前言:我们精心挑选了数篇优质生物科技论文文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。
1选好题材
生物世界是一个绚丽多彩、奥妙无穷的世界。生活在这样美好的世界里,教师应该如何指导学生选择好题材开展科技活动呢?学生们经常无从着手,教师要帮助学生首先选择好题材。选好题材应注意以下几个方面。
1.1题材难易适当、大小适宜,具有可行性
引导学生选择自己熟悉的感兴趣的题材,选题时要根据学生的知识水平和能力水平,选择难易适当的,学生能胜任的题材,同时要考虑到与题材相关的实验材料、仪器设备、时间、产地等可行性条件,切忌脱离实际。当然,小论文题目不宜太大,范围要适当,这样才能有利于搜集资料,进行观察、调查和研究,也能激发学生的积极性。题目太大太广,学生无从着手,容易半途而废且挫伤学生的积极性。
如“洛阳市七年级学生的饮食习惯与营养状况调查”题目范围太大,在教师张颖的指导下改为“洛阳五中七年级学生的饮食习惯与营养状况调查”后,具有很强的可操作性。又如“洛龙区用水情况调查报告”题目范围也太大,在教师张会娟的指导下改为“洛龙区李楼地区用水情况调查报告”后,15名学生经过分工,历时两周,对不同地理位置的20个自然村、30个家庭、4家乡镇企业进行了调查。调查项目涉及生活用水情况、农业用水情况、乡镇企业用水情况。学生们通过调查,呼吁全社会要保护水资源,提醒身边的人要节约用水,同时提出了保护水资源及节约用水的相关建议和措施。其中《洛龙区李楼地区用水情况调查报告》一文获2008年河南省初中生物优秀科技小论文评选一等奖(以下简称省一等奖)。
1.2题材要新,要有创意
创新是科技小论文选取题材的重要特点,也是选题过程中值得努力和追求的地方。学生选题中提出的事实资料,对既往的理论有所补充甚至发展,或是对同一问题已有过资料,但还需要结合当地当前实际进行调查、研究和统计,仍然是新的、有创意的。
如王金菊老师辅导的学生焦梦迪所写的《鱼的再生》一文,发现小金鱼可以再生出尾来,并配有彩色照片,这补充了再生动物的种类。又如从2008年1月30日开始,50年难遇的大雪席卷中华大地。学生通过新闻知道了政府在道路上撒盐除雪,便于人们出行,但学生不清楚撒盐除雪的道理,于是便询问教师,几个学生在教师的指导下,通过实验搞清楚了撒盐除雪的科学道理。但教师并没有就此打住,追问学生“撒盐除雪”有没有危害呢?几名学生带着教师的问题查阅了大量的资料,写出了《撒盐除雪后的思考》一文,获2008年省一等奖。
2资料收集
小论文资料收集的过程就是学生开展科技活动、进行科学活动的过程,它为小论文的写作准备了素材。如相关的调查资料、实验数据、观察结果等。根据选题特点,选择收集资料的方法一般有观察法、实验法、调查法等。一般来说,针对不同的题材,应采用不同的研究方法来收集资料。收集资料力求准确、实际,结合课题特点。
2.1观察类科技小论文的资料收集
观察是科学研究方法的第一步,要求以客观的态度,在自然常态下进行。观察法是教育科研中的基本方法,是由研究者根据一定的研究目的、研究提纲或观察表,用自己的感官和辅助工具去直接观察被研究对象,从而获得资料的一种方法。科学的观察具有目的性、计划性、系统性和可重复性。
如《鱼的再生》一文中,小作者观察了小金鱼的尾巴被大鱼咬断后再生出新尾的过程,并配有不同阶段的彩色照片,使人明白了小金鱼的尾可以再生的事实。
观察的一般要求:①养成观察习惯,形成观察的灵敏性;集中精力勤奋、全面、多角度进行;观察与思考相结合。②制定好观察提纲。观察提纲因只供观察者使用,应力求简便,只需列出观察内容、起止时间、观察地点和观察对象即可,为使用方便还可以制成观察表或卡片。③按计划(提纲)实行观察,作好详细记录,最后整理、分析、概括观察结果,作出结论。
2.2实验类科技小论文的资料收集
实验是获取生物学知识的重要手段,是科学研究过程中的一个重要环节。实验是指在人为控制条件下,研究对象的变化,以其结果论证科学结论的一种方法。根据实验目的不同,可将实验分为验证性实验和探究性实验。
2.2.1验证性实验
验证性实验是指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验。
如洛阳市第二外国语学校的马妍娇同学在学习了“茎的疏导功能”后,利用一枝白色玫瑰在蓝墨水里放了十二天后,变成了价格不菲的“蓝色妖姬”作为妈妈的生日礼物,既验证了课堂上所学知识,又培养了学生节俭的习惯和孝敬父母的品质。崔凤娥老师辅导的《“蓝色妖姬”,智慧的爱》一文获2008年省一等奖。
2.2.2探究性实验
探究性实验是指实验者在不知晓实验结果的前提下,通过自己实验、探索、分析、研究得出结论,从而形成科学概念的一种认知活动。
通过实验得出科学结论的过程中应注意:①分清实验组和对照组。②分析实验设计中的单一变量。③注意实验操作步骤的前后顺序要有逻辑性(前因后果),环环相扣,各步骤要严密、完整。④注意实验用具与试剂及需要控制的实验条件。⑤观测指标的确定:观测指标对自然科学来说是一种标志,即在实验观察中用来指示研究对象中某些特征可被研究者或仪器感知的一种现象标志,通过它可以推测某些特定的事实,并从中得出特定结论。好的观测指标的要求是有用性、合理性、客观性和灵敏性,对人还需是无害的,简言之,观测指标要求可观察或可测量,最后都要达到可记录。⑥在确定好观测指标的前提下,注意实验结果的观察、记录和分析,最后对结果作出科学的解释并得出正确的结论。
如洛阳市第三十中学李静老师辅导的学生廉晓云在《自己动手发豆芽》一文中做了4组对照实验,以探究化肥、无根剂对黄豆芽根长、茎长、子叶大小、茎的粗细、根形与根毛数量、湿重、口感等方面的差异。通过实验对比发现:4号盘——加复合肥和无根剂(6-苄基腺嘌呤)的豆芽最粗,最好看,产量最高,这就是不法商贩用化肥、无根剂等发黄豆芽牟取暴利的原因,从而提出了“我们应该自己动手发豆芽,才能吃得放心,吃出健康”的倡议。《自己动手发豆芽》一文获2008年省一等奖。
2.3调查报告类科技小论文的资料收集
调查法是教育科学研究中常用的基本研究方法,一般由调查者通过问卷、访谈、考察测量等手段,有目的、有计划地搜集有关资料,并对收集到的大量资料进行分析、综合、比较、归纳,从而形成关于某一问题的科学认识的一种研究方法。
运用调查法进行研究,一般分为四个阶段:确定调查课题,制定调查计划;收集资料;整理资料;总结,撰写调查报告。其中,收集资料是调查的重要环节。
2.3.1问卷调查法
调查者运用事先设计好的问卷向被调查者书面了解情况并征询意见。如洛阳五中张颖教师辅导的学生张亦舒等所撰写的《学生饮食习惯与营养摄入调查》一文使用了问卷调查法。调查前编写了调查问卷,对该校七年级160余名学生进行了调查,调查后分别用了4幅柱形图和1幅饼状图对结果进行了统计分析,建议“有良好饮食习惯的同学继续保持;饮食习惯欠佳的同学从小处着手改正;营养过剩的同学加强锻炼,调整饮食结构;营养不良的同学多补充营养。希望大家合理膳食,吃出健康。”《学生饮食习惯与营养摄入调查》一文获2009年洛阳市一等奖。
2.3.2访问调查法
访问者通过上门访问研究对象或利用电话直接与研究对象交谈,获取所需要的资料。如本文前面提到的洛龙区第三初级中学张会娟教师辅导的学生张茜等所撰写的《洛龙区李楼地区用水情况调查报告》一文,使用了访问调查法,在此不再赘述。
2.3.3考察测量法
研究者以测验量表进行实地考察测量,获得第一手相关资料。如洛阳市26中学王运来老师指导的学生王嘉吴等所撰写的《超薄塑料袋的调查报告》一文,是在2008年6月1日起国家“限塑令”开始执行后,学生看到菜市场和有的商场仍使用超薄塑料袋,又看到环卫工人在清理垃圾时清理出来大量的超薄塑料袋,由此,学生们选取洛阳市解放路23号院第3栋楼住户进行实地考察测量,统计分析后为“限塑令”的进一步落实提出了合理化的建议,并发出“拒绝超薄塑料袋,从我做起”的倡议。
运用调查法收集资料时应注意:①根据研究课题的性质、目的和任务,确定好调查对象和调查地点。②拟定好调查计划。包括确定所采用的调查方法、调查项目和调查进程。③选择和编制好调查工具。包括制定调查表格、观察记录表、问卷、访谈提纲等。在编制过程中要遵循一定的技术要求,以保证调查工具的科学性和实用性。④实施调查后对收集的调查材料要进行统计、整理、分析,得出结论性的意见并撰写调查报告,对所研究的问题作出解释,并提出问题的意见和建议。
初中生生物科技小论文在资料收集方面,除了上述方法外,还有文献研究法、采用网络在线投票调查等,由于篇幅所限,本文不再详述。
洛阳市初中生在近两年的河南省中学生生物科技小论文评选活动中取得突出成绩,有8篇小论文获省一等奖,15篇获省二等奖。科技小论文是科技实践活动的结晶,帮助初中生选好题材和学会常用的资料收集方法,有利于学生写出具有初步的科学性、逻辑性和有效性的小论文,便于学生了解科学研究的一般方法,培养学生初步的科研能力,提高生物学素养,教师任重而道远,愿我们共同努力。
提高办学门槛和人才培养的市场针对性
应改变目前生物技术专业设置混乱的状况,压缩生物技术本科专业的办学规模。生物技术专业应由实力雄厚的综合性大学或者确有办学实力的地方性大学承办,对于经费紧张、设备落后、师资薄弱的高校建议其不再开设生物技术专业,同一地区多所学校的生物技术专业可以合并,把国家有限的教育投资和优势资源用在培养生物技术精英上。生物技术专业的研究开发人员培养周期长,大学本科毕业生只能算是刚刚入门,只有在研究生毕业5年甚至10年之后,才具有产品和技术的开发能力,而大多数生物技术企业目前最需要的是研究开发型人才[7]。因此,研发人员的培养责任更多在于企业本身。但我国的生物技术产业刚刚起步,相关企业多数规模小、资金少,无力承担研发人员的培养责任,而且我国的企业家们目前还普遍缺乏培养人才的责任感,每招一个员工就想让他尽快为企业创造最大价值,认为培养人才是政府和学校的事情。从近年来大学生就业的情况可以看出,很多具有高深理论素养、缺乏动手能力的大学生甚至研究生已不为企业所青睐,企业欢迎的反而是具有实际操作能力的高等职业技术学院的学生。但高等职业技术学院的毕业生由于理论水平不够,永远只能做熟练的操作工,对于企业的产品质量升级和开发新产品无能为力。企业要想提高产品的科技含量和市场竞争力,要想扩大我国生物技术产业规模和提升国际竞争力,还得依赖既懂理论又有技能的人才。因此,有必要革新办学机制,建立生物技术专业本科和研究生培养体系,培养大批精通理论、技术和管理的业界一流人才。
进行课程体系和教材改革
我国的生物技术专业具有多元化特点,分布在理、工、农、林、医、师范等各类大学,不同类别学校的特点和优势不同,生物技术专业的课程体系也不完全一样。为体现不同类别学校的培养特色和满足职场对不同类型生物技术人才的需求,有必要制定各类高校生物技术专业的特色培养方案,合理的培养方案是培养出合格人才的保障,而培养方案的实施需要完善的课程体系。生物技术是生命科学的前沿和尖端学科,其发展日新月异,新技术、新成果层出不穷,相应的新学科不断产生,而新学科的产生是继承和发展旧学科的结果。这样新学科之间、新学科和旧学科之间就出现了知识内容的渗透和交叉,反映到大学课程体系中就是课程之间教学内容的重叠较多。为减轻学生负担,提高学习效率,在有限的时间里让学生学会更多的知识和技能,必须对现有的课程体系进行深入改革。要根据人才培养的需要,及时更新陈旧的教学内容,变革传统的课程结构,对旧课程的教学内容进行更新、整合和重组。由于生物技术专业强调动手能力和实验技能,理论课与实验课应分成不同的课程体系,既相互联系又各自独立。教材改革是课程改革的重要体现形式,课程体系的构建和完善必须依赖教材建设。教材改革是生物技术专业改革的重要环节,也是学校教学水平和办学特色的集中体现。目前高校教材种类繁多,同一门课有多种版本的教材,不同教材的侧重点不一样,知识结构及与其他课程的联系程度也不一样。为使学生的知识积累具有递进性和连贯性,应该使用系列的专业课教材。建议国家建立专门的生物技术专业教材编写委员会,其成员应为具有丰富教学经验的一线教师,结合不同类型高校的培养方案,编写系列教材,每2~3年更新一次。各地区或各高校也可参考国家统编教材,编写适合自身教学与发展需要的系列教材。
加强学校与学校、学校与企业之间的联系与合作
国内重点高校应多与国外生物技术专业办学成功的高校进行交流,定期派遣教师去国外进修学习,并聘请国外有经验的高校教师来国内讲学。另外,国内的普通高校应与重点高校加强联系与合作。重点高校由于拥有更优秀的师资、更多的国家投资和更广泛的信息资源,不仅要起到领头羊的作用,还应对普通高校进行“帮、扶、带”。在政府指令和双向选择下,重点高校与普通高校实行手拉手的合作,重点高校定期派遣优秀师资到定点合作高校进行教学服务和教师培训。生物技术专业的培养目标主要是为生物技术产业提供适用人才,所以高校不仅要完善学生知识结构,还应熟知社会需求。因此,加强与企业之间的联系与合作是高校不能回避的现实。这种联系应该是双向的,不能仅仅是把学生送到某个企业进行生产实习就够了。学校还应经常派专业课教师到企业参观、学习和交流,让老师了解产业的发展现状;同时聘请企业的高管和技术骨干到学校讲学,向学生介绍产业发展状况和企业需求,并让学生了解企业运作模式。与企业的联系不能眼光只盯着实力雄厚的大型企业,还应和当地不同层次的生物技术企业加强联系,了解不同层次企业的发展现状及其对人才的需求,毕竟国内生物技术产业还比较薄弱,在国际和国内市场上具有超强竞争力的企业还廖廖无几,能够大量吸收毕业生的还是数量庞大的中小企业。通过学校与学校、学校与企业的联系与合作,可以明晰高等教育生物技术专业的培养目标,改善生物技术产业高层次人才结构,促进生物技术产业的科学发展。
现代生物技术发展带来的主要伦理问题
1人的生命安全伦理问题
这主要体现在转基因食品的大量推广上,目前转基因食品在超市和厨房里占据了主导地位。转基因生物体和转基因食品是否会破坏食物中的营养成份、对人体是否有毒、是否会破坏抗体、是否会削弱免疫力等问题在科学上既无确证也无否证,但转基因技术已经在广泛应用推广,对人类生命安全造成了潜在的危胁。国际消费者协会认为,转基因食品可能会引起过敏反应,影响人体抵御病毒的能力,而且这种不良后果,可能需要一定的时间才能反应出来。一些实验室通过对动物进行实证,发现其严峻的负作用已经显现。
2环境和生态安全伦理问题
若那些经基因工程改造过的细菌、病毒等微生物流散到自然环境中,可能会对其他生物和生态环境造成危害,甚至产生出新的病原,对人类生命安全构成新的危害和威胁。同时,转基因生物进入生态环境后,也会改变自然界的正常遗传体系,进而破坏其生态平衡和进化秩序。
3人的尊严和人体伦理问题
现代生物技术的发展存在着侵犯人尊严的问题,特别是对人类胚胎干细胞的提取和利用,导致人的细胞、组织、器官、胚胎都可能成为试验操纵的对象和商业获利的手段,严重侵害人的尊严。基因组检测和基因诊断等生物技术手段的应用,以及基因治疗、辅助生殖技术、器官移植等治疗手段也均在不同程度上侵犯了人体基本权利和尊严。
4公正性和隐私权伦理问题
当下,“借用子宫”、“借用”、“母亲”、“试管婴儿”等生物高技术现象已有发生,依赖现代生物技术孕育的生命体从一开始就存在生命变异风险,同时其基因隐私信息也可能暴露无遗,带来的后果是社会歧视、畸形成长及不正常的伦理道德关系,其生存和发展的公正性和隐私权均受到了侵犯。
发展现代生物技术的基本伦理原则
现代生物技术的发展引发了诸多现实问题,从伦理属性上来说均可归属于生命伦理范畴,其核心问题是“该”与“不该”发展、“应当如何”发展和“实际如何”发展等伦理问题,其基本伦理原则是尊重人、不伤害人、有益于人、公平对待人等伦理问题[4]。生命伦理学的出发点是“不伤害人”,落脚点是解决“应当如何”的问题,“应当如何”包含有“应当”可持续发展、“应当”公平发展、“应当”共有责任等伦理原则。只有在遵守这些伦理原则的基础上,发展现代生物技术才能造福人类、有益人类,同时使现代生物技术规避安全问题,形成良性的可持续发展态势。
1不伤害原则
现代生物技术是人类认识和改造自然的结果,其目的是为人类服务的,是满足人类需要的实践活动,应该是有利于人的生存和发展的,绝不能因为眼前利益、经济利益驱使和极少数人的需求而伤害整个人类。不伤害原则的伦理规范包括3方面:①不伤害人的生物属性,即不伤害人的本原基因,不能对人的基因进行跨物种基因重组和提取重组;②不伤害人的社会属性,现代生物技术揭示了生命的本质和奥秘,于是生命检测技术、辅助生殖等技术也得到应用,人的隐私权、自受到侵犯,自然伤害到人的社会属性;③不伤害人的生存和发展,这主要是指大量转基因技术、酶工程等在食物上的应用可能使人的生命安全受到威胁。不伤害原则是现代生物技术伦理的根本原则,是现代生物技术研究和推广活动所必要的道德义务,包括“不应该造成、应该阻止、应该消除恶和伤害,应该尽力提升好”[5]。它可约束和调节研发主体的行为,把“不伤害人”作为最基本的伦理道德准则。
2可持续发展原则
至今为止,人类赖以生存的地球已面临越来越严重的威胁,资源枯竭已是世界性难题。在这一背景下,现代生物技术将发挥不可替代的重要作用,新物种的研发和新型绿色能源的替代缓解了人类资源压力。然而,现代生物技术缓解地球资源是有限的,甚至具有潜在破坏性。现代生物技术研发活动是一种人工技术,打破了物种之间的界限及生物进化中的自然秩序,跨越了物种之间的天然屏障,创造了新的生物体,重塑了自然界的生命,使自然生物链时刻处于复杂紊乱中,人的生存环境和整个地球生态系统处于重新融合和调节中,影响着人类社会可持续发展。因此,人类对其的主观能动性要有所限制,在改造自然和人类自身的时候要进行理性选择和伦理分析,不能脱离可持续原则创造新的生物体,不要偏离伦理道德关系改造生存环境。在遵循自然规律的基础上发展现代生物技术,使技术的发展、人类的安全和自然的保护三者统一,才能达到人类发展的可持续性。
3公平发展原则
地球和自然环境是全人类的,共同公平地存在和发展才是一个良性的自然生态系统。公平发展原则包括3个层面:①人类代际公平发展,现代生物技术的研发与应用一定要考虑到当代人的利益,也要考虑到后代人的利益,要兼顾到眼前利益和长远利益,绝不能因为眼下的生存发展压力和商业利益的驱动而广泛滥用现代生物技术,把潜在的危险和伤害留给后人;②人类与其他生物群种的公平性,人类应与其他生物群种和谐相处,保护地球上所有的物种就是保护自身的生存环境,不能破坏生物链和生物的多样性,人类只有与其他物种在生态系统中公平的生存和进化,才能实现人的全面自由发展;③不同国家与地区公平发展,经济社会发展和环境保护是世界各国共同的任务,世界各国和地区有可能为了自己的发展而伤害了他国的环境,这种做法显然违背了人类的公平和伦理道德,世界各国家或地区所实施的现代生物技术应以全球整体利益和共同发展为前提,互相间加强合作,共同应对生物技术引发的灾难性事件。