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[关键词]]高中生物;教材;新视角
遗传学内容是高中生物重要内容之一,从某种意义上说,能否学好遗传知识是学好高中生物的关键。以新视角走进高中生物新课程教材,是对教师的一种挑战。教师必须领会好课改理念,把握好新课程教材分析处理的新思路、新视角。
一、教材编排体系的视角
[课程标准] 遗传的细胞基础遗传的分子基础遗传的基本规律
[新课标教材] 遗传的基本规律遗传的细胞基础遗传的分子基础
[旧大纲教材] 遗传的细胞基础遗传的分子基础遗传的基本规律
通过比较可看出,旧教材以现代遗传学理论体系为编排体系,而新教材以遗传学发展进程为编排体系。这样就凸显了生物科学知识的探究过程,更能让学生体验前人的探索和思考。
二、知识内容深广度的视角
新课标教材《遗传与进化》模块的知识内容整合了旧大纲教材的教学内容《生殖和发育》《遗传和变异》及《生物的进化》三章内容。删掉了第五章 《生殖的类型》和《个体发育》两部分,增加了《关注转基因生物和转基因食品的安全性》《探讨人类遗传病的监测》《关注人类基因组计划及其意义》等内容。而新课标教材知识水平的变化主要有:知识性目标――理解水平(10条)、应用水平(2条);技能性目标――模仿水平(1条)、独立操作水平(6条);情感性目标――经历水平(2条)、反应水平(1条)、领悟水平(1条)。可见,新课标教材的知识内容的广度有一定程度的扩展,而知识内容的难度和要求有了较大的提升。
三、探究活动和科学方法的视角
新课标教材的探究活动的类型有,实验(培养操作技能和观察能力)、探究(提高科学探究能力)、模型建构(领悟和运用建构模型的方法)、资料分析(培养信息处理能力)、资料搜集和分析(培养信息搜集和处理能力)、思考与讨论(培养思维能力)、技能训练(训练过程能力)、调查(培养调查能力)等项目。而新课标教材的科学教育方法,主要通过生物学史的案例展现科学探究方法,如关于DNA是主要的遗传物质的探究过程,列举了从格里菲斯到赫尔希和蔡斯等几位科学家的探究实验。另外,还通过相关知识的教学来应用科学探究的一般方法,如第一章《遗传因子的发现》围绕孟德尔实验遵循 “发现问题――提出假设――实验验证――得出结论”的假说――演绎法思维方法。可见,新课标教材加大了科学方法教育的力度,也更重视科学探究能力的培养。
四、知识呈现方式的视角
新课标教材注重联系学生的生活经验,以问题情境驱动知识的建构,如设置“问题探讨” 栏目,创设“问题链”;加强引导性以培养自主、探究、合作学习,如设置“资料分析” “思考与讨论” “探究”等栏目, 正文的叙述图文并茂,易读易懂。章节版块与栏目丰富,信息量大,便于知识系统化。如章由首页、节、章小结、自我检测四部分组成, 每节由问题探讨、正文主栏、正文旁栏、练习四部分组成。可见,呈现方式是基于学生生活经验、阅读习惯、认知规律来进行的,适合学生自主学习,对学生知识构建的引领性强,但对教师二度开发教材的能力要求高。
五、STS教育思想的视角
新课标教材(必修2)遗传部分与STS理念有关的内容主要有:(1)搜集有关试管婴儿资料,评价其意义及伦理问题。(2)伴性遗传在实践中应用。(3)DNA指纹技术。(4)生物信息学。(5)遗传定律在生产实践中应用等。可见,新课标教材反映了生物学的时代性、研究进展和社会价值,体现了“提高生物科学素养”“注重与现实生活联系”的新课程理念和三维目标。
【关键词】豌豆 杂交实验 假设解释 验证 定理
高中生物遗传学的遗传规律部分主要学习的是孟德尔遗传基本规律――基因分离定律和基因自由组合定律。孟德尔是通过豌豆的杂交试验的观察思考、分析、假设、推理、演绎得出了这两个定律。现在笔者就孟德尔探究探究基因分离定律的过程,结合现代遗传学进行整理,分析、予以再现。孟德尔是通过豌豆的一对相对性状(由一对遗传因子控制)的杂交试验的探究,提出了基因分离规律。
1 实验过程及提出问题
1.1 实验过程。
P×P(正交反交任意)
杂交方法:①P在开花前彻底去雄,但不能影响雌蕊,并套袋。②收受P的花粉。③人工授粉再套袋。
F1 实验结果①:观察统计F1的表现型及比例
自交方法:豌豆的自然授粉就是自交。
F2 实验结果②:观察统计F2的表现型及比例
1.2 观察分析实验提出问题:孟德尔多次选取了不同对的相对性状进行了豌豆的一对相对性状的杂交试验(每次只观察一对相对性状)发现结果①和结果②都一致,即结果①F1总是100%的表现为一对相对性状中的一种表现,(孟德尔将其定义为显性,没有表现出的另一性状定义为隐性)结果②:F2总是出现接近3:1的性状分离比例(3显性:1隐性)。
所以孟德尔认为这组实验结果不是偶然的,而是有一定的必然性,于是他提出了问题,豌豆的一对相对性状的杂交实验结果F1为什么总是100%的表现一种性状(显性)而F2为什么总是出现接近3:1的性状分离比例(3为显性:1隐性)
2 孟德尔自己提出理论假设,通过推理,解释以上提出的问题
2.1 理论假设的观点:①生物遗传性状是由遗传因子控制。②正常体细胞中的遗传因子一般成对存在,且遗传因子有显性遗传因子和隐性遗传因子之分,显性基因可以用大写字母(例如A)表示,隐性基因可以用相应的小写字母(例如a)表示。③显性遗传因子控制一对相对性状中的显性性状隐性遗传因子控制一对相对性状中的隐性性状,并且,显性遗传因子和隐性遗传因子成对出现时表现为显性性状,隐性性状暂时不表现出来。④产生配子时,成对的遗传因子彼此分离,配子中只含成对遗传因子中的其中一个,进入不同的配子,并且随配子传递给后代。⑤受精作用时雌配子雄配子随机结合。
2.2 理论推理过程。
3 对假设观点的理论推理过程的验证――测交
3.1 先对F1的测交结果用以上的假设观点和理论推理进行预测:经过理论推理,预测到F1的测交后代为1:1(1显性:1隐性)的性状分离比例。
3.2 再进行F1的多次测交实验,观察并统计其测交后代的表现型及比例,得到的是每一次观察统计的结果都是显性表现型:隐性表现型接近1:1(试验中产生的测交后代最多,其性状分离比例就越来越近1:1)。
3.3 实验的观察统计结果与理论预测F1的测交结果表现一致,说明以上的假设观点和理论推理过程是符合实际是正确的
4 归纳总结上述假设观点和理论推理过程得出定理――基因分离定律
在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子传递给后代。
孟德尔就是通过上述巧妙豌豆杂交试验和演绎方法的四步骤扎实的推理的得出了遗传学的第一定律――基因分离定律。
参考文献
遗传学是生物科学中一门十分重要的基础理论学科,直接涉及生命起源和生物进化的机理[1]。由于遗传学理论既深奥又抽象,涉及知识面广、发展速度快,与实际应用联系又较密切,因此加大了学生学习的难度。另一方面,时代的发展也迫使遗传学教学要更加注重对学生的素质教育,加强综合能力的培养,同时也对遗传学教师提出了更高的要求。在教学中,知识传授与能力培养应该是辩证的关系,应具有高度的统一性[2]。课堂教学是教学实施过程中最基本的一种教学形式,教师是课堂教学的组织者和引导者,在课堂教学中具有主导作用。课堂教学是教师讲授知识、培养学生能力的主要方式。笔者根据多年的教学实践,将自己的课堂教学体会总结为以下几点。
一、教师的语言要富有感染力
教师在课堂教学中的主导作用主要是通过语言表达来实现的。无论是应用哪一种教学方法和手段,都是通过教师的语言来影响学生。教师语音的高低、节奏的快慢,会使学生产生不同的听觉效果。教师的标准、流畅、生动,富有影响力、感染力的语言吸引学生,使学生集中注意力,在有限的课堂时间内帮助学生更好地掌握教学内容,从而可以激发学生兴趣,提高分析问题和思维能力,因此语言在课堂授课中起着决定性的作用。达到教师的语言具有感染力的前提条件有两点:一是吃透教学内容,二是语音准确,同时还应具有合乎逻辑、富于启发性和说服力,因此,一名优秀的教师应该不断努力地提高自己的语言素养。
二、教学内容要有针对性
遗传学是我校农学、生物技术、种子工程与科学、园艺等专业必修的一门专业基础课。因不同专业教学内容的侧重点有所不同,授课学时也不同,所以教学内容的安排也不应该按统一的标准一概而论。比如,农学专业与遗传学的三大定律关联较大,因为这部分内容中包括基因型、表现型、自交、测交、要根据杂交后代各种表现型的分离比例来分析基因的表达特征,以及遗传学规律在农业生产上的应用等。然而园艺专业来说,除了讲解遗传的基本概念、基本定理和研究方法外,还需要讲解观赏植物的花色、花形、花径、重瓣性等主要性状遗传和变异的基本规律和分子机理。因此,任课教师可根据授课对象和不同学时数,灵活地选择和组合不同的教学内容。
三、尽量创造学生参加课堂教学活动的机会
教学过程应该是包括教师和学生,如果教师不停地讲授,学生会感觉枯燥乏味,对学生来说在一定程度上也抑制了他们的分析、思考问题的能力。在教学过程中,任课老师应始终鼓励、引导学生参加课堂教学,主要表现在以下两点:
1.让学生走上讲台,提供展示自我的平台。可以要求学生预习自学部分,然后让学生走上讲台,加深他们对重点和难点内容的理解,这样有助于自学能力的培养,激发同学们的学习积极性。为了能够尽量使更多的学生走上讲台,要根据学生的实际水平确定自学内容的难易点。另一方面就是要在学习新内容之前,要求学生把学过的某一个知识单元的内容进行总结,从而有助于加深和掌握所学的内容,在一定程度上也能够提高他们对学习遗传学的兴趣,同时还能够创造活跃的课堂气氛。例如,讲完染色体结构变异后让学生准备总结四种结构变异的类型、细胞学鉴定和遗传效应。
2.带着问题授课。上课时的提问是教学过种中常用的一种方法,通过提问可以集中学生的注意力又能及时地了解学生掌握知识的情况。教师的问题首先启发学生的思维,具有逻辑性同时反映教学重点和难点。提问的方式有好几种,我们可以联系已学过的知识进行比较分析异同点,例如,我们在讲细胞质遗传的特征时,让学生比较细胞核遗传;在讲性连锁时比较伴性遗传、限性遗传和从性遗传的区别,这样才能加深学生的理解和掌握。也可以采用先讲结果然后问原因或者先讲原因然后问结果等。例如,我们开始讲连锁遗传时,首先让学生根据香豌豆的两对相对性状的F2试验结果依次回答下列问题:香豌豆的这两对性状的遗传是否符合独立遗传?不符合独立遗传的原因是什么?相引组和相斥组的试验结果的共同特点是什么?逐渐引导学生进入新的内容。
四、善于归纳总结,培养学生分析和解决问题的能力
归纳总结是课堂教学中常用的一种方法。遗传学有些章节内容复杂,缺乏规律性和系统性。教师在教学过程中要善于归纳总结,根据教学内容的特点总结以传授的知识,尽量设法以简单的语言和图形抓住主要的教学内容,并准确表达此内容。同时在知识的归纳总结的过程中,引导学生掌握归纳和总结所学知识的方法,培养学生的学习方法和获取知识的能力。如,在解释同源三倍体的高度不育时,把零散的内容概括为:任何同源区段内只能两条染色体联会;联会三价体(松弛)或一个二价体和一个单价体;分离2/1和1/1不均衡分离;最后配子染色体数目不均衡导致了高度不育。在教和学的过程中,归纳总结是非常重要的一个环节。为了让学生更好地掌握两点测验和三点测验法这部分内容我们可以这样归纳:
五、要求学生课堂做笔记,提高学习效率
笔者在多年的教学实践过程中发现,在课堂上要求学生做笔记能够集中学生的注意力,从而在一定程度上提高学习效率。因为,做笔记是在听讲和思考过程中进行的,学生始终会注意哪些内容可以记,哪些不用记,从而提高重点和难点内容的掌握。笔记不是将老师讲的每句话都记录下来,而是用自己的语言记下主要概念、论点、典型的例题等。同时还可以记下在听课过程中遇到的疑点、难点。当然,每个班学生的基础知识、理解能力等方面有差异,在教学过程中教师应通过反复述说、提高音调、慢讲等方式实时提醒学生所记录的教学内容。研究也表明记笔记是学生课堂学习的重要学习策略与技能[3]。课堂上做笔记不仅对学生掌握教学内容有帮助,同时可以培养学生分析问题、逻辑思维问题的能力。
六、充分利用本课程的特点,注重理论联系实际
遗传学是研究生物遗传和变异的科学,遗传学不仅理论性强同时是紧密联系实际的科学。所以我们在讲解任何一个遗传学概念、现象和规律时,一定要重视它们在实践中的应用。根据教学内容,设法在学生感兴趣的领域里寻找具体的例子来提高学生学习遗传学的自觉性和积极性。例如,在讲解染色体变异时,我们除把基础概念讲清外,还需例举人类染色体结构和数目变异后导致的疾病的遗传特点以及对人类的危害;遗传学作为一种生产力在解决人类面临的难题中发挥着巨大作用。特别是近年来分子遗传学的迅猛发展,使得人类能够以更快的速度和更准确的目标进行生物品种改良,甚至创造新的品种。为了让学生了解掌握一些前沿知识,我们适时地介绍一些当代分子遗传学理论和技术在医学、农业等各个领域上的应用成果。例如,在讲授真核生物基因组时,通过具体的例子解释人类基因组图谱的构建在发现致病基因,以DNA为基础的诊断、预防、治疗和药物设计等方面的应用。又如,在“基因工程”这一章中,要侧重介绍基因工程技术在植物抗除草剂、抗病、抗虫、提高品质等方面在国内外应用状况。
七、根据教学内容确定最佳的教学方法,合理搭配传统教学和多媒体教学
随着计算机多媒体技术的发展,多媒体教学是改革的一个热点。多媒体教学与传统教学相比的确具有自身的优越性。多媒体教学的突出优势体现在它能以文本、图像、动画及声音等多种形式来展示课程内容[4]。而不同的教学内容适合不同的教学方法和手段,并非所有的内容都适合采用计算机多媒体教学。多媒体教学还是不能完全取代传统的教学模式,两者之间应该相辅相成、取长补短、协调发展,才能取得最佳的教学效果[5]。比如,基因的表达和调控这一章中概念多,而且基因调控过程复杂,学生不容易理解,这部分很适合多媒体教学。但是概率、广义和狭义遗传力的估算,群体遗传中基因频率和基因型频率的计算等内容如果用多媒体课件来上的话,不能够清楚地解释整个计算过程。所以在课堂教学中把传统的教学与多媒体教学有机地结合起来才能取得更好的教学效果。
八、重视课后作业的布置,巩固课堂教学
与其他专业学生一样,口腔专业学生通过学习医学遗传学这门课程,以及进行一定的教学实践,可了解一些最基本的医学遗传学知识和常见的遗传性疾病知识,但学生只有在进入口腔专业课的学习之后,才开始接触口腔领域相关的遗传性疾病知识,而且这些知识大多出现于口腔生物学、儿童口腔医学、口腔组织病理学等相关教材中,内容分布较为散乱,不利于学生系统地学习和掌握与口腔有关的遗传性疾病知识。基于当今医学遗传学课程在口腔医学中的学科现象和研究现状,以及目前我国口腔医学界广泛需求口腔遗传性疾病知识这一事实,有必要编写一套适用于多数医学院校口腔医学专业的《口腔遗传学》教材,并且针对口腔医学专业学生开设一定学时的《口腔遗传学》课程,使学生进入工作岗位后具有丰富的知识背景,便于开展与口腔相关的遗传性疾病的治疗和研究。
2改进教学方法,提高教学效果
医学遗传学知识逻辑性强,难以记忆,涉及一些公式的推导和应用,相对枯燥抽象,很多学生感到理解困难,不易掌握,并且各个医学院校开设的医学遗传学总课时较少,这就要求教师要在有限的学时中既要完成理论教学,又要完成一定的实验教学。基于这种现状,有必要探讨改革医学遗传学教学的方式和方法,改变以往教学过程中单纯的“填鸭式”教学方法,而着重强调《医学遗传学》教学应以培养学生学习的主动性、积极性和综合能力为主。在《医学遗传学》教学过程中,如果能从常见的遗传病入手,用典型病例分析介绍遗传的基本规律、遗传病的传递方式及诊断治疗等知识,应更容易被学生接受。基于问题的学习(PBL)教学是以病例为先导、以问题为基础、以学生为主体、以教师为导向的启发式教育。作者在《医学遗传学》实验教学中充分采用了PBL教学法,例如,针对“遗传病的系谱分析和遗传咨询”这一实验内容,作者大胆地进行了改革和探索,以学生为主体,让学生自选题目,分角色表演,以小组为单位模拟遗传咨询的过程,寓教于乐,收到了良好的教学效果,加深了学生对系谱分析和遗传咨询等知识的理解和运用,充分调动了学生的学习积极性,得到学生的一致好评。
3注重理论联系实际,提高教学的生动性
围绕2种口腔最基本的遗传性疾病———牙本质形成缺陷和牙釉质形成缺陷,针对口腔专业学生,在有限的课时中以病案讲解的方式介绍牙本质和牙釉质形成的细胞和分子机制,以图片和视频形式重点介绍与口腔相关的遗传性疾病的遗传和临床特征,让学生对这些疾病产生形象化的认识。为增加学生对本学科的兴趣,适当向学生介绍一些近年来发表的前沿科学研究文章,扩大学生的知识面。通过这样的教学实践,将基础知识和临床疾病的表现紧密结合,学生可以了解目前国内和国际口腔遗传学领域的研究现状,取得较好的教学效果。
4改进考核制度,促进学生全面掌握知识
考试作为一种最主要的判断学生掌握知识程度的手段,犹如风向标,具有促进学生掌握知识和引导学生掌握知识的作用。近年来,医学遗传学知识得到了迅速发展,教学过程中会不断增加各种新知识、新内容。衡量学生的综合能力已经不能够依靠单一的试卷考核方式,必须寻找其他有效的、多样化的考核方式。一直以来,医学遗传学考试大都采用传统的试卷形式的终考制度,本教研室尝试在口腔医学专业中实行多样化的考核方法,既采用传统的试卷考核方式,又增加口头表达知识能力考核、获取新的科研知识能力考核、实验动手操作能力考核等多层次、多方面的素质考核方式。即在最终的考核过程中,对课本知识仍然采取试卷考核方式,占一定的分数比例;实验操作和实验报告考核占一定的分数比例;课堂小组讲课考核占一定的分数比例;积极参与课堂模拟活动的考核占一定的分数比例等。另外,鼓励学生积极撰写科研论文并给予适当加分,最后得出一个合理的综合考试分数。这种考核方式改变了传统的考试制度,让分数全面反映学生的综合素质,提高了学生参与教学和主动学习的积极性,有力地引导学生挖掘自身潜能,加深了学生对医学遗传学知识的掌握,在实践过程中取得良好的教学效果。
5结语
关键词:《遗传学》;课程建设;本科教学;多媒体教学课件
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)31-0107-03
《遗传学》是上一世纪生物科学领域中发展最快的学科之一,形成了许多分支学科和交叉学科,其研究范畴大幅度拓宽和深化,新技术和新方法也不断涌现[1]。《遗传学》内容抽象,涉及相关知识面广,学生学习起来较为困难,教师如何“以人为本”地让学生尽可能掌握本门课程知识,成为《遗传学》课程改革的重点[2,3]。目前随着分子生物学科的飞速发展,《遗传学》的研究方面逐渐拓宽、深化,势必将在基因组学和生物信息学等研究领域继续展开激烈的竞争,因此培养具备丰富的《遗传学》知识,同时兼备创新能力的研究型创新人才已迫在眉睫[4]。因此,要强化《遗传学》课程的建设工作,在以提高教学效果和质量为前提的基础上,还要注重运用教学手段和多媒体技术的运用,《遗传学》课程在本科教学中一直是很重要的基础课程,尤其是在农学和生物学等相关学科中的教授中,取得的成绩也很显著。与此同时,《遗传学》及其相关学科发展之迅速,使得教学中出现授课内容的增加与课时安排矛盾突出、教学方法不适应《遗传学》的快速发展、教师队伍知识结构需要调整及教学仪器和设备较为陈旧等问题比较突出。为此,笔者认为可以从课程体系、教学内容、教学方法、教学手段等方面改进,注重师资队伍建设和实验的建设,将《遗传学》课程的逐步合理优化。
一、课程体系建设和教学内容的组织
(一)课程体系的建设
《遗传学》教学大纲严格依据新世纪人才培养的目标需求,充分体现出本学科最新的发展趋势,具有良好的前瞻性。而在教学过程中也要实现教学与实践的灵活互动,使学生能够灵活地运用《遗传学》所学的基本规律来分析学科中遇到的问题,从而提高学生的遗传分析能力。规范《遗传学》的教学管理模式,避免重复知识的讲授,多配合一些案例分析,并及时将一些新知识、新案例及时补充到课堂和实验之中,可以适当地开设与《遗传学》理论相关的综合性实验,同时结合生物技术前沿技术领域,开设了有关遗传转化和利用染色体的微核技术进行核型分析等综合实验,将会取得较好的教学效果,使《遗传学》课程始终保持一种活力,通过对教学的研究和创新,探索并运用精品课程教学高水平的途径和方法,使《遗传学》教学形成自己的特色。
(二)教学内容的组织
随着近年教学同行们的不懈努力,已将相关学科的新理论、新技术添加到《遗传学》授课内容中,因此《遗传学》内容已有明显增加,《遗传学》课程教学过程中在保持本学科自身完整性和系统性的基础上,还要强调反映力遗产学,特别是基因工程和基因组学在20世纪90年代的最新进展。因此,《遗传学》课程为适应21世纪学科发展的需要,在论述方面应对经典《遗传学》进行适当整合,以遗传物质的本质、传递、变异和遗传信息的表达与调控为主线,对与《遗传学》紧密相关的基础知识和本学科的最新发展动态做重点讲解和介绍。其内容涉及生物体宏观到微观等各个层次,包括生物进化过程、植物群落演化、各种生物体形态性状以及细胞染色体、DNA分子结构等。教学内容上,应注意避免与其他学科相重复,使学生对《遗传学》的不同层次上有较为完整和充分的认识,从而充分了解和掌握《遗传学》在国内外发展的现状和趋势,更深层次上了解和掌握《遗传学》知识。另外,教师把每章内容讲解学习完成后,应根据教学内容为学生布置一些精选习题,以提高学生分析解决问题的能力。
(三)教学效果的测评
教学效果是评价课程建设成效的重要手段。因此,要深层次地改进考核办法以提高教学效果。在考核方法上,可以采取笔试、面试、课程论文和课后习题相结合,单项试题与综合分析试题相结合的方法。在考试命题上,为提高学生独立思考、分析问题的能力,应多出理解分析方面的试题,做到灵活多变。同时将实验操作过程、报告结果,纪律和实验考试等也纳入到实验考核中来,在提高在《遗传学》总成绩中实验成绩的所占比例。“理论综合试题”的内容要让学生通过一学期的学习和思考后,在综合全书主要内容的基础上再行完成,这样有利于提高学生对《遗传学》知识的全面理解,从而提高学生独立思考问题和分析问题的能力。实验考试可采用在学生完成实验后根据考试结果由教师现场打分的方法,来激发学生学习的积极性和主动性,提高学生观察发现问题和解决问题的能力。
二、教育教学方法与手段的改进
(一)改善传统教学方法
首先,在《遗传学》教学中,最重要的是要把培养学生的遗传分析能力作为重点。为了使学生获得深刻的印象与全新的体验,教师一般会采用各式各样的教学方法,例如:交互式、实习法等。这种方式方法对加强学生对本学科的基本规律、理论、概念以及研究发放有很好的促进作用,学生也更容易掌握相关知识。同时,启发式教学模式给予学生更大的支配空间,在实际学习中掌握主动权,培养了学生自主学习的精神,提高了学生学习的积极性和主动性。通过开放实验室,更好地培养了学生自主学习和创新能力,可以最大程度地启发学生的主观能动性,提高学习积极性,这些都是开展研究《遗传学》研究性学习的基础。也是改善改进日常教学效果的基础。同时,《遗传学》中日常教学情况及时反馈以及课后征询学生意见制度的实施,可以多方参考学生对教育教学的意见建议,适时的改善教学方法,保持教学双向信息反馈通道。
(二)不断改进教学手段
为了改善课程教学质量与日常教学效果,同时克服有时遇到的课时不足的问题,需要在现代化教育技术应用重与教学改革中,积极创建和应用CAI教学课件,结合实物、图片、录像等进行多媒体现代化的教学设备。同时为了方便学生的自学和复习,又能让教师授课使用,在《遗传学》CAI教学课件中,可以同时制作网络版和课堂教学版两个板块。《遗传学》课件具有界面美观、内容新颖、结构紧凑、文字精炼、图文并茂等特点,实物照片和彩图多,能够将动植物的生长发育时期和世代、宏观和微观特性等直观地展现在学生面前。《遗传学》的教学内容比较抽象难以理解,而多媒体教学设备则使其变得生动直观,更加有效地发挥了学生的想象力,调动了学生学习的积极性。而多媒体课件中附有的教学大纲、日历、参考书和教辅助资料等内容也方便了任课教师和学生更好地了解《遗传学》需要掌握的内容范畴,课后学生们可以随时上网阅读和复习课上的内容,还可以通过课件链接到国内外与《遗传学》相关的诸多网站进行自主学习与兴趣学习。另外,还要配合《遗传学》CAI教学课件,编写配套的笔记型电子版教材,有助于克服学生在学习过程中多媒体笔记难记的问题,也方便了学生们根据相关的课件内容进行复习。
三、师资队伍建设
建设好一门精品课程不仅要有丰厚的物质基础,还需要雄厚的师资力量和一支团结协作的师资队伍,在《遗传学》教学的工作中,受到高度关注的重要工作之一就是师资队伍建设。因此,根据《遗传学》的课程教学队伍的实际情况和发展所需的课程,制订一套《遗传学》课程的发展规划和培养师资的计划,并且由丰富经验的教师进行指导,势在必行。可通过对教师队伍综合素质培养、教学素质培养、科研素质培养等三个方面进行师资队伍建设。
(一)综合素质培养
教师之间应该及时交流上课经验,选修课程应选择与《遗传学》课程相关的一些课程,例如:《植物学》、《生物学》等本科生和研究生的课程。这样可以丰富教师的知识。要保证教学的质量,教学课件必须由专业人士制作,教学的质量和课件的内容也必须由课程的负责人全权负责。要经常举行《遗传学》的课程教学研讨会,这样可以及时发现问题、解决问题。每学期开学后,由团队的负责人组织和指导下,请团队中资深、教学经验丰富的老教师和其他学校长期工作的一线教师对青年教师进行综合素质的培训。依托建立的实践教学基地,有计划地安排教师到业务部门进行调研,使教师有机会参加业务实践,提高实践教学能力。
(二)教学素质的培养
青年教师应经常参加学校组织教学观摩课程。在参与的过程中同时由团队负责人和团队成员中的老教授可以亲自传授一些教学方法或者经验。这样有利于青年教师学习到丰富的实践知识以及亲身体验。以便青年教师在以后的教学实践中可以更好地学以致用。青年教师在教学中还存在一些缺陷,或者说是教学经验不足。学校可以安排青年教师给有着丰富经验的老教授担任教学指导老师,制定详细的、以老教授带新青年教师的计划,年轻教师可以给导师承担一些工作。这样在教学上青年教师可以学到的知识很多。这样有利于青年教师积累丰富知识和经验。在参加教研活动的过程中会逐渐的提高自身的水平。青年教师之间相互交流教学经验,这样才能逐步提高青年教师的教学水平以及教育教研的能力。
(三)科研素质培养
只有当教师自身具有丰富的科研实践经验,才能游刃有余地将理论简单而有效地传授于学生,使学生更为直观地认识到所学知识的应用领域,从而能有效地避免学生眼高手低现象的出现。因此,青年教师需要承担或者参与其中的一些科研项目。通过在实施的过程中发现问题和解决问题的办法,并及时有效地反馈到教学实践中,这样才能更加有效地提高教师的自身水平,为开展教学实践提供更高的水平。青年教师和科研骨干都是教学团队中最重要的支柱和后备力量。因此学校应大力支持青年骨干教师积极参与科研工作或有计划攻读博士学位或进博士后流动站,争取实现教师博士化,在年龄上应有较大的提升空间。学校应采取多种形式支持青年教师从事科研工作。
四、实验教学或实践性教学的提高
根据《遗传学》发展迅速并形成了许多分支学科和交叉学科的这一特色,这门课程要从多方面入手,做出具体的内容调整,例如:实验的项目、实验的具体教程和实验实践的内容,对有连续性和相似性的实验进行归纳并拢,在课堂上多多开展具有设计性、应用性、综合性的实验,对于验证性的实验要逐步削减,从而跟上国内外本学科的发展步伐。争取与国际国内重点大学的学科实践看齐,不断提高学生对本学科的实践操作能力,激发学生的学习兴趣和积极性。
(一)增开新实验
根据开课对象所学专业不同的特点,在保证经典《遗传学》实验开设的前提下,逐年增加1~2个新的实验项目。对室内外的实验有机结合起来,同时在实验课程中我们要积极采用新进的教学技术,去辅助实验的顺利开展,此课程的实验要由具有丰富实践经验的老师来开展,从而提高我们实验课程的教学效果。因为学生在实验操作方面技术还不够纯熟、不够全面,知识面也有待拓宽。对此,此学科的实验内容需要增加与《遗传学》课程内容有着密切关系的、具有综合性的和设计性的实验,如“植物染色体的核型分析”、“果蝇标本的采集、形态鉴别和杂交实验”、“多倍体的诱发与鉴定”等,这样的实验可以从根本上提高学生的综合操作能力,达到良好的实验效果。此学科中的具有综合性的实验应该达到总实验量的一半左右,这样的实验体系才更加合理。在实验过程中,我们要对学生提出严格的要求,学生们也要对实验过程中所产生的现象进行认真的思考,对实验结果加以分析,积极完成实验报告或撰写论文,通过实验对其原理和方法有了彻底的理解和掌握。
(二)更新实验设备,改善实验环境
更新实验设备、改善实验环境,是我们实验教学水平提高的基础条件和硬性条件。在学校经济条件和实验场地条件允许的前提下,建设完成具有功能齐全的教学实验室,同时引进先进的实验设备,这样的实验室可以满足更多专业学生的实验要求,能够满足我们更多学科实验任务和符合综合性实验的需求,从而大大提高我们的实验教学水平。为了更好地利用这些先进的实验设备和良好的实验环境,我们要积极制定相关管理制度,责任到人,同时对实验室的开发时间要加以延长,这样学生可以有更多的机会去亲手做实验。我们要培养学生爱护实验设备和实验环境的意识,让学生自主对其进行管理。在实验过程中学生可以和实验指导教师共同协商,这样可大大提高学生对此课程实验的积极性,使得学生的操作技能不断提升,从而实现高效实验课堂的目的。
(三)在教学中运用多媒体手段
多媒体教学是现代教学中运用的一种重要方式,要提高课堂教学效率一方面要采用优秀的教学资料以及现代教育技术,也要将多媒体技术引用到教学中,在《遗传学》的教学过程中也要如此,这样才能进一步提高和完善教学手法和手段。为此,实验室要不断增添、更新教学仪器设备,尤其是多媒体教学仪器设备,在改善教学环境和实验条件的同时,也为教师自己更深层次的教学提供了更便利的条件。举个例子,以前教师如果与学生一起进行显微镜内的观察,难度很大,过程也比较繁琐。但是,运用了多媒体教学手段,教师可以很方便地将显微镜里可观察到的物体用数码显微系统映射到大屏幕上,教师的讲解就更加容易,更生动活泼,学生学习也简单了,更增添了学习兴趣。再者,平常学生自己做完的片子也可以在计算机中保存,随时就可以打印出来,减少了学生的工作量,同时也能激发他们的学习兴趣。对于平常各种教学图片扫描到电脑里让学生进行观看,可以使教学效果有一个很大层次的提高。
综上所述,通过近几年的教学改革可以看出《遗传学》课程改革势在必行。教师在把握该课程特点的基础上,重点考虑学生的接受能力,据此来制定切实可行的教学方案。通过先进的教学技术与传统的教学方法有机结合,把以教师为中心的教变为以学生为中心的学,把以教师为主体的教学实践过程变为以学生为主体的学习实践过程,是提高《遗传学》课程教学质量、紧跟时代步伐的有效手段。今后将以此为指导思想,并进一步完善《遗传学》课程建设,使课程教学再上一个台阶。
参考文献:
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[2]沈法富,王洪刚,于元杰.计算机辅助教学及多媒体在遗传学教学中的应用[J].遗传,2000,22(1):34-36.
一、引导学生选择,调动学生兴趣
兴趣是最好的老师。学生在学习的过程中,会自然的选择自己感兴趣的东西。因此,调动学生对学习生物的兴趣是进行生物教学的第一步,也是出色完成生物教学的基础。由教育心理学可知,教师的引导作用是教学的主导,教师只有深入学生中,以学生为教学主体,掌握学生的知识水平,利用情境创设法创造机会让学生自主的学习才能发挥学生特长。生物比较抽象,这对教学效果造成不良影响。故在进行教学的过程中,可通过引进初中较容易的生物知识,调动学生的表现欲望,这样不仅可以调动学生积极性,还能为引进新的教学内容起到铺垫作用。因此,教师要发挥其主导作用,为学生创造表现的机会。
例如,在讲授“遗传和染色体”时,可提问初中生物与此有关的知识,这样,初中生物好的学生就提起兴趣,向周围的同学讲述,积极回答老师提问,增强其自信心。而且学生与学生之间的交流更加方便,更能使学生理解,提高了教学效果。在讲授DNA结构时,会涉及化学中的物质结构和物理中力学部分知识。由此,可通过邀请化学或物理知识基础扎实的同学向大家讲授相应部分的原理。在讲授“遗传的两个基本规律”时,会用到概率统计知识,此时要在上课前提醒同学们预习相应部分知识。在制作DNA双螺旋结构模型时,可邀请同学积极参与进来,在手工制作的过程中讨论DNA构造,从而调动其对生物的好奇心和探索欲。
二、引进多媒体教学,运用探究式模式
在教学的过程中注重应用先进的科技,引进多媒体技术进行教学。通过利用多媒体中的幻灯片、图片等使学生对生物构造有直观的认识,实现教学的现代化和智能化。先进的教学方式总能提高工作效率,教师花费较少的心血就可以将知识轻松传授给学生,并使其记忆深刻。同时要改变传统的填鸭式教学模式,转为探究式教学模式。填鸭式教学模式不能引起学生兴趣,总是被动的接收教师传授的知识,缺乏思考,不利于形成系统的知识系统。而探究式的模式是以学生为主体,用相应的问题引导学生分析解决,提高其思考能力的教学模式。生物教师应采用合适的方式方法引导学生展开一步步教学。使枯燥的生物知识变得活灵活现,与生活息息相关。
例如,在讲授遗传和变异时,根据大纲内容将教材内容以幻灯片的形式展示出来,这样不仅有文字,还有图片和声音等。课前做好课件,可以减去上课边讲课边书写板书的辛苦,避免在书写板书的过程中讲错知识。同时学生也可紧跟老师思路,在课堂上对生物内容进行记忆。通过模型和挂图展示生物物质的微观结构以及抽象的生理过程。在讲授噬菌体侵染细菌的过程时可利用DNA双螺旋结构模型生动形象的向同学展示,提高教学效率。教师以参与者身份引导学生在探究的基础上进行集体讨论,使学生主动探究DNA相关知识,从而提高教学效果。
三、理论联系实际,做好生物实验
生物知识来源于生产和生活并应用于实践中,故生物与我们的生活息息相关。在讲授生物知识的过程中要注重理论联系实际并引导学生认真做实验,注意挖掘与生活联系密切的生物知识,唤起学生探究渴望,达到学以致用的目的。生物实验是重要的教学内容,教师一定要认真指导学生做生物实验,以培养其探究能力、思维能力、观察能力和实验能力,从而调动其学习生物的浓厚兴趣。新课标要求生物教学要加大实验操作的比例,由此可知生物实验的重要性。但是,就目前而言我国生物教学中的实验教学内容还较为缺乏,因此,生物教师一定要注意提高自身生物实验能力。首先向学生讲授生物实验的步骤和应该注意的事项,使其在理解的基础上再引导学生利用生活中常见的生物做遗传学部分实验。
例如,教师可通过指导学生在花盆中种植黄色玉米,等其长大后,引导学生观察玉米穗,通过讨论利用遗传学知识解释其发生的现象,巩固其所学知识,提升学生的科学素养。在讲授基因的分离定律时,可通过利用多媒体展示舌两侧能否上卷的图片,然后布置调查问卷作业,让学生调查其父母的舌两侧能否上卷,分析其为显性或隐性。通过分析周边人的一些生物现状而达到灵活运用生物知识的目的。也可以让同学根据患白化病推断其肤色正常的父母基因,并分析此对夫妇再生下白化病孩子的概率,从而针对法律禁止近亲结婚进行解释。通过设计环环相扣的问题激发学生探究热情,提高学习效率。
关键词:应用型本科;园林植物遗传育种学;教学改革
基金项目:吉林农业科技学院2016年高等教育教学改革研究课题项目(项目编号:110092016019)
中图分类号:S68-4 文献标识码: A DOI编号: 10.14025/ki.jlny.2016.20.041
应用型本科是以培养技能型人才为主的本科教育,面向区域经济社会,以学科为依托,以应用型专业教育为基础, 以社会人才需求为导向,培养高层次的应用型人才。时下正处于本科教育应用转型的大背景下,如何高效高质量地完成转型,实现高层次应用型人才培养的目标,成为各高等院校研究探索的首要任务。借鉴德国和瑞士先进的经验,不难发现课程的改革是本科院校转型发展的核心和切入点,构建应用型课程是实现本科院校快速转型的有效路径。
《园林植物遗传育种学》是园林专业本科生的一门重要专业课,通过该课程的学习,使学生了解园林植物遗传和变异的基本规律,懂得如何对园林观赏植物进行品种培育和品种研究,从而为今后从事园林专业工作打下基础。随着遗传学研究的深入、植物育种技术的迅猛发展,以及园林植物新品种的不断涌现,《园林植物遗传育种学》课程的知识体系不断地发生变化,因此该课程的教学难度增加,给教师带来了极大的挑战。本课程组结合该校实际情况从教材、教学内容与方法、实践教学、课程考核等几个方面进行了教学改革初步探索,以期更好地实现教学及人才培养目标。
1精选教材
《园林植物遗传育种学》发展迅速,课程内容大大增加,需选用配套的、合适的新版教材,以避免知识内容的陈旧。选取的教材应该具有系统性、科学性、先进性和实用性。在教学中还应把教材中没有的、最新国内外研究进展讲授给学生,以补充和完善教学内容。此外再以经典教材为参考,如程金水主编的《园林植物遗传育种学》、戴思兰主编的《园林植物遗传学》和《园林植物育种学》等,这些优秀的教材可为教师和学生提供必要的参考,满足专业需要。
2优化调整教学内容
《园林植物遗传育种学》课程实质是由《园林植物遗传学》和《园林植物育种学》两门课程合并而来。两门课程分开来讲授,通常先开设遗传学再开设育种学,这种模式易于造成课程整体的知识点不连贯,从而造成学生学习脱节。在育种学的学习与实践过程中,学生不能很好的应用所涉及的遗传学规律,必然造成一些知识的重复性学习。合并后的课程知识连贯性好,但存在内容多学时少的问题,因此根据学生的知识基础与背景、授课学时,结合本校实际情况,适应转型发展的需要,由课题组进行教学内容论证,逐章逐节对教材内容进行合理的取舍与组织,更好地整合课程内容使教学内容精简优化。如该课程的遗传学部分知识内容与高中生物学存在交叉和重复,为避免学生的重复学习,可减少相关内容的学时分配,教学中要以高中生物学为基础,并改变教学侧重点。孟德尔遗传规律在大学阶段的教授需要让学生掌握“发现问题分析问题试验验证”这种严谨的科研方法与态度,而规律本身内容可通过实验实践来让学生掌握。另外,遗传学与育种学的部分知识内容也要有机地结合,如基因突变、染色体变异与诱变育种相结合,染色体数目变异与倍性育种相结合,既避免重复学习,又防止知识脱节现象的发生。
3改良教学方法
教学中需从传统教学方法的应用中总结经验和不足,根据《园林植物遗传育种学》课程的特点,精心进行教学设计、教学手段与方法的选择。如将现代化教学手段与传统教学手段相结合,在使用多媒体的同时使用黑板辅助教学。根据具体教学内容采用适宜的教学方式,不同的教学内容选取不同的教学手段与方法,可以有效提高教学质量和教学效果。针对一些未能设置实验课的内容,若要学生掌握其相关技能,教学方法应用得当尤为重要,如在课堂讲解的同时,结合启发式教学、组织学生分组讨论等方法,或使用多媒体视频、动画直接展示,都能获得较好的教学效果。虽然《园林植物遗传育种学》课程的教学需要多种教学手段与方法共同使用,但仍需要以多媒体教学为主导,因此多媒体课件的质量十分重要。课件制作既要避免电子书式课件,又要防止课件太过花哨,缺少主题。
4注重培养实践应用能力
为了更好地培养学生实践能力和创新能力,将该课程的实验部分设置为独立实验,与之前相比,实验课程的学时和学分增加了,相对重要性大大提高,学生的学习主动性增强。课题组合理分配了实验学时,如遗传实验和育种实验比例合理,验证实验、设计实验和综合性实验比例合理,并针对开课学期的不同合理设计实验内容。实验教学的目的是通过有限的实验课使学生掌握相关实践技能,提高学生动手与创新能力,因此要从提高学生学习和动手的兴趣出发,改革实验教学。让学生从实验课的准备阶段就开始动手参与,如实验材料的采取,药品配制等;打破学时限制,除完成课上的操作部分,还应让学生完成后期效果的观察与记录,如杂交、选种等。除上述改革外还应注意该课程为“园林植物遗传育种学”,这是一门以园林植物为研究对象的科学,因此,无论是理论课堂的举例还是实验课堂的实验材料都要尽量以园林植物为主,从而提高学生学习兴趣,取得更好的教学效果。
5改进课程考核的方式
通过考核方式的优化,达到综合考核学生知识、能力及素质的目的。以往教学中对学生的考核主要是将平时表现、实验报告、小考、作业和期末考试等项目综合得出的成绩,以此反映学生对课程知识掌握情况,这种方式不能客观地评价学生的实践能力,因此要进行重要实践技能的操作考核,特别是独立实验课的考评更要包括实验原理与实际操作两个方面的考评,从而正确评价学生的学习情况。通过改进课程考核的方式,亦可促使学生对实践的重视,从而实现应用型专业人才的培养。
综上所述,《园林植物遗传育种学》课程教学改革的终极目的是为我国园林事业的发展培养高层次的专业技术人才。该课程的教学改革是本科教育应用转型的需要,是专业发展的需要,需要在不断的实践过程中逐步提升和完善。学生的综合能力(动手能力、创新能力以及解决实际问题的能力)仍有很大的提高空间,这需要在今后的教学中不断进行课程教学改革的探索和总结,以充分开发学生的综合能力。相信《园林植物遗传育种学》的教学改革对园林花卉事业的发展,必定会起到积极的促进作用。
参考文献
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[5]吴建慧,王占斌.在“园林植物育种学”教学中培养学生创新能力的探讨[J].中国林业教育,2005,(03):64-65.
按照《普通高中生物课程标准》的要求,根据本课教学内容的特点和所授学生的认知能力水平,设定教学目标为:
1.知识目标
基因的概念,基因、DNA和染色体三者之间的关系,基因的表达,遗传信息的转录过程。
2.能力目标
本课中通过问题的引导,培养学生的自主学习和探究能力,在基因概念的学习中,注重培养学生的抽象思维能力和想象能力。
3.情感、态度与价值观
让学生通过对基因控制性状探究和对问题的解决,使学生初步学会用辩证观点分析和认识生物体生命活动的基本规律;在体验获取生物知识的成功感受中,养成乐于探索生命的奥秘、具有实事求是的科学态度和科学思维的习惯,培养学生勇于创新的精神和实践能力,逐步形成生物学的基本观点。
二、教材分析
1.教学重点
基因的本质,基因的表达,遗传信息的转录过程。
2.教学难点
遗传信息的转录过程。
三、学生分析
虽然本课内容深奥难懂,但是在学生已学的蛋白质分子结构和DNA复制的基础上,经教师设问、引导。使学生产生浓厚的兴趣和求知欲,激发学生主动去探究,培养学生科学思维和解决问题的能力。
四、教学方式
生物教学不仅是教师讲解和演示的过程,也是学生主动学习和探索的过程。因此,本课就从学生的生活经验、经历中提出探究性的问题,引导学生去思考、去解决,从中获取生物知识。
五、教学过程
1.导语――揭示课题
师述:在美国科幻电影《侏罗纪公园》中,生活着各种各样的恐龙,这些恐龙是科学家利用提取出的恐龙的DNA分子培育繁殖而来的。请问同学们,利用已灭绝的生物的DNA分子,真的能够使灭绝的生物复活吗?
生答:能够或不能够。
师述:不能,因为从DNA到具有各种性状的生物体,需要通过极其复杂的基因表达及其调控过程才能实现,因此,生物复活难以做到,那么基因的表达是怎样的?(引出课题)
2.问题提出,导入新知
那我们先来了解基因,基因是DNA分子上具有遗传效应的片段,是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。
引导学生利用前面所学的染色体组成,DNA的结构,结合基因概念,分析归纳出基因、DNA和染色体三者之间的关系。
基因是具有遗传效应的DN段,DNA是染色体的组成成分,染色体是基因的载体,基因在染色体上呈线性排列。(出示:果蝇某一条染色体上的几个基因图谱)
师引述:DNA的基本单位是脱氧核苷酸,DNA的两条链都是由很多个脱氧核苷酸聚合而成的,每个DNA分子上有很多个基因,每个基因中含有成百上千个脱氧核苷酸,由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序(碱基顺序)不同,因此不同的基因就会有不同的遗传信息。基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代,还可以使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上来,从而使后代表现出与亲代相似的性状,遗传学上把这一过程叫做基因的表达。
那么基因的表达是如何实现的呢?
师述:是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的。
提问:在生物细胞中,基因位于哪里?蛋白质又是在哪里合成的呢?
生答:基因(DNA)在细胞核中,蛋白质合成是在细胞质的核糖体上进行的。
生问:细胞核内的基因如何去控制细胞质的核糖体合成蛋白质呢?
师述:在DNA和蛋白质之间,是通过一种物质――信使RNA(mRNA)作媒介,来完成控制蛋白质的合成的。
引导学生复习DNA的组成,并指出与RNA的区别。
师述:基因控制蛋白质合成的过程:
第一阶段:转录是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成mRNA的过程。
师指出:mRNA没有碱基T(胸腺嘧啶),而有碱基U(尿嘧啶)。
因此,合成mRNA时,需要以U代替T与A配对,这样DNA分子就把遗传信息传递到RNA上。
引导学生总结:
(1)转录的场所:细胞核。
(2)模板:DNA解旋后以其中的一条链为模板。
(3)条件:解旋酶和聚合酶。
(4)原料:细胞质中很多游离的四种核糖核苷酸。
(5)信息传递方向:DNAmRNA。(DAN上脱氧核苷酸的排列顺序决定了mRNA上核糖核苷酸的排列顺序)
六、归纳总结
1.基因的本质
具有遗传效应的DN段。
2.基因的功能
(1)通过复制传递遗传信息。
(2)通过控制蛋白质的合成来表达遗传信息(性状)。
3.转录的概念
在细胞核中,以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成mRNA的过程。
七、教学反思
关键词:高中生物 实验课 课堂教学 探索性教学
生物学既是一门以实验为基础的自然科学,又是一门处于活跃发展时期的边缘学科,所以生物课强调学生的独立思考能力和创新实践能力等学习素质。通过实验了解生物的结构组成和生命活动的规律,是学习和了解生物学知识的重要途径,因此,实验课是生物课教学中重要的组成部分,对学生学好、学会生物学课程起着极其关键的作用。
令人遗憾的是,长期以来高中生物学实验课并没有发挥出它应有的作用,以往的高中生物实验课多是教师严格按照教材内容,照本宣科地演示实验内容,学生则是被动地观看、重复整个实验,教师对学生的考察标准也多是一份实验报告。这样的实验课,学生真正学到的仅仅是一些最基本的实验操作,但真正需要培养和锻炼的创新思维和实践动手能力却完全没有得到体现。针对这种情况,“新课改”提出要加强学生的主动学习意识和创新能力,高中生物实验课探索性教学方式逐渐得到推广应用。探索性教学,简而言之就是,学生按照教材所提供的生物实验主题,收集整理各种思路和方案,自行设计和开展实验。这样可有效激发学生的求知欲,引导学生自主学习,独立思考并动手实践,以此培养学生的创新意识和自学能力。总体而言,高中生物实验课探索性教学的要点有以下几个方面:
一、要培养学生养成科学的思维习惯,真正学会探索
在生物学发展的过程中,每个发现和成就都经过了研究者开创性的设想、周密的实验设计、严谨认真的操作、细致的观察分析以及大量的推理和验证,正是这些研究孕育了生物学。作为初步系统接受生物学知识的高中生,除了要拥有浓厚的学习兴趣和探究生物学领域的好奇心外,还要培养踏实的学习态度和澜鞯难芯肯肮摺>咛宥言,教学中要做好以下两点:
(一)结合科学家的事迹,启发学生,培养学生的科学创新思维能力
以孟德尔两个遗传基本规律的创立为例, 从大胆的设想到实验方案的确定,从材料和性状的选择,统计的方法到结论的推理验证,无论哪一环没有完善的考虑,那么这两个奠基经典遗传学的定律就无从谈起了。做学问就是如此,光有假说或猜想还不够,实验验证的方法和过程也是至关重要的。
教学中要引导学生参照并学习科学家的思路,踊跃自由地思考、讨论,设计严谨的实验方案,培养良好的研究习惯。通过这这种方式的教学,使学生不仅学到了知识,同时也锻炼了自己的科研能力。
(二)培养学生学习科学的研究方法
在教学中,教师应充分地把科学思想和方法结合到授课中,启发学生学习科学的研究方法,并在实践中得到锻炼。还以孟德尔之的遗传学两大规律的发现为例,他在研究时,对复杂的杂交表型,只选取其中一对差异最明显的性状观察记录,大大简化了研究的对象和范围,另外他首次把数理统计方法引入生物学的研究中,这些研究方法都是学生在自己设计实验时值得学习和借鉴的。
二、创设或改良探索性实验,给学生提供更多实践机会,鼓励学生主动探究
高中生物课程中很多实验课内容都给学生留有较大的自由度和发挥空间,教师在教学实践中可将这些模拟实验和验证性实验设计为探索性实验教学,为学生提供更多的动脑和动手的机会,将学生的实验操作由被动重复变为主动探究,从而更有效地激发学生的求知欲,培养学生的主动学习能力,使学生在探索研究的过程中丰富自己的知识,提高自己的能力。
举例说明:在观察植物细胞的有丝分裂各个时期这个实验的教学中,在完成教程的教学目标后,教师可做适当拓展,引导学生自己做进一步探索性实验分析:实验材料为什么选用洋葱根尖分生区细胞,其他植物的细胞是否可以?在选用材料时有哪些注意事项?染色体和染色质区别在哪?染色的机理是什么?实验方法有没有可改进或简化的可能?在确定这些问题和实验目的后,引导学生认真思考、积极讨论,鼓励学生自己动手设计实验验证自己的想法进而得出结论。这样一来,学生的探究热情就会被充分调动起来,积极主动地参与到实验课中,如果课堂时间充分,教师还可根据学生们的探索性实验的结果,引导学生完整设计一个用其他植物细胞为材料,用其他染色剂染色的实验。
通过类似以上这样的实例可发现,学生得到主动在实验课中探索学习的条件时,是能够在实验过程中发现问题并有效解决问题的,教师在教学过程中贯彻探索性教学的思路,适当设计探究性实验,会使学生的学习兴趣和学习能力得到有效提高,另外,学生在自己通过实验更好掌握了知识的同时,对自己的信心也会增强,有利于其个性的发展。
三、学生自主设计探究性实验时要适当给予指导
教师在实验教学中应当尽量鼓励学生运用所学的知识,认真分析,积极主动地进行实验设计,但也要注意把握好尺度,毕竟高中阶段的学生刚刚比较系统地接受生物学知识,知识储备和分析能力都有限,完全放任而不做适当的指导极有可能会让学生在学习实践中遇挫或绕弯路,严重时会影响他们的学习积极性。教师在高中生物实验课上进行探索性教学时正确的方式应该是适当指导,有效监督,适时鼓励,合理纠正,要兼顾教授知识和培养能力。
例如,在学习物质跨膜运输的实例时,教师可以通过日常生活的现象进行提问,比如在家包饺子时,妈妈经常会把白菜剁碎了放上盐,静止一段时间后会出现什么情况?学生通过讨论分析以及自己的观察,可以得出会有水分渗出来的结论,根据学生讨论的结果,授课教师可以紧接着提出第二个问题,水为什么会渗出?根据已有的生物学知识,学生自然会想到是植物细胞中有水分流了出来。然后教师可以追问为什么放盐后植物细胞会流出水?这一连串的问题刺激了学生们求知和思考愿望。
四、结语
总之,积极引导学生自己去探索,主动思考问题,设计实验验证自己的想法,这样的探索性实验课教学比简单的模拟重复更能培养和提高学生的实验技能和创新能力,不仅可使学生深刻理解并掌握知识要点,而且激发了学生学习兴趣和热情,有利于其全面发展。
参考文献:
[1]国家教育部.全日制普通高中生物新课程标准[S].2014.
[2]邓卫民.论新课程标准下的高中生物教学[D].郑州:河南大学,2007.