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micrornas(mirnas)是一些长度为21-25个核苷酸，在转录后水平调控基因表达的非编码的小rnas。mirnas最早的两个成员是在研究c.elegans的发育调控时发现的。自此，在几乎所有的后生动物如涡虫，果蝇，植物，哺乳动物的基因组中都发现了mirnas[1]。它们主要作用于mirna，使其发发生特异性地降解或者阻止其翻译，从而调控动植物的发育和生理过程。
干细胞是一类能够自我更新并具有多向分化潜能的早期未分化细胞, 不仅是器官发生过程中早期分子活动的研究工具, 且已成为多种退行性疾病组织修复和再生的种子细胞。由于干细胞具有广泛的应用前景, 相关的发育分化模型的建立、干细胞发育分化的基因调控及微环境的影响, 已成为近年来医学和生物学领域研究的热点。mirnas作为一个广泛存在的可对基因表达进行调控的分子, 在动植物的发育和生理活动中起着非常重要的作用，包括抵御病毒，在发育中调控基因的表达，控制发育的阶段，维持干细胞的稳定等等。mirnas在干细胞中的特异性地表达，尤其在胚胎干细胞和造血干细胞中相关mirnas的发现、功能的研究, 揭示了mirnas 可能在干细胞的自我更新和多项分化中发挥重要作用。
1mirna和干细胞的研究
mirna是一类～22 nt具有调控功能的非编码rna ，它们主要参与基因转录后水平的调控。这些mirna 基因首先在细胞核内转录成前体转录本(primary transcripts mirna, primirna) ，在drosha酶的作用下剪切形成～60-70nt的mirna前体（或者称为premirna），然后ran–gtp和exportin 5将premirna转运到细胞质，随后，另一个核酸酶dicer将其剪切产生约为22个核苷酸长度的mirna:mirna*双链。这种双链很快被引导进入rna诱导沉默复合体(risc)中，其中一条单链mirna被降解，另一条成熟的单链mirna分子，通过与靶基因的3′ utr区互补配对，对靶基因mirna进行切割或者翻译抑制[2]。mirna具有如下特点[3-5]：①细胞特异性：不同组织不同细胞，mirna的表达谱及序列特征不同，这可以作为某些组织或细胞的特异性分子标志； ②“时空”特异性：细胞在不同发育阶段，mirna 组成不同，在特定细胞的特定阶段“出现”特定的mirna ，决定细胞的分化方向和分化时相，是细胞定时、定向分化的开关； ③保守性：不同种属、不同组织器官以及不同细胞之间相同或相似的mirna分子具有相似的调控功能；④mirna作用靶点：多为呈“时空”特异性表达的转录调控基因以及凋亡调控基因，通过调控细胞增殖和细胞凋亡，从而调控细胞功能和结构的特化。
干细胞具有多向分化潜能，它如何从一个充满各种可能性的通用细胞类型演变成从事特定工作的“专业”细胞，是干细胞研究的谜题。 近年来，mirna 在干细胞定向分化和自我更新功能维持中的作用，逐渐被科学家们发现，目前已经掀起mirna在干细胞研究中的热潮。
目前发现胚胎干细胞和多种成体干细胞中均存在各自特异的mirna。houbavity等[6]在小鼠胚胎干细胞中克隆了15个mirna ,suh等[7]则在人胚胎干细胞中找到了36个mirna基因，这些mirnas多数在胚胎发育过程中逐渐减少，少数持续表达甚或表达升高。随着细胞的分化，mirnas的表达也发生了明显的改变。mirnas和mirnas的相互作用对于维持干细胞的多能性及其分化非常重要。因此许多试验希望可以通过分析人胚胎干细胞中的mirnas的表达来描述人的胚胎干细胞。
2 mirna对干细胞生物学行为的调控
2.1 mirna调控了干细胞的自我更新
自我更新是干细胞的一个重要特征，从这个层面来说，干细胞与肿瘤细胞一样都可以持续分裂。 因此，如何调节恰当的细胞分裂，使其不会因为太少导致组织发生缺陷，又不至于过分增殖恶化为肿瘤，是干细胞生物学研究的一个攸关问题。
在多能胚胎干细胞中，有特殊mirna的簇集表达，这些mirna明显区别于分化之后的胚胎和成体[7]，暗示这些mirna对于干细胞的自我更新具有一定作用。决定细胞继续增殖还是停止分裂或分化，在g1期由周期依赖性蛋白激酶抑制子p21所调控[8] 。
有研究者通过使用果蝇胚胎作为模型系统，证明了mirna1有助于早期胚胎阶段的心脏祖细胞（即干细胞）的决定。mirna1有助于维护末期胚胎阶段中的心脏前体，可以调节心脏细胞的分化机制。这都说明mirnas调控了干细胞的自我更新。
另外，dicer酶对于胚胎的发育和干细胞的维持是必不可少的。dicer敲除的突变体在发育早期胚胎是致死的，在dicernull的胚胎中，根本检测不到es细胞系[9]；dicer缺陷的“escaper”和dicerflox/null 细胞相比，细胞周期发生了改变，g1期和g0期的细胞有了轻微的增加，相应地，g2期和m期的细胞减少。这种现象可能是由于本应该在es细胞中表达的抑制细胞周期抑制子的mirnas的缺失导致的。基因组的组成和结构也受到了影响从而激发了细胞周期检验点的反应，阻止了细胞的进一步增值[10]。
mirnas对于果蝇的gscs的分化的控制是必不可少的。果蝇基因组中有两种dicer异构酶：dicer1和dicer2[9]。dicer1对于干细胞的加工是必需的，而dicer2是形成sirna所必需的。dicer1(dcr1)的缺失完全破坏了mirna途径，但对sirna途径的影响是非常微弱的。分析gscs的dcr1突变体发现，生殖细胞孢囊的产量明显下降。gscs的dcr1的突变体看起来是正常的，但是在细胞周期控制方面存在明显的缺陷。根据细胞周期标记物和一些遗传的相互作用的研究发现，gscs的dcr突变体推迟了g1到s期的转换。干细胞对外界的信号非常敏感，比如营养依赖的胰岛素受体活化可以使干细胞停滞在g1/s 期。胚胎干细胞是通过mirna通路来调节p21/p27/dacapo 对cdk的抑制作用从而使自身停滞在g1/s期。当外界环境不利于干细胞分裂时，关键的mirna被下调，p21/p27/dacapo的水平上升，从而导致干细胞停滞在g1/s 期[11]。但是，参与此过程的具体mirna是哪些，至今仍未有报道，更深入的机制仍需研究。对于成体哺乳动物干细胞是否有类似的mirnap21调节机制以及是否依赖于环境因素，也还需要更多的实验证实。
2.2 mirna参与神经干细胞的分化调控过程
神经系统是一个高度分化的器官，在已经鉴定的mirnas中，约有70％可以在哺乳动物的脑中检测到，说明了这些mirnas在神经发生中可能的作用[12]。对哺乳动物脑发育过程中高度表达的mirnas的研究表明，在发育起始的mirnas和特异性分化后表达的mirnas有显著的不同[13]。前体细胞顺序表达一系列mirnas，在分化过程中发生了特异性的表达。例如小鼠胚胎干细胞中的mirna124a 和mirna9特异性地决定神经干细胞的发育形成, 并且初步推测可能是通过作用于stat信号转导通路发挥作用[14]，mirna23，mirna26和mirna29的上调表达导致分化形成神经胶质，而mirna9和mirna125在神经元和神经胶质细胞中均有表达。let7家族成员也高度存在于神经系统中。在斑马鱼的神经组织和老鼠的发育过程中[41]，let7家族成员都是高度表达的。在神经分化过程中，通过转录激活和增强前体物的加工活性可以显著诱导let7家族成员的成熟，这表明了let7在神经特异分化中的作用[15]。
预测还发现，在成年的哺乳动物中，含量最为丰富的是mirna124，有1100多个基因的结合位点。将mirna124导入hela细胞中，可以下调100多种基因的表达[16]，并且促进了神经样mirna的表达。最近，在鸡的神经管中发现层粘连蛋白gammal和整合素betal1也是mirna124的作用位点。而且，mirna124可以和小的c端结构域磷酸酶1（scp1）的3’utr结合，这种磷酸酶在神经发育过程中起着重要作用。识别神经系统中mirna的靶序列对于我们更好地了解神经干细胞的自我更新和分化是非常重要的。
2.3 mirna调控造血干细胞的发育
造血干细胞定向分化潜能受mirna调控，在各系祖细胞中高表达mirna可能起着定向分化调控作用。chen等[17]在小鼠的骨髓造血细胞中克隆了100个特异的mirna ,并已确定一些mirna在造血组织中优先表达, 如mirna142在b淋巴细胞和髓系粒细胞中表达增高，mirna181在b淋巴细胞中选择性表达上调，其中，mirna181在骨髓祖细胞阴性谱系中高水平表达并只在b淋巴细胞中上调，在体内和体外mirna181的过表达可提高b细胞的数量，表明mirna181可能是b细胞分化中的一个正调节因子，参与造血干细胞向b细胞谱系的分化。
felli 等[18]发现，在脐血cd34 +造血祖细胞向红系发育过程中，mirna221和222表达逐渐下降。这2个mirna作用于kit基因的3′utr，在cd34 +细胞中转染mirna221和222的寡核苷酸或者慢病毒表达载体，可导致红系增殖和分化障碍，伴随kit蛋白水平下降。nodscid小鼠体内实验表明，转染后cd34+细胞的增殖能力和干细胞功能受损；反之，阻断mirna221和222表达，则促进早期红系增殖。实验表明，mirna221和222的表达下降可促进红系发育。
最近发现，mirna还调控了造血干细胞自我更新[19] 。造血干细胞能够制造对分化成血细胞至关重要的蛋白质，但是这些蛋白被1套mirna阻断，将造血干细胞维持在原始状态。利用非增殖病毒载体将mirna转染入造血干细胞，检测造血干细胞的自我更新能力。第1个进行检测的是mirna155，已经被证实能够终止干细胞发育成红血球和白血球，没有转染的干细胞可以发育成熟，而转染了mirna155的干细胞则很少能发育成熟为红血球和白细胞。
3 mirna决定了干细胞的命运
3.1 mirna操纵胚胎干细胞的命运
研究表明两种依赖于血清应答因子（serum response factor,srf）的肌特异mirna1和mirna133，能促进胚胎干细胞的中胚层形成，同时在心肌祖细胞的进一步分化过程中有着不同的作用：mirna1能促进小鼠和人类胚胎干细胞向心脏细胞的分化过程，而mirna133则阻止肌浆蛋白祖细胞的分化，mirna1和mirna133在发育的肌细胞中是同时表达的。mirna1和mirna133是一种强有力的非肌性基因表达的抑制因子，并且能抑制小鼠以及人类胚胎干细胞分化过程中的细胞命运。两种mirna都增加了胚胎干细胞的中胚层特异性，并且抑制它们向内胚层及神经外胚层的分化。
其中，mirna1的作用部分通过notch ligand deltalike 1（dll1）的翻译阻遏实现，mirna1的表达导致dll1的翻译阻遏，并利用shrna降低干细胞中dll1的表达。此外，mirna1和mirna133能强有力的抑制内胚层以及神经外胚层的基因表达，这表明两者之间或许有着很多共同作用目标。对于胚胎干细胞的基因表达分析表明，mirna1和mirna133调节多个相同通路。可见肌特异性mirna能增强非肌性基因的抑制，并且mirna能用于多能胚胎干细胞的细胞命运调节[21]。
3.2 mirna提高了ips的转化效率
自ips出现以来，转化效率一直是横跨在ips技术面前的障碍。有研究表明，将头发里的角质细胞进行重组诱导ips细胞，发现转化效率可提高100倍。最近发现将两种因子p53 sirna和utf1和四个诱导基因（oct4,sox2,klf4和cmyc)一起转染到人成纤维细胞中，ips的诱导效率也可提高100倍，而且，剔除cmyc（具有致癌性基因）同样可以成功诱导ips[22]。
4 展望
不同的干细胞类型表达的mirnas不同，在干细胞的不同发育阶段也存在着特异性的mirnas的表达，我们有理由相信，mirnas在调控干细胞的分化和自我更新方面具有非常重要的作用。mirna作为一种新的调控基因表达的小分子rna，对干细胞的研究提供了一种新的途径。
随着干细胞复杂的分化调控的研究，我们将更好地了解mirnas和一些转录因子的相互作用，从而弄清整个细胞内的调控网络。目前关于mirnas对于干细胞生物学行为调控的研究还很少，mirnas在干细胞中究竟是如何起作用的？它的作用靶位有哪些？关于其调控分化的模型在哺乳动物也成立么？这些问题都有待进一步地探讨。基于多分化潜能和功能谱系不同的干细胞是由遗传和表观遗传共同决定的，作为组织工程的“种子细胞”，弄清它内部的mirnas的作用通路，有助于揭示干细胞发育过程的基因调控。我们的终极目标是希望将mirnas调控干细胞的分化作为一种潜在的治疗手段，以便更好地了解一些特异性的细胞通路中的mirnas，治疗癌症等疾病。
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课前训练是最近课堂教学中较为常见的一个环节，但它通常只见于英语课或语文课中。在生物课堂中极为少见，甚至没有。在本学期的生物教学中，为培养学生的能力，激发学生学习生物学的兴趣，我作了一个尝试，即在生物学课堂中设置了“课前五分钟”。
所谓的“课前五分钟”指的是在每一堂生物课的前五分钟，让一至两位学生到讲台前为同学介绍一种生物知识，如介绍“月季”、“梧桐树”、“梅花”、“骆驼”、“恐龙”等。介绍时，要求介绍出每一种生物的形态、特征、生活习性、生活地区等；或者是介绍一种生命现象，如“为什么有的花是在晚上开放的”、“为什么骆驼又称‘沙漠之舟’呢”、“为什么大象的鼻子那么长”等；或者借助新闻、网络等向同学介绍有关生物发展的一些最新消息，如“福州・虎狮兽存活27天”、“虎狮兽花花满月”等。虽然这个尝试进行的时间很短，但效果不错。
一、有助于训练学生的口头表达能力
语言表达能力是提高学生素质、开发其潜力的主要途径。在介绍时，老师要求学生上台介绍时，要用普通话，而且语音要准确、清晰、响亮。同时，应脱稿，最好是把收集来的有关书面文字转化为自己的语言。刚开始时，大多数学生很拘束，上台时扭扭捏捏，不敢看同学，说话声音很小，拿着稿子念。经过一段时间的指导训练，学生大方起来了，声音也大了，头也抬起来了，慢慢地，讲台那一方天地成了大多数学生展示自己的一个舞台。
二、增强了学生的信心
信心来源于成功的体验。赏识每一位学生的长处，肯定他成长过程中的细微进步，让他不断有成功的体验，对学生的健康发展至关重要。因此，每次学生上台前和介绍完，台下的同学们都会给予掌声，教师对于学生的介绍也会给予肯定性的评价。如，“今天某某同学的介绍真有创意”，“今天某某同学的介绍很新颖”，“某某同学的声音很美，介绍时非常清晰又响亮能给人以美的享受”，“某某同学今天的准备很充分，介绍也很棒”……虽然有的同学的介绍不一定很好，但老师都会尽力寻找其中一两处闪光点给予肯定性的评价，予以激励。这样，学生就会体验到成功的喜悦，学习就有了动力，有了信心。
三、增长了学生的知识，开阔了学生的视野
著名心理学家维果茨基说：“活动和交往是发展的源泉。”我们应当让学生在活动中发展思维，增加知识积累，使学生从“课堂”的世界跨入更为广阔的周围世界，以吸收社会各种信息、拓展想象和思维的空间。因而在活动中，教师要求学生通过各种渠道搜集资料（上网或上图书馆等）。学生在大量材料的寻找过程中，就大大增加了阅读量。同时，要求作为听众的学生认真听，必要时应稍作记录。这样，人人讲述，人人积累，吸收信息，储存信息，不仅让学生自由地学习，充分发挥了主观能动性，而且开阔了学生的视野，扩大了知识面。
四、丰富了学生的精神世界
苏霍姆林斯基说：“只有当情感的血液在知识的肌体中欢腾跳跃的时候，知识才会融入人的精神世界。”教师的任务就是创造良好环境，爱护这种愿望，并使之早日化为行动。而在学生的介绍中，如“树与鸟的生死之交”就让学生深深地体会到自然界中每一种动物和植物的生存与发展与人类都是息息相关的，保护每一种动物和植物是人类的责任。而“斑羚飞渡”中老斑羚从容地走向死亡，心甘情愿用生命为下一代开通一条生存道路的感人情景更是深深地触动了学生的心房，感动了每一位学生。“聋狗文尔内”、“母爱不朽”……一些生动的篇章，不仅让学生有了知识的体验，更让学生在这些篇章的熏陶下，得到了美的心灵世界的审视和培育。
生物科学史是生物科学发生和发展的历史[2]。它用详实的历史资料描述科学家们在生物学领域的创造与发现，以及进行科学探究的思维过程和研究方法。在生物教育教学过程中，重视生物科学史例证材料的应用，能够引导学生追寻生物科学成果的产生及生物科学发生发展的历史过程，尝试理解其本质，明晰其研究方法，探寻其研究的路径。由于生物科学史即有丰富的科学思维、科学方法，又包含有科学精神等内容，因此，将生物科学史运用于生物课堂教学过程中的优势就明显地呈现出来。
一、有利于创建良好的学习情境，激发学生学习兴趣
生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学，专业性较强，其中就包含很多逻辑性强且较难理解的生物学专业术语。而这些专业术语恰恰是学生觉得枯燥无味、缺乏学习兴趣的最基础的教学内容，因此，在教学中涉及到这些知识点时，就要积极探寻能够激发学生学习兴趣、调动学生学习积极性的方法和手段。而恰当引用教材中出现的科学史料，不但能有效地建立学生学习生物学知识的情境，而且还会在生物科学史事的叙事情境中自然顺畅的将学生引入到教学内容上来，使学生即会被轻松吸引，也会带着浓厚的兴趣进入学习的佳境，形成了积极主动探究的学习动机，推动了教学内容的实施。例如，在学习伴性遗传时，介绍英国著名的化学家物理学家道尔顿发现色盲的故事，以此为线索，引出什么是伴性遗传、伴性遗传的特点;在讲述条件反射时就向学生介绍巴普洛夫的实验过程：利用狗吃东西时会分泌唾液的现象，在每次喂食之前都发出铃声，将铃声和给狗喂食结合起来，通过一段时间训练后，只要铃声一响，狗就分泌唾液，条件反射建立，进而揭示了什么是条件反射，条件反射建立的过程及条件反射形成的原理.由此可见，恰当的引人生物科学史能够把学生的学习兴趣充分的调动起来，激发学生对学科知识的渴求与了解，促进了教学内容的完成。
二、有助于理解生物学课堂教学内容，掌握重点和难点
生物科学史不但展示了生命科学研究成果发现过程的史实，也揭示了生命本质的探究过程。在生物课堂教学中，将生物科学史作为教学材料，可以充分详实的引导出教学内容中生物学知识的演变、发生、发展过程，渗透生物科学的研究方法和思维方式，帮助学生积累更多的经验，提高分析解决问题的能力，这样有益于学生对知识的消化理解，有益于切合认知规律。例如我们在讲授植物《光合作用》时，将光合作用的发现史贯穿于课堂教学中，“1771年，英国科学家普利斯特利通过实验证实植物可以更新因燃烧或呼吸而变得浑浊的空气；1779年荷兰科学家英格豪斯通过500多次的实验证实了只有在阳光照射下植物绿叶才能更新污浊的空气，到1785年才明确绿叶在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳；1845年德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律指出光合作用过程中光能转化成了化学能储存起来；1864年德国植物学家萨克斯通过实验证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉；光合作用所释放的氧气源自于水的结论，在1939年被科学家鲁宾和卡门使用氧同位素标记的实验所印证。”[6]这一史料的介绍，阐明了光合作用的过程(重点)，明晰了光合作用的本质(重点与难点)，学生对光合作用有了透彻的理解；在“遗传的物质基础”一节，DNA分子的结构与复制是遗传学的核心内容，既是重点，也是难点，将DNA分子双螺旋结构模型的发现过程贯穿于课堂教学中，利用教学软件，让学生观察DNA分子的结构和复制过程，这样使复杂问题简单化、直观化，既突出了重点，也突破了难点，提高学生对重点和难点知识的掌握和理解，并为后续内容的学习奠定了扎实的基础。
三、有利于培养自主探究能力，掌握科学的学习方法
生物课的教学过程中，学生不但要掌握生物学的基础知识和基本技能，科学的学习方法、自主探究的学习能力的培养也是生物学的教学目标之一。而运用生物科学史中的经典实验例证进行生物教学，是培养学生自主探究学习能力的一个有效途径。生物科学史中的经典实验史实，其中蕴涵着独特的生物学思维和科学研究方法[3]。生物学家萨顿运用“类比推理”的研究方法提出了孟德尔假设的遗传因子在染色体上的假说，这让学生对类比推理有了一定的认识，知道这种科学方法存在局限性，也就是结论没有通过实验的验证。学生就会带着疑问“如何证明染色体是基因的载体”，巧妙的引入了生物科学史中摩尔根用假说演绎法及其实验研究证明了这一结论的成立，并发展成为遗传学理论。摩尔根无论对自己还是对他人的学说，都以实验来检验正确与否。这样学生可以感悟科学发现与探究的过程、方法和科学态度，有利于学生培养自主探究能力和科学的学习方法。
四、有利于塑造学生的科学素养，培育崇尚科学精神
科学素养是对科学知识、科研过程和方法、科学技术对社会及个人的影响的了解程度[4]。生物学课堂必须让学生摒弃被动学习的传统陋习，注重运用生物科学史中的具有严谨科学研究态度的例证，让学生了解科学成果产生的过程，有意识地培养学生一丝不苟、实事求是的科研精神，独自分析解决问题的能力及团队合作能力。从生物科学史中可以看到，青霉素的发现是英国细菌学家弗莱明求真务实态度的成果；孟德尔遗传规律是奥地利生物学家孟德尔以豌豆为实验材料，克服重重困难、坚持不懈潜心研究了八年，最终总结出的科学理论；由此看出科学史料的渗透，利于塑造科学素养，培育崇尚科学精神。
五、有利于培育理想信念，促进学生成长成才
生物科学史料见证了生物科学发展与进步的历程，展现了科学家求真求实的科学精神。每一个科学成果的产生都是科学家们坚持信念、积极探索、无私奉献的结果。课堂教学中引入生物科学史料，就是充分重视它在学习过程中的积极促进作用。有效选择适合的材料、运用恰当的教学方法，有利于帮助学生掌握生物科学知识的同时，真正了解科学家发现生物科学本质结论背后的顽强意志和信念[5]，其始终如一的探索精神，勇于为生物科学毕生奋斗的高尚情操。“遗传学三大基本定律”的问世是孟德尔、摩尔根以坚韧顽强的意志，分别在豌豆杂交实验和果蝇性状的遗传试验中最终发现的三大遗传规律，这正是一种人生理想信念的体现。学生正处于人生观世界观形成时期，对未来充满了好奇和想象，生物科学史料在教学中的恰当运用，使学生不仅掌握了丰富的生物科学知识，还学到了科学家们为生物科学奉献的理想信念，有助于培养学生持之以恒坚忍不拔的思想品格，这对学生的成长成才都是至关重要的。在生物教育教学过程中，教师应充分认识到生物科学史的重要作用。将生物科学史准确运用的课堂教学中，不但可以完善学科体系，还可以促进学生对生物学知识的理解和掌握，提高了课堂教学效率和效果；同时在生物科学史的学习过程中，也培养了学生科学的思维及解决问题的方法和手段，燃起了学生科学探究的热情，培养了理想信念，促进了学生的全面发展。
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情境是一种感情境界，情境教学是指为学习者创设的能引起情感反应的客观环境。建构主义理论认为知识不只是通过教师就能传授得到，而是学习者在一定的情景背景（即社会文化背景）下，借助其他人（包括教师和学习伙伴），利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得的。学习者是学习的中心，是信息加工的主体，是意义的主动建构者。建构主义学习理论认为在课堂教学中，教师应当十分重视教学情境设置在课堂教学中的作用。良好的教学情境能充分调动学生对学习的兴趣，激发他们的主动性和积极性。能启发学生思维、开发学生智力，是提高中学学科教学实效的重要途径。创设教学情境，就是在教学过程中，教师处于教学目的的需要，依据一定的教学内容，创造出师生情感、欲望、求知、探索精神高度统一、融合和步调一致的情绪氛围。本文拟在自己日常的教学中，就创设情境教学在导入方面略作讨论。
（1）设置问题情境导入新课，激发学生的求知欲望
兴趣是最好的老师。恰当的问题情境可以激发学生的学习兴趣，能有效地培养学生的思维能力和创造能力。学贵于思，思贵于疑。教师根据教学目标，有目的地设置教学疑问，创设问题情境，在教学中用问题激发学生的探索欲望，让学生的学习过程成为分析问题和学习问题的活动。如何在课堂开始就牢牢抓住学生的注意力，是影响课堂成败的关键。
（2）创设生活实践情景，培养创新实践能力
生物与生活紧密联系，生活中处处有生物，在教学过程中，利用生物在实际生活中的应用来创设情景，既可以让学生体会到生物的重要性，又有利于学生用所学的知识来解决问题。现已查明香烟的烟雾中有3000多种有害物质，其中包括焦油、尼古丁和一氧化碳等，焦油中有40多种致癌物质，尼古丁、一氧化碳、氧化物等都是人体易吸收的毒物，吸烟对人体有害。青少年正处于生长发育期，吸烟会降低记忆力，分散注意力，影响身体正常发育和学习，学生不但自己不吸烟，而且要积极宣传吸烟的危害，做一个精神文明的好公民。这样的教学情景，不但与生活息息相关，一下子就引起学生的高度关注和兴趣，而且让学生的学习活动沿着有关问题的解决生动地展开，学生始终怀着极大的兴趣主动地探讨、讨论、关注自身的健康成长。生物学是与生活联系最密切的学科，生物学教学要和学习的内容与科技发展，日常生活相联系，引导学生利用已有的知识经验，主动地探索知识的发生与应用。如：学习“有机物的分解――呼吸作用”原理，可以结合花卉栽培技术，如果发现花盆里的土壤常常板结，空气不流通，会妨碍根的呼吸作用，要及时松土。而如果农田种植蔬菜淹水时则应及时排涝。通过生物学教学使学生不仅牢固地掌握知识，熟练地运用知识来解题，培养学生创新实践能力，而且使学生通过自己的参与，真正体会到生物学与生活、健康、生产的紧密联系，促使其自觉地运用生物学知识来提高生活质量，在中学生物课堂上采用多媒体教学有诸多益处，比如它可以有效调动学生学习的积极性，可以扩大课堂传授的知识量，有利于素质教育目标的实现等，总之，运用多媒体辅助教学有诸多益处，下面我们就来做具体的研究和分析。
1 中学生物课堂采用多媒体教学的诸多益处
1.1 多媒体教学有助于扩大课堂教学的信息容量
运用多媒体辅助生物课堂教学，有助于提高课堂教学效率，有助于开拓学生视野，有助于丰富学生学习内容等，比如教师可有效利用计算机的存储和调用功能，在课堂给同学们展示与本节内容相关的资料、视频和图片等，无形中扩大了学生的知识面，下面我们就以实例为证，在学习《生物与环境》的相关内容时，教师可事前搜集一些有关植物、动物的图片和视频，在课堂上播放给学生观看，在这一过程中，不但促进了学生对所学知识的理解和掌握，同时还帮助他们了解了更多的课本以外的内容，可谓一举多得。
1.2 利用多媒体教学有助于激发学生的现代意识
生物本身就是一门发展速度很快的学科，在二十一实际的今天，生物工程已经成为公认的三大工程之一，在生物课堂上运用多媒体技术辅助教学，可以有效激发学生运用现代武器探究人类的志向，同时还能使学生了解更多生物发展的前沿技术，比如现代有科学家正在研制生物分子计算机，把它注入人体血管之后，可以承担清除堵塞物、杀死癌细胞的重任，学生在了解这些知识的过程中，可以有效激发他们努力学习，为未来科学技术发展做贡献的志向和决心，这种意义远远超过生物学内容本身。
1.3 利用多媒体教学可以有效缩短教学时间
之所以说利用多媒体辅助教学可以缩短教学时间，主要是因为多媒体教学通过演示课件，可以使授课方式变得更为方便和快捷，大大缩短了教师写板书的时间，无形中提高了课堂教学的效率，此外在一些条件较好的中学，还利用互联网实现了资源的共享，使资料的利用效率达到最大化，也最大限度地实现了教师、学生、社会、家长等之间的交流和互动，这些无形中都推动着生物教学朝着更加现代化、科学化、高效化的方向发展。
2 中学课堂利用多媒体教学应该注意的几点问题
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2014）14-0024-02
生物标本是指将动物或植物的整体或局部整理后，经过加工，保持其原形或特征，并保存在科研单位或学校的实验室中，供生物学等学科教学、科学研究或陈列观摩用的实物。生物标本真实客观地反映了生物特有的形态和结构，生物类专业的特殊性决定了生物标本在专业教学中的重要性。在生物学专业教学中往往会涉及不同的生物类群，包括各类动物、植物和微生物。在授课中，如果仅借助课本或幻灯片讲述理论知识，学生仅有抽象的概念，很难真正理解课本的内容，这样的教学缺乏真正的意义。作为一种直观教具，生物标本改变了这一状况，它们以实物形式呈现在学生面前，化抽象为具体，将课本知识与真实标本结合起来，使学生增加了感性认识，对学习生物知识产生了较高的积极性和兴趣，并且可以透彻地理解教学活动的全部过程。无论是老师的教学质量还是学生的学习效率都会显著提高。因此，在生物类专业的教学过程中，生物标本的作用非常重要，增加使用生物标本的频率成为提高教学效果的有效方法之一。
一 直观生动，突破视觉的局限
在生物专业的教学内容中不可避免地会涉及一些用肉眼无法清楚看到的各种植物、动物的内部结构和许多微小生物。这部分内容只有通过解剖或在显微镜的帮助下才能看到。
1.生物的内部结构
无论是植物还是动物，通常情况下我们只能观察到它们的外部结构，而最为复杂的往往是其内部构造。如一片树叶，在它的表面布满了可以呼吸的气孔，在它的内部包含有叶绿体、线粒体等各种植物器官；粗糙树皮包裹下的树干，是由大量的导管和筛管组成的木质部和韧皮部；生长于地下，错综复杂的植物根系，这些都是肉眼无法直接观察到的内容；动物的内脏器官，种类繁多，结构各异；即使是相同的器官在不同的动物类群中，其结构上的变异也很大；同样是水生生物，贝类和鱼类的呼吸系统就存在很大的差异。这些同样都是肉眼无法直接观察到的内容，学生很难认知和理解它们内部立体复杂的构造。作为生物专业教学中的重点和难点，通过观察生物标本从根本上解决了这些问题，同时生动直观的教学也大大提高了学生的学习兴趣。
2.微小生物的观察
在生物教学中，还有一些在一般情况下肉眼无法直接观察到的微小生物，如细菌、病毒等。这些类群同样是生物学内容重要的组成部分，它们的大小超出了人类视觉的极限，学生很难凭借抽象的描述和想象去了解它们。而通过玻片标本并借助于现代显微镜技术，学生可以突破视觉限制，清楚地观察到它们的结构，加深对教学内容的记忆。
二 跨越时间的限制
每一种生物，无论是植物还是动物，都具有其固有的生长周期和特定的生长季节。一些特定的形态或器官只出现在特定的时间段内。如多数植物春天开花，秋天结果，而荷花只出现在夏季，蜡梅只在寒冬开放；如凤蝶一生具有卵、幼虫、蛹、成虫四个不同的形态；在浙江，星天牛的成虫只出现在每年的6～8月份。而生物学的学习需要了解这些生物的不同阶段和不同形态，而观察这些特定的生物必须在某个特定的时间里，教学时间往往无法满足这一要求。为了避免教学时间与生物生长期的冲突，我们将各种生物材料制成标本，使学生即使不是在它们的生长期时上课，也能获得标本来学习研究。
另一些生物因地球的变化和生物物种自身的原因，其物种逐渐走向灭亡。只有将其制成标本，在未来的教学过程中，我们才能通过标本再现这些曾经存在过的生物实体。
三 突破地域的限制
生物的分布具有明显的地域特征，生物学教学内容中的许多生物实验材料都无法在本地采集到，比如山核桃、香榧只适宜在浙江生长；北极熊只在冰天雪地的极地生存。想要实现跨地域的实地教学，显然是不切实际的。因此，在学习非本地生物物种时，生物标本的作用就显得更为重要，它有效地解决了地域限制的问题，达到辅助教学的重要目的。
四 节约资源，长期保存，重复使用
在生物教学过程中，需要经常观察各种生物体。在自然环境下，新鲜的生物体往往容易腐烂，很难做到长期保存，这样一方面会造成资源的浪费；另一方面枯死、腐烂的生物体很难达到预期的教学效果。而将新鲜的生物体进行一定的处理，并借助化学物质的作用，制成标本，即可达到长期保存的目的。不仅可以保持新鲜生物体原有的结构特征，保证教学效果，还可以增加单一生物标本使用的次数，起到节约资源，保护环境的作用。
五 结束语
总之，标本在生物类实验教学中的地位是显而易见的，
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* 本文得到了中国计量学院开放实验室项目的资助
它是生物类实验教学中必不可少的部分。当然在使用生物标本时，要注意结合标本充分调动学生学习探索的积极性，以达到提高教学效果的目的。同时应避免标本的任意使用，避免造成学生把注意力完全集中在标本上而忽略理论知识的学习。这样不仅不能达到教学目的，也违背了教学过程中使用生物标本的初衷。只有理论与实践结合，达到平衡，进一步提升生物标本的应用效果，才能使标本的作用得到充分体现，才能更好地完成实验教学。
中图分类号：G718.5 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2014）15-368-01
我们通常采用量化的方式来处理一些生命现象，从而表明多种变量之间的关系和依存关系，它的意义在于可以很好的揭示生物现象的本质。因此要在生物学的研究中建立一些数学模型。
一、生物学中的数学模型概述
生物学和数学是两门比较古老的学科，一个是研究数量关系与空间关系的，一个是研究生命的学科，看似并无交集，这种情况直到十九世纪被改变了，到今天为止，在生物研究中运用数学方法已经是非常常见的研究手法了。数学是一门学科更是一种工具，可以应用到各种方面的研究当中，在生物学的研究当中大体上有两方面的功能。一是利用数学中的统计学和概率学等内容来设计实验，处理实验的结果。二是提供数学模型，对研究对象有更本质的描述。本文从第二方面着手详细讨论数学模型在生物研究中的作用。在生物学研究当中应用数学模型，就是用一种算法来描述生物学的系统或者过程。一种数学模型的好坏，是否合适实验，是要经过相应的实验来检验的。
二、生物学中数学模型的作用
数学模型不仅仅在实际操作中有用，而且可以上升到理论指导的高度，前提是经过实践的考验和改善。一个可以应用到实际当中的数学模型往往是对实验的归纳总结，因此，数学模型在科研领域的作用是不可小觑的。数学模型就是像显微镜一样的工具，帮助我们研究生命体，发现事物的发展规律，再通过推理的数学模型，进而更好的研究生命现象。
1、有助于生物科学的实践研究
生物学中的数学模型主要是用来说明现象，解决问题和推动生物研究事业向前发展的工具。从自然现象中抽离出数学问题，再把问题简单化，抽象成为数学问题，即模式化。采取数学建模的方式可以解决实际问题，如果当时的研究资料不充足，数学建模可以适当弥补，为实验提供新思想。比如，遗传学家孟德尔就是在数学模型的基础上研究出了染色体的学说，他的数学模型是从遗传现象中抽离出来的。
2、有助于生物科学的数学化
当代生命科学的大趋势即数学化，确定数据、建立模型对我们研究实验对象功能和状态有很大帮助。在科学日渐成熟发达的今天，数学已然成为一种必不可少的工具。在生物学的研究工作中，如数量遗传学与数量生态学等学科的诞生。生物数学模型是数学模型应用到生物科学中的一种极为重要的表现形式。对客观的现象进行数学化的模型描述是探索生命研究的一项重要形式，生物学研究只有找到了能够反映它的数学化模型才可以进行系统的、严密的探究阶段，为制定正确的使用措施和步骤做依据。这方面有很多成功的例子，如，光合作用反应的方程式、乙醚发酵和乳酸发酵的方程式等。
3、预测、监控功能
生物数学模型具有预测功能和控制功能两种功能。对于各种生命现象研究和实验过程都有预测和控制的作用，生物数学模型可以发现系统中的动态规律以一种最为精准的形式，从而预测在不同的实验条件下系统会如何发展。数学模型可以十分精准的描述事物的关系，继而根据已知状态推算出将来的状态。如此，对事物的发展的描述和预测就成为了可能。
比如：用数学模型来研究PH值对酶作用的影响，我们建立一个曲线的模型，通过控制PH值来控制胃蛋白酶和胰蛋白酶处于什么状态。在该曲线中可以明确直观的看出，在PH值不同的条件下，即使是同一种酶，相应的反应速度也是不同的。
三、生物学中数学模型的意义
模型就是简化了的原型，所以，模型与原型相似却又不同于原型，是抽象了的原型，从某种程度来说，模型这样抽象的事物更有意义。为了对事物有更为深入和本质的精确描写，我们对概念式的类比不能仅仅停在表面上，于是数学模型应运而生。通常生物学的理论知识是用“语言”来描述的，生物学中的现象复杂且理论的发展较晚，但是数学模型的应用对于以上生物学研究的不足提供了一种有效的工具。事物都是不断发展变化的，数学模型也不例外，要不断的发展改善，以适应最新的实验情况。经过验证数学模型在实验过程中有不可估量的作用，如果研究一个地区的生态环境，建立一个适合、严谨的数学模型，那么对于这一地区的捕捞量、捕捞时间等一系列生态问题都有一个比较明确的答案。那么接下来制定符合实际的生态方案就唾手可得。生命现象是复杂且多变的，没有一种模型可以一劳永逸，不断更新知识对人脑也是有意义的。一种数学模型可以经过变形运用到新的领域，解决新的问题，创造出新的概念及工具。对于不断完善学科发展有十分深远的意义。
把数学模型运用到现实的生物学研究中，我国还处在发展阶段，目前来看，相关研究资料还是比较少，但数学模型在工作中的作用是有目共睹的，在生物学研究中贡献也没有什么疑问。因此，我们要大力发展数学模型，不断深入研究，要能准确的运用数学模型来解释、制定、控制实验，对生物学问题有更深入、更高效率的探究。为更好的发展我国生物学研究开辟道路，把生物科技作为一个蓬勃发展的事业做大做强。
参考文献：
2.可使学生牢固地建立起知识的内部联系,把一些零碎的知识组织起来,使之系统化。 生物学知识,本来有它固有的联系,但在教材编写时,不得已将它们分割开来,编入不同章节中。我们在教学中,必须将分散了的系统的知识适时相应地集中起来,阐明复杂多样的生命现象和规律间的关系。如讲动物的进化规律时,把各门动物的神经进行比较,就能使学生清楚地认识到:动物之间有着一定的亲缘关系,是按照从简单到复杂的规律进化的。
3.可使学生准确地掌握概念的内涵和外延。 中学生认识事物时,往往抓不住事物的本质特征,对那些相近的概念、成双成对、成列成排、前后联系的名词混淆不清,琢磨不定。有比较才能鉴别,一切事物总是相比较而存在的。在教学中采用比较法,突出一方,找出它们的异同,就可避免混淆和张冠李戴。如讲穗状花序时,用总状花序作比较,找出它们之间的相同之处和不同之处,就可使学生清楚地掌握这一对概念。
4.比较法能起到或加强直观作用。 比较法能使抽象微细的生命现象和规律具体形象化,我们也称之为“对比直观”。如借用学生们所熟知的一般事物,比喻生命现象或规律,如说草履虫象草鞋,大草履虫有一个透明略呈肾形的大核,等等。这样,使学生对微细抽象的生命现象,有一个直观形象。比较法还能加强直观作用。如将蜥蜴的肺结构图同青蛙的肺结构图比较,能使学生具体深刻地看到蜥蜴肺泡数目增多,深切地认识到蜥蜴肺的呼吸作用能够满足整个身体对氧气的需要,因此适于陆地上的生活。而青蛙还需要皮肤辅助呼吸,仍然离不开潮湿的环境。 5.比较法是培养提高学生逻辑思维能力的重要方法。 比较法是一切理解和一切思维的基石,即比较是一切逻辑思维的方法。任何事物的特点必须在相互比较中才能充分地显示出来。因此,采用比较法,可以培养和提高学生的逻辑思维能力。比如:呼吸作用与光合作用有什么联系和区别?学生必须用比较法,从逻辑上找出对比之项:作用场所、作用条件、反应物、生成物、能量转化等等,然后分析出对立面和统一面,得出答案。并从中看出二者的相互依赖、相互制约的关系。
二、比较法的类型及其运用
中学生物学主要是讲述生命现象的共性和个性,都是科学家们经过反复比较,从理论上概括总结出来的。生命现象之间有着本质的内在联系,纵横交错,网络复杂。生命现象的多样性决定了比较法的多样性。一般的比较法有类比、列比、历比、寡众比和综合比。
1.类比。就是根据生命现象和规律的系统性,进行类型或类别比较的方法。根据被对比各点的相似性和差异性、类比法又分为类型比较法和类别比较法。前者是把同类的各个生命现象和规律进行比较,找出共同性和相似性,进行归纳教学的方法。如学生已学过了地上茎的知识,在讲授地下茎时,将其特点分别与地上茎特点作相应比较,或者让学生把两个实物对比分析,这样可使学生在已有知识的基础上,自学似地获得新的知识,建立起同类的概念。后者是把不同类的生命现象和规律进行比较,找出特殊性和差异性,进行分类的教学方法。如绿藻和兰藻的比较,鲸和鱼的比较,可使学生在原有一类知识的基础上,获得另一类新的知识,扩大原有知识的范围。 类型比较法和类别比较法关系密切,常相互配合,同时运用。求大同,归一类;找出特点,分门别类。使学生清楚地看到对比各方既是具有共同特征的一大类,又是具有不同特点的二类或多类(小类)。
2.列比。列比就是把相对独立的互为并列的几个生命现象进行比较的方法。如:绿色开花植物的各种根(或茎、或叶、或花、或果实)的比较;昆虫纲各目动物口器的比较;等等。可使学生从中清楚地认识到繁多的生物器官与其功能和环境条件相适应。
3.历比。历比就是从时间上和空间上,将某一生命现象发生发展历程分阶段进行比较的方法。如将高等植物各类的根(或茎、叶),按进化程序比较,可帮助学生具体生动地认识到:植物的进化遵循由简单到复杂(由水生到陆生)的进化历程。又如把鱼纲、两栖纲、爬行纲和哺乳钢的心脏(用挂图或模型更佳)比较,这样,学生就不难看出脊椎动物心脏的分隔变化,即由一心房一心室到二心房一心室至二心房二心室。有力地证明了动物也是遵循从简单到复杂、从低级到高级的进化历程。
4.寡众比。寡众比就是将同类中的一事物同众事物比较的方法。一般以一事物为圆心,与众事物分别比较,而众事物之间不进行比较。如把茄科与锦葵科、蔷薇科、十字花科的主要特征分别进行比较,强化对茄科主要特征的认识和记忆。在分章节复习时,也可把其中的一种器官(或组织、或系统)同多种器官(或组织、或系统)分别比较。强化其一,巩固其他。
5.综合比。综合比就是把一系列的各个生命现象的诸方面进行比较的方法。一般用在总复习末期,将一本教材(或一编)的内容,分纵类和横行,综合整理,分析精炼,列出一览图表,让学生灵活运用上述各种比较法,掌握个别和整体知识的网络关系,积零为整,融会贯通,使知识系统化。如六大类植物类群的主要特征比较等。
三、运用比较法需注意的问题
应试的压力，使高中生物教学以传授知识为主，而没有考虑到学生的主体意识，更不会调动学生主动学习的积极性，因此也难以培养出具有较强个性的人才。将学生主体作用纳入高中生物教学当中，对于激发学生主动学习、促进学生身心健康具有重要的作用。
一、主体性教学
主体性教学是建立在促进学生主动参与教学活动的基础上的，使学生的主体作用充分地发挥出来，以达到提高学生综合素质的目的。主体性教学中，要将学生的主体作用充分地发挥出来，教师不再是课堂教学的中心，而是起到引导学生学习的作用。以教材内容为参考，采取适当的教学手段，以提高学生的学习效率为教学目的，满足学生主体需要的同时，将认知需求激发起来，从而满足学生对于情感的渴望。在教学的具体操作过程中，学生作为认识的主体，对于教师的授课水平、教学方法等都会有所要求。要将学生的学习主动性调动起来，就要根据学生的个性创设适合于学生发展的教学环境，让学生的主观能动性得以充分发挥。
二、主体性教育思想
高中生物教学的完善首先是建立在教育思想更新的基础上的。随着高中生物教学新课程标准的出台，主体性教学已经被列入到教学改革中可选择的行列。促进主体性教育，转变教育思想，使其符合时代的需求，从应试转向生存能力的培养，将极具功利性的伪教育摒除。基于学生对于生物知识的理解力有所不同，在教学中就要建立起主体教学观，尊重学生之间所存在的个性差异，根据学生的需求提供教育。学生是知识的主动获得者，那么在教学当中，就要着眼于学生的未来发展，提高高中生物知识的教学质量。比如，当前人们倡导低碳生活，生态保护意识有所增强，那么在生物教学中，就可以将生物教学内容与生态理念联系起来，培养学生灵活地运用理论知识分析社会实践问题的能力。
三、高中生物教学主体性教学策略
1.创设问题情境，展开生物课堂探究式教学模式
生物教学具有较强的实践性特征。创设问题情境展开教学，可以让学生在解决问题的过程中获得更多的生物知识，而不局限于课堂教学内容本身。问题可以由教师提出，也可由教师引导学生提出。学生回答问题所运用的知识都是自己所掌握的，教师以这种方式掌握了学生对于知识理解力的同时，对于学生问题的回答加以延伸，将能够建立关联的答案以其内在的联系相互贯通起来，并以其为条件进行逻辑推理，从而将课堂教学内容中所涉及的新知识引出来。只有当新的知识是建立在学生固有的知识基础上时，才会促使学生积极地参与到生物问题的探索中来，与教师配合共同解决所提出的问题并针对新的知识展开讨论。
2.活跃课堂气氛，建立和谐的教学心理氛围
在高中生物教学中，发挥学生的主体地位，就要建立学生与教师之间的平等关系。课堂教学本身就是一种教学环境的塑造，而教学内容则是教学环境中的活动因子，在不同环境条件中会产生不同的效果。处于师生关系不良的教学环境当中，教学课堂就会充满消极和冷漠，在毫无情感的教学环境当中，教学内容就显得枯燥乏味，而教师的教学也会由于背离了学生的个性特点而难以被接受。和谐的课堂氛围会让情感变得生动而多样化，丰富多彩的课堂活动则是情感表达的形式。学生以积极的态度吸收知识、理解知识，并发挥主观能动性体验探索知识的乐趣。
生物界充满了奥秘，等待人类去揭开。高中学生都有探奇的心理，运用多媒体辅助生物课堂教学，将多彩多姿的生物界以动态的画面展示出来，给学生以视觉的冲击，调动起学生对于生物学习的热情。高中教学已经不再局限于学科教学内容本身，而是要将知识面无限拓展，并将各学科知识融会贯通。那么在高中生物教学中，就要将生物学与其他学科相互贯通，并从生态自然界的角度来理解高中生物学的知识点。让学生感觉生物学是富有情趣的学科，从而以接受的学习态度、轻松的心理状态吸收生物学知识。
3.倡导合作学习，在促进学生相互交流中发挥主体性
生物学知识涵盖面非常的广泛，这就需要学生能够从多个角度、不同的研究领域理解生物学知识。建立起合作学习的方式，让学生在生物实践学习活动中，根据生物学知识的理解差异性划分为几个交流小组，针对某一些问题展开讨论。事实上，这种教学方式中论题本身并不是最重要的，主要是促进学生之间的交流，让学生从理解生物知识的共性出发，对于知识进行迁移，激发学生的知识创造力，以培养学生的思维创新能力。比如，在讲解生物遗传的时候，关于分裂知识的讲解就可以结合学生所熟悉的现象进行分析。小狗是学生熟悉并喜欢的动物，而小狗的容貌各有不同，遗传和突变就是形成这种现象的重要因素。为了促进学生对于知识的深入理解，可让学生也举一些类似的现象。此外，还可以将这一节的知识延伸到其他学科领域。如，《中华人民共和国婚姻法》规定不可以近亲结婚，男女性别比例的社会性问题等等，都可以让学生展开讨论，将课堂内容延伸到社会，开阔学生的视野。
综上所述，长期以来，高中知识的教学都是以应试为目的。生物课堂教学内容是建立在前人所总结的知识基础上，将新的成果注入其中，不断地补充和完善知识。在高中生物教学中发挥学生的主体作用，可以将生物学知识有效地传授给学生，让学生认识、了解。
参考文献：
（1） 教材中的经典实验是对学生进行生物科学史教育的良好素材，科学家为科学献身的精神是对学生进行科学素养和科学精神教育的生动教材。
科学每前进一步，都凝聚着无数科学家的辛勤汗水。例如沃森和克里克这两位年轻的科学家在总结前人已有成果的基础上，提出了DNA分子双螺旋结构模型，可以说这两位科学家的合作精神是科学研究中的典范。奥地利遗传学家孟德尔身为传道士，却对自然科学充满兴趣，经过无数次实验总结出两大遗传定律，在当时不能被众人所接受的情况下仍能坚持真理。这里所体现出的合作精神，坚持真理的精神都是从事科研工作必须具备的品质。
（2） 经典实验中体现出的探究性实验设计原则、步骤、思路为学生进行探究性实验设计提供了范本。教师可以此为素材进行分析，指导学生进行实验设计。在探究性实验设计中为研究某一因素对某一生理过程的影响，要遵循对照原则和单一变量原则，教材中许多经典实验很好地体现了这些原则。教师指导学生对这些实验进行分析，可加深其对探究性实验设计思路的理解。
例如：“光合作用”一节中有关萨克斯验证光合作用需光的实验，为了尽量消除无关变量的影响，采用同一叶片的遮光部分和曝光部分进行对照，体现了实验设计的原则。而且此实验提供了一类实验，即需通^验证光合产物（或产物部位）来研究光合作用条件（或是判断C3、C4植物）的基本步骤：饥饿处理设置对照光照取叶酒精褪绿碘处理观察是否产生蓝色或产生蓝色部位。
教学实践表明，教师指导学生对这些实验认真分析，书写步骤、结果、结论，可大大提高学生的实验设计能力。
（3） 经典实验中体现出的科学思路、科学思想是人类智慧的精华，通过对这些实验设计思路的分析，可以拓展学生思维，启迪智慧。
例如，恩格尔曼验证光合作用条件和场所的实验可以称为高中显微实验的经典。教师引导学生认真分析此实验，体会其中的绝妙之处：① 选用水绵作实验材料，水绵不仅具有细而长的带状叶绿体，而且螺旋状地分布于细胞中，便于观察和分析研究；② 将临时装片放在黑暗并且无空气的环境中，排除了环境中光和氧的影响，确保实验能正常进行；③ 选用极细的光束照射，并且用好氧细菌进行检测，从而能准确判断出水绵细胞中释放氧的部位；④ 进行黑暗和曝光的对比实验，从而明确实验结果完全由光照引起。
又如，在证明DNA是主要的遗传物质的2个经典实验中，均是采用把蛋白质和核酸分开然后单独观察它们在遗传中所起作用这一思想。艾弗里采用的是化学提取和分离并鉴定S型细菌中的各物质，而后与R型细菌单独培养；而赫尔希和蔡斯则采用放射性35S和32P分别标记T2噬菌体蛋白外壳和核酸，去研究它们在遗传中的作用。不同时代采用不同技术，也说明了技术对科学研究的巨大推动作用。
（4） 经典实验中初步涉及到一些生物研究的技术方法。
生物学有一套完整的学科研究方法，如植物生理中经常用到的溶液培养法、放射自显影技术、环割法（研究植物体内有机物运输的途径），在动物分泌研究中经常用到的摘除、移植法，在各学科普遍应用的同位素标记法等。
在高中生物的经典实验中，同位素标记法是一种常用的实验技术。如鲁宾、卡门验证光合作用产物O2中O原子来源的实验、噬菌体侵染细菌实验、研究分泌蛋白合成和分泌过程中涉及的细胞结构实验等。因此，在习题中也经常遇到用同位素标记法来研究某一生理过程的实验设计和分析题。
例：Grimtone曾观察到：饥饿的原生动物逐渐停止形成高尔基体，同时粗面内质网也减少或几乎完全消失，由于这些细胞于实验期间还继续形成分泌小泡，所以每一个高尔基体的囊的数目减少了；但当给动物重新喂食后，形成了新的粗面内质网，同时产生新的高尔基体，囊的能力也恢复了。高尔基体的构建和数目变化为什么与内质网一致呢？
假设： 。
进行实验：用含有14C的亮氨酸和含有14C的甘油（合成生物膜的原料）同时培养原生动物，然后用放射自显影技术观察放射性出现的先后顺序。
结果：放射性出现的先后顺序是内质网高尔基体细胞膜。
结论：高尔基体膜是由内质网膜转化的。
根据上述探索过程，请回答下列问题：
（1） 作为这一实验的假设，下列说法最为恰当的是（ ）
A. 细胞内的膜结构可以互相转化
B. 高尔基体膜可以转化为内质网膜
C. 高尔基体膜是由内质网膜转化的
D. 高尔基体的形成需要原料
答案：C。
（2） 上述实验存在一个不当之处，请指出并改正。
答案：含有14C的亮氨酸和含有14C的甘油不应同时培养原生动物，应分别培养，再用放射自显影技术分别观察放射性出现的先后顺序。
可见，同位素标记法主要是用放射性同位素标记某物质以研究该物质或该物质构成的结构在生物体或细胞中的转移情况。
2 教材中的经典实验在高考试题中的出现形式
以教材中的经典实验为背景进行再组合成为高考实验题组题的重要形式。如肺炎双球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验、性腺的切除和移植实验、生长素发现、豌豆的杂交实验等，均可成为高考命题的知识来源。下面以2道全国理综卷实验题加以说明。
（1） 证明“生长素在植物体内只能进行极性运输”的实验。本实验的情境学生并不陌生，它正是采用了教材中温特证明“胚芽鞘尖端含有生长物质”的实验方法，均以空白琼脂块为载体，将空白琼脂块放上胚芽鞘尖端一段时间后，能使去尖的胚芽鞘弯向一侧，说明胚芽鞘尖端含生长物质；本实验则说明含IAA的琼脂块能“从形态学上端向下端运输”，使空白琼脂块含IAA。根据实验目的再设置一个对照实验即可。
（2） 验证“镁是植物生活的必需元素”是一个实验分析评价题，主要要求考生指出实验错误并加以改正。而考查的知识正是经典实验中验证必需元素的溶液培养法以及对溶液培养法的技术要求，此外注意到对照原则和控制好单一变量即可。
3 教学措施
从以上分析可以看出，教材中的经典实验应成为高中生物实验教学的重要部分，围绕经典实验进行复习应成为实验备考的一项重要内容。围绕教材中的经典实验，笔者在教学中主要采取了以下措施。
3.1 指导学生对经典实验认真分析，书写步骤、结果、结论
教师要求学生按实验设计的要求对教材中的经典实验重新组织步骤，得出结果、结论，这不仅能加深学生对这些实验的理解，体会其设计思路，关键能提高学生的语言组织能力。这种做法对提高学生的实验设计能力是大有益处的。
3.2 介绍一些高校教材中的经典实验，开拓学生视野
高校教材，特别是高校教材中的实验成为高考试卷组题的重要来源。因此，教师给学生介绍一些高校教材中的经典实验，能极大开拓学生视野，如巴甫洛夫证明狗的胃液分泌受神经和激素控制、巴斯德的免疫实验、光周期实验、农药对害虫是进行选择而不是使其发生变异的原因、密码子所代表的氨基酸的确定等。
关键词：合作学习；生物学教学；素质教育；应用
一、正确认识合作学习的本质
不论是东方还是西方，合作学习的思想和实践源远流长。对合作学习本质的探讨从来没有停止过，杜威倡导的“从做中学”和陶行知的“小先生制”教育思想，为今天实施合作学习奠定了理论基础。
合作学习的主要代表人物斯莱文教授认为：合作学习是指使学生在小组中从事学习活动，并依托他们整个小组的成绩获得奖励或者认可的课堂教学技术[1]。美国明尼明达大学合作学习中心的约翰逊兄弟认为：合作学习就是在教学上运用小组，使学生共同活动以最大程度地促进他们自己以及他人的学习。合作学习的另一重要代表人物沙伦博士则认为：合作学习是组织和促进课堂教学的一系列方法的总称，学生之间在学习过程中的合作则是所有这些方法的基本特征。合作是通过组织学生在小组活动中实现的，充当社会组织单位的小组通常由3-5人组成，通过小组同学之间的合作与交流展开学习。我国合作学习的研究者王坦认为：合作学习是一种旨在促进学生在异质小组中互助合作，达成共同的学习目标，并以小组的总体成绩为奖励依据的教学策略体系[2]。
首先，从组织形式来说，合作学习是以小组为基本单位的教学活动。在小组活动中，合作学习通常采用异质小组，即成员的性别、成绩、能力、背景等方面具有一定的差异，使小组各成员之间具有一定的互补性。
其次，从教学过程来看，合作学习是师生之间、生生之间组成的互动教学活动。合作学习要求所有的教学动态因素（教师和学生）都应当保持互动，特别是生生之间的合作性互动，才能推进教学过程的有效实施，合作互动是合作学习所具有的重要特征之一。
再次，从教学目标的达成来说，合作学习是一种目标导向的教学活动。在制定了适当的教学目标之后，所有的学习小组活动都是围绕着达成共同的教学目标而展开。
二、生物学教学中应用合作学习的必要性与可行性
义务教育生物教学中运用合作学习，是由教学内容、教育目标、学生生理及心理特点等所决定的。
1、合作学习是推行素质教育的基本理念
新课改实施以来，课程理念不断更新，初中生物学教育要跟上时代变革步伐。传统教学模式，使学生长期处于被动地位，抹杀了学生求知欲。合作学习可以激发学生强烈的求知欲，又能培养学生的合作意识，增进师生之间、生生之间的和睦关系[3]。通过合作小组学习，教师可以把教学内容留给生产生活经验丰富的同学讲解，由其他同学补充，让学生在小组中充分表现自己，增进团体合作能力。
2、合作学习是生物学教学的基本要求
合作学习是新课程改革所倡导的重要学习方法，生物学课程期待学生主动参与学习过程，培养学生的合作、交流与表达能力是生物学教学的重要目标。义务教育《生物学课程标准（2011年版）》的“教学建议”明确提出，合作学习探究时，教师应兼顾不同发展水平的学生，成员间要分工明确并定期互换，使每一成员都有机会担任不同的角色，还指出，教师应结合具体的教学内容，采用小组讨论、角色互换等多种不同的教学策略和方法，达到教学目的。
3、合作学习是生物学教学的重要组织形式
纵观不同版本的初中生物学教材，在设置的众多的栏目当中，“分组实验”、“探究活动”、“探究”、“问题探究”、“想一想，议一议”等栏目，都是以小组为单位的教学活动，且占有相当大的教学篇幅和比例，为教师与学生提供了大量的合作学习的机会。
4、合作学习符合中学生的心理特点
结合中学生成长环境及心理特点说，他们正处于青春期，表现欲强，渴望他人对自己价值的肯定，尤其是教师的肯定。而合作学习就是讲机会留给学生，让学生在小组中表现自己，教师对小组团队进行表扬，这种通过个人努力使集体获得表扬的方式极大的激发了学生的学习兴趣，肯定了学生个人价值。
三、合作学习在生物学教学中的实践探讨
随着课程改革的不断深入，小组合作学习被广大教师所接受，并有逐渐取代传统教学模式的趋势，对于提高学生学习的积极性、主动性和学习兴趣，培养学生的思维能力和开发学生的智力，具有不可替代的作用。
1、组织异质合作学习小组
学生之间的差异是客观存在的。把不同学习层次的学生分到一个学习小组，可以让他们互帮、互学，营造一个和谐的学习氛围，让每个人都能有成就感，增强小组成员之间的相信，让他们学会欣赏他人，逐渐形成团队意识和团队，不断提高学生的合作能力。
2、教师是小组活动的引导者
在合作学习中，教师是小组活动的引导和参与者，应为小组活动进行任务和小组角色分配，指导学生如何向对方提出问题，指导小组成员学会倾听同伴的提问与发言，指导小组成员学会讨论与相互学习交流，协调小组成员间的合作进行差异等。
3、制定基本的教学流程
合作学习作为一种教学模式，在运用时要大体遵守以下的流程：合作设计目标呈现集体讲授小组活动效果测验反馈与补救[4]。教师在指导学生进行合作学习时，在不同的环节要有测重点地进行启发，如明确教学重点，创设问题意境，对学生的“新发现”要进行有针对性的引导，还要避免学生脱离教学内容的讨论等。
4、选择适当的合作学习内容
中学生物学教学内容丰富多样、目标各异，并不是每堂课的教学内容都适合组织小组合作学习。因此，在教师在进行小组合作教学时，要根据不同的教学目标，精心选择教学内容，把握教学时机，引导学生进行合作学习。适合小组合作学习的内容，主要包括知识面广、较浅显的、贴近实际生活的、有知识经验的内容等。
5、创设合作学习的教学情境
合作学习的主要宗旨就是充分发挥学生的主体性、积极性，通过启发和引导，让学生以各种形式的合作学习小组，在民主、平等、和谐、愉悦的合作场中进行合作学习和实践[5]。因此，创造民主和谐教学的情境、探究性实验的情境、竞赛式的合作学习情境等，对于有较实施使用学习是必不可少的。
总之，合作学习是新课改倡导的一种重要的教学模式或学习方式，在生物学课堂教学中，要不断积累、总结实践经验，让每个学生都能在合作中受益，从而提高生物课堂教学的效果；使学生地获取基础知识的基础上，培养学生发现、提出、分析和解决问题的能力，交流合作和创新能力，提高学生的生物科学素养，促进学生的全面发展。（作者单位：聊城大学生命科学学院）
参考文献
[1]Slavin.R.E著，王坦译。合作学习的研究：国际展望[J].山东教育科研，1994，1（1）：75-79。
[2]王坦.合作学习一原理与策略[M].学苑出版社，2001，1：64。
生物课程改革的一个重要出发点就是改变学生学习方式，目的是使学生从过去单一、被动的学习方式中走出来，鼓励学生向多元化学习方式转变，提倡学生不断养成自主探索，合作交流的学习习惯。合作学习方式在学科教学中越来越得到师生青睐。生物教学中合作学习方式的运用就是教师提供生物学习平台，给学生相互讨论，合作学习的机会，让学生在小组内积极动脑、动口。例如，在种子萌发的外界条件教学内容中，我们教师可以回避传统按部就班的直接讲授方法，而是通过把学生分成不同的学习小组，让同学在小组内相互探讨：种子萌发一般需要怎样的外界条件；哪些条件对种子的萌发会产生影响；不同种子萌发是否一定需要不同的外界条件等。显然，合作学习方式的运用不但加深了学生对所学内容的印象，而且还可以促使学生自觉把课堂探讨的内容延伸到课外自主学习活动中，积极探寻和印证课堂内小组共同探讨结果的正误。
二、生物教学中合作学习意义探讨
生物教学中，合作学习方式的运用促使教学双方都能得到共同发展。对于学生而言，合作学习方式的运用让他们在融洽的教学氛围中，以更加饱满的热情，主动从生物知识的海洋中汲取营养，提高自主能力，从而达到学生主动参与生物学习的效果。对于教师而言，合作学习方式的运用真正实现了教师还课堂于学生的目的，并不断敦促教师关注自己的教学方法，明晰自己的教学任务，让教师清醒地认识到生物教学中教师的任务应该由传播生物知识转变为帮助学习接受和理解、体验和内化所学知识，真正使教师的身份由以前的演员成为现在的导演，使教师一直处于探索一条让学生有效参与生物、亲近生物，学好生物的路子，应该说正是在这种民主合作的学习气氛中促使教师不断追求生物教学的新途径，不断归纳自己激发学生生物学习兴趣和学习潜能的方法，使学生真正成为了生物学习的主人。同时，合作学习方式的运用也使得教师在生物教学中能及时反思自己的教学行为，调整自己的教学策略，在一定程度上实现了生物教学的可持续发展。
