生物科學(xué)的應(yīng)用范文

時間:2023-08-18 17:51:28

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生物科學(xué)的應(yīng)用

篇1

隨著人們環(huán)境意識和生態(tài)概念的不斷加強,市場對生物技術(shù)、生物產(chǎn)品的需要明顯增多,政府也更加重視生物技術(shù)的發(fā)展,環(huán)境生物科學(xué)本身也將更加成熟。

1環(huán)境生物科學(xué)在廢氣及大氣污染治理中的應(yīng)用采用生物技術(shù)控制和處理廢氣,將廢氣中的有機污染物或惡臭物質(zhì)降解或轉(zhuǎn)化為無害或低害類物質(zhì),從而凈化空氣,是一項空氣污染控制的新技術(shù)。目前主要采用以下方法:

(1)生物過濾法生物濾池內(nèi)部填充活性填料,廢氣經(jīng)加壓預(yù)濕后從底部進入生物濾池,氣體中的無機污染物、有機污染物或惡臭物質(zhì)與填料上附著生成的生物膜(微生物)接觸,被生物膜吸收,最終被降解為水和二氧化碳或其它成分,處理過的氣體從生物濾池的頂部排出。

(2)生物洗滌法生物洗滌法分為廢氣吸收和懸浮液再生兩個階段,通常由一個裝有填料的洗滌器(吸收設(shè)備)和一個裝有活性污泥或生物膜的生物反應(yīng)器(再生反應(yīng)器)構(gòu)成廢氣從吸收設(shè)備底部進入,向上流動,與頂部噴淋向下的生物懸浮液在填料床中相互接觸,經(jīng)傳質(zhì)過程進入液相,再進入微生物細(xì)胞內(nèi)或經(jīng)微生物分泌的胞外酶作用分解,凈化后的氣體從吸收設(shè)備頂部排出。吸收了廢氣的生物懸浮液從再生反應(yīng)池的底部進入,通入空氣充氧,廢氣被微生物氧化利用的過程也就是懸浮液的再生過程,再生后的懸浮液再進入吸收設(shè)備進行頂部噴淋,吸收與再生兩個過程反復(fù)進行。

(3)生物滴濾法生物滴濾法是在生物吸收法基礎(chǔ)上進行的改進,集合了生物過濾法和生物吸收法兩種工藝的優(yōu)點,生物吸收和生物降解同時發(fā)生在一個反應(yīng)裝置內(nèi)。滴濾池內(nèi)裝有填料,填料表面被生物膜覆蓋。循環(huán)水不斷噴灑在填料上,廢氣通過滴濾池時,氣體的污染物被微生物降解。

2環(huán)境生物科學(xué)在水污染治理中的應(yīng)用環(huán)境生物科學(xué)中利用微生物的降解作用來處理水中污染物的方法,通常被稱為生化處理方法或生物降解法,以植物吸收為主來凈化土壤與水體的方法有土地生物修復(fù)、生物塘和人工濕地技術(shù)等。

(1)生化處理技術(shù)由于生化反應(yīng)的過程、條件和參與反應(yīng)的微生物種類的不同,生化處理技術(shù)可簡單地分為好氧與厭氧降解兩類,兩類生化反應(yīng)的基本過程如下:好氧降解:有機物+氧氣+好氧微生物/酶水+二氧化碳+無機養(yǎng)分+能量。厭氧降解:有機物+厭氧與兼氧微生物/酶降解的有機產(chǎn)物+無機養(yǎng)分+能量。

①好氧降解技術(shù)好氧降解技術(shù)包括活性污泥法和生物膜法。

A活性污泥法活性污泥法是最傳統(tǒng)的好氧生物處理技術(shù)?;钚晕勰嗍侵肝⑸锢脧U水中的有機物生長與繁殖而形成的絮凝體。

B生物膜法生物膜法是在處理污水的反應(yīng)器中添加介質(zhì)(填料)作為微生物附著的載體。在分解有機污染物的過程中,微生物在介質(zhì)表面生長繁殖,逐步形成粘液狀的膜,然后利用固著在介質(zhì)表面的這種微生物膜來凈化污水。

②厭氧處理技術(shù)自20世紀(jì)70年代起,就有一大批類似好氧降解的厭氧反應(yīng)器被研制和開發(fā)出來,厭氧技術(shù)的應(yīng)用范圍已擴展到高、中、低濃度的多類有機廢水和生活污水的處理,其特點是廢水處理和能源回收相結(jié)合,但出水水質(zhì)難以達到直接排放的要求。

⑵生物自然凈化技術(shù)

①生物塘。生物塘以太陽能為初始能源,通過在塘中種植水生植物,利用植物吸收等方式帶走污染物以凈化水體。氧化塘中除選育合適的水生植物外,還增加了曝氣,以促進水體中生物的好氧降解。

②人工濕地。人工濕地是近年來迅速發(fā)展起來的水體生物-生態(tài)修復(fù)技術(shù),可處理化工、石油化工、紙漿、紡織印染、重金屬冶煉等各類廢水,也可用于雨水處理。其原理是利用自然生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)和生物的三重作用來實現(xiàn)對污水的凈化。

3環(huán)境生物科學(xué)在固體廢棄物處理中的應(yīng)用

利用生物技術(shù)處理固體廢棄物中的城市生活垃圾和農(nóng)業(yè)廢棄物,主要方法是衛(wèi)生填埋、堆肥和發(fā)酵沼氣。

⑴衛(wèi)生填埋。衛(wèi)生填埋是將城市生活垃圾存積在大坑或低洼地的衛(wèi)生填埋場,每天填入的垃圾壓實后鋪蓋一層土壤,并通過科學(xué)管理來恢復(fù)地貌和維護生態(tài)平衡。

⑵堆肥。堆肥是固體基質(zhì)在有效的低溫條件下的發(fā)酵過程,適用于生活垃圾的處理。該技術(shù)安全性高,成本低廉。

4環(huán)境生物科學(xué)的發(fā)展前景

⑴微生物脫硫技術(shù)的開發(fā)。利用微生物脫去煤中的無機硫和有機硫,可控制燃煤中SO2等含硫氣體的排放。這些微生物包括硫桿菌、氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫桿菌、酸熱硫化葉菌等。生物技術(shù)在大氣污染治理中的應(yīng)用時間尚短,但其具有技術(shù)簡單成本低、安全性好、無二次污染等優(yōu)點。

⑵水污染治理工藝的完善。好氧與厭氧工藝相結(jié)合、生物膜法與活性污泥法相結(jié)合的廢水處理技術(shù)、無害化的生產(chǎn)工藝過程、高效完善的自動化體系以及構(gòu)建針對難降解污染物的生物基因庫和特殊功能的微生物的培養(yǎng)研究是今后主要的發(fā)展方向。

⑶難降解污染物的處理。利用基因工程構(gòu)建的高效菌種來處理如殺蟲劑、塑料、橡膠制品、醫(yī)療廢物、危險廢物等難降解的污染物,是現(xiàn)代環(huán)境生物科學(xué)發(fā)展的熱點之一。

⑷與其它技術(shù)的結(jié)合。環(huán)境生物科學(xué)的發(fā)展離不開相關(guān)科學(xué)技術(shù)的配合。其與相關(guān)科學(xué)技術(shù)的結(jié)合,可提高處理效率、增強處理效果。將光、聲、電與高效生物處理技術(shù)相結(jié)合,處理高濃度有毒有害難降解有機廢水,這些工藝、設(shè)備、電子計算機的結(jié)合正在使以環(huán)境生物科學(xué)為主的綜合治理技術(shù)向自動化、模塊化方向發(fā)展。

篇2

[關(guān)鍵詞]微課;生物化學(xué);分子生物學(xué);教學(xué)應(yīng)用

中圖分類號:Q5-4;Q7-4 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)17-0290-01

1 “微課”的組成

“微課(MicroCourses)”一詞是由美國新墨西哥州圣胡安學(xué)院的高級教學(xué)設(shè)計師DavidPenrose于2008年提出。在我國,微課的概念首先由廣東省佛山市教育局教育信息中心胡鐵生提出?!拔⒄n”是指以視頻為主要載體,記錄教師在課堂內(nèi)外教育教學(xué)過程中圍繞某個知識點(重點難點疑點)或教學(xué)環(huán)節(jié)而開展的精彩教與學(xué)活動全過程?!拔⒄n”的核心組成內(nèi)容是課堂教學(xué)視頻(課例片段),同時還包含與該教學(xué)主題相關(guān)的教學(xué)設(shè)計、素材課件、教學(xué)反思、練習(xí)測試及學(xué)生反饋、教師點評等輔教學(xué)資源,它們以一定的組織關(guān)系和呈現(xiàn)方式共同“營造”了一個半結(jié)構(gòu)化、主題式的資源單元應(yīng)用“小環(huán)境”。因此,“微課”既有別于傳統(tǒng)單一資源類型的教學(xué)課例、教學(xué)課件、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)反思等教學(xué)資源,又是在其基礎(chǔ)上繼承和發(fā)展起來的一種新型教學(xué)資源。

2 微課教學(xué)的主要作用

在生物教學(xué)工作中,實驗教學(xué)的形式比較常見.實驗教學(xué)的重要性更為重要,不僅可以全面地提升學(xué)生的動手操作能力,還可以對知識體系進行完善.但是實際的實驗教學(xué)會受到多種因素的限制,包括授課時間,授課的各種儀器以及實驗地點等等.為了打破這些因素的限制,教師會應(yīng)用“微課”的形式來進行實驗.通過觀看視頻了錄像的形式來對實驗內(nèi)容和實驗步驟進行講解,同時還有真實的操作.這樣不僅提升了學(xué)生對生物實驗的了解程度,還可以讓學(xué)生們對一些細(xì)微的注意事項進行了解.比較典型的和常見的就是在生物教學(xué)中探究細(xì)胞分裂這一章節(jié).要進行實驗的話,所需的時間相對較長,而且難度也比較大,學(xué)生們不僅要做好實驗之前的設(shè)計工作,還應(yīng)該等待細(xì)胞分裂的過程.如果采用微課的形式來對這一實驗進行探究,必然會在短時間之內(nèi)了解到實驗的宗旨,而且學(xué)生們還可以對細(xì)胞分裂的進程進行了解.

3 “微課”在生物化學(xué)與分子生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

3.1 “微課”的特點

總起來說,微課具有以下特點:

3.1.1 容量小。一門微課程一般只聚焦一個知識點或一個技能點。

3.1.2 時間短。講解時間短,一般不超過10分鐘。

3.1.3 自足性。包含一些必要的內(nèi)容信息,如教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程、教學(xué)評價等,能夠在語意上表示其自身意義,而無需再參考其他信息來理解。

3.1.4 基元化。具有不可再分性,不能再進一步劃分成更小的知識單元。

3.1.5 便于傳播和學(xué)習(xí)。微課程來了,MOOC來了,翻轉(zhuǎn)課堂來了……它們?yōu)榻逃虒W(xué)變革帶來了新的契機。希望各位老師在此次培訓(xùn)中能夠?qū)W有所悟、學(xué)有所用、學(xué)有所成!

3.2 生物化學(xué)課程特點

生物化學(xué)這一學(xué)科具有教學(xué)內(nèi)容廣泛、知識點零散、概念抽象復(fù)雜等特點,而與系統(tǒng)掌握基礎(chǔ)知識相比更為重要的是理論知識與臨床實踐的具體結(jié)合。在知識掌握方面,學(xué)生本身基礎(chǔ)知識儲備和系統(tǒng)學(xué)習(xí)能力較差,學(xué)生較難掌握復(fù)雜的生物化學(xué)學(xué)科知識。加之學(xué)生實踐機會較少,真正的臨床工作想象模擬空間小、難度大。微課借助視頻模式,有利于直觀展示相關(guān)知識并幫助學(xué)生針對自身學(xué)習(xí)情況重點突破。

3.3 微課在生物化學(xué)與分子生物學(xué)理論課教學(xué)中的應(yīng)用

在講授一些復(fù)雜的生化過程和生命活動現(xiàn)象,例如從DNA的復(fù)制到蛋白質(zhì)的合成,逆轉(zhuǎn)錄病毒的作用原理,原核生物的操縱子調(diào)控原理、真核生物的基因表達調(diào)控時,作者預(yù)先根據(jù)講授內(nèi)容制作好動畫視頻,并在每個重要的知識點或每個反應(yīng)階段處設(shè)置“過關(guān)問答”環(huán)節(jié)。微課上傳至教學(xué)平臺后,學(xué)生可根據(jù)自身對學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握情況,反復(fù)觀看、揣摩,并將“過關(guān)問答”的答案通過教學(xué)平臺反饋給教師。這樣,教師可以通過反饋信息了解學(xué)生學(xué)習(xí)的薄弱環(huán)節(jié)和教學(xué)難點、疑點,在課堂教學(xué)時能夠有的放矢的進行講授。而經(jīng)過課外的預(yù)先學(xué)習(xí)和課堂上教師的重點講解,學(xué)生也能夠更好的消化、吸收這些知識難點。以講解聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)原理為例,在以往的課堂教學(xué)中,作者是通過動畫視頻向?qū)W生演示反應(yīng)過程,著重于學(xué)生對反應(yīng)原理的掌握。通過微課教學(xué),讓學(xué)生預(yù)先自主學(xué)習(xí)動畫視頻并反饋信息后,作者發(fā)現(xiàn),對大部分學(xué)生來說,這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)難點和疑點不在于反應(yīng)原理,而是對反應(yīng)中提及的“模板”、“正義鏈”、“反義鏈”概念的正確理解。因此,作者在課堂教學(xué)中注重了對這幾個概念的辨析,從而更好的幫助學(xué)生理解和掌握這部分內(nèi)容。

對于教材上簡單提及、或是還沒有來得及在教材中出版的學(xué)科新技術(shù)、新進展、新動向,作者按照不同專題制作成一系列微課,例如基因測序技術(shù)專題、蛋白質(zhì)組學(xué)專題、RNA干擾技術(shù)專題、干細(xì)胞治療技術(shù)專題、諾貝爾獎專題等。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣有選擇的觀看、學(xué)習(xí),并通過教學(xué)平臺與作者進行討論、互動。這種學(xué)習(xí)形式極大的提高了學(xué)生學(xué)習(xí)生物科學(xué)的興趣,豐富了他們的課堂外生活,使學(xué)習(xí)不再拘泥于傳統(tǒng)課堂,增進師生互動,寓教于樂。

3.4 微課在生物化學(xué)與分子生物學(xué)實驗課教學(xué)中的應(yīng)用

在實驗教學(xué)中,針對一些基本實驗操作,如洗刷玻璃器皿、稱量固體藥品、滴加液體試劑、酸堿滴定、過濾、萃取,以及一些常規(guī)儀器,如移液槍、離心機、電子天平、電子pH滴定儀、電泳儀等的使用,作者將它們的規(guī)范操作過程和正確使用方法分別錄制成一系列演示視頻上傳至教學(xué)平臺。每堂實驗課前,學(xué)生根據(jù)實驗將要使用的儀器,選擇相應(yīng)的視頻進行觀看學(xué)習(xí)。通過這種方式強化學(xué)生基本技能和基本操作的訓(xùn)練,培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范的實驗習(xí)慣。

4 應(yīng)用微課教學(xué)的幾點體會

在應(yīng)用微課視頻教學(xué)過程中,親身感受方便的同時也有幾點體會:

4.1 可以把所有課程中的重難點都制作成微課視頻,有助于課前預(yù)習(xí)、課后及時復(fù)習(xí)鞏固重難點知識。

4.2 學(xué)生提前觀看微課視頻,課堂上討論并解疑答惑,老師的角色由知識灌輸者變?yōu)閷W(xué)習(xí)引導(dǎo)者,引導(dǎo)學(xué)生如何思考解決問題,如何運用知識,由被動變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)。

4.3 生物學(xué)屬于一個龐大的體系,專業(yè)多,課程多,學(xué)科體系嚴(yán)謹(jǐn),但是各專業(yè)各課程間又有緊密的聯(lián)系,很多知識彼此關(guān)聯(lián),可以把不同課程的微課結(jié)合起來,即方便學(xué)生學(xué)習(xí),又幫助老師擴大知識儲備量。

結(jié)束語

在互網(wǎng)時代,網(wǎng)絡(luò)媒體正在改變著人們的生活方式,尤其在這個“微時代”我們獲取信息的方式更方便快捷,微課正是在“微時代”的潮流下產(chǎn)生的。作為高校教師,更應(yīng)緊隨時代潮流,掌握新的教學(xué)方法,將現(xiàn)代技術(shù)手段完美的融入專業(yè)課教學(xué),與傳統(tǒng)教學(xué)互補,促進現(xiàn)代教育事業(yè)更好地發(fā)展。

參考文獻

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篇3

課程資源;科學(xué)史;課堂延伸;有效應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)時代,信息的高度共享為生物學(xué)課堂教學(xué)提供了豐富的資源。如何在“海量”的資源中提取可用的素材、加工處理、有效合理地應(yīng)用于課堂教學(xué),這是值得生物學(xué)教師重視、研究的問題。本文以“細(xì)胞的增殖”第2課時教學(xué)為例探索課程資源在高中生物學(xué)教學(xué)中的有效應(yīng)用。

一、趣味的課堂引入

趣味的課堂引入能吸引學(xué)生參與課堂教學(xué)。在“細(xì)胞的增殖” 第2課時教學(xué)的引入部分,學(xué)生用改編演唱流行歌曲的方式制作《植物有絲分裂》的MV,既調(diào)動了學(xué)生的積極性,也復(fù)習(xí)鞏固了“細(xì)胞的增殖”第1課時所學(xué)的知識。制作團隊的學(xué)生熟練應(yīng)用相關(guān)軟件,把植物有絲分裂各時期的特征與圖像整合,在作詞方面高度概括細(xì)胞周期和各時期內(nèi)容,很好地吸引全班學(xué)生的注意力,課堂氣氛活躍,引發(fā)學(xué)生課后討論、傳唱這首改編的流行歌曲,形成對植物有絲分裂的深刻印象。

二、合理利用生物科學(xué)史

生物科學(xué)史的教育價值不僅在于知識本身,更在于生物學(xué)知識產(chǎn)生的背景。通過介紹科學(xué)家科研歷程,帶領(lǐng)學(xué)生沿著科學(xué)探索之路,體驗科學(xué)家發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、深化認(rèn)識的過程,從中體會科學(xué)研究的艱辛和追求科學(xué)的自強不息的探索精神。

“細(xì)胞的增殖”第2課時教學(xué)時引入細(xì)胞有絲分裂相關(guān)科學(xué)史內(nèi)容,如1882年,德國細(xì)胞學(xué)家弗萊明(W.Flemming)改進固定和染色技術(shù),用蘇木精等進行染色,并發(fā)明了油鏡透鏡的方法。通過對蠑螈幼體尾鰭的上皮細(xì)胞和紅細(xì)胞的有絲分裂的觀察,精確地描述了細(xì)胞的有絲分裂過程。他首先發(fā)現(xiàn)了在細(xì)胞核分裂時,被染色的細(xì)絲狀物質(zhì)――“染色質(zhì)”要縱裂為二,并分別移向兩個子細(xì)胞。同時他還發(fā)現(xiàn),每一個物種在它的細(xì)胞中都含有數(shù)目穩(wěn)定的染色質(zhì),把細(xì)胞分裂命名為有絲分裂。19世紀(jì)比利時胚胎學(xué)家貝內(nèi)登,觀察細(xì)胞有絲分裂過程中發(fā)現(xiàn)了中心體。

教科書上沒有這些科學(xué)史的內(nèi)容,但是課堂教學(xué)時,教師只需要應(yīng)用一至二張幻燈片就可以講述相關(guān)科學(xué)家的小故事,吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣,并從中學(xué)到生物學(xué)知識和生物科學(xué)方法。

三、多媒體和學(xué)案的輔助作用

1.多媒體的輔助作用

隨著多媒體在課堂教學(xué)中的廣泛使用,如何用好課件和視頻是每位生物學(xué)教師應(yīng)思考與探索的問題?;谏镂⒂^的結(jié)構(gòu)不易觀察以及具有較多抽象的生物學(xué)概念等生物學(xué)科特點,應(yīng)用多媒體動畫,使得學(xué)生直觀地感受、理解抽象的概念,起到事半功倍的教學(xué)效果。

真核細(xì)胞有絲分裂的過程是教學(xué)重點,通過課件視頻逐步演示動物細(xì)胞有絲分裂的過程,讓學(xué)生感受細(xì)胞分裂過程的動態(tài)性和連續(xù)性。動物細(xì)胞有絲分裂的視頻是英文配音無字幕,筆者在備課時對視頻進行字幕翻譯,課堂上同聲講解,化難為易,化抽象為形象,取得了良好的教學(xué)效果。

2.學(xué)案的輔助作用

學(xué)案是教師依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平和已有的知識經(jīng)驗,為指導(dǎo)學(xué)生進行主動的知識建構(gòu)而編制的學(xué)習(xí)方案。根據(jù)不同課型設(shè)計不同形式的學(xué)案,一份完整的學(xué)案一般包含目標(biāo)設(shè)計、問題設(shè)計、情境設(shè)計、教法學(xué)法設(shè)計等內(nèi)容。學(xué)案設(shè)計要遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和教學(xué)過程中的互動原則,處理好教與學(xué)的關(guān)系,突出學(xué)生的主體地位,注重教法和學(xué)法的融合。

“細(xì)胞的增殖”第2課時學(xué)案設(shè)定的學(xué)習(xí)目標(biāo)是“比較動、植物細(xì)胞有絲分裂過程的不同;初步學(xué)會用曲線圖描述DNA和染色體等數(shù)量的變化規(guī)律;初步學(xué)會分析圖像、解讀圖像”。為此,設(shè)計“動物細(xì)胞有絲分裂與植物細(xì)胞有絲分裂的主要區(qū)別是什么?根據(jù)各時期染色體、DNA、染色單體數(shù)目變化填寫表格;用坐標(biāo)圖表示有絲分裂過程中細(xì)胞核中染色體和DNA含量的變化;用坐標(biāo)圖表示每條染色體上DNA含量”等一系列問題,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。

四、圖像與統(tǒng)計分析的有機結(jié)合

生物學(xué)是一門自然科學(xué),在生物科學(xué)的發(fā)展過程中,圖像采集和統(tǒng)計分析被廣泛應(yīng)用,一定程度上推動了生物科學(xué)的發(fā)展。培養(yǎng)學(xué)生從直觀形象的圖形中,提取出核心信息,并進行統(tǒng)計分析,找出其中的規(guī)律,不僅能幫助教師突破教學(xué)重難點,也可使學(xué)生學(xué)會科學(xué)地分析問題、解決問題的方法。

真核細(xì)胞有絲分裂過程中,各個時期染色體行為和數(shù)目的變化,以及DNA數(shù)量的變化是本節(jié)課的教學(xué)難點。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生運用數(shù)學(xué)分析、歸納和推理方法處理和分析圖像數(shù)據(jù)。

1.根據(jù)圖像歸納染色體等數(shù)量變化

在第1課時教學(xué)的基礎(chǔ)上,請學(xué)生觀察植物細(xì)胞有絲分裂各時期模式圖,觀察每個時期細(xì)胞核中物質(zhì)的變化,思考每個時期細(xì)胞核中染色體的數(shù)量、DNA含量以及染色單體數(shù)量,填寫學(xué)案中的表格,見表1。并請一位學(xué)生來分享他的思考成果。

2.把表格信息轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)圖

用坐標(biāo)圖表示有絲分裂過程中細(xì)胞核中染色體和DNA含量的變化,引導(dǎo)學(xué)生將表格中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成曲線圖,見圖1。并組織學(xué)生開展小組討論,得出正確答案。請學(xué)生現(xiàn)場板演一條染色體在各時期的形態(tài)變化圖2。

3.探究染色體與DNA數(shù)量關(guān)系

接著,進一步探究每條染色體上DNA含量,先請學(xué)生現(xiàn)場板演一條染色體在各時期的形態(tài)變化,如圖2。為了讓學(xué)生更好地理解相關(guān)概念,學(xué)生在觀察分析圖2的基礎(chǔ)上,在學(xué)案上畫出每條染色體上DNA含量變化曲線,如圖3。

指導(dǎo)學(xué)生圍繞學(xué)習(xí)重點,展開積極的思維活動,相互交換信息,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。這樣,就為學(xué)生積極主動參與課堂教學(xué),創(chuàng)設(shè)一個輕松愉悅、民主、和諧的課堂氣氛,促使學(xué)生產(chǎn)生強烈的求知愿望。教育的真諦是提升人的心靈與智慧,它無時無刻離不開心靈的溝通,而溝通最重要的是用真心,動真情,讓學(xué)生用愉快的心情全力投入到學(xué)習(xí)中去。筆者始終抱著和學(xué)生一起學(xué)習(xí)成長的心態(tài),互相鼓勵互相學(xué)習(xí)。把平等課堂的精神落實到平時的教育教學(xué)中,不斷反思不斷進步。

五、課堂拓展和延伸

課堂拓展延伸教學(xué)是對所學(xué)知識的一個拓寬與加深。目的在于激發(fā)學(xué)生探求知識的愿望,加深對所學(xué)知識的理解,增加知識積累,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。拓展應(yīng)與教學(xué)內(nèi)容有機結(jié)合,應(yīng)立足教材、超越教材,始終為學(xué)生的學(xué)習(xí)服務(wù)。課堂的拓展和延伸,應(yīng)結(jié)合生物學(xué)科的特點以及生物學(xué)科的發(fā)展,動態(tài)把握課堂教學(xué),掌握好拓展及延伸的時機和內(nèi)容,幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識,形成知識網(wǎng)絡(luò)。

1.脈沖標(biāo)記DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂指數(shù)觀察測定法

3H-TDR(氚標(biāo)記胸腺嘧啶核苷)短期培養(yǎng)細(xì)胞。3H-TDR是DNA的原料前體,在S期大量利用使S期的細(xì)胞均被標(biāo)記。經(jīng)3H-TDR短暫標(biāo)記后,凡是處于S期的細(xì)胞均被標(biāo)記。置換新鮮培養(yǎng)液后培養(yǎng)一定時間,被標(biāo)記的細(xì)胞陸續(xù)進入M期。

從被標(biāo)記的M期細(xì)胞開始出現(xiàn)并逐漸消失,到被標(biāo)記的M期細(xì)胞再次出現(xiàn),所經(jīng)歷的時間為一個細(xì)胞周期總時間(TC)。如圖4。

2.流式細(xì)胞儀測定法

細(xì)胞DNA經(jīng)染色后發(fā)出的散射光和熒光,通過流式細(xì)胞儀光電檢測器,染色的單個細(xì)胞推入儀器中得出數(shù)據(jù),每秒可測5000個細(xì)胞。細(xì)胞核DNA含量有三種情況2C,2C-4C,4C。

在不同時間點收集標(biāo)記胞,并計算其比例,對照出時間,可算出胞周期時長,再根據(jù)不同時期細(xì)胞數(shù)量比例計算各時期時長。

篇4

關(guān)鍵詞:HPS教學(xué)模式;高中生物;課堂實踐

HPS教學(xué)模式是一種新興的教育理念,將HPS教學(xué)模式應(yīng)用到高中生物教學(xué)中,與課程改革提出的培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的要求是契合的,可以幫助學(xué)生從多維度理解生物知識,并促使學(xué)生對生物學(xué)科本質(zhì)產(chǎn)生認(rèn)識和了解?;诖耍诮窈蟮母咧猩锝虒W(xué)中,教師不斷地強化對HPS教育模式的研究運用十分必要。

一、歷史探究—哲學(xué)模式

在高中生物教學(xué)中,“歷史探究—哲學(xué)”PHS教學(xué)模式的應(yīng)用,不僅可以幫助學(xué)生了解基礎(chǔ)概念,還可以發(fā)展學(xué)生的生物科學(xué)思維,促使學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)素養(yǎng)得到有效的培養(yǎng)。下面筆者將對此種PHS教學(xué)模式的應(yīng)用做出詳細(xì)介紹。第一,演示現(xiàn)象并提出問題。在應(yīng)用“歷史探究—哲學(xué)”HPS教學(xué)模式時,教師應(yīng)在課堂開始之初,結(jié)合課程教學(xué)內(nèi)容,為學(xué)生演示某一自然現(xiàn)象或講述與該課題有關(guān)的科學(xué)故事,這些演示現(xiàn)象都是科學(xué)家已經(jīng)做過的研究,以此作為課堂導(dǎo)入,并借此提出探究問題。這樣可以在課程開始之初,就吸引學(xué)生的注意力,促使學(xué)生更加積極主動地投入到課程探究當(dāng)中。以《植物生長素的發(fā)現(xiàn)》這節(jié)課程為例,植物的向光性是本節(jié)課程的重要知識內(nèi)容,而在“歷史探究—哲學(xué)”的教學(xué)模式中,教師可以在課程開始之初,向?qū)W生展示一張向陽生長的植物的圖片,并向?qū)W生提問:“該植物的生長方向有哪些特點?為什么會呈現(xiàn)這樣的特點?”“人類與動物都需要攝取營養(yǎng)物質(zhì)維持生命,那綠色植物又是通過攝取什么物質(zhì)來維持生命的?”在演示現(xiàn)象、提出問題的過程中,吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)課程的好奇心,為接下來的課程學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)。第二,引出觀念。在應(yīng)用“歷史探究—哲學(xué)”PHS教學(xué)模式中,教學(xué)的第二個環(huán)節(jié)就是引出觀念。所引出的觀念幾乎都是科學(xué)家過往提出的觀點,但有些觀點會隨著社會的前進發(fā)展而發(fā)生改變,在PHS教學(xué)模式中教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生辯證地看待這些觀念。如教師可以通過思維導(dǎo)圖、問題提問等方式,為學(xué)生創(chuàng)造自由表達的環(huán)境,鼓勵學(xué)生暢所欲言,提出自身不同的觀點,從而在教師與學(xué)生相互討論的過程當(dāng)中引出科學(xué)觀念。這可以更好地幫助學(xué)生了解生物科學(xué)知識的發(fā)展規(guī)律,并且可以在相互討論的過程中培養(yǎng)學(xué)生辨別判斷的能力,可促使學(xué)生的創(chuàng)造性思維得到有效的培養(yǎng)。第三,總結(jié)與評價。這是“歷史探究—哲學(xué)”PHS教學(xué)模式中的最后一個環(huán)節(jié)。教師要立足于本節(jié)課程知識,幫助學(xué)生總結(jié)課程中所學(xué)習(xí)到的科學(xué)家的研究過程與方法,同時將理論知識與科學(xué)故事相結(jié)合,讓學(xué)生自主經(jīng)歷體驗整個探究過程,幫助學(xué)生在理解課程知識的同時,體會生物科學(xué)家的經(jīng)驗與智慧,使學(xué)生能夠?qū)⑦@些科學(xué)觀點在生活當(dāng)中創(chuàng)新運用。

二、自然觀察—哲學(xué)模式

傳統(tǒng)的HPS教學(xué)理念認(rèn)為,無論是科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)還是科學(xué)社會學(xué),其共同研究的對象都是科學(xué),而不是自然。這一觀念遭受到了學(xué)術(shù)界的質(zhì)疑。2006年劍橋大學(xué)的哈索克·張教授就拓寬了對HPS的研究,將HPS的研究對象從科學(xué)轉(zhuǎn)向自然,而這就衍生出了“自然觀察—哲學(xué)模式”,并成為對傳統(tǒng)HPS教學(xué)模式的一種補充。在“自然觀察—哲學(xué)模式”中,教學(xué)主要是由五個環(huán)節(jié)組成,即問題重現(xiàn)→產(chǎn)生疑問→還原現(xiàn)象→得出結(jié)論→總結(jié)評價,具體如圖2所示:第一,問題重現(xiàn)。在應(yīng)用“自然觀察—哲學(xué)模式”的HPS教學(xué)模式中,教師可以在課程開始之初,借助多媒體或者通過角色表演的方式,向?qū)W生展現(xiàn)真實的科學(xué)故事或自然現(xiàn)象,以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促使學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)得到培養(yǎng)。如在教學(xué)《光合作用》這節(jié)課程時,教師就可以組織學(xué)生表演一顆種子破土而生,長成參天大樹的過程,以此引起學(xué)生對這一自然現(xiàn)象的探究興趣。第二,產(chǎn)生疑問。在生物學(xué)史的發(fā)展過程中,很多知識與規(guī)律都經(jīng)過科學(xué)家無數(shù)次的思考和實驗,并排除多種設(shè)想可能,建立出科學(xué)模型,最終得到大眾的普遍認(rèn)可。在整個生物科學(xué)發(fā)展史中,這些不斷的徘徊、探索與疑惑,就是科學(xué)研究的主題,并且是科學(xué)真理產(chǎn)生的關(guān)鍵。在閱讀科學(xué)記錄內(nèi)容時,學(xué)生總是會產(chǎn)生一些疑惑,如“為什么科學(xué)家會定義這個概念”“他是如何進行研究的”。在傳統(tǒng)教育模式中,教師總是會將教科書中的科學(xué)生物知識原理作為鐵律,讓學(xué)生無條件地接受。而HPS教學(xué)模式則鼓勵學(xué)生將自身的疑問大膽地提出,以此讓學(xué)生的批判思維與科學(xué)家的思維進行碰撞,這樣可以更好地激發(fā)學(xué)生對科學(xué)真理的探索,并且可以讓學(xué)生在探索過程中,檢驗科學(xué)真理,增強生物知識學(xué)習(xí)的信心。第三,還原現(xiàn)象。在“自然觀察—哲學(xué)模式”的HPS教學(xué)模式中,所有的科學(xué)問題都可以還原為最初的自然現(xiàn)象,要從最初的自然現(xiàn)象產(chǎn)生疑問,并思考問題的本質(zhì)。如在《光合作用》這節(jié)課程中,學(xué)生從自然現(xiàn)象出發(fā),就會自然地產(chǎn)生“植物生長需要的能量和物質(zhì)來自什么地方”這樣的思考,教師就可以借助學(xué)生對自然現(xiàn)象的思考,鍛煉學(xué)生的自然觀察能力和抽象判斷能力。第四,得出結(jié)論。結(jié)論是在教學(xué)內(nèi)容歸納概況基礎(chǔ)上的提高與深化,在“自然觀察—哲學(xué)模式”的HPS教學(xué)模式中,教師可以讓學(xué)生以小組為單位,共同對研究問題進行推論分析,并從不同的角度表達自身的觀點,以此讓學(xué)生體驗生物知識的科學(xué)價值,形成知識點。第五,總結(jié)與評價。在“自然觀察—哲學(xué)模式”的HPS教學(xué)模式中,最后一個環(huán)節(jié)就是總結(jié)與評價。教師要立足于課程教學(xué)知識,帶領(lǐng)學(xué)生從科學(xué)故事和自然現(xiàn)象當(dāng)中去對知識進行總結(jié),幫助學(xué)生從宏觀的層面去審視現(xiàn)有的思維過程和操作步驟,通過評價科學(xué)家的科研精神和協(xié)作精神,更好地幫助學(xué)生加深對生物科學(xué)研究的認(rèn)識,并在總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)的過程中,促使學(xué)生對生物知識形成更加深刻的認(rèn)識。

三、結(jié)語

生物是學(xué)生在高中階段的一門重要學(xué)科,HPS教學(xué)模式在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用,為非人文化的生物理性學(xué)科提供了人文因素,可以更好地拓寬學(xué)生的知識視野,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)方法和科學(xué)思維方式,讓學(xué)生接受科學(xué)精神教育,實現(xiàn)人文與理性的共同發(fā)展。本文介紹了兩種常見的HPS教學(xué)模式,希望能夠啟迪教師對于該模式的應(yīng)用和認(rèn)識。

參考文獻

[1]何城蝶.HPS教學(xué)模式在高中生物學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的實踐研究[D].廣西:廣西師范大學(xué),2019.

篇5

關(guān)鍵詞:引導(dǎo);探究;發(fā)現(xiàn);模式;實例;生物

一、對引導(dǎo)探究教學(xué)模式的基本認(rèn)識

探究式教學(xué)法又稱發(fā)現(xiàn)式教學(xué)法。該教學(xué)方法區(qū)別于科學(xué)家的探究創(chuàng)新教學(xué)活動,而是指創(chuàng)設(shè)必要的探究情境,在探究活動中獲得生物學(xué)知識,領(lǐng)悟科學(xué)探究的基本理念。運用科學(xué)家探究自然界的方法去進行課堂探究活動,在注重探究結(jié)果的同時,更應(yīng)該注重過程性探究。探究性學(xué)習(xí)在初中生物課堂教學(xué)模式下的特點。

1.自主性

突出學(xué)生是探究主體,通過自己的探究活動建構(gòu)知識體系,在體驗探究的過程中獲得自主發(fā)展。教師是探究活動的引導(dǎo)者,學(xué)生探究活動的主人。通過探究活動,引導(dǎo)學(xué)生掌握基本的探究方法,養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

2.探究性

學(xué)生的學(xué)習(xí)過程不僅僅是簡單接受知識的過程,而且是在探究中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程,通過自主探究、合作討論等多種形式使學(xué)生在合作中發(fā)現(xiàn)問題,探索和研究問題,最終解決問題,獲得探索問題的方法。

3.過程性

探究性學(xué)習(xí)的教學(xué)模式,在獲取知識的同時以發(fā)展學(xué)生的能力為目標(biāo)。在探究學(xué)習(xí)的過程中,去體驗和領(lǐng)悟知識的形成過程,揭示生物學(xué)蘊含的科學(xué)道理。改變傳統(tǒng)的接受學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生收集和處理信息的能力,在實驗過程中提升創(chuàng)新精神與實踐能力。

4.開放性

探究性學(xué)習(xí)活動可以把課內(nèi)與課外學(xué)習(xí)內(nèi)容結(jié)合起來,拓展探究活動的空間,開辟多種渠道,靈活采用形式多樣的探究性學(xué)習(xí)形式,比如利用報刊、廣播電視網(wǎng)絡(luò)等媒體獲取信息,讓探究活動更開放。

二、探究性學(xué)習(xí)生物課堂教學(xué)模式的程序

初中生物探究性學(xué)習(xí)課堂教學(xué)模式一般分為以下幾個步驟:創(chuàng)設(shè)情境―探究學(xué)習(xí)―歸納總結(jié)―鞏固延伸。

1.創(chuàng)設(shè)情境

創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的生活情境,能抓住學(xué)生的注意力,使每個學(xué)生積極參與到課堂探究中,這是決定課堂教學(xué)成敗的關(guān)鍵,教師可以根據(jù)不同學(xué)習(xí)內(nèi)容靈活創(chuàng)設(shè)情境。

2.探究學(xué)習(xí)

探究活動的設(shè)計要從學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和思維水平出發(fā),可以設(shè)計有探究性的問題,讓學(xué)生圍繞一定的問題展開,可以收集資料,可以展開生物實驗,學(xué)生以小組合作的形式通過觀察、分析、思考、討論探索問題,在探索的過程中教師給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo),實現(xiàn)探究性課堂師生互動式教學(xué)。

3.總結(jié)歸納

在探究基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生對探究結(jié)果進行總結(jié)和歸納,根據(jù)學(xué)生的能力差異,對學(xué)生的探究總結(jié)得到的材料有多有少,有的完整,有的片面,有的甚至錯誤的,教師給予評價、總結(jié),使達到對所學(xué)知識全面、科學(xué)的理解和掌握,內(nèi)化為學(xué)生自己的知識體系。

4.拓展延伸

必要的拓展延伸,能有效對所學(xué)的知識進行鞏固與復(fù)習(xí),同時能將所學(xué)的知識應(yīng)用于實際生活中,提高解決實際問題的能力。

三、引導(dǎo)探究教學(xué)模式的實施原則

1.學(xué)生主體探究與教師適時指導(dǎo)相結(jié)合的原則

學(xué)生是探究性活動的主人,教師起到適時指導(dǎo)的作用。全面落實“以學(xué)生為主體”的原則不能忽視教師的作用,讓學(xué)生去自由探究和發(fā)現(xiàn),這樣最終演變成學(xué)習(xí)上的放任自流,課堂混亂。如果整個過程完全由學(xué)生探究,容易讓學(xué)生感到手足無措,處于無助狀態(tài),引導(dǎo)式探究就比較好地解決了這個問題。教師適時的、必要的、謹(jǐn)慎的、有效的指導(dǎo),使學(xué)生探究在經(jīng)歷了一段努力之后有所結(jié)果,體驗到有所收獲的喜悅和興奮,使學(xué)生探究素質(zhì)不斷提升,從而使學(xué)生的探究實踐得到不斷提高和完善。

2.過程與結(jié)果并重的原則

探究性學(xué)習(xí)活動不僅能獲得探究的成果,同時通過探究性活動發(fā)展學(xué)生的綜合素質(zhì),科學(xué)探究的精神。既重過程又重結(jié)果,把過程與結(jié)果結(jié)合起來,在掌握基本概念和原理的基礎(chǔ)上發(fā)展學(xué)生的探究技能,滿足學(xué)生的求知欲,通過探究培養(yǎng)科學(xué)思維能力,鍛煉問題解決能力、合作與交流能力,培養(yǎng)科學(xué)精神與態(tài)度,初步習(xí)得科學(xué)方法。

在教師的引導(dǎo)下,構(gòu)建自主探究生物學(xué)學(xué)習(xí)活動,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力,激發(fā)創(chuàng)造性能力。但探究性學(xué)習(xí)并不是唯一的學(xué)習(xí)方式,也并不是每節(jié)課都必須按照這個模式進行,可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點靈活把握,處理好探究教學(xué)與其他教學(xué)策略和方法,把各種教學(xué)模式有機地融合在生物新課程的學(xué)習(xí)中。

參考文獻:

篇6

關(guān)鍵詞: 信息技術(shù) 生物課堂教學(xué) 整合途徑

中圖分類號:G632 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-2117(2014)10-0077-02

生物《課程標(biāo)準(zhǔn)》指出,要“充分重視信息化課程資源的利用,包括各種生物教學(xué)軟件、網(wǎng)絡(luò)上的生物科學(xué)教育資源等。伴隨網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)傳遞著越來越多的生物教育信息,如動植物的圖片、課件、動植物的趣聞、最新生物科學(xué)進展等。這些信息也應(yīng)在生物教學(xué)中得到充分利用?!币虼?,如何運用現(xiàn)代化教學(xué)手段,把生物課堂教學(xué)活動的設(shè)計與現(xiàn)代信息技術(shù)進行整合,是值得每一位生物教師深入思考的問題。

1 制作生動的教學(xué)課件,豐富課堂內(nèi)容

1.1 創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,導(dǎo)入新課課堂

良好的開端是成功的一半。在新課引入過程中能否吸引學(xué)生注意,激發(fā)學(xué)生的求知欲望,是一節(jié)課教學(xué)效率高低的關(guān)鍵。通過信息技術(shù)手段可以將圖像、文字、聲音有效地結(jié)合起來,與單一刺激相比能更有效地吸引學(xué)生的注意力。例如,在講授《細(xì)胞癌變》這節(jié)內(nèi)容時,筆者結(jié)合2009年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎獲獎介紹的新聞短片,由介紹關(guān)于引發(fā)細(xì)胞衰老和癌變的機制的端粒酶引入本節(jié)課,引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的同時激起了學(xué)生勇攀科學(xué)高峰的欲望,也為本節(jié)課的教學(xué)做了很好的鋪墊。

1.2 多媒體具象展示,化解教學(xué)難點

生物教學(xué)中,諸如細(xì)胞結(jié)構(gòu)、代謝途徑、遺傳變異現(xiàn)象、生命調(diào)節(jié)現(xiàn)象或過程等,教師難以用語言表達清楚,而多媒體課件集聲音、圖像、文字、動畫、視頻等于一體,化靜為動,變抽象與具體,把漫長的過程變?yōu)樗查g演示,直觀形象,虛實結(jié)合,可以最大限度地解決教學(xué)中的難點問題,在學(xué)生頭腦中變無形于有形,利于知識體系的構(gòu)建。例如,在《細(xì)胞增殖》的教學(xué)中,學(xué)生對有絲分裂過程中染色體的行為變化、染色體數(shù)目和DNA含量變化的規(guī)律難以掌握。教師就可通過三維動畫來模擬細(xì)胞分裂的過程,形象地展示染色質(zhì)細(xì)絲如何在細(xì)胞分裂時高度螺旋化折疊而縮短變粗成為染色體,呈現(xiàn)出染色體在細(xì)胞分裂不同時期的變化,讓學(xué)生建立起了細(xì)胞有絲分裂是一個連續(xù)完整的過程的知識結(jié)構(gòu),取得了很好的教學(xué)效果。運用多媒體課件輔助教學(xué),不僅可以使教學(xué)難點迎刃而解,大大提高教學(xué)效率,同時也能更好發(fā)揮學(xué)生的主體作用,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

2 計算機模擬實驗教學(xué),提高應(yīng)用能力

生物學(xué)科是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),但有些實驗無法進行實際操作,而利用計算機模擬實驗則可給學(xué)生真切感,利于促進學(xué)生掌握知識、發(fā)展能力。例如,《內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)》一課所涉及的知識較為抽象,雖然通過初中學(xué)習(xí)學(xué)生有一定的生理學(xué)基礎(chǔ),但將人體中各個系統(tǒng)聯(lián)系起來形成一個整體認(rèn)識還有一定難度。為了讓學(xué)生能更好地理解這一知識,并真正提高應(yīng)用能力,筆者在教學(xué)中利用計算機,模擬人體與外界進行物質(zhì)交換的動態(tài)過程,學(xué)生直觀地看到了氧氣通過肺泡進入周圍的毛細(xì)血管,通過血液運輸進入全身各處組織液,最后到達細(xì)胞的全過程,有助于理解“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)需其他器官系統(tǒng)協(xié)調(diào)這句話”,在解題時對于物質(zhì)跨越多少層膜結(jié)構(gòu)也能理解了。

3 進行開放教學(xué),促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)

學(xué)科教學(xué)是一種基于資源的教育活動,網(wǎng)絡(luò)不僅為教師進行搜尋、整理、綜合有關(guān)某課題知識、素材、建立鏈接,搭建教學(xué)平臺,同時也為學(xué)生創(chuàng)造了一個有利于系統(tǒng)學(xué)習(xí)的情境,為查詢、搜索指定的課題進行探究提供了便利,搭建了解決問題獲取新知識的學(xué)習(xí)平臺。高中生物學(xué)科的有些內(nèi)容非常適合學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源自主探究學(xué)習(xí)。例如,筆者在上《細(xì)胞的癌變》一課時,首先將學(xué)生分成四個小組,布置四個探究題目“致癌因素、細(xì)胞癌變機制、預(yù)防癌癥、治療癌癥”,各小組認(rèn)領(lǐng)題目分頭調(diào)查研究,分工合作,有的上網(wǎng)調(diào)查,有的制作演示文稿,在課堂上以小組為單位進行多媒體展示交流。全班學(xué)生在調(diào)查研究的過程中,獲得了許多書本上沒有的知識,如防癌食品、致癌食品、治療癌癥的新方法、吸煙與癌癥的關(guān)系、如何改變生活方式以預(yù)防癌癥等。在這種教學(xué)模式中學(xué)生主動探索感興趣的問題,極大地調(diào)動了學(xué)習(xí)的積極性,借助于網(wǎng)絡(luò)獲得的知識和技能使書本知識拓展到更廣、更深的層面,同時在學(xué)習(xí)中獲得的體驗也可以應(yīng)用于生活實際。

總之,信息技術(shù)與生物課堂教學(xué)的整合是必然的趨勢。信息技術(shù)與課程相整合的過程決不僅僅是現(xiàn)代信息技術(shù)手段的運用過程,它是教育、教學(xué)領(lǐng)域的一場深刻變革。在整合過程中我們也應(yīng)該認(rèn)識到并不是所有的教學(xué)內(nèi)容都適合用信息技術(shù)來表現(xiàn),信息技術(shù)是一種認(rèn)知工具,可以更好地服務(wù)于課堂教學(xué),但學(xué)科教學(xué)的重點在于本學(xué)科的素養(yǎng)培養(yǎng),我們在教學(xué)時不要為了用信息技術(shù)而用信息技術(shù)。課程改革的核心內(nèi)容是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和實踐能力,不能用信息技術(shù)取代一切課堂教學(xué),在今后的教學(xué)實踐中我們應(yīng)該著力于整合信息技術(shù)與學(xué)科的優(yōu)勢,讓信息技術(shù)更好地服務(wù)于學(xué)科課堂教學(xué)。

(天津市津南區(qū)學(xué)生勞動教育基地,天津 300353)

參考文獻:

[1]王春梅.現(xiàn)代信息技術(shù)與生物學(xué)教學(xué)整合的模式[J].生物學(xué)教學(xué),2006(5).

[2]李麗,袁鋒.信息技術(shù)在生物教學(xué)中的運用[J].中國教育技術(shù)裝備,2010(01).

篇7

關(guān)鍵詞:生物統(tǒng)計學(xué);統(tǒng)計思維;應(yīng)用意識

中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)44-0191-03

生物統(tǒng)計學(xué)是利用概率論和數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法研究生物數(shù)量性狀變化規(guī)律的一門學(xué)科,是應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域的重要學(xué)科分支[1]。它涵蓋了生物學(xué)試驗設(shè)計、數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計分析方法的選擇以及統(tǒng)計結(jié)論的得出與解釋等內(nèi)容。生物統(tǒng)計學(xué)不僅廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)和農(nóng)學(xué)等各學(xué)科專業(yè)中,也是現(xiàn)代分子生物學(xué)研究中數(shù)據(jù)分析的重要工具[2]。數(shù)據(jù)分析與處理能力是當(dāng)今生物學(xué)領(lǐng)域科研工作者的必備技能之一,且隨著生物組學(xué)時代的來臨,生物統(tǒng)計學(xué)的應(yīng)用更加廣泛和深入,生物統(tǒng)計學(xué)在高校生物學(xué)課程體系中的位置也愈發(fā)重要,肩負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)分析技能和科研素養(yǎng)的重要使命。因此,生物統(tǒng)計學(xué)已成為我國高等院校生物科學(xué)類專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程,也是廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)必修課。

然而,生物統(tǒng)計學(xué)課程不同于其他的理論基礎(chǔ)課和專業(yè)課,其最大特點是概念抽象、公式復(fù)雜、計算煩瑣,是一門教師和學(xué)生普遍反映難教、難學(xué)、難懂的課程,這也導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣和動力,難以取得預(yù)期的教學(xué)效果[3]。為此,本文將結(jié)合筆者近年來水產(chǎn)生物統(tǒng)計學(xué)的教學(xué)實踐,就如何培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)計思維能力和應(yīng)用意識進行分析和探討,以期為水產(chǎn)生物統(tǒng)計學(xué)課程的教學(xué)提供一定的參考。

一、統(tǒng)計思維能力培養(yǎng)

生物統(tǒng)計學(xué)作為一門工具學(xué)科,是一種思維方法(或統(tǒng)計思想)在生物學(xué)中的應(yīng)用。學(xué)習(xí)生物統(tǒng)計學(xué)就是要學(xué)會利用統(tǒng)計思想分析問題和解決問題。姚亮等(2015)歸納了四條統(tǒng)計思想,分別是或然性思想、小概率原理、大概率原理和信息最大化原理。這些統(tǒng)計思想存在于生物統(tǒng)計學(xué)理論體系的各個角落,共同構(gòu)成了統(tǒng)計學(xué)學(xué)科的思想基礎(chǔ)。為此,生物統(tǒng)計學(xué)的課堂中,教師應(yīng)將核心統(tǒng)計思想的闡述貫穿于基礎(chǔ)理論知識講解中,努力幫助學(xué)生理解復(fù)雜統(tǒng)計理論和方法的思想本質(zhì)。

1.注重核心統(tǒng)計思想的講解是培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)計思維能力的首要任務(wù)。生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)活動中,由于較多的數(shù)學(xué)推理與計算等難點需要講解,因此會占用教師較多的授課時間和精力,從而面臨能力培養(yǎng)難于知識傳授的困境,這就與“知識傳授與能力培養(yǎng)”的高等教育課程基本培養(yǎng)目標(biāo)相違背。另一方面,正是因為生物統(tǒng)計學(xué)課程較大的教學(xué)與學(xué)習(xí)難度,才更需要學(xué)生掌握核心的統(tǒng)計學(xué)思想及應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)思想思考問題的思維模式,這樣才有助于學(xué)生更深層次地理解理論性較強的具體統(tǒng)計理論與方法,并將其靈活運用于解決各種實際科研問題。

舉例來說,若某事件發(fā)生的概率很小,其在一次(或極少次)試驗中幾乎不可能發(fā)生,統(tǒng)計學(xué)上將該事件稱為小概率事件。小概率事件對應(yīng)的小概率原理是假設(shè)檢驗理論的思想基礎(chǔ),幾乎所有假設(shè)檢驗的推理均是依據(jù)小概率原理來進行的。具體來說,首先假定原假設(shè)成立并進行檢驗統(tǒng)計量的計算,推導(dǎo)出其為一小概率事件,那么依據(jù)小概率原理則有理由相信原假設(shè)在概率上是不成立的;反之,若無小概率事件的發(fā)生,則無充分理由質(zhì)疑原假設(shè)。顯然,小概率原理是假設(shè)檢驗理論最為關(guān)鍵的思想基礎(chǔ)。倘若教師在講授假設(shè)檢驗理論之前注重小概率事件原理的講解,便能幫助學(xué)生更好地理解統(tǒng)計推斷的推理過程和判斷依據(jù)。同樣,注重或然性現(xiàn)象(隨機性現(xiàn)象)、大概率原理以及信息最大化原理等統(tǒng)計思想的講解,對于幫助學(xué)生透徹理解統(tǒng)計學(xué)基本理論、培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)計思維能力均具有十分重要的作用。

2.模型構(gòu)建訓(xùn)練及實例結(jié)合教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)計思維能力的主要途徑。源于數(shù)學(xué)學(xué)科分支的統(tǒng)計學(xué)可以理解為對現(xiàn)實問題的抽象概括,即現(xiàn)實統(tǒng)計問題的模型化表達。比如,生物統(tǒng)計學(xué)中的方差分析將總變異分解為組內(nèi)變異和組間變異兩部分,分別代表誤差和試驗的處理效應(yīng),并將生物學(xué)中的各種控制試驗采用統(tǒng)一的符號及線性公式來描述,進而計算統(tǒng)計量來衡量因素的效應(yīng)值。教學(xué)過程中教師可要求學(xué)生將實際科研問題中的因素、水平、重復(fù)、組間、組內(nèi)等具體名詞代入方差分析的理論線性模型,反復(fù)開展模型構(gòu)建訓(xùn)練,以加深對方差分析的理解。再如假設(shè)檢驗,一般將檢驗過程分為“假設(shè)提出”、“選擇及計算統(tǒng)計量”、“確定顯著性水平”和“統(tǒng)計推斷”四個步驟,而任何實際問題的假設(shè)檢驗分析均可構(gòu)建為由這四個步驟構(gòu)成的模型。課程講授初期務(wù)必嚴(yán)格要求學(xué)生遵守“四步走”的分析流程,進行統(tǒng)計模型的構(gòu)建訓(xùn)練,不斷增強學(xué)生對該統(tǒng)計模型的熟悉程度,這樣做,讓同學(xué)們在更好地掌握統(tǒng)計學(xué)理論知識的同時,又培養(yǎng)了其模型思維能力。

實例結(jié)合教學(xué)是生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)的重要方法,也是模型構(gòu)建訓(xùn)練的重要組成部分。課堂教學(xué)活動中,教師可選擇一些貼近生活、科研與生產(chǎn)的實例來講解抽象的統(tǒng)計學(xué)理論和模型。比如,筆者在講解假設(shè)檢驗理論時,選用水產(chǎn)飼料裝包機工作是否正常的實例來講解假設(shè)檢驗的基本步驟。首先提出原假設(shè)和備擇假設(shè),講解兩種假設(shè)各自表示的實際含義;根據(jù)“裝包機是否工作正常”及“額定標(biāo)準(zhǔn)”確定檢驗統(tǒng)計量為樣本均值并計算;確定P值后,做出統(tǒng)計推斷,并解讀統(tǒng)計結(jié)論所代表的實際統(tǒng)計學(xué)含義。

通過以上模型構(gòu)建訓(xùn)練和實例結(jié)合教學(xué),將抽象的統(tǒng)計學(xué)理論、方法與具體的實際問題相結(jié)合,達到化繁為簡的目的,進而提高生物統(tǒng)計學(xué)的教學(xué)效果。當(dāng)然,模型訓(xùn)練與實例結(jié)合教學(xué)是一項系統(tǒng)工程,需要教師投入更多的時間和精力備課,并循序漸進地將其貫穿于整個生物統(tǒng)計學(xué)的教學(xué)過程。

3.計算機輔助分析訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)計思維能力的有效措施。生物統(tǒng)計學(xué)基本理論往往涉及復(fù)雜的推理和計算過程,而作為生物專業(yè)的學(xué)生并無必要完全掌握其中的每一個具體細(xì)節(jié)和過程。從生物統(tǒng)計學(xué)課程的教學(xué)目的來看,基本原理和知識的講解固然非常重要,但更應(yīng)強調(diào)對學(xué)生的生物學(xué)試驗設(shè)計、數(shù)據(jù)收集、分析以及處理技能的培養(yǎng)。生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)的最高目標(biāo)是讓學(xué)生從抽象、復(fù)雜的統(tǒng)計學(xué)知識中解放出來,學(xué)會利用計算機統(tǒng)計工具高效地進行生物數(shù)據(jù)的分析、處理和解釋。更為重要的是,計算機輔助分析過程中的數(shù)據(jù)錄入、統(tǒng)計方法的選擇與應(yīng)用、適用前提條件的判斷以及結(jié)果的解釋等各環(huán)節(jié)的實訓(xùn)操作是學(xué)生對統(tǒng)計思想、統(tǒng)計模型的再次復(fù)習(xí)和鞏固,是培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)計思維能力的有效措施。

二、統(tǒng)計應(yīng)用意識培養(yǎng)

生物統(tǒng)計學(xué)是探討生物學(xué)研究的試驗設(shè)計、數(shù)據(jù)收集與整理、分析與推論,并最終從樣本信息中獲取有關(guān)總體的科學(xué)可靠的結(jié)論的科學(xué),是將數(shù)學(xué)方法應(yīng)用于生物學(xué)研究領(lǐng)域的工具學(xué)科,是生物科學(xué)應(yīng)用型人才的必備知識,也是廣大科研工作者從事科學(xué)研究的重要工具和手段。因此,著力培養(yǎng)學(xué)生綜合運用生物統(tǒng)計學(xué)知識和方法的能力、增強學(xué)生分析問題與解決問題的能力,進而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng)是生物統(tǒng)計學(xué)課程教學(xué)的又一目標(biāo)。

1.教材選擇與課程內(nèi)容體系的優(yōu)化。教材是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求的知識載體,也是教學(xué)最基本的工具,它不僅是教師進行教學(xué)的依據(jù),而且是學(xué)生獲取知識的重要資料。生物統(tǒng)計學(xué)課程主要包括統(tǒng)計理論知識和統(tǒng)計軟件的使用兩部分內(nèi)容,二者相互依存,不可分割。因此,教師應(yīng)結(jié)合課程屬性,選擇統(tǒng)計理論與實際學(xué)科相結(jié)合、統(tǒng)計原理與試驗設(shè)計相結(jié)合、統(tǒng)計學(xué)方法與統(tǒng)計軟件相結(jié)合的生物統(tǒng)計學(xué)教材進行教學(xué)較為合適;同時選擇若干具有一定實用性且難易程度、側(cè)重點不同的參考書讓學(xué)生課后參考學(xué)習(xí),以取長補短,開闊學(xué)生視野。其次,在生物統(tǒng)計學(xué)課程課時減少和教學(xué)內(nèi)容增加的現(xiàn)實背景下,課程內(nèi)容體系的編排和優(yōu)化在兼顧該課程的理論性的同時,更要突出其應(yīng)用性和實踐性。也就是說要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的難易程度和理論的系統(tǒng)性,合理分配學(xué)時;盡量壓縮復(fù)雜統(tǒng)計學(xué)定理的證明和公式數(shù)理推導(dǎo)等內(nèi)容,相應(yīng)增加統(tǒng)計學(xué)基本理論和統(tǒng)計分析方法及其應(yīng)用的內(nèi)容。

2.加強生物統(tǒng)計學(xué)的計算機輔助實驗教學(xué),重視知識的應(yīng)用性。計算機技術(shù)的發(fā)展給統(tǒng)計學(xué)帶來了巨大的變化,它幫助科技工作者擺脫了繁重的手工計算的麻煩,同時計算機技術(shù)的發(fā)展和計算機技術(shù)在統(tǒng)計學(xué)中的應(yīng)用,為培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力,提高其綜合素質(zhì)提供了廣闊的空間。因此,教學(xué)過程中應(yīng)適當(dāng)壓縮統(tǒng)計學(xué)理論的教學(xué)時間,注重統(tǒng)計學(xué)軟件的操作,增加學(xué)生上機操作時間。筆者在各基本理論知識講授完畢之后,開設(shè)相應(yīng)實驗課程,講授統(tǒng)計軟件的使用方法和演示例題的計算及分析過程;同時,要求學(xué)生結(jié)合實例,進行計算機軟件的操作,重點掌握統(tǒng)計軟件的數(shù)據(jù)錄入、儲存,各種基礎(chǔ)統(tǒng)計方法的選擇與應(yīng)用、適用前提條件的判斷、結(jié)果的解釋等內(nèi)容。在計算機輔助實驗教學(xué)中,利用統(tǒng)計軟件把基本原理與統(tǒng)計方法的實際應(yīng)用有機結(jié)合起來,不僅使復(fù)雜的統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理工作變得簡單,而且充分調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性和學(xué)習(xí)興趣,從而提高了學(xué)生的統(tǒng)計學(xué)應(yīng)用能力。

3.合理運用案例教學(xué)和專題訓(xùn)練,強調(diào)知識應(yīng)用性。生物統(tǒng)計學(xué)課程的理論性強、內(nèi)容抽象,照本宣科的傳統(tǒng)教學(xué)方法,更會使學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣,不利于培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力,且難以取得良好的教學(xué)效果。案例教學(xué)是實現(xiàn)以應(yīng)用能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的生物統(tǒng)計學(xué)課程教學(xué)改革目標(biāo)的一個重要手段。教師將生物學(xué)領(lǐng)域的科研工作或生產(chǎn)實踐等案例貫穿到教學(xué)過程中,應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)理論知識對試驗設(shè)計、方案制訂、樣品采集與測量、數(shù)據(jù)收集整理、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析等各個研究步驟進行講解與分析,既增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又培養(yǎng)了學(xué)生的統(tǒng)計學(xué)思維及統(tǒng)計學(xué)應(yīng)用能力。教師在案例選擇上,盡量減少陳舊的、與社會發(fā)展不相適應(yīng)的實例,及時增加統(tǒng)計學(xué)課程呈現(xiàn)的新理論、新方法和新應(yīng)用,將反映專業(yè)發(fā)展最前沿的成果實例轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生在掌握統(tǒng)計學(xué)理論的同時及時了解專業(yè)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的最新動態(tài),與時俱進,適應(yīng)專業(yè)發(fā)展的需要,提高學(xué)生的科研素質(zhì)。

專題訓(xùn)練是培養(yǎng)生物統(tǒng)計學(xué)應(yīng)用能力、達到從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的又一有效途徑。教師可以將統(tǒng)計學(xué)課程內(nèi)容分為若干模塊,每一模塊包含若干統(tǒng)計學(xué)方法,并分專題講解各種統(tǒng)計方法和理論在生物學(xué)中實際應(yīng)用。通過專題訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的思維習(xí)慣,引導(dǎo)學(xué)生合理、科學(xué)地應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)方法,進而逐步掌握生物統(tǒng)計學(xué)的基本原理及常用統(tǒng)計方法。

4.改革考核方式,突出統(tǒng)計工具的運用能力??荚囀歉叩仍盒5囊粋€重要教育制度,考試成績是檢驗教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一項重要指標(biāo)??己朔绞降暮侠砼c否,決定著教學(xué)效果的好壞以及學(xué)生學(xué)習(xí)積極性能否得到最大限度地調(diào)動。目前我國許多高校的考試制度和考核方式缺乏一定合理性和靈活性,如以閉卷考試為主和限定的考試題型等。就生物統(tǒng)計學(xué)課程而言,這種考核方式不能真正體現(xiàn)生物統(tǒng)計學(xué)課程的本質(zhì)屬性,不能全面考察學(xué)生對生物統(tǒng)計學(xué)原理的掌握及運用能力。為此,筆者認(rèn)為生物統(tǒng)計學(xué)的考核方式應(yīng)實行考查學(xué)生掌握理論知識與統(tǒng)計方法應(yīng)用技能結(jié)合情況的綜合考核方式,將考核成績分為三個部分:平時成績(占20%,包括課堂表現(xiàn)、出勤率、作業(yè)情況)、理論考試成績(30%)和上機操作考試成績(50%)。閉卷考試命題應(yīng)突出基礎(chǔ)性和實用性,少出或不出理論性強但無實際應(yīng)用的偏題,同時考慮學(xué)生掌握基本知識的程度及靈活應(yīng)用知識的能力;上機操作考試部分是在計算機上進行試驗數(shù)據(jù)的整理、輸入、分析和統(tǒng)計結(jié)論的獲得等,是考查學(xué)生應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)軟件對常用統(tǒng)計方法的分析運用能力。采取閉卷考試和上機操作考試有機結(jié)合的考核方式,同時加大上機操作的考核比重,既調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,擺脫了單純的應(yīng)試考核模式,又培養(yǎng)了學(xué)生運用統(tǒng)計學(xué)理論和方法解決實際問題的能力,提升了學(xué)生的統(tǒng)計學(xué)應(yīng)用能力。

三、結(jié)語

針對生物統(tǒng)計學(xué)課程的屬性和特點,筆者認(rèn)為生物統(tǒng)計學(xué)的教學(xué)既要注重學(xué)生統(tǒng)計思維能力的培養(yǎng),也要重視學(xué)生統(tǒng)計學(xué)應(yīng)用意識的培養(yǎng)。為此,本文探討了培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)計思維能力的主要途徑和方法,主要包括統(tǒng)計思想講解、模型構(gòu)建訓(xùn)練與實例結(jié)合教學(xué)及計算機輔助分析訓(xùn)練;同時,本文還從教材選擇與課程內(nèi)容體系的優(yōu)化、加強計算機輔助實驗教學(xué)、合理運用案例教學(xué)和專題訓(xùn)練及改革傳統(tǒng)考核方式等方面闡述了培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)計學(xué)應(yīng)用意識的教學(xué)策略。隨著生物組學(xué)時代的來臨,科研數(shù)據(jù)分析和處理能力將顯得尤為重要,相信以上教學(xué)方法和策略的應(yīng)用,將會顯著提高學(xué)生運用生物統(tǒng)計學(xué)知識分析問題、解決問題的能力,幫助學(xué)生抓住生物統(tǒng)計學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用機遇。

參考文獻:

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關(guān)鍵詞:翻轉(zhuǎn)課堂 生物實驗 課堂教學(xué)

DOI:

10.16657/ki.issn1673-9132.2016.04.099

一、翻轉(zhuǎn)課堂概述

2011年,薩爾曼?可汗(Salman Khan)創(chuàng)立可汗學(xué)院,通過上傳各個學(xué)科的教學(xué)視頻,提供在線練習(xí)、自我評估等方式,幫助全球各地的學(xué)生自主學(xué)習(xí)知識。這種新型教育模式被稱為翻轉(zhuǎn)課堂(Flipped Class Model),與傳統(tǒng)教學(xué)模式比較,翻轉(zhuǎn)課堂創(chuàng)新之處是對知識傳授和知識內(nèi)化的顛倒安排,真正實現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念,做到“因材施教”。在該教學(xué)模式下課前學(xué)生通過觀看教學(xué)視頻、查閱相關(guān)資料等方式學(xué)習(xí)新知識,課堂上教師則通過各種教學(xué)形式,例如小組討論、完成作業(yè)、單獨輔導(dǎo)等,進一步幫助學(xué)生完成知識的內(nèi)化和吸收。翻轉(zhuǎn)課堂被認(rèn)為是對傳統(tǒng)課堂教學(xué)的重大突破,引起我國教育界極大的關(guān)注。在目前中學(xué)生物實驗教學(xué)中,翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的應(yīng)用并不廣泛,理論研究方面缺少對具體學(xué)科課堂的應(yīng)用情況總結(jié),實踐研究則缺少對實驗細(xì)節(jié)的描述。

二、翻轉(zhuǎn)課堂對于生物實驗教學(xué)的適用性以及必要性

生物學(xué)課程是基礎(chǔ)教育中一門重要的科學(xué)教育課程,從其課程性質(zhì)來說有屬于學(xué)科課程的性質(zhì),又有屬于技術(shù)課程的性質(zhì),因此對于學(xué)生的實驗操作技能,科學(xué)探究等能力有較高的要求,尤其在高中生物的教學(xué)中應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生主動求知的意識。但是在傳統(tǒng)高中課堂,為了突出、突破教學(xué)重難點,教師往往花費大量時間和精力講解,卻效果甚微,學(xué)生容易產(chǎn)生疲憊甚至厭煩情緒,無法透徹理解知識,達到舉一反三的能力要求。原因在于生物作為一門研究生命活動和生命規(guī)律特征的學(xué)科,是以實驗為理論依據(jù)的學(xué)科,而在國內(nèi)大部分學(xué)校,由于課時不足等條件的限制,無法在短暫的課堂時間內(nèi)進行生物學(xué)實驗,大部分實驗操作都由教師“代勞”,更甚者直接讓學(xué)生“背實驗”。顯然,如果按照傳統(tǒng)教學(xué)模式,教師在有限的授課時間只能通過減少學(xué)生動手操作機會,來完成課時安排,這種局面自然會造成實驗教學(xué)效果不理想,同時也很難在真正意義上培養(yǎng)出學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)。高中生物教材編寫是基于學(xué)生有一定時間進行生物學(xué)實驗的,生物學(xué)作為偏重技術(shù)類的一門課程,采用翻轉(zhuǎn)課堂這種教學(xué)模式,結(jié)合人教版教材特點,更能加深學(xué)生對知識點的理解。翻轉(zhuǎn)課堂作為一個較為理想的教學(xué)模式,能應(yīng)對當(dāng)前高中生物實驗教學(xué)面臨的尷尬局面,在一定程度下提高中學(xué)教師的實驗基本技能,提升生物實驗教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生通過在課前學(xué)習(xí)一些理論知識,這樣在課堂就有一定的時間多操作一些生物實驗,此外由于教材的延遲性和單一性所造成對最新科研成果的了解不足,也能通過網(wǎng)絡(luò)和視頻教學(xué)得到彌補,而學(xué)生無論是在對基礎(chǔ)概念的理解還是在對最新科研成果進行探討所遇到的問題,都能利用課堂時間請教師解答,從而真正優(yōu)化學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,獲得生物科學(xué)和技術(shù)的基礎(chǔ)知識。

三、如何實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂在生物實驗教學(xué)中的應(yīng)用

翻轉(zhuǎn)課堂以最近發(fā)展區(qū)和社會建構(gòu)主義理論為基礎(chǔ)。最近發(fā)展區(qū)理論認(rèn)為,教學(xué)應(yīng)著眼于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū),根據(jù)學(xué)生特點,實施針對性教育,使其發(fā)揮潛能,從而超越現(xiàn)有發(fā)展水平,達到下一個發(fā)展階段的水平。社會建構(gòu)主義理論在于倡導(dǎo)以學(xué)習(xí)者為中心的教學(xué)模式,也就是說教師要成為學(xué)生建構(gòu)意義的促進者,強調(diào)學(xué)生的“學(xué)”。因此翻轉(zhuǎn)課堂的主要特點在于教師角色的轉(zhuǎn)變,教師不僅是傳授者,更多的是成為指導(dǎo)者和促進者,通過激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引發(fā)和保持學(xué)生的學(xué)習(xí)動機。所以區(qū)別于傳統(tǒng)課堂,一場成功的翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)該做到:使學(xué)生在課前的學(xué)習(xí)情況達到以往講授的效果,而在課堂中完成本次課程的所有內(nèi)化,沒有把任務(wù)留在課下。教師的最大意義在于幫助學(xué)生在合作與交流中完成知識建構(gòu),給予學(xué)生一定的時間和空間,由此從教學(xué)視頻的制作到課堂活動的組織,都是對教師的一個挑戰(zhàn)。

首先,翻轉(zhuǎn)課堂的核心就是教學(xué)視頻,教學(xué)視頻的視覺效果,互動性等對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果有著顯著性影響,直接關(guān)系著課堂活動的組織以及后續(xù)學(xué)習(xí)活動的進行。因此一個能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的優(yōu)質(zhì)教學(xué)視頻是翻轉(zhuǎn)課堂成功的保障和前提。調(diào)查研究表明,當(dāng)問到何種視頻能激發(fā)學(xué)生興趣時,“講解生動形象,條理清楚”(60.3%)、“結(jié)構(gòu)合理,有針對性”(41.3%)最受歡迎,然后才考慮時間長度,畫面質(zhì)量等??梢?,教學(xué)視頻是否具有吸引力的關(guān)鍵在于教師能否對知識講解進行合理、有序的安排,能否透徹、具有啟發(fā)性的說明知識內(nèi)涵所在。因此,翻轉(zhuǎn)課堂作為信息時代教育的產(chǎn)物,要求教師掌握一定的多媒體技術(shù),具備制作教學(xué)視、音頻等現(xiàn)代信息技術(shù),能夠在教學(xué)視頻或者課堂活動中運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),幫助學(xué)生加深理解,從而提高課堂交互的效率。

其次,在課堂活動中,由于該教學(xué)模式下學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)等資料查詢,接觸到的知識面較廣,因此在學(xué)生提出一些超出大綱問題時,教師能夠及時和學(xué)生探討相關(guān)問題,防止影響學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,所以這就要求教師有一定的科學(xué)能力和素養(yǎng),能隨時更新知識儲備,關(guān)注前沿理論,同時教師也要具有足夠的教學(xué)經(jīng)驗把控整個課堂的節(jié)奏以及教學(xué)進度。在教學(xué)中,通過翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式可以有效提高教師教學(xué)能力水平以及有效問題的設(shè)計水平,全面提高教師科學(xué)素養(yǎng)。

實踐證明,翻轉(zhuǎn)課堂改變了高中生物教學(xué)課堂枯燥,單調(diào)的局面,在充分調(diào)動學(xué)生積極性的基礎(chǔ)上,強調(diào)以學(xué)生為中心,促進學(xué)生個性發(fā)展,同時也在一定程度上提高對教師要求,包括專業(yè)知識的深度和廣度等,有利于進一步優(yōu)化生物教學(xué)質(zhì)量。與此同時,翻轉(zhuǎn)課堂作為“舶來品”如何實現(xiàn)在我國的本土化改進,仍需要廣大教師在教學(xué)實踐中的研究和探討。

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一、情境導(dǎo)入,培養(yǎng)想象力

高中生物知識有著微觀、抽象和系統(tǒng)的特點,生物的微觀知識內(nèi)容比較多,如課本上的細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與合成、染色體等,它們都是抽象概念,學(xué)生很難理解其中的規(guī)律和奧妙之處。然而,人的情感是豐富的,很容易受到外界直觀、生動事物的吸引。結(jié)合學(xué)生目前的狀況,教師可以借助微課的形式來為學(xué)生提供形象具體、容易理解的學(xué)習(xí)內(nèi)容,從而為學(xué)生創(chuàng)建了直觀形象的教學(xué)情境,可以很好地引導(dǎo)學(xué)生進入課堂,培養(yǎng)學(xué)生對生物知識的想象力,同時使他們對課堂的知識有了一定的理解和掌握,那就可以更好地將知識點理清和記憶了。

二、促發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

傳統(tǒng)的生物教學(xué),教師常常只是把想象到的物象簡單地畫到黑板上,物象沒有動態(tài)和色彩,漸漸會使得學(xué)生學(xué)習(xí)動力消退,課堂氣氛日益沉悶,最后只能導(dǎo)致低效的教學(xué)狀態(tài)。微課的應(yīng)用則可以帶來巨大改觀,微課的內(nèi)容都是具有豐富想象力和有深厚知識積累的創(chuàng)作者進行研究以及結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)的特點和課堂教學(xué)情況來制作完成的,是科學(xué)、直觀、生動的知識載體。當(dāng)學(xué)生觀看之后會感覺有聲有色、富有想象空間和吸引眼球,然后學(xué)生就會提起精神投入當(dāng)中,有時候還會有念念不忘的效果。從這一現(xiàn)象可以看出,學(xué)生的學(xué)習(xí)動力有所增強,同時培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣。

三、啟發(fā)學(xué)生思維,充分理解抽象內(nèi)容

學(xué)生可以通過微課了解動態(tài)的知識。微課對知識點的介紹比較齊全,可以引發(fā)學(xué)生對生物知識的思考,途徑往往比傳統(tǒng)的教學(xué)更為直觀,可更好地開發(fā)學(xué)生的右腦思維。同時,微課是一個電子形式的文件,可以作為移動文件,提供給學(xué)生課后反復(fù)回顧,以加深理解,使學(xué)生對疑惑之處經(jīng)過多次的回顧能更好地掌握。這就是微課可以啟發(fā)思維、提高對抽象知識理解的優(yōu)勢。

隨著信息科技不斷發(fā)展,教育者應(yīng)該帶領(lǐng)學(xué)生與時俱進,應(yīng)用有效的教學(xué)和學(xué)習(xí)模式。微課是時代認(rèn)可的知識載體,教育者應(yīng)重視并充分利用微課,從而不斷提高教學(xué)質(zhì)量。

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關(guān)鍵詞:生物課;激趣導(dǎo)學(xué);成功課

生物課堂教法很多,教學(xué)模式也不斷涌現(xiàn),本人認(rèn)為最有效的教法關(guān)鍵在于能夠激發(fā)興趣、啟發(fā)誘導(dǎo)、促進質(zhì)疑、指導(dǎo)學(xué)習(xí)。教師是教學(xué)活動的設(shè)計者和組織者,主導(dǎo)著課堂教學(xué)的全過程。

充分發(fā)揮教師“導(dǎo)”的作用是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵所在。

一、要抓住每一節(jié)課的開始,精心設(shè)計每一節(jié)課的導(dǎo)入

巧妙新穎的導(dǎo)入,可把學(xué)生的注意力最大限度地集中過來,

挖掘?qū)W生的好奇天性,由好奇而產(chǎn)生的疑問可以驅(qū)動學(xué)生主動去學(xué)習(xí)。如,講胰島素的作用時,直截了當(dāng)?shù)卣f,學(xué)生理解不深,掌握不牢,比較枯燥又難理解。于是,用科學(xué)有趣的例子巧妙設(shè)疑:切除了胰臟的小貓小狗等,它們的尿會引來許多螞蟻,這是為什么呢?等等,這樣的例子還很多;這樣,看似不經(jīng)意的寥寥數(shù)語卻能將學(xué)生埋藏在心底的好奇心挖掘出來,使學(xué)生產(chǎn)生強烈的求知欲和高漲的學(xué)習(xí)熱情。抓住學(xué)生這種迫不及待的心理,就能順利地將學(xué)生引入知識的海洋。好的開始是成功的一半,因此,一段好的導(dǎo)入,在上好一堂課上起著舉足輕重的作用。

二、一堂好課能體現(xiàn)在教師對學(xué)生的指導(dǎo)上

一方面指導(dǎo)學(xué)生掌握獲取知識、解決問題的思維方式和技能以及創(chuàng)新能力,變知識為能力;另一方面還體現(xiàn)在教師對學(xué)生的學(xué)法指導(dǎo)上,讓學(xué)生開動腦筋,自己設(shè)計驗證實驗的方法并得出結(jié)論。這不僅有利于學(xué)生身心參與,鉆深鉆透,而且最大限度地發(fā)揮了學(xué)生自己的智慧和能力。同時,一堂好的課還能體現(xiàn)出:當(dāng)學(xué)生的思維受阻時,疑云重重時,教師能夠恰如其分地給予指導(dǎo),撥開疑云,使學(xué)生的認(rèn)知水平能更上一個臺階。尤其是在實驗過程中,學(xué)生往往問題多多,例如,在做臨時裝片時,許多學(xué)生提出這樣的問題:撕洋蔥表皮為什么要???滴在載玻片中央的水滴為什么要“適量”?為什么要染色?等。此時,教師不要急于給予解釋,應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生自己在實驗操作中得出答案。這樣獲取的知識,學(xué)生不但記憶牢固,而且在實驗中獲取了成就感,體會到了當(dāng)一名小科學(xué)家的樂趣,并化知識由難變易,并在這難易的轉(zhuǎn)化中,使學(xué)生的思維能力得以發(fā)展和創(chuàng)新。

三、一堂好課,除了教師巧妙地“導(dǎo)”好以外,還要體現(xiàn)出學(xué)生在課堂教學(xué)中發(fā)揮“學(xué)”的主體地位

力爭全員參與到教學(xué)過程中來,學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體、發(fā)展的主體、創(chuàng)新的主體;在教學(xué)過程中充分激發(fā)學(xué)生的興趣,使學(xué)生最大限度地參與到教學(xué)中來。例如:在“植物細(xì)胞吸水與失水”的探索實驗中,首先向?qū)W生質(zhì)疑:根毛區(qū)形成的根毛是否能夠吸水?以便激發(fā)學(xué)生探索新知識的興趣,進而啟發(fā)學(xué)生列舉日常生活中看到的細(xì)胞吸水與失水的現(xiàn)象,并根據(jù)這些現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問

題:細(xì)胞吸水與失水是否與外界濃度有關(guān)?在發(fā)現(xiàn)問題的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生運用歸納法對細(xì)胞得失水分與外界溶液濃度變化之間的規(guī)律作出預(yù)測,從而提出與構(gòu)建實驗假設(shè)。假設(shè)是使問題轉(zhuǎn)化實驗設(shè)計的中心環(huán)節(jié),是對問題答案的它不僅揭示問題的焦點,教師可以,而且對實驗設(shè)計起著導(dǎo)向作用。為了開發(fā)學(xué)生思維智力,讓學(xué)生根據(jù)日常生活經(jīng)驗,試著表述假設(shè)、展開討論,自己去設(shè)計實驗過程等,學(xué)生參與興致盎然。積極性高漲,課堂學(xué)習(xí)氣氛濃厚,爭先恐后地設(shè)計自己的實驗過程,都想通過實驗,嘗一嘗當(dāng)小科學(xué)家的樂趣。

四、教師的主導(dǎo)作用與學(xué)生的主體發(fā)揮應(yīng)統(tǒng)一

教師的導(dǎo),是為了學(xué)生更好的學(xué),應(yīng)因人而異面向全體,而學(xué)生的學(xué)應(yīng)在教師導(dǎo)的基礎(chǔ)上去完成學(xué)習(xí)任務(wù)。