、5條2款)。

(2)動物品種、植物品種和繁殖植物或動物的主要是生物學的方法不具有可專利性(《TRIPs協議》第27條3款(b)項,《指令》第4條1款)。但如果有關的植物或動物發明不限于特定的植物或動物品種,則不可排除其可專利性(《指令》第4條2款)。

(3)有關微生物的發明或其相關方法具有可專利性,當且僅當它們滿足可專利性的要求。

(4)對生命物質的簡單發現,如一個基因的DNA序列,不具有可專利性;但若該生命物質是從人體中分離而得或由技術方法生產的,即它們對于公眾來說是不易得的或是非顯而易見的,則不應該排除其可專利性,即使其結構與自然狀態中此生命物質的結構相同(《指令》第5條1、2款)。

(5)生命物質的專利保護應受到道德倫理與公共秩序的制約。此即所謂的“道德條款”。

為適應和促進生物技術產業的發展,專利法已在有關生物技術發明的可專利性上做出了相當的讓步。主要體現在對“三性”標準要求的寬泛解釋上,與以前相比已有很大的變通性。如對于“創造性”的判斷,不再僅以自然界已存在該生命物質為排除理由(上述第(4)項),即即使某種物質存在于自然界(如人體中),但在其自然狀態下卻不可能為人們所利用,那么關于該生命物質的發明則不應因其已在自然界中存在而被排除其可專利性(如通過基因工程方法生產胰島素)。同樣“工業實用性”也已獲得較為寬泛的解釋。由此可見,專利法的調整已基本使生命物質的可專利性問題得到解決。但不可避免地還保留著許多限制。這些限制基本上是出自于道德倫理方面的考慮。如《TRIPs協議》第27條2款規定成員國在認為有必要保護其“公共秩序或道德”時排除發明的可專利性,并進一步把保護“公共秩序或道德”解釋為“保護人類、動物或植物的生命或健康,或避免對環境的嚴重危害”。這在《指令》中有更具體的反映。如《指令》第6條1款與《TRIPs協議》一樣排除了違反“公共秩序和道德”的發明的可專利性,并在其第2款以列舉的方式明確排除了以下各項的可專利性:

(a)克隆人的方法;

(b)改變人的種系(germline)的遺傳特征的方法;

(c)為工業或商業目的使用人的胚胎;

(d)可能導致動物痛苦而對人類或動物沒有任何實質性醫療利益的改變動物遺傳特征的方法和由這些方法產生的動物。

簡言之,專利法和相關法律中的這些“道德條款”,就排除了某些有可能危及人類的道德倫理和尊嚴的生命物質或方法的可專利性,從而筑起一道保護屏障。

總結當今世界對生命物質的專利保護的發展狀況,可以看出,隨著生物技術的發展而不斷調整的專利法,已逐漸敞開了對生命物質進行專利保護的大門。雖然出于道德倫理與公共秩序的考慮排除了一些特殊生命物質和方法的可專利性,但就總體而言,對生命物質的專利保護已經是不可逆轉的世界潮流了,這對生命科學界、生物產業界及整個知識產權界的意義是不言而喻的。

就我國對生物技術的專利保護而言,由于我國專利法的立法、司法和執法實踐時間都相對較短,經驗相對不足,因此在某些方面的欠缺是明顯的。這不僅體現在理論研究上的欠缺,也同樣體現在具體專利管理實踐上的落后。單就立法狀況來看,我國專利法基本與EPC一致。但在具體的實踐中,卻又呈現出相當的靈活性。可以認為這種靈活性是必要的,它既是現實實踐的需要,也為我國盡快與國際社會標準接軌積累經驗,同時也能保護我國生物科學和產業的健康發展。

對于植物新品種的保護,各國情況也不統一,但基本上都由《保護植物新品種國際公約》(UPOV)加以約束。我國已于1999年4月23日正式成為UP OV公約的成員國。

2.2 其他形式的知識產權保護

生物技術產業界與其他產業界一樣,要想有一個良好的運營秩序并能健康發展,就一定要有其他多種形式的知識產權保護。下面略加介紹。

商標 根據《TRIPs協議》的定義,商標是“任何能夠將一個企業的商品或服務區別于另一個企業的商品或服務的符號或符號組合”。正如眾所周知的例子,如CocaCola(可口可樂)、Kodak(柯達)等,其商標本身的價值已達數百億美元之巨。這當然是多年苦心經營的結果,但也應該承認它們本身開始即具有的獨創性。在生物技術公司中也有較好的例子,如Genetech、Amgen等。

商標的取得分為注冊取得和使用取得兩種,在不同的國家里有不同的規定。關于商標管理方面的國際公約有《商標國際注冊馬德里協定》、《商標注冊用商品和服務國際分類尼斯協定》等,我國分別于1989年和1994年加入。

版權(著作權) 主要是對數據庫(database)的保護。DNA序列與蛋白質序列的大量測定、對各種遺傳性疾病的分析都會產生大量的數據,如何有效地管理與使用這些數據(庫),以便既能有效地進行科學與信息的交流,又能保護自己的經濟利益,就是研究機構與企業關心或者應該關心的問題。著作權能為此提供一定的保護。但有關方面的問題還在爭論中。

工業品外觀設計 在我國這亦屬專利的一種。對于生物技術產業而言,這主要可能涉及到產品的包裝問題。不可否認,一種新穎與方便使用的包裝會有助于一項產品的推廣。

商業秘密 包括技術秘密與經營信息。如果一項開發中的生物技術不適合申請專利(或者說用技術秘密的形式可以得到更好的保護)或者尚不到申請專利的時機,那么就應該采取商業秘密的保護方式。我國《反不正當競爭法》(第10條)和《TRIPs協議》(第39條)對此都有規定。

反不正當競爭 對于企業間的不正當競爭行為,受害者可依據相關的《反不正當競爭法》或相關的國際公約提起訴訟以求得補償。

此外,還有地區性生物資源的保護問題,在國際知識產權界也一直進行著廣泛討論。我國生物技術產業界和科技界對此應有所重視與警惕,以免造成不可挽回的損失。總之,只有充分利用好各種知識產權保護手段,才可能使生物技術產業得以健康穩定地發展。