时间:2023-08-21 17:24:14
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇生物科学的应用,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
生物课程是高中阶段重要的科学课程。在当代科学技术领域中,生物科学和技术的发展尤为迅速,成果显着,影响广泛而深远。例如DNA分子结构和功能的揭示、体细胞克隆哺乳动物技术的突破、人类基因组计划的实施、干细胞研究的进展、脑科学的深入发展、生物工程产业的兴起等,正在改变人类的生活。尤其是生物科学技术和信息科学技术正在逐渐融合并显示出强大的经济力量,已成为科学发展和技术革命的世纪标志。生物科学和技术不仅影响人类的生活、社会文明和经济活动,还深刻影响着人们的思想观念和思维方式。高中生物课程应当与时俱进,以适应时代的需要。
自1978年起,我国高中生物课程历经多次改革,取得了显着的成绩。为适应时展的需要,《普通高中生物课程标准(实验稿)》(以下简称《标准》)在吸纳现行高中生物学教育优点的基础上,更尊重学生多样化发展的需求;更贴近社会实际和学生的生活经验;更多地反映生物科学和技术的新进展;更重视发展学生的创新精神和实践能力;更强调学习是一个主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观的过程。
一、课程性质
生物科学是自然科学中的一门基础学科,是研究生命现象和生命活动规律的科学。它是农业科学、医药科学、环境科学及其它有关科学和技术的基础。生物科学的研究经历了从现象到本质、从定性到定量的发展过程。当今,它在微观和宏观两个方面的发展都非常迅速,并且与信息技术和工程技术的结合日益紧密,正在对社会、经济和人类生活产生越来越大的影响。
高中生物课程是普通高中科学学习领域中的一个科目。高中生物课程将在义务教育基础上,进一步提高学生的生物科学素养。尤其是发展学生的科学探究能力,帮助学生理解生物科学、技术和社会的相互关系,增强学生对自然和社会的责任感,促进学生形成正确的世界观和价值观。
二、课程的基本理念
提高生物科学素养 生物科学素养是公民科学素养构成中重要的组成部分。生物科学素养是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观,它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平,以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。提高每个高中学生的生物科学素养是本课程标准实施中的核心任务。
面向全体学生 《标准》的设计面向全体学生,着眼于学生全面发展和终身发展的需要。课程的内容标准有较大的灵活性,以适应不同学校的条件和不同学生的学习需求,促进学生有个性地发展。
倡导探究性学习 生物科学作为由众多生物学事实和理论组成的知识体系,是在人们不断探究的过程中逐步发展起来的。探究也是学生认识生命世界、学习生物课程的有效方法之一。《标准》倡导探究性学习,力图促进学生学习方式的变革,引导学生主动参与探究过程、勤于动手和动脑,逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力等,重在培养创新精神和实践能力。
注重与现实生活的联系 生物科学与人们的日常生活、医疗保健、环境保护、经济活动等方面密切相关。《标准》注重使学生在现实生活的背景中学习生物学,倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念,并能运用生物学的原理和方法参与公众事务的讨论或作出相关的个人决策;同时注意帮助学生了解相关的职业和学习方向,为他们进一步学习和步入社会做准备。
三、课程设计思路
高中生物课程是根据《基础教育课程改革纲要(试行)》和《普通高中课程改革方案》的精神和要求设计的。
高中生物课程分为必修和选修两个部分。必修部分包括“生物1:分子与细胞”、“生物2:遗传与进化”、“生物3:稳态与环境”3个模块;选修部分有“选修1:生物技术实践”、“选修2:生物科学与社会”和“选修3:现代生物科技专题”3个模块。每个模块36学时、2学分。
必修模块选择的是生物科学的核心内容,同时也是现代生物科学发展最迅速、成果应用最广泛、与社会和个人生活关系最密切的领域。所选内容能够帮助学生从微观和宏观两个方面认识生命系统的物质和结构基础、发展和变化规律以及生命系统中各组分间的相互作用。因此,必修模块对于提高全体高中学生的生物科学素养具有不可或缺的作用。
选修模块是为了满足学生多样化发展的需要而设计的,有助于拓展学生的生物科技视野、增进学生对生物科技与社会关系的理解、提高学生的实践和探究能力。
学生在学习了生物1的内容之后,既可以先学习生物2的内容,也可先学习生物3的内容。在修完必修模块的基础上,进行选修模块的学习。
每个模块在高中生物课程中的价值如下。
“生物1:分子与细胞”模块有助于学生较深入地认识生命的物质基础和结构基础,理解生命活动中物质的变化、能量的转换和信息的传递;领悟观察、实验、比较、分析和综合等科学方法及其在科学研究过程中的应用;科学地理解生命的本质,形成辩证唯物主义自然观。
“生物2:遗传与进化”模块有助于学生认识生命的延续和发展,了解遗传变异规律在生产生活中的应用;领悟假说演绎、建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用;理解遗传和变异在物种繁衍过程中的对立统一,生物的遗传变异与环境变化在进化过程中的对立统一,形成生物进化观点。
“生物3:稳态与环境”模块有助于学生认识发生在生物体内部和生物与环境之间的相互作用,理解生命系统的稳态,认识生命系统结构和功能的整体性;领悟系统分析、建立数学模型等科学方法及其在科学研究中的应用;形成生态学观点和可持续发展的观念。
“选修1:生物技术实践”模块重在培养学生设计实验、动手操作、收集证据等科学探究的能力,增进学生对生物技术应用的了解。本模块适于继续学习理工类专业或对实验操作感兴趣的学生学习。
科学精神对我们的思想和行为有引导作用,人类的进步有赖于科学知识。而高中阶段又是学生学习科学知识的重要时期,高中生物科学包含生物学定义、原理和事实,通过生物课堂有助于学生生物科学精神的形成。本文就本人多年来的高中生物教学体会,特总结以下几种培养学生生物科学精神的方法:
一、通过生物教材,培养学生的科学精神
高中生物课程中富含很多科学知识和科学研究的步骤、方式。比如,孟德尔在进行豌豆杂交试验时,通过8年的时间,发现了生物遗传中的分离和自由组合规律;我国科学家袁隆平通过水稻杂交的方式将水稻的亩产量提高,因而解决了我国人民的温饱问题。教师可以利用这些实例,教导学生要养成认真观察、细心思考、大胆试验的科学精神,善于发现自然世界中隐藏的秘密,并利用这些奥秘服务于人类。这些教材内容,能够拓宽学生的视野,在科学精神的熏陶下,学生的科学态度和思想将得到锻炼和提高。
二、将生物知识应用于生活,培养学生的科学精神
学习科学知识主要是为了应用于生活实践。高中生物课程中有许多内容跟生活密切联系,教师可以利用这些知识积极引导学生,使学生具有科学的应用思想和应用能力。比如,农业上农作物产量提高的主要方式就是利用提高植物光合作用的利用率,间作套种、合理密植;遗传学中人类研究DNA密码,促使人类提前预防疾病。教师讲述这些知识时,不仅要将这些知识的基本原理告诉学生,还要让学生知道学会了生物学知识就可以协调人与自然的关系,将这些知识应用于实际,可以为人类造福,让学生们理解学习生物知识的作用和意义。
三、通过生物学中的科学发现过程,培养学生崇尚科学的精神
发现实际生活中常见的生物应用过程是复杂和曲折的。这些故事可以激发学生的好奇心,引发学生的求知渴望,培养学生崇尚科学的态度。
案例一:青霉素是广泛应用在治疗疾病的一种药物,弗莱明最初也是在试验中偶然发现了溶菌酶。患感冒的弗莱明某天观察培养皿中的菌种,突然将流出的鼻黏液加到了其中一个培养皿里,后来黏液周围的细菌被溶解掉,进而发现了溶菌酶。
案例二:詹纳通过细心的观察和冷静的思考,发现了牛痘能够预防天花,从而极大地降低了天花的死亡率。教师通过讲解这些生物的发现过程,使学生养成观察生命现象的热情,并积极探索生物科学领域。
四、通过生物实验,使学生养成求真务实、严谨的科学精神
生物科学知识大都是在众多的生物实验基础上发现的,通过实验可以培养学生求真务实、严谨的科学精神。
1. 在实验过程中,教师要充分利用实验带来的直观效应使学生养成敏锐的探究能力,刺激学生的学习兴趣。生物课中进行分组实验时,教师要让学生掌握正确的观察方法,进而使学生形成谨慎的科学态度。比如,在探索生物酶的作用时,要让学生掌握操作技巧,了解原理和方法,培养学生严谨的生物实验精神。生物科学的发现偶然性和必然性的结合,但是严谨认真的科学精神是发现这些的基本条件。
2. 培养学生单独进行和设计实验的能力。生物课程的实验性要求学生要有独立操作和设计实验的能力。教师在指导学生进行实验操作的时候,鼓励学生多动手,多实践,严格地进行实验操作,仔细观察和记录,对实验现象和实验数据进行有效的分析,得出相对应的实验结论。学生进行实验的过程中,有的试验成功,有的试验因为某些原因失败了,学生要善于总结经验教训,然后在不断反思中进步。
3. 通过实验培养学生的求实精神。由于某些原因导致无法实行实验的预见方案,也未能出现预见的实验现象,教师最好不要直接告诉学生原因,也不要停止学生的实验,而要正确引导学生找出原因,修改方案,找到解决方法,养成学生求实的科学精神。
五、在生物教学中,促使学生对科学养成坚持不懈的追求精神
关键词: 中学生物教学 生物科学素养 实践探究
2001年国家教育部颁布的《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》,正式将生物科学素养的概念引入中学生物课程,并将它作为初中生物课程的主要目的,课程标准指出:“义务教育阶段生物课程是国家统一规定的,以提高学生生物科学素养为主要目的必修课程,是科学教育的重要领域之一。”并且将“提高生物科学素养”作为课程的基本理念进行了阐述,把我国的生物学教育提高到了一个新的高度。
生物科学素养是指学生将来参加社会生活、从事经济生产、做出个人决策所需要的生物科学知识、探究能力,以及相关的情感态度和价值观。它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平,以及在已有基础上不断提高科学素养的能力。努力提高中学生的生物科学素养是生物课程标准实施中的核心任务。
科学素养的提高不是一朝一夕之功,向学生普及生物科学知识,提高生物科学素养应该成为教师在教学中贯穿的新理念。如何在教学中充分体现这一理念,以下是我的一些想法和体会。
一、把握课堂教学阵地,充分利用教材中的科学素材。
科学素养包括知识素养、能力素养、情感态度和价值观素养,在这三维目标体系中,知识是基础。科学是人类认识自然过程中形成的知识体系,因此科学素养的提高,是建立在掌握科学基础知识之上的。培养和提高学生的生物科学素养,主要途径是生物课堂教学。在教学中,我们要注重挖掘教材中的科学素材,并加以充分利用,以提升学生的生物科学素养。
1.强调生物科学史的学习,培养学生崇尚科学的态度。
在现行的生物新教材中,增加了许多生物科学史上有关研究的事例和方法,不仅记载着生物科学知识的形成过程,而且蕴含着科学家的创造思维和科学方法的轨迹。
在教学中,教师要注重发挥生物学史例的教育作用,培养学生的学习兴趣,利用生物学家的生平和事迹,对学生进行科学精神和价值观的教育。如杂交水稻之父袁隆平,淡泊名利,一生致力于水稻研究,为我国的农业生产作出了卓绝的贡献;英国生物学家达尔文历尽艰险,出生入死,做环球考察,完成了生物界的巨著《物种起源》;沃森和克里克合作研究DNA分子的双螺旋结构模型,创下了科学界合作的典范,让学生受到互助合作精神的启发,等等。其中有好多事例是介绍有关研究的思维和方法,是对学生进行科学素养教育的良好的教材。通过这些生物史例的教学,既可以让学生体验生物学知识的形成过程,从中学习科学家的思维方法和理解生物学概念及原理的形成过程,又可以将生物知识由传统的结论式教学变成过程式教学,使学生感受到生物知识的趣味性。
2.寻找与生物学知识联系紧密的生活事例,强化学生的应用意识。
生物知识在我们的日常生活中用途非常广泛,强化理论联系实际,加强知识的应用性也是提高学生生物科学素养的重要途径。生物教材中与人们日常生活密切相关的内容很多,教师在教学中要加以充分挖掘利用,取得应有的教育效果。例如:南方产的水果为什么糖分少?农民为什么要间苗?种过豆类的农田种植别的作物为什么收成很好?人类ABO血型系统的遗传特点,等等。这些内容,所蕴含的知识原理是科学素养培养的良好素材。在教学中,教师要让学生明白学好生物学对我们的生产生活有着极大的意义。我们应了解生物与环境的相互关系,更好地协调人与自然地关系。
二、倡导探究性学习,优化教师的教学策略。
生物学科是一门由众多生物学事实和理论组成的知识体系,是人们在不断探索的过程中逐步发展起来的,探究活动是学生学习生物知识的有效途径之一,它为学生提供参与科学探索与发现的动态过程,学生通过观察、操作、讨论,既加深了对课堂所学知识的理解,又培养了学生的学习兴趣和科学观念。
开展探究活动最重要的目的,是让学生体验科学的过程和方法,体验科学家在科学研究中遇到的困难,让他们领悟科学的本质。
现行生物教材中涉及了许多探究性学习的案例,教师应选择一些探究价值较大的问题作为大家共同探讨的课题。例如:植物向光性的探究、室内种植绿色植物对空气质量的影响,等等。同时,在探究活动中也培养了学生的动手能力和解决问题的能力,使学生领悟到科学研究的方法,学习相关的操作技能,并在此过程中培养了学生的交际能力和社会适应能力。
探究式课堂教学充分体现了以学生为主体,以活动为中心,以培养学生的自学能力和创新精神为核心的特点,它是一种把教与学有机融为一体的高效的教学模式。在活动中,学生始终能带着问题学,并且总是处于动眼看、动手做、动脑想的积极的学习状态,在不断解决问题的同时掌握了新知识,培养了学生的开拓精神和创造能力。这些都对提高学生的科学素养有着至关重要的作用。
三、强化学科间知识的渗透与综合,培养学生的生物科学素养。
自然界是一个统一的整体,自然科学中的各门学科,其思想方法、基本原理、研究内容等都有着紧密的联系,从综合的科学文化视角、以科学的方法去连结多门学科的概念、原理和方法,引导学生从各学科的相互渗透和影响、科学方法的角度去认识自然界普遍联系、相互作用的现象和规律,理解和把握各学科知识点之间的网络关系,帮助学生在头脑中建立比较完整的知识网络体系。
生物学知识与物理和化学联系紧密,如纸层析法等,同时也蕴含着许多哲学原理,如内因与外因、对立与统一的观点,物质的合成与分解,等等。另外,生物科学与数学、技术科学、信息科学、人文科学也是相互作用、相互影响、共同发展的。因此,加强学科之间的横向联系,便于学生理解科学的本质,建立科学的自然观,形成正确的世界观。
四、渗透STS思想教育,促进学生的情感发展。
STS指的是科学、技术、社会,从20世纪中期开始,西方一些国家率先开始STS教育,后来逐渐扩展到世界范围,从20世纪80年代开始,STS教育已经成为世界的潮流。STS教育强调的是科学、技术和社会三者的关系及科学技术在社会生产、生活和人类发展中的应用,强调参与意识和社会责任感,让学生关注和参加与生物科学相关的社会问题,是培养学生科学素养的又一途径。学生在学习生物学的过程中,通过参与和解决现实世界中的具体问题,来获取科学与技术的知识,形成正确的态度、价值观和社会责任感。并且能够在日常生活中,知道如何把所学的知识、方法与实践相结合,如何对一些新的科技问题进行思考和判断。
中学生物教材中广泛地渗透了STS教育,把课本知识和学生的生活实践有机结合起来,并紧密地联系着人类社会的发展。在教学中,教师应适时地结合现实生活中生物与环境的各种鲜活事例,提高学生学习科学知识的兴趣,使其充分认识到教材中的知识是可以应用在生活当中的,使其认识到科学研究的价值和意义,进而萌发对科学研究的热爱。同时在学习过程中要注重发展学生多方面的能力,如适应社会生活的诸多能力、调查研究的能力、与人沟通合作的能力,等等。在此基础上,进一步培养学生的科学态度、人生态度,使学生的生物科学素养在潜移默化中得到培养。
此外,在课堂上,教师要放手让学生自由地争论、自由地探索,这有助于培养学生的民主意识及辩证的思考问题的能力。
然而,不同的学生在学习自然科学时有不同的天赋和特点,现代科学教育强调面向全体学生,旨在培养所有未来公民的科学素养。介于此,对不同学生来说,科学素养应该有不同的要求,但不论要求的差异如何,都要使学生在原有基础上得到发展。中学生物老师的任务就是将学生的生物科学素养从较低的水平提高到较高的水平。我们每个公民都应该具备科学素养,面对日常生活中的科学现象、事件和观点时,能够有一个科学的认识。
参考文献:
[1]刘恩山,汪忠.普通高中生物课程标准(实验)解读[M].南京:江苏教育出版社,2004.
[2]刘恩山.中学生物学教学论[M].北京:高等教育出版社,2003.
[3]杨永欣.自主探究性学习:培养学习能力的最佳模式.教育探索,2002,(3).
关键词:专业;分类培养;模块化教学;实践教学
中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2017)12-0100-02
教育部阳光高考网站2013年列出了因就业难被亮红牌的全国十大专业名单,生命科学学院现有的4个本科专业中名列有3,即生物工程、生物技术和生物科学。因此,生物工程、生物技术和生物科学专业的教学改革和从根本上解决发展瓶颈已势在必行。
一、专业现状
生物工程和生物技术是近年来新兴起来的学科专业,二者都包含着若干二级学科领域。其中,生物工程包括酶工程、蛋白质工程、糖工程、基因工程、发酵工程、胚胎工程、组织工程、细胞工程等;生物技术包括植物生物技术、动物生物技术、微生物生物技术、环境生物技术、农业生物技术、组织培养、繁殖发育技术等。对应每个二级学科领域,都有一系列的专业课程设置。内蒙古农业大学生命科学学院现有两个工科专业和两个理科专业,分别是生物工程和制药工程,生物科学和生物技术。其中,生物工程和生物科学专业是生命科学学院最早设立的专业,属于一类本科专业。生物技术和生物制药是二类本科专业。目前我校的生物学一级学科挂靠生物科学专业。从2013年开始,我们实现了按类招生,从第三学期开始再进行专业选择。
二、生命科学类专业存在的主要问题
目前生命科学类专业,尤其是生物科学和生物技术专业从在以下几个突出的问题:(1)培养出的毕业生就业竞争能力差。这是一个全国性的普遍问题,不是个案。究其原因首先是这两个专业在高校的专业设置中发展过快,远远超过了生命科学行业发展的需求。现在全国高校中没有生物科学和生物技术本科专业的寥寥无几。其次生物科学专业涉及的领域太过广泛,涉及到了动物、植物和微生物,由于涉及领域宽导致专业不专,使毕业生的就业竞争力弱。(2)生命科学类专业在大学专业中实力不强。随着生物技术的普及,生命科学面临着与高校计算机专业外语专业等一样的困境,它不再是一门只有专业人士才能掌握的技术,生物技术已经渗透到许许多多的领域当中了,例如农学、园艺、林学、兽医、人医、微生物等生命科学的范畴之中,而像内蒙古农业大学的专业设置中又有这些专业,这些专业又是非常接地气的专业。从研究领域来看,在植物领域,生命科学学院是不到20人的团队,而农学院光作物领域就是上百人的队伍。所以生命科学学院在高校中,尤其是在我们这样一个农业高校中的地位可见一斑。
三、解决方案
基于上述情况,要解决这些问题,需要我们对生命科学类专业中尤其是生物科学和生物技术二个本科专业进行专业定位,通过继续加强师资队伍建设和制定导向性专业课程教学模块,推动同一专业学生根据兴趣爱好、研究目标、工作意向在专业内向不同技术领域倾斜,从而使本科教育向目标化、专业化教育发展,在保证学生宽口径教学的基础上,推动学生的专业技能培养,从而提升专业竞争力和学术影响力。具体通过以下措施来实现。
1.专业定位。专业培养方案要跟上时代的发展和社会的进步,所以要解决生物科学和生物技术这两个专业所面临的困境,我们首先要进行这两个专业的重新定位。定位之前首先要做的工作是:(1)收集全国相关高校生物工程和生物技术专业培养方案,结合各高校学术地位、专业优势、地理位置、经济环境等,比较分析其专业特点和专业定位情况;(2)比较分析生物工程和生物技术本科专业的特点、优势、不足和国内所处的位置,结合自治区发展目标和经济发展趋势,围绕自治区农牧林与生物产业需求,并结合自治区生产生活中的教育和科技需求,探讨我校生物科学和生物技术专业定位目标,制定出符合时展和社会需求的生物科学和生物技术的专业培养方案。
2.强化师资队伍建设。专业建设的基础是师资队伍建设,教师既是思想的启蒙者,又是知识的传播者,是教学第一线的主力军,在教学、科研的工作中占有主导地位,拥有高水平的教师队伍,才能培养出合格的人才。所以生物科学和生物技术专业加强建设的首要步骤是加强师资队伍建设。在建设过程中要加强名师建设,加强学术带头人和学术骨干建设,加强青年教师的培养。在教师师资队伍建设中不能是一个口号的问题,需要各级部门下大力气,需要资金和配套设施的投入,需要师资培养部门务实事。强大的师资队伍配合以科学的教学管理模式构成生物科学和生物技术的专业建设核心要素。
3.优化课程体系,推进模块化教学。首先我们应该大力支持学校的关于优质教学资源的整合的倡议,把一些专业基础课程例如动物学、植物学、生态学、动物生理学和植物生理学等课程整合到学校的优质教学资源中,由学校层面的平台来开出。另外针对生物科学和生物技术专业涉及范围过大,重点不突出,我们在强化专业课教学质量的前提之下,通过制定导向性专业课程教学模块,推动同一专业学生根据兴趣爱好、研究目标、工作意向在专业内向不同技术领域倾斜,从而使本科教育向目标化和专业化方向发展。配合生命科学类专业分类培养模式,建立模块化教学。这个模块化不能撼动教育部关于生物科学和生物技术专业定义的根基,所以可以在学生的选修课程中加入模块化教学。例如加入马铃薯快速繁殖技术、食用菌栽培技术、转基因技术、分子标记开发与应用、动物体细胞克隆技术等模块,每一模块由2—3门课程组成。要求学生按照模块化课程进行课程选修。模块化教学最大的特点就是将某一阶段所要学习的知识点,以一定的载体为依托,将相关的知识点组合起来,形成一个知识模块。它重视学生在学习过程中的实践活动,注重学生学习能力的培养。虽然模块化教学盛行已久,但是其在高职教育中应用比较多,也产生了积极的作用。但是在生物科学和生物技术专业中引入模块化教学的高校还比较少。西北农林科技大学生命科学学院的生物科学和生物技术专业已经根据陕西地区与生命科学相关的经济发展特点建立了模块化教学特点,已经取得了显著的成效,每年为太白酒业、天士力公司等相关的企业输送了大量的人才。实践证明生物科学和生物技术模块化教学的引入将推动这两个专业的建设,直接提高了生物科学和生物技术专业学生的就业竞争力。
4.继续优化实践教学。高等院校的实践教学改革已取得很大成效。实践证明,强化实践教学是提高大学生实践能力、创新能力的措施与保障,是培养大学生创新意识与拓展知识的有效途径,是理论与实践相结合的桥梁,是提高大学生综合素质的重要平台。实践教学在人才培养中占据非常重要的地位。在我校生命科学学院专业分类培养体系改革中我们要继续加强实践教学的力度。首先结合2016年新一轮人才培养方案的修订,继续加强实践教学在生物科学和生物技术两个专业中所占的比例。另外我们在新培养方案的制定中在选修模块中大量增加了与应用技术密切相关的一些课程,例如在生物技术专业培养方案的选修模块中增加了环境生物技术、食品生物技术和生物制品学等课程,这些课程的增设把实践教学有目的有方向地引导到生物技术的实际应用环节中。这样在我们的生物科学和生物技术的人才培养中进一步完善了从理论教学和实践教学到实际应用的科学的人才培养体系。其次我们需要继续加强学校和学院两级实验教学平台的建设。就学院而言我们需要做好以下几方面的工作:一是加强对原有实验教学平臺的建设,包括优化实验室资源的配置、对必要的老旧仪器设备升级、对实验教学人员进行培养。二是继续完善实验室的运行机制,保证实验课顺利地高质量地开出。三是加强对实验教学环节的考核,完善实验教学环节的监督机制。由于近些年高校扩招的原因,导致实验教学的压力远远大于其承载能力,所以在实验教学中我们需要想出更多的办法来保障教学质量。这里需要做的工作有很多,例如实验经费投入,实验室配套仪器设备的完善,提高实验教学人员的能力和素质,进一步合理化实验教学工作量的计算,完善实验教学的监督机制。四是完善大学生创新实验室的开放机制。五是建设我维护好校外实习基地,充分为我们的实践教学服务。
高中生物的主要课程目标是“获得生物科学和技术的基础知识,了解并关注这些知识在生活、生产和社会发展中的应用;提高对科学和探索未知的兴趣;养成科学态度和科学精神,树立创新意识,增强爱国主义情感和社会责任感;认识科学的本质,理解科学、技术、社会的相互关系,以及人与自然的相互关系,逐步形成科学的世界观和价值观……”[1]因此,在新课程背景下,生物教学中渗透德育的范畴更广,内涵更丰富,实施途径更多样。笔者以《普通高中课程标准实验教科书・生物学》必修1《分子与细胞》和选修2《生物科学与社会》两个模块的德育目标为例,提出教学建议,供高中生物教师教学参考,旨在抛砖引玉。期望教师能将“知识、情感态度与价值观、能力”有机融合,创造性地使用和挖掘生物教科书中优良的德育素材,“润物细无声”地将德育渗透到知识的传授和能力的培养过程中,渗透于日常教学的点点滴滴中。
一、高中生物教学中的德育范畴
本文依据《普通高中生物课程标准(实验)》,参考《浙江省普通高中学科教学指导意见・生物》,以《分子与细胞》《遗传与进化》《稳态与环境》《生物技术实践》《生物科学与社会》和《现代生物科学技术专题》六个模块内容为载体渗透德育教育,有关高中生物学科教学的德育范畴如下。
(1)通过高中生物学科教学和实验、实践活动,理解生物学“结构和功能”、“进化与适应”的思想,逐渐形成辩证唯物主义思想;认同并逐渐养成珍惜生命、热爱自然、保护自然,与自然和谐发展的观念。
(2)通过生命活动规律的学习,加深对生物学相关原理和学说的理解,体验丰富多彩的生命现象,了解生物学科的发展趋势,以及生物科学在人类社会中的作用,激发学习生物学的兴趣,乐于参与生物学探究活动,养成良好的学习习惯,并逐渐形成自己的人生规划。
(3)通过“活动”和“探究性学习”,体验科学探究过程,形成比较严密的逻辑思维能力,养成大胆质疑、勇于探究、实事求是的科学态度,并能自觉地运用到今后参与社会活动和个人决策的过程中。
(4)通过对生物学领域的应用性成果的介绍和分析,养成乐于将生物学知识和技术应用于生产实际和日常生活的习惯,自觉地用生物学知识解释生活中的问题,用生物学技术处理和解决生活中的难题,理解科学技术与社会之间的辩证关系,提高生物科学素养。
(5)通过生物科学史的学习,逐渐理解科学探究过程、科学发展规律和科学本质。学习科学家献身科学的精神,尊重科学,但不迷信科学,从而形成正确的科学观、人生观和世界观。
二、高中生物模块教学中的德育目标及教学建议
(一)必修1《分子与细胞》模块教学中的德育目标和教学建议
1.德育目标
(1)认同生命的物质性和生物界在物质组成上具有共同性的观点。
(2)认同生物体结构与功能、局部与整体相统一的观点。
(3)认同生物体多样性与共同性相统一的观点。
(4)认同生命运动的发展规律,形成辩证唯物主义的发展观。
(5)树立实事求是的科学态度和一丝不苟的科学精神,形成正确的知识观。
(6)认同科学发展中先进技术的作用,体会科学、技术、社会之间的辩证关系,树立科学技术是第一生产力的观点。
(7)认识生物科学的价值,激发学习生物科学的兴趣,增强社会责任感。
(8)关爱生命,确立积极的生活态度和健康的生活方式。
2.教学建议
针对以上德育目标,笔者提出以下教学建议。
(1)结合实例理解不同生物细胞的物质分子组成大体相同;通过“活动:检测生物组织中的油脂”和“活动:检测生物组织中的糖类和蛋白质”,[2]进一步验证生命的物质性,从而认同生命的物质性和生物界的统一性的观点。
(2)通过“活动:观察多种多样的细胞”,比较不同细胞的异同,认同细胞的多样性和共同性;利用模型、模式图分析细胞的结构与功能;模拟制作真核细胞的三维结构模型,并进行展示和交流;收集“克隆羊多莉的诞生”,“变形虫核质分割及重组实验”等资料进行讨论分析,认同细胞核是细胞的控制中心,明确细胞是生命活动的基本单位,认同细胞部分与整体的统一、结构与功能的统一的观点。
(3)收集“细胞学说”建立过程的相关资料并进行交流,认同细胞学说的建立是由特殊到一般的认知过程,理解科学过程与本质,养成讲究证据、实事求是的科学态度,形成正确的科学探究观。
(4)通过“吸能反应和放能反应”“光合作用与细胞呼吸”等的比较学习,认同生命活动的过程不是孤立的而是有机联系的辩证唯物主义观点。
(5)通过“酶的发现过程”和“光合作用发现史”等生物科学史的学习,认同科学知识是不断修正和变化的观点,形成正确的知识观。
(6)通过光合作用和细胞呼吸在实践中的应用的实例分析,探讨光合作用、细胞呼吸与生产生活的关系,认同科学对技术和社会的促进作用,树立科学技术是第一生产力的观点。
(7)通过多媒体动画、视频、挂图、自制模型等直观教学手段,学习“细胞的增殖与分化”,并通过“活动:观察细胞的有丝分裂”和“活动:制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”,[2]认识到细胞的分裂、分化、衰老与凋亡都是正常的生命现象,认同生命运动的连续性以及生命运动过程中,由量变到质变的辩证唯物主义发展观。
(8)通过“收集有关癌症防治的资料”“收集有关干细胞研究进展的资料”[2]等活动,制作墙报或开展学术辩论等交流方式,关注生物知识对人类生活和健康的影响,养成健康的生活方式,形成珍惜生命、关爱他人、关注健康的科学生命观,认同“保护环境从我做起”的环保观念。
(二)选修2《生物科学与社会》模块教学中的德育目标和教学建议
1.德育目标
(1)关注人体健康和经济发展的关系,养成良好的生活习惯,认同疫病防治应贯彻“预防为主,综合防治”的方针,确立积极的生活态度和健康的生活方式。
(2)体会生物科学与人类社会和日常生活的密切关系,认同生物科学的价值,正确认识科学、技术和社会的相互关系,树立辩证唯物主义的自然观,逐步形成正确的世界观。
(3)关心生活的环境状况,树立正确的环境意识,热爱家乡、热爱祖国,增强振兴中华民族的使命感与责任感。
(4)关心我国的生物资源,树立人与自然和谐发展的生态观。
2.教学建议
对应以上德育目标,笔者提出以下教学建议。
(1)关注动物疫病的控制,结合实例(艾滋病、非典、H7N9禽流感等)讨论对病原体污染的认识过程和流行病学的研究过程,认同“预防胜于医治”的公共卫生政策。
(2)通过“活动:调查当地绿色食品的生产和流通状况”,[3]认同绿色食品,关注食品生产的安全问题,关注健康,关爱生命。
(3)通过“基因工程疫苗的生产和应用”“单克隆抗体的生产过程及应用”,关注生物技术对发展国民经济的重要作用,体验科学技术是一个不断发展的过程,理解科学、技术、社会三者之间的关系。[4]
(4)讨论“器官移植”“怎样合理使用抗生素”等问题,关注生物科学在疾病治疗中的作用,认同科学和技术的发展带给人类的正、负面影响,增强社会责任感。
(5)结合“避孕的原理和方法”,关注生殖健康,形成正确的健康观,提高社会责任感。
(6)结合日常生活现状,讨论生物净化技术的基本原理和方法;探讨污水处理和经济发展的关系;讨论生物资源的消费抉择等问题,逐步形成和发展生态文明观。
(7)开展研究性学习活动,如“探讨危害当地主要农作物的一种病虫害的优化防治措施”“探讨人类辅助生殖技术的伦理问题”“模拟对某个环境事件或资源利用计划作出决策”“探讨PM2.5的成因、危害和预防”等等,在研究性学习中学会合作、交流、分享,丰富对生物科学和技术的感性认识,认同生物科学技术的正面和负面影响,体验科学、技术、社会的辩证关系,树立辩证唯物主义的自然观,逐步形成正确的世界观。
三、结语
本文中“德育范畴”和“德育目标”仅列出高中生物学科德育的要点,在教学中教师应根据学生实际情况,结合高中生物学具体学习内容渗透德育。
“教学建议”属建议性质,旨在抛砖引玉。立德树人,“德”字为先;立德树人,师德为范;立德树人,入心为要。教师应根据教学内容、教学条件以及自身的教学特点和教学智慧,并遵循学生的认知规律和心理品质的实际,坚持由浅入深、由表及里、循序渐进、逐渐渗透的原则,充分挖掘生物学的思想情感教育的内涵,探索德育实施的有效途径和方法,充分开发和利用课程教育及当地的教育资源,采用形式多样、丰富多彩的教学活动,以取得扎实有效的教育效果。
参考文献:
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准(实验)[S]. 北京:人民教育出版社,2003:7-9.
[2]吴相钰,刘恩山. 普通高中课程标准实验教科书生物学 必修1・分子与细胞[M]. 杭州:浙江科学技术出版社,2012.
一、生物科学素养的内涵
生物科学素养是指参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力,包括理解科学、技术与社会的相互关系,理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平,以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。
生物课程标准中的生物科学素养:
1)科学态度和科学的世界观
2)科学探究方法与技能
3)科学、技术与社会(S T S )
4)生物学知识和操作技能
1.科学态度和科学的世界观
(1)科学态度是人基于对科学知识的正确理解和对科学发展的认识而形成科学的信念和科学习惯。包括: 好奇心、诚实、合作、创造力
(2)科学的世界观
世界是能够被认知的
科学知识是不断变化的
科学知识的主体具有连续性和稳定性。
科学不能为一切问题提供全部答案
(3)爱国主义教育
积极培养热爱大自然,珍爱生命,爱家乡、爱祖国的情感,正确理解人与自然和谐发展的意义、从而增强振兴祖国和改变祖国面貌的使命感与责任感。
2.科学探究方法与技能
(1)科学探究是学生学习科学的有效方式之一。
学校的科学探究活动通常是指学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。
学生们应该掌握科学探究的一般技能,包括:提出问题、做出假设、制定计划、收集证据、得出结论、表达和交流的科学探究能力。
科学探究更重要的是在于它的过程而不完全是结果。要让学生学会科学探究的一般方法,亲身体会科学家是如何困惑于问题、如何假设问题的“答案”、考虑从哪些途径去解决问题,并以此渐渐地养成探究的态度、方法和思维。
(2)科学思维的方法
科学思维的方法包括形式逻辑思维、辩证逻辑思维、批判性思维和发散性思维等思维方式和思维习惯。
科学的思维习惯不是科学家所特有的,是每个人可以掌握、应该掌握的技能,一个人一旦掌握了这些技能,无论他从事何种职业都可以终生享用。
3.科学、技术与社会(S T S )
对学生进行STS 的教育,目的在于突出科学、技术、社会之间的关系,即教育、教学内容的出发点不仅限于科学知识本身,也强调三者之间的关系。
学生要了解什么是科学,什么是技术,以及科学和技术的联系。解决技术问题需要科学知识,而一项新的技术的产生又使科学家有可能用新的方法来扩展他们的研究。在人们的实践中,科学提供知识,技术提供应用这些知识的方法,而价值观念则指导人们如何去对待这
些知识和方法。
科学、技术与社会是紧密相连的。社会可以影响科学和技术的发展,科学和技术又会影响社会。通常技术对社会的影响比科学对社会的影响更为直接。中国最贫穷的挥霍者
4.生物学知识和操作技能
生物学知识包括基本的生物学、概念、原理和规律。
操作技能包括正确使用显微镜等生物学实验中的常用工具和仪器,基本的实验操作技能。让学生掌握一定的生物学知识和操作技能也是生物课程所规定的基本任务之一。学生在义务教育初中阶段应获得有关生物体的结构层次、生命活动、生物与环境、生物进化以及生物技术等生物学基本事实、基本原理和规律,对生物学的整体画面有一个大致的了解。生物学课程应该给学生提供机会让他们了解现代生物学的进展,了解现代生物技术对人类社会和人们生活的影响。让学生具有在现实生活中运用知识的能力,也是知识领域中的另一个重要目标。
二、生物学素养概念的提出
1987年Ewing 等人在《美国生物学教师》发表研究报告时,使用了生物学素养这一概念。
1989年,June 在《美国生物教师》发表了题为“生物学素养”的文章:讨论了美国公民缺乏科学素养,及生物学课程等问题。
1992年,Gibbs 等人研究了公众科学素养与高中、高校生物学教科书的关系,指出,这些教科书作者本人科学素养不够,会直接影响到教科书的质量,并影响了学生。此后又陆续有人发表了关于生物学素养的文章,都使用了生物学素养(biology literacy)这一概念,从不同侧面讨论生物学素养,但没有把它作为生物学课程的目的来论述。
1993年,美国BSCS 出版了名为“发展生物学素养”的生物学课程指南,对生物学素养作了详尽的论述,并把它作为生物学课程的基本目的。
BSCS 是“生物科学课程研究所”的缩写, BSCS最初是由美国生物科学协会的教育委员会于1958年提出的国家级项目,目的是改革20世纪50年代的静态课程,在各个方面促进生物教育,使学生通过中学生物课程的学习,在离开高中进入社会时具有生物科学领域所需的基本技能。
BSCS 认为,一个具有生物学素养的学生需要对科学的本质和特点有起码的理解。学生对科学知识特点的认识和理解,对科学的价值,以及科学探究的过程和方法的理解和掌握,是生物学素养的基本要点。
BSCS 描述的一个有生物学素养的人表现特点:
应能理解生物学的基本原理和重要的生物学概念;了解人类对生物圈的影响;领悟科学探究的过程,知道历史上生物学概念的发展。
对科学探究、生物的多样性与文化的多样性等问题具有正确的态度,对生物学和技术对社会的影响、生物学对个人的重要作用有正确的态度和价值观。能够对自然界的现象提出不同的问题,具备创造性的思维;知道如何正确地利用科学技术;能够在与生物学相关的问题上做出个人或社会决策;能够应用知识来解决现实社会中的实际问题。
三、中学生生物科学素养培养的重要性和紧迫性
一)现实与反思:
刘海洋伤熊事件
2002年2月23日,清华大学电机系四年级学生刘海洋为“考证黑熊嗅觉是否灵敏”,在北京动物园用硫酸泼向黑熊,涉嫌以故意毁坏财物罪,被北京西城公安机关依法刑事拘留一个月。他于3月26日被取保候审。
2002年1月29日,为了满足自己的“好奇心”,刘海洋用事先准备好的一瓶饮料兑上从学校实验室偷到宿舍的火碱来到了动物园。他假意投喂黑熊并将掺有火碱的饮料倒向正在与游客戏耍的黑熊,看到黑熊被烧得满地打滚,嗷嗷乱叫,侥幸逃脱的刘海洋并没有感到满足,而是昧着良心又酝酿着下一次罪恶行动。
2月23日中午,刘海洋用一个白色纸袋装着两瓶饮料和一个平时喝水用的500毫升硬塑料杯,从一家化工商店花8元钱买了一瓶硫酸,分别兑进了随身携带的饮料和塑料水杯内,而后乘公共汽车来到了动物园,又一次实施了他残害动物的罪恶行径。
刘海洋认为他最喜欢的是生物。比之数理化,比之电机,这是一个与有机的生命最为密切的学科,那么,为什么他反而去伤害生命呢?中学生物课讲授的内容,从植物、动物到人,再到DNA 、细胞、遗传变异等,注重的是知识层面的介绍,缺少的是那种把地球看作所有生命的家园的平等意识,也很少谈人类对自然和其他生物的责任这回事。虽然最新编订的生物课本,已经想到要“加强动物与人的关系的内容”,并且重视“渗透思想感情、态度和价值观教育”。可是,它的具体内容仍然不断显露出狭隘的生物观和对动物的歧视。动物被分成有益和有害的,对人的价值则主要是“有用”。
甚至在初中生物课本里就开始写上“野鸭肉味佳美,羽毛可以作被褥的填充材料,也可以用来制作各种工艺品”;“蟒和其他大型蛇的皮可用来制作皮革和乐器,很多毒蛇的毒液能够用来制作药酒,蛇胆„„可以做成中药材”;而“哈士蟆的输卵管风干制成的哈士蟆油是著名的滋补强壮剂”!在这样的介绍里,连国家《野生动物保护法》也不顾了。这的确是一种压抑不住的潜意识在起作用:生物如果不是为人所用的又有什么价值呢?
教育并不是孤立存在的。一个社会对待自然、对待生命有什么样的认识,有什么样的氛围,都会显现到教育中来。如果说要“分析刘海洋”的话,其实也应该同时分析一下我们的社会对待动物的态度。
一位记者在报道中曾有过这样一段表述:现行中学生物课本上很轻易地写道:“取一只活青蛙,剖开它的体腔,看看它的内部构造„„”于是,有条件的学校,学生在试验课上,拿着刀子把一只活青蛙或者小兔子生生地开膛剖肚,看看它的心脏是怎么跳动、怎么通过神经反射而颤抖,直至如何死亡„„这种凌迟杀戮般的“实验”有必要吗?!
国际动物福利的五个标准
1、免受饥饿的自由;
2、免受痛苦、伤害和疾病的自由;
3、免受恐惧和不安的自由;
4、免受身体热度不适的自由;
5、表达所有自然行为的自由。
二)对我国公民的科学素养的调查
中国公众科学素养调查报告
2、2003年对迷信的调查
我国公众科学素养情况
1、中国公众科学素养调查结果:
2003年,我国公众的科学素养水平达到1.98%,即1千人有19.6人达标。比2001年1.4%增长了0.6个百分点,比1996年的0.2%提高了约1.8个百分点。我国公众的科学素养状况结束了长期停滞不前的局面,出现了局部增长的趋势。(我国自20世纪90年代初开始借鉴国外公众科学素养调查的指标体系和调查经验,逐步开展了有关调查工作。 )
2、公众科学素养调查:公众科学素养由三部分组成:一是对科学知识的基本了解程度;二是对科学方法的基本了解程度;三是对于科学技术对社会和个人所产生的影响的基本了解程度。
3、外国公众科学素养水平情况:美国、日本、加拿大、原欧共体成员国等发达国家对进行集科学性、社会性和基础性为一体的公众科学素养的调查工作十分重视,经常和定期地对本国公众科学素养状况进行调查、分析和评估,并积累了大量的连续数据,为国家科技进步、社会经济发展有关决策打下了坚实基础。
2000年,美国公众科学素养水平比例为17%,1992年,欧洲共同体公众科学素养水平已经达到5%。
小结:通过上述的调查和了解,我国公民的科学素养较低,提高公民的科学素养应的重要性和紧迫性是不言而喻的。
三)中学生生物科学素养培养的重要性
《中学生物课程标准》中明确提出:义务教育阶段的生物课程是国家统一规定的,以提高学生生物科学素养为主要目标的必修课程,是科学教育的重要领域之一。生物课程的根本任务是提高学生的科学素养,特别是一个普通公民终身发展所需的生物科学素养。
提高公民的科学素养应从义务教育阶段抓起。生物科学素养是科学素养的重要组成部分,中学阶段是学生科学素养形成的重要阶段,又由于生物课程在培养学生的生物科学素养方面起着非常重要的作用。因此,在生物课教学是培养中学生生物科学素养的最有效期途径
四、中学生生物科学素养的培养
1、生物科学系 。生物科学专业培养具备生物科学的基本理论、基本知识和较强的实验技能,能在科研机构、高等学校及企事业单位等从事科学研究、教学工作及管理工作的生物科学高级专门人才。
2、学生主要学习生物科学方面的基本理论、基本知识,受到基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学实验训练,具有较好的科学素养及一定的教学、科研能力。
(来源:文章屋网 )
【关键词】稳定性同位素;生物科学;应用研究
中图分类号:Q69
文献标识码:A
文章编号:1006-0278(2015)04-138-01
一、引言
在社会主义现代化飞速发展的今天,我国各行各业都得到了飞速的发展。电子信息技术引领的互联网时代,更是促进了我国各行各业之间的交流,让不同行业之间的技术产生了交互,从而让更多属于某一行业的技术开始应用于社会生活中的方方面面。例如,不管是什么行业,只要其拥有商品和服务,他们都会利用互联网技术开设网站,开展O2O的营销。技术的应用范围的拓展也不仅仅限于互联网技术,稳定性同位素技术同样如此。稳定性同位素技术今天已经被广泛的应用于生物研究及其他领域。其实,最初的稳定性同位素技术仅仅是被用于地质学、化学等领域。时至今日,稳定性同位素技术已经在冶金、农业、医学等领域被广泛应用,特别是对于生物科学而言,有关稳定性同位素技术的应用已经十分广泛。通过利用稳定性同位素技术,可以解决以往不能够在生物科学当中解决的问题,并且带来了我国生物科学研究领域的飞速发展。因此,作者在本文主要结合自身从事生物科学领域研究多年经验,对稳定性同位素技术在我国生物科学中多种应用进行研究,以期提升稳定性同位素技术在我国现有生物科学领域中的普及程度,为更好的运用稳定性同位素技术解决生物科学研究领域中的问题提供具有参考性和建设性的意见。
二、稳定性同位素技术在植物科学中的应用
同位素是指在一些具有相同质子数量,但是却具有不同中子数量的原子。在现有的自然界中几乎每一个元素都会拥有自己的同位素。如果这些原子的同位素的物理性质较为稳定,并且不具有放射性,这个时候可以称这类原子的同位素为稳定性同位素。
在植物科学研究领域,用到稳定性同位素技术最多的是对植物光合作用途径的研究。在以往研究中,利用传统的研究方法来寻找植物光合作用的途径时,通常不单单需要了解所研究植物的叶肉细胞,而且还需要了解其维管束细胞,并且还需要利用复杂的生化技术过程去鉴别该目标植物通过光合作用产生的是何种光合碳产物,到底是三碳化合物,还是四碳化合物。因此,可以发现,利用传统方法对植物光合作用途径的研究非常的复杂,并且还需要具备某一种植物理论和实践研究经验。但是,如果是利用稳定性同位素技术对植物的光合作用途径进行研究时,就会大大减少研究的整体时间和成本。当采用稳定性同位素技术方法时,我们只需要获取植物对13CO2排斥程度的信息,就能够判断其到底是该植物光合作用的产物是三碳化合物还是四碳化合物,进而能够判断出该植物光合作用的途径是哪一种。
三、稳定性同位素技术在动物科学中的应用
对于动物科学领域的研究而言,现在利用稳定性同位素技术方法进行研究的问题主要包括两种:一种是研究动物食物的来源;另一种是研究动物的迁徙。对于利用稳定性同位素技术研究动物食物来源而言,其是基于动物组织同位素的来源于动物食物同位素的来源基本相同的理论,通过研究一段时间内动物组织同位素类型或含量的变坏,来判断这一动物近期所食用的植物的种类,从而能够对动物食物的来源研究得出结论。对于利用稳定性同位素技术对动物迁徙的问题进行研究而言,其主要是解决了一些对于体积非常小的动物的迁徙问题的研究,例如:蚂蚁;蚊子;苍蝇等昆虫类动物。通过利用稳定性同位素技术身体毛发或者组织的同位素特征与地区、环境同位素的特征进行比较,就能够准确的判断出该类动物近期所出现的区域,从而获取动物迁徙的大概方向。
四、稳定性同位素技术在微生物科学中的应用
对于微生物科学领域的研究而言,也可以采用稳定性同位素技术。在基于分子生物学技术的基础上,利用稳定性同位素技术,能够对微生物所生长的环境中、食物中的同位素来研究微生物的同位素构成。与此同时,对于微生物而言,也可以通过研究其基因的稳定性同位素组成来对其遗传基因的鉴定。例如,最为常见的稳定性同位素技术应用于微生物科学的案例是研究氮素在被植物利用的整个过程。氮素通过植物的根系被植物所吸收,进而从土壤当中被植物获取,进而进入植物的花或者是果实当中,最后这些花和果实掉落后,氮素又被土壤所吸收,从而构成了这样一个往复循环的过程。科学家们通常是对15N进行标记,然后判断其被在不同环境中的循环过程,进而可以初步判断出微生物对氮素的利用效率在外部环境改变时存在着较大的差异。另外,科学家们也根据这一方式,研究发现,植物和微生物之间存在着一种资源相互争夺的激烈关系,从而得出了有效的施肥、合理的控制养料,能够促进植物与微生物两者之间关系和谐、地位平衡的结论。
五、结论
通过以上的研究,可以发现,稳定性同位素技术在生物科学领域的应用带来了我国乃至世界生物科学研究领域的飞速发展,其被广泛的应用于植物科学领域、动物科学领域、微生物科学领域,解决了运用传统技术无法攻克的诸多难题。为了更好的带来这一技术应用的普及和发展,作者认为,我国生物科学领域应当多开眼看世界,要具有运用新技术探索解决老问题的理念和思想,不断的促使我国生物科学研究领域未来的发展,而不能固守陈规,不去创新。因此,作者在此也建议我国相关研究部分努力提高自身的创新意识和科研意识,创造中国良好学术氛围和科研氛围,从而不仅仅为稳定性同位素技术在生物科学领域的应用提供条件,并且能够不断为其他新时代下的新技术在神州大地上生根发芽奠定良好的基础。
参考文献:
[关键词]生物科学专业 人才培养 培养方案
[作者简介]屈凤杰(1978- ),女,吉林通化人,北华大学师范分院,讲师,研究方向为生物教学。(吉林 吉林 132013)
[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2014)11-0131-01
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》以创新为驱动,实施科教兴国和人才强国战略。专业的发展决策关系到学校的资金投入、设备场地的建设和人才引进等方面,所以学院充分调研了社会对生物科学专业人才的需求及就业情况,在制订培养方案和教学大纲的环节中,学院形成了以提高人才培养质量为根本,以基础学科建设与教师教育专业发展相结合的办学特色,构建了以“多元化的教育观为基础,知识传授与技能培训并重”的人才培养模式,努力培养服务于地方基础教育的高素质教学与研究的高级专门人才。
一、生物科学专业研究领域及专业发展前景
生物是一门跨领域宽、覆盖面广、基础性强的,由多学科知识交叉形成的综合性学科。生物科学是一门极具生命力的前沿学科,其在医疗、保健、农业、食品、环保等领域发挥着重要作用。北华大学的生物科学专业隶属于北华大学师范分院(以下简称“学院”),其建立与发展依托于学院教育专业领域的优势。经过多年的建设与发展,在制造业生物科学技术上的应用、生物化学产品以及生物能源方面形成了一定特色。学院将自身的优势和特色贯穿于生物科学专业的培养中,以适应当今社会对生物科学技术的专业人才需求。
二、人才培养目标及能力要求
人才培养的考核标准是该专业的学生在毕业时是否能够很好地满足企业的需求。借鉴其他院校的经验,结合自身的优势与特色,学院生物科学专业定位在偏理的工科上,旨在培养学生成为有见识、有能力、有责任感的自主学习者,培养其成为有理想、有抱负、德智体全面发展、基础扎实且具有创新精神和实践能力的,能在中等以上学校进行生物教学和生物学教学研究能力的教师及其他复合型人才。生物科学专业学生除学习生物科学方面的基础理论知识,还需具有应用基础研究和技术研究等方面的实践能力。即掌握数学、物理、化学、生物等基础知识,具有一定的知识面和科学素养,同时具有将知识、技术与实践相结合的素质;掌握生物科学基础理论知识的同时,了解学科先进知识及发展方向;了解国家相关生物科学产业的政策法规、产权专利等条款。
三、人才培养课程体系的构建
(一)理论课程体系和教学内容
课程体系是人才培养的核心环节,教学内容是教学质量的必要保证。可以通过整合传统的生物教育专业课程资源来构建生物科学专业的学科体系,这样不仅可以避免原有的资源浪费与闲置,而且也为新专业建设提供了较高的平台。在充分利用化学学科优势的基础上,紧密联合生物与化学,对生物科学专业课程体系和教学内容进行整体优化。在必要的主干课程以外,加入一些最基本的、具有前沿价值的知识以及能够反映生物学科和化学学科交叉的应用知识,譬如生物化学、食品化学等课程。在跨学科基础必修课体系中,加入了无机及分析化学、有机化学等课程和相关实验;在专业学科必修课、选修课中,有意识的侧重了与化学学科相连的课程。生物科学专业隶属师范类专业,因此在学科教育专业课中,安排了中学生物讲授的相关课程,如生物教学论、中学生物教材分析与课程设计等。
生物科学专业教学内容,不仅要改进教学方法,更加要注重学生实践能力的培养。譬如,植物学、动物学等课程在传统的生物科学专业中强调知识的基础性和系统性,但在生物科学专业中更强调应用性。所以在这两门课程的建设时,把资源植物和动物的开发利用作为重点来实施。不仅突出了重点、难点,形成了分层次的立体结构,还使学生在掌握必需的基本理论知识和技术的同时,了解了生物科学专业学科的发展前沿及未来趋势,熟悉生物化学技术的工程应用情况。
在教学方法上,大部分课程实现了多媒体教学,参与启发式、案例讨论式大量应用于课堂教学,论文式的考题及综合实验技能考核作为重点的考试方法。
(二)实践课程体系的建立
1.实验课程。经过多年的建设与改革,学院生物科学专业具备了一定的实践教学良好条件。适当地减少理论授课学时,加大实验课教学的比重。结合学院教师的科研实际项目或大学生创新项目来开设实验课程,使学生能够真正地接触实际的科技前沿。教学内容以技能训练为主,着重实验技术的原理与程序的训练,减少验证性和模仿性实验,加大探究性、开放性和综合性的实验比重,建立多层次、开放性的实验教学体系。组织学生选择自己感兴趣的实验或者科研项目,以达到提高学生实际动手能力、独立分析能力、解决问题能力和创新能力的目的。
学校重点建设实验室化学与生物实验中心已经建成。实验中心是大学生接受系统实验方法和实验技能训练的重要场所,是培养学生科学实验能力,提高学生科学素质的基础实验教学基地。实验室长期坚持实验教学改革的创新与实践,在实验课程体系、教学内容和教学方法上进行了全面的探索与尝试,构建了“基本操作和基本技能与综合设计”一体化的“层次综合”实验教学模式。该实验中心强化以学生为本的观念,不断探索和建设具有生物科学专业特色的实验课课程体系,探索更科学合理的教学方法和教学模式,完善实验室管理机制和信息化水平,提升科研实力和服务地方的能力。
2.实习课程。实践中加强对学生毕业实习的指导,鼓励学生从社会实践、科研项目中寻找研究课题,独立设计、自拟实验方法进行探索研究,从而培养学生良好的科学品质。
加强校外实践教学基地的建设,可有效地缓解学校实践教学资源的不足,对于提升大学生的实践能力有着重要的意义。通过外派大四毕业生到校外企业实习兼完成毕业论文的形式,既可满足企业的需求,锻炼学生,又可以扩大实习基地。学院师生动员各种力量,整合办学资源,开拓校外实践教学基地,同时扶持实践教学方面的教研项目,使学校与基地互惠互利、合作共赢,促进合作关系向产学研一体化发展。
四、教师队伍的建设
生物科学专业课程数量较多,知识内容更新速度快,高质量地完成教学任务要求授课教师具有良好的知识结构和专业素质。教授、副教授帮助年轻的教师参与项目,同时聘请企业中有实际经验的技术人员举办生物科学知识的讲座,参与毕业设计的指导。不仅积极引进人才,还要鼓励青年教师走出去,到国内外高校进行深造读博、访问交流。实行淘汰制度,为有能力的高学历的人才让路。
多年以来,学院形成学术梯队合理、年龄和知识结构合理、教学科研力量雄厚的师资队伍。教师能够自觉地吸取前沿知识,利用现代化计算机信息技术,完善教育思想、培养模式,组织教学内容、教学方式及教学方法。
五、管理机制的完善
为适应生物科学专业建设的水平要求,不断完善生物科学信息平台建设,并以此为基础,建立完善教学管理机制。建设复合型创新型人才培养的考核、考试、评估体系。对已毕业的学生保持密切关注,这样不仅有助于开发校企合作项目,还能为在校学生将来的就业提供帮助。
专业建设是一个系统工程,涉及学校诸多的部门,需院校上下统一思想,达成共识,各司其职,在学科规划、师资队伍建设、课程体系构建、实践实验教学环节和硬件设施等方面加快建设步伐,进一步夯实基础,培养高素质的复合型创新型人才,为祖国的建设多做贡献。
[参考文献]
[1]胡晓倩.地方高校应用型生物技术专业建设方案探索[J].安徽科技学院学报,2012(4).
关键词: 生物科学史 生物科学素养 培养策略
《普通高中生物课程标准》的前言部分描述了课程的基本理念,提高生物科学素养是四个基本理念之一,放在第一位描述。生物科学素养指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力及相关情感态度与价值观,反映了一个人对生物科学领域中核心基础内容的掌握和应用水平,以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。提高每个高中学生的生物科学素养,是本课程标准实施中的核心任务。《普通高中生物课程标准》在第四部分“实施建议”中明确指出:科学是一个发展的过程,学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路,理解科学的本质和科学研究方法,学习科学家献身科学的精神,对提高学生生物科学素养是很有意义的。那么,如何在高中生物科学史教学中培养学生的生物科学素养呢?
一、通过生物科学史培养学生的科学情感态度、价值观
好奇心、实事求是的思维品质、独立思考、严谨态度、合作精神等均是科学情感态度、价值观的具体内容。科学情感态度、价值观属于生物科学素养五大要素中的科学意识和科学品质。科学情感态度是人们在对科学知识正确理解和对科学发展认识的基础上养成的科学信念和科学习惯;而科学的价值观则是让学生在学习过程中逐渐认识到世界是能够被认知的,科学发现是个开拓、继承、修正和发展的过程,科学无法为一切问题提供所有答案。生物科学史中蕴含着丰富的人文教育内容,科学家进行科学研究时呈现出来的可贵品质和科学态度,是培养学生科学情感态度、价值观的很好素材。例如细胞学说的建立过程体现了科学探究过程,是一则很好的科学史教育素材。细胞学说的建立者施莱登和施旺关于新细胞怎样从老细胞中产生的问题的回答是不正确的,这一错误是由魏尔肖修正的。魏尔肖能够取得这样的成绩,受益于同时代更多科学家的实验观察和材料的正确选择,也离不开自身勤奋工作,不迷信权威的结果。从细胞的发现与命名到细胞学说的建立及后面对细胞学说的修正完善,整个过程可使学生认识到科学家的观点并不全是真理,还必须通过实践验证,科学学说不是一成不变的,需要不断修正和发展。又如基因位于染色体上的实验证据这部分科学史教学可以简要地简述摩尔根的故事。摩尔根最初认为孟德尔遗传规律是正确的,后来,由于他在自己进行的实验中没能取得类似的结果,便对这些定律产生怀疑,明确表示不相信孟德尔的理论,对萨顿的基因位于染色体上的学说更持怀疑态度,说其是主观臆测,缺少实验证据。后来他经过认真观察,选择果蝇为实验材料,进行了一系列精心设计的果蝇杂交实验,通过实验,摩尔根和他学生把一个特定基因和一条特定染色体联系起来。从此,摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者。通过该故事让学生认识到,摩尔根是一位敢于怀疑、勤奋实践的人,并学习摩尔根这种可贵的品质。类似这样的例子还有很多,我们应该多引用挖掘,长此以往,就能逐渐培养出学生科学的情感态度价值观。
二、通过生物科学史教学积累科学知识
生物科学知识在培养学生生物科学素养中起着基础性作用,是培养和形成其他要素的载体。新人教版必修模块中的科学史素材有20多处,如与细胞有关的主要是“细胞学说的建立过程”、“对细胞核功能的探索”等;遗传方面主要有“孟德尔遗传实验的科学方法”、“基因位于染色体上的实验证据”、“人类对遗传物质的探索过程”、“DNA双螺旋结构模型的构建过程”等。这些生物科学史的历史事实,有的是课程的内容要素,有的仅是教学素材。两者教学要求不同,重点也不一样。前者的历史事实既是手段又是目标,学生要能概述其历程,并由此达成对知识的理解、科学方法的领悟、科学精神的提升。后者的历史事实不要求学生记住,只是增进学生对结论性知识的理解,促成对科学本质的理解。无论哪种类型的生物科学史,都或多或少要求学生掌握一定的生物学知识。例如“生物膜流动镶嵌模型的建立过程”要求学生简述生物膜流动镶嵌模型的基本内容;“DNA双螺旋结构模型的构建过程”要求学生概述DNA分子结构的主要特点;“光合作用的探究历程”要求学生掌握的内容则更多――简要分析萨克斯实验、恩格尔曼实验、鲁宾-卡门实验,总结出光合作用需要光、场所在叶绿体中、产物主要有淀粉、释放氧气中的氧来自水、简述光合作用的概念等。这些生物科学史蕴含的知识就是生物科学知识的重要组成部分,学生学习生物科学史的过程本身就是积累生物科学知识的过程。
三、通过生物科学史教学掌握科学方法、提高科学能力
科学方法是科学的认识方式,是帮助学生有效获得知识和能力的工具。科学方法是生物科学素养的重要因素。新人教版必修模块中生物科学史的内容,许多都是按科学发现史的线索编写的,选取的科学史素材生动再现了科学家们研究相应问题的情境及取得重大突破采用的科学方法。例如“孟德尔遗传实验的科学方法”这部分内容以分离定律的发现过程为载体对学生进行科学方法教育。孟德尔通过一对相对性状的豌豆杂交实验观察,提出问题“F2中出现3:1的性状分离比不是偶然的。是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定比例分离呢?”。孟德尔在观察和分析的基础上,通过严谨的推理和大胆的想象,对分离现象的原因提出假说;然后根据假说演绎推理测交实验的结果,再通过测交实验检验演绎推理的结论。这种研究方法叫做假说――演绎法,是现代科学研究中常用的一种科学方法。又如“生物膜的流动镶嵌模型”、“DNA双螺旋结构模型的构建过程”均运用了模型建构法;基因位于染色体上假说的提出运用了类比推理法等。通过生物科学史的案例教学使学生掌握一定的科学方法。
科学能力主要包括科学思维能力和科学实践能力。科学思维有形式逻辑思维、辩证逻辑思维、批判性逻辑思维等;科学实践能力是综合运用科学知识、科学方法、科学品质和科学意识解决问题的才能和力量,是生物科学素养的核心。在教学过程中,对生物科学史的某些经典实验进行适当处理,从而达到培养学生分析问题、解决问题等多方面能力的目的。例如“光合作用探究历程”的科学史教学,在介绍恩格尔曼(G.Engelmann)实验时,演示课件“恩格尔曼实验”动画过程,让学生观看动画,结合教材内容思考讨论有关问题:(1)恩格尔曼实验的设计有哪些巧妙之处?(2)恩格尔曼实验的结论是什么?教师有针对性地指导学生分析资料,学会观察与思考,并找到答案。又如学习摩尔根果蝇杂交实验之后,可以让学生进行实验设计:如果让你再设计一个实验验证摩尔根的推论是正确的,可以怎样设计?看最多能设计出几种不同的方案?以小组为单位,完成讨论和设计。各小组派代表介绍本小组的设计方案。这一教学环节的设置对学生思维能力、探究能力、合作能力等诸多科学能力培养是大有裨益的。
总之,生物科学素养是公民科学素养构成中的重要组成部分。随着生物科学技术的迅猛发展和人民生活水平的提高,生物科学素养已经成为现代公民必备的基本素质之一。在高中生物教学过程中,恰当处理和使用生物科学史素材是培养学生生物科学素养的一个重要途径。要真正实现生物科学史在高中生物教学中的教育价值,需要广大教师进一步更新观念,学习相关理论知识,进行切实的教学实践和教学研究。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准.
[2]陈维.利用生物科学史培养核心价值观.中学生物教学,2015(1-2):73-74.
(一)科学本质观在生物科学教育中的应用现状
在生物科学的教学过程中教师起着关键的作用,教师的科学本质观对学生的影响是本质性的,但是现在很多学校的教师对科学本质观的认识都不够,或者普遍都会存在一些偏差。首先,在以往的教育中,很多时候都忽视了对科学本质的教育,一般情况下教师都会把重点放在一些具体的方法或者理论上,这样在学生的印象中并没有科学的实质性的概念。在教师中有一些比较一致的观点,即相同的一个实验由不同的科学家来观察会想到相同的结论,科学家也可以用不同的实验方法进行科学研究,就算是科学家的观点是正确的,在将来也有可能会被改变。这些教师普遍不认为细胞结构式细胞结构模型复制的,只有在实验结果和实验预测是一致的情况下才能说实验是成功的。这些都说明教师认同科学探究式永无止境的、科学知识也并不是都是真理,同时也也说明教师对于科学探究讯在主观性的认识,没有对科学本质观有一个正确的认识。在现代很多学校中,实验设备缺乏,相关课程不全等导致了学生对科学本质观的认识并不深刻,也影响了了学生科学素养的提升。
(二)科学本质观在生物科学教育中的应用策略
以显性的教学方式体现科学本质观。目前的生物学教学中,科学本质观很多都是以潜藏在课程中的形式进行课堂教学的。教师习惯让学生通过科学研究的活动来体验科学,让学生用这种间接的方式体会到科学的本质。很多专家都表示对科学本质的学习不是隐性的,应该是显性的,教师应该得多应用一些科学探究活动,用课堂讨论等教学方式,用显性的向学生传达科学本质的观点,用清晰的话语告诉学生在所学的内容中所涉及到的本质观念,用这种直白的方式,对于帮助学生建立现代的科学本质观、帮助学生更好地理解生物知识有明显的成效。通过科学探究的活动体现科学本质观。教师在教学过程中多利用一些条件进行实验探究课,让学生能够自己主动积极地进行实验探究,不仅体会到这些知识是怎样产生的、科学知识是怎么样进步的,而且能让学生学习试验方法、思想、技能和原理,从而领悟到科学本质。比如,要比较“过氧化氢在不同条件下的分解”实验,除了让学生学习实验操作技能和怎样控制变量、设计实验等方法,还可以提出问题“通过实验观察到的是过氧化氢分解所释放的产物”,教师是怎样得到结论过氧化氢酶的催化具有高效性的”,让学生感受在实验中观察得到的结论与直接学习理论得出来的观点是有分别的。
(三)结束语
生物科学是帮助人类与自然和谐相处,帮助人类认识世界的一门重要学科,而科学本质观在生物科学的教学过程中起着非常大的作用。教师应该多注意自身科学素养的提升,把显性的教学方式加科学探究的活动在教学方法中,才能更好的进行生物课程教学,让学生能够正确的理解科学本质的内涵,对以后的学习和研究才会更有帮助。
作者:吕若菲
一、正确处理学科知识、社会需要和学生发展之间的关系
无论是课程目标的确定还是教学内容的选取,都有一个首当其冲而且无法回避的问题,也就是学科知识、社会需求和学生发展三者的关系问题。各国课程改革的经验表明,“以学科为中心”的课程能够较好地传递人类社会积累的知识和经验,有利于学生建立完整的知识结构并实现知识的迁移,但是由于忽视社会的需要和学生的心理特征及认知规律,容易造成与社会脱节和学生学习负担过重。“以社会为中心”的课程强调按社会需要来确定教学内容,有利于培养学生参与社会活动的意识和能力,但是由于忽视知识的内在逻辑顺序和学生的个性特点,使得课程内容零散,缺乏整体性和连续性,不利于学生的全面发展。“以学生为中心”的课程以学生的兴趣和动机为基础,以学生所需要的经验和感兴趣的问题构成学习单元,让学生从做中学,有利于提高学生的学习兴趣,发展学生学习的主动性和创造性,但是由于忽视知识的系统性和教育的社会功能,内容庞杂而缺乏连续性,不利于人类文化遗产的传递,不利于学生掌握适应社会所必需的基础知识和基本技能。现在,越来越多的人认为,学科知识、社会需求和学生的发展都是课程设计应当考虑的重要因素,应当将这三者作为一个统一的整体来考虑,不可偏废。
中学生物课程目标的确定应当力求实现学科知识、社会需求和学生发展的最佳结合。因此,新世纪中学生物课程教材改革的重点不是如何更加完美地呈现生物学科的知识结构,而是如何更好地体现学生发展和社会的需要。
二、课程目标要适应社会发展的需要
在充满希望和挑战的21世纪,科学技术与社会将发生强相互作用。科技将高度社会化,社会将高度科技化。社会的高度科技化要求公民普遍具有较高的科学素养,包括科学知识、科学观点、科学态度、科学精神、科学方法、科学价值观、科学思维习惯和行为习惯等。生物科学在社会发展中的地位和作用要求我国涌现出一大批站在生物科学前沿的创新型人才。从这个意义上说,中学生物课程一方面要使广大受教育者具有较高的生物科学素养,另一方面又要为将来可能从事生物科学研究的学生,在态度观念、知识和能力等方面打好生物学基础。
从国际上看,全球经济的一体化,人类社会的高度信息化和科技化,高科技的发展所引发的知识经济时代的到来。全球性的人口、粮食、健康、能源、资源和环境等问题,都给各国的基础教育,尤其是发展中国家的基础教育提出了严峻的挑战,要求基础教育的教育目标作适当的调整,如强调国际理解,具有收集和处理信息的能力,树立全球意识和环境意识,树立人与自然和谐共处、可持续发展的观念,学会关心,学会学习,学会发现,学会创造等。从国内形势来看,经济正处在高速增长的阶段,同时也面临着许多问题,如人口负担过重,环境污染加剧,科学技术水平与发达国家相比差距较大,民族创新意识不强,社会转型期人们的思想观念冲突和各种社会矛盾比较突出,人们的思想道德和科学文化素养有待于进一步提高,等等。这些问题对基础教育所提出的要求,特别是知识经济对基础教育的要求,也都应当在中学生物课程目标中得到体现。
知识经济是建立在知识的生产、传播、转移、分配和使用之上的经济。知识经济所依赖的主要资源不是有形的物质资源,而是无形的智力资源。中国作为一个人口众多、人均物质资源相对贫乏、因科技和管理水平低而对物质资源的利用效率又很低的国家,如果能充分开发人们的大脑,提高民族创新能力,特别是科技创新能力,沉重的人口负担就会转化为无与伦比的智力资源。中国就有可能变劣势为优势,在某种程度上超越工业化国家已经走过的一些发展阶段,迅速赶上发达国家。假如我们培养出的学生总是长于记忆而拙于发现,长于应试而拙于实践,乐于接受现成结论而不会质疑,只知被动完成老师下达的学习任务而不知主动地学习,创新精神和实践能力就无从谈起,我们怎么能抓住知识经济时代带来的发展机遇呢?由此可见,新世纪中学生物课程的教育目标,应当以全面提高学生的生物科学素养为宗旨,以培养学生的创新精神和实践能力为重点。
三、课程目标要符合学生发展的需要
关于学生发展的需要,首先应当研究中学生学习生物科学的心理特征和认知规律。要了解哪些内容是学生乐于学习的,哪些内容对学生的终身学习和发展具有较高的价值,而不是单纯从学科知识的系统性出发,选取学生应当学习的内容。调查表明,关于动植物的形态结构和分类等事实性知识,名词术语较多;有些动植物是学生不常见的,教学大纲和教材从学科知识的系统性出发,将它们作为代表动物或代表植物讲述,学生的学习兴趣较低。关于原理性知识和程序性知识,能够使学生理解为什么,懂得怎么做,是学生非常感兴趣的。例如,生物的性状是怎样遗传给后代的?遗传物质是怎样发现的?等等。因此,在确定具体教学内容的教学目标时,对事实性知识应当做较低要求,如知道或识记等;对原理性和程序性知识应当做较高要求,如理解和应用等。教学内容的时效性和对学生发展的价值是与其基础性呈正相关的,也就是说,教学内容与基本概念、基本原理和相关性越高,其时效性就越长,对学生发展的价值就越大。因此,在确定本学科课程目标时,使学生掌握生物学的基本概念和基本原理仍是不可忽视的。
生物学实验、实习和调查等探究活动是中学生普遍感兴趣的。这些探究活动不仅能够帮助学生掌握知识,而且能够使学生充分体验到发现的乐趣,成功的愉悦,在科学态度、意志、合作精神、观察能力、动手能力、分析和解决问题的能力等方面也能得到发展。因此,让学生拥有科学探究的经历和体验,应当成为中学生物课程的重要目标。
在研究学生心理特征和认知规律的基础上,至少还应当研究以下几个问题。一是如何促进学生的全面发展。促进学生的全面发展是靠整个教育体系特别是课程体系来实现的,社会和家庭因素也起着重要作用,因而非一门学科课程所能承担。但是,一门学科课程的教育功能又是多方面的。中学生物课程作为一门科学课程,在提高学生的生物科学素养、发展智力的同时,在德育、美育和促进学生身心健康发展方面也应当发挥独特的作用。二是如何体现尊重学生个性发展的特点。学生的认知水平和兴趣都不是整齐划一的。具体教学内容的教学目标应当体现弹性和选择性,有基本要求和较高要求之分,随着年级的递进,选学内容应当逐渐增多。各种探究活动应当为学生提供多种可供选择的方案,也可以让学生自己提出探究的课题,自己设计和进行实验寻找答案。三是如何为学生的终身发展打基础,培养学生终身学习的能力。为此,在课程目标中应当要求学生具有利用课本以外的信息资源获取和处理信息的能力。
四、课程目标应当体现学科特点
在20世纪,随着数学、物理和化学原理和方法在生物学研究中的广泛应用,研究手段的现代化,生物科学取得了突飞猛进的发展。以DNA双螺旋结构模型的建立为标志,分子生物学的研究取得长足进展,并深入到遗传学、细胞生物学、神经生物学、发育生物学、进化论和生态学等各分支领域,使生物学各个领域的研究在分子水平上趋于统一,并越来越接近揭示生命的本质。生物科学原理与工程技术的结合,催生了生物工程(生物技术),并迅速实现产业化,成为新的经济增长点,在农业、医药工业、医疗、环保等领域硕果累累。与生物学密切相关的人体科学、营养学、优生学、卫生学、行为科学等学科的发展,在促进人们身心健康、提高人们生活质量方面发挥了重要作用。
21世纪将会加速发展的学科群中,生命科学因其研究客体的极端精巧和复杂性,以及社会多种需求(人类生存环境、资源、食物、健康等)所产生的紧迫性,最可能出现革命性的变化,以至成为新的科技革命的中心,对其他学科产生巨大的带动作用,并对人类社会的生产方式、生活方式乃至思维方式产生广泛而深刻的影响。
生物科学的现状和发展趋势要求中学生物课程的知识教育目标做出相应的变革,应当使学生不仅掌握基本的生物学概念、原理和规律,而且了解这些知识产生的过程及其应用,还要了解生物科学的新进展和发展趋势。