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实验动物对人类研究各种生命科学都有着巨大的作用,在我国医学研究领域中更有着不容替代的地位。所有的医学研究都离不开医学实验动物的发展和帮助,实验动物的科学发展对任何国家和组织都有着重要影响,为了促进我国医学研究领域的发展和壮大,就需要做好医学实验动物的科学管理。只有提升对实验动物的科学管理水平,才能为医学研究提供更加充分的保障,促进我国医学领域的发展。
关键词:
医学;实验动物;科学管理
1前言
随着时代的发展,医学研究领域的发展已经被世界各国作为重要研讨领域,而我国的医学科学发展也得到了高度的重视和支持,为了促进医学领域的研究发展取得进步,医学实验动物的发展也步入了良性的发展轨道。然而我国实验动物科学的发展时间还很短暂,与医学领域的发展不相适应,尤其是医学实验动物的科学管理还存在问题,由此,本文针对当前的医学实验动物科学管理存在问题提出了应对当前这种滞后情况的相关对策。
2我国医学实验动物科学管理概况
医学实验动物用于医学研究以及生命科学等领域范围内,我国实验动物的发展进程已经历经30多个年头,其中有关医学实验动物的发展也有了一定的进步。1988年第一部《实验动物管理条例》颁发,为我国的实验动物管理科学合理的进行提供了法律保障和制度保证,而1989年颁布的《医学实验动物管理实施细则》为医学领域和生命科学领域的医学实验动物发展提供了条件,该细则的颁发促进我国医学实验动物科学管理的有序进行,推动了相关的工作进展,使我国的医学实验动物科学管理水平得到质的发展,与世界上的医学动物管理相接轨。除此之外,与条例和细则相协调发展的是我国卫生部门建立起的医学实验动物管理委员会,为医学实验动物的科学管理提供了监督平台[1]。此后我国对细则逐渐进行了修改和完善,对落实医学实验动物科学管理规定作出了极大的贡献,也促进了医学实验动物科学管理工作的进行。
3提高医学实验动物科学管理水平的对策
3.1医学实验动物管理的组织机构需要完善
医学实验动物是实验动物体系中的重要组成部分,其关系到医学研究领域与生命科学研究领域的发展关键,因此从政府角度要提高对医学实验动物科学管理的重视程度。为了促进医学实验动物科学管理水平,国家主管部门应该将其视为重要关注科目。医学实验动物研究工作直接涉及到医学研究成果与生命技术研究成果,而其发展也间接影响了其他方面,有关公共卫生安全、生物安全、食品安全等,所以国家对于医学实验动物的科学管理要起到主导作用。目前有关实验动物的主管机构是科技行政部门,所以科技行政部门的工作人员要将医学实验动物的管理与一般实验动物的管理进行同质和异质的比较,针对医学实验动物的管理不同要点要完善组织机构对其的规则制定。需要国家主管机构科技行政部门进一步细化工作职责,明确组织机构的管理范围和管理内容,对医学实验动物工作各个方面进行职责划分,确定当出现有关医学实验动物管理问题出现时,能够由组织机构迅速反应,及时解决发生的问题,使行政部门在医学实验动物科学管理工作中真正发挥作用。
3.2针对医学实验动物管理从各个法律、法规、规章中进行协调
3.2.1关于动物防疫
医学实验动物作为为医学和生命学科提供的研究对象,首要保证的就是研究动物的健康性。因此针对医学实验动物的防疫工作更要严格进行,保证医学研究动物的身体情况符合医学研究标准。一般普通级别的实验动物、清洁级别以上的实验动物在向相关部门报批后可以不对其进行免疫措施,然而医学实验动物无论是做何种程度的实验研究对象都是关于生命类的。所以在针对医学实验动物的免疫标准设定时,需要相关立法机关对此作出调整,根据医学实验动物的具体实验项目进行特殊规定,保证医学实验动物管理的科学性。
3.2.2关于动物检疫
动物检疫是在买卖之后接受相关部门的兽医检疫,合格之后持证明可以过路,投入运输之中,我国《动物检疫管理办法》规定,对动物的检疫过程必须秉持严格、严谨的态度,因此动物检疫合格后可以快速的运输到购买机构。因为实验动物属于特殊的饲养动物,因此动物检疫过程需要更加严格。尤其是医学实验动物,要求在运输过程中保持环境清洁,动物状体良好,所以有关部门要给医学实验动物的检疫增加更为细致的检疫流程,保证其在一次检疫之后可以以最佳状态运输到需要基地[2]。
3.2.3有关动物用具用料
实验动物因其存在的特殊性,对各种用具和饲料要求十分严格。当前有《饲料和饲料添加剂管理条例》和《饲料和饲料添加剂生产许可管理办法》对实验动物的饲料和用具做出规定和管理。医学实验动物的用具和用料监督需要更加严格对待,主管医学实验动物管理工作的机构组织要按照条例和办法对医学实验动物的用具用料进行检查和调整,提高医学实验动物用具用料质量,排除质量不达标的用具用料。
3.2.4关于动物生物安全实验
动物生物安全实验的相关规定对于实验动物管理来说十分重要。《病原微生物实验室生物安全管理条例》对此做了相关规定,条例规定凡是在动物体上做出的实验活动,具有与病原微生物相联系部分的实验,都要受到各个主管部门的监督和审批,并且需要从事实验活动的实验室达到国家标准的三级实验室级别[3]。这种规定保证了实验动物管理的科学性与安全性,不仅对实验动物安全有所保证,也从法律层面上促进了实验动物管理的合法性。
4结语
进入二十一世纪之后,各种科学技术发展水平得到迅速的提高,有关医学和生命科学的研究也日益呈现进步的趋势,可见医学产业发展前景的广阔。而医学实验动物管理工作要想跟上医学发展水平,亟待提出具备科学管理性质的医学实验动物管理方式的对策,推进医药卫生事业和生命科学事业的顺利发展。
参考文献:
[1]孔琪.全国实验动物行业现状调查和发展对策研究[D].北京:中国协和医科大学,2008.
[2]张庆德.湖北省实验动物生产管理现状与发展对策研究[D].武汉:华中农业大学,2007.
关键词:多媒体;教学;课程;生命科学
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)23-0247-02
生命科学与我们的生活密切相关,其本质是研究生命现象、揭示生命活动规律和生命本质的科学。它的研究对象既可以是组成生命现象的生物大分子,也可以是生物个体本身,甚至可以是生态系统和生物圈,生命科学的飞速发展对人类的日常生活和社会的发展建设均产生了巨大的影响[1]。目前人类面临的一系列重大问题,如人口膨胀、食物短缺、能源危机、环境污染及疾病危害,等等,这些问题的解决很大程度上将依赖于生命科学和生物技术的进步与发展。因此生命科学被誉为21世纪最活跃的学科之一,自然科学的前沿学科[2]。生命科学素养也是大学生综合素质的一个重要组成部分[1,3]。目前,越来越多的高校开始为全校的各个专业的大学生开设生物类的课程,包括世界一流的大学,如麻省理工学院,就将生物导论等生物学基础课程开放给全校[2]。通过在大学课程中普及生命科学知识,增强生命科学素养是提高大学生综合科学素质的手段之一。《生命科学导论》是高等院校面向全校各类专业,尤其是非生物科学类专业学生开设的基础课程。由于生命科学涉及面广、内容丰富,而且发展十分迅速,不断增加新的内容,同时学生的专业差异均进一步加大了生命科学导论的教学难度。随着多媒体技术的日益发展和成熟,在现代教学中,多媒体技术教学手段的应用已成为教学改革和发展的热点[4]。运用多媒体技术,通过PowerPoint、动画、视频等多种多媒体形式和生命科学相关的专业知识进行结合。将原先大量复杂的知识更形象地呈现在学生面前,与传统的板书教学相比,具有图文并茂,便于讲解和记忆的优点,可以更大程度地的活跃学生的学习情绪,激发学生的学习兴趣,增强课程的教学效果,促进课程教学发展。
一、多媒体在《生命科学导论》课程中的应用
生命科学导论课程涉及了植物学、动物学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、生态学及现代、生物技术等众多的学科和内容,涵盖的信息容量大、知识更新速度快、综合性强[3]。作为一门全校通识类的选修课程,《生命科学导论》所面向的是全校不同专业的学生,不同专业学生对生物学的知识具有不同的实际需求,教学过程中需要兼顾不同专业学生之间的基础差异性,因此在授课时针对不同专业的学生提供不同深度的教学内容。目前的多媒体教学的最主要方式体现在PPT教学,与传统的板书教学相比,PPT具有图文并茂,便于讲解和记忆的优点,对于生物专业知识接触较少的工科和文科专业的学生在学习非专业知识时也可以节省很多精力[5]。采用PPT进行授课,可以将学生的精力集中在听课而非记笔记上,提高了教学的效果,同时也方便学生在后期随时进行查阅和回忆之前的课程内容。对于有一定生物基础知识的农科和理科学生,具有一定生命科学相关基础的学生,应当适当地增加一些知识的深度,需要对基础的知识点进行讲解的基础上引入一些新的技术和研究,激发学生对于生命科学领域进一步进行探索和了解的欲望。然而,PPT的平面图像对于一些较为抽象和复杂的技术原理无法很好的进行展现,可能会增加学生的学习负担,丧失学习兴趣。教学动画在国外生物方面的课程中已有不错的发展,许多优秀的教材中附带有大量的与教学内容相关的动画,同时一些研究者也渐渐开始在论文中利用动画或者影像来更为直观地表述自己的结论,或是将制作的动画或影像连接到自身的主页上,帮助其他研究者进行了解[4]。在常规的平面图像中,筛选、引用和制作生命科学导论相关的教学动画可以帮助学生更好地了解和吸纳教学内容,提高教学质量。此外,目前国内外媒体制作了许多精美的纪录片,比如中央电视台制作发行的《森林之歌》系列、英国广播公司(BBC)制作的《生命》系列、美国公共电视网(PBS)制作的《自然》系列等,这些纪录片或介绍了自然生态的伟大,或展现了生命的神奇,或介绍了快速发展的新兴技术,均可以与专题内容相结合。通过观看纪录片,学生可以更直观地去了解新的研究进展,提升学生的兴趣,拓展学生的视野。
二、多媒体在教学中应用的优势
多媒体的应用在《生命科学导论》的教学中具有很大的优势。随着科技的发展,越来越多的课堂脱离了原先的板书模式,授课模式逐渐由文字化走向图像化,而图像化也开始脱离原先静态的模式,走向动态。例如,在进行动物免疫系统的介绍时,仅用文字配合图片的讲解的时候,对于有一定生物学基础的学生来说或许较易于接受,但是对于一些文科类的学生,较多专业信息的涌入和单一的过程示意图很容易使他们失去学习的兴趣,而如果将各类免疫细胞,如T细胞、白细胞、巨噬细胞等免疫细胞用卡通的形象描述出来,表述成为人体内的士兵,将免疫细胞对病原体进行防御的过程用动画表述出来。短短的几分钟的动画就可以将原先枯燥乏味的原理化虚为实,帮助学生对于人体的免疫系统有了一个简单的了解。鲁迅先生曾说:“用活动电影来教学生,一定比教员的讲义好,将来恐怕要变成这样的。”在《生命科学导论》的教学中,纪录片的应用也是如此,特别是在生态环境方面的介绍中,由于课堂的局限性,许多学生对于生态环境的接触仅仅限制在了书本上的介绍,在对“生命多样性”一章进行讲解之时,文字和数据大段地标示出了目前生物多样性所面临的严重威胁,对于不少学生来说,因为没有切身的体会,很难感受到这些数据的冲击性。由于生态环境问题的日益严重,许多国家都制作了精美的纪录片向公众展示保护环境的重要性,对于学生来说,在进行教学的时候适当地引入这些纪录片比单纯的罗列数字更能够让他们理解环境保护的意义。例如《最孤独的动物》这部纪录片,表述了包括孤独乔治在内的若干种已灭绝或濒临灭绝的生物的困境,这些生物的日常生活、生存环境以及那些为保护他们而努力的生物学家的工作都通过摄像机直观地展现在了学生面前。引发他们的思考和对环境保护的意识。此外,生命科学作为21世纪的领军学科之一,其发展日新月异,通过书本进行知识传播的更新频率有限,学生无法通过书本的学习了解到新兴研究的发展。多媒体则不同,新的信息影响可以通过网络和电视平台进行传播,将其适当地引入到课堂中,不仅丰富了学生的知识储备,也扩展了教学内容。
三、多媒体在教学应用中的弊端
虽然多媒体在教学中的应用优势明显,但是仍然存在一些不足。首先是幻灯片、动画等影像的使用,其原始目的是使学生能够将精力集中在听课而非记笔记上面,但是也会导致部分学生上课不认真,在课堂上不去记录笔记和听课,下课后直接拷贝课件,这反而失去了学习的积极性。其次,过多地引入动画和视频有可能分散学生的注意力,让学生有一种走马观花的感觉,相较于文字,影像固然更能够吸引学生的注意力,然而学生会存在抓不住重点,难以对影片中的专业知识点进行归纳总结的状况。导致无法达到教学目的,教学质量反而下降的情况[4]。同时,引入影像进行教学有可能会使学生忽视了教师的主导地位[6]。在课堂上,教师的主要工作是引导学生去理解和吸纳新的知识信息,多媒体作为一个辅助工具,应该起到帮助学生理解、掌握知识的目的,但是并不应该取代教师的作用。若是教师过于依赖于多媒体的帮助,反而会丧失了其在课堂中的主导地位,导致无法正常地与学生进行交流,从而致使无法完成教学目标。
四、结论
综上所述,在进行《生命科学导论》的教学中,适当地引入多媒体形式的教学更有助于学生学习和理解生命科学知识以及熟悉生命科学技术。相较于传统的板书模式,多媒体的应用可以帮助学生更好地理解所需接受的知识,调动学生的学习积极性,提升教学质量。然而,凡事有利则有弊,过多地引入多媒体动画、影像等资源则容易使学生失掉重点,在学习理解上存在偏差。而教师如果过度地依赖于多媒体,则会导致无法进行正常的教学活动,丧失其在课堂上原有的主导地位,多媒体的应用反而会带来负面的效果。因此在使用多媒体教学的时候应该遵循适度原则,教师应当及时地帮助学生进行归纳总结,从而保证教学质量,提高教学效率。
参考文献:
[1]李娜,毛永强.“生命科学导论”公选课的教学改革初探[J].长春理工大学学报,2011,(10):120-1.
[2]李遂焰,吴坚,李萍.生命科学导论课程建设与教学改革的几点体会[J].教育教学论坛,2014,(29):94-5.
[3]陈阿琴,陶贤继,刘其根,等.关于生命科学导论课程教学改革的思考[J].教育教学论坛,2013,(06):42-3.
[4]厉建中,胡振林,邱磊,等.多媒体在专业课《基因工程药学》教学中的应用[J].陕西教育(高教版),2009,(10):333.
正确的道德情感需要理性的认识。认识越深刻,情感越深刻;认识越浅薄,情感越浅薄;认识不正确,就会产生错误的情感。学生在学习了生态系统的一些相关知识后,可以对周围的大自然有一个比较客观的认识,从而以正确的理论知识指导和约束自身行为,形成正确的生态道德观。在初中生命科学的教学内容中,关于生态系统的内容非常丰富,在进行这部分内容的教学中,处处可进行生态道德教育。例如:组织学生讨论关于“生物圈二理训练。号”的科学实验,让学生意识到:地球是人类唯一的家园,我们无法再复制一个地球。由此使学生产生保护环境的危机意识。在“生态系统的组成”这部分内容的教学中,学生在了解了“生产者”在生态系统的作用后,很容易与绿色植物的光合作用相联系,并通过例举森林的作用,让学生意识到森林面积减少带来的严重后果,从而更加深刻地认识到“生产者”在生态系统中所处的地位,体会到爱绿护绿、植树造林的意义。又如在“食物链和食物网”这部分内容中,学生在了解了食物网的结构、食物网中某些物种消失所带来的影响后,自然会体会到生物多样性对生态环境以及人类的重要性,激发起强烈的爱护动物、保护动物的意识。通过“生态系统的功能”以及“生态系统稳定性”的有关知识教学,使学生认识生态系统中物质循环和能量流动规律,以及生态系统维持稳定的原理,进而认识到大自然是一个有机整体,各组成部分之间的物质和能量交换存在固有的稳定关系,在运动中有自我调节的规律,只有遵循自然规律,有效地规划自己的行动和控制自己的行为,才能避免破坏自然整体的稳定,确保人类健康、安全和持续发展,最终形成用生态系统和生态系统稳定性的理论来认识自然的生态观。此外,在进行其他章节的教学时,也可通过生命科学知识进行生态道德教育。比如在“生物的类群”这一章的教学过程中,可以通过介绍生物的结构,让学生感悟生命的美妙,产生尊重生命的意识,养成爱护动植物的习惯;通过介绍动植物与人类的关系,让学生意识到,人类和自然界的生物是相互依存、相互发展的,我们必须爱护我们周围的生态环境,等等。
2设境育德
用传统的讲述法宣扬生态道德,显得手段单一、教条,无法吸引学生,而通过一定手段创设情境,却可以吸引学生的注意力并留下深刻的印象。情境中的各种因素往往对情感的产生起着综合的作用,这就是“情感的情境触发规律”。根据这一规律,在生命科学教学中,可根据教学内容创设相应情境,让学生身临其境或如临其境,从而触景生情,在感情上产生强烈共鸣,激发学生的生态道德情感。例如,在介绍“生物的类群”时,通过展示各种动植物的美态,让学生感受大自然的美丽与可爱,激发学生热爱大自然、珍惜大自然的情感;通过介绍动植物的趣闻和奇妙的自然景观,感受“自然之大,无奇不有”,诱导其产生对自然的敬重之情。除了可以创设美好的情境外,也可以创设一些让学生产生心灵震撼的情境。例如,在学习“常见的鱼类”这一内容时,为满足学生对鲨鱼的好奇心,可展示一些鲨鱼的图片,正当学生兴趣昂然地欣赏鲨鱼优美的体态时,突然出现了几张人类捕杀鲨鱼的图片,学生的情绪一下子就出现了转变。这时教师进一步说明人类每年捕杀的鲨鱼数量过亿,捕杀的过程极其残忍,而捕杀鲨鱼的目的仅仅是为了获得鲨鱼的鳍,使其成为餐桌上的鱼翅。学生在震惊中,意识到人类的捕杀是很多动物数量锐减的直接原因,唤醒他们尊重动物,爱护动物,与动物和谐相处的生态道德意识。
3践行育德
实践是道德情感形成的主要动力。我们对学生进行生态道德教育的最终目的也是体现在学生正确的生态道德行为上。所以在生命科学教学中,教师应积极创造生态道德行为实践的机会,让学生在耳濡目染中、在亲身实践中锻炼生态道德意志,培养生态道德行为习惯。首先,可以从自己做起,从身边小事做起。根据学生的实际情况,制订一系列日常行为规范,如:随手关灯;节约用水;爱惜粮食;少用或不用塑料袋;不用一次性筷子,不使用含氮、磷的洗衣粉,不乱扔垃圾;爱护动物;积极参加植树造林活动,自觉地保护珍贵的动植物资源等等,让学生明白,保护环境可以从个人做起、从身边小事做起,使每一位同学都加入保护生态环境的行动当中。其次,可以组织丰富多彩的课外活动,使他们在实践活动中提高认识、受到教育O比如:组织学生参观动物园、植物园、公园等地,通过与大自然及动物的亲密接触,激发学生热爱自然之情。配合教材中的相关内容,组织学生对小区垃圾数量进行调查,按人口推算城市、全国、全世界一天产生的垃圾数量,以此培养学生节约资源的意识,还可以结合各种环保纪念日,如:世界环境日”、“世界水日”、“中国植树节”、“世界卫生日”、“中国爱鸟周”、“世界地球日”、“国际元烟日”等,开展环保宣传活动,指导学生通过查找资料,。借助板报、广播、小报等方式进行宣传教育,增强学生的责任意识,体会参与环境保护的成就感。
英文名称:Life Science Research
主管单位:湖南师范大学
主办单位:湖南师范大学
出版周期:双月刊
出版地址:湖南省长沙市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1007-7847
国内刊号:43-1266/Q
邮发代号:42-172
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1997
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊:
期刊荣誉:
Caj-cd规范获奖期刊
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期刊简介
课程标准指出:学生既要观察、研究生物又要关心爱护生物。在进行小学科学教学过程中,尤其是生命科学的内容,学生接触到许多动植物,如树叶、蚂蚁、蜗牛等。在科学教学过程中,要用到一些植物和动物的时候,教师就要对学生进行善待生命、珍爱生命的教育。如在《寻访小动物的家》《蜗牛》《金鱼》《各种各样的花》等课学习中,我们老师要增强学生这种善待生命,感悟生命的不易意识,体会生命的来之不易。教育学生在观察完动植物后,要把动物放回大自然,平时不要随意采摘树叶,也不要破坏小动物的家,不踩死每一个生命,不蓄意伤害生命等。在认识动植物的过程中,要设计人性的观察方法,培养学生对动植物的呵护和爱护。
如教师在教学《金鱼》这课,当要研究鱼鳍的作用时,引导学生用胶布缠住鱼鳍而不要剪掉鱼鳍的研究方法,让学生养成细心善待每一个生命,珍惜爱护每一个生命的意识。如教学《油菜花开了》时,不要轻易解剖花。同时教师要引导学生明白:我们解剖花,是为了了解花,从而更好地爱护花。在教学《各种各样的花》这一课,教师引导学生到野外采摘,不是随便采摘大量的,而是有选择地仅做些标本使用。上课时,利用实验园里的花,带领学生到实验园里观察。这样,学生不仅在知识上了解了花的各个结构,同时在情感上也懂得了善待动植物,善待生命。
2珍爱生命,树立生命信心
生命是不可循环的,它只有一次机会。在科学教学过程中,要渗透珍爱人类生命教育。教书是以人为本,人的生命是一切生命的最高阶段。因此,在科学教学活动中,教师应该强调这一点,珍爱生命,珍爱身边的人,生命教育的最高目标就是启发学生树立生活信心。在科学教学过程中,我们经常会穿插许多科学家的小故事,如“爱迪生的故事”“牛顿的故事”“水稻之父袁隆平”等,他们为我们人类创造了许多财富,这是他们对人类的贡献,也是他们对人类生命珍爱的最高表现。本文来自于《教学仪器与实验》杂志。教学仪器与实验杂志简介详见
人造生命取名为“辛西娅”(Synthia),这个美丽动听的名字,短时间内给公众带来的不仅是惊喜,还有争议和恐慌。有人将这一创举誉为“生命科学领域决定性的时刻”,文特尔本人也宣称其改变了生命的定义,甚至有人预测他将因此获得诺贝尔奖。
其实媒体中广为使用的“首次合成人工生命”之说,并不准确。文特尔的成功之处,在于用化学试剂合成了人工染色体,并在另一微生物中显示出生物功能。DNA是决定生物性状的遗传密码,却不是生命的唯一组成部分。从这个意义上讲,文特尔只不过创造了部分生命。这项研究成果最为直接的意义,是人造的支原体可以利用化学合成的染色体生存繁殖,并导致山羊的乳腺炎。“首次创造生命”之说言之过甚。
事实上,文特尔本人在《科学》杂志上发表的文章题目“首次合成由化学合成基因组控制的细菌”更为客观、严谨。《科学》杂志的相关评论指出,这项研究成果其实并不是首次创造新的生命形式,科学的定义应该是“生命再创造”或“篡改生命”。因为“辛西娅”除了染色组是人工合成外,生命体的其他组分均是来自于已有生命形式。但是无论如何,这项耗资4000万美元的科技成果,毕竟是人类生命科学发展的一大进步。英国《经济学人》将此成果与上个世纪原子弹的诞生相提并论,其意图显然着眼于科技成果对人类的伤害以及对自然界的破坏。
合成生物学是后基因组时代生命科学研究的新兴领域。早在本世纪初,它就已经成为现代生命科学的研究热点,然而真正进入大众视野,还是源于“世界首个人造生命”的新闻事件。
借助合成生物学的研究成果,文特尔仅仅使用四瓶化学试剂就合成了人工生命“辛西娅”,一时间给人以合成生物学便是“造物术”的感觉。科学家认为,合成生物学可以通过合成生物原件组装生物系统,创造新的生命形式。有人就此评论,随着合成生物学的发展,人类可以像组装电路一样组装生命,从此将代替自然扮演“上帝”的角色。
“像组装电路一样组装生命”,只是合成生物学研究思路的形象比喻。合成生物学是建立在基因组学、生物信息学、系统生物学等学科基础之上的现代生物科学,在它的发展过程中借鉴了电子工程的研究思路。但是,实际上细胞内部基因的表达调控、代谢网络如同蜘蛛网一样繁杂精细,往往是牵一发而动全身。功能基因的表达远不像电路板上晶体管开关那样简单,细胞代谢网络的复杂程度也非电路板可比。正因如此,即便在生命科学高度发达的今天,文特尔将已经精简的“最小基因组”移植到掏空遗传物质的支原体体内,实验进展也不是一帆风顺。这也正是人类基因组破译十年后,其研究成果还不能直接应用于医疗的原因。
从科学的意义上说,人工生命的诞生,标志着合成生物学已经可以简单地改造生命,人类从读取基因序列跃升至编码基因的阶段。但合成生物学远没有发展到可以任意创造生命的程度。合成生物学的进一步应用还有赖于系统生物学的长足发展。“任意创造生命”既不是目前合成生物学发展程度所能企及的,也不是发展该学科的最终意义。科学家真正关心的是如何利用改造的生命体为人类服务。
早在上世纪70年代,生物学家就可以利用“DNA重组技术”将长链DNA切割成有功能的基因片段,并把它在模式菌株中表达。如今,无论是原核生物还是真核生物都可以高效地表达异源蛋白,并开始产业化应用。如利用大肠杆菌生产胰岛素,利用动物细胞生产疫苗抗体,利用转基因动物充当生物乳腺反应器。本世纪初,“细胞工厂”的理念逐步深入人心。
合成生物学的应用,正是“细胞工厂”理念的延伸。合成生物学可以通过构建“人工细胞”的方法,解决诸如能源、材料、环保等社会问题。这也正是美国资源部倾资支持文特尔研究人工生命的真正用意。
实验动物福利的实质就是善待实验动物,是在饲养管理和使用实验动物过程中,采取有效措施,使实验动物免遭不必要的伤害、使其不受到饥渴、惊恐、折磨、疾病和疼痛,保证动物能够实现自然行为,受到良好的管理与照料。我们在动物实验教学课程中,注重讲述实验动物福利,不断加入人文关怀的内容。实验动物福利内容主要涉及饲养管理过程与动物实验操作过程中的诸多方面。我国的实验动物福利工作起步较晚,对动物福利的认识更是滞后,到现在为止还没有一部成型的关于实验动物福利方面的法规。实验动物虽然不是人,但是它是生命。善待动物、关爱生命无疑是动物实验教学的重要内容。让动物在安逸的状态下生存,在无痛苦的状态下结束生命历程。我们在教学过程中采用动物实验中的事例、有关人和动物和谐相处的感人肺腑的一些影片,来培养学生关爱生命的情愫。在实验教学过程中,实验教师的行为会潜移默化影响到学生,严格要求教师的实验操作行为,带动学生做到不惊吓、虐待动物,尽量给它们创造良好的实验环境,选择最佳仁慈终点,对实验用后的动物实施安乐死等等,让学生从一接触实验动物,就养成爱护动物的良好习惯。
2加强学生的动手能力的培养
一些学生对实验动物学虽然有兴趣,但惧怕动物,不爱动手操作,这一点表现在女孩子尤为突出。这是由于在讲授理论阶段,我们的学生接触动物实验的机会比较少,为此我们将理论与实践课程相结合,并把常规动物实验技能作为授课的重点,在利用多媒体教学形象、生动的讲授的同时,加大学生的动手能力训练,给学生安排更多的实验操作课程,由专业老师给学生加强规范操作的实验指导,严格执行实验操作抽签考试制度,从而提高了学生动手操作能力,收到了良好的效果。
3强调动物实验中实验者的自身防护
首先,加强卫生管理和个人防护。实验操作过程中要求学生每次接触动物或者培养物,以及离开实验室之前,必须彻底洗手。学习操作过程中不可避免地接触动物、排泄物或感染性材料时,必须戴上手套、口罩、禁止用手触摸面部、鼻、眼、口部,禁止在实验室内进食、饮水、或存放食物。提醒学生实验期间应穿着白大衣,离开时必须脱下,定时消毒清洗。
其次,严格的实验动物选择及规范实验操作技术。近年来,有不少因动物选择或实验操作不当,导致学生甚至老师感染人畜共患病的事例发生,严重危害到实验者的人身安全。我们教学实验用小动物,如大鼠、小鼠、豚鼠以普及为SPF级动物进行实验,但是某些大动物如兔、狗、羊等都多为普通级甚至民间收取的动物。若由于条件有限,购买清洁级以下动物,引进后必须检疫,检查是否携带人兽共患病原,合格后才能引入动物实验室用于实验。实验操作过程中,选择合格实验动物的同时,规范动物实验操作方法,杜绝因实验动物携带病原体而使实验人员感染。
盐度也会引起水生动物血液生理生化指标的变化。当外界环境的盐度升高时,水生动物的血清渗透压及血清Na+、Cl–离子浓度增大,适应环境后趋于稳定,但血清中Ca2+和K+浓度、酶活性和激素含量等的变化因物种而异。黄晓荣等测定了在盐度为0~28范围内施氏鲟(Acipenserschrenckii)血液生理生化指标,发现随着盐度的升高,血液总胆红素含量增加,总蛋白和甘油三酯含量先上升后下降,而血清淀粉酶的含量先下降后上升,Ca2+浓度则无显著性变化;并指出淡水施氏鲟具有较强的渗透调节能力,可以经盐度驯化后移殖于盐度较高的水域中。
童燕等对施氏鲟幼鱼进行急性盐度胁迫试验后发现,盐度胁迫下施氏鲟幼鱼的血浆皮质醇、血糖等呈现不同程度的上升,随后各项指标开始回落。房文红等研究发现,中国明对虾血淋巴中Na+浓度在低盐度时为高离子调节,渗透浓度为高渗调节;在高盐度时,则分别为低离子调节和低渗调节。将中国对虾从低盐度海水转移到高盐度海水,其血淋巴渗透浓度逐渐上升,并最终趋于稳定。金彩霞等在研究盐度变化对克氏原螯虾(Procam-barusclarkia)血淋巴渗透压、鳃丝Na+/K+-ATPase活力的影响时发现,生物胺可激活鳃丝Na+/K+-ATPase活性、调节血淋巴渗透压效应物含量引发渗透调节过程。
一般来说,水生动物都有最适盐度范围,在该范围内水生动物的摄食量高、生长和繁殖速率快。臧维玲等研究了盐度在3.1~42.1范围内日本对虾幼虾的生长情况,发现盐度为10.2~26.9时,日本对虾幼虾生长效果最佳。通常广盐性和洄游鱼类的胚胎发育需要一定的盐度刺激,叶星等研究发现,广东鲂(Megalobramahoffmanni)胚胎具有较强的盐度适应能力,在0~7的盐度条件下,其胚胎发育良好,孵化出膜时间短,且孵出的鱼苗活力高。克氏原螯虾受精卵孵化对盐度要求较为严格,其孵化的适宜盐度为0~4,超出此范围孵化率明显降低。此外,盐度还能够引起水生动物性早熟,已有研究发现随着水体盐度的升高,中华绒螯蟹(Eriocheirsinensis)性早熟率上升,成活率则降低。
2碱度对水生动物生理的影响
水体的碱度是指水中能与强酸发生中和作用的物质总量,一般水体的碱度来自HCO-3、CO2-3,其组成的缓冲体系对维持水体pH相对稳定具有重要作用。水体离子组成、含量及比例也对水生动物的生命活动产生较大的影响,在高碱度水质中,离子组成多变,且主要离子含量和比值不恒定,是制约水生动物生存和生长的主要因素。Gatal等对来自不同盐碱湖泊的褐色鲑(Salmoclarkihens-hawi)的鳃、肾脏和肝脏进行组织学研究,发现高碱度使腮氯细胞增生或肥大。也有学者发现水环境中碱度升高可造成水生动物鳃组织表面损伤,并影响鳃小片表皮细胞外表面Cl--HCO-3交换体系的功能,同时,由于碱性物质的摄入量增加,血液缓冲平衡系统受到一定程度的影响,血液pH上升,机体出现代谢性碱中毒症状。房文红等研究发现,中国明对虾幼虾的成活率随着碱度的升高而降低,且碱度和pH对幼虾的致毒效应表现出协同作用。雷衍之等也认为高碱度对水生动物产生的致毒效应受到水体的pH和盐度等因素的影响。另外,王卓等[7]发现在高碳酸盐碱度胁迫下,青海湖裸鲤(Gymnocyprisprzewalskii)通过调节肝脏和肾脏中超氧化物歧化酶、碱性磷酸酶和酸性磷酸酶的活性以适应外界环境的变化。
3结语
【关键词】学前教育专业 生物科学教育 新课程体系构建 教学目标形成 探究
【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)07-0182-03
有一个孩子每天向前走去
他看见最初的东西
他就变成那东西
那东西就变成了他的一部分
——惠特曼《有一个孩子向前走去》
梁启超曾说:“人生百年,立于幼学。”幼儿教育素来被称为“向下扎根的教育”,这十分生动地描绘了幼儿教育在人的终生发展以及在整个教育系统中的地位。
是的,孩子看见的“最初的东西”就是幼儿教师,就是幼儿教师的思想、情感、态度、智慧、技能和方法,幼儿教师就是“向下扎根的教育”的策划和导演。
现代社会是一个科技迅猛发展的时代,是一个科学时代,只有爱科学、学科学、遵循科学规律的人,才能适应这个社会,成为时代的主人。所以,科学教育是幼儿园教育极为重要的教育范畴,是幼儿园教育的五大领域之一,对婴幼儿科学素养的形成及健康成长至关重要,也关系到全民族的素质和国家的未来。作为培养幼儿教师的学前教育专业,对学生进行严格的科学教育显得尤为重要和必要,而生命科学教育又是科学教育的核心内容之一。因此,对学前教育专业中“生物科学教育”课程体系及教学目标的研究与探讨,就显得极为重要和迫切。
一 学前教育专业生物科学教育课程构建的探索
课程理论认为,课程是一种方案,课程是一个系统,课程是一种手段,课程是一个动态的活动过程。从这一理论来看,生命科学教育课程不仅仅是一门课,确切地说,应该是一个课程体系。生命科学教育课程应该是学前教育专业为学生将来在幼儿园能够顺利开展科学教育活动所具备的态度、情感、知识和能力而设计的一系列学习活动与体验。如今幼儿师范学校所用的教材《生物学》是学前教育专业进行生命科学教育的唯一教材,字数达43万字,内容庞杂,生物学专业性太强,理论内容比重过大,一年级开设,每周只有2个课时,无论是专业内容设置、知识量还是课程框架,都已无法适应现代学前教育专业的要求,必须进行变革创新。
根据《幼儿园教育指导纲要(试行)》中有关科学教育的目标与指导要求,学前教育专业生物科学教育课程体系的主要内容应该包括生物学的基本知识和基础理论、生物学技能及实践操作、幼儿园“生物”见习和实训。淡化概念和理论,突出技能和实践,特别要注重学生兴趣的培养以及对生命科学的主动探研能力。与时俱进,把最新的现代生命科学成果,如生态环保、遗传工程应用、现代新型农业、野生生物保护等前沿成果及新理念引入教学课程体系。它不仅包括理论课程,也包括实践课程;不但包括学校课程,还包括社会课程。通过多年教学实践,本人把生命科学教育课程框架设置为如下四大模块,每个模块由若干既相互独立又相互联系的“课程包”组成,每个课程包经精心设计,具有较强的思想性、知识性、趣味性和灵活性。
1.识别模块
主体内容是南方地区最常见植物、动物、真菌种类的识别,植物根茎、叶花、果实和种子的对比分类,简易识别。这是培养学生观察技能、分类技能的基础。
2.实验室模块
该模块包括:(1)传统实验和制作。包括简易的小实验和小制作,如植物标本、叶脉书签制作、显微镜操作等。(2)课本延伸式或创新式实验和制作。如种子萌发实验、制作豆芽、蜗牛走刀刃小实验、设计并制作小生态瓶;鸡蛋壳模型、橡皮泥生物模型、废弃物立体模型等。
3.实训基地模块
该模块包括:(1)传统型实训。包含植物小种植,花木营养繁殖和有性繁殖,蚯蚓、蟋蟀、鱼类、鸟类、家兔等的养殖。(2)课本延伸或创新型实训。如无土栽培、真菌栽培、叶面施肥、植物盆景制作、校园的绿化和美化实践等。(3)幼儿园实训。主体是幼儿园生态环境建设,班级“自然角”建设。
4.“生命特质和规律”模块
包括生物结构、生物现象、生命起源和发展、生态等基本知识和基础理论。
上述四大模块是以原幼儿师范学校所用的教材《生物学》为底本,以《幼儿园教育指导纲要(试行)》中有关科学教育目标与指导要求为指引,以现代社会的发展和需求为目标,经多年在科学教学活动中不断探索实践、不断思考研究而总结形成的,这一课程体系完全突破了原有教材的传统模式和僵化内容,对教学内容进行重新取舍增删、重新编排整合,弱化理论、强调操作、突出技能,与幼儿园科学教育“零距离”接轨,在教学实践中取得了良好效果。
二 学前教育专业生物科学教育新课程设置应遵循的原则
1.整合性原则
课程的整合性是重要原则。有效的整合可以建构理想的、有利于培养学生创造性的自主发现和自主探索,促进教学内容与教学结构的深层次改革,以利于将学生培养成未来所需要的创新型人才。要根据学前教育的特点、职业的需要,以应用性为宗旨,以提高学生未来就业适应能力为出发点,将生命科学相关的知识与技能以“必需、够用”为原则将其整合简化。以未来真实工作岗位为中心,将基础知识与职业技能有机整合,将理论部分与实践部分有机整合,使学生掌握从事婴幼儿科学教育的基本理论知识与基本技能。
2.动态性原则
课程是一个动态的概念,它因培养目标的发展而与时俱进,未来岗位能力要求的内涵是一个不断变化、不断丰富的过程。学前教育课程必须顺应学前教育改革与发展的变化,随时对原有的课程进行调整,才能有效地满足学生就业与发展的需要。因此,生命科学教育的课程设置应实行动态管理。
3.适应性原则
适应性原则体现在两个方面。第一,适应未来岗位的需求。针对学生将来从事的学前教育相关岗位设置课程,使学生学习的课程能够与将来就业岗位“零距离”对接。第二,适应学生的实际情况与需求以取得预期效果。
4.实践性原则
实践教学环节是实现培养目标不容忽视的重要教学环节之一,它的成功与否是提高教学质量,培养高水平幼儿教师的关键。通过实践教学体系的构建,保证学生在校内外实践基地有足量的实践教学的课程,提高学生的实际动手能力与理论知识的应用能力。所以生命科学课程设置着重考虑实践课程,既要考虑理论课程的实践部分,更要根据未来工作的实际需要,设置一套可操作性强且相对独立的实践教学体系。
三 学前教育专业生物科学教育目标的实施和要求
课程体系的建立是教育成功的基石,但教育目标的构建、实施是教育成功的保障。学前教育专业中,对于生命科学教育学科,其教育目标及价值构建只有一个,就是实现科学教育。
1.幼儿园科学教育对幼儿发展的价值
幼儿园科学教育对幼儿发展的价值:(1)科学教育能够满足幼儿天生的好奇心。(2)科学教育有助于幼儿构建科学概念。(3)科学教育有助于提高幼儿学习科学探索的技能。(4)科学教育能够促进幼儿个性的全面和谐发展。(5)科学教育有助于发掘幼儿的科学潜能。
2.科学教育的总目标
第一,幼儿园科学教育的总目标。《幼儿园教育指导纲要(试行)》中所规定的科学学科领域的目标:(1)有好奇心,能发现周围环境中有趣的事情。(2)喜欢观察,乐于动手动脑、发现和解决问题。(3)理解生活中的简单数学关系,能用简单的分类、比较、推理等方式探索事物。(4)愿意与同伴共同探究,能用适当的方式表达各自的发现,并相互交流。(5)喜爱动植物,亲近大自然,关心周围的生活环境。
第二,学前教育专业生物科学教育目标的构建和实施。幼儿师范院校中,生物科学教育目标的构建和实施要与幼儿园科学教育的总目标“零距离”对接。
首先,科学态度和情感的养成。
一是满足学生的好奇心,激发他们学习自然科学的兴趣。学生天生的好奇心是对他们进行科学教育的基础,拥有好奇心,每个人都是“科学家”,正如爱因斯坦所说:“我没有特殊的天赋,我只有强烈的好奇心。”大自然丰富多彩、生机盎然,各种现象神秘莫测,这些事物和现象足以引发学生的好奇心和探究欲望。
小课堂教育与社会大自然结合。在“植物形态和分类”课程包教学环节,我把学生带出教室,带往校园及野外,让他们看多姿多彩的根茎、叶花、果实和种子,这是什么植物?叶子为什么变黄?在进行“昆虫”的主题教学时,我带着学生一起进入昆虫世界。让每个学生都像侦探柯南一样去发现我们周围有哪些昆虫?这些昆虫叫什么名字?它们住在什么地方?喜欢吃什么?怎样采集昆虫和饲养昆虫等。生机盎然的教学环境、生动活泼的教育手段激发了学生强烈的好奇心和浓厚的学习兴趣,这为“自主科学探索精神”的形成打下了基础。
二是培养学生对自然的积极情感和态度,培养学生的“科学素养”。这一目标的意义:(1)培养学生对大自然的兴趣、欣赏和热爱,尊重自然,关爱生命,保护野生动植物,节约能源,并形成爱护环境的行为习惯。现今,地球上野生动植物遭受严重的生存危机、世界环境日益恶化、自然资源日渐匮乏,这一目标的构建具有深远的历史意义。在“动植物分类”教学中,我们着重设问:看谁找得多,我国被列为一级保护的野生动植物有哪些?在“生态环境”教学中,哪一年的“世界环境日”“地球日”主题最有特色?以此展开讨论,并开展“保护我们的家园”为主题的教育活动,组织学生收集废纸、易拉罐、玻璃瓶、果冻盒等废弃物品,把它们再生利用,做成各种新颖、有趣、立体、直观的教具,既可以节省材料,又可以减少污染,这些既是良好的行为习惯,又是环保的基本要求。(2)学生“科学素养”的培养。科学素养是无法像知识那样直接“教”给学生,教师必须组织一个个科学探究活动,让学生在参与活动的过程中,获得感受、体验并内化。教师探究意识、创新精神以及科学态度,对学生的科学素养培养影响很大。(3)让学生学会自主学习,学会生活,学会人际交往,学会团结合作,学会面对困难与挫折去顽强拼搏,学会自我教育与创造。
其次,构建学生对科学知识获得、科学概念形成的新模式。
科学教育的知识目标应强调让学生通过自己的探索活动过程自行获取科学经验,获得发展,而不能单纯由教师强制灌输科学概念,这是区别于传统科学教育的根本,是如今生命科学教育变革的核心内容之一,也是创新教育的难题。
最后,加强学生的科学实践,突出学生的科学技能训练。
生物科学教育中,科学探究实践是一个完整的过程,包括观察、分类、思考、操作、表达和交流等多个环节。
一是观察。通过野外活动、种植、饲养、小实验,培养学生的观察技能。观察的目的在于使学生获得最直接、最具体的经验,观察技能的形成可以为其他技能的获得提供良好的基础。
二是分类。分类是观察活动的延伸,是科学概念形成的途径。在学习“识别模块”教学活动中,我们把各种动物、植物、真菌的标本模型图片混放在一起,让学生自己按生物特征进行分类,并展开讨论,最后归纳总结,得出科学结论。
三是操作、思考和概括。动手操作有两种类型:实验操作和技术操作。学生“动手操作”是生命科学教学活动最核
心、最重要的内容,是判断教育成功与否的主要标杆。学生对自己探索的原始记录进行加工整理、去粗取精、比较概括,帮助自己把感性的生物学知识上升到理性的认识上,形成认知能力,并结合自己已有的经验,做出推论和预测,再通过设计实验,验证自己的结论和预测。
四是表达与交流。(1)用准确有效的语言表达自己在科学活动中的做法、想法和发现;(2)用适当的方式(如肢体语言、表情等)表达自己在科学活动中情感体验;(3)用各种手段(如实物、标本、模型、图片等)展示自己的科学结果。另外,到幼儿园见习回校后,要求各班级分别布置一个内容丰富的“自然角”,把小动物及植物等搬进教室里,让学生随时参与种养、养护、观察、记录;过一段时间后,各班同学之间相互参观、交流,说明各自的想法、做法、成果、体会,可以达到科学活动经验共享、成果最大化的目的。
参考文献
[1]张俊.幼儿园科学教育活动指导[M].北京:人民教育出版社,2009
[2]钟启泉.现代课程论[M].上海:上海教育出版社,1989