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关键词:生物学概念 教学 策略
中职生物学概念较多,是中职生物学教学的重点、难点。正确的生物学概念,既是生物学知识的组成部分,又可为获得更系统的生物学知识奠定基础。传统的概念教学就是教师讲、学生背的过程。新型的概念教学不仅仅是让学生学习、掌握了某个概念,更重要的是通过概念的学习,培养和提高学生的学习能力。在教学过程中,教师可以根据不同的教学内容以及学生的不同认知情况,采取不同的教学组织方式来实现概念教学。
一、抓住关键字、词,理解概念的内涵和外延
生物概念是用简练的语言高度概括出来的,其中每一个字、词,每一句话、每一个注释都是经过认真推敲并有其特定的意义,以保证概念的完整性和科学性。在教学概念时,教师可指导学生自己分析概念,并从关键性字词入手学习。这样的学习过程学生不仅强化了概念,有利于加深对概念的理解,而且提高了学生对文字的处理和分析能力。如学习光合作用的概念时,书上给出的定义是:光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。教师可以先让学生讨论,找出关键字词,从中概括出进行光合作用的场所、条件、原料、产物。再引导学生进一步了解光合作用的探究历程和具体的两个阶段。
又如,酶的概念:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数的酶是蛋白质,少数的酶是RNA。“活细胞产生”“催化作用”“有机物”是酶概念的内涵,体现了酶的本质属性:只有活细胞(又指全体活细胞)能产生与无机化学催化剂功能相同的有机物。“蛋白质”“RNA”从化学成分上界定了酶的范围(酶一般为蛋白质,RNA也能起到酶的作用),这是概念的外延。一个基本概念一般由“内涵”和 “外延”两个部分组成。在这样的概念讨论学习中,教师不但让学生自己建立清晰的概念,同时也引导学生理解掌握概念的内涵和外延,也适时地培养了学生的分析、思维能力,提高学生的学习能力。
二、重视相似概念的辨析、比较,把握概念之间的本质区别
在学习过程中,我们会遇到很多概念,致使我们在学习时易混淆不清,在运用时产生错误的理解,或把一个概念的某些属性运用到另一个概念中去。因此,在学习时要运用辨析、比较的方法区别易混淆的概念,通过列表格等方式对相关概念进行比较和联系,找出概念之间的本质属性,区别概念之间的差异以达到对概念的正确理解和区别。由于表达概念的词语基本相同(如生长素与生长激素),或内容上有共同的因素(如半透膜与选择透过性膜)。例如:生长素与生长激素,可从它们产生的部位、化学本质以及生理功能等方面进行比较,生长激素是由动物的脑垂体前叶分泌的一种动物激素,其化学本质是蛋白质,具有促进生长的作用,主要是促进蛋白质的合成和骨的生长;生长素是由植物体的特定部位产生的一种植物激素,其化学本质是吲哚乙酸,具有促进和抑制植物生长的双重作用。又如:半透膜与选择透过性膜进行概念教学时,半透膜是指一些物质可以透过,另一些物质不能透过的多孔性薄膜,如猪肠衣、鸡卵的卵壳膜、离体的膀胱膜、蚕豆种皮、青蛙皮等。根据半透膜是否具有生命现象可分为生物膜和非生物膜。选择性透过膜是具有活性的生物膜,它对物质的通过既具有半透膜的物理性质,还具有主动的选择性,如细胞膜。因此,具有选择透过性的膜必然具有半透性,而具有半透性的膜不一定具有选择性透过,活性的生物膜才具有选择透过性,从而使这两个概念的区别一目了然。在生物学中,还有很多概念属于这种情况,如反射和应激性、先天性疾病和遗传病、性激素和性外激素等等,均可用比较法进行学习、巩固。
三、运用归纳、整理法,构建知识体系
在中职生物教学中,许多章节都涉及到大量的概念。在复习教学中,教师及时指导学生建立一些相关概念的连接,使概念清晰化和系统化,可以将零散的知识系统地构建成一个知识网络,对知识进行全面巩固,能更好地组织和呈现教学内容,能更有效地监控自己的教学过程,从而提高教学效果。
植物化学物包括很多种类,其中有植物激素,与其相对应的是动物食品化学物中的动物激素。不过,人们习惯上所称的植物激素并非严格意义上的激素,只是与动物激素相对应的一种通俗和习惯说法。
什么是动物激素、植物激素
动物激素主要是由动物分泌细胞或内分泌腺分泌的一类信息传递物质,大部分是蛋白质,少部分是核糖核酸(RNA)和固醇类物质。
动物激素按化学结构大体分为四类。一是固醇和类固醇,如肾上腺皮质激素(皮质醇、醛固酮等)、性激素(雌激素、孕激素及雄激素等);二是氨基酸衍生物,如甲状腺素、肾上腺髓质激素、松果体激素等;三是肽类与蛋白质,如下丘脑激素、垂体激素、胃肠激素、胰岛素、降钙素等;四是脂肪酸衍生物,如前列腺素。
植物激素又称植物生长调节剂,是植物体内合成的对植物生长发育有重要调控作用的几类微量简单的小分子活性有机物质,也被称为植物天然激素或植物内源激素。已知的植物激素主要有六类:生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯和近来普遍认可的油菜素甾醇。除了植物中的天然激素外,一些植物激素也可以人工合成。
此外,现在人们所说的植物激素还包括植物化学物中另外一些物质,如大豆异黄酮这类物质,由于它与人体中的某种激素结构相似,因而具有类似的激素功能,所以也被称为植物激素,但严格意义上讲,由于它们对植物本身生长不具有调节作用,不能算作植物激素,但习惯上已经这样称呼,因此谈到植物激素应区分为两种,一是对植物自身有调节作用的植物激素,一是对人体或动物有生理调节作用的植物激素。
食物中的动物激素
食物中的动物激素主要来源于动物食品,如各种动物的肉类和脂肪中含有的激素。其中,人们比较熟悉的是牛奶和牛肉中的生长激素。动物如同人一样,在其生长和生存的时间内会分泌种种激素,如生长激素、雄激素、雌激素。如果仅仅是食用动物自身分泌的包含在肉类和脂肪中的种种激素,对人的危害是微乎其微的,否则,人类就不可能通过吃动物食品而进化和维持自身的功能。
让人们担心的是,在现代科技和工业发展的引领下,现代养殖业成为一种集约化的工业作坊,人类用尽了各种方式刺激所饲养的动物生长,以求它们多出肉、多下蛋和多产奶。于是,人们怀疑这种催生的动物食品中的种种激素可能对人类有害。对于这种怀疑,可以通过了解对养殖的肉牛和奶牛使用生长激素的过程来解释。
生长激素是动物大脑中分泌的一种蛋白质,用于促进动物的生长。牛也会产生生长激素,即牛生长激素(bGH),牛自身的这种激素对人的健康并不产生影响。但是,在上世纪80年代,生物工程技术的发展产生了重组牛生长激素(rbGH,也称牛奶激素)。为了让奶牛多产奶和肉牛多长肉,养殖者对奶牛和肉牛注射rbGH,就会增加产奶量和产肉量。以产奶而言,对牛使用牛奶激素之后,产奶量可以增加百分之十几。显然,人们担心对奶牛使用了rbGH之后是否会对人的健康有影响。
对于这种情况,美国食品与药品管理局(FDA)要求相关部门进行大剂量的短期动物试验。在连续28天的试验中,老鼠被喂的rbGH剂量高达奶牛注射的rbGH剂量的100倍,但是没有发现老鼠各项生理指标有异常。据此,FDA认为,食物中的rbGH不会被吸收,因而不必进行长期的安全性试验就可以得出安全的结论。
原因在于,无论是牛身上天然的bGH还是注射进重组的rbGH,这些激素的本质都是蛋白质。蛋白质被吃之后,都会被消化成氨基酸碎片才能被吸收,因而不会产生副作用。但是现在不能排除蛋白质整体或者大片段被人体吸收的可能,如此就有可能对人体产生其他影响,因而需要进行长期的检测来确定其是否对人有害。
尽管对牛使用rbGH不会让牛奶和牛肉中的rbGH含量增加,也不会对人体造成危害,但是加拿大的研究人员发现,rbGH的使用会增加牛奶中另一种激素――胰岛素样生长因子I(IGF-1)的含量。胰岛素样生长因子I也被称作促生长因子,是一种在分子结构上与胰岛素类似的多肽蛋白质。IGF-1在婴儿的生长和在成人体内持续进行合成代谢具有重要意义。一些流行病学调查显示,IGF-1似乎与前列腺癌等癌症有一定关系。如果是这样,饮用含rbGH的牛奶就有潜在健康风险。
对此,FDA也作了回应。根据研究,rbGH固然可以导致IGF-1增加,但幅度很小,小于牛奶中IGF-1的正常波动。对一头奶牛使用rbGH之后,所产的奶中IGF-1的含量会有微弱上升,但是上升之后的含量可能还是会低于许多不使用rbGH的牛奶。此外,人体内本身含有IGF-1,不管所喝的牛奶是否使用过rbGH,所获得的IGF-1跟人体内本身含有的IGF-1相比都微不足道。
此外,经过加热、消化、吸收之后,IGF-1在人体内也不再具有生物学活性。所以,FDA认为IGF-1与癌症的关系只是一种多因素的相关性,迄今并没有证据说明IGF-1是致癌的原因。联合国粮农组织和世界卫生组织下的食品添加剂联合专家委员会(JECFA)也与FDA的观点一致,认为牛奶中的IGF-1对人的健康不构成隐患。因此,美国并没有禁止养牛业使用rbGH。
不过,美国禁止的是对牛使用其他激素,如己烯雌酚,要求在牛屠宰前10天停止喂含己烯雌酚的饲料。世界卫生组织也早就从1981年开始禁止对养殖的动物使用己烯雌酚和己烷雌酚。这些激素加入动物饲料可促进动物生长。后来,陆陆续续有研究发现,残留于肉食品中的激素一旦通过食物进入人体会明显影响肌体的激素平衡,有的甚至致癌、致畸;有的引起肌体水、电解质、蛋白质、脂肪和糖的代谢紊乱,还可能引起儿童性早熟等。
如果严格按照动物饲料添加剂法规和畜牧业养殖法的规定,动物食品中包含的激素是难以对人的健康造成危害的。中华人民共和国农业部根据《饲料和饲料添加剂管理条例》公布的《饲料添加剂品种目录》(2014年2月1日实施)共有二百二十多种饲料添加剂产品,只要养殖者能严格执行,我国的肉类食品是安全的。
食物中的植物激素
植物激素分两类,一是对植物有作用的激素,如刺激作物生长,二是植物中的一些化学物质与人体中的激素结构相似,有类似人的激素的功能,如异黄酮。从饮食营养角度指称的植物激素其实是植物化学物的一部分。
植物化学物包括萜类化合物、有机硫化合物(如异硫氰酸盐)、类黄酮、异黄酮、植物多糖等。植物化学物质具有多种生理功能,主要表现在几个方面:抗氧化作用、调节人体免疫力、抑制肿瘤、抗感染、降低胆固醇、延缓衰老等。它们的总体功能是,维护人体健康,预防许多慢性病,如心脑血管病和各种各样的癌症等。
人们比较熟悉的植物激素是大豆异黄酮,是大豆生长中形成的一类次级代谢产物,具有生物活性。由于是从植物中提取,与雌激素有相似结构,因此大豆异黄酮又称植物雌激素。然而,大豆异黄酮广泛存在于豆类、谷类、水果、蔬菜等三百多种植物中,日常饮食中除大豆及其制品外,小麦、黑米、扁豆、洋葱、苹果、石榴、银杏、葵花子和橙汁等食物中含量也相对较高。
异黄酮能发挥人体雌激素的功能或作用是因为大豆异黄酮既能代替雌激素与雌激素受体结合发挥雌激素样作用,又能干扰雌激素与雌激素受体结合,表现为抗雌激素样作用。大豆异黄酮显示雌激素活性或抗雌激素活性主要取决于人体本身的激素代谢状态。对高雌激素水平者,如年轻动物和雌激素化的动物及年轻女性,可显示抗雌激素活性;对雌激素水平较低者,如幼小动物、去卵巢动物、绝经女性,则显示雌激素活性。
大豆异黄酮的雌激素样作用对老年女性和许多与雌激素水平较低而诱发的疾病,如血脂升高、动脉粥样硬化和骨质疏松等,有一定的预防和治疗作用。此外,由于大豆异黄酮物质结构和雌性激素相似,能结合到细胞表面的雌激素受体,激活其抗癌症机制,能减少女性患子宫内膜癌、乳腺癌的危险。另外,大豆异黄酮还可以使癌细胞转化为具有正常功能的细胞,并抑制不良肿块结构,因而能防止肿瘤增生和癌细胞扩散。
另外,从饮食营养的角度看,类黄酮也是一种植物激素,主要存在于柑橘类、苹果、梨、红葡萄、樱桃、黑莓、桃、杏等水果和胡萝卜、芹菜、西红柿、波菜、洋葱、西兰花、莴苣、黄瓜等蔬菜中,而谷物、豆类、红薯、茶叶、葡萄酒、咖啡豆和可可豆中也含量丰富。大量研究表明,类黄酮类化合物有抗氧化、抗过敏、消炎等作用,有利于防治高血压等心血管疾病。
一、更新观念,体现学生的主体性
受应试教育的影响,教师生怕讲的少了,学生有的知识点不知道,就一堂课从头到尾讲个不停。把全部的知识点都“包办”了,结果灌得学生“消化”紊乱;同时,学生整堂课都是在听教师讲,缺乏独立思考和主动构建知识的时间。这种课堂,看似容量很大,但学生参与的机会少,学生的积极性调动不起来.为此,教师应该增加课堂上学生“动”的几率,让学生动手、动脑、动口。关注学生的思想方法、行为方式和价值观的发展,设法使学生认识到并承担起他们在学习中应承担的那部分责任,并引导其及时反思,调整学习过程,让学生真正主动、愉快、全身心地参与进来,使课堂真正能体现其主动性。
二、让学生敢于发问、善于发问
发问是最常用的教学方法之一,也是进行课堂教学的常见方式。生物课堂上应该学生提出发问的声音,这是学生的基本权利,新课程认为教学对话不是一般的交流,而是意味着要让学生敢于发问、善于发问。师生彼此能够敞开心扉、相互接纳并科学地利用文本,达到对知识的全面理解与掌握的目的。例如,在“植物生长素发现”一节的教学中,师生沿着科学家当年发现生长素历程的足迹,在相互启发、共同探究的过程中,让学生掌握科学家的研究方法,并最终了解植物生长素的化学本质。这时有的学生会提出:前面已经学过动物生长激素,那么植物生长素与动物生长激素的化学成分、作用及分泌部位等是否相同呢?也有的同学提出:人吃了植物后,植物生长素也就进入了人体,它是否会影响人体内生长激素的含量稳定呢?学生的这些提问看似打乱了正常的课堂教学秩序,但如果教师能抓住这一时机,从分泌的部位、化学本质、生理作用等几个方面来区别植物生长素与动物的生长激素,对学生进一步理解植物激素与动物激素会大有裨益。
学生有疑而问,是一个主动学习、积极思维的过程。因此,在课堂上,教师要有意识地激发学生提问的积极性,让学生提问之声此起彼伏。
三、生活事例巧激趣,让课堂更亲切
陶行知曾提出“生活即教育”,学生是生活中的人,是生活世界的人。因而,面向学生的教学,必须面向学生的生活,面向他们的生活世界,巧用生活事例,学生往往更容易接受,并能主动参与。
讲“植物的渗透作用”时,让学生解释为什么施肥过多会出现“烧苗”现象;保存猪肉时,为什么要在猪肉上撒上一层厚厚的盐?讲解生物的“呼吸作用”时,可以让学生分析、解释一些实际生活现象:⑴当我们剧烈运动后,总感觉到腰酸背痛,为什么?⑵生豆芽时要经常换水,为什么?⑶如果我们把香蕉放在塑料袋中,过几天打开,我们会闻到什么气味?为什么?⑷粮食在入仓储存前为什么要晾晒?⑸植物水淹时会出现烂根现象,为什么?学生在分析身边事例现象时特别有兴致,随着一个又一个生活现象的解释,既可以加深学生对教学内容的理解,同时也能激发学生的学习兴趣,使学生喜欢生活课堂。
四、尊重学生个性的见解
有个性的见解往往是学生创新的火花,也是学生积极探索的劳动成果,更是学生认知水平达到高层次的体现。所以教师对课堂上“与众不同”的见解时,教师要热情对待,积极扶持,并从学生特殊的想法中挖掘潜在的创造力。例如,“植物跨膜运输的实例”一节教学中,对于为什么选择哺乳动物的红细胞作为制备细胞膜的最佳实验材料时,有的学生提出:既然成熟的红细胞没有细胞器,那么红细胞是否属于原核细胞呢?尽管这个问题的结论显而易见,但通过学生的提问,可以引导学生复习真核细胞与原核细胞的本质差别,更深刻地理解选择哺乳动物的红细胞作为实验材料的原因。
在教学课堂中,以宽容之心善待学生的不同见解,以欣赏之情评价学生的创新成果,这必然点燃学生心中智慧的火花,形成学生主动学习和自主学习的意识和能力,提高课堂学习的效率。