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微生物學理論課程沿用我院選用沈萍和陳向東主編的《微生物學》第二版教材,該教材共15章內容,用48學時來完成教材的內容顯然是不夠的,面面俱到,只能是走馬觀花,會出現泛泛而談,重點不突出,難點講不透,學生聽不懂的現象。為此,將教材內容整合縮減為12章,重點介紹1~7章基礎微生物學的內容。突出微生物的構造和代謝,注重微生物分子生物學內容的介紹,強調微生物研究無菌技術的重要性。在組織教案時注重與先修課程的內容銜接,對先修課程已經介紹的知識,在課堂上不再重復介紹。如在介紹微生物第八章微生物遺傳的內容時,遺傳學課程已介紹過證明核酸是遺傳物質的“三個經典實驗”、證明基因突變的非對應性“變量、涂布、影印”三個實驗等內容,則以問題的方式和課外自學的方式復習,不在課堂講授,把有限的學時用在基礎部分。
二、探索問題討論式課堂教學方法,構建微生物學理論教學模式
所謂問題討論式課堂教學法,是指教師或教師引導學生提出問題,在教師組織和指導下,通過學生獨立思考和討論,探求問題的答案而獲得知識的方法。傳統的講授式教學方法,教師主要運用語言方式,系統地向學生傳授科學知識,傳播思想觀念,發展學生的思維能力,發展學生的智力,教學過程幾乎是教師滿堂灌,學生處于被動學習狀態。顯然,單一講授式教學方法不利于創新人才的培養。針對微生物學課程的開設對象他們已先修了大學化學、生物化學、植物生理學、遺傳學等課程,對生物科學專業知識有一定積累的特點,教學中,在每章節開篇講授時,將該章節的教學目的、重難點對學生提示,以問題的方式提出知識點,給學生一定的時間,帶著問題瀏覽教材和在同學間進行交流討論,并讓學生上講臺陳述對所提問題理解、與同學討論的結果,闡述自己的觀點,教師在此基礎上對知識點進行點撥,加深學生對知識的理解和掌握,成為學生學習的引導者。
如在介紹第三章微生物細胞的結構與功能和第四章微生物的營養的內容時,根據第三章內容和知識點設計了原核微生物與真核微生物的主要區別,細菌的一般(基本)構造與特殊構造及功能,革蘭氏陽性菌和陰性菌的細胞壁構造的異同,細菌細胞壁的結構與革蘭氏染色結果等幾個問題;根據第四章的內容設計了微生物需要吃什么(微生物的營養要求),微生物有什么嗜好(營養類型),如何給微生物做飯(培養基的配制),微生物是怎樣吃東西的(營養物質進入細胞)等問題。讓學生帶著這些問題瀏覽教材,左右鄰桌相互討論,最后由學生來陳述問題的結果,教師根據學生們的表述,進行歸納提煉和小結,促進學生對知識點的理解和掌握。通過對問題討論式課堂教學方法的探索,構建了提出問題———閱讀討論———解決問題———提煉歸納的問題討論式教學模式。采用問題式討論教學法,改變課堂教師一言堂講授式的傳統教學方式,促進學生之間和師生之間的互動。以學生能力發展和素養提高為主要目標,得到學生的贊同和積極響應,促使學生由被動學習轉化為主動學習,課堂教學效果也明顯提高,學生在教學中多次上講臺鍛煉,有利于學生早日成才。
三、小結與討論
關鍵詞 植物生理學;教學;改革;措施
中圖分類號 Q945-4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2012)22-0333-01
《植物生理學》是研究植物生命活動規律、揭示植物生命現象本質的學科[1],是生物科學專業和園藝專業學生重要的專業基礎課程之一。雖然該課程在長江師范學院已開設多年,又被列為校級精品課程進行重點建設,但由于園藝專業為2010年新建專業,且與生物科學專業人才培養方案具有一定的差異,該校如何在原有教學基礎上更新教學理念、改進教學方法、制定新專業的教學內容成為課程建設的主要任務之一。
1 教學理念的轉變
《植物生理學》具有理論性與實踐性并重、基礎要求高、抽象難懂等特點。隨著各學科的縱深發展和知識更新頻率加快,新理論、新技術、新成果不斷涌現,教材信息量進一步擴大,學生的學習壓力隨之增強。如何使學生在有限的學時內完成知識結構的構建、更加全面而深入地掌握該課程內容并順利應用于實踐成為該校提高教學質量的重大難題。
為進一步提高教學質量,培養優秀的應用型人才,首先應弱化教師對教學課件的依賴性,避免因機械地播放教學課件造成“滿堂灌”。其次應提高教師對自身價值的認識,使教師真正成為課堂的主導者和學生學習的引路者,在確立學生主體地位的同時,樹立“一切為了學生發展”的思想,充分調動和激發學生自主學習的積極性和能動性。
2 教學內容的改革
2.1 優秀教材的選用
該校生物科學專業以培養生物學領域基礎教育的骨干教師為目標,教師在《植物生理學》授課過程中注重對植物生長過程中生命活動規律、代謝機理和生理調控機制等原理的講解,但對于側重綜合應用的園藝專業學生,理論知識應以服務于實踐生產為主。因此,針對原有教材知識點繁多且與農業生產聯系較少的特點,該課程改為選用潘瑞熾先生編寫的《植物生理學》第6版為教材,以觀賞園藝對專業知識的需求為導向,將教學重點放在合理施肥及灌溉、觀賞植物的成花誘導及花期調控和珍稀物種的組培快繁技術等方面,同時結合當地農業發展特點,真正做到因材施教。
2.2 課堂教學改革
《植物生理學》涵蓋內容廣泛,系統性強,以植物學、有機化學、生物化學等課程為基礎,與細胞生物學、遺傳學、分子生物學相滲透,對園藝植物栽培學、植物組織培養和花卉學等園藝專業后續課程的理解和掌握起著至關重要的作用。因此,要求學生在學習過程中聯系已修課程,在理解的基礎上加強記憶,在記憶的過程中加深理解。
2.3 課件質量提高
多媒體課件是教師進行多媒體教學的輔助工具,也是學生課堂學習的重要載體[2],課件創意的差異會直接導致教學效果的不同,如果將圖形、聲音、動畫等元素與課件文字完美地結合,在擴大信息量的同時,可以為枯燥乏味的理論教學過程提供多種感官的綜合刺激,不但可以強化教學效果,而且還能夠活躍課堂氣氛。因此,教師應根據課程教學的實際需要,不斷調整多媒體課件的整體結構,合理編排內容,突出教學重點難點,使其最終成為調動學生的學習積極性、促進學生積極思考和激發學生潛能的工具,同時注意與學生的互動交流,使多媒體課件的功能發揮到極致。
2.4 教學與科研相結合
打破傳統上重視理論教學而忽視實踐教學的錯誤教學觀念,把培養學生自主學習的能力作為主要的教學目標。為充分調動學生的主觀能動性,教師可將該學科前沿的最新研究動態和科研成果引入課堂,拓寬學生的知識面,提高理論內容的新穎性和趣味性。為了使學生更好地掌握課堂知識,教師可根據實際情況,分別開設基礎型、綜合型和創新型實驗以供不同學生選擇,并鼓勵學生參與教師科研項目或自主立項,充分發揮學生在學習中的主體作用,使教學能夠“可持續發展”,最終提高教學質量和水平[3-4]。
3 參考文獻
[1] 潘瑞熾.植物生理學[M].北京:高等教育出版社,2008:1-2.
[2] 徐新娟,黃中文.課件制作在優化植物生理學教學中的應用[J].現代農業科技,2011(14):15-17.
在這個新世紀,生物學科的發展日新月異,深刻影響著千千萬萬人的生活。對于中職學生而言,學習生物學不是為了升學考試,而是為接受正確的生物學觀點、形成科學的理念,為將來適應社會生活、更好地融入社會服務。只是機械性地記住教師傳授給的知識是遠遠不夠的,更重要的是要擁有與時俱進的學習力。所謂的“學習力”就是指能通過創新思維進行獨立思考,從而真正實現自我學習、自我變革、自我超越和自我發展的能力。
據筆者觀察,目前的農村初中生物課教學中普遍存在兩個突出問題:一是對生物學科的師資配置不合理,有的任課教師根本沒有學習過系統專業的生物學知識,面對圖文并茂的教材也只能照本宣科,無法靈活地駕馭教材,培養學生的生物學興趣更是無從談起。二是初中生物課程作為等級科考試科目,教師讓學生在考前做模擬卷,死記硬背考點以應付考試。筆者曾對考生做過的模擬試卷和近幾年的初中生物學業會考試卷進行分析,發現內容大同小異,學生完全為考而學?;谶@兩點,學生對生物學科只是停留于表面上的識記,無法領略生物學特有的學科魅力。農村初中畢業生中學業成績偏差的學生是中職學校的主要生源,因此,升入中職學校學習的學生不僅生物學基礎知識極度欠缺,對生物學的學習也失去信心和興趣。對學習失去信心和興趣是導致中職學生學習力弱的根本原因?;诖耍杞Y合中職學校的學生特點,在生物教學實踐中探索提升學生學習力的有效途徑。
一、利用心理效應,增強學生自信以提升學習力。
1.心理暗示效應,肯定學生。
暗示心理學理論認為利用暗示手段可以使人的有意識心理活動與無意識心理活動高度協調,激發學生的自信和學習動機,從而使人的潛能得到最大限度的開發。暗示,是無聲的教育,是“潤物細無聲”的教育。教師可以通過創設輕松愉悅的教學情境、創造讓學生充分表現的機會實施暗示教學,當然恰到好處的贊許性評價也是必不可少的。每年歲末筆者組織學生雕刻水培漳州水仙花球,首先組織觀看《漳州水仙花雕刻技術》錄像,沉浸于《漳州女》曼妙的音樂中,了解水仙栽培歷史及水養方法,觀摩名家雕刻技法,欣賞各種水仙造型,領略省花的魅力。教師現場示范雕刻方法,強調雕刻過程中有可能遇到的細節及注意事項。因種球形狀各異,學生的雕刻無奇不有。經過近一個月的浸養水培、細心呵護,最后用千姿百態的學生作品在教室走廊上辦個水仙花展。雕工雖笨拙,造型雖簡單,但無一不是學生追求美、創造美的創作,吸引了很多老師、同學的眼球。學生的學習成果得到肯定,很多學生表示來年還要再嘗試雕刻水培水仙球。“一定會比今年漂亮?!睂W生的自信溢于言表。在整個實踐體驗過程中,沒有簡單的說教,只有學生對“美”的期待、教師的贊許和同學的欣賞等無聲的暗示。
2.皮格瑪利翁效應,賞識學生。
“皮格瑪利翁效應”給我們這樣一個啟示:贊美、信任和期待具有一種能量,它能改變人的行為。當我們對學生充滿期待,肯定他們的每一個進步,對他們進行鼓舞、啟迪,學生自然情緒高漲,學習勁頭足,興趣也更加濃厚。例如,在教學《植物的激素調節》這樣一個抽象的課題時,引導學生從網站上收集相關資料,了解植物激素在農業生產的廣泛應用。因它在我們的生活中俯拾皆是,學生交流起來沒有難度且展示了學生搜集信息的能力,學生個個躍躍欲試。筆者向學生展示近幾年從事漳州水仙矮化研究的成果。在此基礎上再組織一個探究實驗《不同濃度多效唑對漳州水仙的矮化效果測定》,教師及時地對學生的實驗過程進行客觀評價,指出學生的進步,逐步引導學生解決困難,得出結論。雖然教材中并沒有這部分內容,但因結論是學生通過自己的嚴謹探究獲得的,這種成就感,加上老師的充分肯定,使學生感受到了學習的無比快樂和喜悅。
古人常說:“良言一句三冬暖。”教學中我們常常要對學生進行言語評價。對學生抱有期待,經常鼓勵,增強其學習的自信心是十分必要的。中職學生因學業不良,很少受到公正的評價。很多學生從小學到初中都沒有拿過一張獎狀,他們特別渴望能得到肯定和認可。生物課程相對于其他課程,對于基礎的要求不是非常高。只要學生有所進步,教師就應多多表揚,不要以為學生不需要。
二、培養學生興趣,增強求知欲望以提升學習力。
學生學習力弱,好比莊稼不自主吸收水肥,必須根據作物生長習性測土施肥,科學管理。我們要改變現狀,首先必須轉變自身的教育觀念,不過多地強調學生的原因,摒棄對這些學生的錯誤認知,明白學習力弱不等于弱智。事實上,很多學生在中職學校能找到自己的興趣愛好,充分開發潛能,最終成為社會生活中出色的一員。因為興趣是學習力中最充沛、最快樂、最輕松、最美好、最活潑的品質,興趣是學習必備的條件,它能讓枯燥乏味的課程內容變成活潑有趣的東西。
筆者根據中職學生學情,從以下幾方面培養學生學習生物學的興趣,提升學生的學習力。
1.降低學習門檻,學有所得。
教材是教師完成教學任務的重要載體,是學生學習內容的主要來源。教師如何將這些知識傳遞到學生的手中呢?心理學中有種說法,稱為“登門檻效應”,當一個人接受一個小的要求后,往往愿意接受一個更大的要求,猶如登門檻時要一級臺階一級臺階地登,這樣更容易順利地登到高處。因此,在教學中,我們應該根據中職學生的接受水平,使授課內容難度與學生原有的知識水平相適應,由淺入深,由易到難地重組教材,創造性地使用教材。對學生進行分類指導,層層遞進地教學,降低學生學習的門檻,開啟學生智慧的大門。學生學有所得,自然有興趣去學。例如,《使用高倍顯微鏡觀察幾種細胞》這樣一個極其簡單的入門實驗,對一個初中階段學習基礎較好的學生來講,沒什么難度,無非是利用初中階段所學的基本實驗技能探索新知識。很多中職學生根本不懂顯微鏡的結構及使用方法,更不懂如何規范制作臨時裝片。我們應分化難度,先利用一節課時間手把手地“補課”,先復習鞏固顯微鏡的用法,學會制作裝片,然后組織學生完成當前的教學內容。又如,《生態工程》這一章有兩節:《生態工程的基本原理》和《生態工程的實例和發展前景》。細研教材,發現內容過于冗雜,學生難以接受。反復推敲整合,選定一個專題《我國的生態農業》。但是“生態農業”有關內容在教材中僅有零星分散的兩句文字,只談到“無廢棄物農業是我國古代傳統農業的輝煌成就之一,也是生態工程最早和最生動的一種模式”。經過大量收集資料,結合個人實踐經驗,我專門印發了題為《我國的生態農業》的參考資料,供學生學習,拓寬知識面。在課堂教學中,就當前被熱切關注的食品安全問題展開討論,共同探討我國農業發展的現狀,以及在我國大力推廣生態農業的必要性,引發了學生的極大熱情。繼而,引導學生從教材中研讀有關的生態工程基本原理,領悟其用于指導我國的生態農業的重大意義。事例源于生活,原理引自教材,經重組的教學內容充滿生機活力,適合中職學生的認知水平。
2.教學內容生活化,學有所用。
陶行知認為:“行是知之始,知是行之成?!敝托袘撌窍噍o相成的。生物學本身就是一門實踐性很強的課程,其來源于生活,又應用于生活。中職學習更是為就業做準備的,對技能素質的要求更高,忙著傳授脫離實踐、純粹理論的知識是無意義的,也無法激發學生的學習興趣。我們要善于選用有實踐意義的教學內容更好地充實課堂,讓授課內容與社會實際需要相適應。如《生物技術實踐》這樣的選修教材,絕大多數普高學校忙于應對高考,沒時間也沒條件開設,但中職學校的學生學習這樣的課程卻大有裨益。《傳統發酵技術的應用》、《微生物的培養與應用》、《植物的組織培養技術》、《酶的研究與應用》、《DNA和蛋白質技術》、《植物有效成分的提取》等無不彰顯生物科學在生產實踐中的非凡魅力。哪怕教材中個別專題設備要求較高,沒辦法開展實際操作,可是不能忽略它“拋磚引玉”的作用。同時,中職學校的學生不少來自鄉鎮,有一定的生產生活經驗?!峨s交育種與誘變育種》一節教材中談及中國荷斯坦牛的選育,結合地方保護品種白眉山羊的生長現狀及民間的消費習慣,與學生一同探討既適應本地環境、生長速度快又能迎合消費需求的優良品種該如何選育。讓教材理論真正應用于生活,縮小教材與生活的距離。
3.創新教學方法,生動新穎。
新課程理念已滲透到教育的方方面面,提倡緊跟時代潮流,創新教學方法。各類電視節目、教學錄像、多媒體網絡等給教學帶來了極大便利,單靠一根粉筆、一本教科書已遠遠滿足不了學生學習的需求。如在談到“遠離白色瘟疫,將戒毒進行到底”的知識時,“”是十分敏感的話題。雖然課文只用一個版面簡單介紹,學生卻顯得興趣盎然,提了很多問題。這時就可以通過觀看中央電視臺科教頻道的《探索與發現》系列片擴展知識,達到對學生進行思想品德教育的目的。學生是學習的主人,宜采用小組合作、發現探究的方法來教學,條件允許時,還可以安排社會實踐、實地考察,給予學生學習方法上的指導,促進學生學習。例如,學習生長素的作用時,將學生分成幾個小組,讓他們挑選自己喜歡的水果想辦法催熟,并讓他們把催熟的過程記錄下來到班上分享。結果學生不但分享了自己的勞動成果,還搜集了各種農業知識,長了一番見識。帶學生參觀筆者的實驗鴿場和中蜂基地,通過實地觀察觀賞鴿的家系性狀變化及良種蜂王的選育過程,真切體會遺傳與變異在農業生產上的應用。一大早備好枸櫞酸鈉及相關儀器,讓學生親自去家禽屠宰場索要雞血或鴿血,既節省了經費,又體驗到了知識探究過程的艱辛和樂趣。
中圖分類號:G633.91 文獻標識碼:B文章編號:1008-925X(2012)11-0174-01
摘 要 高考理科綜合試題越來越注重學科間的綜合,注重與社會生產、現實生活、現代科技緊密聯系。中學理科教學要適應高考改革,必須立足學科、夯實基礎,突出主干、重視綜合,聯系實際、拓寬視野,注重滲透、加強交流,改革教法、優化學法。
關鍵詞 理科綜合能力; 發散思維;策略
生命科學是一門古老的自然科學,隨著綜合科學的發展它正成為一門新興的自然科學。追溯其發展史,可以說生命科學的發展與物理和化學的發展是息息相關的。生物學科與物理學科、化學學科之間存在著不可分割的內在聯系,生物體的生命活動過程完全遵循物理學和化學的基本原理。
在“深化教育改革,全面推進素質教育”的決策下,教育部推行理科綜合能力測試,有利于中學實施素質教育,有助于培養創造性的人才,但給中學理科教學留下諸多亟待解決的問題。本文從學科角度分析在高中生物學教學中理科綜合能力培養的策略。
1 理解基礎知識,把握章節內知識的綜合聯系
在高中生物教學中,植物的新陳代謝內容多,既包括水分代謝、礦質代謝,又涉及光合作用、呼吸作用等知識,教師在教學中應幫助學生從繁雜的知識點中提取知識的內在聯系。其中一種簡便方法是從新陳代謝的“同化作用”和“異化作用”兩個角度入手,突出物質代謝和能量代謝這兩個既有聯系又有區別的線索,將上述重點知識聯系起來,要求學生在理解章節內容基礎知識的前提下,學會運用一定的形式將相關知識綜合并表達出來,以形成單元內整體的、有聯系的知識體系。
2 依照學科的研究方法,指導實驗設計,培養綜合能力
根據一定的目的要求,運用有關原理和生物學科的一般研究方法,制定一套研究方案,從而檢測學生掌握、運用知識進行實驗設計的綜合能力,這是高考中新出現的一類開放性試題。復習過程中教師要依照生物學科的一般研究過程:發現問題、認識問題一提出假說設計研究方案實施研究、觀察現象、收集數據分析現象、數據,得出合理結論分析假說和實驗結論間的關系進行交流,充分運用探究性教學方法,有目的地指導學生針對具體問題進行實驗設計和實驗體驗,在啟發和實踐中培養學生的設計研究能力。教師要善于挖掘生物學知識中隱含的實驗設計內容,引導學生分析、設計、實驗,達到訓練提高學生綜合能力的目的。
3 充分運用發散思維的方法,培養綜合能力
發散思維是一種從不同的方向、不同的途徑、不同的角度去考慮、設想展開思維的方法。在復習生物學知識中,以某一知識點為中心,從多方向、多角度、多途徑去發現、聯系與此中心相關的多個知識點,這就是發散思維。如:以光合作用的反應式為中心進行知識和思維的發散。讓學生根據圖中連線討論:①光合作用原料的來源、方式、動力;②光合作用產物的利用;③光合作用的場所及葉綠體結構功能、色素種類、吸收光譜和作用;④光合作用實質、生態系統能量流動的起始;⑤光合作用的兩個階段;⑥光合作用意義。
通過思維發散的訓練,有利于知識遷移能力的培養,對綜合能力的形成起著重要的作用。
4 研究各科知識交叉點,培養跨學科綜合能力
首先,在掌握學科知識體系基礎上的對照研究、明確與其他學科的交匯點??鐚W科綜合試題多是在各學科知識網絡的交匯點設計的。這些試題要求學生對題目展現的事物或現象進行多角度、多層次、多學科的分析理解,認識描述,是對綜合能力的高層次要求。這種能力必須建立在系統掌握學科知識體系的交叉內容,使學生對整個中學階段的知識結構產生立體認識之后,才能獲得。特別理、化、生三學科都屬自然科學,在對自然現象的研究上遵循相同的認識規律,在一些研究實驗方法上是相同的,有許多共性的地方,在知識上有許多結合點,彼此密切聯系著。
用化學知識認識生物學過程和實質對于礦質元素吸收、光合作用、呼吸作用、營養物質的化學消化、DNA的復制、蛋白質的生物合成等諸多過程的教學,設置生物學情境,調動學生的化學思維,科學客觀地認識、分析、評價、表述,能夠讓學生從較高的層次接納知識。例如在滲透失水一節的教學中,討論質壁分離及質壁分離的復原,可設置植物細胞于四種情況中:清水;30%的蔗糖溶液;甘油溶液;KN03溶液。分別討論滲透失水和滲透吸水的情況。討論:①三種溶液中溶質微粒的屬性。②溶質微粒大小的比較及進入細胞膜的方式。③植物細胞膜內外水勢高低的比較及變化。④植物細胞形態的變化。在師生共同探討中,許多化學知識與生物學內容緊密結合在一起,透徹地分析了滲透作用原理,很好地解釋了質壁分離和質壁分離復原的現象。在完成教學目標過程的同時,使學生獲得了綜合各學科知識研究、探討問題的能力。
5 重視結合STS教育點、拓寬學生視野
STS作為一種科學教育構想,從教育角度對科學、技術和社會三者的含義及相互關系有著新的理解。
高中生物學教學不僅要使學生掌握生物學基本知識和基本技能,更應從“STS”的思路,讓學生明確生物科學對于人類社會發展所起的重要作用,使他們樹立為促進人類文明進步而努力學好生物的雄心壯志。同時,也要使學生認識科學的發展對于人類可能帶來一些負面影響,引導他們全面、綜合地看問題。“緒論”課學習,使學生明確當代生物學的新進展是在許多先進的技術和手段的條件下,在多學科滲透的基礎上取得的。如DNA重組技術、核酸分子雜交技術、單克隆抗體技術、脈沖電泳技術、同步輻射技術等。教師應引導學生認識到科學的根本職能在于掌握知識,利用知識研究探索自然界的未知部分。技術的根本職能在于改造世界,使學生理解到掌握技術重要的是對自然界進行改造和利用。例如,我國研制的生物工程乙肝疫苗,抑制病毒在細胞內增殖的干擾素等,都是利用生物學原理和一定的工程技術手段相結合而產生的生物制品,從而使學生認識到科學與技術的相互影響。
事實證明,每個學生都蘊藏著豐富的綜合能力潛能,關鍵是能否具有滋養綜合能力品質的土壤,只要教師在平時的工作中將學生創新品質的塑造作為第一要務,在教學中潛移默化,不斷滲透,就一定能培養出大批具有綜合能力的人才。
參考文獻
[1] 方紅峰.理科綜合能力考試與生物學教學[J1.中學生物學教學.2000(l):1一3
【關鍵詞】植物生理學實驗課程;教學改革;效果
基金項目:本文系新疆農業大學科學技術學院2015年度教學研究項目“‘植物生理學’實驗課程教學改革初探”(編號:2015JY004)的研究成果。中圖分類號:G642.0文獻標識碼:A文章編號:1671-0568(2015)32-0075-02
隨著高等院校改革的不斷深入,要求培養的大學生是“厚基礎,強實踐,求創新,重素質”的應用型創新人才。如今,全國高等農業院校對實驗課程教學重要性的認識不斷增強,在此方面的改革成果也越來越多?!爸参锷韺W”在高等院校生物相關專業中占有重要地位,是生物科學和生物技術專業必修的重要專業基礎課,而植物生理學實驗是“植物生理學”課程教學的重要組成部分?!爸参锷韺W”是研究植物生命活動規律的科學。植物生理學實驗加深學生對植物生理學理論和實驗基本原理的理解,更好地促進植物生理學理論課程的教學,是進行植物生理學實踐能力培養的重要環節,因而植物生理學實驗也是整個課程的重要組成部分。如何通過植物生理學實驗課的學習,使學生能夠加深對植物生命活動基本規律的認識,讓學生掌握植物生理學的基本實驗方法與技能,并在科學態度、獨立科研能力等方面進一步得到加強,是我們應該思考并應加以嘗試的。對此,學院根據實際情況對生物技術專業大學二年級學生開設的“植物生理學”實驗課程有所改革,以期提高學生的學習興趣,增強學生的求知欲。
一、改革前“植物生理學”實驗教學中存在的問題
1.實驗材料單一,來源受限“植物生理學”實驗課程的實驗材料一般來源于戶外花草樹木的葉片、花的采集。此門課程的實驗課程根據生物技術專業的培養方案和要求安排在冬天開設,對于新疆烏魯木齊這樣冰天雪地的地方,冬天戶外無法采集到上課所需的植物葉片和花朵,教師上課時也只能從菜店買些葉菜類蔬菜滿足實驗教學,造成本門實驗課程實驗材料采集受限且花費較大,加之現在的蔬菜難免會打農藥和激素,有可能會影響實驗結果,給實驗帶來較多的不便和困難。2.實驗課前的準備和課后的清理工作基本由教師完成改革前,“植物生理學”實驗課程課前的準備工作包括試劑藥品的稱量、配制、分裝,到上實驗臺及課后試劑瓶的撤臺、清理工作一直由教師完成,學生并沒有參與到實驗前的準備和試驗后的收尾工作,不了解實驗試劑配制濃度準確性的重要性和試劑瓶清洗工作不到位對后續使用者試驗結果影響有多大,更不清楚整個實驗從實驗準備到實驗結束的流程,使學生覺得上實驗課很輕松,導致部分學生根本不重視實驗課程,做實驗時不認真,馬馬虎虎,吸取試劑多點少點無所謂,用移液管往試管中量取試劑時不準確,從而一次又一次的重復操作,造成試劑浪費,不懂得也更體會不到藥品試劑的珍貴,不珍惜教師的勞動成果。3.教師按部就班地講解,學生機械性地操作“植物生理學”實驗課程教學改革前,由于試驗中所用到的所有試劑藥品的配制由教師完成,實驗步驟也由教師寫好,進行“植物生理學”實驗課程時,教師只是按照實驗原理、實驗步驟、實驗過程及實驗結果按部就班地從頭講到尾,學生上實驗課時也只是按照教師提供的模板機械性地完成,甚至違規操作;對于實驗結果的正確性、實驗原理以及目的漠不關心。這樣根本不能調動學生的積極性和主觀能動性,更不能激起學生的學習興趣和創造力。
二、改革后“植物生理學”實驗的探索
1.實驗材料完全由學生培養,種類多進行教學改革后,“植物生理學”實驗材料完全由學生自己培養。根據班級人數分組,每組選擇一種不一樣的實驗材料,有從種子開始種植的,還有進行扦插的,有土培的,也有水培的,這樣學生做實驗時比較有興趣,彼此每組的實驗材料不一樣,實驗結果可能有點差別,學生做實驗時很想知道各自培養的實驗材料的結果如何,上課時就會態度更端正,能有興趣地提出各種有關各自材料出現的實驗現象等問題,充分調動了學生的積極性,同時還節省了實驗材料成本。2.學生全程參與實驗,提高操作技能改革后,學生從起初材料的培養到實驗課程課前的實驗準備,包括試劑藥品的稱量、配制、分裝,到上實驗臺及課后試劑瓶的撤臺、清理工作一直全程參與,由于實驗前的準備工作是學生自己辛勤勞動的結果,學生能體會到準備實驗時的辛苦和不易,所以在進行實驗時會更注重實驗過程,生怕浪費過多的試劑藥品。因每個組循環做實驗,實驗完后學生在清洗試劑瓶時也非常認真,因為如果別的組試劑瓶清洗得不干凈會影響到自己小組的實驗結果,一旦影響實驗結果,要么是實驗結果不理想,實驗現象不明顯,要么是實驗結果完全出不來,根本無法觀察到實驗現象。同樣如果自己的試劑瓶清洗不干凈,也會影響到后面組同學的試驗結果,學生明白了并親身體驗到實驗結果的重要性,所以在清洗瓶瓶罐罐時候洗得非常干凈,在實驗結束的收尾工作時也非常細心和認真,生怕自己的粗心影響到彼此的實驗結果。如果試劑配制的不準確也會影響到實驗結果,學生知道實驗結果的重要性后,在實驗前的準備工作時就會認真、嚴格,做到準確無誤地完成試劑的配制工作,提高了學生對實驗準備、實驗過程及整個實驗的認知度。3.提高主觀能動性,激起學生的求知欲在實驗材料的培養、實驗前準備及試驗后收尾工作都由學生自己完成的條件下,教師會促進學生做好實驗前的預習工作,這樣實驗操作過程中學生就比較有把握,學生從實驗原理到實驗過程再到實驗結果,實驗過程中什么階段注意什么問題,實驗過程中哪些是關鍵點,哪些制約影響到實驗結果,就比較清楚了。同時學生能清楚本實驗的目的,熟練地掌握實驗流程,真正地達到學生帶著問題學知識,充分體現出此實驗課程的改革能激起學生的求知欲和創造力。
三、結語
“植物生理學”實驗課程教學的改革,通過對實驗材料、實驗前的準備、實驗過程、試驗后的收尾工作有所改革,對教學方法進行探索,總體取得了較為明顯的教學效果,增強了學生的實踐技能和動手能力,激發了學生的學習興趣,提高了學生的積極性和創造力,極大地發揮了學生的主觀能動性。我們在以后的實驗教學過程中,會繼續努力,探索實驗教學方法,更進一步。
參考文獻:
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[2]潘瑞熾.植物生理學(第七版)[M].北京:高等教育出版社,2012.
關鍵詞:植物生理學;教學改革;實踐
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)28-0041-02
植物生理學是研究植物生命活動規律的科學[1],是高等師范院校的基礎課程,是生物學領域中實驗性極強的學科之一。在我校,植物生理學是生物科學專業學生的必修課,包括理論教學和實驗教學兩部分。近年來,師范生的就業形勢發生了較大的變化,高等師范院校畢業的學生一部分選擇到中學教學,另一部分則選擇繼續深造,從事科研工作。因此,因材施教、分流培養,強化實踐,建立師范與非師范“立交橋”已成為高等師范院校生物科學專業人才培養方案改革和實施的重點。針對這一變化,我們在教學過程中結合本專業特點,積極進行植物生理學實驗課程教學內容和方法的改革,收到了顯著的效果。
一、教學內容的改革
1.理論課。大學生學習植物生理學基本知識的一個重要途徑就是通過理論課教學。我們選用由植物生理學教學組成員參加的,匯集全國10所高等師范院校從事植物生理學教學和研究的骨干教師合作編寫的、王寶山主編的《植物生理學》[1]作為教材,以潘瑞幟、宋占午和曹儀植以及李合生等編寫的教材作為參考教材。由于植物生理學涵蓋內容廣泛,系統性強,以植物學、有機化學、生物化學等課程為基礎,與細胞生物學、遺傳學、分子生物學相滲透。因此,要求學生在學習的過程中聯系已修課程,在理解的基礎上加強記憶,在記憶的過程中加深理解[2]。在授課前,教師通過查看大量植物生理學教材、期刊文章以及學術會議上的最新進展,寫出講授提綱;授課時,不僅要注重知識的系統性,還要兼顧重點和難點的講授,同時也要對相關領域的最新研究進展進行介紹,使學生在掌握基礎理論知識的基礎上,了解本領域最新研究動態。
2.實驗課。植物生理學實驗作為教學的重要組成部分,不僅可加深學生對理論和實驗基本原理的理解,訓練學生的操作技能,而且在培養學生嚴謹的科學作風、提高學生分析問題和解決問題的能力及獨立工作能力等方面均具有十分重要的作用[3]。我校植物生理學課程教學組成員在長期教學實踐的基礎上,集體編寫了《植物生理學實驗技術》[3],該實驗教材內容系統全面,包括基礎性、綜合性和設計性實驗三部分,增加了部分植物生理學實驗的新技術,使學生在掌握基本實驗操作技術的基礎上,了解更多先進的測定方法,對創新性人才的培養方面起到了重要的作用。對于從事初中或高中教學的學生,他們更需要掌握基礎性和驗證性實驗,而對于將來從事科研工作的學生,則更多的需要學會設計實驗的方法和思路,培養他們分析、解決問題和獨立進行實驗操作的能力[4]。同時,在實驗教學中,在讓學生知道古老實驗方法的同時,學習先進的方法。如在光合速率測定中,我們不僅開設了簡單可行的改良半葉法,還開設了使用便攜式光合測定儀的方法,加深學生對實驗的理解程度,學習根據實際情況來選擇不同的測定方法。在高中教學中,可以使用簡便易行、成本較低的改良半葉法,讓學生知道植物進行了光合作用,生成了有機物即可;而在進行科學研究時,則要選用先進的儀器,才能獲得精密可靠的實驗數據。
二、教學手段的改革
1.理論課教學。我們在保留傳統講授法授課的同時,還采用了啟發式、互動式等新的教學方法。理論課教學實現了“四個轉變”,由以前的全面講授變為重點、難點講授;由以前的書本知識講授變為書本知識與研究進展并重;由只重“教法”向“教法”、“學法”并重轉變;由傳統的板書教學向多媒體教學轉變,尤其是多媒體教學的應用,已開展有近十年。運用多媒體手段通過圖片、動畫、教學電影等進行教學,不僅可以改變傳統教學的單調模式,使課堂信息量在有限的時間內增多;還借助于圖片與動畫等形成的生動界面,視覺鮮明、形象逼真,能將事物或現象化虛為實、變靜為動、變抽象為具體,從而發揮文字和語言不能替代的作用,更有利于學生對知識的認識、理解和掌握[5]。
2.實驗課教學。植物生理學實驗課單獨開設,隸屬于生命科學國家級實驗教學示范中心,有實驗負責人、實驗指導教師以及相關的實驗準備人員。實驗前要求學生提前預習實驗內容;上課時,教師講清實驗原理及基本要求后,重點觀察并對學生的不當操作進行糾正;實驗后要求學生獨立完成實驗報告的撰寫,老師批改后在下節課發放給學生,指出并糾正學生在實驗報告中出現的問題。
實驗室由高級實驗師專門管理,配有多媒體演示系統和相關教學軟件,可以充分滿足植物生理學實驗教學的要求;有由生命科學國家級實驗教學示范中心提供的各種實驗儀器(如便攜式光合測定儀系統、顯微攝像系統、分光光度計等)和河南省高校道地中藥材保育及利用工程技術研究中心提供的組培室及其中試轉化基地,可以讓學生在進行實驗的同時了解相關老師的科研工作,增加學習的興趣和動力。
為了加強對實驗的管理,我們制定了一系列管理制度,如,學生必須穿白大褂進行實驗,教師必須穿白大褂且佩戴胸卡指導實驗,每間實驗室還配備有攝像頭。這樣可以使植物生理學實驗室的管理科學化、規范劃和標準化。
三、教學與科研相互促進
植物生理學課程組教師利用多年來對鐵棍山藥、懷地黃、、牡丹等植物進行科學研究的優勢,將植物生理學的教學和科研有機的結合,取得了很好的效果。
1.科研成果直接應用于植物生理學實驗。我們在對“四大懷藥”組織培養的研究中發現,懷葉片脫分化與再分化的能力比較強,于是我們就將其葉片作為設計性實驗――植物組織培養的實驗材料,不僅使學生能夠很容易觀察到葉片脫分化形成愈傷組織、再分化形成器官的過程,而且還使同學們觀察到植物生長調節劑的種類和濃度配比不同,得到的效果不同,從而使學生在植物生理學理論課中所學到的激素調控理論在他們自己的實驗中得到了驗證。這樣,將科研成果直接應用于實驗不僅提高了實驗的教學質量,而且也激發了同學們對實驗和科學研究的興趣。
2.鼓勵大學生參加教師的科研項目。十多年來,植物生理學課程組的教師先后主持有國家農業科技成果轉化資金項目、國家自然科學基金、河南省重點科技攻關等科研項目20余項。我們積極鼓勵學有余力且對植物生理學感興趣的學生參加教師主持的科研項目,如在國家農業科技成果轉化資金項目“懷地黃脫毒快繁技術研究的中試轉化”的實施中,就吸引了很多大學生參與到懷地黃脫毒試管苗的快繁、生根、馴化移栽以及大田生長發育觀察等各個環節中。將要畢業的大四學生則以完成畢業論文的形式參與到老師們主持的科研項目。同學們通過親身參加科研活動,掌握了科學研究的基本方法,開拓了科研思路,樹立起正確的科研觀點。同時,學生也從教師身上學到了實事求是的科研作風,懂得從事科學研究應具備的重要素質,為今后進行科學研究工作奠定了堅實的基礎。
3.指導大學生獨立開展科技創新活動。我們鼓勵對植物生理學有興趣的同學組成科技創新活動小組,積極申報大學生科技創新項目。小組成員結合教師科研項目或自選課題,在教師指導下,查閱大量文獻資料、撰寫項目申請書、制作PPT、申請答辯,獲得國家級和校級大學生科技創新活動項目的資助二十余項。通過對大學生科技創新項目的實施,培養了大學生查閱、分析文獻資料以及獨立進行科研工作的能力,還使他們掌握了過硬的技術,培養了團隊成員之間團結、合作、互助的精神。
通過課程的改革和實踐,我們對植物生理學教學、科研、實踐一體化的創新育人的新方法進行了探索,全面提高了植物生理學的教學質量。如我院歷屆學生對植物生理學教學效果的評價說此門課程一直是最好的課程之一,很多學生對植物生理學及其相關選修課程(如植物組織培養、高級植物生理學等)感興趣;課程組教師指導的大學生科技創新活動獲第四屆“挑戰杯”河南省大學生創業計劃競賽金獎、河南師范大學第三屆大學生科研項目優秀成果等,大學生科技創新活動項目的主持人及其主要成員,大部分都進入中科院或全國名校攻讀碩士研究生。
參考文獻:
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[3]劉萍,李明軍.植物生理學實驗技術[M].科學出版社,第1版,2007.
[4]陳明霞,張曉麗,劉萍,李明軍.植物生理學實驗教學改革與嘗試[J].教師,2011,(98):101-102
關鍵詞:高中生物;科學史教育;實踐感悟
“科學史”這個詞跟“歷史”一樣有兩個層次的意思,第一層次指的是對過去實際發生的事情的述說,第二層次則是指對這種述說背后起支配作用的觀念進行反思和解釋。生物科學發展史既包括科學家對生命現象的研究過程,又包括科學家研究生命現象時所持有的不同觀點和態度;既包括生物學理論和方法的形成演變,又包括不同學科之間的聯系、科學與社會的相互影響。
隨著科學普及實踐中對科學的文化方面越來越多的注重,科學史教育已經成為更好地理解科學、更好地將科學文化與人文文化相結合、更好地普及科學的最重要的手段之一?!镀胀ǜ咧猩镎n程標準》亦明確提出,學習生物科學史能使學生沿著科學家探索生物世界的道路,理解科學的本質和科學研究的方法,學習科學家獻身科學的精神。
在教學過程中,可以利用生物科學發展史資料,有目的地引入、創設與教學內容相符的生動具體的場景,將間接知識演化為直觀內容,以此激發學生的好奇心,促使他們去探索生命規律。生物科學史是科學方法不斷發展的歷史,學生關注其中,可體味科學家發現與解決問題的思路與方法,培養學生實驗能力和思維能力,提高學生科學素養,從科學家追尋的價值觀和規范中激發學生敢于質疑、敢于創新的精神。
一、利用科學史資料創設情境,引入新課題
1.科學史本身就有其歷史性和科學性,同時,許多生物科學史生動有趣,用它們來創設情境,引入新課題,能激發學生的求知欲望,吸引學生的注意力。
如,在介紹《伴性遺傳》時,可以利用18世紀英國著名的化學家兼物理學家道爾頓的圣誕禮物與紅綠色盲的故事,通過歷史故事創設情境。借以引入對紅綠色盲這一遺傳病的分析,吸引學生的注意,引入對伴性遺傳內容的學習。
2.在介紹科學史時,可以采取多種方式呈現資料,用問題驅動的方式創設情境,像科學家那樣產生疑問,發現問題,把學生從對故事的興趣轉入到對科學探索的興趣。
如,教學《DNA是主要的遺傳物質》時,可利用遺傳物質研究進程的資料展開討論引入新課。“20世紀中葉,科學家用超速離心技術發現染色體主要是由蛋白質和DNA構成??茖W家產生一個疑問并對此爭論不休。由此,可以通過問題引導,展開討論:你認為遺傳物質可能有哪些特點?你認為證明某種物質是遺傳物的方法有哪些?”并可進一步引導學生探討:實驗是最有說服力的方法,科學家該用哪類生物作為實驗材料呢?是高等生物,還是低等生物?為什么?
如此層層遞進,引導學生追隨科學家探索的腳步,逐步深入理性思考,同時得到了科學思維的訓練。
二、利用生物科學史的材料組織進行探究性學習
利用生物學史的材料進行探究,是生物學新課程教學中常用的一種方法。根據新課程標準中相關內容的要求,對科學史的材料進行適當的選擇和組織,加以整理、轉化,設計成為有科學性和啟發性的探究課題。在教學中,應著重引導學生沿著科學家的思維和工作歷程,領悟科學家是如何發現問題、大膽假設、尋找證據、小心求證的,體驗科學家不斷深化對問題認識的過程和科學探索的精神。
如,在向學生介紹《DNA分子的結構》時,挖掘探究素材,設計探究過程,創造探究環境,引導學生參與構建DNA分子結構模型的探究活動當中。
1.借鑒前人的研究經驗,獲得靈感,確定構建模型的研究方法
查找沃森在構建DNA雙螺旋結構模型的有關科學史,將他們當時如何開展對DNA分子結構模型的研究工作,以及在探究DNA雙螺旋結構過程當中,如何獲得靈感并得到了哪些方法上的借鑒展示給學生。
沃森在《雙螺旋―――發現DNA結構的故事》一書中寫道:
“特別重要的是,我們曾認真討論了鮑林是怎樣發現蛋白質α螺旋的……不久,有人告訴我說鮑林的成功也很平常,并不是復雜的數學推理的結果……鮑林發現α螺旋并不是僅僅靠研究X射線衍射圖譜。主要方法是探討原子之間的相互關系。不用紙和筆,他的主要工具是一組分子模型。這些模型表面上看來與學齡前兒童的玩具非常相似……用同樣的方法解決DNA的問題!我們只要制作一組分子模型,開始擺弄起來就行了?!?/p>
在學生閱讀的基礎上,設置問題:這段描述,帶給你怎樣的啟示?鮑林帶給沃森的靈感是什么?沃森等科學家在揭示DNA結構的過程中,采用的研究方法是什么?引導學生進行思維探究,確定構建物理模型的研究方法。同時,也可以讓學生在潛移默化中感受科學家對科學探究的熱愛及科學態度、科學精神。
2.構建DNA雙螺旋結構物理模型
(1)構建DNA基本單位――脫氧核苷酸的結構模型
查找科學家研究DNA分子結構的有關科學史,將DNA的基本單位――脫氧核苷酸的相關情況整理后,展示給學生。
將脫氧核苷酸的相關情況,整理成探究性問題:組成DNA的基本結構單位是什么?每個基本單位是由哪幾部分構成的?組成DNA的堿基有哪幾種?并組織學生動手實踐,構建DNA的基本單位――脫氧核苷酸的結構模型。
(2)構建DNA分子的雙螺旋結構模型
①整理科學史,將科學家研究的DNA衍射圖譜及推算的DNA分子的結構、直徑的實驗結果,展示給學生。向學生提出問題:獲取上述信息,運用模型法,你將構建怎樣的模型?可能要考慮的問題有哪些?進而展開開放式討論,讓學生像當年科學家一樣,親歷科學探索過程,引發學生思考,激發學生探究激情。
②查找并整理沃森、克里克在構建DNA雙螺旋結構模型過程中的種種嘗試,展示給學生。向學生提出問題進行探討:錯誤的理由可能是什么?有哪些是有價值的?引導學生追尋科學家的思維歷程,領悟科學家是如何發現問題、尋找證據、合理推理的。
③在研究暫時陷入僵局時,看沃森和克里克又得到了誰的啟示,整理并向學生展示查哥夫帶來的信息:腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量;鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量。根據科學史資料中的相關信息,向學生提出探究問題:a.堿基配對方式應是怎樣的?b.對原有模型的修訂是什么?保留什么?
④提出探究問題,引導學生深入思考:堿基如何連接?A-T與G-C堿基對組成的DNA分子具有穩定的直徑嗎?整理科學史中的相關研究結構,并向學生展示:四種堿基的分子結構示意圖,比較嘌呤和嘧啶分子結構。解釋堿基的連接方式―-形成氫鍵,A=T,CG。
通過問題,引導學生分析科學史的有關資料,重現這一經典的模型構建歷程,讓學生參與教學過程和思考探究,完成思維性的探究式學習,進而組織學生動手實踐,制作并展示DNA分子的雙螺旋結構物理模型,并與沃森和克里克構建的物理模型相比較,不僅可以獲得成功感,更將思維型探究式學習與操作性的模型構建相結合。同時,在模型建構的探究活動中,引導學生不斷地發現問題和解決問題,使學生在學習DNA分子結構的同時,不僅得到科學方法的訓練,并且體驗尊重事實,尊重客觀規律,善于反思,敢于質疑,勇于實踐等的科學態度和科學精神。并通過討論交流,動手實踐,增強合作精神。
科學史其實本身也是科學知識,它豐富了對科學知識的闡述,但作為科學史教育目標來說,科學知識不應僅僅在這一方面,還應在于科學史能提供科學知識的來龍去脈,科學知識的發展變化。同樣目前我們所取得的科技成就也是暫時的,需要不斷地發展與完善。生物科學史中沉淀了眾多科學家對生命世界探索的精彩片段。良好的生物科學史的教學,應該是從中選擇了恰當的材料,運用了恰當的手段,達到了最佳教學效果,讓學生似乎身臨其境,從而獲得眾多啟示的教學。托克維爾曾說:“當過去不再照亮未來時,人心將在黑暗中徘徊?!蹦敲矗谥袑W生物課堂中,生物科學史不但豐富了學生的科學知識,而且照亮了學生的未來。
參考文獻:
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