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生物科学发展前沿样例十一篇

时间:2023-09-01 09:19:26

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生物科学发展前沿

篇1

自1946年起,原西南联大师范学院即现今云南师范大学已经开始培养生物科学的本专科学生,为云南省的基础教育和绿色经济建设做出了非常积极有效的、不可替代的贡献。为了顺应时代的发展,本专业建设拟以生物学科发展前沿为引领、学科和教师队伍建设为主导,抓住教学、科研两个重点,加强理论基础、实践环节和实践教学体系的建设,进一步优化人才培养方案和课程体系;以“培养厚基础、宽口径、高素质、强能力、精技能的教师”为专业建设的主要任务,全面提高教育质量、办学效益和学生的核心(就业)竞争能力,服务云南基础教育和绿色经济建设,为“两强一堡”建设培养高质量的专业人才,推动云南省跨越式发展。

二、建设思路

以生物学科发展前沿为引导、学科和教师队伍建设为主线、科研和教学创新团队建设为基础、人才培养模式改革为突破口、课程体系建设和课程内容更新为核心,加强理论基础与实践教学体系的建设,依托学院科研平台培养本科学生科学研究能力,强化学生实践能力和创新精神培养,着力研究课程设置及课程体系建设对学生学科专业的知识建构、能力培养、素质提高等方面的作用,全面提高教育质量、办学效益和学生的核心竞争能力,服务云南省及西部少数民族地区生物科学基础教育和“两强一堡”的绿色经济社会建设,加快云南科学发展、和谐发展、跨越发展。

三、建设内容

(1)锤炼以高水平学科建设和科学研究为标志的高素质教学研究型教师队伍;

(2)以云南省生物科学基础教育和绿色经济建设需求为依据、学科发展前沿为动力、教师教育为特色,将本专业建设为特色鲜明、在西南地区具有引领和示范作用的生物科学师范专业;有效带动云南边疆民族地区的生物科学基础教育的发展;

(3)加强教学质量工程建设,将生物科学相关的学科、教育主干课程建设成为省级以上精品课程;为拓展学生跟踪生物科学发展前沿的能力,积极建设双语课程项目;

(4)坚持基础理论、实践实习和科学研究成果集成,构建以综合性、设计性实验为主导的新型实验课程体系;

(5)培养基础厚实、实践能力强、具有良好专业发展潜力和拓展能力,服务于云南省基础生物教育、职业教育、生物资源保护与开发利用、生物能源开发、生态环境保护相关产(行)业的高素质教学、科研与管理专业人才。

四、建设措施

(1)以学科建设为龙头、科学研究为后盾、社会需求为依据,聘请资深科学家、生物学相关产(行)业专家加盟教师队伍;

(2)深入探讨以生物科学为基础的“通识教育+专业教育+教师教育”人才培养模式内涵,优化完善具有云南特色的生物科学师范类培养方案、教学计划、课程体系、教学大纲和相应评价体系。

本着“拓宽口径、夯实基础、因材施教、分流培养”的原则,以“通识教育+专业教育+教师教育”的模式进行人才培养。近年的改革探索,人才培养基本框架和策略、培养方案等各个环节已经日趋完善。然而,随着生物学科的发展及其对教师教育内涵与标准的改革、云南生物资源的保护与利用、生物能源的开发利用、环境问题的突显,“生物科学”专业的现行培养方案和教学内容仍然存在许多薄弱环节。

云南师范大学生命科学学院在学科建设和科学研究过程中,针对云南的微生物资源利用、工业用酶开发、云南人群营养构成与基因组稳定性的关联、云南能源植物资源与生物能源开发、云南生态环境保护与修复产出了大量标志性科研成果,有效支撑了依托于生命科学学院的“生物能源持续开发利用教育部工程研究中心”、“环境生物学”云南省省级重点学科、“生物化学与分子生物学”云南省省级重点学科、云南省生物质能与环境生物技术重点实验室”和“云南省生物质能与环境生物技术创新团队”的建设。借助以上科研项目的实施和学科和研究平台条件的建设,完善学院整体的学科布局,促进本科教学,将产业、科研方面的优势最终转化为学院教学上的强大推动力,实现教育和产业并重,产业、科研“反哺”教学的发展局面。

如何将学科建设、科学研究成果更加有效地引入生物科学专业的课程改革,形成新的生物科学特色专业人才培养方案、教学计划、课程体系、教学大纲,使本专业建设与云南省基础教育、科技和绿色经济建设更有效结合?如何使人才培养更贴近云南和西部少数民族地区特色,成为高强度、高潜力的“生物专业+生物教学”的双师型人才?将是本专业的重要特色,也是本专业建设的重点之一。

(3)在课程建设中,①对原有双语教学课程和精品课程进行教材、教学内容和教学方法的改革与凝练,培育省级以上双语教学课程和精品课程;②在本科教学中增设《酶工程学》、《植物生物工程》、《医学分子遗传学》、《保护生物学》、《高等植物多样性》、《花卉学》、《生物伦理学》、《性健康教育学》等与学科发展前沿和地方特色紧密结合的系列特色课程。

(4)结合云南省生物科学基础教育现状、生物资源特色和开发利用潜力,加大具有地方特色的教材建设力度;

(5)结合专业特色和教育技能的发展动态,深入进行教学方法和教学手段的探索与改革;在专业课程教学中,提倡体现不同学术风格、不同知识体系的教学方法改革和探索;

(6)构建以综合性、设计性实验为主导的新型实验课程体系;

为提高本专业学生的综合能力和创新能力,我们在本科实验教学中融入教师大量的科研手段和成果,20xx年,启动了“综合性、设计性”实验教学研究项目。在《发酵工程实验》、《植物生理学实验》、《动物学实验》和《遗传学实验》等4门实验课程中设立了专项基金,在20xx、20xx级生物科学专业实施了“热激诱导的玉米幼苗的耐热性的现象观察及生理生化机制研究”、“特定产物工业生产菌种的筛选、发酵及应用性质研究”、“原生生物与环境的组合及动态规律研究”和“淀粉酶产生菌的分离筛选、鉴定、发酵条件优化及酶学性质研究”等综合性、设计性实验。综合性、设计性实验已成为生命科学学院加强实践教学,全面提高综合性设计性实验教学质量的重要举措和特色。经过几年的不懈努力,20xx年我院的“生物科学综合性、设计性实验教学改革的研究与实践”荣获省级教学成果二等奖。然而,如何将基本理论、基本技能有效地整合到综合性、设计性实验之中?如何改革验证性实验的教学内容与方法?如何拓宽综合性设计性实验的开设范围及研究内容?亦是本研究中的重要内容之一。

(7)建立开放式人才培养体系,野外实习、教育实习和专业实习基地的建设紧密结合相关产(行)业的发展趋势,发挥基地的资源优越条件,夯实学生基础知识、基本技能,培植实践和创新能力;

(8)强化专业建设和生物资源保护与利用、生态环境保护、绿色经济建设之间的衔接,拓展学生知识体系,构筑良好的发展潜力和适应能力。

五、预期成果

(1)形成学历、学缘、职称和知识结构合理,由学者型、教育型、产业型专业人员构成的高素质教学研究型教师队伍;

(2)建成云南省领先、西南地区具引领和示范效应的“生物科学”师范专业;

(3)构建更适应生物科学发展、云南基础教育和生物产业发展需求的生物科学专业人才培养方案、教学计划、课程体系、教学大纲;

(4)在原有课程建设基础上,建设一批具有地方和学科特色的特色课程和省校以上精品课程、双语示范课程;

(5)构建科学管理、高效运转的基础实验平台、技术实验平台和综合实验平台;

篇2

在生物学教学中,我们应重视科学知识的教育,更应重视生物科学知识在社会生产和生活中的应用。STS教育是当今科学教育的重要趋势之一,高中《生物课程标准》要求对学生进行STS教育,目的在于突出科学、技术与社会的相互关系和科学技术在社会生产、生活发展中的应用为指导思想而组织实施的科学教育。

一、STS模式的含义

STS模式视科学技术的再生产为最终目标,以促进学生对科学、技术、社会之间相互关系的理解为出发点,力图选择人发展的最佳方式。该模式的基本结构为:从科学、技术、社会的相互联系出发,通过某种具体活动形式,使学生掌握科学知识与技能,并以模拟方式参与解决与科技有关的社会问题,培养学生的科学素养、正确的价值观和社会责任感。

高中生物课堂STS模式的教学就其内容可简单地概括为:知识、技能、参与。

知识,即要使学生理解或掌握教学大纲要求的生物学知识,以及与之相关的社会科学和思维科学知识,尤其要注意生物学知识与社会科学知识的结合。

技能,即要使学生掌握或初步掌握生物实验的技能、生物技术发展和应用的技能,收集和处理信息并依此进行分析、判断直至决策的技能,解决与生物技术相关的社会问题的技能等。

参与,即要使学生参与和生物技术相关的生产活动或社会活动,用模拟的方法参与解决和生物技术相关的社会争议问题。

二、运用STS模式的教学策略

1.根据教学目标整合生物科学知识,确立与STS相联系的内容

教学目标是整个教学过程的指南,也是学习评价的依据,所以确定教学目标是非常重要的。确定了教学目标的每个知识点所要达到的水平层次后,应紧密结合社会、生产、生活实际,找出本章节与STS相联系的内容。如围绕“细胞”的教学介绍细胞的全能性学说及组织培养技术与克隆技术;围绕“生物的遗传与变异”一节,增加基因工程及其应用、人类基因组计划研究新进展及其意义、航天育种等介绍;关于人工诱变在育种上的应用,介绍我国著名水稻育种专家袁隆平培育的杂交水稻自推广以来,平均每年多解决约6000万人的粮食问题,在国际被誉为2O世纪农业科学最伟大的成就之一。

2.精心选择教学形式及教学方法

STS教育是与传统教育全然不同的一种教育模式,它在教学方法上又有一些特殊要求:一是尽可能多地接触与科学有关的社会生活实际;二是强调参与性,鼓励学习者在社会生活的实践中主动地、有预见性地学习有关的科学与技术,并学习如何处理科学技术与特定的社会相联系。因此围绕教学目标,精心地选择设计合适的教学媒体,有机渗透STS教育就显得十分重要。如在学习植物组织培养时,结合植物组织培养技术的录像片,向学生介绍近几十年来发展起来的这项新技术在花卉、果树的快速繁殖、培育无病毒植物等方面的广泛应用及取得的可观经济效益。这样更加深了学生对科学、技术、社会三者之间关系的理解,使他们领悟到怎样把知识转化为生产力,形成新技术,创造新产品,服务全社会。

3.精心设计教学过程增强学生的参与意识和决策的能力

教学过程离不开学生的内心体验和主动参与。因此在教学中精心设计教学过程和教学活动,运用讨论、辩论及决策模拟等形式,紧密联系社会上生产、生活实际,提高学生的参与意识,激发他们的学习兴趣。

(1)组织学生讨论,培养他们分析问题解决问题的能力。可组织学生讨论如下问题,如:“对于不能进食的人来说,仅靠点滴输入葡萄糖液,能够长期维持他的生存吗?”“恩吉尔曼的光合作用实验,在设计上有什么巧妙之处?”“臭氧层的破坏对动植物和人体有什么危害?怎样保护臭氧层?”“男性红绿色盲的发病率大于女性发病率的现象与人类染色体组型的关系”等。

篇3

    生物相关专业的学生对生物科学技术具有浓厚的兴趣,生物科学技术基础知识扎实,对生物技术发展持积极的肯定态度,具备良好的科技强国的信念。但是,他们对高新生物科学技术知识和先进实验技术了解较少,生物科学实验实践技能较差,对生物科学科研精神的理解和研究方法的掌握不足。有调查表明,当代大学生对于当前的一些生物热点问题有一定的了解,但是对于高新技术的应用和新的科学研究领域的认识不足。在理性上,有43%的学生是盲目的怀疑,或者是盲从专家和他人的观点,对事物较少有自己的看法;在探索求知精神上,“科学功利主义”对学生的影响最大,使得学生视野狭窄、目光短浅;在实证精神上,有62%的学生缺乏实验实证精神,偏重抽象思维,缺乏科学实验的精神和价值眼光。②此外,许多高校只注重生物专业课的常规教学,很少举办专门的科研活动,且科学技能培养与锻炼的途径缺乏,这使得大学缺乏浓郁的科学素养氛围,学生较难形成一定的科学技能,由此科学实践能力也较差。

    2 细胞生物学教学中培养科学素养的意义

    细胞生物学是生物学类及农林医药类本科生一门必修的专业基础课,是现代生命科学的前沿分支学科之一,它是以细胞为研究对象,从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的生活史和各种生命活动规律的学科。细胞生物学是一门承上启下的学科,和分子生物学一起同是现代生命科学的基础,并广泛渗透到遗传学、发育生物学、生殖生物学、神经生物学和免疫生物学等的研究中,和农业、医学、生物高新技术的发展有密切的关系,是生命科学的重要支柱之一,在解决人类面临的重大问题、促进经济和社会发展中发挥重要的基础作用。同时,细胞生物学又是一门实践性很强的学科,重要理论与实践密切地联系着。随着生命科学自身和生物产业的快速发展,对生命科学相关领域创新型人才的需求也在不断增加。由此可见,细胞生物学课程中科学素养的培养对于建立与其专业层次、研究方向相符合的细胞生物学知识构架体系,培养和锻炼学生的科学思维能力具有非常重要的作用。

    3 细胞生物学教学中如何培养学生的科学素养

    细胞生物学作为生物学类及农林医药类的一门专业基础课程,在培养学生的科学素养方面,具有举足轻的重要作用。然而,科学素养的提高不是一朝一夕之功,教师应始终将其贯穿于自己的教学之中。如何在细胞生物学教学中培养和提高学生的科学素养,以下是笔者的一些想法和体会。

    3.1 加强课堂教学中的“生活化”融合

    细胞生物学的知识理论性强,内容抽象深奥、难于理解,教师可以试将抽象的内容与日常生活相联系,使学生有此联想起有趣的、熟悉的生活场景或事物,这不仅使抽象的内容具体化和动态化,使其容易理解,而且激发了学生的探究欲望和学习兴趣。例如讲解“蛋白质的分选”时,引导学生由细胞社会联想到人类社会。细胞中的各种蛋白质发挥结构或功能作用的部位几乎遍布细胞的各种膜区和组分,只有当蛋白质各就各位并组装成结构和功能复合体,才能参与细胞的各种生命活动。这就好比在人类社会中,各专业的毕业生只有找到适合其自身特点的工作岗位才能发挥所长。总之,运用发散性思维,尽可能地将细胞生物学抽象的理论知识与生活实际联系起来,并配合以多媒体辅助手段,使抽象的内容变得形象生动,易于理解掌握。

    3.2 侧重教学内容的前沿性和新颖性

    细胞生物学发展极为迅速,随着科学家们研究成果的不断涌现,其内容处在不断更新的动态过程中。因此,教师在教学过程中,要注重联系学科的前沿和热点,讲述较先进的科学结论,跟踪国际上最新进展。此外,教师在注重教学的同时,宜以科研并举,以科研引导和促进教学;教学与培养科学研究型人才紧密结合;教学内容与最新科研进展同步,使学生在正确掌握细胞生物学基础上学会解决与之相关的科学研究问题。如将教师的主要科研成果与基础理论教学有机结合,结合教学内容介绍自己的科研成果,这样既生动又贴切,学生又很熟悉,使学生获得学习的兴趣和动力,亦可以启发学生的创新思维能力,培养学生的科研钻研精神。

    3.3 增加细胞生物学实验综合性和设计性实验的比例

    综合性实验注重知识的综合运用,实验原理和方法步骤较为复杂,可以使学生更好地理解实验原理,正确使用仪器设备,锻炼学生综合分析问题的能力;设计性实验是指学生根据实验项目,自主设计实验方案,自主准备实验材料,自主配制实验所需试剂,根据自己的时间自主安排实验进程,设计性实验可以充分调动学生的实验积极性,培养学生的创新思维和勇于探索的精神。由此可见,综合性和设计性实验可以锻炼学生综合分析问题和解决问题的能力。③然而目前许多高校由于实验条件和课时安排的限制,细胞生物学实验主要以基本操作和验证性实验为主,综合性和设计性实验较少甚至没有,这在一定程度上限制了学生综合素质和创新思维的培养。④因此,教师应根据科学性、可行性和实用性原则增大综合性和设计性实验的比例。如我们精选了真核生物基因组的提取、纯化、鉴定、扩增、酶切、重组、转化、筛选的大实验,膜蛋白的分离与鉴定等综合设计型大实验,这些实验中的每个实验都构成了一个综合性整体,同时,在实验材料的选择上尽量做到由学生自主选择。通过每一次的综合设计实验,使学生进一步巩固了已学习的知识和已掌握的技术,并能够对实验结果进行合理的正确的资料采集、整理、分析和归纳,有效地培养了学生的科学素质、科学精神、创新思维及分析问题和解决问题的能力。

篇4

《普通高中生物学课程标准》的基本理念之一是“提高生物科学素养”,生物新教材中加入了大量的生物科学史素材,如何将这些灿烂的生物科学史应用于日常教学并达到提高学生科学素养的目的,是我们每位高中生物教师应当努力思考并认真实践的课题。

一、关于高中生物科学史教育

1.生物科学史概念的界定

生物科学史是以生物科学产生和发展的过程为轮廓,以科学发展历程中带有重大转折作用的课题及事件为主线,用翔实的资料论述科学家的创造性劳动,生动地描述他们进行科学探索的思维过程和方法。在高中阶段,我们无需对整个生物科学的发展历程进行研究,我们关注的仅仅是教材中涉及的对我们理解知识有帮助的一些经典史事,从中我们可以体会科学探索精神,领悟科学探究的一般方法。

2.科学史教育的内涵

美国著名的科学史家萨顿说过:“一部科学史,在很大程度上就是一部工具史,这些工具,无论有形或无形,由一系列人物创造出来,以解决他们遇到的某些问题。”生物教师要带领学生感悟科学前辈们的科学探究方法,以此来指导学生的探究活动。反之,学生实施探究活动又为实践科学方法提供了切实的锻炼机会。两者互相促进,体现了理论与实践相结合的模式,对提高学生科学素养具有重要意义。

二、生物科学史教育在培养学生生物科学素养方面的实践价值

1.灵活运用科学史,激发学生的学习兴趣

恰当引用教材中出现的科学史事,可以激发学生的学习兴趣。有的科学史料能够作为新课的引入,例如,在导入伴性遗传时,若教师引用教材中关于色盲症的发现过程,可以在上课伊始就把学生的学习兴趣调动起来。有的可以提高学生对学科知识的理解,例如,学习完蛋白质的相关内容后,教师可以引导学生阅读科学史话――世界上第一个人工合成蛋白质的诞生以及科学前沿――国际人类蛋白质组计划。这两个科学史料不仅可以加深学生对蛋白质知识的理解,还可以激发学生进一步学习的兴趣和欲望。

2.巧妙运用科学史,引导学生掌握科学研究方法

生物科学史一般要经历提出问题、做出假设、设计实验、实施实验、推论总结等过程,学习生物科学史能使学生理解科学的本质和科学研究的方法。如,学生学习了萨顿的假说“基因在染色体上”后,对于萨顿所运用的科学研究方法――类比推理有了一定的认识,知道这种科学方法存在局限性,即结论没有通过实验的证明,至此学生会有疑问如何设计实验能证明基因在染色体上。此时教师巧妙引入摩尔根的科学故事,摩尔根无论对自己的假说,还是对别人的学说,都一概采取依靠事实和运用实验来检验理论是否正确的科学态度。学生阅读故事的同时感悟着科学探究的一般过程。

同样,在讲授光合作用的探究历程、酶本质等生物学知识时,都可以巧妙引用科学史,让学生领悟单一变量、对照实验等科学实验原则,引导学生一步步地完成科学探究。

3.适时运用科学史,渗透科学研究精神

在教材中写入科学家的姓名和事迹,不仅是对科学家的一种尊重和褒扬,更是对青年学生的一种教育。这种教育主要是科学家人格力量、科学态度、工作精神和人生观、价值观等对学生的启发与感召。

教育学生应该拥有怀疑的科学精神。摩尔根对孟德尔遗传规律的确证过程就是最好的例子。由于摩尔根在自己所进行的实验中没能取得类似的结果,他便对遗传定律产生了怀疑,于是,他勤奋地进行了一系列新的实验,当大量的果蝇实验结果确证了孟德尔的定律之后,他不仅承认,而且还发现了新的定律。

教育学生拥有探幽入微的研究精神。当克劳德决心把细胞内部的组分分离开,探索细胞内组分的结构和功能时,遭到了许多人的冷嘲热讽,认为把好好的细胞弄碎毫无意义。但是克劳德坚信这样做是十分必要的。经过艰苦的努力,他终于摸索出采用不同的转速对破碎的细胞进行离心的方法,将细胞内的不同组分分开。

以上这些生物科学发展史中鲜活的事例,能让学生从中受到感悟与点化,进而让他们形成正确的世界观、价值观、人生观。

综上所述,教师利用生物科学史教育,可以提高学生生物科学素养,让他们掌握生物科学概念,提高科学探究能力,理解科学、技术与社会的相互关系,形成科学的态度和价值观。

参考文献:

篇5

中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:1673-9132(2017)06-0109-02

DOI:10.16657/ki.issn1673-9132.2017.06.067

应试教育到素质教育转变是当前我国基础教育领域的一项深刻变革,多年来,教育界一直在探索具体的实施办法,做出了很多有益的尝试。不过,总体看来,素质教育还有很长的路要走,要实现素质教育,需要多方面共同努力。我们的高中生物教学同样需要开展素质教育,这关系到我们培养的生物科学人才的质量高低。在日常的教学实践中,我们积累了一些经验,因此,现在,笔者就高中生物教学如何推行素质教育提供一些建议和思考,希望给大家提供借鉴。

一、运用生命科学史渗透素质教育

当前,生物科学发展迅猛,世界上诸多国家都加大了对生物科学的研发投入,人类对生物生命科学的奥秘有了更多新的发现和认识。生命科学史内容的引入可以让学生从历史的角度对生物生命科学有个整体的认识。国际上普遍将科学素养概括为三个组成部分,即对于科学知识达到基本的了解程度;对科学的研究过程和方法达到基本的了解程度;对于科学技术对社会和个人所产生的影响达到基本的了解程度。目前各国在测试本国公众科学素养时普遍采用这个标准。只有在上述三个方面都达到要求者才算具备基本科学素养的公众。而对于我们的学生来说,一个进行科学素质教育的基本指导思想应该是让学生了解生物科学研究的一般过程,而不仅仅看重结果。在课堂上适当引入生命科学史,使得学生在这些历史故事中,了解学科发展以及研究方法,这样学生不仅受到厚重人文气息的熏陶,而且潜移默化间也学会了新的学习和思考方法,进而使得科学素质得以提升。因此,我们要把生命科学史引入课堂教学。

例如,通过光合作用的发现过程进行科学史的教育,可以使学生了解到,科学家用了200多年的时间,才对光合作用的生理过程有了比较清楚的认识,从而使学生认识到科学发现的艰难、科学研究方法的重要,以及综合利用各学科的成果和研究手段的重要性。所以,教师在教学中一定要深入挖掘这样的教学契机,将生命科学史自然融入其中。生物科学中很多的新发现都不是轻而易举的,有艰苦卓绝的深入探索,也有灵感闪现似的顿悟,然而这一切其实都是为有准备的人而生的。这些历史故事可以给学生勇于攀登科学高峰的勇气,让他们逐渐具备生物科学研究所需要的必备素质,那就是基本的研究头脑和用于探索,认真执著的品质。

二、高中生物课堂要培养学生良好的观察习惯和品质

(一)让学生学会观察

观察看似简单,实则不然,做科学研究,就要学会科学的观察方法。科学历史上一些重大发现无不始于细心科学的观察,科学脱离不开实践,我们要在实践中观察,养成勤于观察、善于观察的好习惯。尤其是生物学的学习跟观察是密不可分的,只有通过观察,我们才能发现生物的多样性、特异性、细微性。作为教师要积极调动学生主动去观察的兴趣,兴趣本身有着强烈的动力,让学生愿意去观察,带着问题去观察。浓厚的学习兴趣,是启迪学生求知欲望,培养学生观察能力的重要手段。

(二)培养学生的综合观察习惯

在多年的教学生涯中,我们会发现,各门课程之间好像互不相关,然而,实际上彼此之间却有密切的联系。事物之间不是孤立存在的,面对观察对象,要启发学生去思考事物之间存在的内在联系。通过综合观察习惯的培养,学生就能够将不同事物和现象之间联系起来进行综合的思考和学习。如生态系统中的食物链,通过综合观察,学生才能真正认识食物链是什么,它的结构呈现出什么特点,才能真正认识生产者、消费者和分解者三者之间的关系。

(三)培养学生全面记录的习惯

及时准确的记录是观察必不可少的环节,这样就可以避免观察本身的随意性。在观察之前,教师要指导学生有目的地观察,观察中要注意重点关注的是什么,可以列出观察的提纲,留出空白,方便学生作详实的记录。因此,在观察提纲的引导下,学生就能比较全面、详细地去观察,同时也更能做好观察记录。科学研究讲究严谨求实,好的记录习惯也必不可少。如观察海洋鱼类的多样性,教师可以带领学生对海洋鱼类标本进行全面观察,全面记录海洋鱼类的形态、大小、鱼鳍的形状大小等等。在观察和记录中加深对知识的理解和记忆的深度。

三、教师要提高自身素质,改变教学观念

(一)教师要提高自身业务理论水平

学生素质的提高,首先需要一位高素质的教师,生物科学发展迅猛,生物学教师要紧跟科学发展的前沿,树立“活到老,学到老”的理念,将学习变成习惯,扎实提高个人业务水平和理论素养。只有这样,教师才会更灵活、更科学地去安排好教学,对课堂进行优化,学生才能受到教师更多有益的影响,进而促使学生综合素质的提高。

(二)教师要改变传统的教学观念

素质教育下的高中生物教学要改变传统的教师“一言堂”的局面,要充分认识到学生才是课堂的主人,变传统的“以教师为中心”为“以学生为中心”,通过教学创新,充分调动学生参与课堂的热情。在教学改革中,PBL教学法让学生带着问题去学习,通过自主探究合作的学习效果会更好,应加以推广应用。

总之,在新课标的指引下,我们高中生物学教师要转变观念,大胆改革实践,不断提高自身素质,充分调动学生的积极主动性,将素质教育渗透到课堂教学中去,通过生命科学史,培养学生科学的观察和研究能力等,助力学生综合素质的不断提高。

篇6

在学生看图的过程中展示图1。

引出细胞分化的概念,得出细胞分化的意义。

在个体发育中,相同细胞的后代,在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化是生物个体发育的基础。细胞分化过程中遗传物质没有变化,是基因选择性表达的结果。需要提醒的是细胞分化贯穿在整个生命周期中,不只出现在胚胎时期,为干细胞做铺垫。

分析得出细胞分化的特点:普遍性、持久性、稳定性、不可逆性。

接着,引导学生比较细胞分化与细胞分裂的区别。

通过对插图和表格的分析,使学生分清了细胞分化与细胞分裂的区别;了解了细胞分化的过程和特点;知道了细胞分化的生物学意义。

二、利用科学发展史了解科学的发展,正确看待科学技术对社会的影响

1.从科学发展史中学习科学与技术的关系

结合课本插图P118图6-12植物组织培养过程。通过对植物组织培养研究的历史发展过程的分析来总结科学发展的历史经验并揭示其规律。

1902年德国植物学家哈伯兰特(Haberlandt)提出细胞全能性概念,并用叶肉和其他多种细胞进行离体培养。在自制的营养物质中培养,仅出现一些细胞增大,未出现增殖和分化现象。

1934年荷兰植物学家(温特)F.W.Went发现了吲哚乙酸(IAA),随后又有人相继发现了IBA,NAA和2.4-D人工合成的生长素。

1934年怀特(White)用无机盐、糖类和酵母提取物配制成怀特培养基,用番茄根进行离体培养形成愈伤组织。其后证明了生长素和维生素对组培的作用,提出了细胞全能性学说。

20世纪40-50年代,斯库格(Skoog)和崔等人利用添加了腺嘌呤和生长素的培养基进行烟草培养,诱导根、芽等器官,并确定腺嘌呤和生长素诱导根和芽生长的作用。

1958年美国斯图尔德(Steward)等和德国赖纳(Reinert)等分别将培养的胡萝卜根细胞诱导形成了胚状体,形成新植株。用实验证明了植物细胞的全能性。

从以上植物细胞全能性的研究历史,我们可知培养基是影响成功的重要的因素,正是因为科学和技术的相互支持,才使组织培养技术能够获得成功和完善。

通过植物组织培养,我们可以获得大量的克隆体,保持优良特性,缩短生产周期。为我们的生活提供丰富的物质保障,如花卉和蔬菜培育。

2.科学与技术对社会的影响

植物细胞的全能性,引发了人们对于动物细胞是否具有全能性的猜想,经过许多科学家的努力,动物细胞的体外培育不能实现细胞的全能性。几经周折后,科学家终于通过细胞重组技术证明出了动物细胞核具全能性。因为细胞核具有生物体的绝大部分遗传物质。

证明动物细胞核具全能性的就是克隆技术,也称核移植。

1996年7月5日,世界上第一只克隆羊多利(Dolly)由英国爱丁堡大学的伊恩・维尔穆特博士培育成功,但这成功并不是利用一个细胞就实验成功了,而是利用了上千个卵细胞才成功一个,其中过程也是很复杂的,是科学理论的指导下进行的。

克隆可以用于造福人类,比如说治疗性克隆,利用胚胎干细胞进行器官移植。要是被别有用心的人利用,克隆也可以影响人类的正常秩序,那后果将不堪设想。比如说克隆优等人种组成军队统治世界。

所以,科学是技术发展的理论基础,技术是科学发展的手段。科学技术是社会进步的动力,然而科学技术的也会给人类带来负效应,应正确处理好科学技术和社会的关系。

三、与现实生活的联系,进行STS教育

本节课有个探究模块,就是干细胞的知识。课标要求学生能自主搜集资料,并与同学分享成果。通过查找资料让学生及时理解关注对科学、技术和社会发展具有重大影响的生物学新进展,激发学生学习生物学的积极性。

学生分享:移植弟弟脐带血治好血癌,3岁女童健康成长;姚明加入中华骨髓库等案例。

引导学生通过讨论得出:白血病就是骨髓中的造血干细胞在分化的过程当中出现问题,导致不能正常增殖、分化出血红细胞。我们可以用正常的造血干细胞替代有问题的细胞,达到治疗的目的。脐带血里含有造血干细胞,通过移植造血干细胞就可以慢慢恢复造血功能。

干细胞可以分为三大类:全能干细胞、多能干细胞,专能干细胞

这里的脐带血就是专能干细胞,可以分化成红细胞、白细胞等各类血细胞。

引导到目前人类遇到的重大科学难题――器官移植。器官移植需要先配型,后移植,移植成功后还需要终生服用抗免疫排斥的药。有没有能绕过免疫排斥的方法呢?那就是利用自身的干细胞培育出所需要的器官移植是最好的选择,它不会产生免疫排斥反应。

干细胞培育的方法还有望用于拯救珍稀、濒危动物。适当的介绍干细胞新进展,诱导多功能干细胞(iPS)的研究在生物和医学领域具有广阔的应用前景,有望成为实施再生医学和细胞治疗的重要细胞来源。

上述实例的介绍,让学生深刻体会到科学与技术对社会的影响力,从而激发学生强烈的好奇心和学习生物科学的兴趣。

四、课堂教学渗透STS教育的效果

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培养学生的生物科学素养是普通高中生物学教学重要的目标。我国现行的普通高中生物课程标准所描述的课程基本理念中明确提出,提高每个高中学生的生物科学素养是本课程标准实施的核心任务。因此,作为高中生物教师,应该充分利用各种课程资源,着力于提高学生的生物科学素养,合理挖掘当前与生命科学密切相关的热点事件,开展教学不失为一种有效的选择。

一、解读生物科学素养的主要内容

我国现行的《普通高中生物n程标准》指出: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。1993年,美国生物科学课程研究所(简称BSCS)出版了名为“发展生物学素养”的生物学课程指南,对生物学素养作了详尽的论述,并把它作为生物学课程的基本目的。BSCS认为,一个具有生物学素养的学生需要对科学的本质和特点有起码的理解。学生对科学知识特点的认识和理解,对科学的价值以及科学探究的过程和方法的理解与掌握,是生物学素养的基本要点。比较两者对生物科学素养的界定,虽然在表述上略有不同,但总的来说,两者对生物科学素养的认识是趋同的。概括地说,生物科学素养可以从知识、能力、情感态度和价值观三个维度来定义:在知识层面上,要求学生掌握基本的生物科学知识,能够用所学习的生物学知识理解或解释发生在身边的生物科学现象;在能力层面上,要求学生具有一定的生物科学探究和创新能力,具有将生物学知识用于解决实际问题的应用能力;在情感、态度、价值观层面上,要求学生形成正确的世界观和价值观,对生命现象和生物科学知识具有关注和探究的热情,对生物学技术及其他与生物学相关的问题具有正确的判断力,并且能根据自己的判断做出正确的抉择。

二、学科热点事件在培养学生生物科学素养中的作用

当今,随着信息传播手段的不断发展,人们获得各类信息的渠道增多,不少事情得到人们的关注而成为社会热点事件,这其中就有一些事件与生物学具有一定关联的,我们称之为学科热点事件。这类学科热点事件本身或者与事件相关的背景可能蕴涵着生物学的知识和原理,可能关系到生物学知识和技术的研究、发展和应用,也可能涉及对生物多样性、现代生物技术应用等方面的态度和价值判断。这就使得这些学科热点事件具备了成为有利于培养学生生物科学素养的课程资源的条件。

引导学生关注和探究这些学科热点事件,对于广大教师来说,也是培养学生的生物科学素养的应然之举。一方面,学生对于与生命科学有关的现象和事件的关注,乃至于愿意着力于对它们进行探索和研究,本身就是生物科学素养的一部分。2016年1月7日的《南方周末》发表的《核心素养:素质教育的新起点》一文中指出:现在的高中生中知道当红影视明星的学生要远多于知道屠呦呦的学生。此文提出,培养学生的核心素养需要用现实的情景及问题来激活教材知识,并借此将综合实践能力与情感、态度等加以整合;需要用人类最前沿的科普性知识,不时对“核心素养”予以淬炼和激活。另一方面,热点事件得到了社会层面较多的关注,在各种媒体中出现的频率也比较高,往往能够激发起学生去了解甚至去研究的兴趣。由于学科热点事件关联着学科的知识、技能和价值判断,只要老师引导得法,学生就有可能围绕这些热点事件有所疑、有所思、有所感、有所得,学生的生物科学素养就会在这个过程中得到有效的提高和发展。

一段时期以来,与生物科学相关的热点问题是很多的,笔者略举两个例子来说明其在培养学生的生物科学素养中的作用。

(一)屠呦呦研究员获得2015年诺贝尔医学和生理学奖

2015年,我国生物科学领域最引入注目的事情当属我国科学家屠呦呦与两位外国科学家分享了本年度诺贝尔医学和生理学奖,这是我国科学家因为在中国本土进行的科学研究而首次获诺贝尔科学奖。获奖消息传来,可谓举国沸腾,中国科学界多少年的诺贝尔科学奖的梦想这一刻终于成为了现实。笔者认为,我们每一位生物老师都应该在第一时间与同学们分享这份喜悦。同时,教师也需要挖掘这一事件在培养学生生物学科素养上的价值。

首先,教师应利用这一事件努力激发学生对生物科学的兴趣和热情。虽然学习及科学研究的本身并不是为了获奖,但获得诺贝尔科学奖毕竟代表了学界对科学家工作的充分肯定,是科学家本人以及他所代表的国家的一种无上的光荣。一个国家获得诺贝尔奖的多少,在很大程度上反映着这个国家科技创新能力的高低。我们国家在获得诺贝奖的道路上才刚刚起步,但我们有理由相信会有更多的诺贝尔奖花落中华大地。屠呦呦研究员获得诺贝尔医学和生理学奖,而在生物学领域还有无穷尽的未解之谜等待着人类去发现。21世纪正是“生命科学”获得巨大发展的世纪,“生命科学”发展的美好愿景一定能够吸引更多的同学关注或者投身于生物科学的研究中。因此,生物教师应该做好学生的领路人和宣传员。

其次,屠呦呦获得诺贝尔奖这一事件能够帮助学生形成正确的价值观。诺贝尔奖的颁奖词中提到,“屠呦呦发现了青蒿素,这种药品可以有效降低疟疾患者的死亡率”,“这三人的科研发现的全球影响及其对人类福祉的改善是无可估量的”。教师应该组织学生从这些颁奖词的角度去分析和讨论学习生物学知识以及进行有关生命科学研究的目的和价值取向。经过探讨,学生能够认识到学习知识、发展能力的重要性,力求用所学的生物学知识解决人们生产、生活中的实际问题。关注整个人类的生存和发展是学习生物学的根本目的,也是每一名学生立志要去实现的目标。屠呦呦研究员在解释当年她选择就读北京大学医学院药学系的原因时说:“药物是治疗疾病的主要手段,我认为只有生药学专业才最可能系统地探索中医药领域。”这段表述说明了屠呦呦年轻时候的志向和追求。显然,她获得诺贝尔奖与她所具有的正确的价值观是密不可分的。

这一事件在培养学生的科学创新意识和精神、引领学生理解生物科学探究历程和方法等方面都具有重要的作用。

(二)施一公教授带领的研究团队揭示剪接体结构及工作机理

在生物科技前沿领域,我国也有一些重大的发明和发现成为人们关注的热点。2015年8月,中国结构生物学家施一公教授带领的研究团队在《科学》周刊同时在线发表了两篇文章,揭示了剪接体的结构及工作原理。这是中国科学家在有关基因表达过程研究领域中的一项重大发现,清华大学为此项科研成果召开了新闻会。生物科学界很多科学家都认为这一发现是有望@得诺贝尔奖的成果。美国科学院院士、美国斯隆-凯特琳癌症研究中心教授丁绍・帕特尔说:“剪接体的结构是完完全全由中国科学家利用最先进的技术在中国本土完成的,这是中国生命科学发展的一个里程碑,它将影响并鼓励下一代青年人进入生命科学研究领域。”这一事件无疑是人们尤其是与生物科学相关的各界人士关注的热点,而帕特尔教授的评论,提示我们这一热点事件富含着培养学生生物科学素养的价值。

首先,教师可以充分利用这一事件培养学生的创新精神和创新能力。创新是一个民族的灵魂,创新精神和能力也是生物科学素养中至关重要的一个部分。围绕这一事件,我们不仅要向学生介绍施一公教授的团队研究的成果和意义,更重要的是要引导学生关注他们在技术和方法上的创新之举,要让学生深刻理解创新对于科学发现的重要意义。RNA剪接体的结构是长期困扰科学家的一个难题,而施一公教授的团队正是创造性地运用了冷冻电镜技术,并运用了新的计算方法才最终得到了科学的结果。也许,同学们并不能理解这些技术的原理,但同学们一定要有勇于创新的意识。同时,我们要让学生对创新有一个正确的理解,创新并不一定就是“无中生有”,如上文提到的冷冻电镜技术已经产生了几十年了,施一公教授的团队是创造性地运用了冷冻电镜的最前沿技术。因此,教师要让学生认识到创新可能是一种技术的改良,可能是一种新方法的运用。只要我们勤于思考,在科学的基础上勇于革新,创新并不是遥不可及的。对于学生来说,只有增强了他们对创新的理解,创新能力的提升才成为可能。

其次,教师也可以有意识地引导学生去关注施一公教授以及他的研究团队。在中国科学界,施一公教授无疑是一颗耀眼的明星。他那些丰硕的科学研究成果,他略带传奇色彩的求学和科研之路,他对生命科学研究的执着追求,他对中国科学研究及教育状况的真知灼见等,都可以成为学生去了解、研究和感悟的素材。在这个过程中,同学们可以更真切地理解科学的价值以及科学探究的过程和方法,这显然有益于提升学生的生物科学素养。施一公教授带领的研究团队同样值得我们的学生去关注。这个研究团队非常年轻,但是,他们用他们的智慧和努力创造了惊人的业绩,这也许更能激起学生向他们学习的热情和向他们靠近的激情和勇气。

再次,在学生对生物知识学习的层面上,这一热点事件对于激发学生学习相关知识的兴趣和信心、促进学生掌握相关知识是大有益处的。RNA剪接体是在真核生物基因表达过程中对前体RNA加工成成熟RNA过程中发挥其作用的。这个作用的机理,高中学生不必要知道。但与这个过程相关联的真核基因与原核基因在结构上的区别、外显子和内含子、基因的转录和翻译、基因表达的调控等知识是在高中阶段需要学生了解甚至掌握的。教师可以在适当的时机给同学们介绍这一热点事件及其有关背景,便会很顺利地为教学创造一个有利于学生学习的情境,学生的学习和探究就能更加投入和主动,这显然有利于学生对相关知识的学习。

当然,与学科密切相关的热点事件是层出不穷的。生物教师应该持续地关注这类事件,并积极探索其在培养学生生物科学素养方面的应用价值,为顺利完成高中生物课程的核心任务做出自己的努力。

[参 考 文 献]

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准(实验)[M].北京:人民教育出版社,2003.

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兴趣是获得知识的内驱力,它影响着学生的学习行为与效果。学生对所学学科兴趣浓厚,其学业成绩一般 都比较理想。因此,在教学中努力激发、调动学生的学习兴趣,就成了教学研究的重要课题之一。中学生物教学中,激发、调动学生学习兴趣的形式与手段很多,本文仅就生物课堂教学中如何培养学生的学习兴趣谈谈个人的一些看法和体会。

1 加强演示实验、分组实验,培养学生的观察能力、动手能力和思维能力。

生物学是一门实验科学,研究它的主要方法是科学实验。通过验证性实验可以巩固课堂知识,通过探索性 实验可以使学生主动获取知识。加强实验不仅提高了学生的学习兴趣,使学生掌握一定的技能,同时也培养了 学生敏锐、细致的观察力和分析问题、解决问题的能力。加强演示实验,凡是应该让学生看到的,尽量让他们看到。边讲课边实验,尽量做到先做实验后得结论。增加实验,给学生尽可能多的动手机会。

2 以实物观察、实验演示或生物事实导入新课,激发学生的求知欲。

教学实践证明,利用学生的好奇心,精心设计好新课的导入,一开始就能紧紧地吸引学生的注意力,激发 起他们浓厚的学习兴趣,促使他们积极主动地学习。如讲“伴性遗传”时采用提问式导入课题:“咱们班有没有同学患色盲?”真巧,一个男生站起来说 他患色盲。我又问他家里还有谁患色盲,他说他舅舅也是色盲。这时我告诉他们,我以前的一个男学生是色盲 ,他的外公也是色盲。学生们议论纷纷:“这是怎么回事?”我不急于解释,又进一步发问:“你们听说过哪个女孩患色盲吗?”学生们面面相觑,摇头摆手,底下又是一片议论声:“真怪!这究竟是怎么回事?”在学生们充满期盼的目光中,教师真切的感受到他们强烈的求知欲,这样导入新课,效果可想而知。

3 适当介绍生物科学研究的新成就及其发展前景,给学生以启迪。

生物科学是当代科学的前沿,生物技术是世界范围内新技术革命的重要组成部分,它正以空前的魅力吸引着无数科学家为之献身,生物领域中众多的未知数正期待着年轻一代去探索,去寻求答案。因此,在课堂上适当介绍生物科学研究的新成就,可以有效地给学生以启迪。 例如,当人们的器官发生了不可逆转的病变,生命受到威胁时,挽救生命的唯一办法就是器官移植。为了解决器官的来源问题,也为了预防移植后出现的排异现象,科学家们采用基因工程的方法,培育出带有人类某 些基因的动物。经过基因工程改造的“猪心”、“猪肾”等,可望在不久的将来进入人体执行正常的生理功能 。事实证明,这种潜移默化的熏陶在学生中产生了巨大的影响,他们非常关注生物科学发展的动向,科学成 就成了学生们谈论的话题。

4 加强理论联系实际

生物学是一门实践性非常强的学科,它联系社会、生产实践及日常生活等各方面的实际,它不仅可以解释一些现象,还可以指导我们的实践活动。如讲“生物与环境的关系”时,补充了世界及我国的人口状况、环境污染、资源短缺等内容。特别增加了人们认识较晚的噪声和电磁波污染给人们带来的危害,使学生对污染的认识更为全面。同时引导学生分析种种尚未引起人们足够认识的错误作法,如讲述森林的作用后,引导学生认识烧树叶的危害,以唤起学生的生态责任感,从自身做起,从小事做起。

此外,生物课的教学离不开教具,优化教具组合,辅助使用录象片、计算机软件等现代化教学手段,也是提高学习兴趣的重要方面,它可以使学生的学习情绪出现一个个,造就一种气氛,使学生在欢乐中求学、求知、求会。

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生物学是研究生物的结构、功能、发生和发展的规律以及生物与周围环境的关系等的科学,是人类从生物角度真正揭开生物世界的奥秘,由被动适应自然界转向主动改造和重组自然界的基础学科。近年来,生物学取得了突飞猛进的发展,其应用已经广泛渗透到了生命科学的各个研究领域,与其他学科的关联整合也越来越多。因此,生物教学在高中教育中也显得越来越重要。生物学是一门实践性、技术性很强的科学,因此,如何提高学生实践及创新能力已经成为了高中生物教学改革的热门话题。为了提高生物学教学质量,适应高中教学体制改革的需要,本人对高中生物教学工作积累了一些经验,希望能对高中生物教学的改革和创新有所帮助。

一、关注生物科学发展动态,及时更新自身知识储备

生物学是一门发展极其神速的学科,一些理论和概念随着科学的不断发展,也在发生不断的变化。然而书本上的一些理论知识与时展相对滞后,这就往往容易造成理论与实践相脱节,使学生不能及时接触生命科学发展的前沿知识。这就需要教师时刻关注生物科学发展的动态,吸收生物前沿科学新知识、新理念,及时更新自身的知识储备,只有这样才能确保理论教学与社会实践相结合,才能提高教学质量,进而提高学生运用理论知识解决实际问题的能力。另外,教师应该经常进修学习,开展教育教学研究,努力提高自身素质。同时,教师之间也应该经常交流,相互学习,勤于总结,这样有利于提高整个教师队伍的素质和工作效益。

二、创设生活化教学情景,提高学生的学习兴趣

新课程标准要求教师引导学生深入到现实生活中学习生物知识,运用课堂学习的知识去解决现实生活中的问题。生物学知识涉及到我们生活的方方面面,生活中的很多事例都可以作为我们优秀的教学素材。譬如,在讲述克隆及转基因的时候,我们可以以目前热点话题“转基因水稻”为例子,将基因克隆及转化相关知识串联起来,这样可以让学生比较系统地掌握基因工程相关知识。同时教师也可以“转基因食品安全问题”为话题,让学生展开讨论,发表自己的看法,进而激发学生的思维想象,提高学生的学习兴趣,通过将生物学知识与这些学生身边熟悉的社会事物、社会现象等相结合的方式进行课堂教学,进而让学生明白,学习是一件非常有趣和有意义的事。教师要充分能动地发现现实生活中的那些与生物学知识相关的生活情境并积极地运用到课堂教学中,这样不仅仅使学生掌握和积累了更多的生物学知识,还提高了学生的学习兴趣及运用理论知识的能力。

三、丰富教学方式,提高教学效率

在传统的高中生物教学中,大部分内容原理和方法都是由教师用文字语言或图片描述,信息来源比较有限,并且缺乏灵活性,方便性,往往难于使学生们完全理解和记忆。将先进的电子多媒体技术应用于教学中,常常可把原来抽象难懂的知识变得具体化、形象化,从而化难为易,便于学生的理解和掌握。对于一些难以理解的内容和概念,如细胞的有丝分裂、减数分裂、噬菌体浸染过程、基因工程等,可以用动画等多媒体课件进行讲解。应用多媒体教学可以增强课堂教学的生动性和趣味性,降低学习难度,激发学生学习的兴趣。同时,教师可以给学生播放一些当前比较热门的生物学相关的科教片,这样不仅可以激发学生的兴趣,同时也可以扩大学生的知识面,使教学达到最好的效果。当然,教师最基本的语言表述是授课的基础,板书、板画是授课最基本的展示手段。因此,将多媒体教学与板书图片描述授课合理结合,丰富和完善教学手段,使教学形式多样化,抓住高中学生这个年龄段的好奇心和求知欲望,不仅可以激发学生的学习动力,还可以提高教学的效率,最大限度地扩大知识面,顺利地完成教学大纲所规定的教学任务。

四、开展实验教学,培养学生动手能力及创新意识

生物学是一门以实验为基础的学科,开展实验教学对培养学生的创新能力非常重要。通过实验教学,尤其是让学生自己动手实验,有利于激发学生学习生物的兴趣和内在动力,将理论和实践相结合。教师在实验教学中不仅仅可以向学生介绍书本上的知识,同时可以让学生从实验中认识到生物学的乐趣和奥妙。教师要鼓励学生自己设计实验方案。在学生动手做实验的时候,教师要进行精心指导,多方位告知学生生物实验中的内在联系,这样不仅有利于学生掌握书本的知识,还有利于学生动手能力及创新意识的培养。然而,由于教学条件不同,目前我国高中实验教学水平也参差不齐。有些学校实验教学条件相对薄弱,无法向学生开设实验教学,这样严重降低了高中生物的教学质量。因此,个人认为,实验教学将是新课程改革下生物教学改革的重点。

五、关心学生生活,提高学生的心理素质

作为一名优秀的教师,我们不仅要关注学生的学习,还要时刻关心学生的日常生活。当前,独生子女的学生越来越多,有些学生独自解决事情的能力相对较弱,遇到一些学习和生活上的难事就不知道如何解决,时间久了就很容易造成心理扭曲,产生自卑、孤僻的心理。这就需要我们教师平时多和学生进行交流,帮助他们端正学习态度和生活观念。这不仅是我们教书育人的宗旨,也是我们教学改革的重要一环。总之,在生命科学高速发展的今天,高中生物教学应该受到重视,教学条件和教学方式应该不断改进。只有这样,高中生物教学才能跟上生命科学发展的步伐,培养出具有实践能力和创新精神的未来之星。

参考文献:

[1]何兰平.高中生物教学中学生创新能力培养对策[J].学周刊,2013(2).

[2]王惠娟.生物教育中培养学生创新能力的制约因素及其策略[J].新教师教学,2011(11).

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中图分类号 G633.91 文献标志码 B

20世纪60年代以前,科学素养的教育不受重视。随着科学技术的蓬勃发展,公民成为科学知识和科技产品的创造者、生产者、消费者。在社会生活、生产实践过程中,运用知识解决科学现象和问题成为常态,进而在基础教育中发展科学素养成为改革研究的热点。下面以初中生物课堂教学为例,探讨生物科学素养的内涵、维度和提高学生生物学素养的策略。

1 生物科学素养简介

1.1 生物科学素养的内涵

《义务教育生物学课程标准(2011版)》明确提出,学生的生物科学素养包括参加社会活动、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力,理解科学、技术与社会的相互关系,理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。

美国生物学课程研究所(BSCS)出版了“发展生物学素养”的课程指南,具体描述了一个有生物学素养的人的特点:① 了解生物学基本原理、重要的生物学概念;② 领悟科学探究的过程,发展科学知识和技能,知道科学史上生物学概念的发展;③ 能够用生物学知识作出个人、社会决策;④ 应用生物学知识解决现实社会中的实际问题。

综上,提高生物学素养是基于未来公民生存和发展的“顶层设计”。这就要求学生不能只学习概念,也要知道生物学概念在历史上的发展历程,促进情感、态度与价值观、思维品质的共同发展。教师在课堂不能过于强调概念识记,更要注重知识在生产实践、经济活动中的拓展应用。

1.2 生物科学素养的4个维度

BSCS认为,生物学素养的高低是一个连续变化的过程,每个学生都处于这种连续变化的不同位置上,不同的位置反映了他们对生物学理解的程度。BSCS将生物科学素养分为4个维度(图1):肤浅的生物学素养、功能化的生物学素养、结构化的生物学素养和多维的生物学素养。4个维度的生物学素养存在差异,又相互联系,相互影响,共同构成生物学素养。针对不同维度的生物学素养,教师应采用不同的、恰当的教学策略。这是发展学生不同层次的生物学素养的关键。

2 提高学生生物科学素养的策略

2.1 诱导前概念,暴露肤浅的生物学素养

学生在学习新知识前不是一张白纸,他们具有生活经验,拥有自己对生物学事实的认识,这是学习科学概念前的基础,简称“前概念”。学生刚学习新知识前大多处于这一个水平,称之为肤浅的生物学素养。教师要研究学生起始的素养水平、教学目标要求的素养水平,并通过教学使学生的水平得到逐步提升。

诱导前概念的方式多种多样,教师可以通过课堂讨论、课前调查或课前测验等方式进行。例如,在“光合作用”一节教学中,由于学生从生活中见到植物种在土壤中,从土壤吸收营养,故认为植物体内的有机物是从土壤中吸收的,教师可以通过课堂设疑暴露学生的前概念。又如,在“呼吸作用”一节教学中,学生的前概念包括:① 植物呼吸时消耗二氧化碳,制造氧气;② 呼吸作用把氧气转化成二氧化碳;③ 植物在晚上进行呼吸作用;④ 植物通过光合作用@取能量等。教师可以通过课前测验或课前调查暴露学生肤浅的生物学素养,为教学目标达成奠定基础。

2.2 开展探究式教学,形成功能化的生物学素养

朱正威教授提出,提高生物学素养的教学途径多种多样,但探究性学习是最好的教学策略之一。教师的语言讲授过于肤浅苍白,难以转变学生错误的观念。学习者亲身经历猜想讨论、实验验证获得经验,这样的知识更容易接受。学生学会和记住了知识点,转化前概念形成科学认识,此时学生的水平处于功能化的生物学素养。

例如,针对学生的前概念“植物体内的有机物来自土壤”,教师演示实验“碘液滴入米浆和土壤浸出液”。学生根据实验现象推断,土壤不能为植物生长提供有机物。接着,学生观察比较光照和黑暗条件下的两盆天竺葵,思考植物在光下生长较好的原因。学生恍然大悟:植物体内的有机物是通过绿叶在光下制造的,这个过程就是光合作用。通过探究性学习,学生意识到原先的错误观念,并形成“植物在光下制造有机物”的初步认识。

又如,在“种子结构”一节教学中,多数学生认为种子只由种皮和2个豆瓣构成。因此,教师可指导学生解剖菜豆、芸豆、花生、黄豆种子,对比找出它们的共同结构。学生进一步观察“发豆芽”的过程,分析种子各结构的功能。此处以生为本进行探究实验,学生主动发现、大胆猜想,形成对种子内部结构和功能的基本认识。

当然,探究教学模式有多种,可按上述方法整合验证性实验进行探究,也可创设情境进行纯粹的思维探究,还可指定课题进行探究或完全自主的开放式探究。此时,学生虽不再处于肤浅的生物学素养水平,但对于生物学概念,学生一般靠记忆而非真正理解,对概念内涵本质不能完整地概括总结,不能形成知识网络,应用知识解决实际问题时还处于模棱两可的阶段。教师应进一步引导概括,形成系统的认知框架。

2.3 强化概念认知,促成结构化的生物学素养

教学活动不应仅仅停留在让学生记住一些生物学事实,而是要帮助学生对事实进行抽象和概括、理解和记忆,强化对概念的认知,建构生物学概念,进而为学生能够在新情境解决问题奠定基础。经历概念意义建构、概念强化、知识网络构建等高水平的思维过程,可以促进学生形成结构化的生物学素养。

教师可以采用类比、比喻的方式强化概念。例如,教学中常以“草兔狼”为例讲授知识点“生态系统具有一定自动调节能力”,若只通过例子讲述概念还是抽象的,讲课时学生理解了,但长期看还是容易遗忘。教学中笔者把生态系统比作橡皮筋,用力拉橡皮筋后恢复,说明生态系统有自动调节能力;用力拉断橡皮筋后不可恢复,说明自动调节能力有一定限度。学生通过拉伸橡皮筋的例子,加深了对生态系统这一特性的理解。这样的教学化抽象为形象,使深奥的理论变得浅显易懂,学生对概念的认知更加深刻。

概念模型的建构和概念图的绘制也是常用的方法。① 在学习动物细胞、植物细胞之后,教师可以让学生对比动植物细胞结构的异同点,画出动植物的细胞进行标注,甚至还可让学生动手制作细胞模型。细胞模型属于物理模型,不仅形象反映细胞的特征,也是一种简化、概括性的概念反映方式。② 概念图是表征众多概念的一种方式,对于概念较多的章节,学生绘制概念图,可以整合学生已有经验,内化形成学生结构化的知识框架,形成概念网络,使得概念可视化。无论采用何种方式强化概念,都是为了使生物学素养从功能化水平逐渐结构化,促进学生对概念的理解和实际应用。

2.4 全面拓展应用,发展多维的生物学素养

多维的生物学素养强调教学不能停留在生物学概念本身,还要让学生知道生物学概念在科学历史上的发展历程、在社会生活生产中的应用实践,甚至是科学研究的前沿发展情况,让学生不满足于现有的知识和技能,达到全面的、多维度的素养水平。

例如,介绍“克隆羊”的诞生后,教师可以在克隆技术的发展应用方面进行拓展。培育多莉的技术也称为核移植技术,现今在哺乳动物的克隆上广泛应用。这不仅为生产优质产品提供支持,同时也为拯救如金丝猴等濒临灭绝的动物提供技术。因此,首次应用克隆技术培育出非洲爪蟾成体的科学家约翰・格登获得了2012年诺贝尔生理医学奖这份殊荣。这样的教学不仅拓展学生的知识面,也激发了学生继续了解科学前沿发展的A向。

教学中,教师还可以介绍相关知识的科学发展历程,如在“练习使用显微镜”一节教学中,介绍光学显微镜到电子显微镜的发展历程,让学生认识到技术发展对生命科学研究的推动作用;也可以联系与生活密切相关的知识技能,如学习“植物的呼吸作用”时,教师可以在蔬菜瓜果的储藏技术方面进行拓展;还可以拓展工农业生产中的生物知识,如带领学生参观酿酒厂、农业种植基地,了解酿酒工艺、农业生态系统等;还可以创设情境让学生模拟决策,如学习“合理营养”中,让学生设计营养合理的食谱并实施。

3 结语

提高生物科学素养的理念提出已久。但如何提高生物学素养还有更多值得探究的内容,值得教师进一步研讨,并为课程理念的落实和课堂教学的不断优化提供指导。

参考文献:

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资源包中每个活动包含活动背景知识、实验材料、药品、用具、实验原理、实验步骤、分析讨论、实验报告、教学图片、引发思考等内容。我们根据学生年龄、知识结构特点,综合考虑学生发展的需要、社会需求和生物科学发展现状三个方面,确立资源包活动内容和编排理念。

初级班以培养小学生科学素养为宗旨,以激发学生好奇心为出发点,培养他们对科学的兴趣和求知欲,注重培养学生的探究精神。在活动内容设计上,充分考虑学生的兴趣特点,注重科学活动的过程和方法,使学生在活动中认识自然和社会。学生在每项主题活动中都能制作完成一件作品,内容涉及的专业学科主要包括基础生物学中的动物、植物、生态学、生物化学和生理学,现代生物产业发展重点领域的生物农业和生物环保。

初级班学习内容在知识点上比初中生物课少一些,主要学习感性的、直观的、浅显的生物学知识,动手操作方面多一些,要求掌握一些简单实验工具和仪器的使用,如量筒、滴管、托盘天平、体视显微镜、普通显微镜等,活动开展方式以生物小制作、小实验和参观为主。

中级班将趣味性与探究性融为一体,进一步提高学生的实验技能,培养探究精神。内容涉及的专业学科主要包括基础生物学中的动物、植物、微生物学、生态学、生物化学和生理学,现代生物产业发展重点领域的生物农业、生物能源、生物环保,前沿生物技术中的分子生物学和发酵工程。

中级班学习内容在知识点上比初中生物课多一些,比高中生物课少一些,注重实验技能和探究能力的培养,主要体验一些知识点多、操作复杂的活动,活动开展方式以实验类、调查类、课题类为主,这个阶段学生的实验内容要具有一定的科学性、创新性、探究性和研究意义。