生命科学的论文
在社会的各个领域,大家都写过论文吧,论文是对某些学术问题进行研究的手段。还是对论文一筹莫展吗?以下是小编为大家收集的生命科学的论文,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
生命科学的论文1
摘要:二十一世纪是生命科学的世纪,生命科学将对人类生活的各个方面产生重要的影响,生物科学会解决农业、医药卫生、食品工业、环保、能源、生物计算机等与人类生活密切相关的一系列问题,将人类文明推向一个新的发展阶段。鉴于此,文章重点就生命科学的发展对人类生活的影响进行研究分析,以供参考和借鉴。
关键词:生命科学;发展;人类生活;影响;分析
科学的发展与人类的生活需要息息相关,尤其是生命科学的发展,对人类的生产、生活和健康的影响是非常巨大的。生物科学技术直接关系到与人民生活、卫生、健康密切相关的农业、医药卫生、食品工业和化学工业的发展,同时对环保、能源等科学技术的发展也有很大的渗透、交叉作用,能够产生难以估量的社会效益和经济效益,现代生物技术的开发和应用将对二十一世纪的人类生活产生广泛而深刻的影响。
一、生命科学概述
1、生命科学的概念。生命科学即生物学,是通过分子遗传学为主的研究生命活动规律、生命的本质、生命的发育规律,以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学,最终能够达到治疗诊断遗传病、提高农作物产量、改善人类生活、保护环境等目的。生命科学研究不但依赖物理、化学知识,也依靠后者提供的仪器,如光学和电子显微镜、蛋白质电泳仪、超速离心机、X-射线仪、核磁共振分光计、正电子发射断层扫描仪等等,举不胜举,生命科学学家也是由各个学科汇聚而来,学科间的交叉渗透造成了许多前景无限的生长点与新兴学科[1]。
2、生命科学的产生和发展。自从有了人类,就有了生命科学,早期对生物的观察既是生命科学的开始,也是对生命现象研究的开端,后来人们对生物学的兴趣从简单观察转向了实际应用,例如对动、植物的驯化和饲养,但这些观察和应用的目的都是为了满足人类自身食物和住所的实际需求,而并非有意识的探索[2]。由此可见,生命科学是在人类的生活实践中自发产生的,早期最为引人瞩目的生物学研究者是希腊哲学家亚里士多德,他对生物体进行了大量的观察,深刻地解释了许多自然现象。他研究了多种水生生物的生命史和自然史以及鸡的胚胎发育,开始了生物科学的第一次飞跃和革命。尽管这些研究还只是代表着生物研究的最初阶段,但这是人类开始有意识地将它作为一门学科来进行的研究,所以亚里士多德被称为“动物学之父”。
二、生命科学的发展对人类生活的影响
1、对伦理道德中公平观的影响。传统伦理道德上的公平,是指普遍存在的一种人与人、人与自然、人与社会之间合理享有的基本价值,如自由、自尊、机会、荣誉等的伦理道德关系和伦理道德要求,强调对于所有的人来说都具有作为人的共同点,在此范围内他们是公平的,同样它也要求生命科学的研究和应用要有公平性,而生命科学的发展却给这种伦理道德观的破坏提供了可能。根据当代分子生物学研究的进展,遗传学家们发现原以为与遗传背景无关的诸多疾病,甚至性格特征、行为方式等性状已被证明与遗传背景有关[3]。譬如武断的个性60%源于遗传背景,具有XYY型染色体的男性容易犯罪。把人们原有的“人生而平等”的观念转换为“人生而有优劣不同”,从而带来基因歧视的问题。当人类有能力选择下一代的基因成分而制造“完美婴儿”时,社会中现存的有缺陷的'人会更容易受到歧视,他们的尊严也会受到打击;再譬如,由于世界各国对基因图谱的公开和共享达成了共识,个人的基因信息将不可避免的成为像身份证上的信息一样公开化,这对于那些被检测出有基因缺陷的人来说,就有可能遭受到来自社会各方的歧视。
2、解决环境污染问题的有效武器。随着工业的迅速发展,环境污染问题已成为世界范围内的难题。解决环境污染的方法有物理法、化学法和生物法三类,其中生物法应用最为普遍。在污水处理、大气净化和环境监测等方面正在广泛使用生物技术。特别在二十世纪七十年代以后,人们发现了许多具有特殊降解能力的细菌,它们分别含有具有不同降解特点的降解质粒或代谢质粒,在生物工程技术的帮助下,已培育出分解性能高并在混合系统中能够占优势的菌种,如利用重组DNA技术把甲苯质粒中的甲苯降解基因和萘质粒中的萘降解基因在大肠杆菌中克隆,获得的多质粒细菌降解石油的效率会大大提高;又如通过生物工程技术培养的新细菌,可以把污染物中的有机汞转变成金属汞,以用于处理含有机汞的废水,同时回收金属汞,从而化害为利,变废为宝;再如细菌浸矿在采铜和采铀工业中得到应用,经生物技术改造的细菌,不但对金属的亲合力强,耐酸、耐热和抗金属毒性能力都得到提高,既可以降低生产成本,又可以降低对环境的污染[4]。
3、有效解决了能源危机。再生能源是能夠成为二十一世纪能源的一个必要条件,所谓再生能源,是指不随本身的变化或被利用而日益减少的能源,如风能、海洋能、地热能、太阳能等,它们可以从自然界源源不断地得到补充。与其相反,非再生资源的化石燃料、核燃料是随着被人类利用而逐渐减少的能源,特别是化石燃料将面临着枯竭的危机,而可再生能源家族中现实可行的能源是生物能源。我们的生活离不开能源,但我们的生活同样离不开美丽的环境,新世纪我们需要的是洁净、可再生和无污染的新一代能源。中国科学家从一种灌木的果实中,成功提取并加工出与柴油相近但更加环保的燃油,这种新型燃油可适用于各种柴油发动机,并在闪点、凝固点、硫含量、一氧化碳排放量、颗粒值等关键技术上均优于国内零号柴油[5]。生物柴油的燃油无论是用在农用发电机、拖拉机还是汽车,都没有出现传统柴油容易导致的黑烟弥漫的现象。
三、结语
综上所述,现代生物技术和生命科学的新进展,将进一步影响到社会进步和人们的社会生活。按照人类的意愿和需要改造现有的生物类型和生物机能,或创造全新的生物类型和生物机能,来造福人类正在逐渐变为现实。
参考文献
[1] 黄锴.刍论物联网的发展对人类生活与管理方式的影响[J].科技创新与应用,20xx,(05):300.
[2] 黄国琼,秦宇彤,罗长坤.生命科学的发展对医学的影响[J].医学与哲学(人文社会医学版),20xx,32(02):13-15+30.
[3] 蔡太生.浅谈生命科学的发展对人类生活的影响[J].生物学通报,20xx(02):28-30.
[4] 黄国琼,秦宇彤,罗长坤.生命科学的发展对医学的影响[J].医学与哲学(人文社会医学版),20xx(02):17-19+34.
[5] 吴向华.生命科学的发展及其对人类社会的影响[J].中国水运(理论版),20xx(12):229-230.
生命科学的论文2
摘要:在中学生命科学学科的实验教学中,野外调查类实验有独特的价值,但教师在教学过程中会遇到一些难题:组织麻烦,需要一定设备保障;内容复杂,教师的已有知识有时难以应对;活动耗时长,野外环境难控制。针对这类实验的特点,本文提出若干操作建议,涵盖教学前的准备、教学中的组织和教学后的总结。
关键词:生命科学;实验教学;野外调查
在中学生命科学学科教学中,实验教学有助于使学生具备积极探索的科学精神,实事求是的科学态度,正确的科学方法以及科学的思维能力,开发出学生的创新潜力,从而实现对学生进行科学素养的培养[1]。中学生命科学学科的实验内容包含了观察、解剖、测量、成分检测、物质分离、模型制作、野外调查等各种类型。选取初中和高中阶段的“生物的类群”“生态系统”和“生物多样性”等主题中的合适内容,开展野外调查类实验有其独特的教学价值,具体包括如下三个方面。第一,充实知识,获得技能。中学生从课本往往了解的是典型的、模式化的知识,但真实的生命科学研究对象是复杂多变的。只有走进大自然,学生才能感受到不一样的知识,更深刻地认识到大自然的复杂性和生物多样性。第二,热爱生命,欣赏自然。走进大自然,感受丰富多样的自然界,有助于加深学生对大自然的热爱之情,并在此过程中学会以不同的角度欣赏大自然之美。第三,丰富经历,增强凝聚。由于野外调查类实验的内容和组织形式的独特性,使得在操作中需要学生与学生之间更多地相互协作,促进了学生与学生之间、学生与教师之间的互动交流,因此易于在日常紧张而相对单一的学习生涯中留下更多印记。《上海市中学生命科学课程标准(试行稿)》中有相关活动建议:在“植物主要类群的基本特征及其与人类的关系”主题中“主要以食用植物或校园植物等为例”;在“物种多样性”主题中“可进行不同生境中物种丰富度的调查”[2]。但在实际操作中,这类实验存在诸多难题。
一、野外调查类实验操作中的难题
由于野外调查类实验的独特特征,给教师的教学组织管理带来诸多难题,因此部分教师不太愿意开展该类实验。主要困难表现在以下方面:
(一)组织麻烦,需要一定设备保障
野外调查类实验,一改传统的课堂教学形式,将课堂带到了露天。由于内容的特点,该露天环境常常是在道路情况复杂的绿地或林间。当班级学生人数较多时,需要对学生进行分组管理,教师组织难度较大。野外观察需要一定的设备保障,如望远镜、放大镜,甚至捕虫网、毒瓶等。要落实这些设备的正确操作、使用维护以及携带等,一定程度上增加了实际操作的难度。
(二)内容复杂,教师有时难以应对
走进大自然,令很多教师最为担忧的`一点是,学生发现了不同的生物类型(如某种杂草、某种昆虫、飞过去的一只鸟等)或特殊的生命现象(如动物的捕食行为、植物的果实开裂现象等),常常喜欢问“是什么?”“为什么?”而很多教师自身的知识储备是远远不够的,感觉难以应对。例如,在高中“物种多样性及其测量”的“植物物种多样性的调查”实验中,实地调查时就会遇到不少难题。如在真实的现场如何选择、测量和安排样方?如何统计位于样方边界的植物?灌木没有明显主干,从近地面的地方就开始丛生出枝干,如何判断是同一个植株?很多植物的幼苗与成株形态相距甚远,子叶、幼叶、成叶之间的差距巨大,加上植物的准确识别常常要借助于花和果实,因此如何判断物种的难度非常大。
(三)活动耗时长,野外环境难控制
由于野外调查类实验需要走出课堂,特殊的教学方式使得在走出课堂之前和回到课堂之后常常需要一些知识铺垫或内容汇总,因此耗时较多。而且,由于众多学生在野外活动,暴露于存在有毒植物、会蜇咬人的昆虫的环境中,因此会存在一定的安全隐患。这也是部分教师不太愿意组织这类活动的原因之一。
二、野外调查类实验的操作建议
基于生命科学学科野外调查类实验的重要价值及教学操作中的实际困难,笔者以为,除了应在课程标准层面进一步落实和加强引导外,在教学实施方面也需关注。以下提出具体的操作建议:
(一)教学前的准备
上好野外调查类实验,教学前的充分准备必不可少。具体包括地点选择、资料准备、设备提供、学习单制作、课堂容量考虑等。教学地点可以根据教学的需要,以就近、方便为基本原则。位于市区的学校虽然场地不大,植物数量、种类和植被面积均不够理想,但对于一般的课堂教学是足够的。当然,若有条件的学校,在春游、秋游、学农、学军、参观科普基地等活动中合理穿插相关内容,则学生的体验会更丰富。选择地点前,建议教师能事先了解现场的生态特征、基本的植被情况等,便于更好地组织教学。在野外调查开展前,资料的准备是必不可少的,如动物、植物检索表(或名录、图谱等),可以帮助学生更好地认识相关生物。有关的设备也是此类实验开展的基本保障,应根据调查内容及学生人数和任务等安排设备的类型、数量。在教学前制作与调查内容相关的学习单,说明基本要求、注意事项、操作要点等,有助于教学过程中的各个环节更加可控。调查类实验比较耗时,应根据课堂的时间来设计内容,做到合理取舍。当然,若能结合有关实践活动安排2课时甚至更长时间的话,则效果更佳。
(二)教学中的组织
在课堂实施中应该关注现场组织、安全保护、内容安排等方面内容。课堂的现场组织要求很高。比如,按照自然组将学生进行分组活动时,应根据学生的性别、体力状况、身高、兴趣特长等合理安排好学生的分工。在课堂教学过程中还应时刻关注学生的管理,如避免学生打闹、破坏植被和残害小动物的现象发生。在调查类实验的组织过程中,应特别关注学生的安全保护。如可发放防护手套,避免学生被扎伤、咬伤;提醒学生在不平的甚至有高低落差的小径安全行走;提醒学生不能随便触碰、采摘植物或捕捉不明的动物以免中毒等。教学过程中应密切关注学生的动向,一旦发生问题,应立即与医务人员联系。在教学过程中最重要的是教学内容的安排。教学内容必须紧紧围绕课程标准的要求,关注学科核心理念和重要内容,关注学科的三维目标,突出重点,认真应对课堂生成。这样,学生在愉快的氛围中将取得更大的收获。教学内容的安排不一定做到面面俱到,在学生体验基本方法的过程中不必过于关注确定的结果。
(三)教学后的总结
在调查类实验成功开展后,会收获很多数据、资料、信息,同时也可能会收到很多来自学生提出的问题。这些都是教学中生成的宝贵资源。教师有必要和学生一起进行收集和整理。例如,在高中“植物物种多样性的调查”实验中,学生会采集到样方中基本的物种数、每种物种的数目、各个物种的分布特征等数据。对学生采集数据应该充分重视,但也应该告诉学生,由于调查时间和方法的局限性、调查过程中可能存在的问题及相关知识的不充分性,这些数据离真正的科学调查可能还有距离,但通过这些数据可以对我们调查的环境的植物物种多样性有大概了解。对学生提出的问题,有的可以直接进行解答;也可以引导学生查找相关资料,或作进一步探究。
参考文献:
[1]赵英.重视高中生物实验教学培养学生科学素养[J].科学教育,20xx(4):68-70.
[2]上海市教育委员会.上海市中学生命科学课程标准(试行稿)[S].上海:上海教育出版社,20xx:63-77.
生命科学的论文3
1加强组织领导,强化研究性实验教学的管理
为了加强管理,保证“生命科学研究性实验”课程的正常进行,学院成立了由学科带头人、专业负责人和实验室主任组成的“研究性实验”教学指导委员会。指导委员会的职责是征集和筛选“研究性实验”的名称与内容,对学生撰写的可行性报告提供指导性建议和意见,评定学生的实验结果。指导委员会定期召开会议,梳理“研究性实验”课程教学中存在的问题,讨论解决措施,交流相关高校在大学生创新性人才培养中的经验和方法,宏观规划“研究性实验”的立项方向,充分做好“研究性实验”教学前期的教师指导工作。同时该委员会协同“大学生创新创业训练计划”,推荐“生命科学研究性实验”优秀小组积极申报大学生创新创业训练计划项目,将研究性实验教学作为学生创新能力和科研素质培养的重要基础环节,与后续的创新创业训练及科研素质的进一步提升有机结合。实验条件的保障是保证研究性实验教学能否顺利进行的关键[10],其与常规的实验教学区别之一在于选课的学生不固定在同一个教学实验室同时开展实验,而是分小组进入到指导老师的专业实验室,提供的条件主要包括:1)在实验室给研究性实验小组分配一个固定的位置,分发基本的实验材料,如工作服、移液枪、成套的枪头等。2)共享实验室的仪器设备、药品试剂、实验用具,执行先培训后使用,并实行预约登记制度。3)实行实验项目组长负责制,组长负责实验项目组全体成员的出勤记录,组织实验项目的实施。4)指导教师及时协调解决学生在实验中遇到的困难和问题。
2营造学术氛围,提高学生对科学研究的认识
为配合“生命科学研究性实验”教学的开展,学院采取多项措施,努力营造浓厚的科学研究氛围,培育学生的科研意识。为更好地让学生了解本院的科研实力与研究方向,学院每年举办一次“实验室开放日”活动,以讲座和参观的形式向学生介绍我院的'科研实验室,使他们清楚地认识到大学不仅是学习知识的殿堂,而且也是从事科学研究的战场。学院针对一年级学生开设“生命科学发展史”,由各学科学术带头人共同教授这一课程,着重介绍生命科学的发展历程以及给人类社会带来的重大影响,激发学生对生命科学专业的认同感,提升学生的学习热情。“丁颍班”是我院培养创新性人才的实验班,为让学生及时了解相关领域的最新研究进展,初步培养学生科学的思维方式以及分析问题和解决问题的能力,我们有意识地组织“丁颍班”同学开展多种形式的学术讨论会、辩论会以及与研究生的学习交流活动,一方面增进同学间的情谊,另一方面让同学们共同分享科学研究带来的乐趣,同时要求“丁颍班”同学积极参加学院邀请的国内外著名教授、长江学者、珠江学者和丁颖讲座教授的学术报告,特别是学院每年组织“丁颍班”同学与丁颖讲座教授进行学术研究经验交流2~3次,鼓励学生就所关心的问题与学者们直接交流,使他们身临其境地领略著名学者的风范,增强从事科学研究的信心。
3实行导师负责制,保证“研究性实验”教学顺利完成
“研究性实验”教学虽强调学生的相对独立实验,但积极动员教师参与及把关。为保证教学任务的顺利完成,我们实行导师负责制。“研究性实验”在导师的指导下完成。首先指导教师向学生介绍研究项目的基本情况,讲解科研课题可行性报告撰写的内容、格式和要求。然后学生根据指导教师提供的信息和要求,查阅与本实验研究的有关理论内容和前沿进展以及与本实验研究有关的技术和方法。在此基础上学生初步制定研究方案,并按照可行性报告要求撰写初稿。初稿经指导教师审阅后,学生根据教师提出的意见和建议,再次修改可行性报告,完善研究方案和技术路线。在经学院公开答辩后,确定研究方案。学生按照研究方案确定的内容开展实验,独立完成材料准备、试剂配制以及整个实验过程。学生定期向指导教师汇报实验进展,教师就学生遇到的问题和困难针对性地给予指导。实验结束时,指导教师引导学生从实验课题、实验方案、实验操作、实验结果分析等方面进行总结和概括,就实验研究中发现的问题和仍存在的问题与学生进行充分讨论,促进学生从感性认识到理性认识的提升。学生按照教师的要求撰写实验报告或学术论文,并参加由指导委员会组织的成果汇报会。笔者在指导“生命科学研究性实验”的过程中,设立了“大肠杆菌酮脂酰ACP还原酶定点突变”这一研究性实验项目。该研究性实验在传统的实验教学中是涉及不到的,涵盖了微生物学、生物化学和分子生物学等诸多领域,涉及培养基制备、细菌培养、基因组和质粒DNA提取、PCR、细菌转化、突变体筛选、遗传互补、蛋白表达纯化和酶活性测定等技术手段。该实验项目一经推出,很多学生对此非常感兴趣,我们最终筛选了两位同学开展这个项目。他们首先查阅了基因定点突变、蛋白质分离纯化和酶功能鉴定的常用技术,并制定了初步的研究方案。在这一方案中他们只设计了基因突变和蛋白质分离纯化两部分内容,并未涉及突变酶蛋白功能鉴定等内容。针对这些问题,笔者专门与他们讨论了在细菌中蛋白质或酶功能鉴定的策略。根据讨论结果他们对原有研究方案进行了修改,补充了体内体外验证突变酶蛋白功能的实验设计。后来研究方案在学院公开答辩时,受到了评委的一致好评,被评为优秀实验设计方案。在实验实施过程中,同学们表现得十分积极,每一步骤都认真对待,遇到问题、困难及时与研究生交流,定期向笔者汇报实验进展。经过三个多月的努力,顺利完成该研究性实验项目并撰写了一篇学术论文。后来以此研究性实验项目为基础申请获得了省级大学生科技创新项目资助,该小组成员继续在该课题方面进行深入研究,以完成他们的毕业论文设计。
4结语
生命科学是理论性和实践性都很强的学科。如何建立“打实基础,强化实践,突出创性,注意综合”为指导思想的教学体系,将学生培养成“专业基础扎实、知识结构宽厚、动手能力强、综合素质高,具有创新意识的复合型人才”,是生命科学教学过程中面临的一个重要问题。我们在开展实验教学改革中,积极尝试开设以研究课题为核心的“生命科学研究性实验”课程,推广本科学生导师负责制,在尊重学生个性的基础上,注重学生的全面发展和综合素质的培养。研究性实验教学提高了学生专业学习的主动性和综合实验能力,促进了学生整体创新能力和综合素质的全面发展,实现了以人为本、教书育人的教育理念。开展研究性实验教学是本科生创新能力培养的重要举措之一,相信各高校进行研究性实验教学的研究会越来越丰富。
生命科学的论文4
[摘 要]生命科学是以生命为研究对象的科学和技术的总称,它是研究生命活动及其规律的科学,并涉及到医学、农学、健康、环境等领域。本文通过从对生命科学的认识和思考、生命科学与社会发展的关系以及生命科学与我们生活的关系等方面?M行简要阐述。
[关键词]生命科学、本质、发展、应用、社会、生活
一、对生命科学的认识和思考
现代社会科学技术的飞速发展,极大地推进了人类社会的进步,而生命科学领域更是尤为突出,生命科学的进展给我们的生活带来了天翻地覆的变化。生命科学与生物技术早已成为当今最为活跃的科技领域之一,人类对生命活动基本规律的认知水平达到前所未有的程度,其地位和作为是不言而喻的,它是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学。
大千?生命世界,数以百万计的不同物种虽然在形态结构和行为活动上表现得千差万别,但生物世界中最本质的东西却是高度一致的。构成生命的化学元素和生命大分子在化学组成都是由C、H、O、N、P、S等化学元素和4种核苷酸、20种氨基酸、糖类、脂肪等基础生物大分子组成,这些成分是生命构建和一切生命活动得以进行的基础;所有生物体都能够进行新陈代谢,并在新陈代谢过程中不断的生长;所有生物体都能够进行繁殖产生后代,由于受基因控制和基因改变的影响,生命的繁殖表现出高度的遗传和变异特性。
细胞是生命存在的最基本形式,是一切生命活动的基础,被称为生命的基本结构单位和功能单位。
从宏观角度看,地球上的生物构成了一个复杂的生态系统,在这个系统中,生物之间相互依赖、相互制约。生命科学是一门历史悠久的学科。在人类文明的初期,人们就注意到了生命与非生命的区别,并对生物进行观察、描述,收集整理了大量的材料。17世纪前,由于科学技术水平的限制和神学对人们思想的影响,古老的生物学始终停留在观察和描述阶段。直至20世纪以来伴随物理化学等有关学科的发展生命科学的一些基本概念和理论建立起来了。20世纪后半叶,随着分子生物学的兴起,生命科学的发展获得了前所未有的速度,一方面传统生物学的学科分支进一步深化、细化,另一方面学科间的交叉进一步加强。20世纪70年代以后,以生物工程、克隆技术、PRC技术等为主要内容的现代生物技术取得突飞猛进的发展
二、生命科学与社会发展
生命科学是一门神圣的学科,社会的发展离不开生命科学。
医学领域:1929-1943年,青霉素的发现,拯救了二战后期几百万人的.生命,抗生素的广泛使用。
遗传学领域:1953年,沃森和克里克首次提出DNA双螺旋结构,揭开了遗传的神秘面纱。
生命科学领域:1997年2月,首例哺乳动物――克隆绵羊“多莉”的诞生;农业领域:转基因棉的研制成功,害虫防治的突破发展。
环境领域:“超级菌”的研制成功,极大程度上解决了海上石油污染的问题。
目前,社会上出现了很多种复杂的疾病,例如糖尿病、心脏病等,光靠有限的医学药物是远远不够的,好多人因此丢失了生命,基因工程的出现给医学领域带来了曙光,科学家们利用基因工程生产出某些特殊的基因和世界上难找的蛋白质,比如说,科学家利用转入转胰岛素基因的大肠杆菌来生产人们所需要的大量胰岛素,大大缩短了胰岛素的生产周期,治愈了更多的胰岛素病人。基因工程还生产出了大量的基因产品,如人的生长激素、干扰素、白细胞介素-2等,对人类的发展起到至关重要的作用。
三、生命科学与我们的生活
进入二十世纪八十年代,生命科学更使势不可挡,雄居影响当代人生活的四大科学之首,目前,生命科学已经成为21世纪当之无愧的带头学科。国际核心期刊论文发表生物学占着越来越多的比例,世界优秀科技成果评选总不会离开生物学的最新成果,无论从这些还是从对人类生活及思想的影响来看,生命科学都是当今世界科学研究的核心,最为炙手可热的领域
以下一些生活中的案例来说明生命科学对我们生活的影响:
在山东,医学专家为60岁的刘为荣换了心脏。我国自上世纪80年代末开始做心脏移植手术以来,刘为荣是年龄最大的“换心人”,现在他像正常人一样安排起居。
在上海,上海生物制品研究所生产出第一批高质量的新流感裂解疫苗。流感裂解疫苗不仅接种保护效果好,而且临床副反应极少,适合各种年龄段的人群接种,最受市场青睐。
在日本,东京齿科医科大学和大日本印刷公司借助特殊的印刷技术,成功培育出与人体血管原来形状相同的毛细血管,有望用于治疗心肌梗塞。
在美国,其国家人类基因研究所宣布,他们已绘制成功首张狗基因测序草图,显示狗与人类的基因数量大致相同。这一成果有助于人类对与基因相关的疑难病症的研究。
在新加坡,科研人员发现经高温和超声波加工处理后的动物骨骼植入人体后,可能不会发生感染或排斥反应,这为异体骨骼移植带来了新希望。
在韩国,研究人员首次培育成功转基因荧光鸡,使转基因鸡蛋在食品、制药等领域的大规模应用进了一步。
以上这些告诉我们,生命科学就是为我们的生活服务的,它的出现和发展就是为了使我们的生活更加美好。
诸如此类,生命科学可以解决的事情还有很多,只要是生活中能想到的方方面面,都能见到生命科学的踪影。
也许会有人问,生命科学现在的作用已经真么大了,那未来呢?未来又会怎样?我们可以尽情展开我们的想象。也许所有以前神话里的事情,将来都会发生,也许我们会生出一双翅膀,能像鸟儿一样在天空飞翔;也许我们能像鱼一样在水里自由呼吸;也许我们都能长生不老,永远保持年轻;也许……总之,这一切都将随着生命科学的不断发展,逐步实现。
生命科学的论文5
【摘要】小学生特别愿意亲近和探究身边的虫鱼鸟兽、花草树木,这是学生的原始兴趣,然而这样的兴趣会因为种种原因不能长久维持。为了持续激发学生探索生命的兴趣和热爱生命的情感,教师需要挖掘学校、家庭、社区中的课程资源,从探究、阅读、体验等方面入手,帮助学生掌握必要的生命科学知识和探究技能,并形成与自然生命和谐共处的理念。
【关键词】课程资源;融合利用;生命意识
生命科学领域是科学教学的重要内容。然而在实际教学中,该领域却存在着简单化和边缘化的倾向,如教学活动(比如种植、养殖活动等)流于形式、不精细、少创意等。笔者认为,要发挥生命科学领域的教学价值和作用,教师应有效挖掘学校、家庭、社区中的课程资源,有深度地引领学生探究生命、体验生命,从而提升学生的生命意识。
一、深度种植养殖,植出生命的感觉
在科学教学中,种植和养殖是常见的活动类型,也是生命科学领域的重要内容,这类活动能让学生感受生命的神奇和伟大。1.在“项目种植”中理解生命的神奇。在桂林旅游时,学生买了一份菠萝蜜,吃完后,发现菠萝蜜的种子很大,他们很好奇:这粒大大的种子里有些什么呢?作为科学教师,笔者建议他们带回家尝试种植。回家后,学生先将种子放在湿润的纸巾里,观察它的发芽情况。三、四天以后,种子裂开了一条缝。学生异常惊喜,他们感受到了生命的萌发。一周后,种子里探出了一个白嫩嫩的芽。笔者建议学生查找资料,看看这个芽是“何方神圣”?通过资料查找,学生了解到这是胚根,将来会长成植物的根。于是,笔者同学生一起把它移植到土壤里,让种子扎根生长。渐渐地,绿色的胚芽从泥里冒了出来,不多日便长成了一株小苗。当菠萝蜜长出大大的叶子时,学生发现叶子上有绒毛,这和我们平时看到的叶子差别较大。同样是种植活动,为什么平时科学课上让学生种豆子,他们的体验显得很干瘪,种植记录像流水账?通过该案例,笔者忽然明白:学生生命意识的开启和深化,一定是一个主动的过程,其间伴随着他们的好奇心和怀疑的态度。以上案例中,学生由偶遇菠萝蜜种子,到想要了解种子里的秘密,然后经历种植中的问题探究,最终完成对菠萝蜜种子结构的知识建构,这个过程,笔者称之为“项目种植”。“项目种植”中更多地需要学生探究:菠萝蜜适合在什么样的环境里生长?菠萝蜜果实为什么会长这么大?热带植物怎样才能在我们这里(长江中下游)生长?……带着问题,学生查找资料,进行解释,交流分享。邂逅菠萝蜜种子,引发了师生有深度的种植研究。如在种植对象方面,学生由种植豆子扩展到种植水果的种子,如火龙果、苹果、橘子等。此外,学生还进行了水培试验,比如将番薯、洋葱、土豆、大蒜等放在玻璃瓶或盘子中,再放适量的水,然后观察其生长变化,并及时记录。在种植方式上,我们进行了“联网种植”,就是和一些手拉手学校的相关年级共同进行种植活动,定期在网络上晒出植物生长的态势图。比如集团内的各个学校联动,比较农村和城镇中的植物生长状态;又如和新疆、云南手拉手学校的学生共同种植,比较在不同地理位置植物的生长情况等。挖掘种植活动的课程资源,需要教师开阔眼界,解放思维,引领学生个性化地种植、联系性地种植、团队式地种植、创造性地种植。只有在有深度的学习实践中,学生才能看到生命细微的变化,从而体会生命的无限潜能。2.在“创意养殖”中体悟生命的伟大。苏教版四年级《科学》教材中有养蚕的内容,一般的指导过程是设计一本《养蚕记录》本,然后学生开始自由养殖,由于养蚕的时间较长且教师的指导缺乏个性和耐心,较多学生会渐渐对养蚕失去兴趣。针对这个问题,笔者先带领学生学习蚕的一生、人类养蚕的历史、蚕丝的使用等知识,然后对养蚕过程进行创意加工,如进行“彩蚕饲养”“蚕蜕皮视频展”“显微镜下的蚕蜕”“蚕吐丝前后的体重对比”“盆栽桑苗立体养蚕”“抽丝比赛”“制作蚕丝扇面”“蚕蛹雌雄之辨”等活动,学生在有趣的饲养活动中,深深体会到蚕伟大的一生以及我国古代劳动人民的养蚕智慧。除了蚕、蚂蚁、蜗牛、鼠妇、土鳖虫等,只要是乡村、校园绿地里的昆虫,学生都喜欢玩弄它们,教师不如趁机开展“小虫子饲养”活动,通过集体性的饲养、记录、比较、展示,升级学生的`兴趣,帮助学生像昆虫学家那样去“玩”虫子,在学生幼小的心灵里播撒下生命的感觉。
二、深入科学阅读,拓展生命的视界
科学阅读强调读、思、做合一。进行科学阅读,有利于激发学生的探究兴趣、扩充科学知识、涵育人格素养。在生命科学领域的教学中,科学阅读的资源理应受到充分挖掘和使用。1.以友善、好奇的心态去阅读自然,尊重生命。大自然是一本无字百科全书,生命科学领域的阅读实践不能忽视对大自然的“阅读”。因此,科学教师要带领学生对大自然中的生命展开“阅读”,改变学生对自然生命的偏见或误解。在教学苏教版《科学》三上《动物植物人》一课时,少部分学生对“人也是动物”这个观点感到不解,他们觉得人类能制造各种工具,怎么能和那些小爬虫、鸟兽等相提并论呢?抓住这样的认知偏差,笔者搜集了一些资料:屎壳郎通过滚粪球清洁了大自然、苍蝇的楫翅(又叫平衡棒)是“天然导航仪”、会变色的衣服是人类模仿蝴蝶翅膀上的鳞片而制成的等等。这些大自然里的精灵虽然看起来不起眼,但是它们有人类不具备的本领,为人类的科技发明提供灵感,同样值得重视。阅读后,学生对动物一词有了更深层的认识,并认同了“人是动物”的观点。2.以思辨、探索的姿态去阅读科学经典,思考生命。《昆虫记》是经典的科普读物,学生很喜欢。但是,在一次《昆虫记》阅读交流会上,笔者发现学生的交流只是描述和赞美,几乎没有质疑和启发。这固然与学生的年龄特点有关,但是我们不能就此放弃对学生阅读的有效引导。问题引领。在学生的科学阅读中,教师可以设计一些问题。比如:屎壳郎是清理粪便的高手,那么它们会清理自己的粪便吗?雌螳螂会吃掉它的“丈夫”,这种残酷的习性是怎样形成的?还有哪些昆虫也有同样的习性?等等,这些问题在《昆虫记》中没有答案,教师的提问可以引领学生进一步思考、探索。比较阅读。比较阅读是科学阅读常用的方法。比如:读了《昆虫记》后,还可以让学生阅读相关的读物、视频,然后比较、整理某一种昆虫在不同读物中的介绍,或者将其与身边的同类昆虫进行观察、比较。学生发现,虽然是同一种昆虫,但是因居住环境的不同,它们的身体结构、习性会有微小变化。在比较中阅读,学生理解了环境对于生物的影响。
三、深层实践,承担生命的责任
对于小学生来说,要“形成热爱大自然、爱护生物的情感,提高环境保护的意识”,就要到更广阔的社会天地中去实践。这里的实践,是“真刀真枪”的践行,而非“浮光掠影”的走场。1.课程融合,点亮生命意识。课程融合,是未来教学的趋势。学生运用科学课、数学课、语文课、美术课上学到的知识和技能,去解决一个个实际问题,能有效提升自身素养。比如:进行河流水质调查,学生要先去河里取水,河岸很高,没有阶梯,此时就要想办法用塑料瓶制作一个打水装置;取了水要进行过滤,这就要运用过滤技能;过滤后要检测水的酸碱性及微量元素,这需获得环境监测站水质研究部门的支持;检测后要形成自己的研究报告。在这一过程中,知识实现了融通,知行得以统一。更重要的是,学生体悟到可以用一己之力来改善周围的环境,能为其他生物创造美好家园,如此,责任意识便能渐渐得到加强。2.课程系列,提升生命的使命感。在提高学生环保意识和能力方面,我校科学教师基于科学教材中的相关内容,如生态平衡、能源、人类与环境、动植物的特征等,拓展和深化教材内容,编制了《牵手环保》的系列校本教材,然后利用社团课、综合实践活动课、科学课、班队课等,带领学生学习环保知识、增强环保意识,学习处理环境问题的基本技能,发展学生的生命使命感。作为科学教师,我们应用敏锐的目光捕捉有意思、有意义的课程资源,帮助学生提升探究技能,发展高阶思维。在亲历中,引领学生深入生命的“灌木林”,形成与其他生命和谐共处的理念,这对促进学生健康成长以及社会生态文明的建设有重要的意义。
生命科学的论文6
“一个民族要达到科学的巅峰,必须有理论思维。”上世纪八十年代初,在钱学森院士手下工作于中国科学院的吴艾灵教授站在世界科学发展的前沿,洞察科学系统性、复杂性、整体性发展的哲学内涵,创新性地提出了与“近代还原论科学体系”并行的“当代整合论科学体系”及其统一性的基础———“信息生命科学”。
1尧信息生命科学还原了中医尧气功尧武术等传统文化的生命观的自然本质
早期哲学家意指的“自然”(Physis)特指事物运动变化的“本性”(Nature)、“本原”(Arche)、“太初”。这种最初存在的东西在事物运动变化过程中始终起作用,它们赋予事物质料,是最原始的“基质”,并内涵引导形成事物运动和存在的秩序的“原则”。这一“自然”存在与中医和气功等传统文化的“气”或“元气”概念是一致。近代以前,这种存在之物只能存在于哲学家的主观思维和意识对象之中,与物理科学的实证实验对象无缘,但是现在前沿的量子物理学已为这种以前只能靠思辩或“神秘”体验去把握的存在对象提供了客观实证的物质基础———量子真空零点能全信息场。从一元论宇宙发生论和科学认识的客观信息性上,只能将这一本体的客观存在称为“信息场”、“本体信息”,它是未显现的宇宙“隐信息”、“所有信息”(全信息),中华传统文化称其为“道”、“无”。它通过生成“气”来化生宇宙万物世界。〖信息生命科学的“信息”即是立足于这一“量子真空零点总信息场”(“道场”)的宇宙本体信息而言。
2尧信息生命科学对气功尧中医和武术基础的野气冶理论解读
(1)信息生命系统中与先天“炁”和后天“气”生成世界万物的暗物质暗能量宇宙本体隐信息源———“道气”场,布达佩斯俱乐部的欧文拉兹洛将其比喻为“微漪之溏”,显性世界只是本体宇宙“池溏”背景上的微漪。这一混沌的生成本体,老子给了其恰当的描述,“有物混成,先天地生,寂兮寥兮,独立不改,周行而不殆,可以为天下母。吾不知其名,字之曰道”(老子25章)。著名量子物理和科学思想家戴维玻姆创造了隐含序(Implicateorder)的概念,与显现序(Explicateorder)相对,表达了这一宇宙本体的特征;(2)气功修炼和医学实践中对生命“先天元气”的.提取和运用;(3)元气的本体信息多维复合一体性的物理奥秘———纵波磁旋构成的挠场;(4)传统文化中的天(地)、道(德)、无极(太极)、性(命)都与这一本体信息场相应。3尧结论和建议在道(气)一元的基础上,运用信息生命科学整合中医、气功和武术等,是传统文化创新的科技之路。
参考文献
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生命科学的论文7
摘要:生命科学是21世纪最活跃的学科,它的飞速发展对人类日常生活和社会发展均产生了巨大的影响。大多数大学开设《生命科学导论》课程是将其定位为一门为全校大学生进行生命科学知识普及的公共选修课,也是一门为了提高学生综合素质、面向全校学生开设的跨学科课程。由于《生命科学导论》教学对象的专业和层次差异,有效进行知识传授、激发学生学习兴趣以及保证教学质量,是教学过程中值得考虑和探讨的问题。本文主要阐述了在《生命科学导论》课程中多媒体教学的实践,并就利用多媒体动画和影像辅助教学的优势和存在的弊端进行探讨。
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(20xx)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。
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生命科学的论文8
摘要:学习生命科学知识不仅是生物专业学生的需要,对非生物专业的学生来说也是十分必要的。本文从教学内容、教学方法、教学手段等三个方面介绍了我校为非生物专业学生开设生命科学导论课程的实践和探索,并就师资队伍建设、实验课开设及考核方式等方面存在的问题及解决方法进行了介绍。
关键词:生命科学导论;教学内容;教学手段;教学方法
21世纪是生物科学的时代,生物科学日新月异,已渗透到社会生活的方方面面。当前,人类面临着一系列重大的问题,如人口膨胀、粮食短缺、环境污染等,这些问题不仅是科技问题,也是社会问题,这要求生物类和非生物类专业学生必须有广博的生命科学知识。因此,面向非生物类专业学生开设生物类相关课程是十分必要的,这是提高学生综合科学素质的手段之一。如果大学生毕业时不懂得什么是DNA、什么叫克隆等基本概念,不了解保护生物多样性的意义,不了解生物技术与人类社会及经济发展的关系,将可能有会成为一种遗憾。在强调素质教育,培养和提高本科生创新能力的背景下,国内外许多高校已将生命科学导论课程设为本科生通用选修课,并取得了一定的成效。上海海洋大学作为一所有其自身特色的院校,推进非生物类专业的生命科学素质教育已有十多年,在20xx年《生命科学导论》作为公共选修课在学校开设。根据我国高校课程的教学改革思路,在多年教学实践的基础上,针对教学过程中存在的一些问题,我们对生命科学导论的教学内容、教学方法和教学手段进行了一些改革尝试,并作出一些思考。
一、优化教学内容
课程内容是课堂教学素材,是一门课程的主体,也是课程目标的载体。生命科学导论主要是针对非生物专业的学生而开设,由于选修该课程的学生基础知识不一致,因此如何确定该课程的教学内容是我们在教学过程中一直十分关注的问题。我们认为课程的教学内容应有一定的基础性、系统性,但更重要的是趣味性,同时还要注重不同学科间的交叉。在该课程内容的设置方面,主要在以下几个方面进了探索:一是合理安排教学内容。在实际授课过程中,我们还未能做到按文、理科对学生进行分类。为避免出现文科学生听不懂,理科学生吃不饱的现象出现,我们在教学内容的具体安排上,由浅入深,由窄到宽。具体主要包括:生命的.基本组成、细胞、遗传及其分子基础、基因与基因工程、生物的多样性及其保护等。二是及时更新教学内容。教学内容不断更新是“生命科学导论”课生命力的体现。生命科学的快速发展,大量的新理论、新知识、新成果不断涌现,我们及时把它们充实到生命科学导论教学中,如讲细胞这部分的内容时,及时补充干细胞的相关最新研究成果;对人类基因组计划这个知识点,则把后基因组时代的生物信息学、蛋白质组学、转录组学、系统生物学等最新成果补充进来。三是课程内容选择方面呈现出鲜明的自身特色。建设一门体现上海海洋大学特点、符合学生需要的生命科学导论课程,是本课程改革过程中的一个重要初衷。水产、食品和海洋三大学科是上海海洋大学的传统优势学科。我们以与现代生活特别是海洋、食品安全等问题密切相关、影响重大的热点问题作为切入点,展开相关理论知识的学习,强调理论联系实际。如在讲述生态学部分时以日本福岛核辐射对海洋生态的影响为例引入生态学的相关理论知识。所学内容可使学生能够从生命科学的角度进行正确必要的分析,进而提高学生分析问题、解决问题的能力。
二、更新教学手段
课堂教学是本科教学最重要、最核心、最本质的部分,是人才培养的主阵地。如何提高生命科学导论的课堂教学质量,提升学生的学习兴趣,一直是我们关注的重点。生命科学导论的课程内容涉及生命的组成、细胞、代谢、遗传、分子生物学、进化、生态、健康与疾病和生物技术等方面的基本概念和理论,教学内容跨度大、面广且不易深入。因此,除采用板书、讲述、引导和启发等传统的教学手段外,我们积极利用多媒体等现代化教学手段。多媒体综合了音响、图像、动画、文本等多种效果,可将抽象的内容形象化、微观的事物宏观化、复杂的问题简单化。在教学过程中,我们灵活、恰当地利用这一现代化的教学工具,把文字、声音、图像动画和视频集于一体,丰富多彩、生动形象,既帮助教师假设良好的情境,又有利于学生深刻理解和记忆。如在学习聚合酶链式反应(PCR)时,除以文字描述外,通过动画演示PCR反应的全过程,使学生生动直观地看到微量的DNA如何在体外进行几何级别的扩增,使学生愉快而迅速的接受这个概念,且对它的印象历久弥新。此外,在课堂上适当播放一些相关的优秀科教片,如BBC的discovery系列节目及美国国家地理节目等。这些都极大地激发了学生的上课热情,开拓了学生视野。
三、转变教学方法
传统教学是教师讲学生听,但在以大班上课的生命科学导论课堂上,这一教学方法存在诸多弊端。教学过程中,我们发现采用传统教学方法存在课堂气氛沉闷、出勤率低等问题。学生对教师的讲解和提问几乎不做出任何明显的回应。这可能是由两方面的原因造成,一方面学生的知识基础与课程内容有落差,另一方面有些学生本就是抱着挣学分的目的,对该课程不重视。为应对上述问题,我们大胆突破传统的教学模式,积极探索启发式、讨论式、探究式等多种教学方法,增强生命科学导论课堂的吸引力,提升课程教学效果。如在讲授基因工程的相关知识点时,由热门电影《阿凡达》的片段引入克隆人,学生兴趣深厚,对克隆技术的相关内容也留下了深刻的印象。据我们在教学中的调查显示,60%以上的学生认为生命科学导论课程应以教学互动和课堂讨论的方式进行授课,但仅有10%左右的学生愿意总是积极参与该课程的课堂教学。这说明学生不满足于被动接受知识,但如何引导学生参与课堂教学、调动学生学习的积极性,是在我们在教学过程中需密切关注的问题。社会信息技术的发展正在突破各种资源的时空限制,使得课程资源的广泛交流共享成为可能,也使得教学的过程完成不仅仅局限于课堂教学时间。因此,我们充分利用网络资源作为提升生命科学导论教学效果的有效方法。在上海海洋大学校园网的EOL网格教学平台中有该课程的教学大纲、教案、课件及学习指导等资源,使学生在课后可以自主学习。在平台中设有讨论区,使得学生与学生、学生与教师之间可以进行交流。“授之以鱼,不如授之以渔”。我们还给学生介绍国内外著名高校生命科学导论或生物学相关的课程及生命科学研究所或实验室的网站,指导学生学会在网上查找资料及阅读生物学相关文献。这不仅可以满足学生自主学习和上网学习的需要,也起到了教育学生、激励学生的作用。
四、关于建设生命科学导论课程的一些思考
我校目前将《生命科学导论》作为全校本科生选修课程,学生积极踊跃选课,课堂气氛活跃,但是作为一门全校公共选修课,它暴露出一些不足:学生多,教师少;只有理论课,没有实验课等。
1、师资队伍的建设。授课教师在课堂教学中起主导作用,只有不断提高教师的教学水平,才能真正改善学生的学习效果。生命科学导论是一门涉及多学科专业知识的课程,这就需要授课教师必须具备扎实的专业知识,同时对学生的学习有很强的指导能力。鉴于每位教师自身研究方向的局限性,不可能涵盖所有的生命科学领域,因此我们组织了一支由多名不同学科背景的教师组成的教学团队。在该团队中,既有教学实践经验丰富和专业素养丰厚的老教师,也有刚参加工作的新教师。每位老师只讲授自己擅长的部分,这不仅拓宽了课程所涵盖的知识面,也可将教师自身最新的科研成果引入教学内容,使学生所学知识具有前沿性、创新性和学术性,也可缩短理论和实践的距离。我们十分注重整个教学团队教学水平的提高,尤其是对新教师的培养。每位新教师每学期均需参加听课,以从其他老师的授课过程中汲取经验。此外,还组织授课教师参加了《动物生理学》和《生命科学导论》等国家精品课程的培训,学习先进的教学理念、教学手段和教学方法。通过不断的学习,使教学团队的整体实力得到提升。
2、关于实验课的思考。生命科学是一门实践性很强的科学。实验教学不仅有利于巩固学生课堂上学到的理论知识,同时也可以激发学生学习的兴趣。非生物类本科生学习生命科学的基本实验技术,是培养新世纪综合性、创新型人才的重要环节。目前,我校的生命科学导论还未开设实验课程。我们曾就该课程是否需要开设实验课进行调查,95%的选课学生希望能开设实验课。在课堂讲授中介绍在现代生命科学发展中重要的几项试验技术时,同学们也表现出对生物学实验的强烈兴趣。在今后的教学过程中,如何在有限的课时中开设实验课程,设计合理的实验项目及对学生实验成绩进行科学的评价都是值得我们探索的问题。
3、关于考核方式的思考。一直以来,我们都在思考采取何种考核方式才能客观全面地评价每个学生,而且有助于教学效果的提高。在该课程的教学中,我们强调学习过程及学习的效果,而不是考试成绩。我们采用理论考试和撰写课程论文相结合的方式。理论考试的方式采用开卷形式,考试题目由客观题与主观题组成,主要考查学生对生命科学知识的基本概念、基本理论和规律的理解,同时评价学生应用概念和规律分析处理实际问题的能力。课程论文由学生自己选择主题写一篇与该课程相关的文献综述,但要求格式统一、规范。学生根据自己的兴趣选择主题,这可以极大提高学生完成课程论文的兴趣和发表自己的观点,也可有效地防止抄袭,督促学生培养对诚信的正确态度。
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生命科学的论文9
摘要:现代生命科学导论作为一门通识课,是素质教育中最重要的内容之一。它主要引导学生了解人类自身,理解人类与整个生物界乃至自然界的关系。然而现阶段该课程存在内容多、课时少、教材更新滞后等问题。为解决这些问题,文章试着从教学内容和教学方法这两方面阐述《现代生命科学导论》课的实践和改革措施,并对改革作了展望。在教学内容上采取删除部分与中学生物重复的知识、增添与社会发展密切相关的时尚新内容以及将教学内容与学科专业相结合等改革措施;教学方法上采用专题式授课模式、热点新闻导课、探究式教学、辩论式教学、演讲、实验、多媒体教学和MOOC翻转课堂教学等多种授课模式。经过几个学年的实行,得到学生一致的好评。
关键词:现代生命科学导论;教学内容;教学方法;改革
《现代生命科学导论》是将生命科学的基础知识及其前沿进展融合在一起的一门综合性课程,是高等学校非生物专业类本科生的公共选修课[1-2]。它是一门实实在在的素质课,其目标旨在培养学生的生命科学素质,拓宽学生的知识面,提高学生的综合素质,而非培养学生精深的专业技能。近年来,杭州电子科技大学面向全校学生开设了《现代生命科学导论》这门公共选修课,经过多年的实践和改革,已经建立起了一套相对完善的课程体系。然而在实际教学过程中我们发现该课程的教学存在内容多、课时少、教材更新滞后、部分同学选课态度不端正、混学分的普遍现象,及旷课现象严重、上课不听讲、讨论不积极等问题。针对以上存在的问题,根据我国高校课程的教学改革思路,本文从教学内容和教学方法这两方面在课堂教学中进行了一些思考和探索,并阐述了在此过程中进行的一些重要改革措施,最终取得了一些成效。
一、教学内容
《现代生命科学导论》的教学目标是帮助学生掌握现代生命科学的基本概念、知识和理论概貌,了解生命科学的基本研究方法、思维模式以及新动态、热点问题。同时,通过本课程学习,学生了解了现代生命科学的发展以及同其他自然学科交叉渗透的必然趋势。因此,在课程内容上,我们要重视知识的深度、广度和实用性,精选内容并优化知识结构[3]。此外,我们还要注意内容的新颖性、趣味性以及科普化、生活化和多样化。需要通过科学性、趣味性和贴近生活性的方式向学生介绍。我们对教学内容这一部分进行了三个方面的改革,具体如下:
(1)删减部分与中学生物课本重复的内容传统的生命科学导论课程中部分内容与高中生物知识交叉,因此教师应该要适当参考中学生物课本,对学生已学内容进行适当调整,删减部分高中生物知识内容,在深度、广度等维度上对原有知识进行拔高。如“生命的物质基础”这一讲中,我们简要的概述了组成生命基本物质的蛋白质、核酸的结构部分,而重点介绍这些物质是如何在我们人体内起作用以及日常生活中如何得到这些物质,从而避免上课内容与中学生物相关内容重复,消除学生“重复学习中学生物知识”的感觉,提高学生的学习兴趣。
(2)增加与社会发展密切相关的时尚新内容近年来生命科学发展迅猛,新成果层出不穷,现有教学内容以经典生命科学知识为主,对前沿知识涉及不多。因此,教师应该引入一些最新的生命科学理论和研究动态充实到“生命科学导论”的课堂教学中。比如我们在教学过程中介绍了“基因诊断与治疗”、“器官移植”、“医用生物传感器”、“基因沉默技术”和“干细胞治疗术”等时尚新内容。如在讲到医用生物传感器,我们把自己研究领域里的一些最新成果展示给大家(基于量子点-DNA纳米结构电化学体系的肿瘤标志物单细胞水平检测方法研究)。针对天津师范大学一名女生因携带乙肝自杀身亡的事件,我们向学生介绍了乙肝治疗研究中的一些最新进展。通过对这些前沿知识的介绍和探讨,有助于激发学生的科研热情,提高他们的综合素质。
(3)将教学内容与学科专业相结合以杭州电子科技大学为例(其他高校所遇问题类同),它作为一所特色型的工科院校,学生大多为工科专业,如通信工程、电子信息、自动化等。对于不同类型的`学科专业,其所要求的知识点也有所不同。如通讯信息类专业的学生学习核酸、蛋白质等相关知识对于他们今后在生物芯片和智能计算机的设计方面有着积极的作用;机械专业类学生学习生物的形态与结构对于其今后在仿生学上的造诣有着潜在的影响;电子信息专业的学生学习基于酶生物反应的生物传感器、基因探针等知识对于他们今后研究智能医疗设备具有重大的意义;仪器仪表类专业学生学习酶标仪、PCR仪对于其今后从事各类仪器仪表的研发工作也有着很大的帮助。因此,我们在讲授这门课程时应该首先了解学生的所学专业,将教学内容与学生的学科专业有机结合起来,有利于培养综合素质高的优秀人才。此外,不同学科背景的学生所需要的思维方式也有所不同。为了培养学生所需要的逆向思维,我们将“基因扩增分析”和“显微放大分析”知识点进行融合讲解,让学生在今后的学习工作中能够很好的运用这一思维方式。
二、教学方法
《现代生命科学导论》是一门通识课,其内容非常丰富。传统的讲授法常常是以教师讲授为主的教学方式,也是大多数教师所采取的方式。然而这种方式可谓一种填鸭式的教育方法,学生学习的积极性不高。为了提高学生的积极性,我们对教学方法进行了一些探索,旨在对传统的教学法进行补充。
(1)专题式授课模式实现模块化学习我们将《现代生命科学导论》这一课程以专题的形式将教材内容的主要知识点进行提炼和概括,把相关的基础理论知识和前沿研究成果展示给学生。每个专题都用一根线索贯穿,创造情境,让学生自由发挥集体探讨,在讨论中掌握相对应的生命科学理论和生物技术,帮助学生培养良好的科学素养和创新意识,提高学生的综合素养。如我们在讲授《现代生命科学导论》这一课程时引入了“基因沉默技术”专题,向学生讲解了基因沉默技术这一高效的基因敲除技术在今后基因时代的各个领域发挥的重要作用[4]。我们引入产前诊断这一专题,向学生介绍产前诊断的历史、目的、常用方法及范围,重点提出了近亲结婚的危害,引起同学们对产前诊断的重视
(2)以热点新闻为切入点引出知识点在教学过程中,从当前的一些热点新闻入手,引起同学们的共鸣。如在讲解“基因诊断与基因治疗”这一知识点时,我们首先从社会名人好莱坞女星安吉丽娜朱莉高调宣布切除乳腺和美国苹果公司联合创始人史蒂夫乔布斯利用基因试图治疗癌症这两起事件入手,向学生讲授个人患病几率与其自身所携带的基因存在着直接的关系,引出基因诊断与治疗的概念,使学生对基因诊断与治疗的相关知识点有所了解。我们又由近段时间蔓延的韩国“中东呼吸综合征(MERS)”和非洲“埃博拉病毒”引起的恐慌出发,引入对“未来的灾难:瘟疫与传染病”这一知识点的讲解。通过对常见传染病的发病机制、流行过程、基本特征及预防的讲解,不仅能够激发学生对知识点的掌握,而且也让学生能够在面对这些问题时有很好的应对措施。我们还通过揭秘“全球首例人类头颅移植手术,换个头重新来过”这一事件出发,向学生介绍器官移植的分类、历史等相关知识点,引起学生对“器官移植”这一知识点的兴趣。
(3)提出问题实现探究式教学的方法在进行课堂讲授时,教师通过提问事先设计好的几个主要问题让学生进行思考,并针对这些问题进行讨论,进而引出相关知识点。如讲授生命的物质基础这一内容时提出:胶原蛋白能美容吗?根据你平时的观察,你认为血糖低会出现何种身体不适状况?我们可采取何种措施?有人说,剧烈运动或洗浴后吃糖可防止虚脱,为什么?多吃糖为何会蛀牙?为何人们认为多吃鱼虾等食物能补脑?女性减肥成风,拒绝脂肪的做法是否正确?通过这些能引起学生兴趣的问题来提高他们学习的积极性。
(4)辩论中提高学生的学习兴趣现代生命科学的发展促进了人类的发展,给人类带来了一些新鲜的东西,但同时它也给人类带来了不利的因素[5]。如转基因食品给我们带来了什么?有的人对转基因食品抱有积极的态度,有的人对转基因食品抱有消极的态度,那么我们到底对转基因食品应该抱有一种什么样的态度呢?这些问题需要大家好好思考,针对不同的观点让学生进行辩论,陈述各自的理由。通过这种方式可以锻炼学生的语言表达能力和逻辑思维能力,提高学生的综合素质[6-7]。
(5)学生课堂演讲实现自主学习当今社会得癌症的人越来越多,学生认知癌症的兴趣也在不断增加。因此,首先通过培训让学生学会在网络上查阅国内外的相关知识,在学校图书馆查阅国内外相关的文献,然后指导他们进行文献综述,由他们来讲解癌症这一知识点的相关内容,最后教师做相应的点评。通过这种方式提高了学生的学习兴趣,促进了师生之间的互动,培养了学生自主学习的能力,加强了学生思考问题和归纳问题的能力,提高了学生的综合素质。
(6)寓实验于教学之中生命科学是一门实验性很强的学科,因此加设实验课对学生学习生命科学导论这门课程而言具有非常积极的意义。如我们可以通过肿瘤标志物的测定这一关乎每个人身体健康的实验来激发学生学习生命科学导论课的兴趣。通过制作植物微型标本和动物人工琥珀标本不仅让学生学习了标本的制作方法,而且还能对这门课起到很好的宣传作用。
(7)进行多媒体教学多媒体教学是现代化教学的一种重要手段,它的方式有很多种。而在现代课堂中最常用的是幻灯片和视频。这两种简单直观的教学方式可以大大增加课堂教学的信息量,提高学生的学习效率。如我们在讲到人类的起源时,首先让学生观看一个视频-baby从受精卵到出生的全过程,使学生更好的了解我们人类究竟是如何来的。
(8)尝试MOOC翻转课堂教学模式近年来依靠互联网而进行的网络教育逐渐走入大众视野,MOOC翻转作为网络教育最新诞生的主角依靠互联网的便利迅速席卷全球,国内外顶尖大学纷纷推出了自己的MOOC课堂[8-9]。它的基本思路是:把传统的学习过程翻转过来,课前完成知识传授,课堂完成知识的内化。学习者在课前基于视频等教育资源完成知识点的自主学习,课堂则通过师生互动答疑讨论,从而达到更好的教学效果。利用这种新兴的教学模式对于提高《现代生命科学导论》这门课程的教学效果有着较大的作用。例如基于MOOC视频可以提高学生学习的效果;利用在线写作批改系统可以即时批改,促进学习动机;为方便学生移动学习,平台支持学生利用手机扫描APP二维码,通过手机移动学习完成相关课程内容。因此,在当前背景下我们应该对传统的教育方法进行一些改变,将MOOC翻转课堂教学模式引入进来,搭建长效激励平台,引导高校积极参与,建设高质量的教师队伍。
三、总结
本文针对《现代生命科学导论》课程教学过程中普遍存在的教材不协调和学生上课态度不端正等问题,针对性地从教学内容和教学方法这两个方面采取了一系列改革措施,如删减部分与中学生物课本重复的内容、增添时尚新内容、以热点新闻为切入点引出知识点、基于MOOC翻转课堂教学模式等改进措施来提高教学效果,取得了一定的成效,获得了广大学生的一致好评,甚至有部分学生对生物学产生了浓厚的兴趣。但是教学改革是一项长期而艰巨的任务,任重道远,今后我们还需要通过不断的学习和探索,引入新的内容、新的技术、新的教学方法和理念、新的考核机制,培养出厚基础、宽口径、富创造的复合型人才。
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生命科学的论文10
作为文科生,我在高中时所学的生物较为浅显,但一直以来对生物总是充满了好奇。怀揣着一颗兴趣盎然的心,这学期我选了生命科学导论这门课。还记得
第一节课我坐在第一排听着老师讲绪论,我对生命科学导论这门课充满了敬畏:感觉生命真的好神奇,感觉生命科学真的好博大精深,感觉自己对生命竟然一无所知,好无知!这门课让我明白:21世纪将是生命科学的世纪!而我,一个面向21世纪的大学生,理应有生命科学基础,而不应该成为“生物盲”!此时此刻,面对着复杂系统的许多问题,科学界将把目光转向生命科学,积极地寻求新的概念,新的观点,新的思路,面对着工业发展所带来的愈益严重的人口,粮食,环境,资源,健康等社会问题,我们将终意识到是时候从生命科学中去寻求出路了!
因为是选修课,课时有限,在这有限的时间里,我了解到了营养与健康的关系;我知晓了细胞与细胞工程的神秘;我惊叹了基因与基因工程的作用,端正了对转基因产品的看法;我理解了遗传病的根源;我知道了信息传递是生命活动的重要内容,神经系统在信息传递中有着重要的作用,理解了激素系统和细胞信息的传递;我冲破了癌症的迷雾重重,深刻的.认识了癌症这种可怕的疾病;我解除了对人禽流感(human avian influenza)的种种疑惑,提高了自己的预防意识;我深化了对微生物的认识,了解到微生物是一把十分锋利的双刃剑,它们在给人类带来巨大利益的同时也带来“残忍”的破坏;我接触到了纳米科学,看到了并纳米在生物及医学方面的应用与发展;我真正理解了雾霾天气的形成因素及危害,体会到了牺牲绿水青山换取金山银山后,人类自食恶果的无奈。简单的概括涵盖不了通过生命科学导论这门课我所学到的知识;也不能充分说明我的受益匪浅;更加不能表达我对这门课的感谢之情。这门课让我清楚地看到了自己种种不良的生活习惯,让我深刻地认识到摒弃那致命不良习惯的必要性。大学的生活基本由自己支配,自由自在的我曾经经常熬夜看电影,和同学唱歌,一玩就是一整夜,平时也是很懒的那种,根本不想着去做做运动,有时间就宅在宿舍玩电脑。
那时我总认为自己还年轻,有身体资本去疯,去过不规律的生活,去忽视不良的生活习惯,根本不会意识到这慢性的致命危害。是这门课让我感到了自己曾经多么可怕,因为我的那种生活不规律的习惯会加重自身体质酸化,以后容易患癌症。真的是第一次深切地感觉到癌症这个可怕的名词就在我的身边,顿时心里的恐惧感倍增。因为害怕,所以从那开始我基本都是10点半之前睡觉,作息比大一大二健康了好多。现在,我也在慢慢摆脱“宅女”的称号,基本上每个星期都会主动约同学去爬爬山,打打羽毛球,或是自己到操场上跑跑步。说实在的,虽然刚刚坚持一个多月,我真的明显感觉自己的身体变健康了:虚汗变少了,感冒的次数也降低了,整个人的精神也比之前的好多了。记得之前自己吃饭是很挑的,尤其喜欢重口味的,像辣的,咸的,油炸的之类的食品,纵使脸上不停地冒痘痘,我都不会想着忌口,可是近来我也不敢放肆的吃了,因为知道了它们真真实实的危害,心里有了恐惧,产生了阴影。是这门课让我不再任性的认为:癌症离我很远!我开始改变,改变自己不合理的饮食,改变自己不规律作息,改变自己不规律的生活习惯!这种种的种种都是这门课的功劳!
我很庆幸自己选了这门课并且刚好选中,所以我有很认真的对待这门课,每次上课都在第一,第二排坐着。每当对着讲课老师,我的内心总是充满了好奇感,对老师所讲的内容非常感兴趣。文字的简单易懂,图片的栩栩如生,视频的真实画面,专有名词的晦涩难懂,老师授课的温声细语,真的都是我喜欢的。生命科学导论这门课不仅让我回忆了高中生物课本讲过的关于细胞、动植物、细菌病毒、遗传、生态环境、生物制药、基因工程、蛋白质、酶、抗生素、干扰素等知识,还加深了我对能源问题、环境问题、人口与资源问题、克隆技术和生物工程的应用前景以及安全性等问题的认识,更使我在对生命科学有一个基本了解得同时,加强了我对生命科学基本概念和内在联系与规律的了解,大大地提高了我主动探索生命奥秘的兴趣与积极性,很大程度上促使了我能够应用生命科学的基
本知识,去分析当代人类所面临的一些紧迫问题并提出合理的解决方法。我很感谢生命科学导论这门课:是它让我了解到了生命科学的基本知识,是它让我对生命意义的理解更加深刻,是它让我以更认真的态度去对待生命!
生命科学的论文11
摘要::高校公共仪器设备平台的规范化、自动化管理,对人才培养、科学研究和学科建设起到积极的促进作用。阐述生命科学公共仪器设备管理平台的设备管理、人员管理、教学实践、网络化管理、共享机制建设及技术培训等方面内容,探讨仪器管理共享平台的未来发展,对建立综合性、高水平的公共仪器设备平台及提高生命科学整体研究水平具有重要意义。
关键词::生命科学;公共平台;共享管理
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-20xx(2016)04-0282-02
大型仪器设备平台是学校教学、科研和学科建设必不可少的公共服务体系之一,对提高教学与科研水平、促进学科交叉和融合、加强高层次创新人才的培养起着至关重要的作用[1]。整合建设公共仪器设备平台可以为多学科的相关研究提供优良的设备需求,是保证原始创新性研究顺利开展的有效途径[2]。生命科学涉及多个学科的基础理论和研究技术,已成为本世纪引发新科技革命的重要推动力量。我国已将生物技术作为未来高技术产业的重点之一,强调加强生物技术在人口与健康、农业、林业、工业等领域的应用,并强调加强基础科学和前沿技术研究,特别是交叉学科的研究,提升生命科学的基础研究水平和大力发展生物技术是国家科技发展的重点战略之一。而对于生命科学来说,80%的科学研究都是依赖实验仪器来完成的,因此建立综合性、高水平的公共仪器设备平台对于进行国际一流创新性的科研活动和提高生命科学整体研究水平具有十分重要的乃至是不可或缺的意义[3]。本文将我院的公共仪器设备平台建设管理经验及探索进行介绍,与大家共同分享探讨。
1平台的管理体制建设
1.1设备管理
学院公共平台共有仪器设备近130台,其中50万以上大型设备就有25台,为了便于管理,将仪器设备分为大型仪器设备和一般通用型仪器设备,对于一般通用型仪器设备,如实时定量PCR仪、荧光分光光度计、离心机、荧光显微镜、酶标仪等设备,学生经过实验课程或基础技术培训就可独立操作使用,实现全天24h开放使用;对于大型精密仪器设备,如核磁共振谱仪、傅里叶变换离子回旋共振质谱仪、透射电镜、X-ray单晶衍射仪、飞行时间质谱联用仪等高端仪器,采取“专人专管”“提前预约”制度,由专业的技术人员操作完成测试,老师和学生提前预约,合理安排使用时间。中心设有专家委员会,负责制定详细的管理制度和运行体制,并由设备管理调度中心将专家委员会制定的运行机制和方法实现到整个测试中心:设置仪器设备管理系统和人员调度系统,引进网络预约程序以及门卡系统,发布共享信息,接受预约工作,管理测试中心收费支出,调度专业技术人员等。
1.2人员管理
技术人员的管理是平台技术队伍建设的基础,良好的管理机制、明晰的岗位职责、合理的奖惩制度、开放的发展空间、规范的培训制度是调动技术人员工作积极性、主动性、创造性的源动力[4]。中心现有专业技术人员7人,通常一人要管理多台大小型设备,将设备根据其使用性能划分类别,并配备相关专业的技术人员进行同类别的设备管理,这样既可以解决“设备多,人员少”的问题,同时有利于新技术的开发和开展设备的深度应用。积极重视技术人员不可替代的科学贡献,学院鼓励技术支撑人员在新技术、新方法创新、仪器设备深度开发、仪器设备创新研制诸方面的积极思考和努力探索,定期由首席技术专家进行技术培训,指导技术人员解决研究技术问题,同时每年都会安排1-2名技术人员到其他院校或相关公司进行技术学习和交流,完善专业知识,提高实验技能,更好的为老师和学生提供高质量的技术支持。
2平台的教学实践
与科研院所不同,平台的主体单位为高等院校,在辅助科学研究的同时,更要为各层次教学体系及人才培养做好支撑服务。针对平台以高端大型精密仪器设备为主的特点,教学对象主要以研究生为主体。对于硕士研究生开展仪器技术类实验课,通过课堂教学学生可以独立操作小型仪器设备,便于以后开展自己的课题研究;对于博士研究生除了开展实验选修课外,还定期进行专题技术讲座,学生可以根据自己的研究方向选择性地参加,及时了解先进的实验技术或有针对性地探讨仪器应用问题。对于本科教学,考虑到学生实际应用性不强,我们将硕士课程和博士课程对本科生进行开放选修,学生可以根据自己的兴趣能力及未来的发展方向选择性听课,对于能够学习掌握某一类型仪器的操作应用或能独立使用一台大型精密设备的学生,我们会颁发一个“仪器使用培训合格证书”,以便于学生在未来的工作或学习中具有一技之长,有利于拓展学生就业范围。
3平台的网络化管理及共享机制建设
在当代“互联网+”的大环境下,多数大型仪器设备中心已基本实现网络智能化管理,平台也从中科大引进一套网络管理系统,该系统管理机制灵活,可以实现不同级别的管理员、实验人员的权限认证及授权管理,还可以实现仪器的使用时间,使用效率的统计分析,以及不同实验人员使用仪器的情况的统计与分析,为大型仪器设备共享服务及决策调整提供帮助。同时通过网上预约、自动刷卡、自动计费以及指纹门禁系统等措施实现了设备自动化管理,大大降低了管理上人力成本的投入,并使平台运行更加规范高效。平台中20万以上的大型设备全部加入到校级共享平台体系中,实行大型仪器设备“专管共用”体制,独立于各学科并为各学科服务,在完成校内服务的基础上开展对外测试服务,形成“测试型的服务平台”,充分发挥共享平台的高效优势。校级共享平台实行全面开放共享,登陆系统后可以查询到每一台共享设备的详细技术性能信息、应用范围以及收费标准,同时可以在线预约,管理人员随时登陆查看,及时安排仪器使用时间,合理规划管理设备运行。共享平台的开放运行,不但提高了仪器设备的检测率和使用率,而且还加强了与其他学科及其他学校的技术交流,扩大了中心的知名度及影响力,扩展了仪器设备的应用领域,提高了技术人员的专业技能[5].
4平台的技术支持与培训
中心测试平台不仅为全院师生及其它院校提供专业的样品测试,同时还进行研究生及本科生的仪器技术培训。中心的实验技术人员负责学院相关大型设备的.原理及实务培训、指导和考核。理论、原理考核合格后发给培训合格证书并获得在老师指导下操作设备的资格;学生根据自身情况,在理论、原理考核合格后在设备操作指导老师指导下进行实践操作培训,培训合格,发给设备操作许可证,并可以在攻读学位期间独立使用该设备。平台还会定期进行专业技术讲座,根据设备的功能应用,面向全校各专业方向有针对性的技术讲座,讲座人员会是中心的技术老师,也会是专业的技术工程师,相关的培训信息会及时发布到学校网站上,全校老师和学生都可以选择性参加感兴趣的技术讲座。技术人员也要定期参加进修培训。每年中心都会有1-2名技术人员到校外参加技术交流会议,使得技术人员及时了解本领域的技术发展动态,学习和掌握最先进的技术方法,保持科研平台的技术优势和业务水平,为用户开展高水平的科学研究和培养高素质的专业人才提供支撑。同时将这种对外参加技术交流会议作为一种奖励政策,大大激发了技术人员的工作热情,在工作中争取学习机会,在学习中提高工作能力[6]。
5结束语
通过对公共仪器设备平台的规范化、自动化管理,真正达到物尽其用,发挥大型仪器的最大效能,对人才培养、科学研究和学科建设起到积极的促进作用[7-8]。通过建立设备共享平台有利于减少科研资源分散和重复建设,便于集中优势,降低科研成本,提高科研资源的产出效益。更为重要的是能促进集成创新,促进学术交流,打破不同实验室、不同研究方向、不同学科之间的壁垒,建立良好的人际关系和学术氛围,为生命科学学科建设和持续发展提供重要的基础设施保障[9]。参考文献
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生命科学的论文12
1医学院校生命科学类课程教学现状
现代生命科学从蛋白质、核酸等生物分子水平探讨生命现象及其规律,涵盖多门分支学科,其科学原理与相关技术对于现代医药学的学习与研究具有不可忽视的作用,这也是广大医学院校开设基础生命科学类课程的目的所在。我们教研室负责全校各医药相关专业的生命科学类课程理论及实验教学,包括分子生物学、细胞生物学、医学遗传学、生物技术、基因工程等等。我们在长期教学实践中发现,随着近年来医学院校基础生命科学类课程门类的增加、课程内容与结构的不断变化,我校各医药专业的学生在学习基础生命科学类课程时,诸如重视程度不够、缺乏兴趣、学习基础薄弱、学习方法与手段单一、所学原理不能灵活运用等多种问题也逐渐显现。这显然与当前沿用的传统“授受式”教学范式有关。因此,有必要对医学院校生命科学类课程的教学范式进行现状分析,发掘问题所在,依据这类课程的特点以及不同学生的.专业特色,建设合适的教学范式,提高教学有效性,以更好适应现代社会对医药人才培养的要求。
2医学院校生命科学类课程教学范式改革的实践
结合生命科学类课程的特点与教学实践中积累的经验,我们从以下方面进行了探索,以建立新型建构主义科学教学范式:第一,从教学大纲、教学方法、评价体系以及课外学习平台和资源角度出发,对当前教学范式现状进行分析;第二,通过深入的文献研究及兄弟院校实地考察交流,对国内外教学范式进行比较研究;第三,基于调研结果,进行多方面教学改革:①依据不同专业对不同分支课程的具体需求,修改生命科学类课程的教学大纲;②改变教学理念,深入转变教学方法。要变知识传授为科学探究,注重学生的自主性与参与性,建立探究式课堂;③改变评价体系,变终结性为过程性;④进行网络教学平台建设,并运用现代信息手段,建立轻松自由的课外辅导和答疑制度。以我校中西医结合七年制专业分子生物学课程为例:我们一是针对学生专业背景,修改了原来较为笼统的教学大纲,删减其中艰深的纯理论部分,以普及分子生物学基本知识、突出其在医药学领域中的应用为目的;二是课堂理论教学中不仅靠老师讲授,也以提问、学生试讲部分课程内容、结合自身专业背景自选主题分组做PPT并各组互相提问评分、写小论文等多种形式丰富课堂教学方法,提高学生的兴趣与参与感;三是采用多元化的成绩评价体系,除了保留期末考核外,也与多形式的课堂教学方法相对应,将课堂专注度与活跃度、试讲表现、PPT制作水平、小论文、实验积极度和动手能力等作为平时和期中考核纳入评价体系,多方位全面、公正地评价学生的综合成绩;四是做好网络教学平台建设,完成了分子生物学教学信息化项目,给学生提供更丰富多彩的课外资源;最后,我们还通过微信、QQ、E-mail等随时与学生保持联系,给予学生更多学习和生活上的关心和帮助。经过这些改革探索,我们发现学生学习分子生物学的兴趣和热情有了明显提高,课堂气氛更加活跃,教学效果显著优于以往,最后的综合成绩评定更能反映出学生的多方面能力,公允度和学生的认可度也有所进步。
3结语
在新时代知识观转变的大环境下,广大医学院校生命科学类课程的教学范式也面临转变与重建。为更好反映课程特点和学校、专业特色,培养复合型人才,需要从多方面进行教学改革,建立新型建构主义科学教学范式。我们通过对本校生命科学类课程的教学范式现状进行分析,依据这类课程的特点以及不同学生的专业特色,探索建设了新教学范式,提高了教学有效性。但是,医学院校生命科学类课程涉及多个专业和多门课程,相关教学改革是一个长期而复杂的过程,需要与时俱进,不断学习新的教学理论和新范式模型,并结合学生具体情况因材施教,才能更好适应现代社会对医药人才培养的要求。
生命科学的论文13
1.激光共聚焦显微镜
激光共聚焦显微镜在传统光学显微镜的基础上作了改进,具有除目镜与物镜之外的图片放大功能,可以随时采集和记录检测信号,观察活细胞的结构及特定分子、离子的生物学变化。其选择单色性较好的激光作为光源,从根本上消除了色差。物镜的焦平面上加了一个带孔挡板,阻挡了焦平面外的杂散光,进一步消除色差。样品被分解成二维或三维空间上的无数个点,激光束逐个扫描成像,进而组成整体的平面或立体图像,计算机代替肉眼或照相机进行观察或摄像,数字化的图像在电脑中进一步处理,提高了图像的清晰度。该仪器还使用了光电倍增管,将微弱的信号放大,大大提高了灵敏度。由于以上优点,激光共聚焦显微镜可以应用到几乎所有有关细胞研究的领域。如原位鉴定细胞或组织内的生物大分子,观察细胞或亚细胞的形态结构;无损伤实时检测分析活细胞,并研究其形态和功能;在一个样品上同时进行多重标记,实时观察等。
2荧光探针
荧光探针在荧光成像技术中占据举足轻重的地位。一般荧光探针需具备优良的光物理性质,以便于激发和检测,且不与生物基质同时被激发,还要有较高的荧光量子产率和摩尔消光系数。荧光探针的溶解度要大,便于溶于缓冲液或细胞培养液中,且热、光性质比较稳定,有特异性标记位点。荧光探针需要具有良好的生物相容性,易于进入细胞内。荧光探针大致分为两类,包括化学类和生物类。化学类包括有机染料、纳米材料(金纳米粒子、半导体量子点等)及金属配合物等。生物类包括藻胆蛋白、分子灯标及基因编码荧光蛋白等。荧光探针在化学、光学、生物学等领域应用广泛,但是,目前仍缺少有效的分子探针识别疾病分子水平上的独特位点,故从分子水平上进行病理研究比较困难。
3荧光成像技术的应用
3.1蛋白质、金属离子的检测
生物体的生理状态可以通过蛋白质表现出来,生命活动离不开各种酶的作用,而酶大多是由蛋白质构成的,故研究蛋白质的结构和功能在认识生命活动过程中至关重要。刘亭延等采用荧光成像技术构建了一种检测人血清蛋白质的新方法。该方法以碳量子点为标记染料,以聚丙烯酰胺凝胶电泳分离出人血清蛋白,优化实验条件,最终得到清晰的电泳图。段相国等建立了一种HCVNS3/4A蛋白酶在小鼠体内瞬间表达的模型。金属离子在生物学中起重要作用,金属离子与荧光探针结合,在荧光显微镜下可观察细胞内金属离子的变化。Michael等选用Indo-1为模板,合成了一系列检测Ca2+的.荧光探针,可用于确定活细胞中特定位置的Ca2+浓度。Sare等合成了Zn2+的荧光探针,并应用到细胞中Zn2+的检测识别中。人们还建立了Mg、Cu、Hg、Cd等离子的检测模型。荧光成像技术应用于蛋白质及细胞内金属离子检测还存在一些问题,如有的荧光探针不能通过细胞膜、成像过程对细胞造成损害、检测方法不统一等,因此,建立统一、低损害的荧光成像检测技术仍是极具挑战性的研究课题。
3.2肿瘤疾病的检测和诊断
目前,肿瘤的临床诊断主要依赖于显微形态学观察,从而在细胞层面上了解肿瘤细胞的类型与个体差异,这就要求检测手段不断进步。荧光成像技术以其操作方便、标记靶点多、灵敏度高等优点,广泛应用于肿瘤跟踪成像研究中,具有广阔的临床应用价值。高苒等建立了一种小鼠肿瘤模型,利用荧光显微镜和活体荧光成像仪可直接从整体和细胞水平上观察肿瘤,了解宿主与肿瘤间的作用。至今为止,人们对此进行了深入的探讨和研究,但该技术应用于体内时需要考虑复杂的体内环境,动物组织会产生背景噪音,影响该技术的发展应用。
3.3药物新剂型研究
为了提高药物疗效,降低毒副作用,发展药物新剂型尤为重要。荧光探针的不断发展使荧光成像技术在这一领域的应用范围不断扩大,可用于对药物运输过程、细胞屏障跨越方式、药物释放过程等的观测研究,它的迅速发展也大大促进了药物新剂型研究的迅速发展。陈刚等研究了荧光探针经内耳给药后的转运通路,在荧光成像系统下追踪了整个运输过程。钟华等构建了一种装载抗癌药物阿霉素的新型纳米胶囊,采用激光共聚焦显微镜实时跟踪观察药物投递释放过程,为新剂型的研究提供了理论平台。目前,类似的研究虽然较多,但仍处于理论研究阶段,诸如荧光探针毒性、生物体内相容性等问题还没有解决,没有合理的规范,难以规模化生产。
4结论与展望
荧光成像技术的迅速发展加深了人们在分子水平对生命科学的了解,生命科学的研究也进一步推进了荧光成像技术的发展。激光共聚焦显微镜操作简单,应用广泛,荧光探针易于制备,荧光信号强,荧光成像技术可用于蛋白质、金属离子的检测,在肿瘤等疾病的检测中也起着重要作用,还可以实时跟踪检测给药过程,为药物新剂型的研究提供新的平台。目前,荧光成像技术仍存在许多不足,主要为:细胞在可见光区有自发荧光,掩盖了标记分子信号;难以实现对分子的长期标记检测。荧光成像技术是基础研究和实际应用间的重要纽带,三者将相互促进,不断进步。
生命科学的论文14
摘 要:当今时代,课程改革已经刻不容缓,笔者在本文中着重阐述了在新课程下生命科学学科改革的具体实施办法,建立以学生为主体的教学理念,重视实验实践活动,增强学生在教学中的参与程度,提高学生的学习热情,培养学生多方面的能力。
关键词:教学 实验 实践活动
科学技术的飞速发展,使知识总量激增,更新速度加快。当代科学技术发展的特点是,既高度分化又高度综合而以高度综合为主的整体化趋势。在这信息化高度集中的时代,我们发现,传统的教学方法已经越来越不能满足同学们的需要。在笔者的教学实践中发现新的理念、新的课标、新的教材、新的教法,使教师充满激情,学生充满活力,课程改革使课堂教学变得更为精彩。几年生命科学基础的教学实践中,不断尝试,充分落实以学生为主体,以教师为主导的理念,不断总结经验,不断改进。
一、认真研读教材,与同专业的教师探讨教学进程
在新教学理念指导下,认真研读教材,研究新课标,领会编写者的意图,全面提高学生的科学素养,培养学生的创新精神和实践能力,根据学生的认知层次及接受能力,教学中尽力把握好难易程度。生命科学基础是农科类的专业基础课,是为专业课服务的,而且实践性较强,在教学过程中,根据专业课教学内容的需要,调整章节顺序,依实验材料好获得的季节学习相应的内容,例如在学习根、茎、叶、花、果实结构的时候,安排在植物生长旺盛和开花结实的季节,比较好得到所需的实验材料,有利于教学和实验课的开展,把组织培养技术调到在学习育种方法之前。
二、研究学生,因材施教
传统的教学方式是学生跟着教师的思路走,不注重学生的反应和要求。新课程下注重学生是学习的主体,学生的基础、学生的需求、学生的反映都是教师应重视的,教师只起主导作用,学生个体间的差异是客观存在的,充分认识这一现象,在了解学生具体情况的基础上,对不同学生采取不同的方法。对学习方法、习惯、成绩都好的学生,只在具体问题上给予指导,适当增加训练难度,鼓励他们创新,比如说一些探究性实验中让他们积极参与,勇挑重担,让他们起到带头的作用。对学习态度端正、勤奋,但成绩不太理想的学生,侧重指导他们的学习方法,经常检查笔记及作业,提出指导性意见和建议。对智力较好,不认真学习的学生,注重在品质上培养教育,并有意指派他做课外小组或实验的负责人,以增加他们的责任心及认真学习、做事的态度。对极个别的不爱学习、不时犯点小错的问题学生不刺激,低要求,努力发现他们的闪光点,多表扬,以培养他们的自信心。总之,对不同学生利用不同的方法,就是使教师和学生之间发生实质性的互动,让每一个学生都在自己原有的基础上获得发展。
三、优化教学方法,提高教学效果
教学方法是完成教学目标的途径。教学目标确定后,有效的课堂教学要靠有效的教学方法来实现。生命科学基础是一个实践性较强而又与农科专业课联系非常密切的一门学科,所以教学中,采取多种多样的教学方法,有讨论法、自学辅导法、合作探究法、实验学习法。
多媒体进入课堂,它通过文字、声音、动画、视频等把一些不易用语言描述清楚的现象、物体、结构及过程等直观的展现在学生的面前,调动学生多种感官,提高学生的学习积极性,对课堂教学起到积极作用。众所周知,细胞非常小、形态结构很复杂,染色体的形态、结构和数目,细胞的分裂过程,很难通过语言的描述认识和想象出是什么样子,通过多媒体教学,使学生能在愉悦中学习,轻而易举认清它们的真面目,并且记忆也深刻。种子的萌发和幼苗的生长部分通过多媒体演示文稿动画设计,胚根如何首先突破种皮向下生长,然后胚芽突破种皮向上生长,形成幼苗的过程,同学们一目了然。孟德尔遗传规律的实验采取自学加辅导的方法。当然,应用先进的教学手段,也不能抛弃传统的教学方法,在复习课时,引导学生回忆所学知识的同时,逐步把知识框架用图形或表格的形式展现在黑板上,比用幻灯片直接打出效果更有利于学生对所学知识的系统掌握。其他部分教学使用适宜的方式辅助教学,以取得取得最好效果为宜,探究性学习是让学生通过自学发现问题,提出问题,并通过同学之间的讨论、查找资料、教师的点拨,解决问题,这样可拓宽学生的思路,提高解决问题的`能力。
四、实验活动可以培养学生的多种能力
生命科学基础是一门实验性很强的学科,通过实验可更好掌握所学的知识,在分组实验的过程中,同学们要根据实验目标,选择实验用具,制订实验方案,并实施试验方案,在实验过程中分工合作,各负其责,共同完成实验过程,才能得出结果,如果试验结果与实际不符,则需共同查找原因,有时还需重复实验,最终得出正确的结论。实验的整个过程,同学之间需要分工合作,不仅提高了学生积极动脑思考、动手操作、认真观察记录的能力,还提高了团结协作的能力,培养了学生的集体荣誉感。
五、社会实践活动是不可缺少的课程
我们和多家农户建立合作关系,农民为我们提供实习基地,在不同的时期学生们都要到田间观察,实际操作,把所学的知识运用到社会实践中加以验证和巩固,掌握更多的实践技能,以便将来更好地运用到新农村的建设中。学生为农民提供理论上的指导,比如帮农民测定土壤的养分含量,根据缺少的成分的量确定施肥的数量,既能保证农作物对营养物质的需求,又不至于造成肥料的浪费,这样可节省投入。帮助农民预测病虫的发生情况及提供防治的指导性意见,受到农民的好评,学生们也将来的升学或就业积累经验。
生命科学的论文15
一、迷你实验———简易探究,训练科学技能
迷你实验在学习过程中出现,在中译本中均置于旁栏,每个迷你实验仅由实验过程和分析两部分组成,展现了实验的核心内容,可在实验室或者家庭中完成,简单易行,侧重于从训练学生的科学技能角度强化补充概念,贴近学生的生活。相对导航实验而言,迷你实验的实验过程和分析更加具备了科学探究的一般过程,很明显,迷你实验也是作为一种科学方法的线索来体现的。迷你实验大多以模拟动手操作的实验为主。迷你实验在全套5本教材中共有52个,是几类实验设置中数量最多的一种,大致可分为模型建构型、技能探究型、知识运用型。例如,在《生命科学人体》这一册中共有迷你实验14个,涵盖了上述3种不同的类型。在模型建构型迷你实验中,有图表绘制类(如绘制激素水平图,将一段时间内的激素水平数据转变为曲线图);有模拟类(如模拟小肠内的吸收过程、模拟疤的形成、模拟肾的功能)。在“确定繁殖速度”这一迷你实验中,利用硬币来模拟细菌的分裂,并且要求将数据绘制成图表。这个实验基本上可以说是人教版教材高中生物“探究酵母菌数量的动态变化”这一探究实验的模拟版本,但操作更简单,结论更直观。在技能探究型迷你实验中,通过观察、比较、感受、体验等得出有关结论,从而训练并提高学生相关的探究技能,特别是训练学生与整个探究过程相关的某一技能,如“比较食物的脂肪含量”这一迷你实验,将3份不同的食物依次放在牛皮纸包装袋上,放置30min后移走食物,观察牛皮纸上的油腻印迹和湿的印迹来比较不同食物中脂肪的含量。
二、实验室———完整实验,强调科学方法运用
相比于导航实验设计和迷你实验而言,“实验室”在教材目录中已经呈现,这充分显示了“实验室”在美国生物教材中的重要性,同样,“实验室”在实验整个的设计流程上显得正规而完整,一般有“现实世界的问题”、“实验过程”、“结论和运用”等。根据不同的目的,有的实验还有“制定计划”、“执行计划”、“分析数据”等实验过程。同时,“实验室”强调科学方法运用概念解决现实世界的问题,如“色盲测试———形成一个关于男女色盲的普遍性的假说”,还有利用互联网、模型建构等方法进行的实验。这些实验都强调了科学方法的运用,通过学生动手做实验来解决现实生活中的问题。在《生命科学人体》这一册中共有“实验室”实验14个,平均分布于七章,每章两个。具体的14个实验是:测量皮肤的面积、利用互联网、测定维生素C的含量、颗粒大小与吸收、心脏如同一个泵、自主设计———血型反应、肾的结构、模型和发明、提升反应时间、自主设计———皮肤敏感度、解释插图、改变身体比例、微生物和疾病、自主设计———有抵抗作用的唾液。在这些实验中,无一例外地都是先提出现实世界的问题来引导学生思考,再提出实验目标,提供备选的实验材料,按照提供的实验过程来进行操作,然后得出结论并加以应用。因为这套教材对应的是美国初中阶段的学生,所以大多数“实验室”中的实验并没有对学生有实验方案设计方面的要求,但对于实验的结论和应用,已经蕴含着一定的理科思维,将实验提升到了一个新的高度。如“测定维生素C的含量”实验,其结论和应用一是比较所检测的橙汁中维生素C的含量;二是推测为什么维生素C的`含量有差异?另外,必须要提到的是,在“实验室”中有部分实验是“自主设计”,如《生命科学人体》这一册14个“实验室”实验中有“自主设计”实验4个,在这些“自主实验”中,一般的流程是:现实世界的问题———形成假设———验证假设———分析数据———结论和运用。很明显,“自主实验”的要求要远远高于其他的“实验室”实验,已经有了实验方案设计上的要求,对学生综合能力的要求也更高,旨在通过让学生自己去体会科学探究的整个过程,培养他们形成自主学习和探究的能力。
三、家庭实验室———拓展延伸,提高科学探究能力
导航实验属于学习前实验,由学生在家中完成;迷你实验属于学习中的实验,大多由学生在家中完成,少部分在学校完成;实验室实验由于其要求的增加,基本上都是在学校完成。而“家庭实验室”则是在书末单独列出,是来自厨房、装废品的抽屉或者庭院的实验设计,明确要求学生在家中自主完成。家庭实验室在每册书中通常有4~7个,这些实验通过解决现实世界的问题,提示科学概念是日常生活中常会用到的,它不仅仅用于课堂,也在生活中无处不在。在《生命科学人体》中共有家庭实验室7个:测量黑色素、维生素调查、血液的组成、构建葡萄糖模型、瞳孔的本领、辨识碘、酸性防护。从实验流程上看,都是相似的:现实世界的问题———实验过程———结论和应用。从实验内容上看,有的是调查和数据收集(如维生素调查),有的是测量(如测量黑色素),有的是模拟实验(如血液的组成、构建葡萄糖模型等)。作为上述3类实验的补充,“家庭实验室”基本上涵盖了实验的各种类型,但实验材料更加容易得到,实验过程更加简单直观,实验结论更加清晰明了,实验应用更加联系生活实际。这些“家庭实验室”更进一步地增强了学生的动手能力,通过最后的“结论和应用”,也将学生的科学探究能力提升到了一个新的层次和高度。综上所述,美国中学生物教材强调在实验中体验学习,体现了“通过做实验来解决生活中的问题”的理念。美国中学核心理科教材《生命科学》中实验栏目的设计,从引领学习,进行实验后批判性思考的“导航实验”到简易探究,训练科学技能的“迷你实验”,再到通过完整的实验流程,强调科学方法运用的“实验室”,然后以“家庭实验室”作为拓展延伸,提高了学生的科学探究能力。这些实验设计符合学生的认知过程,凸现了生物学科的理科性,培养了学生的理科思维。所以说,该教材从解决现实中的实际问题出发,引导学生自主进行科学探究,及时修正错误概念,最终实现提高学生的生物科学素养这一目标。这些实验设计的理念与操作,对中国中学生物的实验教学有很大的借鉴和帮助。
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