第一篇:生物學論文2
初中生物重要概念的教學策略
傳統生物概念教學過于強調知識本位,而忽視了概念形成過程的教學。這種概念教學往往注重的是學生對事實信息的記憶和背誦,但要達到理解的程度僅憑大量的事實記憶是遠遠不夠的,并且也與新課程理念相悖。新課程理念指導下的生物教學更強調學生對生物學重要概念的建立和理解,必然要涉及到對抽象概念原理的精心組織。
一、新課程標準中“重要概念”的解析
新課標中的“重要概念”包括對生命的基本現象、規律、理論的理解和闡釋。重要概念對于學生學習生物學科內容來說,具有非常重要的支撐作用。例如,在初中生物教材中,“光合作用”這個關鍵語詞包含的重要概念是:光合作用是指綠色植物利用太陽能,也就是光能,把二氧化碳和水合成儲存了能量的有機物,同時釋放氧氣。這個重要概念不僅指明了光合作用的場所是葉綠體,即只有綠色植物才有光合作用,還指出了光合作用的前提——光照,還有光合作用的原料和產物。學生在學習這一節內容時把握住了“光合作用”這一重要概念的本質內涵和要點,對于后續開展光合作用的實驗,也產生了積極的影響。
二、新課程理念下生物學重要概念教學的策略
1.強調探究和學生動手實踐活動,幫助學生建立生物學概念 為了幫助學生建立生物學概念,理解生物學概念的本質,教師應當倡導探究性學習,引導學生主動參與,勤于動手,積極思考。例如,學習“細胞是構成生物體的基本單位,是生物體進行生命活動的基本單位”這一概念,學生動手制作洋蔥表皮細胞和人體口腔上皮細胞臨
時裝片,并在顯微鏡下觀察洋蔥表皮細胞和人體口腔上皮細胞的結構,同時結合植物和動物細胞結構示意圖,認識細胞的結構,分析細胞各結構的功能。學生通過動手實驗、觀察、比較和分析逐步形成對細胞概念的建立和理解。
在生物學教學中,研究一個立體模型、觀看一段生動的動畫、幾張學生拍攝的照片或學生課前采集的標本,還有回答教師巧設的幾個問題等都對生物學概念形成有重要作用,教師不能讓學生僅僅停留在事實記憶上,更重要的是幫助學生建立概念。
2.組織課堂活動,豐富學生對重要概念的感性認識
學生對重要概念的接受和理解需要以一定的事實或感性認識為基礎。自然科學中的重要概念常常也是較為抽象的概念,學生對抽象概念的接受需要以具體的事實或者感性的、直觀的材料作為基礎。在教學中,教師要把這些事實或者感性材料融入課堂活動,通過開展不同形式的活動,使學生對重要概念產生充分的感性認識,進而幫助學生理解抽象的重要概念。
例如,關于學生對器官概念的形成,教師可以先給出實物菜豆的葉和果實,并指導學生按順序去觀察,利用光學顯微鏡,分別找到葉和果實中相應的組織。然后教師再給出實物生活狀態下完整的菜豆植株,讓學生聯系生活實際去觀察分析各部分結構的功能。由于成熟的菜豆植株的六大器官比較明顯,并且來自于學生已有的生活經驗,是學生熟悉的常見植物。所以,學生經過對菜豆植株的觀察和思考,就容易對植物器官的功能和分類產生直觀的理解,有利于學生對這些事
實性知識進行抽象或概括,進而建立起“多種組織構成且能行使一定功能的結構即器官”這個概念。
3.設計問題串,引導學生對重要概念的深層探究
在產生感性認識的基礎上,教師可以通過提問的方式引導學生剖析現象背后的規律,幫助學生把重要概念從大量的生物學事實中抽象概括出來,逐步達成對重要概念的建立。在學生建立起重要概念之后,教師利用層層遞進的問題點撥學生的思維,啟發學生對重要概念的本質和內涵進行深入地探究,促進學生對重要概念的深層理解,實現主動探究和重要概念傳遞的“對接”。
例如,在初中生物《動物的行為》這一節中,教師在引導學生形成動物的行為這個重要概念時,以獵豹捕食為例,提問學生:“如何描述獵豹的捕食過程?怎樣分析捕食過程中的動作或活動?”學生通過回答問題,可以從整體的角度總結出動物的行為是一個動態持續的過程。教師接著提問:“獵豹在什么情況下捕食?獵豹的一系列捕食活動需要身體哪些結構配合完成?”由此,學生可以回答出:“動物行為由外界刺激或體內的生理變化引起,在神經系統和激素的調節作用下,由感覺器官和運動器官配合完成?!苯處熇^續提出問題:“獵豹有哪些身體特點利于捕食?這與生活環境有什么關系?對它的生存有什么意義?”引導學生形成重要概念:“動物的行為使其能適應環境的變化,提高其存活和繁殖的機會?!睂W生初步形成動物的行為這個重要概念后,教師再進行提問:“獵豹捕食時,發現獵物后靜止不動,等獵物靠近時,再發起攻擊,那么獵豹靜止不動,注目凝視,凝
神諦聽,這是動物的行為嗎?”學生通過對這些問題的思考和辨析,對動物行為這個重要概念有了更深層次的理解。
4.創設生活情境,促進學生對重要概念的遷移運用
教師向學生傳遞重要概念的最終目的是想讓學生運用重要概念來解釋與生物學有關的現象,解決學生在學習生物科學中遇到的問題和根據已有的生物學知識和經驗做出自己的判斷,從而提高自身的生物科學素養,對今后的學習和生活產生積極的影響。因此,學生構建起重要概念后,教師要通過情境的創設,把學生帶到真實的生活中,在處理實際問題的過程中,促進學生對重要概念的理解和遷移運用。
例如,學生在建立起動物的先天性行為和學習性行為兩個重要概念之后,教師提供“印度狼孩”的相關圖片和視頻,引導學生根據先天性行為和學習性行為的特點,分析“印度狼孩”的一系列行為。在解讀狼孩行為的過程中,使學生深刻地體會到先天性行為是動物生下來就有的,由身體里遺傳物質所控制的行為。而學習性行為是動物在成長過程中,通過生活經驗和“學習”逐漸建立起來的新的行為活動。學生通過閱讀分析和解決實際生活中遇到的“印度狼孩”這一現象,促進了對“動物行為”這一重要概念的遷移運用并加深了理解。
5.建立概念體系,完善學生對重要概念的分解整合生物學重要概念處于學科中心位置,包括了對生命基本現象、規律、理論等的理解和解釋,對學生學習生物學及相關科學具有重要的支撐作用。一個重要概念可以分解成多個層級的次位概念,教師在備課中需要理清這些次位概念與重要概念間的關系。那什么是次位概念
呢?次位概念即相對于重要概念來說,在重要程度上,地位要低一層級,從結構上看,次位概念比重要概念更加注重細節,內容更具體,由于知識的難度系數降低,從而更容易讓學生理解接受。如果說重要概念是一個整體,那次位概念就是化整為零,邏輯關系上互為補充,兩者是一個有機的統一體。在課堂上,教師從傳遞次位概念開始,通過次位概念的整合,最終形成一個以重要概念為核心的完整概念體系,幫助學生梳理知識脈絡,細致全面地把握重要概念。
例如,在“生物體的結構層次”主題下,“多細胞生物體具有一定的結構層次,包括細胞、組織、器官(系統)和生物個體”是標準中規定的一個重要概念。教師可以根據多細胞生物體的分類,把它分解為“綠色開花植物體的結構層次”和“人體的結構層次”兩個次位概念。在“綠色開花植物體的結構層次”的統領下,還可以繼續分解成“細胞分裂、生長、分化形成組織”、“多種組織構成能行使一定功能的器官”、“植物體各器官相互協調形成統一的個體”等次位概念。學生學習完這些次位概念后再進行系統地整合,會很輕松地建立起以“多細胞生物體的結構層次”為核心的概念體系,使學生對重要概念的理解更加充實具體。
以上關于“重要概念”教學的五種教學策略,在教學實踐中已經證明是非常有效的??傊?,在生物學概念的教學中,教學要變“重結果”為“重過程”,倡導探究性學習,培養學生勤于動手、動腦、幫助學生建立和理解生物學概念,引導學生將生物學概念應用到生活和生產實踐中,解決相關的現實問題,以達到提高學生生物學素養的最終目的。
第二篇:普通生物學論文
文獻綜述
題目:基因工程技術在人類醫療保健方面的應用
摘要
所謂基因工程技術,就是在基因(DNA)水平上,用分子生物學的技術手段來操縱、改變、重建細胞的基因組,從而使生物體的遺傳性狀按要求發生定向的變異,并能將這種結果傳遞給后代。從二十世紀七十年代發展起來的基因工程技術在短短三十年中得到飛速發展,并已成為生物技術的核心技術。利用基因工程技術開發新型治療藥物是當前最活躍發展最快的領域?;蚬こ碳夹g將會更廣泛的應用于人類醫療保健方面??茖W家認為,到2025年,基因工程技術將成為治療遺傳性疾病的關鍵手段。
遺傳研究所取得的進展,使醫務人員已能識別、診斷和預防人類所患的4000多種遺傳性疾病及失調癥。科學家認為,到2025年,可能會有成千上萬種診斷和治療遺傳性疾病的方法,而基因技術將成為關鍵的治療手段。在治療時,使用的主要是由基因技術開發的各種基因藥物。將來,人們對疾病主要是以預防為主,即事先就將人體內有害的基因清除、消滅或抑制掉,也可以通過注射、吸入、服藥等方法,將健康的替代基因送入人體或直接注入胎兒體內,以改變人體體質和預防疾病。
要求:1500字以上 評分標準:
1、書寫格式(標題、摘要、關鍵詞、參考文獻)10分
2、摘要簡潔,概括性強;10分
3、關鍵詞簡練,緊扣正文;10分
4、正文部分60分;
5、正文內容豐富,有新意;10分
第三篇:生物學素質教育論文
1程序控制
1.1 在分組實驗中實施有目的、有計劃的程序控制,首先要引導學生在熟識實驗目的、內容及注意事項的基礎上總結概括實驗操作程序。
例如:在《用顯微鏡觀察人的口腔上皮細胞》的實驗中,把制作口腔上皮細胞臨時裝片的步驟總結為“滴”、“刮”、“涂”、“蓋”、“染”;在《觀察植物細胞的有絲分裂》的實驗中,把裝片的制作順序概括為“鹽酸解離”、“清水漂洗”、“龍膽染色”、“壓片制片”,這樣做既可以幫助學生按程序進行實驗,牢固掌握實驗步驟,又能夠節省實驗時間,提高觀察的效果。
1.2 在分組實驗中實施有目的、有計劃的程序控制,還要培養學生養成按順序觀察的習慣。實驗中要引導學生做到:
(1)從整體到局部,如在《觀察葫蘆蘚》及《觀察鐵線蕨》的實驗中,要先觀察整株植物的形態,再看它的根(或假根)、莖、葉;
(2)由表及里,如在《觀察菜豆種子和玉米種子的結構》的實驗中,要求學生先看外部形態,再看內部結構;
(3)由粗到細,如在《觀察植物莖的結構》實驗中,要先用肉眼觀察,用放大鏡或顯微鏡觀察;再如在《觀察根毛和根尖的結構》的實驗中,要先用肉眼觀察根,再觀察根毛,找到根尖,然后用放大鏡仔細觀察,接著用低倍顯微鏡觀察根尖的永久切片,分清根尖的四個組成部分,最后用高倍顯微鏡識別每部分的細胞結構特點。當然,大多數動物學實驗則應該先觀察外部形態,再解剖內部結構。不僅要求觀察的順序如此,而且在復述和復習時也要按這樣的順序,長期堅持就會使生物學實驗課活而不亂,有條不紊地進行,培養學生實驗操作的條理性。
1.3 在分組實驗中實施有目的、有計劃的程序控制,還應該依據教材中試驗的目標要求層次及學生的認知規律和單位時間內的接受能力,適當控制信息量。一是要注意分散操作難度;二是要防止單位時間內的信息密度過大,使學生難以消化吸收。結果控制
2.1為了最大限度、最大范圍的對實驗結果進行調控,首先要在實驗前“定點,抓預習”。
對每個實驗,筆者都堅持首先把重點、難點提前告訴學生,同時圍繞重點、難點提出思考題或應注意的關鍵問題,讓學生在預習時有明確的目的、有思考的內容、有議論的話題。在預習期間,筆者也經常參與學生們的討論,指導課外興趣小組對實驗內容進行預演,培養實驗課小骨干,從而為實驗課上減少盲目性,順利完成教學內容奠定了基礎。
2.2 為了最大限度、最大范圍的對實驗結果進行調控,其次要在實驗中“立標,重規范”。
每次在學生動手操作以前,筆者都要通過不同的形式為學生樹立標準,如:在《觀察和解剖鯽魚》等實驗材料較大的實驗中,就可以親手對解剖過程進行示范,讓學生對何處下剪、下剪深度、剪到何處、解剖剪的傾斜度有一個感性認識;在《觀察蚯蚓》等實驗材料軟小的實驗中,則可以利用課外興趣活動培訓骨干,讓他們在實驗課上帶動本組成員;在《觀察草履蟲》等實驗材料非常小的實驗中,則可以運用錄像片對學生進行前期的指導。
2.3 為了最大限度、最大范圍的對實驗的結果進行調控,也應該在實驗中“控速,促進程”。
由于學生自身能力、性格、知識水平的不同,在實驗中不可避免的會出現速度上的差距,另外學生在實驗過程中也難免“離標”。對待這種現象筆者的做法是:劃分實驗小組時要根據以往了解的情況進行合理搭配,在此基礎上對實驗速度特別慢的小組再進行強化指導,或把他們落下的個別次要步驟“演示”完成,以幫助他們在實驗結束后享受到成功的喜悅,為今后的學習樹立信心。對實驗過程中“離標”走樣的學生應在講清楚道理局嚴格要求,有時甚至手把手地教,以形成規范化操作。
2.4 為了最大限度、最大范圍的對實驗結果進行調換,還必須每時每刻“防偏,保方向”。
對每個實驗,筆者堅持可以允許各實驗小組在結果上出現一定的偏差,但實驗步驟非經允許不得更改(探性實驗除外)。當學生在實驗過程中出現了一些錯誤操作并且會影響實驗結論時,應引導學生分析原因,找到補救辦法,以防學生一錯再錯,偏離正確方向,影響對實驗結果的分析,形成相關知識的錯誤定勢。
總之,在實驗中實施有目的、有計劃的程序控制和最大限度、最大范圍的對實驗結果進行調控,能夠充分發揮教師的主導作用、學生的主體作用,引起教與學雙方的同步反應,實現實驗教學效果的最優化。
第四篇:現代生物學導論論文
生物制藥導論論文
生物學是重要的基礎學科之一,現代生物科學在與化學科學、物理科學、地理學、天文學等科學相互滲透中得到了迅速的發展,現代生物技術的飛速發展給人類帶來了極大的價值,為社會的進步做出了巨大的貢獻。21世紀將會成為生物技術時代,現代生物技術包括基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程與蛋白質工程等幾大支柱技術,其中以基因工程為核心的現代生物技術是近年來全球展最快的高新技術產業之一。
一 什么是基因工程
百度百科名片介紹如下: 基因工程(genetic engineering)又稱基因拼接技術和DNA重組技術,是以分子遺傳學為理論基礎,以分子生物學和微生物學的現代方法為手段,將不同來源的基因按預先設計的藍圖,在體外構建雜種DNA分子,然后導入活細胞,以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、生產新產品?;蚬こ碳夹g為基因的結構和功能的研究提供了有力的手段。
所謂基因工程是在分子水平上對基因進行操作的復雜技術。是將外源基因通過體外重組后導入受體細胞內,使這個基因能在受體細胞內復制、轉錄、翻譯表達的操作。它是用人為的方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質——DNA大分子提取出來,在離體條件下用適當的工具酶進行切割后,把它與作為載體的DNA分子連接起來,然后與載體一起導入某一更易生長、繁殖的受體細胞中,以讓外源物質在其中“安家落戶”,進行正常的復制和表達,從而獲得新物種的一種嶄新技術。它克服了遠緣雜交的不親和障礙。
1974年,波蘭遺傳學家斯吉巴爾斯基稱基因重組技術為合成生物學概念,1978年,諾貝爾生醫獎頒給發現DNA 限制酶的納森斯、亞伯與史密斯時,斯吉巴爾斯基在《基因》期刊中寫道:限制酶將帶領我們進入合成生物學的新時代。2000年,國際上重新提出合成生物學概念,并定義為基于系統生物學原理的基因工程。
二 基因工程的現狀與前景
基因工程應用于植物方面
農業領域是目前轉基因技術應用最為廣泛的領域之一。農作物生物技術的目的是提高作物產量, 改善品質, 增強作物抗逆性、抗病蟲害的能力。基因工程在這些領域已取得了令人矚目的成就。由于植物病毒分子生物學的發展, 植物抗 病基因工程也也已全面展開。自從發現煙草花葉病毒(TMV)的外殼蛋白基因導入煙草中, 在轉基因植株上明顯延遲發病時間或減輕病害的癥狀, 通過導入植物病毒外殼蛋白來提高植物抗病毒的能力, 已用多種植物病毒進行了試驗。
在利用基因工程手段增強植物對細菌和真菌病的抗性方面,也已取得很大進展。植物對逆境的抗性一直是植物生物家關心的問題。由于植物生理學家、遺傳學家和分子生物學家協同作戰, 耐澇、耐鹽堿、耐旱和耐冷的轉基因作物新品種(系)也已獲得成功。植物的抗寒性對其生長發育尤為重要。
科學家發現極地的魚體內有一些特殊蛋白可以抑制冰晶的增長, 從而免受低溫的凍害并正常地生活在寒冷的極地中。將這種抗凍蛋白基因從魚基因組中分離出來, 導入植物體可獲得轉基因植物, 目前這種基因已被轉入番茄和黃瓜中。
隨著生活水平的提高, 人們越來越關注口味、口感、營養成分、欣賞價值等品質性狀。實踐證明, 利用基因工程可以有效地改善植物的品質, 而且越來越多的基因工程植物進入了商品化生產領域,近幾年利用基因工程改良作物品質也取得了不少進展, 如美國國際植物研究所的科學家們從大豆中獲取蛋白質合成基因, 成功地導入到馬鈴薯中, 培育出高蛋白馬鈴薯品種, 其蛋白質含量接近大豆, 大大提高了營養價值,得到了農場主及消費者的普遍歡迎。在花色、花香、花姿等性狀的改良上也作了大量的研究。
基因工程應用于醫藥方面
目前, 以基因工程藥物為主導的基因工程應用產業已成為全球發展最快的產業之一, 發展前景非常廣闊。基因工程藥物主要包括細胞因子、抗體、疫苗、激素和寡核甘酸藥物等。它們對預防人類的腫瘤、心血管疾病、遺傳病、糖尿病、括艾滋病在內的各種傳染病、類風濕疾病等有重要作用。在很多領域特別是疑難病癥上, 基因工程工程藥物起到了傳統化學藥物難以達到的作用。我們最為熟悉的干擾素(IFN)就是一類利用基因工程技術研制成的多功能細胞因子, 在臨床上已用于治療白血病、乙肝、丙肝、多發性硬化癥和類風濕 關節炎等多種疾病。
目前, 應用基因工程研制的艾滋病疫苗已完成中試, 并進入臨床驗證階段;專門用于治療腫瘤的 腫瘤基因導彈!也將在不久完成研制, 它可有目的地尋找并殺死腫瘤, 將使癌癥的治愈成為可能。由中國、美國、德國三國科學家及中外六家研究機構參與研制的專門用于治療乙肝、慢遷肝、慢活肝、丙肝、肝硬化的體細胞基因生物注射劑, 最終解決了從剪切、分離到吞食肝細胞內肝炎病毒, 修復、促進肝細胞再生的全過程。經4年臨床試驗已在全國面向肝炎患者。此項基因學研究成果在國際治肝領域中, 是繼干擾素等藥物之后的一項具有革命性轉變的重大醫學成果。
表面活性劑的發展前景 目前, 表面活性劑在食品工業中的的廣泛應用, 不僅可以改善加工條件、提高產品質量、延長食品保鮮期等, 而且還大大地推動了食品添加劑行業的發展。生物表面活性劑屬于天然添加劑, 具有降低表面張力的作用, 對環境無毒害, 并且生物降解性能好。隨著人們崇尚自然和環保意識的增強,生物表面活性劑應用將越來越廣泛地應用在食品工業、精細化工、醫療衛生等行業, 與我們的日常生活密切相關, 并有可成為化學合成表面活性劑的替代品或升級換代品??傊? 隨著人們生活水平的不斷提高, 對食品營養、質量、品種多樣化的需求不斷提高, 高質量的食品加工是離不開表面活性劑的, 表面活性劑在食品工業中的應用將會得到更大的發展。
基因工程應用于環保方面
工業發展以及其它人為因素造成的環境污染已遠遠超出了自然界微生物的凈化能力, 已成為人們十分關注的問題。基因工程技術可提高微生物凈化環境的能力。美國利用DNA重組技術把降解芳烴、萜烴、多環芳烴、脂肪烴的4種菌體基因鏈接, 轉移到某一菌體中構建出可同時降解4種有機物的 超級細菌!, 用之清除石油污染, 在數小時內可將水上浮油中的2 /3烴類降解完, 而天然菌株需1年之久。也有人把Bt蛋白基因、球形芽孢桿菌、且表達成功。它能釘死 蚊蟲與害蟲, 而對人畜無害, 不污染環境?,F已開發出的基因工程菌有凈化農藥的DDT的細菌、降解水中的染料、環境中有機氯苯類和氯酚類、多氯聯苯的工程菌、降解土壤中的TNT炸藥的工程菌及用于吸附無機有毒化合物(鉛、汞、鎘等)的基因工程菌及植物等。90 年代后期問世的DNA 改組技術可以創新基因, 并賦予表達產物以新的功能, 創造出全新的微生物, 如可將降解某一污染物的不同細菌的基因通過PCR技術全部克隆出來, 再利用基因重組技術在體外加工重組, 最后導入合適的載體, 就有可能產生一種或幾種具有非凡降解能力的超級菌株, 從而大大地提高降解效率。
三 結束語
由于基因工程運用DNA 分子重組技術, 能夠按照人們預先的設計創造出人們需要的帶有特殊功能的個體,跟自然界原有的同種個體有一定的差別,自然界中是適者生存,而轉基因生物超出了自然選擇的范圍,人們對可能出現的新組合、新性狀會不會影響人類健康和環境, 還乏知識和經驗, 按目前的科學水平還不能完全精確地預測。所以, 我們要在抓住機遇, 大力發展基因工程技術的同時, 需要嚴格管理, 充分重視轉基因生物的安全性。
在乳制品中的應用在奶粉、可可粉等粉狀制品的生產中, 表面活性劑作分散和潤濕劑, 可改進奶粉、可可粉等粉狀食品的親水性和分散性, 以防止結塊、結團, 提高濕潤時的分散性, 提高脂肪的穩定性。
在肉類, 水產品中的應用表面活性劑在肉制品和水產品中主要用做乳化劑, 增稠穩定劑, 脫模剝離劑, 凝結粘合劑, 在豆制品中主要用做消泡劑。在魚肉腸、香腸等生產中,使用蔗糖醋、單甘醋等可使配料充分乳化, 混合均勻, 防止脂肪離析, 提高組織的均勻性, 有利于表面被膜的形成, 以提高制品的保水鮮嫩程度。成, 以提高商品性和保存性。例如[ 4] , 在香腸中使用0.2% ~ 0.5%的酪朊酸鈉, 可使脂肪分布均勻, 增強肉的粘結性, 用于魚糕可增強彈性。低加工魚肉時, 使用聚甘油酪、蔗糖醋可提高制品的彈性和風味。香腸、鮮肉涂以醋酸甘油醋, 在冷卻條件下儲存, 可防止肉汁流出及水分蒸發, 延長保鮮期和架壽命, 另外也可用于改善香精、香料和著色劑的表面活性, 使其易于與物料混合、加香和著色, 在味精工業上用于消泡劑。
姓名:曾文全 學院:生物信息學院
學號:2014212229 班級:0601404
第五篇:生物學教學素質教育論文
科學精神內涵的考察
科學(Science)一詞來源于拉丁文Scienitia,原意為知識、學問。關于科學的論述有很多,《中國大百科全書·哲學卷》(1987年版):“科學是以范疇、定理、定律形式反映現實世界多種現象的本質和運動規律的知識體系”?!掇o?!罚?997年版):“科學是關于自然、社會和思維的知識體系,是社會經驗的總結,并在社會實踐中得到檢驗和發展?!本C合各家所言,廣義的科學就是以理性的手段對確定的對象進行客觀、準確認識及其成果。隨著人類的發展,科學已經不能用定義來詮釋,科學可以取若干形象,每一個形象都反映科學在某一方面所具有的本質。科學是一種建制,科學是一種方法,科學是一種維持或發展生產的主要因素,科學還是一種重要的精神來源??茖W的本質不在于已經認識的真理,而在于探索真理??茖W本身不是知識,而是產生知識的社會活動,是一種教育生產。聯合國教科文組織于1986年12月召開了第40屆國際教育會議,會議通過的文件《面臨科技挑戰的中等教育》里專門論述了科學教育的主要內容:科學知識、方法、精神和價值等。
科學精神的內涵很豐富,可以從不同的層面來理解?!翱茖W精神包括:懷疑一切既定權威的求實態度;對理性的真誠信仰,對知識的渴求,對可操作程序的執著;對真理的熱愛和對一切弄虛作假行為的憎惡;對公正、普遍、創新等準則的遵循?!薄翱茖W精神包括:探索求知的理性精神,實事求是的嚴謹精神,批判創新的進取精神,互助共進的協作精神?!薄皩嵤虑笫?、開拓創新”是科學精神的核心與實質,科學精神教育的核心問題是教育學生要具有實事求是、開拓創新的精神。中學生物學教學中科學精神教育的主要內容
中學生物學教學中的科學精神教育,應當有科學的內容和合適的形式。在內容方面,應當啟發學生學會:
l)全面地看待自然界、生物界和生物學知識,克服認識上的片面性。
2)用變化的觀點來看待生命活動過程,避免孤立、靜止地看待生命活動。
3)對生物和生物學知識能夠具體問題具體分析,學會相對地看問題,克服認識絕對化。
4)通過觀察、實驗、實習、參觀、采集制作標本和搜集整理資料等實踐活動來發現和認識事物和學習生物學知識,避免單純地接受知識、死記硬背知識的傾向。
5)運用所學知識解釋生活、生產實踐中的各種具體問題.增強現論與實際的聯系。
6)把獲得的生物學知識的感性認識上升為理性認識,避免認識僅停留在低級階段。
7)在各種實踐活動中,特別是在觀察、實驗和實習等實踐活動中,積累、記錄有關資料,有序地進行操作,善始善終地完成全過程,克服實踐活動中行動或行為的隨意性。對觀察、實驗、實習等的過程和數據應如實記載,不容篡改(即使與權威或教材相反也應如實記載,不容篡改),培養對理性的“真誠信仰和執著”的科學精神。
8)正確使用生物科學術語,運用科學的思維方法和學習方法來掌握生物科學的概念、規律、原理和觀點等,避免學習行為的無序性,培養學生的“對真理的熱愛和對一切弄虛作假行為的憎惡;對公正、普遍、創新等準則的遵循”的科學精神。
9)滲透開拓創新的科學精神,引導學生“由‘知識就是力量’向‘創新才有力量’轉變”?!爸R就是力量”,是英國科學家弗蘭西斯·培根在1620年提出的,曾經風行世界。近400年的實踐,人們不難發現真正的力量,不是知識收藏者,而是知識創新者,通過下列對比可以證實:英國人亞克敦,讀遍藏書7萬冊,還做了大量讀書筆記,卻一輩子沒有自己的科研成果;美國科學家愛迪生,雖沒受過正規教育,卻完成2000多種發明。千萬個相似的案例說明:“知識就是力量”的時代,已經轉入創新才有力量的時代。在進行科學精神教育時,要重視學生的思維科學化,在教學中滲透創新思維和創新技法。中學生物學教學中科學精神教育的初探
3.1 中學生物學教學中的科學精神教育的落實 按照《中學生物教學大綱》的要求,認真組織觀察、實驗、參觀、討論和實習等教學活動。真正做到教學活動有目的、有次序、有要求和有結果,使科學精神教育落到實處。
通過“科學界的弄虛作假”等反面教材的教育,培養學生對真理的熱愛和對一切弄虛作假行為的憎惡。有些教師講“變異是不定向的”,真的嗎?教材上的原話是“變異一般是不定向的”,引導學生挑戰權威、追求真理,培養“懷疑一切既定權威的求實態度和對知識的渴求”的科學精神。
l)觀察:科學觀察的基本要求是客觀地反映可觀察的事物,并且是可以檢驗的。觀察結果必須是可以重復的。只有可重復的結果才是可檢驗的,從而才是可靠的結果。應當使學生明確科學知識是觀察的基礎。例如,在顯微鏡下觀察人的染色體的制片,一個毫無生物學知識的人,他除了看到密密麻麻的一團桿狀的小東西以外,什么也看不出來。如果讓一位遺傳學家來看,他能看到很多很多?!皟刃锌撮T道,外行看熱鬧”,應當引導學生從看熱鬧中逐漸深入而發現其中的“門道”。無論是課內觀察還是課外觀察,是觀察標本、實物、實驗,還是觀察圖表、模型等,重要的是掌握觀察的順序和觀察的記錄。古人說“有道之士,貴以近知遠,以個知古。以益所見,知所不見。故審堂下之陰而知日月之行,陰陽之變;見瓶水之冰,而知天下之寒,魚鱉之藏也”(《呂氏春秋·慎大覽》)。
例如,在觀察葉芽的結構時,應當用刀片縱切開葉芽,按照由外到內、由上而下的順序進行觀察,然后按照實物畫出葉芽縱剖面示意圖(這是一種觀察記錄),再對照書上的圖辨認各部分的結構并記錄名稱。這一過程既觀察了實物,又觀察了插圖,學生不僅獲得了知識、方法,還受到了實事求是的科學精神教育。
在觀察青蛙的外部形態時,應當先測量其頭、前肢、后肢和軀干的長度,并做好數據的記錄。然后計算各部分長度的比例,并記錄數據。若條件許可還可以做蟾蜍的對照、比較實驗。學生通過測量、分析,較容易發現:青蛙的后肢發達是與善于跳躍的運動方式相適應的;而蟾蜍的后肢不如青蛙的發達,進而得出蟾蜍不善于跳躍(而善于爬行)的特點。這一過程將定性觀察拓展到定量觀察、分析,使得出的結論更為準確,更能說明事物的本質特征,更符合實際情況,這時教師適時地指出實事求是的科學精神的意義,將起到事半功倍的效果。
在觀察人體的形態結構時,引導學生按從上到下、由表及里的順序觀察自己的身體、人體模型或插圖。觀察后學生會發現人體的形態結構可按觀察順序分成“四部分”(即頭、頸、軀干、四肢)、“三層”(即皮膚、肌肉、骨骼)、“兩腔”(即顱腔、體膠,體臟又包括胸腔和腹腔,腹腔的下端為盆腔)、“一管”(即椎管)。通過觀察、總結和歸納,學生對人體形態結構有了一個整體的、有序的認識,同時,也能得到“對可操作程序的執著”科學精神教育和學習方法的指導。
2)實驗:生物學是一門實驗性學科,實驗的過程、數據不容篡改,培養學生實事求是的、嚴謹的科學精神。
實驗包括學生分組實驗、教師演示實驗和學生課外實驗等。在實驗教學中進行科學精神教育要引導學生明確:①每一個實驗的目的,了解實驗儀器和裝置的使用方法,以及實驗材料的培養和選擇;②了解實驗的方法、步驟和注意事項;③能夠解釋實驗的原理和結果;④學會繪制生物圖和填寫實驗報告;練習或學會設計一些簡單的實驗;實驗完成后,清潔、整理實驗用品和實驗室,養成善始善終的習慣。
例如,植物細胞的吸水和失水(演示)實驗,完全可以讓學生在課外進行,然后請學生分析、討論實驗的結果和理論上的結論。還可以請學生按照實驗原理,設計一些不同的實驗方法。在實驗過程中,應特別強調“等量”的問題,只有條件相同、材料相等,實驗才具有可比性,才有可能得出符合實際的正確結論,這是進行科學精神教育的關鍵之一。
在高中《生物》“觀察根對礦質元素離子的交換吸附現象”的實驗中,有兩個“等量”的問題:一是把染過色的根分成兩份;一是蒸餾水和CaCI2溶液要等量。此外,還應強調將染過色的根浸于蒸餾水中的目的是起對照實驗的作用,這也是科學精神教育的重要內容。
高中《生物》“葉綠體中的色素的提取和分離”的實驗過程是較復雜的,要進行科學精神教育,就應當實事求是地對整個實驗過程進行詳細的分析,引導學生明確以下問題:
研磨葉片時,為什么要加入少許SiO2、CaCO3和丙酮?
為什么要迅速、充分?
研磨液為什么要用棉纖維過濾?
濾液收集到試管中,為什么要用棉塞將試管口塞緊?
制備濾紙條時,為什么要將紙條的一端剪去兩角?
劃濾液細線,為什么線條越細越好?
為什么不能讓層析液沒及濾液細線?
為什么要用培養皿蓋在層析液的燒杯上?
實驗結束,濾紙條上的色素帶,自上而下依次是什么顏色、什么色素?
色素為什么能在濾紙條分離?
移動最快與最慢的各是哪一種色素?各具有什么顏色?
最寬與最窄的各是哪一種色素?各具什么顏色?為什么各種色素帶的寬窄有異?
實驗后的濾紙條經干燥后,為什么要避光保存?
實驗結束后,為什么要用肥皂把手洗干凈?此實驗來用的是什么方法?
通過實驗和對實驗結果的分析,能說明什么問題?
通過實驗,引導學生從實驗的實踐中獲取知識和方法,這對學生形成科學的精神有著潛移默化的作用。
3)討論:討論是進行科學精神教育的很好的形式之一,一般包括全班性討論和分組討論。為了使生物學教學中的科學精神教育達到最佳效果,教師應進行充分準備和引導。