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micrornas(mirnas)是一些長(zhǎng)度為21-25個(gè)核苷酸,在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá)的非編碼的小rnas。mirnas最早的兩個(gè)成員是在研究c.elegans的發(fā)育調(diào)控時(shí)發(fā)現(xiàn)的。自此,在幾乎所有的后生動(dòng)物如渦蟲(chóng),果蠅,植物,哺乳動(dòng)物的基因組中都發(fā)現(xiàn)了mirnas[1]。它們主要作用于mirna,使其發(fā)發(fā)生特異性地降解或者阻止其翻譯,從而調(diào)控動(dòng)植物的發(fā)育和生理過(guò)程。
干細(xì)胞是一類能夠自我更新并具有多向分化潛能的早期未分化細(xì)胞, 不僅是器官發(fā)生過(guò)程中早期分子活動(dòng)的研究工具, 且已成為多種退行性疾病組織修復(fù)和再生的種子細(xì)胞。由于干細(xì)胞具有廣泛的應(yīng)用前景, 相關(guān)的發(fā)育分化模型的建立、干細(xì)胞發(fā)育分化的基因調(diào)控及微環(huán)境的影響, 已成為近年來(lái)醫(yī)學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。mirnas作為一個(gè)廣泛存在的可對(duì)基因表達(dá)進(jìn)行調(diào)控的分子, 在動(dòng)植物的發(fā)育和生理活動(dòng)中起著非常重要的作用,包括抵御病毒,在發(fā)育中調(diào)控基因的表達(dá),控制發(fā)育的階段,維持干細(xì)胞的穩(wěn)定等等。mirnas在干細(xì)胞中的特異性地表達(dá),尤其在胚胎干細(xì)胞和造血干細(xì)胞中相關(guān)mirnas的發(fā)現(xiàn)、功能的研究, 揭示了mirnas 可能在干細(xì)胞的自我更新和多項(xiàng)分化中發(fā)揮重要作用。
1mirna和干細(xì)胞的研究
mirna是一類~22 nt具有調(diào)控功能的非編碼rna ,它們主要參與基因轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控。這些mirna 基因首先在細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄成前體轉(zhuǎn)錄本(primary transcripts mirna, primirna) ,在drosha酶的作用下剪切形成~60-70nt的mirna前體(或者稱為premirna),然后ran–gtp和exportin 5將premirna轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì),隨后,另一個(gè)核酸酶dicer將其剪切產(chǎn)生約為22個(gè)核苷酸長(zhǎng)度的mirna:mirna*雙鏈。這種雙鏈很快被引導(dǎo)進(jìn)入rna誘導(dǎo)沉默復(fù)合體(risc)中,其中一條單鏈mirna被降解,另一條成熟的單鏈mirna分子,通過(guò)與靶基因的3′ utr區(qū)互補(bǔ)配對(duì),對(duì)靶基因mirna進(jìn)行切割或者翻譯抑制[2]。mirna具有如下特點(diǎn)[3-5]:①細(xì)胞特異性:不同組織不同細(xì)胞,mirna的表達(dá)譜及序列特征不同,這可以作為某些組織或細(xì)胞的特異性分子標(biāo)志; ②“時(shí)空”特異性:細(xì)胞在不同發(fā)育階段,mirna 組成不同,在特定細(xì)胞的特定階段“出現(xiàn)”特定的mirna ,決定細(xì)胞的分化方向和分化時(shí)相,是細(xì)胞定時(shí)、定向分化的開(kāi)關(guān); ③保守性:不同種屬、不同組織器官以及不同細(xì)胞之間相同或相似的mirna分子具有相似的調(diào)控功能;④mirna作用靶點(diǎn):多為呈“時(shí)空”特異性表達(dá)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控基因以及凋亡調(diào)控基因,通過(guò)調(diào)控細(xì)胞增殖和細(xì)胞凋亡,從而調(diào)控細(xì)胞功能和結(jié)構(gòu)的特化。
干細(xì)胞具有多向分化潛能,它如何從一個(gè)充滿各種可能性的通用細(xì)胞類型演變成從事特定工作的“專業(yè)”細(xì)胞,是干細(xì)胞研究的謎題。 近年來(lái),mirna 在干細(xì)胞定向分化和自我更新功能維持中的作用,逐漸被科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),目前已經(jīng)掀起mirna在干細(xì)胞研究中的熱潮。
目前發(fā)現(xiàn)胚胎干細(xì)胞和多種成體干細(xì)胞中均存在各自特異的mirna。houbavity等[6]在小鼠胚胎干細(xì)胞中克隆了15個(gè)mirna ,suh等[7]則在人胚胎干細(xì)胞中找到了36個(gè)mirna基因,這些mirnas多數(shù)在胚胎發(fā)育過(guò)程中逐漸減少,少數(shù)持續(xù)表達(dá)甚或表達(dá)升高。隨著細(xì)胞的分化,mirnas的表達(dá)也發(fā)生了明顯的改變。mirnas和mirnas的相互作用對(duì)于維持干細(xì)胞的多能性及其分化非常重要。因此許多試驗(yàn)希望可以通過(guò)分析人胚胎干細(xì)胞中的mirnas的表達(dá)來(lái)描述人的胚胎干細(xì)胞。
2 mirna對(duì)干細(xì)胞生物學(xué)行為的調(diào)控
2.1 mirna調(diào)控了干細(xì)胞的自我更新
自我更新是干細(xì)胞的一個(gè)重要特征,從這個(gè)層面來(lái)說(shuō),干細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞一樣都可以持續(xù)分裂。 因此,如何調(diào)節(jié)恰當(dāng)?shù)募?xì)胞分裂,使其不會(huì)因?yàn)樘賹?dǎo)致組織發(fā)生缺陷,又不至于過(guò)分增殖惡化為腫瘤,是干細(xì)胞生物學(xué)研究的一個(gè)攸關(guān)問(wèn)題。
在多能胚胎干細(xì)胞中,有特殊mirna的簇集表達(dá),這些mirna明顯區(qū)別于分化之后的胚胎和成體[7],暗示這些mirna對(duì)于干細(xì)胞的自我更新具有一定作用。決定細(xì)胞繼續(xù)增殖還是停止分裂或分化,在g1期由周期依賴性蛋白激酶抑制子p21所調(diào)控[8] 。
有研究者通過(guò)使用果蠅胚胎作為模型系統(tǒng),證明了mirna1有助于早期胚胎階段的心臟祖細(xì)胞(即干細(xì)胞)的決定。mirna1有助于維護(hù)末期胚胎階段中的心臟前體,可以調(diào)節(jié)心臟細(xì)胞的分化機(jī)制。這都說(shuō)明mirnas調(diào)控了干細(xì)胞的自我更新。
另外,dicer酶對(duì)于胚胎的發(fā)育和干細(xì)胞的維持是必不可少的。dicer敲除的突變體在發(fā)育早期胚胎是致死的,在dicernull的胚胎中,根本檢測(cè)不到es細(xì)胞系[9];dicer缺陷的“escaper”和dicerflox/null 細(xì)胞相比,細(xì)胞周期發(fā)生了改變,g1期和g0期的細(xì)胞有了輕微的增加,相應(yīng)地,g2期和m期的細(xì)胞減少。這種現(xiàn)象可能是由于本應(yīng)該在es細(xì)胞中表達(dá)的抑制細(xì)胞周期抑制子的mirnas的缺失導(dǎo)致的。基因組的組成和結(jié)構(gòu)也受到了影響從而激發(fā)了細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)的反應(yīng),阻止了細(xì)胞的進(jìn)一步增值[10]。
mirnas對(duì)于果蠅的gscs的分化的控制是必不可少的。果蠅基因組中有兩種dicer異構(gòu)酶:dicer1和dicer2[9]。dicer1對(duì)于干細(xì)胞的加工是必需的,而dicer2是形成sirna所必需的。dicer1(dcr1)的缺失完全破壞了mirna途徑,但對(duì)sirna途徑的影響是非常微弱的。分析gscs的dcr1突變體發(fā)現(xiàn),生殖細(xì)胞孢囊的產(chǎn)量明顯下降。gscs的dcr1的突變體看起來(lái)是正常的,但是在細(xì)胞周期控制方面存在明顯的缺陷。根據(jù)細(xì)胞周期標(biāo)記物和一些遺傳的相互作用的研究發(fā)現(xiàn),gscs的dcr突變體推遲了g1到s期的轉(zhuǎn)換。干細(xì)胞對(duì)外界的信號(hào)非常敏感,比如營(yíng)養(yǎng)依賴的胰島素受體活化可以使干細(xì)胞停滯在g1/s 期。胚胎干細(xì)胞是通過(guò)mirna通路來(lái)調(diào)節(jié)p21/p27/dacapo 對(duì)cdk的抑制作用從而使自身停滯在g1/s期。當(dāng)外界環(huán)境不利于干細(xì)胞分裂時(shí),關(guān)鍵的mirna被下調(diào),p21/p27/dacapo的水平上升,從而導(dǎo)致干細(xì)胞停滯在g1/s 期[11]。但是,參與此過(guò)程的具體mirna是哪些,至今仍未有報(bào)道,更深入的機(jī)制仍需研究。對(duì)于成體哺乳動(dòng)物干細(xì)胞是否有類似的mirnap21調(diào)節(jié)機(jī)制以及是否依賴于環(huán)境因素,也還需要更多的實(shí)驗(yàn)證實(shí)。
2.2 mirna參與神經(jīng)干細(xì)胞的分化調(diào)控過(guò)程
神經(jīng)系統(tǒng)是一個(gè)高度分化的器官,在已經(jīng)鑒定的mirnas中,約有70%可以在哺乳動(dòng)物的腦中檢測(cè)到,說(shuō)明了這些mirnas在神經(jīng)發(fā)生中可能的作用[12]。對(duì)哺乳動(dòng)物腦發(fā)育過(guò)程中高度表達(dá)的mirnas的研究表明,在發(fā)育起始的mirnas和特異性分化后表達(dá)的mirnas有顯著的不同[13]。前體細(xì)胞順序表達(dá)一系列mirnas,在分化過(guò)程中發(fā)生了特異性的表達(dá)。例如小鼠胚胎干細(xì)胞中的mirna124a 和mirna9特異性地決定神經(jīng)干細(xì)胞的發(fā)育形成, 并且初步推測(cè)可能是通過(guò)作用于stat信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路發(fā)揮作用[14],mirna23,mirna26和mirna29的上調(diào)表達(dá)導(dǎo)致分化形成神經(jīng)膠質(zhì),而mirna9和mirna125在神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中均有表達(dá)。let7家族成員也高度存在于神經(jīng)系統(tǒng)中。在斑馬魚的神經(jīng)組織和老鼠的發(fā)育過(guò)程中[41],let7家族成員都是高度表達(dá)的。在神經(jīng)分化過(guò)程中,通過(guò)轉(zhuǎn)錄激活和增強(qiáng)前體物的加工活性可以顯著誘導(dǎo)let7家族成員的成熟,這表明了let7在神經(jīng)特異分化中的作用[15]。
預(yù)測(cè)還發(fā)現(xiàn),在成年的哺乳動(dòng)物中,含量最為豐富的是mirna124,有1100多個(gè)基因的結(jié)合位點(diǎn)。將mirna124導(dǎo)入hela細(xì)胞中,可以下調(diào)100多種基因的表達(dá)[16],并且促進(jìn)了神經(jīng)樣mirna的表達(dá)。最近,在雞的神經(jīng)管中發(fā)現(xiàn)層粘連蛋白gammal和整合素betal1也是mirna124的作用位點(diǎn)。而且,mirna124可以和小的c端結(jié)構(gòu)域磷酸酶1(scp1)的3’utr結(jié)合,這種磷酸酶在神經(jīng)發(fā)育過(guò)程中起著重要作用。識(shí)別神經(jīng)系統(tǒng)中mirna的靶序列對(duì)于我們更好地了解神經(jīng)干細(xì)胞的自我更新和分化是非常重要的。
2.3 mirna調(diào)控造血干細(xì)胞的發(fā)育
造血干細(xì)胞定向分化潛能受mirna調(diào)控,在各系祖細(xì)胞中高表達(dá)mirna可能起著定向分化調(diào)控作用。chen等[17]在小鼠的骨髓造血細(xì)胞中克隆了100個(gè)特異的mirna ,并已確定一些mirna在造血組織中優(yōu)先表達(dá), 如mirna142在b淋巴細(xì)胞和髓系粒細(xì)胞中表達(dá)增高,mirna181在b淋巴細(xì)胞中選擇性表達(dá)上調(diào),其中,mirna181在骨髓祖細(xì)胞陰性譜系中高水平表達(dá)并只在b淋巴細(xì)胞中上調(diào),在體內(nèi)和體外mirna181的過(guò)表達(dá)可提高b細(xì)胞的數(shù)量,表明mirna181可能是b細(xì)胞分化中的一個(gè)正調(diào)節(jié)因子,參與造血干細(xì)胞向b細(xì)胞譜系的分化。
felli 等[18]發(fā)現(xiàn),在臍血cd34 +造血祖細(xì)胞向紅系發(fā)育過(guò)程中,mirna221和222表達(dá)逐漸下降。這2個(gè)mirna作用于kit基因的3′utr,在cd34 +細(xì)胞中轉(zhuǎn)染mirna221和222的寡核苷酸或者慢病毒表達(dá)載體,可導(dǎo)致紅系增殖和分化障礙,伴隨kit蛋白水平下降。nodscid小鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明,轉(zhuǎn)染后cd34+細(xì)胞的增殖能力和干細(xì)胞功能受損;反之,阻斷mirna221和222表達(dá),則促進(jìn)早期紅系增殖。實(shí)驗(yàn)表明,mirna221和222的表達(dá)下降可促進(jìn)紅系發(fā)育。
最近發(fā)現(xiàn),mirna還調(diào)控了造血干細(xì)胞自我更新[19] 。造血干細(xì)胞能夠制造對(duì)分化成血細(xì)胞至關(guān)重要的蛋白質(zhì),但是這些蛋白被1套mirna阻斷,將造血干細(xì)胞維持在原始狀態(tài)。利用非增殖病毒載體將mirna轉(zhuǎn)染入造血干細(xì)胞,檢測(cè)造血干細(xì)胞的自我更新能力。第1個(gè)進(jìn)行檢測(cè)的是mirna155,已經(jīng)被證實(shí)能夠終止干細(xì)胞發(fā)育成紅血球和白血球,沒(méi)有轉(zhuǎn)染的干細(xì)胞可以發(fā)育成熟,而轉(zhuǎn)染了mirna155的干細(xì)胞則很少能發(fā)育成熟為紅血球和白細(xì)胞。
3 mirna決定了干細(xì)胞的命運(yùn)
3.1 mirna操縱胚胎干細(xì)胞的命運(yùn)
研究表明兩種依賴于血清應(yīng)答因子(serum response factor,srf)的肌特異mirna1和mirna133,能促進(jìn)胚胎干細(xì)胞的中胚層形成,同時(shí)在心肌祖細(xì)胞的進(jìn)一步分化過(guò)程中有著不同的作用:mirna1能促進(jìn)小鼠和人類胚胎干細(xì)胞向心臟細(xì)胞的分化過(guò)程,而mirna133則阻止肌漿蛋白祖細(xì)胞的分化,mirna1和mirna133在發(fā)育的肌細(xì)胞中是同時(shí)表達(dá)的。mirna1和mirna133是一種強(qiáng)有力的非肌性基因表達(dá)的抑制因子,并且能抑制小鼠以及人類胚胎干細(xì)胞分化過(guò)程中的細(xì)胞命運(yùn)。兩種mirna都增加了胚胎干細(xì)胞的中胚層特異性,并且抑制它們向內(nèi)胚層及神經(jīng)外胚層的分化。
其中,mirna1的作用部分通過(guò)notch ligand deltalike 1(dll1)的翻譯阻遏實(shí)現(xiàn),mirna1的表達(dá)導(dǎo)致dll1的翻譯阻遏,并利用shrna降低干細(xì)胞中dll1的表達(dá)。此外,mirna1和mirna133能強(qiáng)有力的抑制內(nèi)胚層以及神經(jīng)外胚層的基因表達(dá),這表明兩者之間或許有著很多共同作用目標(biāo)。對(duì)于胚胎干細(xì)胞的基因表達(dá)分析表明,mirna1和mirna133調(diào)節(jié)多個(gè)相同通路??梢?jiàn)肌特異性mirna能增強(qiáng)非肌性基因的抑制,并且mirna能用于多能胚胎干細(xì)胞的細(xì)胞命運(yùn)調(diào)節(jié)[21]。
3.2 mirna提高了ips的轉(zhuǎn)化效率
自ips出現(xiàn)以來(lái),轉(zhuǎn)化效率一直是橫跨在ips技術(shù)面前的障礙。有研究表明,將頭發(fā)里的角質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行重組誘導(dǎo)ips細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化效率可提高100倍。最近發(fā)現(xiàn)將兩種因子p53 sirna和utf1和四個(gè)誘導(dǎo)基因(oct4,sox2,klf4和cmyc)一起轉(zhuǎn)染到人成纖維細(xì)胞中,ips的誘導(dǎo)效率也可提高100倍,而且,剔除cmyc(具有致癌性基因)同樣可以成功誘導(dǎo)ips[22]。
4 展望
不同的干細(xì)胞類型表達(dá)的mirnas不同,在干細(xì)胞的不同發(fā)育階段也存在著特異性的mirnas的表達(dá),我們有理由相信,mirnas在調(diào)控干細(xì)胞的分化和自我更新方面具有非常重要的作用。mirna作為一種新的調(diào)控基因表達(dá)的小分子rna,對(duì)干細(xì)胞的研究提供了一種新的途徑。
隨著干細(xì)胞復(fù)雜的分化調(diào)控的研究,我們將更好地了解mirnas和一些轉(zhuǎn)錄因子的相互作用,從而弄清整個(gè)細(xì)胞內(nèi)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。目前關(guān)于mirnas對(duì)于干細(xì)胞生物學(xué)行為調(diào)控的研究還很少,mirnas在干細(xì)胞中究竟是如何起作用的?它的作用靶位有哪些?關(guān)于其調(diào)控分化的模型在哺乳動(dòng)物也成立么?這些問(wèn)題都有待進(jìn)一步地探討?;诙喾只瘽撃芎凸δ茏V系不同的干細(xì)胞是由遺傳和表觀遺傳共同決定的,作為組織工程的“種子細(xì)胞”,弄清它內(nèi)部的mirnas的作用通路,有助于揭示干細(xì)胞發(fā)育過(guò)程的基因調(diào)控。我們的終極目標(biāo)是希望將mirnas調(diào)控干細(xì)胞的分化作為一種潛在的治療手段,以便更好地了解一些特異性的細(xì)胞通路中的mirnas,治療癌癥等疾病。
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1 高校分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題
隨著高等教育改革的不斷深入,高等院校招生規(guī)模增大,學(xué)生數(shù)量增多,教學(xué)中凸顯出一些新問(wèn)題。在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,由于新技術(shù)、新儀器的快速更新,相關(guān)學(xué)科之間互相交叉、互相運(yùn)用,也同樣面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。目前,在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,主要面臨著以下問(wèn)題:
(1)實(shí)驗(yàn)條件有限,不能完全滿足教學(xué)需要。由于近年來(lái),高校的不斷擴(kuò)招,本科生不斷增多,雖然學(xué)校也在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),但是相比于本科生的數(shù)量,實(shí)驗(yàn)室的數(shù)量還是較少。這種情況下,要完成實(shí)驗(yàn)教學(xué),就要盡可能的提高實(shí)驗(yàn)室的利用率,實(shí)驗(yàn)室常常出現(xiàn)飽和狀態(tài),五六個(gè)同學(xué)一個(gè)小組共用一組實(shí)驗(yàn)儀器,經(jīng)常是一個(gè)同學(xué)動(dòng)手做實(shí)驗(yàn),其他同學(xué)在旁邊觀摩,有些實(shí)驗(yàn)儀器更是需要每個(gè)小組輪流使用。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)日新月異,實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備發(fā)展更新迅速,一些先進(jìn)的大型儀器也被引進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,但是由于價(jià)格昂貴,數(shù)量很有限,一節(jié)實(shí)驗(yàn)課下來(lái),了解這些儀器操作方法的學(xué)生也只是寥寥,畢業(yè)后到了工作崗位或是參加研究生學(xué)習(xí)時(shí),還要重新參加培訓(xùn),浪費(fèi)實(shí)驗(yàn)資源。另外,有的實(shí)驗(yàn)時(shí)間很長(zhǎng),但其中一大半時(shí)間都是等待的時(shí)間,又不能練習(xí)實(shí)驗(yàn)技術(shù),既浪費(fèi)教學(xué)時(shí)間又不能提高教學(xué)效果。
(2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容單一,缺乏啟發(fā)性。分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟、注意事項(xiàng)等基本上都是按照教科書上安排實(shí)施,多是對(duì)理論課內(nèi)容的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)本身的設(shè)計(jì)和應(yīng)用的講解。很多實(shí)驗(yàn)教材已經(jīng)連續(xù)使用了多年,即使換用教材也是同樣教材的再版,再版的教材與之前的教材并沒(méi)有太大的區(qū)別,有的甚至干脆沒(méi)有改動(dòng),教材上有的儀器現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)不再使用,學(xué)生完全是按照教材做實(shí)驗(yàn),并沒(méi)有深刻的思考為什么要做這個(gè)實(shí)驗(yàn),更不要說(shuō)根據(jù)已做過(guò)的實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)和掌握的知識(shí)去設(shè)計(jì)其他的實(shí)驗(yàn)。
(3)儀器操作不熟練導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)安全問(wèn)題和儀器的過(guò)度損耗。在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,因?yàn)閷?duì)儀器的操作不熟練,經(jīng)常會(huì)造成儀器的不必要損壞。例如,低溫冷凍離心機(jī),離心時(shí)的轉(zhuǎn)數(shù)通常都在10000轉(zhuǎn)/分鐘以上,操作前需要對(duì)待離心樣品進(jìn)行精密的配平,新使用的同學(xué)有時(shí)會(huì)忘記配平,常常不使用天平準(zhǔn)確的配平,在這種情況下進(jìn)行離心將造成離心機(jī)曲軸彎曲、轉(zhuǎn)子磨損,離心機(jī)將不能使用。這種離心機(jī)一般都是進(jìn)口儀器,價(jià)格比較昂貴,維修周期長(zhǎng),費(fèi)用高,且實(shí)驗(yàn)室擁有數(shù)量有限,損壞之后會(huì)對(duì)分子生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研產(chǎn)生很大的影響。另外,如果不熟練實(shí)驗(yàn)技術(shù),實(shí)驗(yàn)中使用到一些有毒有害生物、化學(xué)制劑時(shí),也存在不安全的問(wèn)題。例如,生物染料溴化乙錠(EB)是強(qiáng)誘變劑,用于DNA瓊脂糖凝膠電泳的實(shí)驗(yàn),不能觸摸,必須佩帶防護(hù)手套,除了電泳實(shí)驗(yàn)臺(tái),不能觸摸其他實(shí)驗(yàn)臺(tái),否則將造成交叉污染,危害其他同學(xué)的安全。在不熟練實(shí)驗(yàn)技術(shù)的情況下,很容易手忙腳亂,造成污染,需要教師從旁督促。
2 虛擬實(shí)驗(yàn)室用于分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)
(1)靈活生動(dòng),易于擴(kuò)展。虛擬實(shí)驗(yàn)室是基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三維動(dòng)畫技術(shù),它通過(guò)豐富的影像、聲音營(yíng)造出生動(dòng)有趣的學(xué)習(xí)氛圍,不僅能強(qiáng)化記憶,更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。虛擬系統(tǒng)中包含了分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的多種儀器和試劑,可供學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇,不是僅僅準(zhǔn)備好本次實(shí)驗(yàn)的儀器、試劑,可以使學(xué)生更深刻的理解實(shí)驗(yàn)的原理。而且,虛擬實(shí)驗(yàn)室脫離了時(shí)間與空間的限制,每個(gè)同學(xué)都可以運(yùn)用自己面前的電腦,充分的利用課堂的時(shí)間熟悉掌握實(shí)驗(yàn)技術(shù),并且課下也能利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)?;ヂ?lián)網(wǎng)方便了我們的生活,同樣也為虛擬實(shí)驗(yàn)室遠(yuǎn)程教育打造了平臺(tái)。
(2)方便交流,資源共享。課堂上教師和同學(xué)可以通過(guò)局域網(wǎng)進(jìn)行一對(duì)一,或一對(duì)多的交流,教學(xué)更有針對(duì)性,教師也可以設(shè)計(jì)思考題,控制網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放,把學(xué)生分成小組進(jìn)行討論,運(yùn)用啟發(fā)式的教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生自主思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。各小組之間各自討論后,也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享彼此的成果。
2 生物學(xué)開(kāi)放性教學(xué)的涵義
所謂的開(kāi)放性教學(xué)是針對(duì)傳統(tǒng)封閉式、灌輸式的教育形態(tài)而言的,它通過(guò)營(yíng)造開(kāi)放、民主、平等、自由、互動(dòng)、和諧的師生關(guān)系及教育氛圍,優(yōu)化各種教育資源和環(huán)境,借助社會(huì)力量與現(xiàn)代科技成果和手段構(gòu)筑起來(lái)的新型教育模式。而生物開(kāi)放性教學(xué)模式的構(gòu)建正是來(lái)源于開(kāi)放性教育的啟示,目的是對(duì)傳統(tǒng)單一封閉的生物教學(xué)模式進(jìn)行反思和改良,從以課堂講授為主的教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生主動(dòng)探究為主的教學(xué)方式,從而提高生物教學(xué)的實(shí)效性。
3 同課異構(gòu)對(duì)實(shí)現(xiàn)生物開(kāi)放性教學(xué)的助推作用
2011年11月,有來(lái)自天津、北京、上海三個(gè)省份的4名高中生物教師分別在同一班級(jí)以“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)”為題開(kāi)展校際“聚焦課堂——同課異構(gòu)”的教研活動(dòng)。4名生物教師對(duì)課堂教學(xué)過(guò)程中不同的處理辦法,表現(xiàn)出豐富的、鮮明的個(gè)性,使課堂異彩紛呈,達(dá)到開(kāi)放課堂促進(jìn)學(xué)生相應(yīng)能力提高的目的。下面就這幾位教師執(zhí)教人教版必修3“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)”的情況,談?wù)勗谕n異構(gòu)的教研活動(dòng)中構(gòu)建開(kāi)放課堂的幾點(diǎn)策略。
3.1 設(shè)置不同的情景,使師生之間的關(guān)系得到開(kāi)放
“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)”這節(jié)課的引入中,4位老師都或多或少以學(xué)生熟知的事例來(lái)引入,很快將學(xué)生帶入新課中。
教學(xué)1:來(lái)自北京市某中學(xué)的秦老師,在引入新課時(shí)從學(xué)生的生活問(wèn)題入手,如“中午的時(shí)候有同學(xué)說(shuō)了這么一句話:“好餓啊,補(bǔ)充能量去。”(1) 你們覺(jué)得這里所說(shuō)的能量在哪里?(2) 能量怎么樣到人體內(nèi)的呢?食物中的能量是不是100%的傳遞到人體內(nèi)的呢?我相信通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)同學(xué)們對(duì)這些問(wèn)題會(huì)有一個(gè)清楚的了解”,這樣生活化的開(kāi)頭讓學(xué)生們易于接受,并帶著問(wèn)題去深入老師接下來(lái)要講的關(guān)于能量流動(dòng)的內(nèi)容,立即將學(xué)生的思維拉進(jìn)了課堂之中。
來(lái)自上海市某中學(xué)的胡老師,同樣在引入新課時(shí)別出心裁,她指著幻燈片上的巧克力、雞蛋、糕點(diǎn)等幾種食物問(wèn)到:“同學(xué)們假如你們?nèi)⒓訓(xùn)|方明珠的登高活動(dòng),你會(huì)選擇哪一樣食物去補(bǔ)充你的能量呢?”學(xué)生們異口同聲地回答“選擇巧克力”。這樣的開(kāi)頭輕松、愉快,讓學(xué)生的興趣立即被激發(fā)出來(lái)。
來(lái)自天津市某中學(xué)的趙老師以“過(guò)度放牧?xí)?dǎo)致草場(chǎng)沙化,同學(xué)們了解多少呢?”這個(gè)問(wèn)題發(fā)問(wèn),然后播放一段焦點(diǎn)訪談中的關(guān)于內(nèi)蒙古鄂爾多斯草原因過(guò)度放牧而沙塵滿天的報(bào)道,以有聲有影的事實(shí)來(lái)激發(fā)學(xué)生們對(duì)環(huán)境等生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)問(wèn)題的關(guān)注。
來(lái)自天津中學(xué)的周老師,他在引入時(shí)先問(wèn)到“大家都聽(tīng)過(guò)魯濱遜漂流記的故事吧?”,當(dāng)學(xué)生一致回答是的時(shí)候,接著周老師在幻燈片上給大家呈現(xiàn)一個(gè)類似的模擬場(chǎng)景,讓學(xué)生們討論并從可供選擇的雞與玉米中確定一個(gè)先后順序以維持更長(zhǎng)時(shí)間的生命,通過(guò)創(chuàng)設(shè)這種趣味性的問(wèn)題情境,不僅增強(qiáng)學(xué)生的有意注意,也調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。
4位老師引入新課的方式都緊扣學(xué)生身邊或者能夠關(guān)注到的事情,這些事例或多或少在學(xué)生的生活范圍內(nèi),正是這些生動(dòng)的例子,創(chuàng)設(shè)了一個(gè)個(gè)貼近學(xué)生生活的、形象的、有趣的學(xué)習(xí)情境,并且很好地營(yíng)造出一種輕松、溫暖的學(xué)習(xí)氛圍,而這種氛圍正是開(kāi)放的師生關(guān)系形成所必不可少的前提。
3.2 突破教材局限,使教學(xué)內(nèi)容得到拓寬
在開(kāi)放的課堂教學(xué)中,教學(xué)內(nèi)容的開(kāi)放就要求教師從注重對(duì)學(xué)生基本知識(shí)點(diǎn)的掌握轉(zhuǎn)變?yōu)楦⒅貙?duì)學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活、人生價(jià)值、自我個(gè)性、自我發(fā)展的關(guān)懷。為了提高課堂教學(xué)的效率,使教學(xué)內(nèi)容生活化,教學(xué)過(guò)程民主化,幾位老師各有側(cè)重。
教學(xué)2:秦老師結(jié)合“草—兔—狐”這一食物鏈來(lái)設(shè)問(wèn),學(xué)生會(huì)有更清晰的物像理解,并且通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生定量地分析具體生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過(guò)程和特點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、析圖的能力及分析和推理的能力。課中學(xué)生依據(jù)老師的要求根據(jù)自己對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)查了解相互交流討論提出了一些對(duì)其能量流動(dòng)方面的改進(jìn)建議,讓學(xué)生的思維從課堂走入了日常生活。
胡老師在課程即將結(jié)束的時(shí)候留給學(xué)生幾個(gè)問(wèn)題,“就?;~塘這個(gè)人工生態(tài)系統(tǒng),如何充分利用進(jìn)入該生態(tài)系統(tǒng)的能量?請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)改進(jìn)魚塘的方案,使能量更有效地得到利用?!痹诶蠋煹囊龑?dǎo)下學(xué)生們激情高漲地討論,交流,并設(shè)計(jì)了初步的方案。這樣開(kāi)放化的教學(xué)不僅教會(huì)學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用于解決實(shí)際問(wèn)題,也使得學(xué)生更好地理解了科學(xué)是第一生產(chǎn)力的觀點(diǎn)。
周老師在講到能量金字塔是否能倒置的問(wèn)題時(shí),通過(guò)幻燈片中展示的生態(tài)園中一顆番茄樹(shù)上出現(xiàn)大量的害蟲(chóng)白粉虱來(lái)讓學(xué)生更深刻地認(rèn)識(shí)到數(shù)量金字塔可以倒置,而能量金字塔則不能。最后還鼓勵(lì)學(xué)生多到學(xué)校生態(tài)園中進(jìn)行實(shí)地觀察增進(jìn)了解,很好地將課堂內(nèi)容開(kāi)放到實(shí)踐中。
而趙老師則將鄂爾多斯草場(chǎng)因養(yǎng)羊數(shù)量的變化而發(fā)生的一系列變化的新聞間斷性地穿插于講堂之中,讓學(xué)生關(guān)于人與自然和諧相處這一問(wèn)題參與自主式的小組討論,通過(guò)小組成員的動(dòng)手、動(dòng)口、動(dòng)腦的交流談?wù)?,培養(yǎng)學(xué)生的合作精神。
在授課的過(guò)程中,4位老師都能夠廣泛地挖掘教學(xué)素材,根據(jù)教學(xué)所需,把教材內(nèi)容和課外內(nèi)容有機(jī)結(jié)合起來(lái),不僅使教學(xué)內(nèi)容更加豐富,同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)于課堂的的關(guān)注度和學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性,使得教學(xué)內(nèi)容在學(xué)生的交流之中慢慢地實(shí)現(xiàn)開(kāi)放化。
3.3 靈活安排教學(xué)程序,使教學(xué)形式得到開(kāi)放
教學(xué)3:在講到能量在營(yíng)養(yǎng)級(jí)流動(dòng)過(guò)程中的消耗時(shí),秦老師巧妙地設(shè)置關(guān)于能量在營(yíng)養(yǎng)級(jí)中傳遞的問(wèn)題,指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)分析,然后請(qǐng)部分學(xué)生到黑板上畫圖示范,有異議的學(xué)生也被鼓勵(lì)著走上講臺(tái)給前面的同學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充。對(duì)于各種理解,秦老師和坐在下面的學(xué)生一起討論,小組給小組點(diǎn)評(píng),最后由秦老師做總結(jié)。這一引導(dǎo)學(xué)生去分析探討獲得正確結(jié)論的途徑在幫助學(xué)生獲得知識(shí)的同時(shí),也增長(zhǎng)了他們的智慧,有助于學(xué)生養(yǎng)成勤于思考的好習(xí)慣。
周老師在講到各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量來(lái)源和能量去路的時(shí)候,沒(méi)有先講解,而是讓學(xué)生走上講臺(tái)借助剪紙貼圖的活動(dòng)來(lái)理解。這種形式很好地激發(fā)了學(xué)生的熱情,調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性,學(xué)生們通過(guò)思考,合作,交流和動(dòng)手嘗試,對(duì)疑難問(wèn)題很快形成思路,有效地培養(yǎng)和鍛煉了自己的多種能力。
而胡老師與趙老師則都采取了當(dāng)前最時(shí)髦的小組合作形式,把課堂中值得探討的問(wèn)題分配給幾個(gè)小組,當(dāng)趙老師在講到生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)逐級(jí)遞減的原因時(shí),試圖通過(guò)探究的形式把學(xué)生分成四個(gè)探究小組,每組都設(shè)定了不同的探究問(wèn)題,針對(duì)這些問(wèn)題,學(xué)生們分組討論,合作交流。老師則走下講臺(tái)一邊巡視一邊參與討論,適時(shí)地對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行點(diǎn)撥指導(dǎo)。這種自主式的小組協(xié)作學(xué)習(xí)的模式不僅開(kāi)發(fā)了學(xué)生潛在的能力,而且激活、誘導(dǎo)出學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,有助于學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)態(tài)度和行為習(xí)慣,有道是“一切天賦和諾言都不如習(xí)慣更有力量”一語(yǔ)中的!
幾位老師的授課均具有“一體化”的教學(xué)效果,教學(xué)中各個(gè)知識(shí)點(diǎn)過(guò)度自然,環(huán)環(huán)相扣,在“食物鏈中營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量流動(dòng)的幾個(gè)特點(diǎn)”中都是指導(dǎo)學(xué)生以小組為單位來(lái)討論,并鼓勵(lì)學(xué)生離開(kāi)座位走上講臺(tái),向同學(xué)呈現(xiàn)自己的理解,在這樣的練習(xí)中,執(zhí)教老師的一句“對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,其他同學(xué)還有沒(méi)有異議?有的話,請(qǐng)你幫他改正”提醒學(xué)生引起重視,比學(xué)生自己處理效果好得多。并且在教學(xué)中老師們都很好地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,使學(xué)生學(xué)會(huì)主動(dòng)地獲取科學(xué)知識(shí),體驗(yàn)科學(xué)的過(guò)程與方法,有助于學(xué)生形成一定的探究能力、科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀。
情境是一種感情境界,情境教學(xué)是指為學(xué)習(xí)者創(chuàng)設(shè)的能引起情感反應(yīng)的客觀環(huán)境。建構(gòu)主義理論認(rèn)為知識(shí)不只是通過(guò)教師就能傳授得到,而是學(xué)習(xí)者在一定的情景背景(即社會(huì)文化背景)下,借助其他人(包括教師和學(xué)習(xí)伙伴),利用必要的學(xué)習(xí)資料,通過(guò)意義建構(gòu)的方式而獲得的。學(xué)習(xí)者是學(xué)習(xí)的中心,是信息加工的主體,是意義的主動(dòng)建構(gòu)者。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為在課堂教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)十分重視教學(xué)情境設(shè)置在課堂教學(xué)中的作用。良好的教學(xué)情境能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣,激發(fā)他們的主動(dòng)性和積極性。能啟發(fā)學(xué)生思維、開(kāi)發(fā)學(xué)生智力,是提高中學(xué)學(xué)科教學(xué)實(shí)效的重要途徑。創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,就是在教學(xué)過(guò)程中,教師處于教學(xué)目的的需要,依據(jù)一定的教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)造出師生情感、欲望、求知、探索精神高度統(tǒng)一、融合和步調(diào)一致的情緒氛圍。本文擬在自己日常的教學(xué)中,就創(chuàng)設(shè)情境教學(xué)在導(dǎo)入方面略作討論。
(1)設(shè)置問(wèn)題情境導(dǎo)入新課,激發(fā)學(xué)生的求知欲望
興趣是最好的老師。恰當(dāng)?shù)膯?wèn)題情境可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,能有效地培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)造能力。學(xué)貴于思,思貴于疑。教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo),有目的地設(shè)置教學(xué)疑問(wèn),創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,在教學(xué)中用問(wèn)題激發(fā)學(xué)生的探索欲望,讓學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程成為分析問(wèn)題和學(xué)習(xí)問(wèn)題的活動(dòng)。如何在課堂開(kāi)始就牢牢抓住學(xué)生的注意力,是影響課堂成敗的關(guān)鍵。
(2)創(chuàng)設(shè)生活實(shí)踐情景,培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐能力
生物與生活緊密聯(lián)系,生活中處處有生物,在教學(xué)過(guò)程中,利用生物在實(shí)際生活中的應(yīng)用來(lái)創(chuàng)設(shè)情景,既可以讓學(xué)生體會(huì)到生物的重要性,又有利于學(xué)生用所學(xué)的知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題?,F(xiàn)已查明香煙的煙霧中有3000多種有害物質(zhì),其中包括焦油、尼古丁和一氧化碳等,焦油中有40多種致癌物質(zhì),尼古丁、一氧化碳、氧化物等都是人體易吸收的毒物,吸煙對(duì)人體有害。青少年正處于生長(zhǎng)發(fā)育期,吸煙會(huì)降低記憶力,分散注意力,影響身體正常發(fā)育和學(xué)習(xí),學(xué)生不但自己不吸煙,而且要積極宣傳吸煙的危害,做一個(gè)精神文明的好公民。這樣的教學(xué)情景,不但與生活息息相關(guān),一下子就引起學(xué)生的高度關(guān)注和興趣,而且讓學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)沿著有關(guān)問(wèn)題的解決生動(dòng)地展開(kāi),學(xué)生始終懷著極大的興趣主動(dòng)地探討、討論、關(guān)注自身的健康成長(zhǎng)。生物學(xué)是與生活聯(lián)系最密切的學(xué)科,生物學(xué)教學(xué)要和學(xué)習(xí)的內(nèi)容與科技發(fā)展,日常生活相聯(lián)系,引導(dǎo)學(xué)生利用已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),主動(dòng)地探索知識(shí)的發(fā)生與應(yīng)用。如:學(xué)習(xí)“有機(jī)物的分解――呼吸作用”原理,可以結(jié)合花卉栽培技術(shù),如果發(fā)現(xiàn)花盆里的土壤常常板結(jié),空氣不流通,會(huì)妨礙根的呼吸作用,要及時(shí)松土。而如果農(nóng)田種植蔬菜淹水時(shí)則應(yīng)及時(shí)排澇。通過(guò)生物學(xué)教學(xué)使學(xué)生不僅牢固地掌握知識(shí),熟練地運(yùn)用知識(shí)來(lái)解題,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力,而且使學(xué)生通過(guò)自己的參與,真正體會(huì)到生物學(xué)與生活、健康、生產(chǎn)的緊密聯(lián)系,促使其自覺(jué)地運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)來(lái)提高生活質(zhì)量,在中學(xué)生物課堂上采用多媒體教學(xué)有諸多益處,比如它可以有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,可以擴(kuò)大課堂傳授的知識(shí)量,有利于素質(zhì)教育目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)等,總之,運(yùn)用多媒體輔助教學(xué)有諸多益處,下面我們就來(lái)做具體的研究和分析。
1 中學(xué)生物課堂采用多媒體教學(xué)的諸多益處
1.1 多媒體教學(xué)有助于擴(kuò)大課堂教學(xué)的信息容量
運(yùn)用多媒體輔助生物課堂教學(xué),有助于提高課堂教學(xué)效率,有助于開(kāi)拓學(xué)生視野,有助于豐富學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容等,比如教師可有效利用計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)和調(diào)用功能,在課堂給同學(xué)們展示與本節(jié)內(nèi)容相關(guān)的資料、視頻和圖片等,無(wú)形中擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面,下面我們就以實(shí)例為證,在學(xué)習(xí)《生物與環(huán)境》的相關(guān)內(nèi)容時(shí),教師可事前搜集一些有關(guān)植物、動(dòng)物的圖片和視頻,在課堂上播放給學(xué)生觀看,在這一過(guò)程中,不但促進(jìn)了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握,同時(shí)還幫助他們了解了更多的課本以外的內(nèi)容,可謂一舉多得。
1.2 利用多媒體教學(xué)有助于激發(fā)學(xué)生的現(xiàn)代意識(shí)
生物本身就是一門發(fā)展速度很快的學(xué)科,在二十一實(shí)際的今天,生物工程已經(jīng)成為公認(rèn)的三大工程之一,在生物課堂上運(yùn)用多媒體技術(shù)輔助教學(xué),可以有效激發(fā)學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代武器探究人類的志向,同時(shí)還能使學(xué)生了解更多生物發(fā)展的前沿技術(shù),比如現(xiàn)代有科學(xué)家正在研制生物分子計(jì)算機(jī),把它注入人體血管之后,可以承擔(dān)清除堵塞物、殺死癌細(xì)胞的重任,學(xué)生在了解這些知識(shí)的過(guò)程中,可以有效激發(fā)他們努力學(xué)習(xí),為未來(lái)科學(xué)技術(shù)發(fā)展做貢獻(xiàn)的志向和決心,這種意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)生物學(xué)內(nèi)容本身。
1.3 利用多媒體教學(xué)可以有效縮短教學(xué)時(shí)間
之所以說(shuō)利用多媒體輔助教學(xué)可以縮短教學(xué)時(shí)間,主要是因?yàn)槎嗝襟w教學(xué)通過(guò)演示課件,可以使授課方式變得更為方便和快捷,大大縮短了教師寫板書的時(shí)間,無(wú)形中提高了課堂教學(xué)的效率,此外在一些條件較好的中學(xué),還利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了資源的共享,使資料的利用效率達(dá)到最大化,也最大限度地實(shí)現(xiàn)了教師、學(xué)生、社會(huì)、家長(zhǎng)等之間的交流和互動(dòng),這些無(wú)形中都推動(dòng)著生物教學(xué)朝著更加現(xiàn)代化、科學(xué)化、高效化的方向發(fā)展。
2 中學(xué)課堂利用多媒體教學(xué)應(yīng)該注意的幾點(diǎn)問(wèn)題
課堂教學(xué)心理氣氛指師生在課堂教學(xué)過(guò)程中的情感狀態(tài)的綜合表現(xiàn)。它是教師和學(xué)生集體相互作用所構(gòu)成的一種心理環(huán)境,它影響著課堂上師生的思想和行為、教學(xué)的效果,以及學(xué)生個(gè)性的發(fā)展。實(shí)踐證明,消極、冷漠、沉悶的課堂教學(xué)心理氣氛不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需要,背離了學(xué)生的心理特點(diǎn),造成師生間的不融洽,同學(xué)間的不友好,學(xué)生往往會(huì)產(chǎn)生不滿意、煩悶、厭惡、恐懼和緊張等消極的態(tài)度和體驗(yàn)。相反,積極、民主和諧、生動(dòng)活潑的課堂心理氣氛符合學(xué)生的求知欲和心理特點(diǎn),師生、同學(xué)之間關(guān)系和諧,學(xué)生就會(huì)產(chǎn)生滿意、愉快、互諒互助的態(tài)度和體驗(yàn)。在這種積極的態(tài)度和體驗(yàn)的支配下,學(xué)生就能充分發(fā)揮其自主性、能動(dòng)性、創(chuàng)造性和開(kāi)拓性。因此,良好的課堂心理氣氛是發(fā)揮學(xué)生主體作用的前提,在教學(xué)中我們可采取如下策略來(lái)形成良好的課堂心理氣氛。
1.建立良好的師生關(guān)系。課堂是教師和學(xué)生共同活動(dòng)的場(chǎng)所,課堂教學(xué)中師生關(guān)系的融洽與否,對(duì)學(xué)生主體作用的發(fā)揮和教學(xué)效率的高低有著直接的影響。師生關(guān)系融洽,氣氛活躍,學(xué)生就越主動(dòng)。但是,生物教師所教的班級(jí)較多,往往是上課時(shí)來(lái),下課時(shí)走,平時(shí)和學(xué)生交往的機(jī)會(huì)比較少,師生間缺乏情感上的交流。因此,我們就要充分利用課堂四十五分鐘,在傳授知識(shí)的同時(shí)去關(guān)心學(xué)生,把每一個(gè)學(xué)生都看作是值得尊重的人,以平等的身份去和學(xué)生做心靈上的朋友,形成師生間的良好關(guān)系。
2.使教學(xué)富有情趣。熱烈的情緒與濃厚的興趣既是產(chǎn)生良好課堂教學(xué)心理氣氛的原因,又是衡量課堂教學(xué)心理氣氛的基礎(chǔ)。生物界是一個(gè)紛繁復(fù)雜,多姿多彩而又充滿神奇和奧秘的世界。因此,在教學(xué)中,我們應(yīng)不斷擴(kuò)大自己的知識(shí)面和提高教學(xué)技能,并利用多媒體技術(shù)等來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的熱情。
3.教學(xué)的內(nèi)容要難易適度。根據(jù)《全日制中學(xué)生物學(xué)教學(xué)大綱》的規(guī)定,高中生物教學(xué)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生初步的生物學(xué)思想,樹(shù)立起辯證唯物主義的世界觀。從這一教學(xué)目的看,對(duì)教學(xué)的難度和深度要求都不是很高,而且目前生物學(xué)科已不再是高考學(xué)科,沒(méi)有應(yīng)付高考的任務(wù),這樣,教師就有了很大的自。因此,在教學(xué)安排上,我們應(yīng)使教學(xué)內(nèi)容難易適度,內(nèi)容適量,使每一個(gè)學(xué)生都能通過(guò)積極的努力取得學(xué)習(xí)上的成功。當(dāng)學(xué)生有了成功體驗(yàn)后,他們就會(huì)有一種內(nèi)心的幸福和喜悅,產(chǎn)生強(qiáng)烈的理智感,有利于良好課堂心理氣氛的形成。
二、構(gòu)建主體參與的教學(xué)模式
良好的課堂教學(xué)心理氣氛形成后,學(xué)生就會(huì)產(chǎn)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和探索的欲望。此時(shí),我們應(yīng)始終把自己定位在學(xué)生自我發(fā)展的引路人和指導(dǎo)者這一角色上,采取多種策略使每一個(gè)學(xué)生最大限度地積極參與到教學(xué)活動(dòng)中來(lái),使每一個(gè)學(xué)生都能在課堂教學(xué)中體驗(yàn)到包括感知、思考、概括、記憶、運(yùn)用等諸環(huán)節(jié)在內(nèi)的學(xué)習(xí)――認(rèn)知的全過(guò)程,做到自我設(shè)計(jì)、自我發(fā)展。在高中生物教學(xué)中,我們可采取如下教學(xué)程序。
1.學(xué)生自學(xué)。由于高中生已經(jīng)具備了較強(qiáng)的認(rèn)知能力,加之現(xiàn)行高中生物教材的淺顯易懂特點(diǎn),在每一專題的教學(xué)前,我們可先向?qū)W生提出明確的自學(xué)提綱,然后讓學(xué)生自己去學(xué)習(xí)。如在講“生物的遺傳”一節(jié)時(shí),我們可向?qū)W生提出以下幾個(gè)具體問(wèn)題作為自學(xué)提綱:①什么是遺傳?其途徑是什么?②遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么?③為什么親代性狀能傳給子代等。
2.師生展開(kāi)討論。在學(xué)生自學(xué)的基礎(chǔ)上,教師可就該課題的重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容提出具有啟發(fā)性的問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生相互討論。如在上述一節(jié)的教學(xué)中,可讓學(xué)生討論下面兩個(gè)問(wèn)題:①為什么同樣是受精卵細(xì)胞,有的發(fā)育為雌性,有的發(fā)育為雄性?②為什么位于X染色體上的隱性遺傳病總是男性患者多于女性患者?
3.啟發(fā)引導(dǎo),形成結(jié)論。在學(xué)生討論的過(guò)程中,教師可從學(xué)生的實(shí)際出發(fā),圍繞教學(xué)主題,對(duì)大多數(shù)學(xué)生難以理解和認(rèn)識(shí)的共性問(wèn)題進(jìn)行啟發(fā),幫助學(xué)生溝通新舊知識(shí)之間的聯(lián)系,以實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)上的遷移。如在講完前述一節(jié)課后,我們就可以引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合以前學(xué)過(guò)的減數(shù)分裂等知識(shí),來(lái)合理解釋同父同母的兄弟姐妹間存在的性狀差異。最后,在啟發(fā)的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)全體學(xué)生對(duì)重、難點(diǎn)內(nèi)容形成科學(xué)的結(jié)論。
4.適當(dāng)練習(xí)。在全面實(shí)施素質(zhì)教育的今天,任何一門學(xué)科教學(xué)的最終目的都在于提高學(xué)生的相應(yīng)素質(zhì)和培養(yǎng)學(xué)生相應(yīng)的能力。因此,在教學(xué)的最后,我們要布置具有典型性的練習(xí),指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立地將所學(xué)知識(shí)靈活地運(yùn)用于實(shí)際,使學(xué)生學(xué)到的理論知識(shí)在運(yùn)用中得到鞏固和發(fā)展,以形成學(xué)生新的技能,促進(jìn)學(xué)生能力和智力的發(fā)展。如“生物的遺傳”一節(jié)學(xué)完后,我們可向?qū)W生布置以下練習(xí):一個(gè)地區(qū)的男女出生的比例為什么總是大約為1∶1?我國(guó)婚姻法規(guī)定禁止近親結(jié)婚的原因是什么?
一、引言
中職生物教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生的主體性不能得到有效地體現(xiàn)這是當(dāng)前制約生物教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展的一個(gè)重要因素。針對(duì)于當(dāng)前學(xué)生主體性學(xué)習(xí)地位沒(méi)有得到有效發(fā)揮的情況,教師要從多個(gè)角度入手,對(duì)于當(dāng)前生物課堂教學(xué)中存在的問(wèn)題進(jìn)行全面的分析,提出科學(xué)有效地生物教學(xué)策略,更好地對(duì)學(xué)生主體性學(xué)習(xí)地位進(jìn)行發(fā)揮,提高課堂教學(xué)效果。
二、當(dāng)前生物課堂教學(xué)中存在的問(wèn)題
(一)學(xué)生方面的問(wèn)題。當(dāng)前中職院校學(xué)生自身文化基礎(chǔ)相對(duì)薄弱,并且在被動(dòng)的課堂教學(xué)環(huán)境下,師生之間的互動(dòng)效果十分有限。學(xué)生本身在面對(duì)抽象的生物知識(shí)學(xué)習(xí)上,他們本身不具備良好的學(xué)習(xí)能力,同時(shí)學(xué)習(xí)興趣也十分有限,進(jìn)而導(dǎo)致了學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到諸多的困難,從而影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)信心。長(zhǎng)久以往,學(xué)生在參與學(xué)習(xí)中逐漸會(huì)產(chǎn)生放棄的念頭,在課堂學(xué)習(xí)中不能很好地跟隨教師的教學(xué)腳步,不能遵守課堂教學(xué)紀(jì)律,出現(xiàn)厭學(xué)和逃學(xué)的情況。
(二)教師方面的問(wèn)題。當(dāng)前社會(huì)不斷發(fā)展,社會(huì)對(duì)于用人方面的需求一直在不斷提高的過(guò)程中,人才本身不僅要具有足夠的專業(yè)技能素質(zhì),同時(shí)其本身在綜合素質(zhì)上也應(yīng)該具有一定的保障,這樣才能更好地走入到社會(huì)工作崗位當(dāng)中,適應(yīng)社會(huì)的需求。為了更好地提高人才培養(yǎng)效果,中職院校已經(jīng)展開(kāi)了相關(guān)教學(xué)改革工作,并且逐漸關(guān)注相關(guān)教學(xué)活動(dòng)的落實(shí)。但是,部分教師本身已經(jīng)習(xí)慣了以往的教學(xué)方式,他們自身的教學(xué)理念依然陳舊,不愿意積極地參與改革。一些年輕教師雖然具有改革的愿望,但是他們本身在教學(xué)中經(jīng)驗(yàn)和能力方面存在一定的缺少,很難真正地推進(jìn)和落實(shí)好改革工作。在新改革需求的形勢(shì)下,教師不能對(duì)于學(xué)生需求的發(fā)展變化予以更多的重視,課堂教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展整體效果十分有限。
(三)教學(xué)模式方面的問(wèn)題。當(dāng)前教學(xué)模式相對(duì)封閉,教師在教學(xué)過(guò)程中缺乏對(duì)學(xué)生時(shí)間鞥努力的培養(yǎng),學(xué)生不能很好地真正動(dòng)手進(jìn)行參與,課堂教學(xué)的參與性大大降低。生物課堂學(xué)習(xí)中,相關(guān)知識(shí)如果不能讓學(xué)生真正地主動(dòng)思考和參與,那么整個(gè)學(xué)習(xí)效果就會(huì)收到很大的影響。當(dāng)前的教學(xué)模式中,理論和實(shí)踐之間存在一定的脫離問(wèn)題,并且很多教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展沒(méi)有真正有效地考慮到學(xué)生的主體性地位,不能很好地對(duì)學(xué)生能力的提高提供支持和幫助。
三、如何在生物教學(xué)中對(duì)學(xué)生的主體作用進(jìn)行發(fā)揮
(一)加強(qiáng)教學(xué)研究。對(duì)于中職院校生物教學(xué)活動(dòng)來(lái)說(shuō),教學(xué)研究工作的開(kāi)展是非常關(guān)鍵和必要的。教研小組要提高對(duì)學(xué)生主動(dòng)性作用的重視程度,在教學(xué)過(guò)程中對(duì)于如何提高和體現(xiàn)學(xué)生主動(dòng)性進(jìn)行深入的研究和探索,為生物教師展開(kāi)教學(xué)活動(dòng)提供一個(gè)良好的基礎(chǔ)和依據(jù),打造更加專業(yè)化的教學(xué)實(shí)體。中職院校的生物教師要對(duì)于生物教學(xué)的目標(biāo)進(jìn)行明確,并且積極地參與到相關(guān)教學(xué)研究活動(dòng),對(duì)于教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行合理的制定。生物教師要積極參與到生物課堂調(diào)研活動(dòng),對(duì)于的感情教學(xué)活動(dòng)中存在的不足進(jìn)行深入的探究,積極做好反思和交流學(xué)習(xí),更好地提高對(duì)生物課堂的掌控效果。只有從根源層面上重視對(duì)學(xué)生主體性學(xué)習(xí)地位的體現(xiàn),這樣才能在生物教學(xué)中更好地對(duì)學(xué)生主體性地位進(jìn)行發(fā)揮,更低好提高生物教學(xué)的實(shí)效性。另外,教師自身也要積極不斷地學(xué)習(xí),對(duì)于如何引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性的教學(xué)思路進(jìn)行深入的研究,積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),更好地在教學(xué)當(dāng)中落實(shí)和展開(kāi)豐富多彩的教學(xué)手段,更好地提高生物教學(xué)質(zhì)量。
(二)讓課堂教學(xué)活動(dòng)更加富有探究性。在生物學(xué)習(xí)的過(guò)程中,教師要給予學(xué)生足夠的思考空間,讓學(xué)生獲得一定的思考機(jī)會(huì)和探究空間,利用探究性的教學(xué)方式,讓學(xué)更好地對(duì)于生物知識(shí)進(jìn)行探究,逐步形成一個(gè)良好的學(xué)習(xí)思維,這對(duì)于促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的成長(zhǎng)和發(fā)展來(lái)說(shuō)都是非常必要的。采取探究式教學(xué),學(xué)生也可以更好地感受到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣,逐漸形成良好的自主思考的習(xí)慣。中職階段教學(xué)活動(dòng)中,探究教學(xué)的目標(biāo)非常明確,其通過(guò)對(duì)疑問(wèn)進(jìn)行轉(zhuǎn)化,讓學(xué)生自主地對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解決,這也是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)所不可或缺的一部分內(nèi)容。在探究問(wèn)題的設(shè)置上,教師要真正地圍繞教材來(lái)進(jìn)行設(shè)定,在確保學(xué)生探究興趣得到激發(fā)的基礎(chǔ)上,保持正確的探究方向。例如,教師在教學(xué)中,可以提出這樣一個(gè)問(wèn)題:“有一個(gè)小孩,他的爸爸媽媽都是雙眼皮,但是他是單眼皮,孩子心中總覺(jué)得他不是爸爸媽媽親生的,總是這樣問(wèn)媽媽,心中也非常郁悶。后來(lái)他在學(xué)習(xí)了生物知識(shí)之后解開(kāi)了他的心結(jié),變得豁然開(kāi)朗。同學(xué)們,你們知道這是為什么嗎?”通過(guò)這種探究性故事的引入,可以更好地讓給學(xué)生完成對(duì)于基因顯性與隱性知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。
(三)引入不同的教學(xué)情境,讓學(xué)生在疑問(wèn)中主動(dòng)學(xué)習(xí)和思考。對(duì)于中職階段教學(xué)活動(dòng)來(lái)說(shuō),提高學(xué)生的思考力度是非常關(guān)鍵的,學(xué)生在活躍的思想狀態(tài)之中可以更好地完成生物知識(shí)的學(xué)習(xí)。在課堂教學(xué)前,教師要做好別克工作,對(duì)于生物教材中的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)解讀,并且搭配難度不同的問(wèn)題,以富有趣味性的問(wèn)題來(lái)對(duì)于課堂教學(xué)問(wèn)題的導(dǎo)入。通過(guò)在課堂教學(xué)中引入問(wèn)題,通過(guò)問(wèn)題來(lái)對(duì)于教學(xué)情境進(jìn)行引入和創(chuàng)設(shè),可以更好地突破以往傳統(tǒng)教學(xué)形勢(shì)下,學(xué)生思維方面的局限,同時(shí)也能讓學(xué)生更加主動(dòng)地參與到課堂學(xué)習(xí)當(dāng)中。在不同的學(xué)習(xí)情境下,學(xué)生可以更好地對(duì)注意力進(jìn)行記住,整個(gè)課堂學(xué)習(xí)的效果更佳高效,同時(shí)很多知識(shí)學(xué)習(xí)的過(guò)程都可以在不知不覺(jué)中完成,學(xué)生的生物知識(shí)學(xué)習(xí)穩(wěn)固程度也可以得到更好地提高。例如,在光合作用相關(guān)知識(shí)教學(xué)的過(guò)程中,教師就可以引入問(wèn)題:“同學(xué)們誰(shuí)知道我們身邊的綠色植物為什么需要陽(yáng)光才能成長(zhǎng)嗎”,“光合作用的條件是什么呢”,“如果沒(méi)有陽(yáng)光了植物會(huì)怎樣,為什么呢?”等。教師通過(guò)不同的問(wèn)題的引入,可以讓學(xué)生沿著課堂內(nèi)容中知識(shí)重點(diǎn)進(jìn)行思考,并且可以讓學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際對(duì)于生物問(wèn)題進(jìn)行思考,這樣學(xué)生的思維過(guò)程可以更加活躍。這種教學(xué)情境模式的引入,可以將枯燥的生物知識(shí)變得更加富有趣味,并且也能給予學(xué)生更多的討論點(diǎn),讓整個(gè)課堂教學(xué)的氛圍更加生動(dòng)和活躍。
(四)將課堂還給學(xué)生。相對(duì)于其他學(xué)科來(lái)說(shuō),生物學(xué)科內(nèi)容的更加富有深度,并且與我們的實(shí)際生活聯(lián)系的十分緊密。在生物課堂教學(xué)中,教師要真正地將課堂還給學(xué)生,讓學(xué)生通過(guò)實(shí)踐動(dòng)手,對(duì)于生物知識(shí)進(jìn)行深入的理解,這樣學(xué)生的生物思維才能得到更好地配合,同時(shí)才能更好地實(shí)現(xiàn)生物學(xué)習(xí)思路的構(gòu)建。在生物教學(xué)中,教師要給予學(xué)生足夠的動(dòng)手機(jī)會(huì),并且讓學(xué)生成為課堂學(xué)習(xí)的主角,教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行良好的引導(dǎo),讓學(xué)生逐漸實(shí)現(xiàn)自主地生長(zhǎng)。將課堂還給學(xué)生,學(xué)生自身的創(chuàng)造性思維能力和發(fā)散思維能力也能得到更好地成長(zhǎng)。在課堂引導(dǎo)的過(guò)程中,教師要把握好學(xué)生自身的思路,通過(guò)合理的引導(dǎo),讓學(xué)生逐步自主地完成知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)和總結(jié),自主對(duì)生物現(xiàn)象、知識(shí)以及背后的規(guī)律進(jìn)行發(fā)現(xiàn),這樣學(xué)習(xí)活動(dòng)可以獲得更加全面的實(shí)踐性保障,學(xué)生自身也能真正地成為課堂的主人。
四、結(jié)束語(yǔ)
總而言之,中職階段生物教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展中,教師要對(duì)于自身的教學(xué)觀念進(jìn)行不斷地改進(jìn),在教學(xué)中構(gòu)造良好的教學(xué)氛圍,引入多種多樣的教學(xué)方式,更好地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,真正地讓學(xué)生主動(dòng)參與到課堂學(xué)習(xí)的過(guò)程中,進(jìn)而達(dá)到提高課堂教學(xué)效率的目的。生物課堂學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)過(guò)程,很多生物知識(shí)點(diǎn)之間都存在一定的關(guān)聯(lián),并且理解過(guò)程中也需要學(xué)生進(jìn)行更多的思考。只有在教學(xué)中對(duì)學(xué)生的主體性地位進(jìn)行重視,通過(guò)合理的引導(dǎo)和激發(fā),學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能才能得到更好地挖掘,生物課堂的教學(xué)效果才能得到更好地實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
2.可使學(xué)生牢固地建立起知識(shí)的內(nèi)部聯(lián)系,把一些零碎的知識(shí)組織起來(lái),使之系統(tǒng)化。 生物學(xué)知識(shí),本來(lái)有它固有的聯(lián)系,但在教材編寫時(shí),不得已將它們分割開(kāi)來(lái),編入不同章節(jié)中。我們?cè)诮虒W(xué)中,必須將分散了的系統(tǒng)的知識(shí)適時(shí)相應(yīng)地集中起來(lái),闡明復(fù)雜多樣的生命現(xiàn)象和規(guī)律間的關(guān)系。如講動(dòng)物的進(jìn)化規(guī)律時(shí),把各門動(dòng)物的神經(jīng)進(jìn)行比較,就能使學(xué)生清楚地認(rèn)識(shí)到:動(dòng)物之間有著一定的親緣關(guān)系,是按照從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的規(guī)律進(jìn)化的。
3.可使學(xué)生準(zhǔn)確地掌握概念的內(nèi)涵和外延。 中學(xué)生認(rèn)識(shí)事物時(shí),往往抓不住事物的本質(zhì)特征,對(duì)那些相近的概念、成雙成對(duì)、成列成排、前后聯(lián)系的名詞混淆不清,琢磨不定。有比較才能鑒別,一切事物總是相比較而存在的。在教學(xué)中采用比較法,突出一方,找出它們的異同,就可避免混淆和張冠李戴。如講穗狀花序時(shí),用總狀花序作比較,找出它們之間的相同之處和不同之處,就可使學(xué)生清楚地掌握這一對(duì)概念。
4.比較法能起到或加強(qiáng)直觀作用。 比較法能使抽象微細(xì)的生命現(xiàn)象和規(guī)律具體形象化,我們也稱之為“對(duì)比直觀”。如借用學(xué)生們所熟知的一般事物,比喻生命現(xiàn)象或規(guī)律,如說(shuō)草履蟲(chóng)象草鞋,大草履蟲(chóng)有一個(gè)透明略呈腎形的大核,等等。這樣,使學(xué)生對(duì)微細(xì)抽象的生命現(xiàn)象,有一個(gè)直觀形象。比較法還能加強(qiáng)直觀作用。如將蜥蜴的肺結(jié)構(gòu)圖同青蛙的肺結(jié)構(gòu)圖比較,能使學(xué)生具體深刻地看到蜥蜴肺泡數(shù)目增多,深切地認(rèn)識(shí)到蜥蜴肺的呼吸作用能夠滿足整個(gè)身體對(duì)氧氣的需要,因此適于陸地上的生活。而青蛙還需要皮膚輔助呼吸,仍然離不開(kāi)潮濕的環(huán)境。 5.比較法是培養(yǎng)提高學(xué)生邏輯思維能力的重要方法。 比較法是一切理解和一切思維的基石,即比較是一切邏輯思維的方法。任何事物的特點(diǎn)必須在相互比較中才能充分地顯示出來(lái)。因此,采用比較法,可以培養(yǎng)和提高學(xué)生的邏輯思維能力。比如:呼吸作用與光合作用有什么聯(lián)系和區(qū)別?學(xué)生必須用比較法,從邏輯上找出對(duì)比之項(xiàng):作用場(chǎng)所、作用條件、反應(yīng)物、生成物、能量轉(zhuǎn)化等等,然后分析出對(duì)立面和統(tǒng)一面,得出答案。并從中看出二者的相互依賴、相互制約的關(guān)系。
二、比較法的類型及其運(yùn)用
中學(xué)生物學(xué)主要是講述生命現(xiàn)象的共性和個(gè)性,都是科學(xué)家們經(jīng)過(guò)反復(fù)比較,從理論上概括總結(jié)出來(lái)的。生命現(xiàn)象之間有著本質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系,縱橫交錯(cuò),網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜。生命現(xiàn)象的多樣性決定了比較法的多樣性。一般的比較法有類比、列比、歷比、寡眾比和綜合比。
1.類比。就是根據(jù)生命現(xiàn)象和規(guī)律的系統(tǒng)性,進(jìn)行類型或類別比較的方法。根據(jù)被對(duì)比各點(diǎn)的相似性和差異性、類比法又分為類型比較法和類別比較法。前者是把同類的各個(gè)生命現(xiàn)象和規(guī)律進(jìn)行比較,找出共同性和相似性,進(jìn)行歸納教學(xué)的方法。如學(xué)生已學(xué)過(guò)了地上莖的知識(shí),在講授地下莖時(shí),將其特點(diǎn)分別與地上莖特點(diǎn)作相應(yīng)比較,或者讓學(xué)生把兩個(gè)實(shí)物對(duì)比分析,這樣可使學(xué)生在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上,自學(xué)似地獲得新的知識(shí),建立起同類的概念。后者是把不同類的生命現(xiàn)象和規(guī)律進(jìn)行比較,找出特殊性和差異性,進(jìn)行分類的教學(xué)方法。如綠藻和蘭藻的比較,鯨和魚的比較,可使學(xué)生在原有一類知識(shí)的基礎(chǔ)上,獲得另一類新的知識(shí),擴(kuò)大原有知識(shí)的范圍。 類型比較法和類別比較法關(guān)系密切,常相互配合,同時(shí)運(yùn)用。求大同,歸一類;找出特點(diǎn),分門別類。使學(xué)生清楚地看到對(duì)比各方既是具有共同特征的一大類,又是具有不同特點(diǎn)的二類或多類(小類)。
2.列比。列比就是把相對(duì)獨(dú)立的互為并列的幾個(gè)生命現(xiàn)象進(jìn)行比較的方法。如:綠色開(kāi)花植物的各種根(或莖、或葉、或花、或果實(shí))的比較;昆蟲(chóng)綱各目動(dòng)物口器的比較;等等??墒箤W(xué)生從中清楚地認(rèn)識(shí)到繁多的生物器官與其功能和環(huán)境條件相適應(yīng)。
3.歷比。歷比就是從時(shí)間上和空間上,將某一生命現(xiàn)象發(fā)生發(fā)展歷程分階段進(jìn)行比較的方法。如將高等植物各類的根(或莖、葉),按進(jìn)化程序比較,可幫助學(xué)生具體生動(dòng)地認(rèn)識(shí)到:植物的進(jìn)化遵循由簡(jiǎn)單到復(fù)雜(由水生到陸生)的進(jìn)化歷程。又如把魚綱、兩棲綱、爬行綱和哺乳鋼的心臟(用掛圖或模型更佳)比較,這樣,學(xué)生就不難看出脊椎動(dòng)物心臟的分隔變化,即由一心房一心室到二心房一心室至二心房二心室。有力地證明了動(dòng)物也是遵循從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從低級(jí)到高級(jí)的進(jìn)化歷程。
4.寡眾比。寡眾比就是將同類中的一事物同眾事物比較的方法。一般以一事物為圓心,與眾事物分別比較,而眾事物之間不進(jìn)行比較。如把茄科與錦葵科、薔薇科、十字花科的主要特征分別進(jìn)行比較,強(qiáng)化對(duì)茄科主要特征的認(rèn)識(shí)和記憶。在分章節(jié)復(fù)習(xí)時(shí),也可把其中的一種器官(或組織、或系統(tǒng))同多種器官(或組織、或系統(tǒng))分別比較。強(qiáng)化其一,鞏固其他。
5.綜合比。綜合比就是把一系列的各個(gè)生命現(xiàn)象的諸方面進(jìn)行比較的方法。一般用在總復(fù)習(xí)末期,將一本教材(或一編)的內(nèi)容,分縱類和橫行,綜合整理,分析精煉,列出一覽圖表,讓學(xué)生靈活運(yùn)用上述各種比較法,掌握個(gè)別和整體知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系,積零為整,融會(huì)貫通,使知識(shí)系統(tǒng)化。如六大類植物類群的主要特征比較等。
三、運(yùn)用比較法需注意的問(wèn)題
實(shí)踐證明,多媒體教學(xué)作為一種具有特殊功能的教學(xué)形式,在生物教學(xué)中確實(shí)有著無(wú)可比擬的優(yōu)越性,因?yàn)樗粌H使教學(xué)視聽(tīng)化、形聲化,而且使課堂的直觀性更加突出,更重要的是多媒體“活化”了教材,增強(qiáng)了教與學(xué)的主動(dòng)性,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,有效地促進(jìn)了教學(xué)質(zhì)量的提高。但是,多媒體作為輔助教學(xué)的一種手段,絕非一把萬(wàn)能鑰匙,它絕不可能完全取代現(xiàn)行教學(xué)方式和教師在教學(xué)過(guò)程中的主導(dǎo)作用。只有在深入研究教材和教法的基礎(chǔ)上,恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、運(yùn)用多媒體技術(shù),使之與其他教學(xué)方法有機(jī)結(jié)合,科學(xué)地應(yīng)用多媒體技術(shù)于生物教學(xué)中,才能優(yōu)化生物學(xué)課堂教學(xué),達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果,體現(xiàn)出多媒體輔助教學(xué)的真正價(jià)值。
1.多媒體在生物學(xué)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)
運(yùn)用多媒體進(jìn)行生物學(xué)教學(xué),不僅可以加強(qiáng)講授內(nèi)容的科學(xué)性、系統(tǒng)性、直觀性和趣味性,而且可以輕松、有效地突破各種教學(xué)難點(diǎn)。
1.1應(yīng)用多媒體生動(dòng)形象地組織教學(xué)
生物學(xué)是一門自然科學(xué),許多知識(shí)的傳授必須以學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)為基礎(chǔ)。多媒體能貯存大量的信息資料,能根據(jù)教學(xué)的需要及時(shí)為學(xué)生提供生動(dòng)形象的感性材料,豐富學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),保證學(xué)生的抽象思維活動(dòng)順利開(kāi)展。
1.1.1生動(dòng)演示豐富多彩的生物學(xué)內(nèi)容
“生態(tài)系統(tǒng)”是生物學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容之一,一張“生態(tài)系統(tǒng)”的光盤就能將復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)容展現(xiàn)出來(lái),如生態(tài)系統(tǒng)的類型、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能等,以及它們的相互關(guān)系,都能清晰地展現(xiàn)在學(xué)生面前,教學(xué)效果較好。
1.1.2客觀演示錯(cuò)綜復(fù)雜的生物構(gòu)造
“形態(tài)結(jié)構(gòu)”是生物學(xué)中分量很重的內(nèi)容。多媒體能為生物學(xué)教學(xué)提供三維圖像,如人體的解剖生理軟件,既能演示靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖,觀察人體的構(gòu)造,又可以使器官在三維空間上作任意方向和角度的翻轉(zhuǎn),能使學(xué)生觀察不同部位的形態(tài)結(jié)構(gòu)和空間關(guān)系,還可以配上文字解釋和有關(guān)的聲音。有些軟件還可以通過(guò)器官拆裝動(dòng)畫、顯微遞進(jìn)動(dòng)畫等多種形式來(lái)表示生物的結(jié)構(gòu)知識(shí),加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握。
1.1.3形象演示變化多端的生命現(xiàn)象
“細(xì)胞分裂”是生物學(xué)教學(xué)的又一重要內(nèi)容,多媒體能清晰、準(zhǔn)確地反映“細(xì)胞分裂”活動(dòng)的過(guò)程和規(guī)律,如各個(gè)分裂期細(xì)胞核中染色體的形態(tài)和數(shù)目的變化等知識(shí)都能清晰地顯現(xiàn)。在觀察過(guò)程中,教師還可以通過(guò)控制演示慢鏡頭動(dòng)畫,局部放大圖和定格圖,這既有利于講解和提問(wèn),又有利于學(xué)生的觀察和思考。
1.2應(yīng)用多媒體有效創(chuàng)設(shè)生物學(xué)教學(xué)情境
多媒體教學(xué)的一個(gè)重要特點(diǎn)便是通過(guò)計(jì)算機(jī)將聲像設(shè)備綜合起來(lái),給人一種身臨其境的效果,強(qiáng)化學(xué)生的感知。例如:利用光盤介紹“瀕危動(dòng)物”,它能夠使學(xué)生看到逼真的畫面,聽(tīng)到不同動(dòng)物的叫聲及自然聲響,從而使學(xué)生置身于自然環(huán)境之中。
多媒體計(jì)算機(jī)的另一個(gè)重要特點(diǎn)是交互性,教師在講授知識(shí)或反饋信息的過(guò)程中可以用類似CAI的方法,向?qū)W生提出疑問(wèn)或展示習(xí)題,學(xué)生通過(guò)分析思考后給予反饋?lái)憫?yīng),計(jì)算機(jī)將及時(shí)給予評(píng)價(jià),并輸出正確的信號(hào)予以強(qiáng)化。
1.3應(yīng)用多媒體合理構(gòu)建生物學(xué)教學(xué)結(jié)構(gòu)
多媒體課堂教學(xué)體系主要由教師、學(xué)生和媒體三要素構(gòu)成。教學(xué)結(jié)構(gòu)的合理是指課堂教學(xué)諸要素在時(shí)間、空間排列組合上的合理性,多媒體教學(xué)是一種新的教學(xué)形式,在生物教學(xué)中的使用主要是對(duì)教學(xué)的某個(gè)環(huán)節(jié)如講解、演示、模擬、復(fù)習(xí)、練習(xí)、測(cè)試等發(fā)揮作用。教師不應(yīng)把它看成只是一種教學(xué)手段,事實(shí)上它是教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段的綜合,當(dāng)它介入、參與課堂教學(xué)時(shí),必然引起教學(xué)思想、教學(xué)方法等一系列的變化,形成新的教學(xué)結(jié)構(gòu)和模式。多媒體生物教學(xué)的主要方式有以下幾種。
1.3.1視聽(tīng)與啟發(fā)講解相結(jié)合
這種多媒體教學(xué)方式的特點(diǎn)是為學(xué)生的學(xué)習(xí)特別是教材的重點(diǎn)、難點(diǎn)提供生動(dòng)的素材,并通過(guò)必要的語(yǔ)言引導(dǎo)問(wèn)題,開(kāi)啟思路,使學(xué)生在課堂上同時(shí)接受圖像、文字、音響、語(yǔ)言等多種信息。這種教學(xué)方式有利于學(xué)生克服思維障礙、疲勞被動(dòng)等問(wèn)題。
1.3.2視聽(tīng)與探索討論相結(jié)合
這種教學(xué)方式依據(jù)發(fā)現(xiàn)法的原理,按照“提出問(wèn)題―提供途徑―探索討論―得出結(jié)論”等步驟完成教學(xué)任務(wù)。在這種教學(xué)方式中,多媒體既可為學(xué)生的探索提供途徑和素材,又可用于問(wèn)題的提出和結(jié)論的形成。學(xué)生在此過(guò)程中,積極參與教學(xué)活動(dòng),思維活躍,按照多媒體提供的途徑和材料,努力尋求知識(shí)的答案。
1.3.3練習(xí)與反饋相結(jié)合
這種教學(xué)方式主要利用多媒體的交互性,按照“提問(wèn)―回答―反饋”的過(guò)程,實(shí)行人機(jī)對(duì)話,完成學(xué)習(xí)任務(wù),其特點(diǎn)是能有效地吸引學(xué)生的注意,促進(jìn)學(xué)生的思維,并且學(xué)生能根據(jù)多媒體反饋,及時(shí)了解自己的學(xué)習(xí)情況,采取相應(yīng)的措施。
1.4應(yīng)用多媒體培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性
多媒體教學(xué)能有效地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。首先,多媒體教學(xué)具有很強(qiáng)的形象性和生動(dòng)性,能夠把抽象的概念具體化。因此它能較好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生愉快地學(xué)習(xí)。其次,多媒體傳授的知識(shí)具有很強(qiáng)的科學(xué)性和啟發(fā)性,結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn),環(huán)環(huán)相連,層層反饋,理論和實(shí)踐互相聯(lián)系,新舊知識(shí)互相同化,有效強(qiáng)化學(xué)生的認(rèn)知能力。再次,多媒體的教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的新穎性和教育性,學(xué)生在這樣的教學(xué)過(guò)程中,能積極參與學(xué)習(xí)活動(dòng),經(jīng)動(dòng)手、動(dòng)口、動(dòng)腦等過(guò)程自主獲取知識(shí)。最后,多媒體的人機(jī)交互對(duì)話能有效地激發(fā)并維持學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,使學(xué)生獨(dú)立地、創(chuàng)造性地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。
2.應(yīng)用多媒體教學(xué)時(shí)應(yīng)注意避免的幾個(gè)問(wèn)題
2.1注意避免削弱學(xué)生的操作技能和取代學(xué)生實(shí)驗(yàn)
多媒體技術(shù)能夠輔導(dǎo)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作,但是學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能只能通過(guò)實(shí)際操作才能獲得。如顯微鏡的使用方法,植物嫁接技術(shù),臨時(shí)裝片制作,標(biāo)本制作,解剖方法等基本技能的訓(xùn)練,只有學(xué)生親自動(dòng)手做才能達(dá)到教學(xué)要求,必須經(jīng)過(guò)反復(fù)操作才能熟練。如果用觀看錄像的教法取代學(xué)生親自動(dòng)手的實(shí)踐過(guò)程,就會(huì)削弱學(xué)生的操作技能的培養(yǎng),學(xué)生的思維能力和動(dòng)手能力將會(huì)削弱。教師可以利用多媒體模擬一些實(shí)驗(yàn),但絕不能讓多媒體模擬實(shí)驗(yàn)完全取代學(xué)生實(shí)驗(yàn)或演示實(shí)驗(yàn)。
2.2注意避免多媒體完全取代教師教學(xué)的主導(dǎo)作用
教師在教學(xué)過(guò)程中,就教學(xué)中的問(wèn)題與學(xué)生面對(duì)面的進(jìn)行交流與溝通,增進(jìn)師生情感和互信,是其它媒體不能取代的,教學(xué)互動(dòng)又是教法必需的。在多媒體教學(xué)過(guò)程中,教師稍不留神就容易忽視針對(duì)性的引導(dǎo)而丟掉“主導(dǎo)”的位置,成為“放映員”;學(xué)生則在課件連續(xù)播放過(guò)程中沒(méi)有了思考而喪失了“主體”地位,成為“觀眾”。多媒體只能起輔助教學(xué)的作用,教師應(yīng)把多媒體課件作為一個(gè)為我所用的教學(xué)工具,以及為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)而采取的手段,絕不能讓“電腦教師”取代自己。板書是教師運(yùn)用黑板,以精煉的語(yǔ)言文字和圖表等傳遞教學(xué)信息的教學(xué)行為方式。在教學(xué)中,教師科學(xué)、正確地利用板書能充分協(xié)調(diào)師生活動(dòng),使學(xué)生思維與教師引導(dǎo)保持高度一致,因而能進(jìn)一步深化教學(xué)內(nèi)容,鞏固學(xué)生的感知量,突出課堂教學(xué)重點(diǎn)。用多媒體課件中內(nèi)容代替板書內(nèi)容,雖然能節(jié)省大量時(shí)間,但是,屏幕上的內(nèi)容一閃而過(guò),不會(huì)給學(xué)生留下太深的印象,不利于學(xué)生對(duì)整節(jié)課內(nèi)容的掌握。
2.3注意避免多媒體取代其它媒體
多媒體在生物教學(xué)中確實(shí)有其優(yōu)越性,但多媒體也不能完全取代其它媒體的作用。如生物標(biāo)本、掛圖等,我曾在上人體骨骼時(shí)做過(guò)這樣的對(duì)比教學(xué):將學(xué)生分兩組,甲組學(xué)生通過(guò)拆裝人體骨骼模型來(lái)學(xué)習(xí)主要骨骼的形態(tài)及位置,乙組學(xué)生則利用多媒體課件來(lái)學(xué)習(xí)相同的內(nèi)容。接著我對(duì)兩組學(xué)生同時(shí)進(jìn)行人體骨骼模型拆裝的測(cè)試。結(jié)果,甲組學(xué)生不僅快,且合格率為97%;乙組學(xué)生合格僅45%。這說(shuō)明,再好的課件也只能演示出其平面結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),而此時(shí)出示標(biāo)本或模型,讓學(xué)生邊看邊動(dòng)手,其教學(xué)效果極佳。教學(xué)手段應(yīng)為教學(xué)目的服務(wù),一堂課媒體運(yùn)用得是否恰當(dāng),唯一標(biāo)準(zhǔn)就看它是否達(dá)到教學(xué)目的要求。
生物學(xué)教學(xué)中,教師不僅要使學(xué)生形成一定的生物知識(shí)體系,還應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)探索過(guò)程,形成對(duì)待科學(xué)的正確態(tài)度和價(jià)值觀。生物科學(xué)史蘊(yùn)含著科學(xué)思維及方法的多樣性和創(chuàng)造性,體現(xiàn)著科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神,是對(duì)學(xué)生全面進(jìn)行生物學(xué)教育的重要手段。所以,將生物科學(xué)史融入中學(xué)生物課的課堂教學(xué),并力求做到通過(guò)在適當(dāng)?shù)恼鹿?jié)里有機(jī)整合相關(guān)知識(shí)的發(fā)現(xiàn)史實(shí)、相關(guān)生物學(xué)家的研究過(guò)程和生平經(jīng)歷等方面,再現(xiàn)人類對(duì)生物學(xué)知識(shí)的動(dòng)態(tài)發(fā)現(xiàn)過(guò)程,可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面提高,并藉此滲透世界觀和方法論,愛(ài)國(guó)主義教育和辯證唯物主義教育。
一、利用生物科學(xué)史的教學(xué),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
生活中人們都喜歡聽(tīng)故事,因?yàn)楣适碌那楣?jié)扣人心弦,引人入勝。而生物科學(xué)史中就有許多小故事,可以吸引學(xué)生注意力,激發(fā)他們的求知欲望。比如在講伴性遺傳時(shí),有的教師向?qū)W生講了歷史上著名的“皇家病”。英國(guó)的維多利亞女皇夫妻都未患血友病,他們有兩個(gè)兒子和四個(gè)女兒。大兒子奧波德因?yàn)榛佳巡≡缲?;另一個(gè)兒子愛(ài)德華健在并繼承了王位。兩個(gè)女兒分別同正常男人結(jié)婚,各生一個(gè)女兒。其中一個(gè)與沙皇尼古拉二世婚配生下一個(gè)患血友病的兒子,另一個(gè)嫁到西班牙皇室,也生了患血友病的兒子。從此,俄國(guó)的羅曼諾夫家族和西班牙的巴本家族都因?yàn)槿⒘司S多利亞女皇的外孫女而造成了血友病的遺傳。學(xué)生聽(tīng)了故事,便急切地想知道“皇家病”蔓延的原因。這樣,學(xué)生對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)就產(chǎn)生了強(qiáng)烈的愿望,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,調(diào)節(jié)了大腦,減少了疲勞,教學(xué)效率也大大提高了。
二、利用生物科學(xué)史教育提高教學(xué)質(zhì)量,
促進(jìn)對(duì)知識(shí)的理解
科學(xué)史是貫穿整個(gè)文明史的線索,能為知識(shí)的綜合提供思路,能成為科學(xué)和哲學(xué)之間的媒介,并能名副其實(shí)地成為教育的基本原理。它把科學(xué)家的研究過(guò)程和研究結(jié)果——?jiǎng)屿o兩方面有機(jī)、內(nèi)在地結(jié)合起來(lái),使學(xué)生興趣盎然地獲得相互聯(lián)系的、有來(lái)龍去脈和發(fā)展變化的生動(dòng)知識(shí)。
用生物科學(xué)史促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解,針對(duì)教材中難以理解的重點(diǎn)問(wèn)題或結(jié)論性敘述,適當(dāng)補(bǔ)充必要的生物科學(xué)史,會(huì)有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。例如,通過(guò)介紹用不同的熒光染料標(biāo)記的抗體分別與小鼠細(xì)胞和人細(xì)胞的膜抗原相結(jié)合,它們能分別產(chǎn)生綠色和紅色熒光。將這兩種細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞時(shí),開(kāi)始一半呈綠色一半呈紅色,但在37℃下保溫40分鐘后,兩種顏色的熒光點(diǎn)就呈均勻分布了。這樣,學(xué)生便不難理解細(xì)胞膜的流動(dòng)性了。講生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)時(shí),不妨讓學(xué)生分析林德曼在一個(gè)衰老湖泊所做的生態(tài)研究資料,從具體的數(shù)據(jù)中領(lǐng)悟能量流動(dòng)的基本原理。實(shí)踐證明,這是一條使學(xué)生“既會(huì)學(xué)、又學(xué)會(huì)”的有效途徑。
三、用生物科學(xué)史教學(xué)
進(jìn)行科學(xué)思想和科學(xué)方法教育
以往單向傳授知識(shí)型的教學(xué)方法把學(xué)生的思維局限起來(lái),使他們往往思維路線單一,思維方法保守。只有打破這種傳統(tǒng)的習(xí)慣思維,才能在科學(xué)研究的進(jìn)程中有所突破,有所創(chuàng)新。生物學(xué)的發(fā)展史中不乏這種發(fā)散思維、逆向思維的生動(dòng)實(shí)例。
引導(dǎo)學(xué)生從科學(xué)史中去發(fā)掘那些有利于完成科學(xué)探索過(guò)程的思想和方法是有益的。它可以使學(xué)生學(xué)習(xí)借鑒前人的研究思路和方法,大大提高分析、推理、預(yù)測(cè)、評(píng)估問(wèn)題的能力。例如講“翻譯”時(shí),介紹克里克1955年提出的“接頭假說(shuō)”。先簡(jiǎn)介當(dāng)時(shí)的知識(shí)背景,認(rèn)識(shí)到核糖體是裝配蛋白質(zhì)的場(chǎng)所,核糖體中還有許多的RNA(核糖核酸)且在化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上與DNA(脫氧核糖核酸)十分相象,DNA攜帶信息的作用被人們所接受并逐漸相信在核糖體上存在一種裝配蛋白質(zhì)的模板,該模板一定含有DNA攜帶的信息,但決不是DNA,因?yàn)镈NA始終存在于細(xì)胞核中。那么,在化學(xué)結(jié)構(gòu)上一點(diǎn)也不像DNA或RNA的氨基酸為何能識(shí)別預(yù)先安排給它的準(zhǔn)確位置呢?然后引導(dǎo)學(xué)生沿著克里克的思維路線合理推理,大膽想象:假定存在于核糖體中RNA是這種模板,假如氨基酸本身不能識(shí)別RNA模板,那么為何不可以先在其上附著一些能識(shí)別RNA模板的物質(zhì)呢?RNA和DNA一樣能利用堿基互補(bǔ)來(lái)識(shí)別另一條鏈。所以有理由設(shè)想:氨基酸附著在一小段RNA上,而這小段RNA可以識(shí)別核糖體中某段核苷酸鏈,這樣不是可以按一定順序合成蛋白質(zhì)了嗎?克里克將這個(gè)吸引人的新思想稱為“接頭假說(shuō)”,不久,便發(fā)現(xiàn)了tRNA(轉(zhuǎn)移RNA)的存在從而證實(shí)了接頭思想的正確性。根據(jù)已有的發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造性地提出一些設(shè)想或假說(shuō),并以此作為工作的出發(fā)點(diǎn)去探索、實(shí)驗(yàn),證實(shí)假說(shuō)或而建立新假說(shuō),這在科學(xué)中是很普遍的。教學(xué)中引入這些科學(xué)史內(nèi)容,使學(xué)生從中學(xué)習(xí)科學(xué)家如何工作、如何思考、如何處理問(wèn)題,這對(duì)學(xué)生科學(xué)思維、科學(xué)方法的培養(yǎng)是大有裨益的。
新課標(biāo)明確指出,要使學(xué)生掌握生物科學(xué)的一些基本方法,因此,重視科學(xué)方法論教育,使學(xué)生學(xué)會(huì)如何通過(guò)觀察、分類、比較、確立關(guān)系、數(shù)量化、實(shí)驗(yàn)、解釋數(shù)據(jù)、下定義等獲得科學(xué)知識(shí),應(yīng)成為教學(xué)的重要任務(wù)。而生物科學(xué)史中蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)方法,例如,研究植物光合作用釋放的O2是來(lái)自于H2O還是CO2,范·尼爾通過(guò)研究紫硫細(xì)菌的光合作用發(fā)現(xiàn):它是利用CO2和H2S做原料,產(chǎn)生的是 S而不是 O2。由此類比聯(lián)想到綠色植物光合作用中的 O2應(yīng)來(lái)自于 H2O。又如,1941年魯賓用同位素示蹤法,以含 1 8O的 H2O做光合作用原料,用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了上述結(jié)論。這其中就包含了類比思維和科學(xué)研究中的移植法。再如,孟德?tīng)柼岢鲞z傳的兩個(gè)規(guī)律,就綜合運(yùn)用了簡(jiǎn)化現(xiàn)象、分析、歸納、假說(shuō)等方法。教學(xué)中我們有必要講授教材中的科學(xué)史內(nèi)容,讓學(xué)生不僅知道科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了什么,還能知道是怎樣發(fā)現(xiàn)的,使學(xué)生在對(duì)科學(xué)史的分析中受到方法論教育。
四、用生物科學(xué)史進(jìn)行創(chuàng)新意識(shí)教育
在強(qiáng)調(diào)素質(zhì)教育的今天,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力成為目前的熱門話題。一部生物科學(xué)史,就是生物學(xué)家靠堅(jiān)韌不拔的毅力、刻苦奮斗的精神、艱苦卓絕的創(chuàng)新過(guò)程和輝煌燦爛的創(chuàng)新成就譜寫成的。無(wú)論達(dá)爾文進(jìn)化論的創(chuàng)立,還是現(xiàn)代分子生物學(xué)的形成,以及人類基因組的成功破譯,都是對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新教育的事實(shí)材料。達(dá)爾文歸納進(jìn)化理論、孟德?tīng)栄芯窟z傳定律等,都具體地昭示學(xué)生:創(chuàng)造與發(fā)明并不遙遠(yuǎn),就在房邊屋角,在人們習(xí)焉不察的地方。不過(guò),要讓學(xué)生明白,機(jī)遇只偏愛(ài)有心人??茖W(xué)研究是不斷深入和拓寬的,需要獨(dú)創(chuàng)性。生物科學(xué)史實(shí)際上就反映了一些科學(xué)家從事創(chuàng)造活動(dòng)的研究過(guò)程和方法??茖W(xué)的發(fā)展道路中有成功的經(jīng)驗(yàn),也有失敗的教訓(xùn)??偨Y(jié)經(jīng)驗(yàn),接受教訓(xùn),拓展思路,堅(jiān)持創(chuàng)新:這是前人在創(chuàng)造性活動(dòng)中的共性,對(duì)于學(xué)生會(huì)有很大的啟迪。孟德?tīng)栔阅馨l(fā)現(xiàn)遺傳的兩大規(guī)律,與他精心選用實(shí)驗(yàn)材料有關(guān)。但在孟德?tīng)栔?,不少科學(xué)家如奈特、高斯等也以豌豆做材料進(jìn)行過(guò)雜交實(shí)驗(yàn),卻并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律。關(guān)鍵就在于孟德?tīng)栍锌茖W(xué)的觀察和分析方法,他善于總結(jié)前人的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),認(rèn)為必須從最簡(jiǎn)單的事物中去認(rèn)識(shí)真理。他在觀察時(shí),對(duì)紛繁復(fù)雜的雜交現(xiàn)象,只看其一對(duì)性狀,而對(duì)其他性狀暫且不管,這就使研究對(duì)象大大簡(jiǎn)化。孟德?tīng)栠€開(kāi)創(chuàng)性地將數(shù)學(xué)方法引入遺傳學(xué)研究中,這也是他成功的原因:將遺傳學(xué)從單純描述推進(jìn)到定量分析,開(kāi)拓了遺傳學(xué)研究的新途徑,這就是獨(dú)創(chuàng)性。
五、生物科學(xué)史再現(xiàn)科學(xué)發(fā)展過(guò)程,
有助于認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)
《美國(guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于科學(xué)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)分為部分,科學(xué)史和科學(xué)的本質(zhì)是其中之一??茖W(xué)的大廈絕非一蹴而就,而是在無(wú)數(shù)次失敗后,科學(xué)先驅(qū)們不屈不撓的鉆研下不斷地構(gòu)建。21世紀(jì)的科學(xué)殿堂雖然已經(jīng)富麗堂皇,但是仍在添磚加瓦。真理總是相對(duì)的,沒(méi)有絕對(duì)的真理。有些理論尚不完善,有些假說(shuō)尚待事實(shí)的支持。正如當(dāng)作為支柱的理論、學(xué)說(shuō)不能支撐某些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí),必須對(duì)理論進(jìn)行修正。生物學(xué)的發(fā)展從來(lái)沒(méi)有脫離其他學(xué)科的滲透。生物科學(xué)史上無(wú)數(shù)的實(shí)例都受當(dāng)時(shí)其他學(xué)科水平的推動(dòng)或制約??茖W(xué)的發(fā)展并不是一帆風(fēng)順的、線性的,而是螺旋上升、不斷完善的。
例如,高中教材中有關(guān)酶的發(fā)現(xiàn)史的內(nèi)容,介紹了300年間人們對(duì)酶的認(rèn)識(shí)過(guò)程、探索方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、結(jié)論及其分析,充分證實(shí)了這一點(diǎn)。
六、用生物科學(xué)史進(jìn)行科學(xué)態(tài)度、
價(jià)值觀教育以及愛(ài)國(guó)主義教育
結(jié)合科學(xué)史,向?qū)W生展示科學(xué)家在科學(xué)探索中體現(xiàn)出的實(shí)事求是、開(kāi)拓創(chuàng)新的科學(xué)精神和自由探索、民主討論、尊重事實(shí)和服從真理的科學(xué)態(tài)度,將會(huì)有助于學(xué)生形成對(duì)待科學(xué)的正確價(jià)值觀。具體地講,從事科學(xué)活動(dòng)應(yīng)持的價(jià)值觀主要包括真實(shí)、自由、質(zhì)疑、獨(dú)創(chuàng)性、交流和合作。真實(shí)是進(jìn)行科學(xué)活動(dòng)的最基本價(jià)值觀,尋求真實(shí)必然要重視自由探索和敢于質(zhì)疑,不能唯書、唯上,只能唯實(shí)。
素質(zhì)教育的一個(gè)重要方面,就是要培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義品質(zhì)。生物科學(xué)史中就包含著豐富的愛(ài)國(guó)主義內(nèi)容。在生命科學(xué)領(lǐng)域內(nèi) ,我國(guó)科學(xué)工作者取得了許多令人矚目的偉大成就,這些都可以增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感,激發(fā)學(xué)生愛(ài)國(guó)熱情。例如:1965年,我國(guó)科學(xué)家在世界上第一次合成了具有全部生物活性的蛋白質(zhì)——結(jié)晶牛胰島素;1981年合成了具有全部生物活性的核酸——酵母丙氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)核酸。另外,在教學(xué)過(guò)程中還可以向?qū)W生介紹我國(guó)古代在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)方面的發(fā)明創(chuàng)造。以上這些都屬于當(dāng)時(shí)世界領(lǐng)先水平,是值得學(xué)生自豪的。它將激勵(lì)著我們的莘莘學(xué)子為了祖國(guó)的明天而勤奮讀書,使他們將來(lái)有所發(fā)明,有所創(chuàng)造,為早日實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興而奮斗。
七、用生物科學(xué)史進(jìn)行科學(xué)精神、品質(zhì)和情感教育
科學(xué)品質(zhì)是一種非智力因素,它主要包括情感、意志、作風(fēng)、態(tài)度等方面。因?yàn)檫@些品質(zhì)具有強(qiáng)化學(xué)習(xí)過(guò)程的驅(qū)動(dòng)作用,又對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)具有控制調(diào)節(jié)的反作用。良好的科學(xué)品質(zhì)能使人樂(lè)于參與科學(xué)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐活動(dòng),并從中得到樂(lè)趣和滿足;能使人有堅(jiān)強(qiáng)的意志,表現(xiàn)出高度的自覺(jué)性、頑強(qiáng)性和自制性;還能使人具有謙虛謹(jǐn)慎、虛懷若谷的胸襟。有人曾說(shuō),第一流人物對(duì)于時(shí)代和歷史進(jìn)程的意義,在其道德品質(zhì)方面,也許比單純的才智成就方面還要大。
在生物科學(xué)史中就包含著許多關(guān)于生物科學(xué)家良好道德風(fēng)范的故事,這些故事無(wú)疑就是道德教育的良好素材。如在講孟德?tīng)栠z傳規(guī)律時(shí)向?qū)W生介紹:孟德?tīng)栍猛愣沟炔牧献鰧?shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了遺傳規(guī)律,寫的論文登在奧地利的一家地方性刊物上,但在當(dāng)時(shí)并未受到人們的重視。一個(gè)世紀(jì)后,有三位科學(xué)家(荷蘭的德弗里斯、德國(guó)的科論斯和奧地利原丘歇馬克)在各自互不知曉、也不知道孟德?tīng)栒撐牡那闆r下,各自做了類似于孟德?tīng)柕膶?shí)驗(yàn),并且都寫了相應(yīng)的論文,然而他們?cè)诓殚喠诉^(guò)去這方面的文章時(shí),都意外地看到了孟德?tīng)柕恼撐?,三人在以后發(fā)表的文章中都把發(fā)現(xiàn)的榮譽(yù)讓給了孟德?tīng)?,而把自己的工作只說(shuō)成是證實(shí)而已。這三位科學(xué)家不計(jì)個(gè)人名利、為人誠(chéng)實(shí)的態(tài)度值得當(dāng)今學(xué)生學(xué)習(xí)。
關(guān)鍵詞:合作學(xué)習(xí);生物學(xué)教學(xué);素質(zhì)教育;應(yīng)用
一、正確認(rèn)識(shí)合作學(xué)習(xí)的本質(zhì)
不論是東方還是西方,合作學(xué)習(xí)的思想和實(shí)踐源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。對(duì)合作學(xué)習(xí)本質(zhì)的探討從來(lái)沒(méi)有停止過(guò),杜威倡導(dǎo)的“從做中學(xué)”和陶行知的“小先生制”教育思想,為今天實(shí)施合作學(xué)習(xí)奠定了理論基礎(chǔ)。
合作學(xué)習(xí)的主要代表人物斯萊文教授認(rèn)為:合作學(xué)習(xí)是指使學(xué)生在小組中從事學(xué)習(xí)活動(dòng),并依托他們整個(gè)小組的成績(jī)獲得獎(jiǎng)勵(lì)或者認(rèn)可的課堂教學(xué)技術(shù)[1]。美國(guó)明尼明達(dá)大學(xué)合作學(xué)習(xí)中心的約翰遜兄弟認(rèn)為:合作學(xué)習(xí)就是在教學(xué)上運(yùn)用小組,使學(xué)生共同活動(dòng)以最大程度地促進(jìn)他們自己以及他人的學(xué)習(xí)。合作學(xué)習(xí)的另一重要代表人物沙倫博士則認(rèn)為:合作學(xué)習(xí)是組織和促進(jìn)課堂教學(xué)的一系列方法的總稱,學(xué)生之間在學(xué)習(xí)過(guò)程中的合作則是所有這些方法的基本特征。合作是通過(guò)組織學(xué)生在小組活動(dòng)中實(shí)現(xiàn)的,充當(dāng)社會(huì)組織單位的小組通常由3-5人組成,通過(guò)小組同學(xué)之間的合作與交流展開(kāi)學(xué)習(xí)。我國(guó)合作學(xué)習(xí)的研究者王坦認(rèn)為:合作學(xué)習(xí)是一種旨在促進(jìn)學(xué)生在異質(zhì)小組中互助合作,達(dá)成共同的學(xué)習(xí)目標(biāo),并以小組的總體成績(jī)?yōu)楠?jiǎng)勵(lì)依據(jù)的教學(xué)策略體系[2]。
首先,從組織形式來(lái)說(shuō),合作學(xué)習(xí)是以小組為基本單位的教學(xué)活動(dòng)。在小組活動(dòng)中,合作學(xué)習(xí)通常采用異質(zhì)小組,即成員的性別、成績(jī)、能力、背景等方面具有一定的差異,使小組各成員之間具有一定的互補(bǔ)性。
其次,從教學(xué)過(guò)程來(lái)看,合作學(xué)習(xí)是師生之間、生生之間組成的互動(dòng)教學(xué)活動(dòng)。合作學(xué)習(xí)要求所有的教學(xué)動(dòng)態(tài)因素(教師和學(xué)生)都應(yīng)當(dāng)保持互動(dòng),特別是生生之間的合作性互動(dòng),才能推進(jìn)教學(xué)過(guò)程的有效實(shí)施,合作互動(dòng)是合作學(xué)習(xí)所具有的重要特征之一。
再次,從教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成來(lái)說(shuō),合作學(xué)習(xí)是一種目標(biāo)導(dǎo)向的教學(xué)活動(dòng)。在制定了適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)目標(biāo)之后,所有的學(xué)習(xí)小組活動(dòng)都是圍繞著達(dá)成共同的教學(xué)目標(biāo)而展開(kāi)。
二、生物學(xué)教學(xué)中應(yīng)用合作學(xué)習(xí)的必要性與可行性
義務(wù)教育生物教學(xué)中運(yùn)用合作學(xué)習(xí),是由教學(xué)內(nèi)容、教育目標(biāo)、學(xué)生生理及心理特點(diǎn)等所決定的。
1、合作學(xué)習(xí)是推行素質(zhì)教育的基本理念
新課改實(shí)施以來(lái),課程理念不斷更新,初中生物學(xué)教育要跟上時(shí)代變革步伐。傳統(tǒng)教學(xué)模式,使學(xué)生長(zhǎng)期處于被動(dòng)地位,抹殺了學(xué)生求知欲。合作學(xué)習(xí)可以激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲,又能培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí),增進(jìn)師生之間、生生之間的和睦關(guān)系[3]。通過(guò)合作小組學(xué)習(xí),教師可以把教學(xué)內(nèi)容留給生產(chǎn)生活經(jīng)驗(yàn)豐富的同學(xué)講解,由其他同學(xué)補(bǔ)充,讓學(xué)生在小組中充分表現(xiàn)自己,增進(jìn)團(tuán)體合作能力。
2、合作學(xué)習(xí)是生物學(xué)教學(xué)的基本要求
合作學(xué)習(xí)是新課程改革所倡導(dǎo)的重要學(xué)習(xí)方法,生物學(xué)課程期待學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生的合作、交流與表達(dá)能力是生物學(xué)教學(xué)的重要目標(biāo)。義務(wù)教育《生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》的“教學(xué)建議”明確提出,合作學(xué)習(xí)探究時(shí),教師應(yīng)兼顧不同發(fā)展水平的學(xué)生,成員間要分工明確并定期互換,使每一成員都有機(jī)會(huì)擔(dān)任不同的角色,還指出,教師應(yīng)結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容,采用小組討論、角色互換等多種不同的教學(xué)策略和方法,達(dá)到教學(xué)目的。
3、合作學(xué)習(xí)是生物學(xué)教學(xué)的重要組織形式
縱觀不同版本的初中生物學(xué)教材,在設(shè)置的眾多的欄目當(dāng)中,“分組實(shí)驗(yàn)”、“探究活動(dòng)”、“探究”、“問(wèn)題探究”、“想一想,議一議”等欄目,都是以小組為單位的教學(xué)活動(dòng),且占有相當(dāng)大的教學(xué)篇幅和比例,為教師與學(xué)生提供了大量的合作學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。
4、合作學(xué)習(xí)符合中學(xué)生的心理特點(diǎn)
結(jié)合中學(xué)生成長(zhǎng)環(huán)境及心理特點(diǎn)說(shuō),他們正處于青春期,表現(xiàn)欲強(qiáng),渴望他人對(duì)自己價(jià)值的肯定,尤其是教師的肯定。而合作學(xué)習(xí)就是講機(jī)會(huì)留給學(xué)生,讓學(xué)生在小組中表現(xiàn)自己,教師對(duì)小組團(tuán)隊(duì)進(jìn)行表?yè)P(yáng),這種通過(guò)個(gè)人努力使集體獲得表?yè)P(yáng)的方式極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,肯定了學(xué)生個(gè)人價(jià)值。
三、合作學(xué)習(xí)在生物學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐探討
隨著課程改革的不斷深入,小組合作學(xué)習(xí)被廣大教師所接受,并有逐漸取代傳統(tǒng)教學(xué)模式的趨勢(shì),對(duì)于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和開(kāi)發(fā)學(xué)生的智力,具有不可替代的作用。
1、組織異質(zhì)合作學(xué)習(xí)小組
學(xué)生之間的差異是客觀存在的。把不同學(xué)習(xí)層次的學(xué)生分到一個(gè)學(xué)習(xí)小組,可以讓他們互幫、互學(xué),營(yíng)造一個(gè)和諧的學(xué)習(xí)氛圍,讓每個(gè)人都能有成就感,增強(qiáng)小組成員之間的相信,讓他們學(xué)會(huì)欣賞他人,逐漸形成團(tuán)隊(duì)意識(shí)和團(tuán)隊(duì),不斷提高學(xué)生的合作能力。
2、教師是小組活動(dòng)的引導(dǎo)者
在合作學(xué)習(xí)中,教師是小組活動(dòng)的引導(dǎo)和參與者,應(yīng)為小組活動(dòng)進(jìn)行任務(wù)和小組角色分配,指導(dǎo)學(xué)生如何向?qū)Ψ教岢鰡?wèn)題,指導(dǎo)小組成員學(xué)會(huì)傾聽(tīng)同伴的提問(wèn)與發(fā)言,指導(dǎo)小組成員學(xué)會(huì)討論與相互學(xué)習(xí)交流,協(xié)調(diào)小組成員間的合作進(jìn)行差異等。
3、制定基本的教學(xué)流程
合作學(xué)習(xí)作為一種教學(xué)模式,在運(yùn)用時(shí)要大體遵守以下的流程:合作設(shè)計(jì)目標(biāo)呈現(xiàn)集體講授小組活動(dòng)效果測(cè)驗(yàn)反饋與補(bǔ)救[4]。教師在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)時(shí),在不同的環(huán)節(jié)要有測(cè)重點(diǎn)地進(jìn)行啟發(fā),如明確教學(xué)重點(diǎn),創(chuàng)設(shè)問(wèn)題意境,對(duì)學(xué)生的“新發(fā)現(xiàn)”要進(jìn)行有針對(duì)性的引導(dǎo),還要避免學(xué)生脫離教學(xué)內(nèi)容的討論等。
4、選擇適當(dāng)?shù)暮献鲗W(xué)習(xí)內(nèi)容
中學(xué)生物學(xué)教學(xué)內(nèi)容豐富多樣、目標(biāo)各異,并不是每堂課的教學(xué)內(nèi)容都適合組織小組合作學(xué)習(xí)。因此,在教師在進(jìn)行小組合作教學(xué)時(shí),要根據(jù)不同的教學(xué)目標(biāo),精心選擇教學(xué)內(nèi)容,把握教學(xué)時(shí)機(jī),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)。適合小組合作學(xué)習(xí)的內(nèi)容,主要包括知識(shí)面廣、較淺顯的、貼近實(shí)際生活的、有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的內(nèi)容等。
5、創(chuàng)設(shè)合作學(xué)習(xí)的教學(xué)情境
合作學(xué)習(xí)的主要宗旨就是充分發(fā)揮學(xué)生的主體性、積極性,通過(guò)啟發(fā)和引導(dǎo),讓學(xué)生以各種形式的合作學(xué)習(xí)小組,在民主、平等、和諧、愉悅的合作場(chǎng)中進(jìn)行合作學(xué)習(xí)和實(shí)踐[5]。因此,創(chuàng)造民主和諧教學(xué)的情境、探究性實(shí)驗(yàn)的情境、競(jìng)賽式的合作學(xué)習(xí)情境等,對(duì)于有較實(shí)施使用學(xué)習(xí)是必不可少的。
總之,合作學(xué)習(xí)是新課改倡導(dǎo)的一種重要的教學(xué)模式或?qū)W習(xí)方式,在生物學(xué)課堂教學(xué)中,要不斷積累、總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),讓每個(gè)學(xué)生都能在合作中受益,從而提高生物課堂教學(xué)的效果;使學(xué)生地獲取基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決問(wèn)題的能力,交流合作和創(chuàng)新能力,提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng),促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。(作者單位:聊城大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院)
參考文獻(xiàn)
[1]Slavin.R.E著,王坦譯。合作學(xué)習(xí)的研究:國(guó)際展望[J].山東教育科研,1994,1(1):75-79。
[2]王坦.合作學(xué)習(xí)一原理與策略[M].學(xué)苑出版社,2001,1:64。
生物科學(xué)是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的一門自然科學(xué),現(xiàn)代生物科學(xué)的發(fā)展,是生物科學(xué)與數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、等科學(xué)之間相互交叉、滲透和相互促進(jìn)的結(jié)果。隨著生物科學(xué)的發(fā)展,生物科學(xué)向人們展示美好的未來(lái),它將成為21世紀(jì)領(lǐng)先的學(xué)科之一。我們?cè)趯W(xué)習(xí)生物學(xué)科時(shí),應(yīng)在前人研究的基礎(chǔ)上,善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,研究問(wèn)題,解決問(wèn)題。不僅要重視生物學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí),還要重視學(xué)習(xí)和體驗(yàn)生物科學(xué)研究的過(guò)程,并且從中領(lǐng)會(huì)生物科學(xué)的研究方法。
《基礎(chǔ)教育課程改革綱要》也明確指出,改變課程實(shí)施過(guò)于強(qiáng)調(diào)接受學(xué)習(xí)死記硬背、機(jī)械訓(xùn)練的現(xiàn)狀,倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、樂(lè)于探究、勤于動(dòng)手,培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、分析和解決問(wèn)題的能力以及交流與合作的能力。為了使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變,保證學(xué)生自主性、探索性的學(xué)習(xí)落到實(shí)處,確立學(xué)生的主體地位,促進(jìn)學(xué)生積積極主動(dòng)地學(xué)習(xí),使學(xué)生形成學(xué)習(xí)中不斷提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的探索過(guò)程。
新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)生物學(xué)能力的要求是初步學(xué)會(huì)探究生物科學(xué)的一般方法,發(fā)展學(xué)生提出問(wèn)題、做出假設(shè)、制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、得出結(jié)論、表達(dá)和交流的科學(xué)探究能力。在科學(xué)實(shí)踐中發(fā)展合作能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,初步具有收集和利用課內(nèi)外的圖文資料及其他信息的能力。生物學(xué)能力在教學(xué)中如何培養(yǎng)呢?本人認(rèn)為生物科學(xué)史在教學(xué)的巧妙利用有其不可替代的作用。生物科學(xué)史的巧妙合理的講解,既能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的積極興趣,又能發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,增強(qiáng)學(xué)生的主體意識(shí),還能培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的收集和處理生物信息的能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、掌握學(xué)習(xí)生物學(xué)的科學(xué)方法,同時(shí)更能培養(yǎng)學(xué)生形成不畏艱險(xiǎn)、持之以恒的科學(xué)態(tài)度。在生物發(fā)現(xiàn)史教學(xué)中,采用多媒體現(xiàn)代化教學(xué)手段,要求學(xué)生在課前預(yù)習(xí),并收集有關(guān)的信息材料,課堂教學(xué)中針對(duì)學(xué)生收集到的材料,有的問(wèn)題鼓勵(lì)學(xué)生課后繼續(xù)查閱,共同討論加以解決,與課堂有關(guān)的內(nèi)容加以肯定,導(dǎo)入教學(xué)。
生物學(xué)史有的既體現(xiàn)了學(xué)生收集和處理信息的能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,增強(qiáng)學(xué)生的成就感,又能鍛煉學(xué)生研究問(wèn)題的科學(xué)分析方法,培養(yǎng)學(xué)生的推理、歸納能力以及學(xué)生的邏輯思維和創(chuàng)造力,還能使學(xué)生養(yǎng)成不畏艱險(xiǎn)、持之以恒的科學(xué)精神。如酶的發(fā)現(xiàn)、光合作用的發(fā)現(xiàn)過(guò)程等。
酶的發(fā)現(xiàn):
1773年,意大利科學(xué)家斯帕蘭扎尼(L.Spallanzani,1729~1799)設(shè)計(jì)了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)推斷胃液中一定含有消化肉塊的物質(zhì)。但是什么,他不清楚,卻為人們的研究提供了方法和思路。
1836年,德國(guó)科學(xué)家施旺(T.Schwann,1810~1882)從胃液中提取出了消化蛋白質(zhì)的物質(zhì),解開(kāi)胃的消化之謎,使酶的研究工作更進(jìn)了一步。
1926年,美國(guó)科學(xué)家薩姆鈉(J.B.Sumner,1887~1955)從刀豆種子中提取出脲酶的結(jié)晶,并通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)脲酶是一種蛋白質(zhì),得出結(jié)論酶是蛋白質(zhì)。
20世紀(jì)30年代,科學(xué)家們相繼提取出多種酶的蛋白質(zhì)結(jié)晶,并指出酶是一類具有生物催化作用的蛋白質(zhì),形成了酶的初步定義。使人們對(duì)酶的認(rèn)識(shí)形成統(tǒng)一的觀點(diǎn),并指出酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)。
20世紀(jì)80年代,美國(guó)科學(xué)家切赫(T.R.Cech,1947—)和奧特曼(S.Altman,1939—)發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化作用。對(duì)酶的認(rèn)識(shí)進(jìn)行了完善,形成完整的理論,即酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化能力的有機(jī)物。
總結(jié)人們的認(rèn)識(shí)過(guò)程:
發(fā)現(xiàn)問(wèn)題提取物質(zhì)物質(zhì)本質(zhì)得出定義補(bǔ)充完善(完整理論)
(1773年)(1836年)(1926年)(20世紀(jì)30年代)(80年代)
通過(guò)學(xué)習(xí)酶的發(fā)現(xiàn),激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于探索的科學(xué)精神。使學(xué)生明確科學(xué)家對(duì)酶的認(rèn)識(shí)是不斷發(fā)展的??茖W(xué)具有開(kāi)放性,引導(dǎo)學(xué)生要用開(kāi)放的觀點(diǎn)、發(fā)展的眼光對(duì)待所學(xué)的知識(shí),鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中勤于思考,敢于質(zhì)疑,勇于探索。
光合作用的發(fā)現(xiàn):
早在公元前3世紀(jì),古希臘亞里士多德就提出土壤是構(gòu)成植物組分的觀點(diǎn)。這一觀點(diǎn)統(tǒng)治西方將近2000年。這也是人們對(duì)光合作用的最早的認(rèn)識(shí)。
1648年,海爾蒙特的盆栽柳樹(shù)實(shí)驗(yàn)證明樹(shù)木的重量增加來(lái)自雨水而非土壤。世界各地生物課本都會(huì)提到這一段記載。他所做的柳樹(shù)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明光合作用過(guò)程中有水的參與,也是生物研究上劃時(shí)代的工作。向傳統(tǒng)的認(rèn)識(shí)提出了新的挑戰(zhàn),為人們的研究提出了方向。
1771年,普利斯特利通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),植物可以更新空氣。但是,他并不知道更新了空氣中的哪種成分,也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)光在這個(gè)過(guò)程所起的關(guān)鍵作用。問(wèn)題的研究進(jìn)一步深化,問(wèn)題更加具體化。
1779年,荷蘭科學(xué)家英格豪斯(Jan Ingenhousz)重復(fù)了上述實(shí)驗(yàn),并進(jìn)一步證實(shí)光照是這一實(shí)驗(yàn)成功的秘訣,即光照是植物放氧的先決條件。
1782年,日內(nèi)瓦教師塞尼比爾(J.Senebier)發(fā)現(xiàn)經(jīng)煮沸過(guò)的水中放入綠葉時(shí),即使光照充足也不能收集到氧氣。只有在水中通入CO2后,才能看到氣泡(O2)出現(xiàn)。因此,他認(rèn)為植物在光照下,為了產(chǎn)生O2就必須有CO2的存在,O2是來(lái)自CO2的。指出CO2是光合作用的原料,氧氣是產(chǎn)物,而且CO2也是產(chǎn)物氧氣的來(lái)源。
1804年,法國(guó)科學(xué)家德·索敘爾(de Saussure)通過(guò)定量植物所吸收的CO2,釋放的O2及植物體的增加量發(fā)現(xiàn),綠色植物在陽(yáng)光照射下,用CO2與H2O在植物體內(nèi)合成有機(jī)物質(zhì),并產(chǎn)生與CO2大致相等體積的O2。他提出,CO2和H2O是植物體有機(jī)物質(zhì)的來(lái)源。即兩者是光合作用的原料。
1864年,德國(guó)科學(xué)家薩克斯用天竺葵做材料實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論:天竺葵的葉子在光下制造了淀粉,同時(shí)也說(shuō)明光合作用需要光,產(chǎn)物為淀粉(糖類)。
1880年,美國(guó)科學(xué)家恩格爾曼用水綿進(jìn)行實(shí)驗(yàn)說(shuō)明:氧是葉綠體釋放出來(lái)的,葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。有力地說(shuō)明氧氣是光合作用的產(chǎn)物,葉綠體是光合作用的場(chǎng)所。
1937年,英國(guó)科學(xué)家希爾(Hill)將離體的葉綠體加到具有適當(dāng)氫受體(A)的水溶液中,光照后放出氧氣,此反應(yīng)稱為希爾反應(yīng)。氫受體有2,6—二氯酚靛酚、苯醌、NADP+和NAD+等。說(shuō)明氧氣是水的光解過(guò)程產(chǎn)生的,為人們研究光合作用產(chǎn)物氧氣的來(lái)源提出了新的見(jiàn)解。
1939年,美國(guó)科學(xué)家魯賓(S.Ruben)和卡門(M.Kamen)利用同位素標(biāo)記法進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)有力地證明光合作用釋放的氧氣來(lái)自水。
根據(jù)科學(xué)的發(fā)展進(jìn)程歸納出光合作用的定義和反應(yīng)式。
光合作用是指綠色植物通過(guò)葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存能量的有機(jī)物,并且釋放出氧的過(guò)程。即:
光能
CO2 + H2O﹡(CH2O)+O2﹡
葉綠體
通過(guò)對(duì)幾個(gè)光合作用發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的幾個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的分析、討論,使學(xué)生感受到科學(xué)發(fā)展的艱難、科學(xué)方法的重要,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力。
有的發(fā)現(xiàn)史既能通過(guò)對(duì)科學(xué)家實(shí)驗(yàn)的分析培養(yǎng)學(xué)生探究問(wèn)題的能力,使學(xué)生掌握科學(xué)的研究方法,又能使學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí),解釋一些實(shí)際問(wèn)題和現(xiàn)象,增強(qiáng)知識(shí)面的應(yīng)用能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣,促進(jìn)學(xué)生積積極主動(dòng)地學(xué)習(xí),使學(xué)生形成學(xué)習(xí)中不斷提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的探索過(guò)程。如生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程、DNA是遺傳物質(zhì)的證明等。
生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程:
1880年,達(dá)爾文研究了光照對(duì)金絲雀虉草胚芽鞘生長(zhǎng)的影響。
實(shí)驗(yàn)一:胚芽鞘受到單側(cè)光照射時(shí),彎向光源生長(zhǎng)。
對(duì)照組實(shí)驗(yàn):胚芽鞘在完全黑暗的情況下直立生長(zhǎng)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:向光性的形成是由于胚芽鞘受到單側(cè)光照射的緣故。
實(shí)驗(yàn)二:切去胚芽鞘的尖端,胚芽鞘既不生長(zhǎng),也不彎曲。
對(duì)照組實(shí)驗(yàn):未切去尖端的胚芽鞘,直立生長(zhǎng)或向光彎曲生長(zhǎng)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:彎曲生長(zhǎng)是由于有尖端的緣故。
實(shí)驗(yàn)三:用錫箔小帽罩住胚芽鞘的尖端,胚芽鞘直立生長(zhǎng)。
對(duì)照組實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)四):用錫箔套住胚芽鞘尖端下面一段,單側(cè)光只照射胚芽鞘尖端,胚芽鞘仍然彎向光源生長(zhǎng)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:感光部位是尖端,彎曲部位是尖端下的一段。
總結(jié):達(dá)爾文推想,胚芽鞘尖端可能會(huì)產(chǎn)生某種物質(zhì),這種物質(zhì)在單側(cè)光的照射下,對(duì)胚芽鞘下面的部分會(huì)產(chǎn)生某種影響。
1913年,詹森做的實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)組:在切去胚芽鞘尖端的切面和尖端之間放上一小塊瓊脂片,單側(cè)光照射,胚芽鞘彎向光源生長(zhǎng)。
對(duì)照組:未切去尖端的胚芽鞘單側(cè)光照射,胚芽鞘彎向光源生長(zhǎng)。
結(jié)論:胚芽鞘尖端產(chǎn)生的刺激透過(guò)瓊脂片傳遞給下部。為溫特的實(shí)驗(yàn)提供了重要的方法。
1914年 拜爾的實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)組:在黑暗條件下,將切下的燕麥胚芽鞘頂部移到切口的一側(cè),胚芽鞘會(huì)向?qū)?cè)彎曲生長(zhǎng)。
對(duì)照組:在黑暗條件下,將切下的燕麥胚芽鞘頂部移到切口的另一側(cè),胚芽鞘會(huì)向?qū)?cè)彎曲生長(zhǎng)。
結(jié)論:胚芽鞘的彎曲生長(zhǎng),是因?yàn)轫敿猱a(chǎn)生的刺激在其下部分布不均勻造成的,為溫特的實(shí)驗(yàn)提供了重要的思路。
1925年索爾的實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)組:把胚芽鞘的尖端切去,則胚芽鞘的生長(zhǎng)受到抑制。
對(duì)照組:把切下的胚芽鞘尖端放回去,則胚芽鞘的生長(zhǎng)恢復(fù)正常。
結(jié)論:胚芽鞘尖端含有剌激細(xì)胞生長(zhǎng)的信號(hào)物質(zhì)。
以上的實(shí)驗(yàn)初步證明:尖端產(chǎn)生的刺激可能是一種化學(xué)物質(zhì),這種化學(xué)物質(zhì)的分布不均勻造成了胚芽鞘的彎曲生長(zhǎng)。
1928年,溫特的實(shí)驗(yàn),是在詹森和拜爾實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。
實(shí)驗(yàn)組:把切下的胚芽鞘尖端放在瓊脂塊上,幾小時(shí)后,移去胚芽鞘尖端,并將這塊瓊脂塊切成小塊,放在切去尖端的胚芽鞘切面的一側(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn)這個(gè)胚芽鞘會(huì)向放瓊脂的對(duì)側(cè)彎曲生長(zhǎng)。
對(duì)照組:把沒(méi)有接觸過(guò)胚芽鞘尖端的瓊脂小塊,放在切去尖端的胚芽鞘切面的一側(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn)這個(gè)胚芽鞘既不生長(zhǎng),也不彎曲。排除瓊脂塊的影響。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:進(jìn)一步證明了胚芽鞘尖端確實(shí)產(chǎn)生了某種物質(zhì),這種物質(zhì)從尖端運(yùn)輸?shù)较虏?,并且能夠促使胚芽鞘下面某些部分的生長(zhǎng)。
1934年,郭葛等人提取出該物質(zhì),并確認(rèn)它的化學(xué)本質(zhì)是吲哚乙酸,把這種物質(zhì)命名為生長(zhǎng)素。
生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)歸納:
(1)胚芽鞘的感光部位是胚芽鞘尖端。
(2)生長(zhǎng)素產(chǎn)生于胚芽鞘的尖端。
(3)胚芽鞘的彎曲部位(生長(zhǎng)素的作用部位)是尖端以下部位。
師生共同回顧生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,得出探究問(wèn)題的方法過(guò)程:
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)提出假說(shuō)(推論)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出結(jié)論
生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程在生命科學(xué)史上具有一定的代表性,它前后歷時(shí)幾十年,凝聚了眾多科學(xué)家的心血和智慧,通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)從一定程度上反映了科學(xué)探究的一般方法,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法和研究方法,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力是一個(gè)非常好的素材。新課程標(biāo)準(zhǔn)和近年來(lái)高考試題中一個(gè)導(dǎo)向性變化,就是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力明確提出了要求。學(xué)生是通過(guò)親身實(shí)踐獲取的直接經(jīng)驗(yàn),從中初步學(xué)會(huì)科學(xué)方法,培養(yǎng)培養(yǎng)方法,培養(yǎng)科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度以及思維的新穎性與獨(dú)特性等創(chuàng)新思維的品質(zhì)。
DNA是遺傳物質(zhì)的證明:
理論依據(jù):通過(guò)對(duì)與生物傳宗接代有關(guān)的生理作用有絲分裂、減數(shù)分裂及受精作用和生物的個(gè)體發(fā)育等分析可知,染色體具有一定的穩(wěn)定性且能由親代傳遞給子代的特點(diǎn),說(shuō)明染色體與生物的遺傳有重要的關(guān)系,而染色體的組成是DNA和蛋白質(zhì)。DNA在染色體上的含量相對(duì)穩(wěn)定,而蛋白質(zhì)的含量不是很穩(wěn)定,因此,與遺傳有關(guān)的是DNA而不是蛋白質(zhì)。
要充分說(shuō)明DNA是遺傳物質(zhì),必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)才能得出準(zhǔn)確的結(jié)論。想辦法把DNA和蛋白質(zhì)分開(kāi),單獨(dú)地、直接地觀察DNA和蛋白質(zhì)的作用,這是研究問(wèn)題的方法和思路。
直接證據(jù):實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
1928年,英國(guó)科學(xué)家格里菲思的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),說(shuō)明無(wú)毒性的R型活細(xì)菌知與加熱殺死的S型細(xì)菌混合后,轉(zhuǎn)化為有毒性的S型活細(xì)菌,這些轉(zhuǎn)化的S型細(xì)菌的后代也是有毒性的S 型細(xì)菌,即這種性狀的轉(zhuǎn)化是可遺傳的。沒(méi)有指出轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)即遺傳物質(zhì)是什么,但給人們對(duì)遺傳物質(zhì)的研究提出了實(shí)驗(yàn)的方法和思路,加快了科學(xué)發(fā)展的步伐。
美國(guó)科學(xué)家艾弗里和和他的同事經(jīng)過(guò)十幾年的研究,在1944年發(fā)表了他做的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):只有加入DNA,R型細(xì)菌才能轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌,并且DNA純度越高,轉(zhuǎn)化就越有效。如果用DNA酶處理從S型活細(xì)菌中提取的DNA,使DNA分解,就不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路,但是人們?cè)诶斫獯藢?shí)驗(yàn)的過(guò)程中有一定的懷疑,問(wèn)題關(guān)鍵是DNA和蛋白質(zhì)是否完全分開(kāi)。
1952年,赫爾希和蔡斯用同位素標(biāo)記法做的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)表明:在噬菌體中,親代和子代之間具有連續(xù)性的物質(zhì)是DNA,而不是蛋白質(zhì)。也就是說(shuō),子代噬菌體的性狀是通過(guò)親代的DNA遺傳給后代的,因此,DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)材料的結(jié)構(gòu)和同位素示蹤法技術(shù)的運(yùn)用,解決了轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的疑惑,使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加有說(shuō)服力。
格里菲思的實(shí)驗(yàn)的不足之處,他并不知道轉(zhuǎn)化因子是什么物質(zhì)。艾弗里的不足之處是,說(shuō)服力不是很強(qiáng),人們還是以懷疑的眼光看待這個(gè)實(shí)驗(yàn)的,有人爭(zhēng)辯說(shuō),轉(zhuǎn)化是DNA中蛋白質(zhì)不純的結(jié)果,蛋白質(zhì)才是有作用的因素。理解它要有一定的理論基礎(chǔ)。而噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)根本就不存在上述問(wèn)題,它是最有力的直接證據(jù)。用研究采用的“同位素標(biāo)記法”來(lái)說(shuō)明。這樣符合科學(xué)研究的過(guò)程,可以很自然地導(dǎo)出DNA是遺傳物質(zhì)的結(jié)論,使學(xué)生容易接受,并且能使學(xué)生受到科學(xué)方法教育。
研究問(wèn)題的方法:
理論推斷實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論
(理論結(jié)論) (實(shí)驗(yàn)思路) (初步證明) (有力證明) (統(tǒng)一認(rèn)識(shí))
通過(guò)探究DNA是遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,使學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度以及對(duì)真理不懈追求的科學(xué)精神,使學(xué)生懂得人類對(duì)事物的認(rèn)識(shí)是不斷深化和完善的,使學(xué)生領(lǐng)會(huì)科學(xué)家實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)思路、遵循的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則和采用的一些科學(xué)方法,并培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力和初步研究能力,使學(xué)生初步掌握科學(xué)研究的方法和過(guò)程。
根據(jù)新課程理念,當(dāng)今生物教學(xué)重在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)方法、科學(xué)精神等科學(xué)素養(yǎng),生物科學(xué)史是生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)方法、科學(xué)精神等科學(xué)素養(yǎng)的良好素材,因此,“以探究科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程來(lái)學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法”是生物教學(xué)的重點(diǎn),在生物教學(xué)過(guò)程中,通過(guò)生物科學(xué)史的教學(xué)注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程的探究與科學(xué)方法的學(xué)習(xí)相結(jié)合,充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,使學(xué)生在探究學(xué)習(xí)中,得到科學(xué)研究方法的訓(xùn)練。 參考文獻(xiàn)