前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇生物学科的分类范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。

[关键词] 本科生导师制 植物生产类 实践
牛津大学的导师制以“世界上最为有效的教育关系”而备受世人赞誉。正如法国现代史教授马蒂亚斯•夏尔曼所说:“在牛津大学,我们不培养绵羊,而是培养具有负责精神的人。”这些人今后无论在什么形势下,都能作出正确的选择。在长达600多年的历程中变化发展,足以显示它的独特教学模式的重要地位。在剑桥大学、哈佛大学、普林斯顿大学、麻省理工学院等世界著名院校也实行各具特色的大学生导师制。在我国,浙江大学、北京大学等曾在2O世纪30年代进行过大学生导师制的尝试。目前的大学教育主要以学分制为主,实行学分制的目的是为了更好地因材施教,让学生的个性得以充分发展。本科生导师制是完善学分制的需要,伴随着学分制而出现的,其宗旨在于适应我国高等教育发展需要,探索学生教育和管理的一种新的培养机制,增加师生面对面的交流机会,让本科生充分接触高层次、高水平的教师,充分调动教师和学生两方面的积极性,把思想教育与专业教育结合,课堂教育与课外教育结合,共性教育与个性教育结合,严格管理与人格感化结合,创造集思想引导、专业辅导、生活指导、心理疏导、就业指导于一体的教育机制,更加关注本科生个性化的成才环境。
植物生产类学科是在广义农业背景下研究农业、林业高产、高效、优质、低耗和安全的科学,目的是培养“宽口径、厚基础、高素质、强应用”的复合型植物生产类类人才。作为一门专业口径大、实践性较强的学科,植物生产类本科生在学分制下实行导师制具有重要的意义。石河子大学农学院包括农学、植物保护、林学、园艺、园林设计和资源与环境6个本科专业,学院于2003年9月尝试实行本科生导师制,对象是2003级的本科生,新生入学的第一学年,经过6年的实践,本科生导师制现已取得成就,但也存在一些问题,因此就植物生产类本科生实行导师制提出了一些建议。
一、植物生产类专业实行本科生导师制的实践
1.以本科生导师制为载体,采用全程――分阶段――分对象导师制的模式
农学院本科生导师制的定位,是以教学、科研为纽带,帮助学生选课、学业设计和科研活动。培养学生的创新意识和科研能力,激发学生学习的自觉性和能动性的一种教育互动机制。形成了全程――分阶段――分对象导师制的模式。
全程是指通过对学生入学教育、专业教育和院、系领导、辅导员、班主任多个层面的宣传动员,学生从二年级就可根据自己的兴趣、特长及教师申报与专业相关的“科研小组”,学生进校所在的班级即“自然班”,每个学生至少在“自然班”或同时在“自然班”及“科研小组”接受专业导师的指导,可从入学一直持续到大学毕业。
分阶段是指对于刚入学的一年级新生设置“班级导师制”(辅导员+班主任)。刚入学的低年级大学新生基本接触的是基础课,并不会马上接触专业课,班级导师将本专业的特点、就业情况等及时告诉学生,同时向学生介绍相关专业书籍,让学生由浅人深地去了解,在了解的基础上去熟悉并逐渐地喜爱上自己的专业。并请本专业知名导师开设与本专业相关的讲座,有助于提高学生对自己想学专业的认知程度。
二年级进入SRP和毕业论文选题阶段,实施“科研导师制”。实行“双向选择”由导师提出申请计划,包括研究方向、科研课题名称和所需学生的人数及具体要求等,经院系审核同意后,向学生公布导师申请计划,符合条件的学生填报个人自愿。通过师生“双向选择”,确定每位导师指导的学生数,一般每位导师每年指导3~4位学生,最多不超过5人,以保证实施过程中导师指导的有效性。
分对象指的是农学院在校学生基础和兴趣不同,需求不同。因此,导师在“自然班”及“科研小组”的指导过程中,应因材施教,分类指导。
学院本科生导师制实行自然班+科研小组的组织结构,即不仅为每一个自然班配备导师,而且为对不同专业方向感兴趣的同学组建科研小组,并配有相关专业的导师进行指导。体现“兴趣导向、注重过程、巩固专业、强化能力”的人才培养要求。
2.完善导师的选择,建设高素质的导师队伍
选拔合格的本科生导师是实施导师制的基础。学院在导师的选拔过程中,除了对导师的品德、知识、素质等方面权衡评价外,特别注重导师的科研素养和创新能力。制订了农学院本科生导师的遴选办法和相关表格,使本科生导师的选拔做常规化和制度化。同时,为确保指导的成效性,邀请知名学者、博士生导师从事本科生导师工作。定期召开导师会议,组织开展经验交流,不断提高指导水平。
3.建立导师管理模式,加大监管力度
为使导师制有章可循,不流于形式,建立健全了学院本科生导师制运行管理机制。建立了切实可行、操作性强的导师管理条例,制度化本科生导师工作,规定本科生导师的选拔条件、任用程序、工作职责等,以形成良好的导师制运行机制。
成立了导师工作领导小组,定期召开会议,听取汇报,了解情况,完善管理。院教办等职能部门,定期、不定期地检查各系导师制的运转、执行情况,将导师制的运转情况和检查结果作为院系教学管理评估的重要内容。
明确了导师指导任务。指导教师必须对学生建立个人档案,明确指导任务、阶段目标,并根据不同学生制定不同的指导方案,使指导工作有计划、有目标、有效果。同时,规定导师在每学期开学初对本学期指导活动做好安排,并向学院提交工作计划。当然,指导计划在执行中也可以根据实际情况作相应调整。每次开展的指导活动,不论是个别指导、集体指导,导师都要做好活动记录。
4.健全相应的导师激励机制,促使本科生导师制顺利地开展
学院制定了导师考核评估体系,从职业道德、履行职责、工作绩效3大类涵盖德、能、勤、绩4个方面对导师工作进行考核,看导师是否真正做到引导学生“做人”、“做事”。导师在受聘期间,与教师的岗位津贴挂钩,导师的工作要按指导学生的数量、质量计入其教学工作量。
科学地确定了本科生导师多元评价体系。采取学生、导师本人、导师之间、领导和专家“五位一体”的多元考评的方式,使考评结果全面、客观、公平、准确、有效。特别是导师自我评价。对照德、能、勤、绩4个方面,进行自我评价,既肯定成绩,又要找出自身能力素质、工作状况与目标要求之间的差距,从而达到完善自己、改进工作、提高质量之目的。另一个就是学生评价。学生应是导师工作评价最重要的主体,对于导师的工作成效,学生最有发言权。
通过以上方法将激励机制与监督与评价机制并举,促使本科生导师制健康、规范的发展。
二、植物生产类导师制实施成效
导师制的实施和导师的敬业精神感染着学生,导师的言传身教和教学科研的丰硕成果激励着学生,近年来植物生产类专业毕业生中有60%以上的学生报考攻读硕士研究生,考取硕士研究生的比例由不足10%提高到近30%。教师的科研工作有力地带动了学生的课外科技活动,2004年以来,共承担SRP项目180多项,在教师的指导下有500多名学生进入了科研训练计划,学生受益面超过30%,极大地促进了学生科研素养和创新能力的提高,据不完全统计,近年学生参与在公开期刊发表的论文达20余篇,其中学生以第一作者有10篇。教师们的言传身教培养出了基础理论扎实,实践能力强,作风朴实的合格毕业生。据2009年全校毕业生跟踪调查反馈,用人单位对我校农学类专业毕业生持满意度达95%以上。在近几年大学生就业难的现状下,植物生产类专业毕业生一次就业率逐年升高,2009年达到85%。在这种模式培养下,许多学生在本科阶段及早地找到了专业切入点、兴趣点,为自己今后的发展找到了明确的方向。有相当一部分获准免试攻读研究生的学生,在攻读研究生时仍在原本科阶段的导师指导下对其早期进行过探讨和实践的专业方向、课题进行深入研究。
三、进一步完善植物生产类专业本科生导师制的设想
经过6年的实践,石河子大学农学院本科生导师制的实施,虽然取得了一定成效,但也存在不少问题。如与研究生导师相比,本科生导师的工作报酬偏低,特别是科研导师,3年工作量为10学时,研究生导师为40学时,指导工作大多数情况是责任心及奉献精神的体现。由于长期工作付出得不到合理回报,导致部分本科生导师整体士气不高,指导积极性受到挫伤。另外,导师能力差异、精力投入不一,指导效果千差万别。导致那些教学科研经验丰富、责任心强,具有奉献精神的教师指导效果好,那些缺乏教学科研经验或有经验但精力投入不够,责任心不强的教师指导效果较差,班级导师与科研导师存在职责冲突等问题。为此就进一步完善植物生产类本科生导师制提出了一些设想。
1.完善激励机制,实行导师津贴制
导师制实施中对导师的报酬及激励是一个比较棘手的问题。目前,运行的导师制对于导师的“责”规定较为明确,但在导师的“权”和“利”方面的规定较为含糊,尤其是“利”不明确,这势必影响导师的工作积极性,从而影响到导师制的运作效果。学院在无条件增加工作量的前提下,参照研究生导师的激励方式,探寻设置导师津贴的可行性和方法,以提高导师工作成效。
2.进一步加强对青年导师的培养,使其尽快胜任导师职责
学院的青年导师大多数是才出校门的博士,缺乏教学科研经验,学院计划通过组建国家、自治区和校级教学、科研团队,提升青年教师的业务素养。
3.正确处理“科研导师”与“班级导师”的关系
学院明确了二者的分工,“班级导师”主要负责学生的日常管理;“科研导师”侧重于学业指导。在实践过程中如何使两者的合力效果大于1,以确保植物生产类人才培养模式创新方案既能解决社会对该类专业人才需要的持续性问题,又能解决该专业艰苦性对人才需要的稳定性问题。
总而言之,导师制是顺应时展的一种全新的教学理念,有许多工作值得我们去研究和探索,从而寻求一条切实可行而富有成效的途径。相信随着教学改革、高校体制改革的不断深入,高校导师制将会得到更好的发展,对本科生全面素质的培养起到更加重要的推动作用。
参考文献:
[1]聂迎庆.本科生导师制的现状、意义和困惑[J].吉林华桥外国语学院学报,2006,(1).
[2]高丽丽,史琳.清华大学热能工程系本科生导师制的探索与实践[J].中国电力教育,2008,(10).
1 问题的提出
英国哲学家斯宾塞于1859年提出了“什么知识最有价值?”的著名命题,引发了当时教育界对课程内容选择的讨论。在知识总量迅速增长,“终身教育”“素质教育”等理念被普遍接受的今天,这一命题又带来了新的思考和启示:在有限的学校教育中,中学生物学课程究竟更应该教给学生什么?
北京教育学院胡玉华教授认为生物学的学科知识结构可以用图1来表示。
在这一模型中,处于最底层是多种多样、层出不穷的具体生物学事实。由生物学事实抽象概括而形成的生物学概念以及概念之间的相互联系构成了这一结构的主体部分。而位于结构最上层的是生物学基本观念,统领着整个结构体系,地位非常突出,是学生生物科学素养的核心内容。从这个意义上说,学生能否建立正确而牢固的生物学基本观念应当是中学生物学教学的首要目标。
但是,在大量的中学生物课堂中,师生双方经常将重点放在具体而孤立的事实性知识的传授和记忆上。这既加重了学生的负担,又影响了学生分析问题、解决问题等高水平思维能力的发展和生物学素养的提升。同时,理论界对生物学基本观念及其建构的关注程度也较低,笔者以“生物学”“观念”为关键字在中国知网相关数据库进行检索,发现与生物学基本观念有关的论文只有寥寥数篇,且大多语焉不详。因此,笔者将对生物学基本观念的内涵、高中阶段生物学基本观念的主要内容及其建构谈一些粗浅的看法,以期抛砖引玉,期待大家的批评指正。
2 生物学基本观念的内涵及相关概念辨析
辩证唯物主义认识论认为,观念是客观事物在人脑中的反映,是通过对众多经验事实的联合与整合而逐步形成的。同时,观念又反作用于客观事物,即观念具有预测、指导、改造客观存在的强大反作用力。从以上分析可知,学生对生物学科的见解或意识就是生物学观念,而在这些生物学观念中,学生通过生物学课程学习能够建构的最基础、最核心的观念就是生物学基本观念。因此,所谓生物学基本观念是指学生通过生物课程学习,在深入理解生物学科特征的基础上,获得对生物学的总观性认识,具体表现为学生主动运用生物学思想方法认识身边的事物和处理问题的自觉意识或思维习惯。
生物学基本观念的“基本”二字主要体现在两个方面。首先,从学科本位角度,生物学基本观念是生物学科观念体系中最基础、最本质的部分,反映了生物学科的基本特征和规律。学生有了这些基本观念,就可以初步形成对生物学的概括性认识。其次,从学生本位角度,生物学基本观念是具有中等文化程度的公民所必须具备的观念,只有具备了这些观念,才能从生物学的视角解释所观察到的生命现象并有效地开展生物学的认识和实践活动,从而表现出一个现代公民所应具有的生物科学素养。
生物学基本观念并不是天生的,是学生在主动的学习过程中,以深刻理解和掌握生物学知识和核心概念为基础,不断体验和感悟生物学知识所蕴含的生物学科思想方法,通过反思内化而形成的。因此,生物学基本观念不同于生物学概念甚至生物学核心概念,可以说生物学基本观念是关于生物学核心概念的概念。这是因为生物学基本观念比生物学核心概念具有更大的统摄性和概括性,并且与生物学核心概念更关注学科本位不同,生物学基本观念更强调个体的主观感知和建构。
正因为生物学科观念是个体对生物学研究对象的本质特征和内在规律作出的概括反映,不同个体所具有的生物学科观念也就存在着明显的差异。对于学科专家或科学共同体而言,他们所形成的生物学科观念在特定的时空范围内是相对科学的、有代表性的,基本等同于“生物学科思想”;而对于学生而言,生物学观念是学生将所学到的生物学知识与自身经验进行对比、反思和重构的结果。从这个意义上说,生物学教育的首要目标就在于通过生物学知识的学习使学生形成与生物学科思想相一致的生物学基本观念。
3 中学阶段生物学基本观念的内容确定
在教学过程中促进学生形成正确的生物学基本观念,教师首先必须明确中学阶段生物学基本观念的内容。从以上的分析不难得出,生物学基本观念的内容确定应兼顾两个方面:
① 从学科本位出发,应选择那些体现生物学科本质的基本学科思想,以确保学生所形成的生物学观念的科学性和统领性;
② 从学生本位出发,充分考虑中学阶段生物课程的学习内容和作为现代公民的科学素养要求,以确保所形成的生物学基本观念的可能性和必要性。
生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学,现代生物学是一个庞大而兼收并蓄的领域,由许多分支分科和交叉学科组成。因此,从学科本位的角度来确定生物学基本观念无疑是困难的,在可见的资料中,赵占良先生提出生物学科最核心的思想是进化思想和生态学思想。这是因为这两大生物学思想内容丰富而深刻,不仅体现在从细胞到生物圈等生命系统的各个层次中,而且已上升到哲学的高度,对世界观、人生观产生直接影响。他同时认为,根据生物学研究的基本问题,可将生物学大致分成结构生物学、功能生物学和进化生物学三大领域。因此,从学科本位出发,生物学基本观念还应体现有关生命系统各层次的结构、功能及其相互关系等方面的内容。同时,在生物学发展的过程中,观察和实验是生物学研究的基本方法和手段,分类、归纳、演绎是人类认识生命和生命现象的重要的思维方法,而科学地认识生命现象,运用生物学规律,实现人和自然的可持续、和谐发展则是生物学的终极目标,所以有关生物学实验等科学方法以及对生物学科价值的认识也应属于生物学基本观念所应包含的内容。
学生本位的生物学基本观念是学生在学习实践中,在对具体的生物学内容充分理解的基础上进行反思体验的结果。一般来讲,这些反思来自三个方面:① 对生物学科知识的反思,主要形成知识类的生物学基本观念,应包括对生命系统的结构、功能、进化等规律的概括性认识;② 对生物学研究方法和学习方法的反思,主要形成方法类的生物学基本观念,包括对生物学实验、归纳和演绎等研究方法等的概括性认识;③ 对生物学科及其在社会发展中价值的反思,主要形成生物学科价值观。因此,从学生本位出发,教师应从这三个方面梳理教材,从中确定生物学基本观念的内容。
基于以上两个方面的分析,在中学阶段教学中应涉及的生物学基本观念至少应包括以下具体内容:生命系统的物质性观念、结构层次观念、代谢观念、生命系统的进化观念、生态学及稳态观念以及生物学实验观和生物学价值观。
4 在中学生物教学中促进学生的观念建构
生物学基本观念的形成不是教师“灌输”,学生被动接受的过程。那种希望通过要求学生背诵基本观念的努力都是徒劳的,因为这样做充其量会让学生记住一些“关于生物学基本观念的知识”,学生一旦遇到新情境、新问题,就会把教师所传授的基本观念抛在一边,而不自觉地采用他原有的“前生物学观念”(包括片面的或错误的观念)去思考和解决问题。
生物学基本观念不是对某个具体的生物学事实或者概念的感性认识,而是学生在探究知识产生、形成和发展的过程以及应用知识解决问题的实践活动中,通过分析、综合而达成的对生物学的本质和规律的理性认识,是学生深入思考和内心体验的结果。因此,虽然具体的生物学知识的学习是生物学基本观念形成的基础,但单纯记忆大量的生物学知识并不能使学生自发地形成生物学基本观念,教师在促进学生观念建构的过程中发挥着不可替代的作用。在中学生物学科教学中,教师应制定相应的观念目标,通过选择典型的生物学知识、设计有思考价值的问题等有目的地引导学生深入思考、积极反思,不断提高生物学知识的概括性水平,感悟其中所蕴含的学科思想方法,以促进他们的生物学观念的形成。具体来讲,应着重做到以下三点:
(1) 制定引领教学的观念目标。
促进基本观念建构的生物学教学首先要求教师具备学科观念意识,必须在教学实施前对教学内容进行观念性的理解,并从中抽象、概括出一个或多个可以统摄整个模块或章节教学内容的生物学基本观念作为教学的总体目标,建立教学的“大局观”,为学生的学习和思维活动指明方向。以生物学基本观念作为教学目标,更易于激发学生求知欲,使其保持持久的学习动力。例如,生命系统的进化观念蕴含于中学生物学众多章节的内容中,为促进这一观念的建构,教师应从各章节中梳理出与之有关的内容,如DNA和蛋白质是进化的标尺、所有生物共用一套密码子、真核细胞与原核细胞的比较、线粒体、叶绿体和病毒的起源、代谢类型的进化、细胞分裂方式及生殖方式的进化、生态系统的进化等。在进行这些内容的教学时,教师要以生物进化观念统整教学,以便使具体的知识和概念与生物进化观念形成有意义的联系。
(2) 设计有利于观念建构的问题。
问题是教和学的关键驱动力,可以促使学生积极地参与到学习活动中,并在学习活动与观念建构之间架设一座桥梁。为促进基本生物学观念的建构,教师应该将具体的生物学事实和核心概念的理解转化为高水平的问题,以问题为主线来创设学习情境和多种形式的探究活动,引领学生主动建构生物学基本观念。仍以生物进化的观念为例,在教学中,教师可设计如下的问题:“有观点认为,生物进化论是生物学中最大的统一理论,生物学的各领域无不体现着进化的原则。没有进化论,就没有生物学。这是不是太夸张了?请利用已有的知识对这一看法进行评价。”在这一问题的驱动下,学生将努力联想所学知识,从不同层次和不同角度回顾与生物进化相关的内容,体验和感悟生物进化观念,使相关知识成为有血有肉有骨的整体结构。
(3) 组织有利于观念建构的活动。
促进生物学观念建构的教学应注重情境的创设,学生可在活动中完成观念的建构。为此,教师需要充分考虑学生已有生活经验,从学生已有的知识经验入手创设学习情境,让学生利用其中相关的内容作为生长点来吸收和整合新知识,建构对生命现象及其规律的认识。生物学的实践性和应用性决定了生物学基本观念的建构必然与社会生活情境相融合,用真实具体的社会生活情境和基于问题解决的探究活动来代替静态的结论性的传授,让学生亲身参与到交流与表达,有利于学生体会到生物学在生活中的价值,从而促进生物学基本观念的建构。
正如胡玉华教授指出的:能够使学生终身受益的,不是具体的生物学专业知识,而是影响他们世界观、人生观和价值观的生物学观念;不是诸如分类、实验、计算等特殊的方法和技能,而是影响他们思维方式和问题解决能力的具有生物学特点的认识论和方法论。教师在教学中重视学生生物学基本观念的形成是精简教学内容、减轻学生过重的学习负担、提高学生生物科学素养的重要途径,理应成为生物学教学的价值取向和实践追求。
参考文献:
[1] 胡玉华.对生物学核心概念及其内涵的研究[J],生物学通报:2011(10):33~35.
关键词:高中生物;课堂教学;导入式
中图分类号:G633.91 文献标识码:B 文章编号:1672-1578(2016)06-0273-02
高中生物的导入式教学,主要表现为生物教师对高中生的启发与引导,学生们在教师的课堂讲解或课堂活动的互动中,逐步加强对新课程学习和探究的欲望。一般情况下,高中生物的导入式教学,与单一的文科或偏文学科的导入教学不同,往往会呈现文科和理科合二为一的教学表现形式。学生们在教师的导入教学中,一方面既被调动了学习新课的好奇心,另一方面也能够进一步感受生物学科学习的乐趣。所以,生物学科的导入式教学,需要生物教师和高中生双方的共同配合和互动,并在此基础上逐渐发现课堂教学的问题,进而完善教学的内容以及教学的形式。根据自身的教学经验和教学实际中遇到的案例,笔者认为,针对高中生的生物学科的导入式教学,主要可以从以下几个方面加以实施。
1.视频导入教学
高中生对生物学科知识的初步积累,主要是从初中生物课堂上获得的,而初中阶段的学生对生物知识的掌握还只是停留在比较简单的表层,属于知识的认知阶段,只需了解即可。但是对高中生的生物学科知识的教学,生物教师就需要根据教学大纲制定出相对完整的教学目标,指导学生们在高中阶段学习到较为丰富的学科知识。在新媒体教学技术的支持下,为了一开始就激发学生对生物学科学习的兴趣,生物教师可以采用视频导入教学的形式,鼓励学生们从多样多彩的视频中学习生物常识,并带着问题进行深入学习。
首先,对高中生进行视频导入教学,生物教师往往需要在课前做好视频的搜集和整理,尽量以最短的视频播放时间为学生们提供直接而有效的视频导入效果。这是视频导入教学的关键阶段,需要生物教师专业的生物知识和课堂教学的经验。生物教师只有做好对视频的搜集或制作,才能为学生们提供专业的教学导入资料,进而为课堂导入做好材料准备。例如,生物教师在教授细胞类章节内容时,可以根据教材内容和网络资源合理编排或选择导入教学的视频,这类视频的选择和编排既是对教师教学能力的考验,同时也能够进一步锻炼和提高。高中生物教师合理的利用现代教育技术,继而为更高水平的课堂教学提供实践机会和基础。
其次,高中生物教师在完成对相关教学导入视频的选择和导入之后,往往还需要注重此类视频导入教学的形式和方法,尽量避免视频教学中出现的问题,或者针对视频导入教学中可能出现的问题提前做好准备,同时对课堂教学中可能发生的意外状况预备处理方案。例如,生物教师在进行视频导入时,不仅要要求学生从视频中发现相关的生物现象或问题,还应该注重在导入中发挥课堂教学的主导作用,鼓励学生们透过视频发现视频背后的本质现象。另外,生物教师还应该关注部分学生由于视频导入的教学,过分关注视频的形式,而造成对课堂教学内容的忽视,这是生物教师应该及时予以及时指正的。
2.课堂实验导入教学
对生物学科的导入教学,除了借助现代教学媒介进行的视频导入方式之外,生物教师还应该从生物学科的特点出发,进行相关课堂实验导入的教学。学生们透过生物教师的这种实验导入教学,一方面会直接感受到生物学科的实验性,另一方面也会表现出对课堂生物实验观察的强烈好奇心。具体来说,生物教师的课堂导入教学可以分成两个部分。
首先,高中生物课堂的实验导入教学,需要生物教师在课前做好相关章节内容的配对选择。考虑到生物学科实验内容的难易度与实验失效的可能性,生物教师往往需要根据教材内容进行实验导入的选择。一般情况下,生物教师所选择的生物实验导入的内容,会倾向于耗时少、实验成功率高、实验要求低等特点,这在一定程度上可以保证学生对生物实验的学习兴趣,同时也能够提高教师课堂教学的效率和质量。例如,生物教师在进行细胞观察、DNA的粗提取与鉴定、植物芳香油的提取等此类章节内容的教学时,就可以选择不同程度的实验进行导入教学。
其次,高中生物教师在实验导入的教学中,应该注意方式和方法,尽量鼓励学生以教学活动的主体形象,参与到课堂的实验中。高中生在初中阶段已经接触和学习了简单的生物知识和实验常识,因此,生物教师在进行课堂实验导入的过程中,学生们可以通过视觉、听觉、触觉以及嗅觉观察和体验整个实验导入的过程。这既是对学生生物实验能力的初步锻炼,同时也能够在一定程度上激发学生生物实验的兴趣,从而将兴趣与能力巧妙地安排在课堂导入教学中。
3.实地考察导入教学
上述两项生物学科的课堂导入教学,主要发生在课堂上。除此以外,生物教师的导入教学,还可以要求学生们在课堂以外以实地考察的形式,直接体验自然界中的各类生物变化和活动现象。学生们一方面可以从实地考察中发现和收获课堂教学中不能活很少得知的生物常识,另一方面也能够间接表现生物导入资料的真实性。
首先,实地考察的导入教学,是传统生物教学和现代生物教学中效率最直接的教学形式,它不仅表现在课堂教学的内容中,同时也可以从教学导入的形式激发和锻炼学生的实地观察能力和及时反应能力。所以,生物教师的实地导入教学,可以从教师实地考察导入和学生实地考察导入两个层面实现。教师实地考察导入能够保证生物导入内容的专业性和正确率,是通过教师经验的课堂传授进行的导入教学。
关键词:高中;生物教学;数学建模
中图分类号:G633.91 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2014)02-0083
生命科学是自然科学中的一个重要分支,在现行的高中生物学科中涉及到的知识,要求学生应具备理科的思维方式。因此,在高中生物教学中,教师应注重理科思维的培养,树立理科意识,渗透数学建模思想。
一、高中生物学科中的数学建模
在高中学习阶段,数学是学习其他学科的基础,它作为一门工具学科在物理和化学上具有广泛的应用。由于高中生物学科以描述性的语言为主,有的学生往往以为学好生物学是与数学没有关系的。他们尚未树立理科意识,缺乏理科思维。这些需要教师在平时的课堂教学中给予提炼总结,并进行数学建模。所谓数学建模,就是把现实世界中的实际问题加以提炼,抽象为数学模型,求出模型的解,验证模型的合理性,并用该数学模型所提供的解答来解释现实问题。
二、数学建模思想在生物学中的应用
1. 数形结合思想的应用
生物图形与数学曲线相结合的试题是比较常见的一种题型。它能考查学生的分析、推理与综合能力。这类试题从数形结合的角度,考查学生用数学图形来表述生物学知识。
例1.下图1表示某种生物细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系;图2表示处于细胞分裂不同时期的细胞图像。以下说法正确的是( )
A. 图2中甲细胞处于图1中的BC段,图2中丙细胞处于图1中的DE段
B. 图1中CD段变化发生在减数ii后期或有丝分裂的后期
C. 就图2中的甲分析可知,该细胞含有2个染色体组,秋水仙素能阻止其进一步分裂
D. 图2中的三个细胞不可能在同一组织中出现
这是一道典型的数形结合题型:从图2上的染色体形态不难辨别甲为有丝分裂后期、乙为减数第二次分裂的后期及丙为减数第二次分裂中期;而图1中的AB段表示的是间期中的S期正在进行DNA复制的过程,BC段表示的存在姐妹染色单体(含2个DNA分子)的染色体,DE段表示的是着丝点断裂后的每条染色体上只含有一个DNA。
2. 排列与组合的应用
高中生物学科在高二、三年级开设的,学生应该清楚排列与组合的相关数学知识。在高中生物学上,涉及到比较多的排列与组合的相关知识。比如,遗传信息的问题,还有精(卵)原细胞经过减数分裂形成配子时,其基因组成的情况分析等等,都需要运用到数学的排列与组合的知识。教师作为学生的启发者与指导者,在教学中可以先结合具体的实例,从用排列与组合角度,以及结合生物学的知识,构建上位概念,进而使学生的知识发生迁移,举一反三。
例2.人类皮肤中黑色素的多少由三对独立遗传的基因(A、a和B、b和D、d)所控制,基因A、B、D可以使黑色素量增加,三对基因对黑色素的作用程度是一样的,而且每对基因以微效累积的方式影响黑色性状。两个基因型为AaBbDd的婚配,子代表现型种类以及子代与AaBBDd的个体表现型一致的概率分别是?
如果把这道题转换成数学当中的排列组合思想来解答,就非常简单了,首先后代个体的表现型根据题意可知如果有六个显性基因的话,皮肤颜色是最深的,如果是五个显性基因加一个隐性基因的话是第二深的,依次类推可知有7种表现型。根据自由组合定律知道后代的结合方式是64种,与AaBBDd的个体表现型一致,只需基因型中有4个显性基因即可,所以是数学当中的C6取4,即15,所以是15\64 。
3. 数学归纳法的应用
在生物教学中,教师可以先让学生对一些实例的练习,然后经过分析、归纳出一般的规律。如此这样,学生经过分析、推理等思维过程,使新知识与原有的知识建立了联系,进而概括出新的规律性知识并重建新的认知结构,然后通过运用新规律,进一步检验、巩固新知识,并实现知识的迁移。
例3. (1)让杂合黄豌豆连续自交n代后,杂合体所占的比例是
(2)在基因工程中,把选出的目的基因(共1000个脱氧核苷酸对,其中腺嘌呤脱氧核苷酸是460个)放入DNA扩增仪中扩增4代,那么,在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是
教师帮助学生采用数学归纳法,不难构建出数学模型。如第(1)题的数学模型是:N=1/2n;
第(2)题的数学模型是:SN=A×(2N-1)(A为配对的碱基数目,N为复制的次数)。
4. 概率的计算
概率是高中数学中的比较重要的知识,其中涉及到的有相加、相乘原理。在高中生物教学中,结合数学中的概率来计算遗传的机率,就显得十分的简单。因此,建立数学模型显得尤其重要。
例4. (1)囊性纤维变性是一种常染色体遗传病。在欧洲的人群中,每2500人就有一个人患此病。如一对健康的夫妇生有一个患此病的孩子,此后,该妇女又与一健康的男子再婚。再婚的双亲生一患病的孩子机率是( )
(2)假定基因A是视网膜正常所必需的,基因B是视神经正常所必需的。这两类基因分别位于不同对的染色体上,现有基因型为AaBb的双亲,从理论上分析,他们所生的后代视觉正常的可能性是( )
上述第(1)题运用哈迪――温柏格定律:设常染色体上的一对等位基因A和a的频率分别为P和Q,且P+Q=1,(PA+Qa)2=P2(AA)+2PQ(Aa)+Q2(aa)。不难得出本题的结果。第(2)题可以用概率相乘原理容易得出答案。
三、生物教学中构建数学模型的意义
【关键词】生物学科教育价值课堂教学
【中图分类号】G632【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)01-0112-02
生物学科有其他学科不可替代的价值,要真正让生物学科在中学课程体系中占有一席之地,让社会、学生真正重视中学生物学教学,就必须切实重视中学生物学科教育价值的实现,这样才能实现中学生物教学稳步可持续的发展。
一、生物学科的教育价值
课程理论告诉我们,课程牵涉到各种价值取向。目前社会上各种不同的价值取向已对学校课程产生了较大的影响,教育者若要在价值日渐多元的社会形势下担负起课程价值整合和实现的使命,必须成为理性的行动者。生物学科教育价值可从学科教育价值关系中的主体(社会需要、个体需要)和客体(生物学科教育价值属性)来分析。
生物学科教育本身亦具备其特有的价值属性。除了生物学基础知识和基本技能的学习、培养外,它在唯物观点、辩证统一观点培养,用动态、变化、发展的观点观察研究自然的思想方法的培养,创造性思维培养等方面,有独到的价值属性。此外,由于生物科学与人及自然界的紧密联系,生物学科教育在STS教育以及科学教育,尤其是科学价值观培养方面,有其独特的价值属性。
二、生物学科教育价值的实现
作为中学教育第一线的教师,我们不能左右生物学科在中学课程体系中的设置及教学总体要求,但我们可以通过生物学科教育价值的整合,在基础知识、基本能力教育培养的基础上,通过生物学科教育的改革实践,在充分实现生物学科教育价值上有所作为。
1.小课堂、大自然、大社会
让生物课的课堂成为“小课堂、大自然、大社会”是生物学科实现其教育价值的基础。一本生物教材的信息量是有限的,且很多信息是滞后的,其知识相对也是基础的。教材不经教师精心处理,教法、教学模式不经教师精心设计,不把教与学的知识、内容融入自然、融入社会,不把运动的、变化的、活生生的生命及生命现象,尽可能多地直接或间接地呈现给学生,让学生“触摸”,生物课将不是真正意义的生物课,其本身亦将缺乏生命力。
因此,在生物课堂教学过程中,我们要重视以下几个问题:
(1)精心设计好教学媒体的应用,尽可能多地给学生呈现实物、标本、模型,充分运用现代教育媒体,尤其是电视、录像、影碟、多媒体电脑等。现代教育媒体辅助生物教学,除了能提高课堂教学效率,提供一定的交互性外,更明显的是它可以让学生获得书面教材无法出现的声像信息。
(2)让书面教材无法承载的或是变化、发展了的有关生物科学知识,以及与生命科学有关的自然、社会知识、材料经过精心筛选后再进入课堂。
(3)以各种生物兴趣活动、社会实践等形式,让学生到大自然、大社会中去观察、调查、实验,从爱护一草一木,饲养小动物到参与生物科技活动,使其体验到生物科学知识、技能之于人、自然、社会的价值。
2.培养生物学科基本观点
生物科学中,有许多朴实而又博大的基本观点。这些基本观点不仅对学好生物学有非常关键的作用,而且能对学习者的求知、生活、做人等都有指导价值。教师必须充分地利用每项生物教学活动,让学生在学习过程中,逐步明确、认同、确立这些基本观点。
(1)唯物的观点。一切生命和生命现象都有其物质基础:生命起源的物质性――最初的生命是由非生命物质在极其漫长的时间内,经过极其复杂的化学进化过程演变而成的。生命的物质性――C、H、O、N、S、P等元素组成了核酸、蛋白质等化合物,这些化合物构成了生物体结构和功能的基本单位――细胞。生命现象的物质性――生物的新陈代谢、生长、应激性、生殖发育、遗传变异等一切生命现象、生理过程均可给以物质基础上的解释。
(2)动态、变化、发展的观点。组成生物的物质、生物体本身、生物界都是在不断的运动、变化、发展的。生物的组成物质是动态变化的――生物体的新陈代谢使生物体每时每刻进行着新旧更换。细胞和生物个体是动态、变化的――他们都有一个发生、成长、衰老、死亡的动态变化过程。细胞和生物个体的结构与生理、生物和环境的关系等也是动态、变化、发展的。
3.培养创造性思维
创造性思维是创造力的核心,它是指改组已有知识、经验,从而产生新颖的、具有社会价值成果的思维。其特征是具有高度的主动性与积极性、独特性与求异性、流畅性与变通性、抽象性与形象性的统一、逻辑性与非逻辑性的统一。结合这些特征及生物学科教学的特点,我们可以建立培养学生创造性思维的有效途径和方法。
(1)充分重视教师主导、学生主体的思想,努力实现课堂教学民主。课堂教学民主是师生共创的,符合“主导主体”思想,存在于课堂教学中的师生间的平等、互助、参与、进步的“精神民主”。它可以创设出一种民主、和谐、开放的课堂气氛,极大地调动学生学习的积极性、主动性,大胆地思考、质疑和创新。根据课堂教学民主化思想,生物学科教学可以结合教学内容,灵活运用其两大主要形式,即直接式和间接式教学,开展课堂教学改革实践:教师的直接指导可以在前,起开路带头作用;可以在教学过程中,起辅助学习作用;也可以在后,发挥点拨、解惑答疑作用;教师也可以应用不明示的、非命令式、非结论式、不作详细指导的间接指导;教师可以讲,可以不讲,可以多讲,也可以少讲。
(2)创设问题情境,培养创造性思维方法。从心理学角度,可以抽引出许多种创造性思维的方法,具有普遍性意义的有:发散思维法、集中思维法、逆向思维法、侧向思维法、治弱思维法、统摄思维法、组合思维法、辩证思维法等。生物教学中,这些思维方法的培养途径很多,其中创设问题情境,通过探究、分析、归纳、综合、推断等过程,是最基本最重要的途径。