发布时间:2023-10-08 17:37:15
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇生命科学的魅力,期待它们能激发您的灵感。
让孩子观察了呢我课前考虑了下,还是让孩子们小心翼翼地剥开了没有成熟的油菜果荚,至少他们能够观察到油菜花的种子特点。孩子们一边在下面分组解剖,我也在实物投影上解剖。当我解剖完,大部分的小组还没有完成,但是有个别孩子先发现了我解剖好的油菜种子,禁不住大声惊呼起来:“太漂亮啦!”随着一声惊呼,孩子们都暂停了手里的动作,抬头看着屏幕。我也不禁抬头看了看屏幕,哇,真是十分漂亮,为了让孩子们能看得更清楚些,我放大了油菜花的果荚以及里面的果实,屏幕上之间一个绿色的果荚里面是一颗颗嫩绿色的油菜种子,由于还没有成熟,所以水分还比较充足,晶莹剔透的,怪不得孩子们要忍不住惊呼呢!那情那景,让我情不自禁地向孩子们赞叹道:“对呀,这就是生命的魅力啊!有谁能想到,那么貌不惊人、小的不起眼的油菜种子却是那么地美丽,所以说任何生命都是有魅力的,我们都应该要尊重生命!”当我说完这段似乎在一般科学课上很难听到的话时,孩子们没有一丝不耐烦或者不屑,他们接着解剖着手里的油菜果荚,更专注、更认真了,甚至这段小插曲还被一些细心的孩子写到了日记里,让语文老师看得十分惊讶,直来向我打听事情的原委。
“这就是生命的魅力啊!”像这样的语句在科学课上是十分罕见的!科学课一直是十分理性的课程,如此人文化的表述在我平时的课堂上也比较少见,但就是这样的一句话,让我发现生命教育原来在科学课上也有着其独特的一隅。这个学期我在上《新的生命》一单元时,又仔细地研究了整个单元的目标,在情感态度价值观这个目标维度上,有这么两点:“保持探究新生命产生的奥秘的好奇心。”“认识到自然界的生命是生生不息的,繁殖对于每个物种的延续都至关重要。”这些具体的目标归根到底体现着科学课程中“生命教育”的理念。《科学课程标准》中明确提出“珍爱生命”这个理念。在科学知识目标中也提到:通过对生命科学有关知识的学习,了解生命世界的轮廓,形成一些对生命活动和生命现象的基本认识,对人体和健康形成初步的认识。在情感态度与价值观中更是指出:珍爱并善待周围环境中的自然事物,初步形成人与自然和谐相处的意识。而反观我们的课堂上,理性多了些,感性少了些,这个现状就导致了生命教育的缺失,即便是在课堂上体现生命教育,也只是蜻蜓点水,没有真正渗入孩子的心灵。
如何能让生命教育在科学课上做到“随风潜入夜,润物细无声”,自然而又真实地感染孩子的心灵如何让科学课展现生命的魅力 其实,要让孩子感受到生命的魅力并珍爱生命那么首先就要让孩子尊重生命。
在三年级养蚕和种凤仙花的过程中,孩子们和动物、植物都有了亲密接触,我发现他们对动物的尊重之情是很容易被激发出的。例如,在研究蚕的生命周期时,由于蛹这个阶段比较特殊,被茧裹住了,是观察不到的,必须要剪开茧才能观察到蛹,但事实上我在上课的时候就没有剪过,因为没有一个孩子同意我把蚕茧剪开,他们都说这种行为太残忍了,把蚕宝宝的家破坏了,蚕宝宝就活不了了。他们对于蚕宝宝发自内心的呵护正是源于养蚕的过程中建立的对蚕宝宝的喜爱,更是对蚕宝宝这种生命的尊重。在养蚕活动过程中,孩子们既能了解生命的形成、生长、繁育、死亡的过程,又能体会生命的珍贵,并逐渐形成了珍爱生命的品质。但是我发现对于植物,孩子们却没有那么深的感情。在日常生活中,我们经常会发现孩子会不用提醒就知道动物是一种生命,是人类的朋友,要保护动物,可是却对乱踏草坪、用棒乱抽枝条、折花摘叶的行为毫无反应。反思一下,动物这种生命是灵动的,是孩子易于感受到的,而植物默默地存在会让孩子一不小心就忽略了。
那么如何让孩子能够像尊重动物那样尊重植物呢我在《新的生命》单元起始,就开始有意识地渗透了对于植物的生命教育。由于要长时间地研究油菜这种植物,于是我让每个小组到郊区或者乡下去找了一些油菜,移植到花盆里,带到实验室里来。在研究本单元第一课《油菜花开了》时,孩子们一进实验室,就发现实验桌上摆上了一盆盆的油菜,他们有些震慑,因为是第一次在实验室见到如此多,如此大株的植物,在研究凤仙花时,孩子们是看着凤仙花从种子慢慢长大的,而研究油菜花,是直接将油菜植株移到实 验室里的,这种感觉是不一样的。孩子们惊讶过后,我就开始了我的生命教育之旅:“从这节课开始,我们的实验室里多了一位朋友,那就是……”还没有等我说完,孩子们已经接着我的话了,“油菜花? 薄岸匝剑钦庖恢曛甑挠筒嘶ǎ窍衷诰驮谑笛樽郎峡醋盼颐牵撬淙徊换嵛颐侨死嗟挠镅裕撬悄芨惺苌踔聊鼙泶铮皇撬堑谋泶锓?
式我们不能理解罢了!我们把他们从原来的家里搬到实验室里来,为了帮助大家研究,他们已经远离了故土,那么我们应该怎么对待他们呢如果你是油菜花,你希望同学能怎样对待你呢”学生纷纷发言“我们要小心地对他们。”“我们要温柔地对待他们。”“我们观察油菜花的时候要安静,不要吵到他们。”……一句句质朴的话,道出了孩子内心深处对于生命尤其是植物这种生命的尊重。于是,从那一刻起,当孩子们在观察、解剖油菜花、果实时,一时控制不住发出较大声音时,不用我提醒,自有孩子站出来,压低了嗓子提醒大家要安静;于是,从那一刻起,孩子们为了观察油菜花的构造不得已从油菜植株上取花时是那么地小心翼翼,问其原因,孩子会告诉你“油菜花也是有生命的,重了他会痛的。”;于是,从那一刻起,孩子们慢慢地开始感受到了植物这种生命的魅力,他们询问着“等我们研究完了油菜花,能不能把他送回家,种回到原来的地里”;于是,才有了“这就是生命的魅力!”的感叹!
关键词:多媒体;教学;课程;生命科学
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)23-0247-02
生命科学与我们的生活密切相关,其本质是研究生命现象、揭示生命活动规律和生命本质的科学。它的研究对象既可以是组成生命现象的生物大分子,也可以是生物个体本身,甚至可以是生态系统和生物圈,生命科学的飞速发展对人类的日常生活和社会的发展建设均产生了巨大的影响[1]。目前人类面临的一系列重大问题,如人口膨胀、食物短缺、能源危机、环境污染及疾病危害,等等,这些问题的解决很大程度上将依赖于生命科学和生物技术的进步与发展。因此生命科学被誉为21世纪最活跃的学科之一,自然科学的前沿学科[2]。生命科学素养也是大学生综合素质的一个重要组成部分[1,3]。目前,越来越多的高校开始为全校的各个专业的大学生开设生物类的课程,包括世界一流的大学,如麻省理工学院,就将生物导论等生物学基础课程开放给全校[2]。通过在大学课程中普及生命科学知识,增强生命科学素养是提高大学生综合科学素质的手段之一。《生命科学导论》是高等院校面向全校各类专业,尤其是非生物科学类专业学生开设的基础课程。由于生命科学涉及面广、内容丰富,而且发展十分迅速,不断增加新的内容,同时学生的专业差异均进一步加大了生命科学导论的教学难度。随着多媒体技术的日益发展和成熟,在现代教学中,多媒体技术教学手段的应用已成为教学改革和发展的热点[4]。运用多媒体技术,通过PowerPoint、动画、视频等多种多媒体形式和生命科学相关的专业知识进行结合。将原先大量复杂的知识更形象地呈现在学生面前,与传统的板书教学相比,具有图文并茂,便于讲解和记忆的优点,可以更大程度地的活跃学生的学习情绪,激发学生的学习兴趣,增强课程的教学效果,促进课程教学发展。
一、多媒体在《生命科学导论》课程中的应用
生命科学导论课程涉及了植物学、动物学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、生态学及现代、生物技术等众多的学科和内容,涵盖的信息容量大、知识更新速度快、综合性强[3]。作为一门全校通识类的选修课程,《生命科学导论》所面向的是全校不同专业的学生,不同专业学生对生物学的知识具有不同的实际需求,教学过程中需要兼顾不同专业学生之间的基础差异性,因此在授课时针对不同专业的学生提供不同深度的教学内容。目前的多媒体教学的最主要方式体现在PPT教学,与传统的板书教学相比,PPT具有图文并茂,便于讲解和记忆的优点,对于生物专业知识接触较少的工科和文科专业的学生在学习非专业知识时也可以节省很多精力[5]。采用PPT进行授课,可以将学生的精力集中在听课而非记笔记上,提高了教学的效果,同时也方便学生在后期随时进行查阅和回忆之前的课程内容。对于有一定生物基础知识的农科和理科学生,具有一定生命科学相关基础的学生,应当适当地增加一些知识的深度,需要对基础的知识点进行讲解的基础上引入一些新的技术和研究,激发学生对于生命科学领域进一步进行探索和了解的欲望。然而,PPT的平面图像对于一些较为抽象和复杂的技术原理无法很好的进行展现,可能会增加学生的学习负担,丧失学习兴趣。教学动画在国外生物方面的课程中已有不错的发展,许多优秀的教材中附带有大量的与教学内容相关的动画,同时一些研究者也渐渐开始在论文中利用动画或者影像来更为直观地表述自己的结论,或是将制作的动画或影像连接到自身的主页上,帮助其他研究者进行了解[4]。在常规的平面图像中,筛选、引用和制作生命科学导论相关的教学动画可以帮助学生更好地了解和吸纳教学内容,提高教学质量。此外,目前国内外媒体制作了许多精美的纪录片,比如中央电视台制作发行的《森林之歌》系列、英国广播公司(BBC)制作的《生命》系列、美国公共电视网(PBS)制作的《自然》系列等,这些纪录片或介绍了自然生态的伟大,或展现了生命的神奇,或介绍了快速发展的新兴技术,均可以与专题内容相结合。通过观看纪录片,学生可以更直观地去了解新的研究进展,提升学生的兴趣,拓展学生的视野。
二、多媒体在教学中应用的优势
多媒体的应用在《生命科学导论》的教学中具有很大的优势。随着科技的发展,越来越多的课堂脱离了原先的板书模式,授课模式逐渐由文字化走向图像化,而图像化也开始脱离原先静态的模式,走向动态。例如,在进行动物免疫系统的介绍时,仅用文字配合图片的讲解的时候,对于有一定生物学基础的学生来说或许较易于接受,但是对于一些文科类的学生,较多专业信息的涌入和单一的过程示意图很容易使他们失去学习的兴趣,而如果将各类免疫细胞,如T细胞、白细胞、巨噬细胞等免疫细胞用卡通的形象描述出来,表述成为人体内的士兵,将免疫细胞对病原体进行防御的过程用动画表述出来。短短的几分钟的动画就可以将原先枯燥乏味的原理化虚为实,帮助学生对于人体的免疫系统有了一个简单的了解。鲁迅先生曾说:“用活动电影来教学生,一定比教员的讲义好,将来恐怕要变成这样的。”在《生命科学导论》的教学中,纪录片的应用也是如此,特别是在生态环境方面的介绍中,由于课堂的局限性,许多学生对于生态环境的接触仅仅限制在了书本上的介绍,在对“生命多样性”一章进行讲解之时,文字和数据大段地标示出了目前生物多样性所面临的严重威胁,对于不少学生来说,因为没有切身的体会,很难感受到这些数据的冲击性。由于生态环境问题的日益严重,许多国家都制作了精美的纪录片向公众展示保护环境的重要性,对于学生来说,在进行教学的时候适当地引入这些纪录片比单纯的罗列数字更能够让他们理解环境保护的意义。例如《最孤独的动物》这部纪录片,表述了包括孤独乔治在内的若干种已灭绝或濒临灭绝的生物的困境,这些生物的日常生活、生存环境以及那些为保护他们而努力的生物学家的工作都通过摄像机直观地展现在了学生面前。引发他们的思考和对环境保护的意识。此外,生命科学作为21世纪的领军学科之一,其发展日新月异,通过书本进行知识传播的更新频率有限,学生无法通过书本的学习了解到新兴研究的发展。多媒体则不同,新的信息影响可以通过网络和电视平台进行传播,将其适当地引入到课堂中,不仅丰富了学生的知识储备,也扩展了教学内容。
三、多媒体在教学应用中的弊端
虽然多媒体在教学中的应用优势明显,但是仍然存在一些不足。首先是幻灯片、动画等影像的使用,其原始目的是使学生能够将精力集中在听课而非记笔记上面,但是也会导致部分学生上课不认真,在课堂上不去记录笔记和听课,下课后直接拷贝课件,这反而失去了学习的积极性。其次,过多地引入动画和视频有可能分散学生的注意力,让学生有一种走马观花的感觉,相较于文字,影像固然更能够吸引学生的注意力,然而学生会存在抓不住重点,难以对影片中的专业知识点进行归纳总结的状况。导致无法达到教学目的,教学质量反而下降的情况[4]。同时,引入影像进行教学有可能会使学生忽视了教师的主导地位[6]。在课堂上,教师的主要工作是引导学生去理解和吸纳新的知识信息,多媒体作为一个辅助工具,应该起到帮助学生理解、掌握知识的目的,但是并不应该取代教师的作用。若是教师过于依赖于多媒体的帮助,反而会丧失了其在课堂中的主导地位,导致无法正常地与学生进行交流,从而致使无法完成教学目标。
四、结论
综上所述,在进行《生命科学导论》的教学中,适当地引入多媒体形式的教学更有助于学生学习和理解生命科学知识以及熟悉生命科学技术。相较于传统的板书模式,多媒体的应用可以帮助学生更好地理解所需接受的知识,调动学生的学习积极性,提升教学质量。然而,凡事有利则有弊,过多地引入多媒体动画、影像等资源则容易使学生失掉重点,在学习理解上存在偏差。而教师如果过度地依赖于多媒体,则会导致无法进行正常的教学活动,丧失其在课堂上原有的主导地位,多媒体的应用反而会带来负面的效果。因此在使用多媒体教学的时候应该遵循适度原则,教师应当及时地帮助学生进行归纳总结,从而保证教学质量,提高教学效率。
参考文献:
[1]李娜,毛永强.“生命科学导论”公选课的教学改革初探[J].长春理工大学学报,2011,(10):120-1.
[2]李遂焰,吴坚,李萍.生命科学导论课程建设与教学改革的几点体会[J].教育教学论坛,2014,(29):94-5.
[3]陈阿琴,陶贤继,刘其根,等.关于生命科学导论课程教学改革的思考[J].教育教学论坛,2013,(06):42-3.
[4]厉建中,胡振林,邱磊,等.多媒体在专业课《基因工程药学》教学中的应用[J].陕西教育(高教版),2009,(10):333.
[5]高勇,陈建民,王汉林.多媒体动画在基因工程教学中的应用[J].教育研究,2015,25(2).
【关键词】人格魅力 道德品格 敬业精神
教师的个人教学魅力在课堂教学中的作用是毋庸置疑的,很多学生因为喜欢某个教师因而喜欢上了某个学科进一步热爱课堂热爱学习,这种例子不胜枚举。可是,教师毕竟也是很辛苦的工作,很多人只是把它当做一个职业,课堂流于形式,教学缺乏热情,所以也有越来越多的学生不喜欢上课不喜欢学习。笔者认为,教师要像重视提升专业素质那样注重个人教学魅力的提高,热爱生活、热爱学生,以自己创造性的劳动,把每一节课都打造成精品课堂。
一 优良的道德品格是教师教学魅力的保证
在个人品质中,道德品质无疑是最重要的因素。教师要在政治思想、个人品德、价值观念、行为习惯等方面,为学生树立榜样,要求学生做到的,自己首先做到,要知行统一。教师要求学生树立远大理想,自己却不求上进,做一天和尚撞一天钟;要学生诚实守信,自己却极其虚伪;要求学生遵纪守法,自己却迟到早退;这样学生就会怀疑教师的人格和修养,会对教师的教育表示怀疑,对工作认真负责的教师才会赢得学生的尊重,进而信服你的教育。俄国教育家乌申斯基说:“在教育工作中一切都将建立在教师人格的基础上。只有从教师人格的源泉中才能涌现出教育的力量。”所以教师在注重自己专业素质提高的同时,也要严格要求自己,注重自己道德品质的提升。
二 良好的个性特征有助于提升教师的教学魅力
富有人格魅力个性的教师,教学具有灵动的生命活力。教育是一种特殊的人际交往活动,是以灵魂来塑造灵魂的劳动,是生命与生命的对话。教育是心灵沟通,是人格感召,是文化熏陶,是精神引领。说:“老师不在于是一个多么伟大的数学家或文学家,而是老师能给学生以启蒙教育,教他们学会思考问题,然后用他们自己的创造思维去学习,终身去学习。”从中就能看出,教育是一种生命对生命的呼唤。教师热爱生活,富有激情、崇尚自然、情趣盎然、富有美感、理性智慧、风趣幽默,才会有吸引力,才会为学生所喜欢。因此,富有生命活力应当是当代教师人格发展的价值取向。
三 扎实的专业知识是教师教学魅力的基础
当今世界科学技术突飞猛进,知识更新换代异常迅速。教师必须善于接受和消化新观念、新知识,认真钻研业务,不断提高自身素质,积极探索教学方法和教学艺术,活跃课堂气氛,激发学生学习兴趣,教师必须勤奋好学、孜孜不倦,努力做到学识渊博、业务精良,既要有精深的专业知识、广博的相关知识,还要有坚实的理论功底和较强的业务能力。只有这样,教师讲起课来才能深入浅出、旁征博引、成竹在胸、得心应手,才能让学生产生敬重感,自觉自愿地接受教育和指导。
四 对学生的爱是教师人格魅力的灵魂
“感人者,莫过人情”。感情是力量的基础,从教育心理学的角度出发,情感在学习过程中起着十分重要的作用,它是信念的催化剂,热爱学生,尊重学生,信任学生,严格要求学生是教师道德威信形成的根本保证,只有以美好的感情、崇高的道德去关爱学生,才会激发学生积极向上的力量,受到学生的尊敬与爱戴。只有发自内心的真情实感去打动学生,感染学生,学生才会在情感上与教师产生共鸣,才会“亲其师,信其道”。对学生要了解他们的爱好、才能、个性特点和精神世界,并一视同仁,把每个学生视为自己的孩子,让每个孩子都能享受到教师的阳光雨露,把课堂变成心灵交流的家园,引导学生认识自我、发现自我、完善自我、超越自我,和学生一起创造教育的辉煌。
五 执着的敬业精神是教师人格魅力的体现
一、善于倾听 张扬个性
教师要俯下身子,认真倾听来自学生的想法,关注孩子的需求,从孩子的发言中寻找闪光点与思维的火花,对孩子的想法给予恰当的点拨、回应与指导。
例如:在教学《轴对称图形》一课,在研究我们学过的哪些平面图形是轴对称图形时,我为学生安排了学具,其中有长方形、正方形、平行四边形、三角形(部分小组是等腰三角形或一般三角形)、梯形(部分小组的学具是等腰梯形或一般梯形)和圆。在引导学生动手操作后的交流中,引发了如下的辩论。
第一小组说:“我认为长方形、正方形、圆、是轴对称图形,平行四边形、三角形、梯形不是轴对称图形。”小组成员演示给大家看,教师评价说:“讲的似乎有理有据。”
第二小组说:“我们小组认为长方形、正方形和圆是轴对称图形,三角形、梯形也是轴对称图形”接着孩子们举起自己的学具,演示给班上其他同学看。
教师追问:“对于同一个问题出现了不一样的两种想法,看来这是一个很值得研究的问题呢?其他小组对这个问题,还有其他看法吗?”
第三小组接着说:“我们小组觉得,刚才的两组发言都不全面,应该说有的三角形和梯形是轴对称图形,有的不是轴对称图形。”
教师又一次追问:“看来,我们问题的焦点都集中在三角形和梯形的形状上,让我们来看看你们小组中的这些三角形和梯形的学具有什么不同的地方?”
接下来,教师在通过展示各小组的学具,学生们不断地修正自己先前的想法,得到了准确的想法,同时还让学生感受到数学的严谨理性之美。
其实在教学中,教师只有用心地倾听着每个孩子的发言,细心辨析其中的富有价值的内容,才能及时地给予孩子富有激励性的评价,引发孩子进行深入的思考,让孩子享受自己思维所带来的快乐,从彼此交流中获得成功,长此以往,学生的个性才能得到充分的释放和张扬。
二、尊重差异 精心设问
学生之间是有差异的,每个孩子由于自己的生活经验或认知能力上的差异,所以孩子思考问题的角度不尽相同,孩子分析问题的能力可能千差万别,这要求教师要尊重孩子的差异,以包容开放的心态,设计富有价值的问题。如何提出有价值的问题呢?有人打比方:“教师的提问就好像往平静的湖面投掷石子,令孩子们的心田泛起阵阵涟漪!让孩子有种不说不行,不说憋得慌的感觉!”
首先,让孩子感到“有话要说”。教师的语言要力求多样,机智幽默,并辅以恰当的肢体语言。例如,提问时可说“关于这个问题,老师想听听你的想法。”、“对于这个同学的疑问,你能帮老师解答吗?”
其次,让孩子感到“有话能说”。多设置一些不同层次的提问。对学习优秀学生要多问“有什么不同想法”的问题。对中等水平学生生应多问“怎么想的?为什么?”之类的问题。对后进学生要多问“是什么”问题。通过形式多样的提问,引导全体学生积极参与进来,进行思考,让不同的学生都有展示自己的机会,根据他们的需要,设计符合他们学习水平特点的问题,让他们感到有话能说,激发学生的积极性,感受成功的喜悦。
另外,还要更要讲究一些提问的技巧,具体是:
1.给孩子多一份笑容。教师是向学生心里播撒阳光的人,对待学生多一份笑容与从容,孩子定会换你一份惊喜。提问是与学生交流沟通的一种方式,不是问难学生,更不能动不动就训斥、责备学生。老师提问时应该面带微笑、用信任与鼓励的眼神,来消除学生的恐惧,不断增强学生的信心。
2.给孩子多一份等待。等待是教师不可缺少的一种情怀,更应该成为教师的一种习惯!在课堂上我们要做到“目中有人”,以生为本,要多一份等待的情怀。对自己提出的问题,要留出一定的给孩子思考的时间。孩子一时回答不出的问题,教师不要表现出急躁的情绪,或者不停地变换问题的表达方法。可以从不同的角度进行启发引导,教师要保护孩子的自尊心,尽量让孩子体面地坐下。
三、有效评价 启发思维
课堂上教师的评价语言,要做到准确、恰当,富有启发性。
1.教师评价语言要拿捏准确。在对学生的发言、课堂练习的评价方面要做到自己心中有谱,围绕本节课的教学目标,明确什么是对的,什么是错误的;什么样的解法是好的,什么是不好的,要了然于胸。只有教师更熟悉教材、学生的特点,才能对课堂上学生的反应给以准确的评价,做到有的放矢。
本书是一部数学家的访谈录,收录了新加坡国立大学数学科学研究所38位杰出的数学家和数学科学家的专访。这些访谈录最早发表于2003-2009年研究所的时事通讯,它们生动有趣,富有洞察力地让读者看到对数学的热情驱动着世界上最具有创造力的头脑投入到当今纯数学、统计学、经济学、工程学等研究领域。
全书共37章:1.Bela Bollobas:图像极值和随机性;2.Leonid Bunimovich:稳定的岛屿,混沌的海洋;3.Tony Fan-Cheong Chan(陈繁昌):为科学的女皇服务;4.Sun-Yung Alice Chang:共形分析学家;5.Jennifer Tour Chayes:基础研究,看不见的回报;6.Carl De Boor:与样条函数齐飞;7.Persi Diaconis:魔术和数学的魅力;8.David Dnoho:稀疏数据,美丽心灵;9.Robert F. Engle:诺贝尔奖之门;10.Hans Follmer:有效市场,随机路线;11.Avner Friedman:控制领域的数学家;12.Roe Goodman:数学,音乐,大师;13.Bryan T. Grenfell:病毒的苦难,传染病模型;14.Takeyuki Hida:布朗运动,白噪声;15.Roger Howe:杰出的李群理论家;16.Wilfrid Kendall:与随机性共舞;17.Lawrence Klein:四季的经济学家;18.Brain E. Launder:湍流的建模和控制;19.Fanghua Lin:变革,过渡,偏微分方程;20.Pao Chuen Lui:国防科学;21.Eric Maskin:博弈论的大师;22.Eduardo Massad:传染病,疫苗,模型;23.Daniel Mcfadden:选择模式,最大化优先权;24.Keith Moffatt:磁流体力学的魅力;25.Stanley Osher:有棱边的数学家;26.Doug Roble:计算机视觉,数字魔术;27.Ron Shamir:解开基因之谜,探究疾病之理;28.Albert Nikolaevich Shiryaev:站在巨人的肩膀之上;29.David O. Siegmund:变换点,因果分析;30.Theodore Slaman和W. Hugh Woodin:逻辑和数学;31.Terry Speed:基因捕手;32.Charles Stein:不变量,直接的和“虚假的”;33.Gilbert Strang:应用数学正在改变的面貌;34.Eitan Tadmor:计算数学魅力之禅;35.Michael Todd:最优化,内部的观点;36.Sergio Verdu:无线通信,在Shannon的极限上;37.Michael S. Waterman:把数学融入基因。
本书可作为研究数学历史研究人员的参考书籍,同时适合于立志于从事科研事业的学生和刚刚涉足科研的人员阅读。
陈涛,博士生
(中国传媒大学理学院)
【摘要】 在学科专业教学过程中,“发展式”教学理念突出阐明素质教育的迫切性和可行性,着重诠释以专业素养为目的的教育内涵,探讨针对学科教学实践的新颖性创建,提倡教师教学符合人本思想,接纳和认同教学活动的思想性对培养学生主体意识和创造性思维起到关键作用;改变教学模式对于教师的专业修养、专业自觉和角色转换方面提出新的挑战。“发展式”理念兼顾师生双方共同发展,相互影响,从新型教学模式中受益。该理念既高度概括专业教育发展的目标和方向,又蕴含于教学细节的方方面面,但仍然需要在教育理论实践中加以完善,并需要教育研究工作者和广大师生给予首肯和关注。
【关键词】 教育理念;发展式;学科专业教学;生命学科;素质教育
【中图分类号】 G642
【文献标志码】 A 文章编号:
教育理念日益成为高等教育发展的源动力。国外比较盛行的教育理念有全球式教育(Global education)理念、人本式教育(Humanistic Education)理念、通识式教育(General Education)理念(素质教育/博雅教育)以及自由式教育(Freedom education)理念,等等。走到今天,成功的教育已经不局限于塑造教育本身如何发达先进,而在于能否激发受众的潜意识,以强化社会责任,提升生存质量,推动社会发展。就我国现阶段学科专业教育而言,上述理念充满了理想主义至上的多元内涵,可能不适合照搬过来,基于此,我们尝试一种“发展式”教育(Developmental Education)理念,期望能指导诸如生命学科等专业教学的具体实践。
1“发展式”教育理念的渊源和内涵
一般而言,教育理念凝聚了教育研究工作者的理性思考,也反映了不同时代的教育追求和主张。作为教育实践的指导理论,教育理念既需要坚守,又需要创新,二者不可偏废[1]。目前,除了通识教育理念[2]被普遍采用以外,世界一流大学大都秉承其独特的办学理念。例如,耶鲁大学一直坚持自由教育理念:传承和发展知识,保护自由探究和言论自由,培养领导者和有思想的公民,开发人类的潜能,为周围的世界提供实现人类进步的机会[3]。柏林大学“研究与教学相统一”的理念在于它将研究融入到教育过程中,使其成为人才培养的基本途径[4]。剑桥大学坚持奉行自由教育理念,强调对学生进行理性训练和人格塑造,将获得知识和发展智慧作为唯一和最高目的,倡导原创性研究,提倡厚积而薄发,反对急功近利的教育功利主义。注重培养“绅士”;人文关怀与学风严谨并举;鼓励学生尽早介入科研;强化服务社会的职能[5]。此外,美国人本主义心理学家卡尔?罗杰斯提出的一种“以学生为中心”教育理念,体现了人本主义心理学的原理,符合辩证唯物主义的基本原则,也反映了教育学的内在规律,对于当代教育,特别是高等教育的改革实践具有一定的指导意义[6]。
“发展式”教育理念最早起源于瑞士心理学家、生物学家和哲学家皮亚杰.让(1896~1980)的“发生认识论”。皮亚杰的具体研究方法和技术是其独树一帜的“临床法”,认为教育是一个不断“扬弃”的过程。受其启发,“发展式”教育理念首次从受众角度审视教育架构,强调教育模式的可塑性,教育活动的递进性、操控性和改革性,并将“教师专业知识学生”关系改进为“教师学生思想专业素质”的新型关系。该理念将专业教育目标定位于发展学生专业思维,把教育学生专业满意度和就业行业满意度作为衡量专业教育质量的参考指标。
2生命学科发展历程及其自然推动力
16世纪以前,生命科学处于萌芽时期。从16世纪到20世纪中叶,系统生命科学创立并发展起来,但仍处于“小科学”的发展时期;之后生命科学研究开始转入以实验分析为主线的研究[7]时期。生命科学随着各学科纵横交错发展,进入“大科学” 发展历史阶段。期间DNA双螺旋结构的发现,开创了从分子水平研究生命活动的新纪元。70年代的重组DNA技术更是推动了生命科学发展与应用,使其规模迅速扩大、水平不断提高。我国生命科学发展多半是在20世纪80年代以后,特别是90年代末期进步最快,如参加国际性大科学工程“人类基因组计划”属结构基因组学研究。目前,系统生物学方兴未艾,它是后基因组时代的新秀,与基因组学、蛋白质组学等各种“组学(Omics)”的不同之处在于,它是一门整合型大科学。美国科学家莱诺伊?胡德 (Leroy Hood)认为,系统生物学正是在基因组学、蛋白质组学等新型大科学发展的基础上,孕育的高通量生物技术和生物信息技术,它的诞生进一步提升了后基因组时代的生命科学研究能力,因此,“系统生物学将是21世纪医学和生物学的核心驱动力”。总体而言,当代生命科学的显著特点是:分子生物学的突破性成果,使生命科学在自然科学中的位置发生了革命性的变化。
科技进步带动产业发展。生命科学的相关产业(如环保、健康、生物能源等)迅速成为20世纪90年代中期以来的“朝阳产业”之一,一些国家已经率先从中受益。比如,北欧的芬兰总人口520多万,共有约150家生命科技公司,占欧洲生命科技公司总数约7%(芬兰人口仅为欧洲的1%),全国共建有5个生命科技园和工业园,从业人员约1.3万人。在诊断、生物制药、生物材料和工业酶等领域具有较强实力,已成为欧洲生命科技领先的国家。中东的以色列人口约790万,从事生命科学产业的有2.6万人,人均生物技术专利量排名世界第四,仅次于日本、德国和英国。全国拥有700多家生命科学公司,54%的公司是医疗设备公司,其次是生物技术产业门类。我国的生命科学产业化起步较晚,但发展较快。例如,北京市中关村生命科学园是国家级生物医药产业基地,是北京市生物医药研发、中试及产业化的重要基地,已有生命科学研究所、生物芯片国家工程研究中心、国家蛋白质组研发及工程中心等60多家高新技术企业入园发展。前沿性生物产业包括基因工程、细胞工程、酶与发酵工程、组织工程、蛋白质工程、抗体工程、干细胞工程、克隆技术、转基因技术、生物芯片、纳米生物技术、靶向技术、高通量筛选等技术,涵盖于生物医药、生物医学工程、生物农业和现代医疗服务四大领域。显然,生命科学产业已成为我国的战略性新兴产业和经济增长点。
我国生命科学发展的巨大潜力和新兴产业集群的建设,使得专业人才需求与日俱增,生命学科也日益成为各大高校的宠儿。一段时期以来,国内生命科学相关专业高考均出现高分录取现象。不断合并、升级、扩大规模的地方高校,也乐于设置这样的专业以争取更多的生源。据统计,2000~2006年,国内高校生物科学专业从130个增加到221个;生物技术专业从122个增长248个;生物工程专业从105个增长到234个。生物学类本科专业办学点共增长了91%。这些“应激性”举措虽然壮大了我国生物行业实力,但也凸显盲目性和缺乏可持续性。
整体上,我国在世界生命科学研究领域已经拥有了一席之地。2010年美国《科学》杂志评选的年度世界十大科技突破,其中有2项来自我国。然而,21世纪我们要解决的如人口、环境、粮食、能源、健康等世界性的难题都已经迫在眉睫。清华大学生命学院院长施一公教授坦言,他们无论是细胞生物学、生物化学,微生物学、分子生物学都是最优秀的一批教师在讲课;课程和国际接轨,一般都使用英文原版教材;不仅重视对学生讲课的环节,而且为本科生提供很多和美国、西欧、日本等一些国际大师级教授交流的机会。他们学院每年有50~150次高水平的学术讲座,会有相当一批本科生在大三阶段接触到生命科学尖端研究。言谈中,一种生命科学教育工作者的历史责任感和使命感呼之欲出。
3“发展式”教育理念指导生命学科的教学实践
生命学科的专业课程包括专业知识学习和专业实践两部分。研究方法目前主要有:(1)观察和描述;(2)生物学实验;(3)生命现象的人工模拟。运用“发展式”理念对于学生专业启蒙教育、专业素养形成和专业实践都会有所建树。
3.1让课堂充满生命专业情趣
时下有句广告“我的地盘儿我做主”。课堂是老师的地盘儿?还是学生的地盘儿呢?学生欢迎什么样的课堂呢?经过调查走访,我们归纳出这样几种类型的课堂:(1)开放式;(2)趣味性;(3)学术型;(4)亲和型。“发展式”理念认为,课堂教学的根本任务就是落实学生的主体性(包括主动性、自主性和创造性),因此,教师需要整合上述课堂类型,并调整心态,转变课堂角色,激发学生学习兴趣,培养学生主体性思维习惯方式。学生参与课堂交流,会经历一个身心愉悦的过程。英国朗曼出版公司早在1993年出版的《教学即沟通》一书,提出师生交往、沟通的方式影响教学的有效性。
专业思维是专业创新能力的源泉,它萌发于专业感性阶段,多半是由教师课堂专业教学魅力感染的。在课堂教学中,增加展示生命学科研究、发展的历程,也可以让科研成果“现身说法”,例如,功能基因组和蛋白质组的研究为疾病的诊断、治疗和新药研发提供了捷径;干细胞技术将造福于人类面临的心血管疾病、自身免疫性疾病、糖尿病、恶性肿瘤等疾病的治疗;纳米产品在疾病预防、疾病治疗、修复和改善组织功能方面前景广阔等,以拓宽学生学科专业视野。此外,针对领域内伪劣产品个案,如“假蛋白”、“毒疫苗”事件,以及社会敏感问题如“三氯氰胺”、“瘦肉精”、“转基因食品”、“速生鸡”、“白酒塑化剂”等展开讨论,以提高学生明辨是非的能力,增强社会责任感。
大学生课堂学习行为是影响本科教学质量的重要因素之一[8]。清华学生自我报告从未在课堂上发言或参与讨论的学生比例为 33. 6%,而在美国同类院校该比例仅为 5%;相反,接近60% 的美国学生自我报告说自己在课堂上“经常”甚至“非常经常”提问并参与讨论,而该比例在清华大学仅占12.3% [9]。大学生课堂沉默存在于思维、情感和行为三个层面,从教师角度反思该现象主要是由于:教师人格魅力缺乏(条件性因素);教师对学生“生命全域”关注不足(观念性因素);教师疏于教学艺术研究(技术性因素);师生关系疏离(人际因素)[10]。心理学研究表明,大学生在民主、和谐的环境中学习,易于解放思想,敢于推陈出新,自觉养成创新的意识与习惯。在教学过程中以问题为载体,而不是目的,以发展学生专业素养(专业知识结构和专业学习能力)为主题,师生同台献艺,将枯燥乏味的引经据典上演成生动具体的教学艺术的“圆舞曲”,目的是让学生从认同课堂到接纳课堂,再到向往和期待课堂,如果能做到这一点实在难能可贵。
3.2让教师自身焕发专业魅力
当代大学生心目中的好教师是什么样的?肯定的回答是有师德、有水平、有爱心、懂实践的老师。“发展式”教育理念建议当代教师注重培养人格魅力。教师的人格魅力常常被学生等同于专业魅力而相提并论,因而不容小觑其潜在的感召力。在问卷调查中,绝大多数学生认为,教师的专业修养(专业知识、技能和思想见解)是最受学生关注的因素。其次,教师的责任心、教学风格、专业启发性、教学态度、亦师亦友等也是学生关注的焦点[11]。美国教育家舒尔曼(L. S. Shulman)提出教师学科教学知识在专业知识结构中处于核心地位,因此,学科教学知识也日益成为教师专业发展关注的焦点[12]。鉴于学科教学知识的本质特性有缄默性、沟通性、叙事性和价值性[13],教师第一要务是抽丝剥茧、去粗取精地提炼学科内容蕴含的学科价值、传承性和社会生产力要素等知识,与经验相融合,构建起系统的学科知识整体框架;在各个层面规划布局,引导学生把握知识脉络,并在每个知识点内涵方面通过主题活动加以丰富,创建“体面线点”逆序化的认知过程(由感性到理性)。第二,实现对话教学。为弥补学科缄默性,在知识点教学中,运用多元化教学模式培养学生发散型思维。第三,用人文精神唤起责任意识。素质教育特别强调培养学生的人文素质和人文精神。教师首先要拥有人文素质和人文精神,然后才能创造人文环境,运用人文领域的先进理念“春风化雨”般滋润学生心灵,并深刻影响学生未来。第四,教师教研相长,自主专业发展,用业务能力和水平对话学生的身心发展机制。此外,教师还应该重视教材的开发与研究,精选学科特点突出、专业特色丰富、能适应学生认知规律的教材。只有这样,教师才能真正主导构建对话教学,更好地促进大学教育目标的实现[14]。在课堂内容的设置上,还要考虑到相关学科的研究现状和发展动态,注重教学内容的更新和拓展,引入新的科研成果和研究趋势[15],使学生从普遍联系角度领略科学历史进程、成就和未来。
诚然,作为“发展式”教育理念的重要践行者,教师首当其冲地要受到专业自觉、任务细化和角色转换等多重考验。苏联著名的教育家赞科夫(1901~1977)是发展性教学理论的代表人物,著有《教学与发展》、《和教师的谈话》等多篇教育名著。他曾说:“只懂得传授知识,不懂得发展学生思维能力的教师是不完全的教师。”因此,发展学生专业思维胜于专业知识的传授,尤其重要的是对学生正确的世界观、人文修养、责任意识等方面塑造。同时,当发现学生个性(一个实实在在的真我)与主体性意识(包括主动性、自主性和创造性)相背离时,应当引导学生将两者统一起来。
3.3生命学科的专业实践注重创造力培养
一份调查问卷表明学生对于目前的专业实践并不满意,普遍反映:实践量不足;形式单一;针对性不够;等等。2003年前后,大学生科研训练计划 ( Student Research Training, SRT)在全国部分高校陆续开展起来,它是大学生设计的一种项目资助计划,学生在导师指导下独立完成项目研究工作,可以是实验或调查等多种研究形式。国际知名大学如哈佛大学从一年级开始就有意识增加学生的研究机会,鼓励学生在教师指导下从事研究项目,并帮助学生过渡到独立的研究项目。具体做法有两种:一种是学生以研究助理身份参与以教师为主的研究小组;另一种是学生提出原创方案,申请研究资金支持。美国休斯顿大学要求本科SRT学生至少参加一次研究生研讨会,为今后的研究生学习做准备。麻省理工学院提出本科生在大学四年期间每个人都要有实践和研究的体验。与国外相比,我国的实践资源较为紧张和匮乏,为摆脱资源性制约窘境,多鼓励校内实践设计。最简单的专业实践,如学期初组建学生科研小组,确定一个简单的科研“项目”,通过教师辅导,学生从查阅文献资料、设计技术路线、提交可行性报告到遴选实验材料、实际操作再到“结题”验收。通过学生自己独立设计、自行论证等主体性实践方式,可以提高学生文献检索、信息处理、知识运用和交流表达等综合能力。“发展式”理念下的专业实践主张为学生提供反复实践的可能。只有实践空间拓宽了,内涵丰富了,学生主体性发展才能水到渠成。
4结语
教育理念创新一般基于四种初衷,即基于本质、基于价值、基于经验和基于未来[16]。教育受众是社会福祉的贡献者和享有者,正是基于本质,“发展式”教育理念旨在唤起社会从“关注教育现象”转向“关注教育对象”――群体目标的个体塑造,是现代教育观念的理性回归和人文思想质的飞跃。教育关乎国家命运和未来。正是基于未来,从历史唯物主义到实践唯物主义,“发展式”教育理念期待教育思潮隐去喧嚣和浮躁,让工作者居安思危,未雨绸缪,用审慎眼光考量教育实践的过程属性和过程价值[17]。根据教育多元化问题的复杂性,所以, “发展式”教育理念的实践将不可回避地经历一个长期曲折的嬗变过程。
【参考文献】
[1]杨兴林,马 丁. 教育理念的坚守与创新同等重要[J].现代教育管理,2011,6:1-4.
[2]赵 强, 郑宝锦. 哈佛大学通识教育理念的嬗变[J]. 湖北大学学报(哲学社会科学版),2010,11:114-117.
[3]张 旺. 自由教育理念成就世界一流大学[J]. 比较教育研究,2006,5:47-50.
[4]别敦荣,李连梅. 柏林大学的发展历程,教育理念及其启示[J].复旦教育论坛,2010, 8(6): 8-15.
[5]别敦荣,隆芳敏.剑桥大学的发展历程、教育理念及启示[J].现代大学教育,2011,4:36-41,56.
[6]李嘉曾.“以学生为中心”教育理念的理论意义与实践启示[J].中国大学教学,2008,4:54-56.
[7]加兰.E.艾伦.20世纪的生命科学史(剑桥科学史丛书)[M].复旦大学出版社,1999:35-36.
[8]王娟娟, 李华. 大学生课堂学习行为的研究[J]. 高教论坛, 2010 ,7,21-25.
[9]罗燕, 史静圜, 涂东波. 清华大学本科教育学情调查报告[J]. 清华大学学报, 2009, 30( 5) : 4- 71.
[10]滕明兰. 大学生课堂沉默的教师因素[J].2009,180(4),146-148.
[11]关桓达.大学教师形象期望的实证分析[J]. 2011年第2期.77-80.
[12]郑志辉.引领教师专业发展学科教学知识再探[J].中国教育学刊, 2010.03.50-53.
[13]方菲菲, 卢正芝.学科教学知识的发展及其启示[J].教育探索,2008, 207(9):55-56.
[14]胡弼成, 陈小伟,对话―理解:大学教育的本真意蕴[J].教育研究, 2010, 367(8):49-52.
[15]李俊卿. 提高课堂教学质量 培养大学生的创新能力[].中国大学教学,2010, 1,56-58.
关键词 生物;新课标教材;科学家访谈
在人民教育出版社出版编著的普通高中课程标准实验教科书《生物》中,3册必修教材中都分别编写了“科学家访谈”的教学内容,都是以“科学家访谈”为3个模块的开篇,这是对传统教科书的绪论(或前言)的突破,学什么,为什么学,怎样学,尽在其中。这是人教版教材在编写上的一次创新,也是新课标教材中的一个亮点,阐明了3位科学家在生命科学领域研究中取得的巨大成就,是见人,见事,见精神;有知识,有过程,有殷殷的嘱托。本文对必修模块“分子与细胞”中“探索生物大分子的奥秘”、“遗传与进化”中“我赞叹生命的美丽”、“稳态与环境”中“生物与环境是一个统一的整体”的教材特点以及教学要点进行解读,提供给广大读者。
1 教材特点分析
分别对来自同一生命领域的3位科学家进行采访,在被采访的3位科学家中,以一问一答的形式出现在教材中,并配有3位科学家的彩色照片和研究成果。在“我最想对高中生说的话”内容中,都有3位科学家的亲笔签名,反映了教材内容全部是真实的,提高了教学内容的可信度,也是我国3位科学家在生命领域的重大研究成果的真实写照。这3位科学家在研究领略中的闪光点,就成为教材编著的切入点,这是3册必修教材在编写上的共同特点。
1.1 访谈Ⅰ:探索生物大分子的奥秘
该访谈与必修模块“分子与细胞”联系,体现了科学家的研究内容与本模块的教学内容正相关。以“我发现许多生命科学的问题,都要到细胞中寻找答案,而对细胞生命活动规律的阐明,又必须建立在阐明生物大分子结构和功能的基础上”,而切入本模块的主题“分子与细胞”,也揭示了生命科学的微观发展方向(分子水平)。邹院士的工作与生物大分子蛋白质有关,蛋白质是生物体特有的生物大分子,人工合成蛋白质分子是在世界上没有先例的,如果研究成功,则会打破生物界与非生物界的严格界线。邹院士是这项工作的主要参与者,高难度的课题在1958年确定。该课题是世界上史无前例的,又具有挑战性和吸引力的工作,在经历了6年极不平凡的岁月,在实验条件差、设备简陋的情况下,取得了一鸣惊人的科学成就,真是功夫不付有心人。我国在1965年向世界宣布,我国科学家在世界上首次人工合成具有生物活性的结晶的牛胰岛素(含有51个氨基酸的蛋白质分子),这标志着我国对生命科学的研究进入了分子水平,也是探索生命起源的重大发现,也标志着我国分子水平的研究进入了一个新的里程碑意义的阶段。邹院士在科学研究中锲而不舍的精神,是现实生活中尤其是学习中值得深思的,为今后的学习和生活及工作树立了榜样。
1.2 访谈Ⅱ:我赞叹生命的美丽
该访谈与必修模块“遗传与进化”联系,体现了科学家研究的内容与本模块的教学内容正相关。同样揭示了生命科学在遗传上的研究属于分子水平,生命与生命的连接点是简洁的,就是有DNA和基因。DNA是存在于生物体内的另一种高分子化合物。生物的遗传,俯拾皆是的生物现象,其中的奥秘都隐藏至深,人类对它的探索之路充满无数的艰难和曲折,而却又那么精彩绝伦,它的奥秘就在DNA上。科学家杨焕明认为:“世界上最美最美的就是生命,我们人类自己也是生命,对于生命的赞美早已融入各国、各民族的文化。”他是研究基因的科学家之一,被《科学美国人》杂志评为2002年度科研领头人,在举世瞩目的“人类基因组计划”的研究中,他成为国际“人类基因组计划”中国协调人。中国承担“人类基因组计划”1%的测序任务,是唯一的发展中国家参与的世界性的科研项目,同时也表明了我国的科学技术跻身于世界先进水平,科学技术具有强大的实力和竞争力,完全显示了我国在世界上的科技地位,也是中国人值得骄傲和自豪的。
1.3 访谈Ⅲ:生物与环境是一个统一的整体
该访谈与必修模块“稳态与环境“相联系,与教学内容正相关。生命科学除了向微观方向(分子水平)发展,还向宏观方向(生态学)发展,科学家孙儒泳院士是生态学方面研究的一位杰出的科学家,长期的科学研究结晶都汇集在《动物生态学原理》一书中,该书是高等学校生态学方面的权威教材。访谈中,谈到他在儿童时期、前苏联留学期间、教学方面、科研方面等鲜为人知的故事,体现了院士一生对生态学方面的研究和执著追求。这位老人在谈到生态学方面要解决人类目前遇到生态学方面的难题时,一针见血地指出人口剧增、环境污染、资源枯竭对可持续发展和人类生存及发展空间所带来的威胁,影响人类与自然和谐发展等方面的课题,还需要得到进一步的研究和解决,这是科学家对年青一代的厚望。
2 重点难点分析
在“科学家访谈”这一教学内容中,没有较高的知识层次要求,让青少年学生了解3位科学家的科研成就及对人类的贡献为教学重点;如何让学生理解科学家的科学精神,以及如何树立科学态度,如何教会学生面对当今的社会环境,做一个对社会有责任感又有紧迫感的年青一代,体验科学家是一个平凡的人,却在不同的研究方面做出不平凡的业绩,青少年学生在今后的学习、生活、工作中将会得到什么样的启迪,这就成为教学的难点。这对教师的教学提出更高的要求,要解决这方面的问题,必须要因人施教,针对学生的实际情况来组织教学。
3 教学方法确定
透过科学家的工作、学习、生活,体验科学家的成就,学习科学家一丝不苟的科学精神,记住3位科学家的忠告:“说话老实,做老实人,办老实事”;“生命是美丽的,探索生命的奥秘一定会使我们的人生更美好,也将使世界更美好”;“韶光易逝,劝君惜取少年时”。这些教诲催赶学生走上探索生命科学的征程,学会做人,学会做事,热爱生命科学,是本内容编排在最前面的目的所在。教材以不同的方位和视角,展示了科学家精彩的人生、精彩的科研旅程和精彩的成就,一问一答的模式,带着问题学习、带着问题探究,是与3册必修模块编排模式一脉相承的。
从3位科学家经历的人生轨迹来看,他们是我国自然科学领域中杰出的代表。事实上,我国还有很多这样的生命科学家,如世界著名的杂交水稻之父袁隆平。我国还有许多遗传学家、植物学家等,这些老一辈的科学家创造了过去的辉煌,为人类作出了贡献,启迪年青一代立志为生命科学的发展、为人类的幸福,继承发扬今天的成就,再创明天的辉煌。
关于教什么的问题,倪胜利在“通识教育:真谛、问题与方法”一文中提出:有价值的知识必然具有转换和生成功能,可以贯通专业知识与整体世界。这种具有桥梁作用的知识在外部世界可以汲取能量和信息,并在其与外界交流的过程中保持不断地生长。人类了解和认识自然的特点和方式远比一些技术上的细节和知识点更为重要,因为这才是获得知识的关键。在生命科学中有许多具有转换和生成功能的知识,在课堂中介绍一些常见的生物材料,从熟悉的知识出发,引入新的知识,引导同学积极思考,总结得到新的知识。例如蜗牛会分泌一些化学物质用于营造保护柔软身体的“蜗居”;分泌粘液帮助它们保持身体的湿润;它还可能会有一些行为帮助自己在自然界中生存和繁衍,吃新鲜的叶片填饱肚子;分泌性激素吸引异性以传宗接代等。在生物个体的生命活动过程中数以万计的各种各样的物质随着生命活动的进行不断地产生,然后或自身消耗掉或为另一些生物所利用。我们人类就经常利用这些生物资源,例如我们在虾、蟹、昆虫、乌贼和真菌中找到了一种广泛存在于自然界被称为壳聚糖生物材料。壳聚糖可以形成动物坚硬的外壳保护它们柔软的身体,并且近年来人们还发现了它具有医疗保健作用,被广泛用于食品医药等领域,成为新兴的生物材料。在课堂上,教师提出一系列问题:壳聚糖是什么样的?它的化学性质如何?它对细胞中的生物化学反应有何作用?在生命的化学活动进行过程中它是怎样影响细胞的代谢和生物体的生命活动的?随后图文并茂地讲解:带有阳离子的壳聚糖,在肠道内可以与脂肪及胆汁酸结合,从而阻断脂肪消化与吸收,因而具有降低中性脂肪及低密度脂蛋白,溶解血栓的作用,在防止动脉硬化及脑中风等方面得以广泛应用。最后请同学们思考壳聚糖为什么有这么多的作用呢?通过壳聚糖功效的发现和对其的利用,引导学生举一反三认识到生物资源是宝贵的,生命是大自然的恩赐,珍惜生命,热爱生活。
二、教学方法
关于如何教的问题,并没有统一的规范,但教育者应在保证教学方法的科学性和教学内容合理性的前提下,打破桎梏,不拘一格地发挥个人魅力,在选题相应的最新技术前沿的背景下,有理论、有历史、有应用,或轻松幽默,或思辨严谨地形成理论高度、历史纵深、学习趣味的有机结合。我们可以学习国外“开放而思辨的教学方式”,但绝不能“邯郸学步”,失去自身的特色。因为中西方文化背景不同,中国教师在课堂上更多地以自己的讲述为主,与学生互动较少;学生则习惯于老师说什么就是什么,或者对于不感兴趣的知识就干脆选择不听、不看、不学习。因此,探索真正适合教师自己并且适合其所教学生的教学方法必须是在实践的基础上,利用现有的理论实践经验摸索出来的,通过实践笔者通常会将以下三种方法结合进行讲授:1.“兴趣是最好的老师。”设计一个引人入胜的话题,让学生去探索和发现知识的乐趣,使他们在课堂上享受精彩知识的同时掌握获取知识的方法,激发其想象和创新欲望,充分调动学生主动学习,提高他们学习知识的积极性。2.“以问题为基础的教学法”(ProblemBasedLearning,PBL)是一种教学方法,它以一系列动态的相关问题为基础,随着学习的进展、新信息的增加而不断发生变化问题来达到确定的学习目标。将学生分为小组来解决这些问题,同时不去要求他们最后获得所谓的正确答案。3.“纪录片教学”帮助学生在专业课程的学习中培养形象性思维。国内外有许多生命科学类通识教育课程适用的优秀纪录片,因其信息量大尤其是非常适合在短时间内让学生系统地了解知识框架,从总体上把握生命科学类知识的产生、发展和分类等宏观内容,又能直观形象地展现生命的奥秘,促进学生学习的兴趣。课堂上使用的纪录片片段得到学生的普遍好评:“课堂上的纪录片让我们经历了一场又一场精彩绝伦的生命之旅,以前我不会知道生命中那么多的事情来之不易,生命的价值难以衡量,大自然中又那么多珍贵的财富可以去撷取,人类的智慧还远没有能够解答所有疑问,但总有一天,我们将了解更多,得到更多的智慧。”信息的发展促进了现代教育技术的发展,使得教育改革既面临前所未有的机遇又面对着巨大的挑战,作为教学改革的重要执行者教师,应该清醒地意识到现代技术的应用必将促使教育界不断发生深层次的变革。教师必须不断更新知识,与时俱进,及时调整自己的知识结构,利用现代化的教学工具增强学生的学习兴趣,促进学生自主学习、自主探索。同时教师必须建立新的教学理念和实践观念,形成新型教学结构和教学模式,体现学生学习主体作用的,而不再实行以“课本、教员、教师”为中心的封闭地传统授课状态,始终走在变革的前列。在生命科学的通识教育教学中,首先要让学生了解通过科学实验的方法进行科学研究是生命科学的重要特征,通过观察、实验设计、收集数据和分析数据等多方面的内容掌握生命科学是行之有效的方法。教会学生用一种或多种感官(包括为提高感官的灵敏度使用诸如如望远镜、光学显微镜和电子显微镜等辅助仪器)来深入观察,并收集有关这个世界的真实、准确的信息,真实地反映出感官所感知的事物或现象。指导学生设计巧妙的实验去验证由现象推测出的科学观点,并在科学探究中,将观察到的现象结果等如实地记录在笔记本上,通过这种方式将科学实验获得的证据或数据保存下来,最后让学生明白除了构思巧妙的实验外,生命科学研究实际上也是由一系列科学研究必不可少的步骤组成的,即如实地记录分类、观察或测量得到的内容和结果,运用数学知识整理、分析、归纳所得数据,进而得出科学家自己的见解,并发现事物的内在规律,之后通过实验报告与他人交流。将生命科学的特征通过历史上生命科学的发展呈现给学生,例如对于自然发生说的“腐肉生蝇”这样中世纪流行的说法进行介绍,说明观察的结果不一定正确,让学生们自己尝试设计实验论证在没有显微镜等设备的情况下如何考证苍蝇是从哪里来。然后讲述历史上的科学实验方法,即雷迪通过自己的仔细观察发现,只有苍蝇在腐肉上产卵后才会发生“腐肉生蛆”的现象。通过雷迪的实验,告诉同学们要解密“腐肉生蛆”还需要经过实验验证。旧问题解决新问题又诞生:雷迪的故事实际上是根据现有证据和实验做出推论,而推论也是有可能出错的,通过设计新的实验可以检验科学观点的正确与否。如何检验呢?历史上的科学家们为我们解答了这个难题,同时向世人证明巧妙地设计实验是生物科学研究中检验推论正确与否的最佳途径。就如雷迪用一个实验检验一项因素并用一个对照实验做比较,即肉和苍蝇接触或肉和苍蝇不接触,就能把不同的结果归因于一项可变的因素。然而科学真理向来有着光明的前景,人们在向着光明前进的过程中却走过不少的弯路,比如许多科学家因为微生物的发现质疑雷迪实验证明的生命不能自然发生这一经过科学实验得出的结论。后来斯巴兰扎尼设计了对照试验,他观察了4组不同加热时间的肉汤在同样的密封条件下微生物的发生情况,经过认真收集实验过程中的各种数据,在分析数据的基础上得出结论,即只要密封肉汤并长时间加热煮沸便能杀灭全部微生物,新的微生物不会自然产生,这个结果进一步论证了生命不会自然发生。然而事实上,当时仍然有许多科学家坚决拥护自然发生说,因为斯巴兰扎尼的实验中盛有肉汤的烧瓶因密封而缺乏了空气这一生命要素。后来为了验证微生物能否自然发生,巴斯德设计了鹅颈状的弯曲的烧瓶盛放肉汤,这种巧妙的设计使肉汤与空气通过弯曲的长颈连通,而又阻止了外界的微生物进入肉汤,最终的实验结果向人们证明了微生物不能自然发生,至此自然发生说才在生命科学的舞台上失去支持者。通过历史故事的讲述和精心设计的教学内容,证明通识教育教学是可以形成理论高度、历史纵深、学习趣味的有机结合的。
三、教师队伍的建设
关键词:作业设计;多样性;合作型;实际性
作业是课堂教学的重要补充和延伸,是学生学习知识、发展思维、培养能力的最经常性的一项实践活动,初中生命科学作业的设计要关注学生的全面发展,提高学生的生命科学素养,作为教师要创造性地使用教材,结合教材的内容,精心设计作业,拓展学生的学习空间,激发学生学习的兴趣和热情。本人结合几年的教学实践谈谈自己的想法。
一、多样性作业形式,让学生产生兴奋点
为了激发学生学习的积极性和主动性,生命科学作业的内容要新鲜有趣,形式上不可单一枯燥,应遵循学生的认知规律,结合教学内容的特点,灵活改变作业的形式,让学生有新鲜的感觉,产生兴奋点、好奇心,以免学生产生厌倦感,从而使学生乐于完成作业。
如,“血液的组成”这一节教学,可以布置学生根据所学知识表演课本剧的作业;学习“微生物”后,让学生学做甜糕或馒头、制作酸奶;学习“医药常识和医疗技术”后,让学生根据家庭成员身体状况,配置家庭医药箱以备不时之需;学习“动物的主要类群”后,分发各种各样动物卡片,让学生给动物们“找家”;学习“人体免疫系统”这一节时,布置“亲子作业”,请学生回家询问父母自己从小到大接种过的各种疫苗;在讲授“我们身边的植物”时,课前让学生拍摄校园和古漪园里的植物。因为只有学生主动参与,他们在课堂上才能学得特别认真。课后又鼓励学生在春游、秋游,去郊外、公园游玩时注意收集素材,学期末开展“我们身边的植物专题摄影展”。通过设计形式多样的作业,激发学生的兴趣,培养学生动手、动脑、想象、思维等多方面的能力,使学生不但喜欢做这样的作业,还喜欢上生命科学课。
二、协同合作型作业让学生在创新中感受团队的力量
合作是当今社会发展的主流,也是学生适应未来社会必不可少的一种素质,在生命科学作业设计时注重合作互助学习,让学生相互切磋,集思广益,取长补短。
学生积极性很高,每个小组的成员都在一起积极地交流讨论,对于知识点,有的组继续深入挖掘,查阅、补充相关资料,有的组则重新思考、整合。对于人员安排,有的整体创意,有的安排道具,有的查资料,有的画画,分工合作意识很强。每个学生快乐地参与,在认真听取其他小组汇报时同学们适时地给予鼓掌,在不知不觉中学生积极主动地获取了知识,最后教师组织学生进行适当的点评。在分工与合作过程中充分体现学生的自我价值,同时让学生意识到一个人的力量是有限的,只有团队的力量才能创造出更多的智慧。
三、联系实际性作业让学生在实践中认识知识的价值
学生在学校学到的东西,只有与丰富的生活实践相结合,才能变得鲜活起来,只有经过自己的亲身实践,知识才会变得丰满、深刻。在作业设计时要更多地关注学生的生活实际,充分利用学校、家庭和社会等教育资源,让学生将课堂中获取的知识与能力应用于生活实践。
在学习“水质的简易测定和不同水质对水生小动物的影响”后,课后让学生实地考察家乡南翔镇一些河道的水质情况,通过采集水样,对河道水质进行简单理化指标的测定,一段时间的连续观察后发现部分河道水质黑臭,生活在河里的一些生物受到影响,主要原因是工厂废弃物的排放、河道的不通畅、生活污水的排放等,最后学生撰写了一份相关的水质报告。在课堂交流汇报时,学生提出了“保护环境,让南翔的水更清”的倡议,并探讨了该如何投入到整治河道黑臭的行列中去,课后把学生的倡议书通过学校橱窗向全校师生展示,向相关部门递交了水质报告,反映了情况,使学生获得了成功的喜悦,增强了社会责任感。
四、创境留疑型作业为学生进一步探究留下空间
初中生命科学自有它独特的魅力,注重培养学生的观察能力,实验动手能力和思维能力等,作为教师应努力为学生创设主动探究的空间,从学生的兴趣和生活体验出发,联系生活、社会热点等提出问题。
教师还可利用好教材资源中的“活动园地、实验与实践”等,设计一些以学生主动探索、实验、思考与合作为主的探索性作业,使学生在活动中成为一个问题的探索者。例如,寻找我们身边的外来入侵物种、测量学校绿化的覆盖率、调查居民小区的垃圾收集方法等。学生在探究活动中积极投入、亲身体验和主动探究,培养了社会责任感、创新精神和实践能力。
作业设计是教育者完整教学过程中必不可少的一环,是教学思想与教育机制的体现,作业的设计要着眼于学生的终身发展。所以,作为生命科学教师,要精心设计符合学生实际,更好地辅佐、服务于课堂教学的作业,让作业真正成为学生学习知识、快乐实践和创新的园地,成为学生终身发展的阶梯。
参考文献:
[1]上海市教育委员会.上海市中学生命科学课程标准(试行稿).上海教育出版社,2004.
关键词:蛋白质化学;课程体系;专业选修
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)04-0219-03
一、开设《蛋白质化学》课程的重要性
21世纪是生命科学的世纪,生命科学的研究中,蛋白质科学的研究是热点和前沿。2001年,人类基因组草图由两个独立机构描绘出来,分别发表在《科学》杂志和《自然》杂志上,截止到2005年,人类基因组计划的测序工作也已经基本完成。然而,科学家们很快发现,人类基因组测序工作的完成,并不意味着生命科学研究的终点,相反,一个更具挑战性的任务放在每一位生命科学工作者的面前:了解基因的功能,即所谓功能基因组学。而蛋白质组学则是功能基因组学的重要研究领域,欲进行蛋白质组学的研究,了解蛋白质化学的相关知识和实验手段是前提和基础。目前,各大高校在生命科学学院基本都开设了《生物化学》必修课程,该课程阐述了蛋白质的相关基本知识,然而,对于从事蛋白质相关的创新性实验研究以及有志于今后从事蛋白质研究的学生来说,《生物化学》课程对蛋白质知识的讲授满足不了科研的需求,因此,在本科高年级进行《蛋白质化学》的授课是非常必要和迫切的。
二、《蛋白质化学》教学体系初探
目前,开设《蛋白质化学》课程的高校并不多,开设了这门课的高校,其教学体系也各有侧重,这主要是由于《蛋白质化学》课程的特点是内容多、难度大、更新快。立足于上海大学短学期制的教学实际,想要在短短十周内覆盖蛋白质化学的所有内容是不切实际的,因此,笔者对这门课程的体系设置所采取的总体指导方针是:立足基础、把握重点、推陈出新和结合实际。具体课程体系安排如下:
1.蛋白质的结构。这部分内容又分为两部分:蛋白质结构的理论篇和方法篇。理论篇中,主要对《生物化学》课程蛋白质结构的相关内容进行复习和提升。之所以要复习提高这部分内容,是因为蛋白质结构的相关知识是所有蛋白质研究的起点和基础,无论是分离纯化还是分析鉴定,又或者是研究蛋白质的相互作用,都需要这部分知识的牢固掌握,因此,对这部分基础内容,笔者认为,需要不遗余力地强化和巩固。而在教学中,笔者也发现,学生对这部分基础内容的掌握确实不够扎实,从氨基酸的英文三字母缩写,氨基酸在缓冲溶液中的带电性质,到二十种氨基酸对二级结构的贡献等,都需要强化记忆。在方法篇中,主要介绍蛋白质结构的研究方法,包括一级结构的研究方法和高级结构的研究方法。蛋白质一级结构的研究方法除了经典的Edman降解法之外,还有目前科研常用的质谱法,这两种都是直接测序的方法,另外介绍了更高效的间接测序法:基因测序法,也称重组cDNA技术,即由重组cDNA的序列倒推氨基酸序列。通过蛋白质一级结构的最新研究方法的介绍,使学生直接感受到科技的进步,激发学习的热情。蛋白质高级结构的研究最有效的两种手段是X射线衍射和核磁共振法,这两种方法的适用对象不同,也各有其优缺点。除此之外,对结构已知的蛋白质进行研究时,也可能会用到一些蛋白质结构的研究手段,如圆二色光谱(CD),主要用来研究缓冲环境、配体、离子等对蛋白质二级结构的细微影响。掌握这些内容,对于学生今后从事这方面的研究打下了良好的基础。另一方面,对已知结构的蛋白质结构信息的有效搜索和了解,对该蛋白的深入研究有很好的辅助作用,因此,对蛋白质数据库的了解和使用,就显得尤为重要。丰富便利的网络资源让蛋白质数据库的接近不再困难,如何有效查找相关信息成为学生的必修功课。我们向学生推荐了国际上最完整的也是最常用的蛋白质结构数据库:PDB数据库,包含了约7万个生物大分子的三维结构信息,信息量丰富且查找方便,是蛋白质研究者的利器。PDB数据库中的蛋白质信息可以下载并进行脱网研究和分析,这就需要一款可以查看和分析蛋白质结构的软件,Rasmol软件满足了这种需求。Rasmol软件是一款免费的小巧软件,却可以达到准专业级的水平。对于普通从事蛋白质研究的人员来说,这款软件是非常实用的。我们在课程中向同学们介绍了这款软件,也深得同学的喜爱和赞赏。
2.蛋白质研究的常用手段和方法。在对蛋白质结构知识掌握的基础上,教学进入下一个非常实用的环节:蛋白质研究的常用手段和方法。这部分内容也可粗分为两大块:蛋白质的分离纯化方法和分析鉴定方法。在蛋白质研究的常用手段和方法中,首先应该掌握的是蛋白质的分离纯化方法,它们是研究蛋白质的必备武器。这部分内容非常丰富,我们重点介绍了两大手段:聚丙烯酰胺凝胶电泳和蛋白质层析。电泳是生物化学实验中常用的实验方法,它既可用于核酸的分离分析,亦可用于蛋白质的分离鉴定。在了解基本的电泳原理的基础之上,明确各种电泳方法适用的对象以及各种形式的电泳所能够起到的效果就成了教学的重点和难点。蛋白质层析也包括了一系列的层析方法,如离子交换层析、亲和层析、凝胶过滤层析等,各种层析方法的原理不同,所能达到的效果、起到的作用也不尽相同,如何根据研究对象的不同,从而选取有效的层析手段来达到预期的效果就成了解决问题最关键的所在。蛋白质的分析鉴定手段也很多,有跟分离纯化相关的SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳、western blot的方法,也有酶联免疫吸附测定(ELISA)等。由于ELISA方法是基于抗原抗体的免疫反应,所以,教学过程中还要简单介绍一些免疫学的相关知识,使学生更好地掌握这部分内容。总体而言,在教学中,这部分的重点是对实验原理的讲解,使学生在掌握实验原理的基础上明白各种实验方法如何被正确运用到实际研究工作中去。在缺乏配套实验教学的情况下,如何让学生理解这些手段、如何在实际研究中得到运用成了笔者必须直面的问题。对此,笔者采取的方法是让学生阅读相关文献,每讲一种实验方法,就配套一两篇中英文文献,文献的内容以相应的实验方法为主,并解决了某个科研问题。文献的接触以中文文献开始,慢慢过渡到英文文献。借助文献,学生不仅可以牢固掌握相关实验手段的实验流程和所能解决的科研问题,也能深入理解实验方法对科研的意义和重要性,避免了学生学习蛋白质实验手段的盲目性。此外,文献还能帮助学生了解最新的科研进展,接触最新的科研领域,拓宽了专业的视野,为今后的研究打下良好的基础。
3.热点蛋白质的专题介绍。事实胜于雄辩。在蛋白质化学系统理论与方法教学的同时,插入一些热点蛋白质的专题介绍,可以充分调动学生的听课积极性。例如,2008年诺贝尔生理或医学奖授予发现和推广绿色荧光蛋白的三位科学家,那么,绿色荧光蛋白究竟是一个什么样的结构,它为何拥有如此优良的性质,学生对此具有强烈的好奇心,因此,介绍绿色荧光蛋白这一特定蛋白质的结构和性质时,学生就听得非常认真,教学效果自然很好。并且,通过绿色荧光蛋白专题,还增进了学生对生物发光以及生物标记等领域的了解。再比如,蛋白质的非正常聚集跟很多疾病如疯牛病、老年痴呆症(又称阿兹海默症)、帕金森症相关,那么,蛋白质的聚集究竟是由什么引起的,蛋白质聚集的过程中,它们的结构又发生什么样的变化,这些都是学生迫切想弄清楚的问题。通过对其中一两种疾病相关蛋白的介绍,使学生深切认识到蛋白质的结构对于维持机体正常功能的极端重要性。同时,将蛋白质聚集这样一个值得深入探讨的科研或医学问题在课堂上提出来,也可引导一部分极具潜力的学生去从事相关研究工作。
关键词:创造环境;激发兴趣;实验探究
在高中生物教学过程中,教师必须注重培养学生探究的兴趣,使学生在实际的实验操作过程中感受到自然科学的魅力。
一、创造良好探究环境,激发探究兴趣
在高中生物教学中,生物实验课不仅仅是以让学生验证某种现有的理论,也不仅仅是让学生学会某种仪器、药品、试剂的使用方式,而是要培养学生对于自然生命科学的理性认知和对于生命奥秘的探索,尊重生命科学的严谨性。因此,在高中生物实验课上教师不应该局限于让学生依照课本中的实验步骤按部就班地进行实验操作,而应该积极引导学生分析实验步骤,实验处理环节可能产生出的不同的实验现象,把握实验步骤之间的内在联系,从而让学生形成分析问题、研究问题的严密的科学思维模式。
二、引导学自制实验器材,培养学生生物探究兴趣
教师不仅是为了教学而教学,同样,学生进行生物实验也不应仅仅是为了实验而实验,而应该在实验的同时既获得基本的理论知识和实践知识,还应该培养其基本的动手操作能力。在这一过程中,学生不但能够获得实验的既定的结果,完成实验过程,实现实验目标,而且能够在实验过程中提高自主动手能力,积极探究学习生活中自行解决问题的意识。在实验之前,教师可以建议学生参考教材中的实验器材,思考如何结合生活中常用的东西,进行替换,这个替代品具有相同的实验功能,不会影响到实验结果的得出和实验结论的论证。比如,在学习“孟德尔的豌豆杂交实验”时,我首先组织学生进行“性状分离比的模拟”,在教材中要求运用不同颜色乒乓球和小桶开展实验,但是,由于条件有限,课堂上没有乒乓球和小桶,这时学生提议可以采用彩色粉笔头代替实验器材,不仅方便、简单,而且能够有效地对生物学中抽象和微观的遗传规律进行模拟。这样不仅能够使学生掌握分离定律的本质,同时也培养了学生的动手操作能力和探究能力。
综上所述,在新课改背景下培养学生进行生物探究实验的兴趣是生物课非常重要的环节,教师可以结合自身的教学经验或者借鉴优秀生物教师的教学方法来丰富和完善自己的教学手段,提高学生进行生物实验探究的兴趣。
参考文献:
【关键词】中学生 生物教学 美学因素
一、中学生物学教学中的美学因素
1.生物学中的自然美。生物学不仅要把生命体作为自己的研究对象,而且还要把生物赖以生存的环境作为自己的研究对象,人们可以从中感受到非洲大草原上各种生物的大迁徙、冰川上艳丽的精灵、草木的葱茏、花朵的艳丽、猿猴的敏捷。这样天然的美震撼我们的心灵。就光而言,萤火虫的荧光、水母的冷光、这些变化无穷的“光”当然能使人产生强烈的美感;就音而言,虎啸狮吼、黄鹂鸣柳、夏蝉亮喉等等,其动听程度决不逊于人类演奏的交响乐;就形而言,白杨的挺拔、垂柳的柔顺、虎的威猛、大熊猫的憨态都足以叫人驻足忘返;就色而言,无论是树、草的绿色,花、叶的赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫,还是生物体长期适应自然环境所表现出的保护色、警戒色, 五光十色,其丰富程度是任何调色大师都无法比拟的。天然之美还可从生命体与环境的和谐统一,生命体结构与功能的和谐统一得到体现。枯叶蝶、竹节虫的高度拟态,鸟类外形、内部结构与其飞翔功能高度适应的特点都体现了生命形式那种浑然天成的和谐之美。
2.生物学中的社会美。就生物物种本身而言,其美学价值一般都只是体现出光、音、形、色的自然美。但是随着人们对某些物种自然特征认识的深化,已把它们的某些自然属性“人格化”为一种精神的东西,使其自然美转化成社会美的特殊表现形式。如松的不畏贫瘠、严寒,傲然挺立山崖,意为坚强不屈;荷的出污泥而不染,意为清正廉明。梅的凌寒独自开,以清癯见长,象征隐逸淡泊,坚贞自守;空谷生幽兰,兰最令人倾倒之处是“幽”,无论从形、态、色、香到格、意、韵,无一不涉及美学,它融自然美、艺术美和社会美于一体。翠竹依阶低吟,挺拔劲节,清翠欲滴,婆娑可爱,既有梅凌寒傲雪的铁骨,又有兰翠色长存的高洁,并以它那“劲节”“虚空”“萧疏”的个性,使诗人在其中充分玩味自己的君子之风。
21世纪之所以被人们称为生命科学的世纪,这与古今中外无数科学家的辛勤劳动与汗水是分不开的。从孟德尔到克里克,从达尔义到赫胥黎,从李时珍到袁隆平等许许多多的科学巨匠,为了实现揭示生命奥秘的伟大理想,不计名利,终身矢志于科学实践活动,从而凸现出各自崇高的人格魅力。他们对真理孜孜以求的行动和决心值得人们称道。并化成了人类改造物质世界的精神动力,因而是美的。
二、中学生物学教学中美学因素的价值
生物学课程美育的重点在审美教育,它主要借助自然美和生命活动的科学美,培养学生的审美观,提高学生的审美能力。其根本目的是陶冶性情、开启智慧和提高学习效率。
1.陶冶性情。在生物课的审美活动中,应通过审美感受和体验,使学生的审美情趣、审美鉴赏力和审美创造力得到发展。在审美活动中,人们从审美的角度观察事物,或产生肯定的、愉快的情感,或产生否定的、厌恶的情感。通过对审美活动的领悟,使心灵得到净化,从而养成一种科学、高雅的审美态度。
2.开启智慧。生物学课程的审美活动,使学生对审美对象有更深入、更完整的理解,培养了学生的感受力、想象力、理解力,增强了学生的科学探究热情,启迪智慧。文艺复兴时期,美学思想的活跃,唤醒了一大批自然科学家,他们相信自然界是按照美学原则设计的,追求科学美成为他们研究的动力,也使他们硕果累累。
3.提高学习效率。生物学教学中的审美,可以使学生产生审美愉悦。这不仅是来自视听的感官享受,更重要的是能引起学生心理结构层次的活动,包括调动无意识的心理活动,使得学习的内容变得生动、亲切,学习的过程变得富有创造性和生命力,从而提高学习效率。
三、在中学生物学教学中体现美学因素
生物学中存在巨大的美学价值,生物教师可以利用生物美学因素来组织教学,提高学生对生物的学习兴趣和课堂效率。
1.课前准备。在教学实践中,课前准备是关键。教师在备课过程中,要挖掘本节课中有哪些生物美学因素。通过多媒体,挂图、讲述、幻灯、模型等直观手段让学生获得丰富的表象。教师在选择用哪种教学手段来表现生物的美时,要考虑这节课的知识结构、学生主体素质和教学设施。
2.新课的导入。巧妙应用诗词导入,调动学生学习的兴趣。如在讲授“细胞生活的环境”时,展示形态各异的细胞挂图或者利用多媒体课件展示细胞图片,学生在欣赏各种细胞的同时思考这些细胞生活在什么样的环境中等有关生物学的问题。
关键词:生物学科;兴趣培养
一、挖掘生物自身的魅力,充分吸引学生的兴趣和注意力
1、充分运用生物插图作用。
生物学研究的对象是生命,是具体实在的事物,在课堂中如果不用实物、模型、标本等直观材料,无论教师的语言怎样动人,逻辑怎样严密,学生始终感到看不见摸不着,学习起来枯燥无味,从而失去兴趣。相反,如果学生面对的是丰富多彩的实物、模型和标本,在教师的引导下通过认真地观察、讨论、思考、归纳、探索,学习兴趣就会大大提高而主动参与到学习活动中来。但在条件简陋的农村中学,实物、模型、标本等直观材料相对欠缺。因此,充分运用课本中的插图,能增强直观效果,加强感性认识,丰富课堂教学内容,提高学生兴趣。 生物课本中有许多插图,图文并茂,教材配有大量的实拍照片、图片、绘图等。每册教科书一般在100页左右,插图则超过150幅。多数图片精美、逼真,给学生以美的享受,满足学生的兴趣追求。如有的显示生物的微细结构,有的展示生物外部形态。由于现在的初中学生年龄小,生活经验不丰富,有些生物学生在日常生活中没有见过,所以课本中的大量生物插图学生很感兴趣。
2、充分发挥生物实验的作用。
生物学是一门以实验为基础的自然科学,现代生物科学的发展尤其依赖科学实验。在生物教学中,学生在实验中不仅锻炼其实践动手能力,掌握实验的基本技能,更能激发其探索求知的欲望。实验教学还激发学生学习生物的兴趣,帮助学生形成生物学概念,获得生物知识和实验技能,培养观察和实践能力,还有助于培养学生实事求是,严肃认真的科学态度和科学方法。
如在做“观察植物细胞”和“观察人的口腔上皮细胞”两个实验时,由于在教材中文字表达的局限性和七年级学生的动手操作能力差一些,所以教师要逐步演示并指导学生实验:要想撕下的洋葱表皮不带果肉而且薄,就要撕得快;盖盖玻片时要强调使盖玻片的一侧先接触水滴,然后轻轻盖上,避免出现气泡。
3、联系生活实际
在我们的生活环境中,有各种各样的生物,它们之间有着千丝万缕的联系。把生物课的内容跟我们的生活实际相结合,这不亦是提高学生学习生物兴趣的一条途径。
例如在讲蛋白质代谢途径时,先讲这样一件生活小事:现在我们生活水平提高了,很多同学早上都喝牛奶,但多数都是空腹喝,光喝牛奶不吃其它东西,其实这是不对的。牛奶的营养都浪费了,正确的做法应该是先吃点面包再喝牛奶,这样一讲,学生马上来了精神,想想自己也常这样喝牛奶,为什么不对呢?然后老师引导学生从蛋白质代谢的角度去分析问题,空腹喝牛奶,其营养成分(氨基酸)到哪里去了呢?作为能源物质被分解以提供各项生命活动所需的能量(蛋白质代谢的一条途径),那么如果先吃点面包情况又怎样呢?这时候能量就可以由面包(糖类)氧化分解来提供,氨基酸则可以用来合成各种组织蛋白、酶或通过氨基转换作用形成新的氨基酸被人体利用(蛋白质代谢的另两条途径),这样一讲,学生恍然大悟,既增长了生活常识,同时对蛋白质代谢的三条途径也有了深刻的印象,更重要的是让生物贴近学生的生活,提高了他们学习的兴趣。
二、发挥教师主导作用,充分调动学生学习生物的热情。
(一) 感情投资,激发兴趣。
中学生的个性心理发展还不稳定,在学习在还带有很浓的情绪色彩。若学生对教师感兴趣,那么对他所教的每门课也会产生浓厚的兴趣。因此,老师应该对学生进行感情投资,做到处处关心学生。同时课余时间多深入到学生中去和他们聊天,讲讲生物领域中各种各样的趣闻,帮助解答生活中的一些凝难问题。
(二) 提高课堂教学语言艺术,讲究趣味性。
语言的艺术性是开启学生智力、培养学生能力的重要手段。教师用形象生动的语言来描述科学的知识内容,让学生在轻松愉悦的氛围中接受知识,能激发学生的学习生物的间接兴趣,促进能力的发展。例如在讲细胞膜的结构时,把它比喻成一块双层的蛋糕上(磷脂双分子层)镶嵌着一些果仁(蛋白质分子)。再如讲述物质出入细胞的方式时,把它类比成人过河,若此人会水,他可以直接从上游漂流到下游(高浓度低浓度)(自由扩散);若此人不会水,他必须乘船(需载体蛋白质),当他从上游到下游时(高低),不需花费力气(不要ATP)(协助扩散);当他从下游到上游时,需奋力划船(消耗ATP)(主动运输)。这样,把原本很抽象的知识形象化,能吸引学生注意听讲,且过耳不忘。
(三) 讲究导课艺术,激发兴趣。
俗话说:好的开头等于成功的一半。导入新课,是课堂教学首要的环节。如果一堂课设计些与学生的生活息息相关或与课堂教学内容有关的趣闻轶事,引起兴趣的疑问,使学生急于想知道其中的原因及道理,激发学生的好奇心,使学生被悬念紧紧吸引,真正进入学生的角色。
如对初一新生上第一堂课,可采用“先松后精”方式。既先来段精神的开场白,讲“含羞草”等神密的奇花异草,动物的一些特殊行为及彷生学在军事和民用的发展前景,其间插入一些生物学家的趣闻轶事,这样旁证博引,深入浅出,使学生整个身心都融于生生不息,奥秘无穷的生物界中,学生自然会对生物学产生浓厚的兴趣。
(四) 培养学生重视生命科学的意识。
行为是由意识决定,调动学生学习生物的热情首先要从培养学生重视生命科学的意识开始。
一、对科学教育的人文性的认识和分析
科学教育的人文性是指在科学教育中,不仅应当向学生传播科学知识和基本技能,而且更为重要的,应当使学生掌握科学方法,形成科学态度,具有科学精神。科学发现艰难曲折的过程,铸就和提升了科学家百折不挠、追求真理、勇于创新、坚定信念等优秀品格和精神,体现了一种可贵的人文情怀和人格魅力。我们应当引导学生理解科学家在科研过程中的作用,体会科学过程对人性的精神境界的提升。
无数事实表明,人性是随着科学发现而一步步地提升的。科学,作为一种认识真理的探究活动,是培养民族新观念、新精神的催化剂。如达尔文的进化论对人的自然属性作了最深刻的揭示,使人意识到自己不再是上帝的创造物,而是由生物进化而成的,人的原罪也由此而不复存在。人们毋需在人间赎罪,而必须为自己的理想而努力。诸如此类的例子不胜枚举。科学的发展,并不局限于研究对象本身所发生的进步和变化,它总是要提出新的概念,开拓新的传统,使原有的思想观念、价值观念以至整个文化传统发生巨大的变化,使人类能重新定位自己,进而拥有一个逐渐进步、更为深刻的人文观念,为人的生命寻找更有意义的人文价值。我们可以断言,科学教育与人文教育一样,对于人的精神生活具有十分重要的意义和价值,也有丰富的人文内涵。它是人类最富有创造性的活动,在不断追求和发现真理的同时,它也在不断追求美和发现美,给人的心灵以莫大的快慰,使人变得更加纯粹和高尚。这也反映了新课标将培养学生的人文素质列人教学目标的可行性。
二、生物学与人文视野的重合
生物学是人类文化的一部分,它与人文科学有密切的联系。
第一,生命科学和人文科学都是人类在改造和适应自然的过程中产生的,并且在很长一段时间内二者密不可分。在我国春秋战国时期的《诗经》中,就记述有几百种动植物,并对一些生命现象进行了描绘。当时的人文科学家在自然科学中也多有建树。像文艺复兴时期的画家达芬奇,既是人文学家,又具有丰富的解剖、数学、物理等自然科学知识。直到十三世纪以后,生命科学才从人文科学中独立出来,并迅速崛起。
第二,科学精神也是人文精神的一部分。弘扬人文精神的目的,是要理解和把握人类生存的意义,追求崇高的理想,并对现实生活中的人文因素和科技因素都能给予一种人文关怀。而生物学正是与人类生存密切相关的自然科学。
第三,生命科学与人文科学在思维方式上存在着一些共同之处。生命科学除了需要严密的逻辑思维以外,创造思维和七旬思维也同样重要。如达尔文的自然选择学说的提出,孟德尔的遗传规律的发现,无不闪耀着创造性思维的光辉。
三、生物学教学中人文素质教育的主要目标
人文素质教育是以传授人文知识为主,以发展学生对社会关系、人际关系、物我关系的认识和处理能力,影响学生形成人生观、道德观、价值观、生态观和审美观等为目的的教育。人文素质教育的目标是培养具有人文精神的人。在生物学教学中人文素质教育从应培养学生关爱自我我、关心他人、关怀社会、关注自然的态度入手。
(一)关爱自我
学生是受教育的主体,是拥有独立人格的人。在生物学教学中应要求学生独立解决问题,乐于保留自己的不同观点,并有批判意识、创新意识和探索意识。要敢于质疑,善于反思。作为教师,应激发学生的创造热情,对充满好奇的生命世界及其成果应给予深刻而理性的引导,对学生探究过程中的新思路、新方法应给予表扬、保护和推广。
(二)关心他人
人文精神所关注的不仅是作为个体的人的发展,而且还要关注作为类存在的人的发展。人作为社会存在必须学会合作,即丰富多样的人际交往互动。交流合作,就是与不同的人打交道,通过交流、请教、咨询可以获得知识信息。合作,或为加强力量,或为取长补短,要的就是不同,都有助于完成科学任务。要尊重、理解他人,并乐于与他人合作。要承认人的个体差异,并对不同认识持宽窄态度,尊重不同的观点和生存方式。
比如,能耐心听取他人意见并从中发现问题或受到启发,理解合作的互利性;在活动中表现出合作的愿望,给他人协助自己的机会并主动配合别人。
(三)关注社会
通过生物学教学,可使学生集会优胜劣汰、适者生存的竞争机制,培养学生乐观向上的心境和积极主动的生活态度。将生物学知识、技能迁移到社会活动的参与中,指导其生活实践。生物学还能传授环境保护、生态伦理和环境道德的系统知识,使学生明确公民的社会责任,认识科学技术的非人道后果,理解科学、技术与社会间相互促进和制约的关系。必须坚持科学发展与人的全面发展、社会的可持续发展相一致的观念。
(四)关怀自然