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事实上,逻辑思维是所有学科的基础,是每个学生必须具备的基本能力。无论你想要学习哪一个学科,要学得好、学得快,都要求你具有较强的逻辑思维能力。逻辑思维具有条理性、连贯性的特点,在生物学习过程中更需要靠逻辑思维、推断演绎去分析问题、解决问题。作为教师,在教学中培养学生的逻辑思维能力应注重对学生思维过程的组织和引导。要提高学生的逻辑思维能力,就必须把学生组织到对所学内容的分析与综合、抽象与概括的思维过程中来。
一、分析与综合
1.分析
分析就是把一个复杂的事物分解为各个部分、各个要素,然后分别加以考察的一种思维方法。
分析方法在科学认识中具有重要作用:第一,把复杂事物简单化,为下一步研究提供便利条件;第二,使人们对事物的认识易于深化、易于揭示事物的本质和规律。分析方法的应用,曾经是近代自然科学获得巨大进展的基本条件。近代遗传学的奠基人孟德尔认识到,从整体上观察植物杂交后众多性状的遗传行为,推导出它们的遗传规律是困难的。因此,他只选择了其中7对稳定而易于区别的相对性状(种子的圆滑和皱缩、子叶的黄色和绿色、植株的高与矮等)分组研究。把分析方法成功地运用于杂交实验,把豌豆众多的性状分解为简单的要素,撇开其它各种复杂因素,将被考察的因素暂时从整体中抽取出来,允许其单独起作用,从而进行精细、周密的考察,研究每一因素世代传递的行为。以此科学事实为依据,孟德尔才能通过推理和想象提出科学的假说。可见,分析方法对于孟德尔发现遗传定律具有决定性的意义。
在组织学生进行生物科学探究过程中,要指导学生把复杂的感观材料分解为简单的要素,把统一的整体分解为各个组成部分,然后逐一进行研究。
分析方法的局限在于:一方面,由于它割裂事物的联系,着眼于局部的研究,这就容易使人的思维限制在狭小的范围内,养成一种孤立、静止、片面地看问题的习惯;另一方面,分析的结果,只能得到关于事物各个部分或因素的局部知识,这就容易使人“只见树木不见森林”,缺乏对事物的整体认识。因此,我们的认识不能停留在分析阶段,不能孤立使用它,必须由分析发展到综合阶段。
2.综合
综合就是把分析中得到关于客观对象各个部分的认识按照其内在联系在思维中联结起来,形成对客观对象的整体认识的思维方法。综合方法在于从整体上把握事物,注意事物各个部分和因素是如何相互联系而表现出整体特征的。
1953年,沃森和克里克提出的DNA分子双螺旋结构模型,就是对DNA分子各部分认识的一次综合。他们一方面综合了当时生物学家所揭示的DNA作为生物的主要遗传物质的信息传递功能,另一方面又综合了生物化学家分析DNA各种成分的大量材料,特别是综合了威尔金斯等人的DNA晶体X射线衍射图样和实验数据,把DNA的整体结构完整地再现出来。通过这一综合,使人们对DNA的各个片断认识达到从整体上把握了它的结构与功能。由此从分子水平上阐明了生物遗传和变异的机制就是DNA分子的自我复制和改制。
必须指出的是,在指导学生进行综合的过程中,要强调不能主观地把事物的各个部分和因素进行简单地相加或随意凑合,而必须按其内在的联系将它们重新结合起来,使事物作为一个整体在思维中再现出来。
人们在科学研究的不同阶段,在科学发展的不同时期以及在对自然界的不同的物质层次的认识,总是自觉或不自觉地交替使用这分析和综合的方法。要善于把分析和综合的思维结合起来,既要善于分析事物的各种因素和各个部分,又要看到各因素、部分之间的内在联系,从部分和整体的角度来把握事物,才能更全面、更深刻地认识事物的本质和规律。在此基础上,还要进一步的进行抽象与概括。
二、抽象与概括
1.抽象
抽象就是在思想上把一事物的本质属性或特征和非本质属性或特征区分开来,从而舍弃非本质属性或特征,并抽取出本质属性或特征。经过抽象过程,事物的本质属性和非本质属性的界限清楚了,这样,认识便上升到了理性阶段。
孟德尔在进行两对相对性状的杂交实验时发现F2的表现型出现了9∶3∶3∶1的比例,这与一对相对性状杂交实验中的3∶1有什么关系?从数学的角度来分析9∶3∶3∶1是(3∶1)2的展开式,由此孟德尔把两对相对性状的遗传结果抽象为两对相对性状独立遗传结果3∶1的乘积――(3∶1)2。进而通过分析,提出假设:F1在产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子自由组合。F1能够产生4种数量相等的雌雄配子。
其实早在孟德尔之前就有许多人做了大量类似的杂交实验,先驱们已经清楚地证实了遗传定律中的许多事实,但却没能发现遗传规律。孟德尔正是在前人的指引下,总结自己实验的结果,运用概括的方法,第一个提出了遗传定律。
抽象的关键是抓住事物的本质属性和本质规律。学生通常在观察过程中无法准确的区分本质与非本质或者不能果断的舍弃非本质属性,就无法进行科学的抽象。这是逻辑思维训练的一个重点。当然,这也和个体的活动积极性、已有的知识经验有关。
2.概括
概括是在思想上将许多具有某些共同特征的事物,或将某种事物已分出来的一般的、共同的属性、特征结合起来。概括的过程,就是把抽象出来的个别事物的本质属性,上升到同类事物的本质属性,这也是思维由个别通向一般的过程。
孟德尔提出的假说对性状分离现象和不同性状自由组合现象作出尝试性解释,然后巧妙的设计了测交实验用以检验假说演绎出的推论,证明假说是正确的。当然,对假说的实践检验过程是很复杂的,不能单靠一两个实验来说明问题。事实上,孟德尔做的很多实验都得到了相似的结果,后来又有数位科学家做了许多与孟德尔实验相似的观察,大量实验都验证了孟德尔假说的正确性之后,孟德尔假说最终发展为遗传学的经典理论。
强化课堂管理,其关键在教师。教师首先根据课程的特点制定详细的平时成绩量化考核制度,且必须严格考勤,学生不无故缺勤是课堂管理的第一步。而且考勤要每课必做,这样学生才不会有侥幸心理,缺课率会大大的降低。另外,有些教师认为每节课都考勤会占用太多上课时间,其实不然,考勤不仅仅只有点名一种形式,可以通过清点人数判断是否缺人,然后再核实未到学生的情况,会节约很多的时间。
二、提高教师水平,改进教学方法
生物科学专业学生的专业教学技能和教学方法主要是通过生物教学论课堂来学习,但同时每一位任课教师平时的教学方式方法也会在无形中影响着学生,所以要培养出优秀的中学教师,首先要有优秀的大学教师。可以通过各种教学活动提高教师的教学技能,如组织教师互听互评课,组织教师讲课说课比赛,组织教师走进中学调研等。我校生物科学专业学生的试讲环节和教育实习都是在大四第一学期进行,实践学习一个多月就要准备毕业进入工作岗位,时间较短,学生不能充分的锻炼,造成多数毕业生进入工作岗位后不能很快适应。所以,应该增加学生的锻炼机会,充分利用平时的课堂教学来锻炼,这就要求每一位任课教师不仅要负责传授专业知识,同时也要注重培养学生的教学技能,如挑选一些章节让学生分小组自学,制作教学课件,学生自己讲课等,教师在讲课时不能填鸭式教学,应多设计思考环节,给学生回答问题和交流讨论的机会,让学生有更多的课堂回答问题和表达的机会,尤其是胆量小的学生更应该多多锻炼。
三、优化教学内容,增强实验技能
加强专业课程内容与中学新课程的链接。在保持传统内容的基础上,加入反映学科发展前沿的知识及现代生物学的新进展、新趋势和新成果,并突出现代生命科学研究的思想、原理和方法以及生物科学技术的应用;教学中应突出和社会生活紧密联系的内容,这样一方面可以使学生感受到生物学在实际生活中的应用,增加师范生学习专业课程的兴趣,同时也会使师范生在以后的教学中能够借鉴参考相关的内容,更好地组织教学。减少传统的验证性实验内容,增加研究性、设计性实验的比例,使学生学会主动在实验中发现问题、解决问题,锻炼他们的探究能力和实验能力;同时可以让学生帮助教师准备实验,使学生有更多的实验操作机会;申请开放实验室,让学生走进实验室,提高学生的科研能力。
四、举办创新活动,激发学习兴趣
2012年5月,生物科学专业举办了生物师范生教学技能大赛,通过班级初赛,专业复赛和决赛,虽然多数学生没有取得最终的成绩,但是此次比赛让更多的学生参与进来,学生通过积极的准备和比赛,不仅增长了知识,而且积累了经验。今后还要不断增加创新活动,鼓励更多的学生参与,使学生在教学、实验、标本制作、科学研究等方面都能取得更大的进步。
五、重视教育实习,提高实习质量
近年来生命科学的飞速发展过程中最显著的特点就是其研究空间的扩大化,它不仅在宏观方面研究各个生物体内的器官以及组织结构联系;自然界个体与群体、群体之间及其与外在环境间的内在联系;生态系统及其内部物质循环、能量交换。同时由于生物体存在物质层次性,各个生物大分子中又包含着碳、氢、氧等各种各样的原子,甚至原子内又存在电子、质子和中子等物质。因此分子生物学研究应运而生,现代生物科学日趋向微观世界进军,并出现了一门新的电子生物学学科。由此可知,随着生物科学理论与其相关实验的多方面结合,诸多生命物质疑团将在微观分子研究中得到合理解释,人类对生命的认识将进一步深化,其控制和改造生物的能力也将显著提高。
2多学科相互渗透
生物科学的另一个特点在于其与数学、力学、化学、物理学、天文学、地质学以及工程技术等多学科之间的联系日益密切,彼此之间相互渗透,互为一体,这种渗透与反渗透作用便推动了现代生命科学的重大发展。举例来说,力学、化学以及物理学对生物科学的渗透作用产生的结果便是在此基础上形成了一系列有重大影响作用的边缘学科,例如生物力学、生物化学以及生物物理学,由此开创了现代生命科学的研究新方向。同时生物科学对力学、化学以及物理学的反渗透作用产生的结果便是新形成类似化学仿生学以及物理仿生学等新兴学科。随着信息时代的到来,量子力学、信息论以及控制论等新兴学科有了飞速的发展,再其强大的影响力下电子生物学、生物信息论以及生物控制论等边缘学科也得到了更多学者的关注与研究。现代生命科学与多领域、多学科之间相互渗透的新特点促使人们学习更多的知识来充实自己,不断汲取多方面知识扩大视野显得尤为重要,那种只局限于研究自己专业领域的科技人才将逐渐被社会所淘汰,隔行如隔山的状况将不再适应于社会发展。
3实验手段更先进
随着人们探索空间与认识领域的不断深化,理论研究与实际应用也结合的越来越紧密,实验手段日趋先进与现代化,这是生物科学现代化发展的又一个重要特点,更是其不断进步的必要条件与重要标志。换句话说,生命科学只有依赖于实验技术与手段的不断更新才能有飞速的突破与长远的进步,科学实验的技术水平与方法手段决定着生命科学的发展高度。假如现代生命科学缺乏先进的现代化实验仪器,那么其发展进程将受到停滞,甚至一事无成。由此看来,不断汲取新方法,创新新技术,完成生物科学实验手段的现代化任务显得尤为重要。在生命科学领域,尤其是应用化学、应用物理学方面的新技术、新方法创新,不仅方便人们从细胞水平上进行生物规律的探究,更有利于推动人们从分子水平上对生命物质的微观结构以及运动规律研究分析,这不仅是现代自然科学领域对生物的新认识,更是人类社会的历史性进步。
4结束语
生物医学工程学是融合理工科学和生物医学的 理论和方法逐步成长起来的边缘性学科,其基本任 务是运用理工科原理和工程技术方法,研究和解决 医学和生物学中的相关问题。作为一门独立学科发 展的历史尚不足50年,随着现代科学技术的进步, 生物医学工程学科得到了长足的发展。它在保障人 类健康和推进疾病的预防、诊断、治疗、康复等技术 进步所起的作用日益增强,已经成为当前医疗卫生 健康发展的重要基础和有力技术支撑。
20世纪60年代,美国一些著名大学先后开启了生物医学工程学科的建设,相继启动了生物医学 工程专业人才的培养。美国的生物医学工程教育特 点是在技术产业化需求驱动建立起来的具有其自身 特性,且反映了生物医学工程学科建设与发展的前 沿特征。各个学校的本科教育课程虽然具有自己的 特色,但在课程设置上大致可以分为科学基础课程、 专业核心课程、关注领域课程、设计课程、人文与社 会科学课程、专业选修课程及其他选修课程等六 类Q_2。不同学校本科课程的主要差异体现在专业 选修课程及其他选修课程的设置上,各个学校根据 自身的生物医学工程领域的研究方向和研究水平特 点开设一些相应的选修课程,并培养学生在相应方 向上的研究探索实践能力。这是美国生物医学工程 本科教育的基本特点。
我国生物医学工程专业教育起步于20世纪80 年代,主要发源于著名工科院校的信息技术类专业 和力学专业,进而逐渐形成的生物医学工程专业教 育,后来,_些医学院校在医学物理和医用计算机技 术的基础上相继开展了生物医学工程专业教育,于 是在我国基本上形成了这样两种类型的生物医学工 程学科[4_3。上述两类院校的生物医学工程学科建 设发展模式各具侧重,遵循了共同的学科基础,在培 养生物医学工程专业人才的应用层面上有显著特 点。相对来说,工科院校的生物医学工程培养模式 注重工程技术的开发和功能拓展,医科院校则注重 医学与工程结合、工程技术在医学中的综合应用。
1 中国生物医学工程学科发展思路
生物医学工程是一种交叉学科,交叉的学科基 础及其融合的紧密程度决定了生物医学工程学科的 发展水平,交叉的学科发展推动着生物医学工程学 科的发展,并且使得生物医学工程学科研究领域变 得十分广泛,而且处在不断发展之中。
1.1学科发展轨迹在中国,基于电子信息工程发展而来的生物医 学工程学科,主要包括生物医学仪器、生物医学信号 检测与处理、生物医学信息计算分析、生物医学成像 及图像处理分析、生物医学系统建模与仿真、临床治 疗与康复的工程优化方法、手术规划图像仿真以及 图像导引手术及放疗优化等;有基于力学发展而来 的生物医学工程学科,主要包括生物流体力学、生物 固体力学、运动生物力学、计算生物力学和微观尺度 的细胞生物力学等;基于化学材料工程发展而来的 生物医学工程学科,主要包括生物材料学、组织工程 与人工器官、物理因子的生物化学效应等。
1.2学科发展特点作为交叉学科的生物医学工程学科,其发展的 关键在于交叉学科间的交叉融合。构建一种良好的 交叉结构,对推动交叉学科的发展具有至关重要的 作用。约翰霍普金斯大学对于生物医学工程这样的 交叉学科的描述有一个形象的说法:交叉学科如同 在不同学科之间建立起连接桥梁,如果在河两岸没 有坚实的基础,桥是无法建立好的,对于生物医学工 程这样一座建立在两个不同学科之间的桥来说,它的 发展要求具有坚实的交叉学科基础和交叉学科紧密 融合深度。那么在生物医学工程学科构建良好的交 叉结构,需要选取具有理论支撑和技术支撑的主干学科进行交叉,凝练学科方向,不能大而全,过于宽泛。
目前,医学仪器和医学成像技术具有良好的应 用和发展前景,应该成为生物医学工程学科的重点 发展方向。医学仪器和医学成像设备能有力推动医 疗产业的发展。医疗仪器和医学成像设备是现代医 疗器械产业中的主流产品,在产业发展中起着主导 和引领作用。其发展水平已成为一个国家综合经济 技术实力与水平的重要标志之一。产业化驱动也是 学科发展的一种动力,也为学生未来职业发展奠定 良好的基础。基于医疗卫生健康事业的需求和生命 科学发展的大趋势,生物医学工程学科应大力促进 医学仪器和医学成像方法的学科建设,从而提升整 个学科的发展水平。
生物医学工程学科的建设离不开一流的学术研 究和学术成果的应用。一流的学术研究不但能提升 学科的发展水平,而且能开拓学科纵深发展,产生良 好的经济效益和社会效益,进而增强学科服务社会 发展的能力。学术研究的前瞻性和创新性将确保学 科建设的发展动力和趋势以及学科发展的活力。
交叉学科往往具有不同程度的可替代性。可替 代性程度越高,交叉学科存在的必要性就越小。如 何减小生物医学工程学科可替代性的程度是需要深 入思考的,是需要提升学科的特异性的。生物医学 工程学的学术研究主要包括应用理论研究和理论应 用研究,应用理论研究主要涉及生物医学工程领域 所需要解决的科学问题,开展新理论、新方法的研 究。 理论应用研究主要涉及生物医学工程领域所需 要解决的科学和技术问题,借助理工科的相关理论 和方法开展应用基础研究和应用研究。应用理论研 究是理论驱动型的学术研究,理论应用研究是应用 驱动型的学术研究。 理论驱动型和应用驱动型是生 物医学工程学科学术研究的两种主要模式。 理工科 大学具有良好的理论创新基础和强大的交叉的学科 背景,开展理论驱动型研究具有自身优势。医学院 校具有丰富的医学资源,面临着大量需要应用理工 知识解决的医学问题,开展应用驱动型研究,将很好 地实现与医学的应用融合,具有较好的临床应用价 值,有力推进医学的进步与发展。各自的学术优势 将有利于生物医学工程学科特色发展,从而增强其 不可替代的程度,实现学科可持续创新发展。
1.3学科体系作为一级学科的生物医学工程,包含学科的理 论体系和技术体系,且该体系离不开所交叉的学科 的理论体系和技术体系的支撑,此外生物医学工程 学科理论体系和技术体系既要有学科自身的特色, 又要具有可持续发展和一定程度上的不可替代性, 这样学科才会有旺盛的生命力。要面向医疗卫生、 生物科学所涉及的重大、重要技术理论问题及基础 应用开展学术研究。实现良好的学术研究定位,形 成自己的理论体系和技术体系。
2 大数据时代的生物医学工程学科发展
守正创新是生物医学工程学科发展的必由之 路,人类已进入大数据时代,所谓大数据(big data), 或称海量数据,是指由于数据容量太庞大和数据来 源过于复杂,无法在一定时间内用常规工具软件对 其内容进行获取、管理、存储、检索、共享、传输、挖掘 和分析处理的数据集。大数据具有“4V ”特征:①数 据容量(volume)大;②数据种类(variety)多,常常具 有不同的数据类型和数据来源;③动态变化 (velocity)快,如各种动态数据,非平稳数据,时效性 要求高;④科学价值(value)大,尽管目前利用率低, 却常常蕴藏着新知识和重要特征价值或具有重要预 测价值。大数据是需要新的分析处理模式才能挖掘 分析出其蕴藏的重要特征信息[<3。
人体生老病死的生命过程就是一个不断涌现的 生物医学大数据发生源,这种源源不断的生物医学 大数据的检测、处理与分析,将给生物医学工程学科 的建设与发展带来新的机遇和挑战。模式识别、人 工智能、数据挖掘和机器学习的发展将带动大数据 处理技术的进步。生物医学大数据广泛涉及人类医 疗卫生健康相关的各个领域:临床医疗、基础医学、 公共卫生、医药研发、临床工程、心里、行为与情绪、 人类遗传学与组学、基因和蛋白质组学、远程医疗、 健康网络信息等,可谓包罗万象,纷繁复杂。生物医 学大数据中蕴藏了种种有科学价值的信息,研究有 效的大数据挖掘的新理论、新技术和新方法,对生物 医学大数据进行关联和融合计算分析,充分挖掘生 物医学大数据中的信息关联和特征关联和数据空间 映射关联,既能为疾病的预防、发生发展、诊断和治 疗康复提供系统化的全新的认识,有利于深入疾病 机理研究分析,开展个性化诊疗。还可以通过整合 系统生物学与临床数据,更准确地预测个体患病风 险和预后,有针对性地实施预防和治疗。
生物医学工程学科所面临的生物医学大数据主 要包括多模态医学影像数据、多种类医学信号数据 以及基因和蛋白质组学的生物信息数据。生物医学 大数据在生物医学工程学科领域内有着广泛深远的 应用前景,从三个方面应用将推动生物医学工程学 科的发展。
(1) 开展多模态影像大数据计算分析。医学影 像学科的发展从早期看得到,到看得清,目前的看得 准,未来的趋势是看得早。只有看得准和看得早才 有利于临床早期干预,提高治疗预期。医学影像大 数据计算分析在影像诊断、手术计划、图像导引、远 程医疗和病程跟踪将发挥越来越大的作用。
建立新的医学影像大数据计算分析模型和数值 计算方法,挖掘多模态影像数据的特征数据和特征 关联,将会提供强有力的影像诊断分析手段,极大地 推动影像技术的发展,具有重要的临床应用价值和 科学价值。
(2) 开展多种类医学信号大数据计算分析。医 学信号大多直接产生于生理和病理过程中的信号, 能在不同层面上表达生理和病理相关机制特征。融 合多种医学信号的大数据计算分析,能对生理病理 过程进行更好更全面的阐释,不仅能深入了解生理 病理的状态特征和过程特征,而且能实现个体健康 监测和管理。可以很好地开展回顾性研究和前瞻性 研究,推进系统化的医学应用研究。实现强大的多 种医学信号数据的特征挖掘及特征关联计算分析。 大数据挖掘能够增加准确度和发现弱关联的能力, 能更好地认识生理病理现象和本质。
(3) 开展基因和蛋白质组学的生物信息大数据 计算分析。基因组学、蛋白质组学、系统生物学和比 较基因组学的不断发展涌现了海量的需要计算分析 的生物信息数据,已进入计算系统生物学的时代。 开展生物信息大数据计算分析,可以拓展组学研究 及不同组学间的关联研究。从环境交互、个体生活 方式、心里行为等暴露组学,至细胞分子水平上的基 因组学、表观组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组 学、基因蛋白质调控网络,再到人类健康和疾病状态 的表型组学等不同层面不同方向上实现大规模的关 联计算分析,可以全面阐述生命过程机制,挖掘生命 过程特征及关联特征。
摘要:中学生物教师专业化发展,是生物教师职业专业化的基础,是培养优秀中学生物学科教师的目标,发展途径是应用生物学基本观点,指导教育实践和生活;增强实验动手能力,能通过实验补充及拓展学生视野;关注生物前沿发展,并转化为教学素材;以研促教,培养学术研究能力;充分利用校本资源,提高生物学科素养;深入学生群体,不断改进教学方法。
关键词:生物教师专业化 生物学观点 实验能力 生物前沿 学术研究
教师专业化,就是教师按照工作岗位的需要,通过不断的学习与训练,获得学科专业知识与教育专业知识技能,实施专业自主,表现专业道德,逐步提高从教素质,取得相应的专业地位的过程[1]。
中学生物教师专业化发展,是生物教师职业专业化的基础,是培养优秀中学生物学科教师的目标,也是提高中学生生物科学素养的重要措施。针对学科特点和教师发展现状,拟从以下几个方面进行探索。
一、应用生物学基本观点,指导教育实践和生活。
生物学科教师专业化,应有别于其他学科教师专业化,能够以生物学基本观点指导实际便是其中之一。
除了生物学基础知识和基本技能外,在生物科学中,还包括许多朴实而又博大的基本观点,有唯物观点、辩证统一观点,用动态、变化、发展的观点观察研究的思想方法,创造性
思维等。这些基本观点不仅对学好生物学有非常关键的作用,而且对实践者的求知、生活、做人等都有指导价值。
教师应在基础知识、基本教学能力培养的基础上,通过生物学科的教育实践和工作生活,充分体现生物学科的教育价值,增强生物学科意识,促进自身的专业化发展。
(一)唯物的观点
一切生命和生命现象都有其物质基础。最初的生命是由非生命物质在极其漫长的时间内,经过极其复杂的化学进化过程演变而成的,体现了生命起源的物质性。C、H、O、N、P、S等元素组成了核酸、蛋白质、糖类等化学物质,这些物质构成了生物体(病毒除外)结构和功能的基本单位——细胞,体现了生命的物质性。生物体的生长发育、生殖、遗传变异、应激性等一切生命现象都基于细胞的新陈代谢,都可给予物质基础上的解释,这反映了生命现象的物质性。
贯彻唯物观点,建立科学发展观。比如对于生命的起源问题,能更进一步认清神创论或创世说的不科学性,为进化论的提出铺设了基垫。
贯彻唯物观点,培养实事求是,理论联系实际的工作态度。主观意识要适应客观环境,不脱离现实生活,不违背事物发展的客观规律,正确认识自己,从实际情况出发,促进自身不断发展和完善。
(二)辩证统一的观点
构成各生物体的元素都可在非生物界找到,没有一种元素是生物界特有的,说明了生物界和非生物界的统一性。不同的细胞都有相似的结构组成,体现了细胞结构的统一性。生物体结构和功能的统一性——这是生命科学最基本的观点之一,如叶绿体、线粒体的结构分别与光合作用、呼吸作用相统一。
以辩证统一观点,作为教育实践的基本理念,全面看待事物的发展和变化。例如协同进化现象,生物与生物之间、生物与环境之间既进行着生存斗争,而生物和生物之间又在相互选择,共同反正,生存着的生物也在一定程度上适应了环境,正是这种既斗争又统一的各种复杂关系,构成了生态系统,建立了动态平衡。
以辩证统一观点,正确处理个体同周围环境的关系。比如在教师和学校之间,教师个体的知识和技能水平限制着学校的发展,学校某些教学条件也会制约教师的成长。但另一方面,教师的专业化发展能使学校整体的教学水平大为提升,有利的教学环境和管理策略也能促进教师的发展。两者相得益彰,相互促进,也相互制约。作为教师个体,在充分利用学校各有利条件促进自身发展的同时也要对学校发展作出贡献,使个人和学校得以和谐共进。
(三)动态、变化、发展的观点
生物的组成物质是动态变化的——生物体的新陈代谢使生物体每时每刻进行着新旧更换。细胞和生物个体是动态、变化的——它们都有一个发生、成长、衰老、死亡的动态变化过程。细胞和生物个体的结构与生理、生物和环境的关系等也是动态、变化、发展的。
在教学实践中,能以发展的观点解释生命现象、看待生物科学发展前景和学生的个体成长;在实际生活中,能认识到社会和生活环境处于发展变化中,教师自身发展也是一个动态变化过程。
二、增强实验动手能力,能通过实验补充及拓展学生视野
高中生物实验,是该学科内容组成的一部分,对了解学科基本知识、原理、现象、发展规律等有重要作用,这就要求教师要重视理论的分析和实际操作的科学性。除此以外,还应做到以下几点:
第一,要不断提高实验操作能力,以实验检验理论,以理论知识辅助实验的改进,促进教学研究水平的发展。 例如提取DNA,教材所用实验材料是鸡血,还有没有其它的材料可替代,或更理想的材料可选择?江苏省徐州市第一中学的甄宗秋老师,改进了该实验[2]:利用成熟鲤鱼精巢作为实验材料。成熟鲤鱼精巢中存在大量细胞,其主要部分细胞核,含有丰富的DNA分子。通过对教材实验改进前后的对比,发现不仅减少实验成本和材料用量,更是提高了实验的成功率。这样,在解决某些问题时,便可应用到其中。例如:由于实验材料用品所限,有时候需要设法替代,下列各项中正确的是
A.做DNA粗提和分离实验时,用新鲜羊血代替鸡血
解析:羊为哺乳动物,血液中成熟红细胞没有细胞核,DNA含量极少。
而学生可能会问,那可用什么材料替代?以上的实验研究结果便提供了参考答案。
另外,还要能够会用实验,借此促进学生对知识的理解和再现,拓宽知识面,提高对生物学科学习兴趣。比如,利用证明光合作用产物有淀粉的实验制作印有图象的叶片,方法是在暗处理后取一张底片放在叶上,叶底托一张黑纸,再用夹子将两块玻璃上下夹住叶片,使底片与叶片贴紧,阳光下晒3~4小时,其它步骤相同。最后,将此叶片晾干、压平,系上彩带就成为一张有像的树叶书签。通过实验,不仅让学生实践了光合作用发现过程经典实验的设计,而且还能助长兴趣,提高实验应用能力。
三、关注生物前沿发展,并转化为教学素材
生物是不断变化发展的学科,前沿科学既是对已有知识的补充、发展、修正,也是学科探索精神的体现,它完善了学科的知识体系,增强了其实用价值,也激励着生物人不断进取、向上、敢于挑战和实践。
例如在免疫治疗的教学过程中,结合单克隆抗体技术,向学生介绍新兴科学技术在实际中的应用;在讲到低温只是使酶活性降低而不是丧失时,引用美国提出的人体冷冻技术,让学生从理论和技术等方面就冷藏后的人还能不能复活进行讨论;我国神七问天带去的植物种子,在太空高真空、强辐射、微重力的条件下,能提高基因突变的频率,从而获得新型品种,是诱变育种的一个重要实例。
对前沿知识的了解和掌握,是高中生物教师专业化程度的重要标志。没有对知识的更新,意味着陈旧落后,祸害学生,没有对知识的补充,意味着停滞不前,耽误学生。发展中的教师应与发展着的学科息息相关,以学科的发展武装头脑,以学科的进步促进能力的提高,与时俱进,具有鲜明的时代性。
四、以研促教,培养学术研究能力
学术研究是借助已有的理论、知识、经验对科学问题的假设、分析、探讨和推出结论,其结果应该是力求符合事物客观规律的,是对未知科学问题的某种程度的揭示。
作为发展中的教师,特别是自然学科的中学生物教师,应该抱有对周围事物极大的好奇心和探索欲望,要知道,书中的“理”来自自然,书中的“例”也源自自然,学科的发展更是依赖于自然。要能够利用生物学科观点、规律解释身边现象,还要能够从身边小环境反衬学科理论,使之相互促进,不断发展。
学术研究的方法有很多,其中包括调查法。例如,在校本课程的研究性学习中,我带的几个学生的课题是:金中百年老树的调查。经过资料查找和对相关人士专访等,整理出来的调查报告不仅反映了金中校园百年老树的命运变迁,总结了环境和人类活动等对校园小生态环境的影响,也从另一侧面以小见大,映衬了潮汕地区百年老树的管理情况和受重视程度,进而为可行性强的管理保护措施的提出了提供了参考。
调查中还整理了部分植物的特征,拍摄了大量的植物照片,这些都可补充教学素材库。
除此之外,还有实验法,能够围绕一个课题展开探索,提炼结论,对生物学科发展起着推动作用。
大自然就是一本厚厚的教科书,它为学习者现出科学神秘的面纱,也引领好学者通往知识的殿堂,但前提是得先打开这本书,并通读它。走进课本,更要能走出课本,接受自然神圣的洗礼。
五、充分利用校本资源,提高生物学科素养
学校这一小环境,是一个复杂开放的生态系统,中学生物教师要关注并了解校园的生态环境特点,要能为校园的规划提出有建设性的意见。比如校园绿化,如何根据地域气候、土壤和建筑环境特点,种植旁道树和花圃草坪,生物学科教师对此要加强认识,并形成一定的见解,不断提高生物科学素养。又如生物园,是生物学科的第二课堂,也是教师发展、提高的重要园地。
六、深入学生群体,不断改进教学方法
很多人对教师职业都有这样一种看法:教书若干年,就是重复同一个内容、讲同一番话若干次。如果不在教学方法上求变,因材施教,那岂不成了教书机器。中学生物教学的根本,还是回到学生群体。学生对学科的态度、知识水平都将影响教学的效果和教学方法的选择。
了解学生的方法很多,可以是通过作业和测试分析,课堂提问和观察,谈话聊天等,也可以是学生疑问的解答,这一点非常重要,一方面,学生的问题体现了其知识水平和认知障碍,另一方面也反映教师知识结构的盲点,或学科内容与现实的矛盾,或学科间的联系等。中学生物知识系统,尚不是很完善,基础知识和高等教育内容仍需进一步磨合,教师知识结构也需要不断整合和磨合;生物学科作为一门自然科学,不能脱离现实,学科理论和生活生产实际要建立合理联系……教师虽然在教学工作中也在不断发现、积累和扩充,但毕竟能力和精力有限,能借助学生的参与,就好像延伸了一个个触角到社会、生活的很多角落,能由中得到启发,不仅让教师了解学生,也让教师了解自己,并得以不断提高。
对学生问题的解答,可以解决学生存在的疑难,在学生中树立威信,增强学生对教师的信任;整理学生提出的问题,能够完善教师的知识体系,提高学科素养;综合学生普遍提出的问题,能更好地进行教学方法的选择,适时而教。例如必修Ⅲ人体体温的调节部分,有这样一个题目:对于高烧不退的病人,可采用一些辅助治疗措施降低体温。下列措施中不正确的是( ) A.加盖棉被,增加排汗量 B.在额头上敷一冷水浸泡过的毛巾 C.用酒精棉球擦试四肢等部位 D.适当撤减衣被, [答案]A。而学生在实际中的认识是:发点烧,吃了药蒙上被子,出出汗就没事。这个问题如何解答?
这体现了知识和实际应用的联系问题。针对这种情况,我个人也查找了一些资料,发现竟是个普遍存在的疑问。课堂上,我没有把我的看法直接告诉他们,而是让学生谈谈退烧的一些经验和经历,很多人都提到家长采用蒙被出汗的方式,而有的用酒精擦身,有一女生回想起不久前发烧,医生嘱咐不能穿太多衣服……结合查找资料的情况,发现:蒙上被子出汗是家长的做法,医生的建议是适当撤减衣被。高烧不退,可以通过物理方法帮助散热,如果再加盖衣被,更不利于热量的散失了。而对于低烧且代谢未出现紊乱时适当加盖衣被,能促进出汗,加快散热,但高烧不退,这种做法适得其反,可能会使病情加重。所以当出现高烧时,要注意情况的区别,不能盲目。
参考文献:
[1]傅道春 教师的成长与发展 北京:教育科学出版社 2001.7(2005.5重印),95.
[2]生物学教学 2008(33).6,39-40.
1.1实验动物科学的概念
实验动物科学(Laboratory Animal Sciences)是以实验动物资源研究、质量控制和利用实验动物进行科学实验的一门综合性学科。在《学科分类与代码标准》(GB/T13745-1992)中,与实验动物科学有关的学科分别是“实验动物学”、“医学实验动物学”、“比较病理学”等,分别归属于动物学和基础医学等。实验动物科学诞生于20世纪50年代初期,现在已发展成为一门独立的、综合性的基础科学,它是融合生物学、动物学、兽医学和医学等科学,并引用了其它自然科学的成就发展起来的。因此这门科学是综合性的,它所涉及到的知识面很广泛,不仅要以生物学、医学、药学、兽医学、畜牧学等为对象,以遗传学、育种学、病理学、生理学、营养学、微生物学等为基础,还要引用机械工程学、环境卫生学、建筑学等科学,对实验动物和动物实验方法进行开发和研究。简言之,实验动物科学是以生物特性、饲养繁殖、遗传育种、质量控制、疾病防治和开发应用的科学。
1.2实验动物科学的研究内容
实验动物学(laboratory animal science)是以实验动物为主要研究对象,并将培育的实验动物应用于生命科学等研究领域的一门综合性基础学科。概括地讲,实验动物学包括了实验动物繁育和实验动物应用两部分内容。前者主要围绕实验动物种质培育和保存、生物学特性、生活环境、饲养繁殖与管理、质量控制、野生动物及家畜禽的实验动物化等开展有关研究,使实验动物品种、品系不断增加,质量不断提高,最终达到规范化和标准化的要求。后者主要以各学科的研究目的为目标,研究实验动物的选择、动物实验的设计、试验方法与技术、动物模型的制造、影响动物实验结果各因素的控制以及在试验中实验动物反应的观察和结果外延分析等,以保证科研教学活动中动物实验的质量。实验动物学研究范畴包括实验动物生物学、实验动物环境生态学、实验动物遗传学、实验动物营养学、实验动物微生物学和寄生虫学、实验动物医学、比较医学、动物实验技术、实验动物福利、动物实验伦理学、动物实验替代方法学等内容。随着实验动物科学的发展,实验动物科学与生命科学、医学、药学、制药工业、化学工业、航空航天、环境保护、生物安全、生态保护等许多学科和行业结合越来越密切,已经起到举足轻重的支撑作用。
1.3实验动物科学的地位与作用
实验动物是“活的精密仪器和试剂”,是生命科学、医学和药学等诸多领域的科技支撑条件,是四大科技支撑条件中最不可控的条件。随着我国改革开放和世界经济科技一体化进程的推进,设备、试剂、信息已不是科学研究的制约因素,而实验动物已成为生命科学、医学、药学等领域影响研究课题的确立和研究成果水平高低的最重要因素。实验动物科学的发展直接将许多领域的研究引入新的境地。近交系动物的培育为遗传学研究、育种学研究和免疫学等研究开辟了新的研究思路和研究手段。免疫缺陷动物的成功培育对于器官移植、组织细胞移植、肿瘤学研究、免疫学研究起到了巨大的推动作用。基因工程动物使功能基因组学研究迅速发展,生物反应器和人工改造动物成为可能,为比较医学提供了研究基础,也成为揭示生命科学本质和了解病理机制的重要途径。
1.3.1实验动物科学是生命科学进步的基石
实验动物科学是现代科学技术的重要组成部分,不仅是生命科学研究的支撑,也是生命科学研究的前沿,生命科学的进步离不开实验动物科学的发展。实验动物科学已经融入到许多前沿科学中,例如,利用基因工程动物进行功能基因组研究;研究新药的靶基因、靶器官、作用机理和毒性作用,通过转基因技术研制现代医药工业的生物反应器等,通过病原微生物的感染动物模型,研究传播途径、传播规律,研究发病机制,研究预防、治疗措施,药物疫苗的创制与开发等。
1.3.2实验动物科学对于人类健康和医药学的进步起着关键性作用
随着社会的进步和生活水平的提高,作为医药学研究不可替代的重要支撑,尤其是与医学的进一步融合,比较医学和转化医学的发展和崛起,实验动物科学对于生命基本规律和机理的阐明,对于人类疾病的发病机理、治疗、药物研发所起的作用越来越不可或缺。
1.3.3普及实验动物科学知识
实验动物科技已成为保障现代科学实验研究的重要支撑条件。所以,普及实验动物科学知识,宣传我国实验动物科技成就,管理法制化、质量标准化、技术规范化行业特色,以及实验动物伦理、福利和替代研究进展,引导公众科学认识实验动物和动物实验,感受先进科学技术带给人类的福祉。支持和促进实验动物学发展,营造和谐、创新、可持续发展的社会环境。
总之,实验动物科学作为现代科学技术的重要组成部分,是衡量一个国家、地区或单位科学研究水平的重要标志,也与人们的生活和健康息息相关、紧密相连。实验动物科学的发展不仅仅是科学家的责任与义务,也是政府和全社会的责任与义务。
2 实验动物学科特点、发展动态、发展模式
2.1实验动物学科特点
实验动物是一种遗传限定动物,是根据科学研究需要在实验室条件下有目的、有计划地进行人工驯养、繁殖和科学培育获得的动物。实验动物来源于野生动物、经济动物、观赏动物,又不同于野生动物、经济动物、观赏动物等“实验用动物”,它既具有野生动物的共性,同时又有生物学特性明确、遗传背景清楚、表型均一、对刺激敏感性和反应性一致的特点。这些自身特点有利于仅用于少量动物就能获得精确、可靠的动物实验结果,并具有良好的可重复性,因而广泛用于生物学、医学及药学科研与教学。
实验动物能复制多种疾病的模型。由于人类各种疾病的发生、发展十分复杂。要揭示疾病发生、发展的规律,不可能完全在人身上进行,以人为实验对象在道义上和法学上往往受到种种限制。人类的疾病均可利用现代医学实验技术通过实验动物复制和模拟出相应的人类疾病的动物模型,用实验动物模拟人类疾病过程,观察药物及其他各种因素对生物体机能、形态及遗传学的影响,既方便、有效、可比性高,又易于管理和操作。
实验动物作为生命科学研究的基础和重要支撑条件,它的重要性随着生命科学的飞速发展愈来愈得到充分的体现。可以说实验动物科技发展水平在某些领域的研究中,已经成为关键性的制约因素。实验动物科学的发展和水平的提高不断地将生命科学研究推向更高的层次,同时,生命科学的发展也给实验动物科学的发展提出了新的更高的要求,为实验动物科学的发展创造出更为广泛的发展空间。在一定意义上,实验动物科学的发展水平,代表着一个国家或地区生命科学的发展水平。
2.2国内外实验动物学科发展动态
2.2.1发达国家实验动物学科发展动态
世界上一些发达国家,如美、英、德、法、澳、日等国,对实物动物高度重视,均已实现实验动物生产的标准化、社会化和商品化。他们有完整的组织管理机构,其管理已纳入法制化管理轨道。目前,国际实验动物界共同关心的问题是围绕对动物福利的关注和满足科学研究对高质量的实验动物的需求两个方面。各国也相继制定了各种有关的法律法规。对实验动物的饲养管理与使用提出一系列规范化要求。
发达国家以美、欧、日本为代表,实验动物科学的发展经历了几十年的积累,已经形成了相对完善的学科体系,在科学研究、资源建设、技术平台建设、科学管理等方面都得到了全面发展。基本现状是:常用实验动物及相关产品的生产供应商品化、社会化,标准化质量管理行业化,实验动物保种和新资源开发政府资助的公益化,科学研究资助力度加大化,动物实验技术规范化。尤其在科学研究、保种育种和新资源开发方面,政府投入力度非常大,有利地促进了生命科学研究的发展,取得了丰硕成果。
2.2.2国内实验动物学科发展动态
为加快我国实验动物学科的发展,1988年,我国颁布《实验动物管理条例》,在此之后陆续颁布了10条配套法规,规范了实验动物管理、许可证制度、种质中心、质量检测网络和动物福利等方面。各省、市、自治区也结合各自实际情况制定了相应的管理法规和规章制度。已经形成了具有我国特色的实验动物法制化、规范化管理体制。
为保障实验动物质量,国家资助基本建成了包括啃齿类、实验犬、兔、禽类、小型猪和实验灵长类的国家动物种子中心和种植资源基地网络。成立了国家省市两级实验动物质量检测体系。已经形成低等级小动物使用量不断减少,SPF级、基因工程动物和疾病动物模型使用量不断增加的局面。调查发现,我国实验动物生产量已达到1900万只的规模,使用量也高达1600万只,高于欧盟25国的总和――1210万只,成为实验动物生产和使用大国。国内机构从原来单一的生产逐步向多元化发展,最直接地参与动物实验服务和拓展业务转向其他相关产品和业务。
2.2.3福建省实验动物学科发展动态
我省实验动物科技工作起步较早,在1993年就提出并实施省实验动物公共实验室建设计划。近年来,福建省科技厅先后资助建立了4个实验动物科技平台。动物实验服务体系基本建立。我省在实验动物工作在法制化管理、质量控制、资源建设和人才教育与培训等诸多方面开展了卓有成效的工作,实验动物科学学科体系基本建立。
(1)实验动物管理体系现状。1988年颁布的《实验动物管理条例》明确规定,国家科委主管全国实验动物工作,省、自治区、直辖市科技管理部门主管本地区的实验动物工作,国务院各有关部门负责管理本部门的实验动物工作。按照职能分工,福建省科技厅主管全省实验动物工作,负责制定实验动物科技发展规划,印制、发放和管理实验动物许可证,以科技项目经费支持实验动物科学研究。1991年成立的福建省实验动物管理委员会(以下简称“省动管会”)由省科技厅等有关政府职能部门领导及专家组成,省动管会主要是宏观上对实验动物科技领域依法实施科学管理的执行机构。近年来,我省强化了实验动物法制化管理,调整了省实验动物管理委员会成员,颁发了《福建省实验动物许可证验收细则(修订)》、印发《福建省实验动物许可证管理办法》等文件,已经建立了较为完善的组织机构管理体系、政策法规体系和质量保障体系。
(2)构建了实验动物技术服务平台。近5年来,省科技厅采取“科学规划、统筹协调、激励共享、分期实施、滚动支持”的方式,累计资助1 500万元,先后建立了福建医科大学鼠类动物实验技术服务平台、福建中医药大学兔类动物实验技术服务平台、福建省人口与计划生育科研所非人灵长类实验动物技术服务平台和厦门大学转基因与基因敲除小鼠培育与研究共用技术服务平台。
(3)实行实验动物许可证制度及从业人员岗位资格认可证制度。实验动物许可证经审核合格由省科技厅发放认定,从业人员岗位资格认可证经培训考核合格由省实验动物管理委员会办公室发放认定,“十一五”期间,累计培训学员1 000余人次,有效提升从业人员素质。实验动物设施内环境指标检测报告由省实验动物质量检测中心出具(该中心于1996年通过福建省技术监督局计量认证,2001年被国家科技部认证为省级实验动物环境检测机构)。
(4)实验动物设施建设和资源发展迅速。截至2012年6月,全省饲育、使用实验动物的单位近50家,其中有34家取得实验动物许可证,生产使用实验动物达10余个品种品系,2011年动物的使用量约12万只,生产量约4万只,其中实验大小鼠用量占85%。全省共有实验动物设施12000m2,通过许可证评审并能正常开展工作的屏障系统以上级别实验动物设施6000m2。其中,福建中医药大学清洁级及SPF级动物实验设施达2100m2;福建医科大学已建成并通过验收的实验动物设施3000多m2,特别是正在施工的1200m2的GLP实验大楼,将为我省新药临床前安全性评价创造了条件;福州总医院1800m2和厦门大学6000m2的实验动物中心大楼已经建成。近期拟提交验收。这些都将为我省实验动物的科研及实验工作打下坚实的基础。
(5)建立福建实验动物信息网。经过多年的努力,建立了福建实验动物信息网,实现全省实验动物信息资源的整合;并通过与中国实验动物信息网、福建科技信息网和实验动物许可证管理系统的链接,实现信息共享。目前,实验动物信息网调研收集整理了大量第一手宝贵的资料,可为用户提供信息浏览、产品搜索和信息等服务,信息量包括政策法规、国家标准、许可证专栏、学习园地、知识之窗等12个栏目,现有信息已达20000余条。
(6)充分发挥实验动物学会的作用。我省于1993年成立省级实验动物学会,业务主管部门为福建省科协。实验动物学会作为一个群众性的团体组织,充分发挥学会的专家团队作用,解决了我省专门从事实验动物科学高级专业技术人员不足的问题,极大地发挥学会在学术交流、科学普及、科技咨询等方面的作用。
(7)实验动物科学研究取得重要进展。据不完全统计,近5年我省实验动物科学获国家、省级科研项目(课题)12项,科研经费700万元,发表SCI论文10篇,核心期刊论文30余篇;其中,福建省科学技术厅和厦门大学联合创立的“福建省转基因与基因敲除小鼠培育与研究共用技术服务平台”继之前在省内率先成功完成了多个转基因小鼠品系的创建之后,最近又成功构建了福建省首例基因敲除小鼠,该项目得到了国内外同行的广泛关注与认可。
2.3国内外实验动物学科发展模式
2.3.1发达国家实验动物学科发展模式
发达国家的实验动物在市场经济制约下,已经成为专业化商品,并形成了实验动物产业,这一产业以实验动物的生产供应为主体,同时也包括相关产品如饲料、垫料、笼具、仪器设备及工程设施的商品化、社会化和产业化。这种在市场竞争下所形成的商品化生产供应和社会化服务的发展模式适应市场经济发展,也是我们发展实验动物科技可以借鉴的模式之一。
在美国,生物科学课题投资的40%涉及实验动物,而60%的生物学科研课题需要实验动物,国家卫生署每年用于实验动物的经费是4亿美元,全美有1300个有关实验动物科技工作的生产与研究单位。美国NIH实验动物资源中心和杰克逊实验室,是世界上最大的遗传保种和遗传研究中心,仅NIH实验动物资源中心就维持着250种近交系大小鼠。创立于40年代的美国查理士河公司的产品约占美国实验动物市场60%的份额,欧洲市场80%的份额。该公司在市场经济的竞争中,从一间车库开始,发展成为目前世界上最大规模的实验动物供应商,在18个国家和地区拥有独资和合资的分公司。
欧洲国家已建立全国性的、现代化的实验动物中心、研究中心及辅助用品的生产公司。而在上世纪50年代建立的英国实验动物中心和法国实验动物中心在70年代相继关闭,德国实验动物中心在经过严格审查后才得以保留。在欧洲产生这种局面的原因主要是由于这些机构的发展方向没能针对实验动物自身学科发展要求运转,偏离了对实验动物学科自身的研究,同时也偏离了市场经济的轨道,已经不再从事实验动物的研究。
日本于上世纪70年代起开始有计划地在各个国立研究机构和大学建立现代化的动物实验设施,并且很快实现实验动物的商品化、标准化。2000年5月建成的日本熊本大学动物资源开发研究中心保存有已育成的与人类疾病相近似的病理动物模型417种。在实验动物的生产、培育方面,日本在国际上占有明显优势。全国专门生产实验动物的公司有50多个,大小鼠每年使用数为1560万只,但40%的实验动物仍需要从美国进口。
2.3.2国内实验动物学科发展模式
经过20多年的努力,我国的实验动物科技工作取得长足的进步。目前我国大约有300多家有一定规模的实验动物生产单位,每年生产实验动物达1900万只,大小鼠品系50多个,其中SPF级动物产量占年产量的5%~8%,并逐年增加,在数量上基本满足科研需要。已经建立了国家啮齿类实验动物种子中心、国家实验动物质量检测中心和国家实验动物质量检测网络。各省市根据当地的具体情况,提出并建立适合实际的发展模式,已形成了地区性生产基地,开始向生产规模化、供应社会化方向发展。
(1)实验动物技术服务平台建设。近年来,国家和地方实验动物科技平台建设速度很快,已逐步形成一个有机整体。国家层面为加快实验动物标准化、规范化,全面提升我国实验动物整体水平,建立实验动物平台为全社会提供资源和技术服务支撑,初步建成的实验动物平台包括实验动物信息平台、实验动物遗传资源共享平台、实验动物种质资源的保存与共享平台、实验动物公共服务平台、灵长类GLP动物实验平台和比较医学技术共享平台。按照国家建立技术服务平台的要求,全国已有17个省(市、区)从本地实际需求出发立项建设实验动物平台,突出为本地产业和企业发展提供服务,突出为本地科技活动的中下游提供支撑,突出区域特色和优势。
(2)中外合资模式。上海西普尔一必凯实验动物有限公司成立于1989年10月,系上海市计划生育科学研究所与英国B&K环球有限公司合资的国内首家生产高质量实验动物的企业。主要从事大小鼠、犬、兔、猕猴等实验动物的繁育生产及全价颗粒饲料的生产,并向社会提供技术咨询服务。该公司每年向社会提供大小鼠达30万只和部分兔、犬、猴等标准化实验动物,并向国外出口,为探索中外合资模式发展我国实验动物产业积累了经验。
2.3.3福建省实验动物学科发展模式
《实验动物管理条例》颁布后,福建省科技厅于1 990年提出并实施实验动物重点实验室建设计划,通过重点实验室建设承担全省实验动物生产供应、检测和培训的发展模式,以期实现到2000年四大实验动物重点实验室联手建成能承担风险,有一定社会和经济效益、自负盈亏、全方位开放,全省性实验动物生产、供应、科研一体化的企业集团。该发展模式预期目标未能实现,但仍为我省实验动物事业的发展起到一定的作用。
为落实福建省“十一五”科技发展规划纲要,规范科技创新平台建设与管理,促进科技资源的合理配置与共享,为科技创新活动提供良好条件,福建省科技厅采用“科学规划、统筹协调、激励共享、分期实施、滚动支持”的管理方式,先后扶持建立了鼠类、兔类、非人灵长类和转基因与基因敲除小鼠培育与研究共用四个技术服务平台。通过法律地位确立、政策法规确定和管理办法制定三个要素的有机组合,推动资源整合,促进实验动物生产、使用和研究、开发的有机结合。实践证明,实验动物科学的发展离不开法规制定、政策引导、监督管理和财政的资金扶持和培育。
3 福建省实验动物学科发展趋势预测
3.1实验动物的管理走向法制化
实验动物管理的法制化是推进依法行政的需要。按照《许可法》的要求,完善实验动物的法制化才能为在我省范围内实施实验动物管理行政许可提供法律支撑,这是加强生物安全和社会安全的需要,也是现代科学技术发展的需要。通过实验动物的法制化可以有效促进实验动物产业化和生物技术产业发展。
3.2实验动物种质资源扩大和质量提高
我国自1997年开始,在实验动物种子资源的保存和利用方面投入大量的资金,设立了国家啮齿类实验动物种子中心和分中心,已经初步建立了种子网络体系。用于科研的实验动物种类,从啮齿类、兔、犬到实验非人灵长类动物不断扩大。实验动物使用总量下降,高质量实验动物使用量增加,实验动物品种、品系增加,用于科研方面的啮齿类普及清洁级,部分实验室将使用悉生动物和无菌动物。
3.3实验动物福利
动物实验替代方法的3R理论已被愈来愈多的科学家所接受,并在实际研究工作中得到了广泛的应用,对推动生命科学以及相关学科研究的发展起到了重要作用。探索能够达到相同目的或获得相同结果的动物实验替代方法是今后我省实验动物工作的发展趋势。
3.4实验动物标准化建设
实验动物标准化建设是实验动物科学发展的重点,质量管理是实验动物管理的核心。我国通过立法,实施实验动物的许可证制度和统一的国家技术标准,提高了实验动物的质量,保证了人员安全,也保护了动物福利,推动了实验动物学科的快速发展,但是,伴随着生命科学发展,实验动物标准化管理体系不健全等深层次的问题仍然存在,迫切需要加以系统研究和完善。
4 福建省实验动物学科面临的挑战
21世纪,科学技术的持续发展和世界经济一体化,对生命科学、医药研究提出了新的要求,为实验动物学的发展提出了挑战,当前我省实验动物体系存在品种资源短缺、创新能力不足、政策法规和质量标准体系不健全、保障体系薄弱、共享机制不完善等诸多问题。
4.1实验动物资源不能完全满足科学研究的需要
我省常用实验动物品种品系单一,规模偏小,有时需要从外省引进,实验动物资源不能完全满足科学研究的需要。
4.2实验动物标准化管理存在漏洞
实验动物法律法规体系不健全,个别单位存在有法不依、有标准不遵守现象。实验动物福利伦理认识程度低,缺乏实验动物福利伦理审查规范和机制。
4.3实验动物及其相关产品产业化、商品化、市场化程度低
符合质量要求的常用实验动物及相关产品的生产供应不足,缺少政府的扶持和资助,难以保持,更不能形成产业化局面。
4.4从业人员素质有待提高,高水平创新型人才匮乏
具有一定实验动物专业知识的技术人员,是保证实验动物科技工作质量的先决条件和基本保证。虽我省实验动物从业人员逐年增加,由于从业人员素质参差不齐和缺乏专业系统教育,省内符合第一任职要求的实验动物科技工作者少,高层次创新型人才匮乏,有必要集中省内优势技术力量和资源,建立健全系统而科学的教学体系和教学内容,从而提高实验动物从业人员的整体素质。
5 福建省实验动物科技面临的机遇
5.1时代机遇
随着比较医学和转化医学的发展和崛起,作为生命科学、医学研究不可替代的重要支撑的实验动物科学,对于人类疾病的发病机理、治疗、药物研发所起的作用越来越不可或缺。发达国家大型实验动物资源匮乏、动物实验成本高、动物保护主义运动影响以及动物福利和伦理学的要求,动物实验特别是大型实验动物临床前研究呈现出向中国、印度等发展中国家转移的显著趋势,为我国承接国际医药动物实验业务带来了机遇。
5.2政策机遇
目前,科技部正在努力打造科研基础平台,加强科研基础条件建设,以满足科技创新和社会经济发展的需要为宗旨,加强我国实验材料资源的收集、抢救、整理、整合、保存,根据实验材料的描述标准和规范,实现实验材料的数据化,建立E平台,实现实验材料资源的信息共享和实物共享。我国科技规划中提出:在“十一五”期间,建立以国家实验动物种质资源中心为核心、20~30个功能独特的实验动物种源单位共同形成的结构完整、功能齐全、技术先进并与国际接轨的中国实验动物种质资源网络平台。在保证实验动物质量和实验动物品种(系)与类型多样性的基础上,实现实验动物种质资源共享。这无疑是实验动物科学发展的强大推动力。
5.3产业机遇
医药生物技术产业的快速发展,为实验动物科学发展提供了机遇。在发达国家,人口、健康和医药卫生高新技术发展迅速,其产业规模和产值迅猛增长。我国生物技术的应用和发展取得显著成绩,国家“863”计划、科技“攻关”计划都将生物技术列入重点支持领域。而医药、生物技术日新月异,对实验动物科学发展提出了更高的要求。
6 福建省实验动物科学发展思路和目标
6.1发展思路
以提高我省生命科学研究和生物医药技术产业发展为目标,以实验动物技术服务平台建设为重点,大力推进实验动物资源整合和优化配置,加大实验动物科研及质量监控力度,完善法制建设,努力培育我省实验动物产业,走出既符合国情,又有福建特色的实验动物科技发展道路,为我省生命科学发展提供保障。
6.2发展目标
(1)到2015年,建立能生产并满足全省大动物和常用清洁级以上实验大小鼠需求量的供应体系。合格实验动物生产量达10万只,其中清洁级以上实验大小鼠8万只,普通级实验兔1万只,实验用猴和实验比格犬3000只。建成能满足我省生物医药产业发展需求的动物实验技术服务和信息服务平台,基本实现实验动物保种、繁殖、生产、供应与使用的标准化和社会化,为我省生命科学和生物医药发展提供有力的基础条件保障。
(2)实验动物质量保障体系基本建立。实验动物质量检测体系进一步完善,实验动物质量检测的快速诊断技术及其应急系统基本建立;基本形成实验动物检测、自检和抽检相结合的质量检测体系。
(3)实验动物科研水平显著提高。闽台实验动物科技创新暨转基因培育与研究技术服务合作基地的建立,转基因培育与研究共用技术、保种与生产能力进一步提升。到2015年底,基因工程小鼠达300种,开展转基因大鼠或转基因猪等转基因大动物的创建与研发;福建黄兔人工种群的生物净化暨实验动物化研究及应用取得实质性进展。
7 福建省实验动物科学发展的战略任务
7.1实验动物法制化管理体系的完善
法规制度体系建设。争取在2013年将《福建省实验动物管理办法》列入省政府立法计划项目,“十二五”期间完成省政府立法并实施;同时完善和修订相关管理制度并实施。
法制化管理体系的建设。充实和调整福建省实验动物专家组,真正发挥专家组在我省开展实验动物发展研究、为我省实验动物法制化管理和相关政策法规的制定等方面的指导和咨询作用。
建立管理信息系统。在现有的福建实验动物信息网页上增加实验动物学会活动窗口,加强实验动物信息网后台管理建立实验动物信息网的专业信息平台,加大实验动物科技宣传力度,使社会各方全面、准确地理解和执行国家实验动物管理条例。
实施应急反应体系。为控制实验动物疫病的发生和传播,保证实验动物质量及其动物实验结果的准确可靠,建立和完善与相关部门联动机制,制定和重大实验动物疫病控制应急预案,形成全省性的重大动物疫病控制应急体系,保证和促进实验动物持续健康发展。
7.2加强行政执法管理力度
在科技计划立项、成果管理活动中加强有关实验动物质量和动物实验条件的审核,强化监督管理,切实有效地发挥其职能。应用不合格实验动物或未取得实验动物使用许可证进行的科学实验、检定,其实验、检定结果无效,科研项目不予以立项。
加大实验动物质量管理力度,优化资源配置,完善省实验动物质量监督检测体系,建立实验动物质量抽查和报告制度。全面推行实验动物许可证制度,严禁未取得生产许可证或不合格的动物进入流通渠道。
加强本省行政区域内实验动物行政执法工作力度,建议设立实验动物质量监督员、实验动物信用管理、实验动物质量通报和信息公开制度,接受社会监督。
7.3健全实验动物质量保障体系
7.3.1规范实验动物质量检测管理。省实验动物质量检测中心必须进一步规范质检工作,加强实验动物监测与管理,严格执行许可证制度,开展实验动物质量检测新项目、新方法、新技术的研究。
7.3.2全面实施实验动物国家新标准。为保证对新版标准的贯彻实施,应开展实验动物国家新标准宣贯会,全新解读新版国家标准内容和标准编制中规范性技术要素的确定,推动实验动物质量的提高及动物实验技术的创新和发展,以满足实验与科研工作的需要。
7.3.3加强从业人员队伍建设。我省缺乏掌握实验动物科技管理技术的高端人才和复合型人才;从业人员的学历层次、专业化水平和整体素质有待提高。必须进一步加强从业人员队伍建设,努力提高从业人员的政治思想素质、职业道德水准和业务技能,建立技术力量雄厚、人才结构合理的创新团队,为我省实验动物科技发展提供强有力的人才支撑和智力支持。
7.4实验动物技术服务平台建设
7.4.1建立闽台实验动物科技创新暨转基因培育与研究技术服务合作基地。随着海峡两岸整体经济水平和科技能力的提升,生物技术领域和产业领域等也将逐步提出对转基因/基因剔除小鼠模型动物的需求。所以,开展转基因培育与研究共用技术、保种与生产,供应生命科学研究所需要的特种实验动物、以满足实验动物科技日新月异的发展需要。
7.4.2建立开放系统动物实验技术服务基地。随着经济发展和科技进步,省内对大动物实验的需求将逐年增加,所以,开展大动物(犬、猪、羊)动物实验技术服务、动物实验技术培训、实验动物共享数据库、实验动物设备设施共享、大动物调剂供应,以满足省内动物实验所需的大动物(犬、猪、羊)逐年上升的需求。
7.4.3建立福建实验动物科普、伦理和远程教育基地。通过该基地建设,提高实验动物管理工作质量和水平,维护动物福利,促进人与自然和谐发展,适应科学研究、经济建设和对外开放的需要。同时向公众开放陈列室和其他场地、设施,举办讲座和提供咨询。
7.4.4建立实验兔繁育及福建黄兔实验动物化研究技术服务基地。在省内使用量较大的单位建立生产常用实验兔基地,承担我省实验兔的生产、供应和满足福州市区实验兔调剂服务及周边实验兔的需求,以解决目前全省所使用的实验兔不达标的问题。同时,开展福建黄兔人工种群的生物净化暨实验动物化研究及应用,提升福建实验动物科技水平。
7.4.5加强常用动物和饲料的生产供应。充分利用鼠类技术服务平台现有条件和人才优势,在其生产清洁级实验大小鼠的基础上,通过加大扶持力度,形成年产超5万只清洁级以上实验大小鼠的生产能力。支持有条件的企业建立5万只以上规模的实验兔繁殖基地。依托有条件的单位建立标准化实验动物饲料的生产车间,年产各类实验动物饲料500吨,以满足科研、生产及部分教学工作的需要。
7.5实验动物信息服务平台建设
7.5.1数据信息服务平台建设。以国家科技基础数据平台为基础,开发福建实验动物专家数据库、相关联企事业单位数据库、实验动物品种品系资源数据库,整合信息资源;建立实验动物管理、科研、生产、使用或经营管理集成性网络服务平台,提供远程、互动、及时、高效的网络服务;根据服务对象的具体需求,开展查新、咨询、策划、信息、实验动物及其相关产品推介、交流合作等多方面的个性化信息服务。
7.5.2实验动物、饲料供需信息服务平台建设。建立市场调研系统,对实验动物进行分类市场调查,定期向相关服务群体提供行情报告;建立网络性的共性市场开发平台,接受供需双方的委托,对服务群体及服务需求进行市场调查分析,组织实验动物及其相关产品的供需信息。通过信息平台,协调解决实验动物来源和供应问题,合理引导和培育实验动物市场。
7.5.3实验动物从业人员远程培训和上岗考试平台。通过该平台的建设,将提供最优秀的实验动物科技培训资源,该平台只要有因特网的地方就可以接受培训和考试,不受时间、地点限制,同时结合从业人员水平层次的不同,提供个性化学习和课程答疑服务。该平台根据福建实验动物科学管理的工作要求,结合实验动物从业人员上岗管理实际,主要用于实验动物从业人员培训和上岗资格认证考试,到2015年底,使我省实验动物从业人员的持证上岗率达到95%以上。
8 福建省实验动物学科发展的战略对策
8.1加强法制化管理
贯彻国家有关实验动物法律、法规,建立和完善福建省实验动物科技管理的法规性文件,加大执法力度。加强各部门之间的协调,在省科技、教育、农业、医药卫生等行业坚决按实验动物许可证制度的要求,在科研立项、成果评价、、新药研究、行业验收与认证工作及安全性评价等工作中逐步实行实验动物一票否决制。
8.2加强实验动物从业人员培训
要采取切实有效的措施,稳定现有的实验动物从业人员队伍。采取多种形式,加强和规范实验动物技术人员的培训和考核,提高实验动物技术队伍的整体水平。为从事实验动物的管理人员提供学习机会,尤其是对单位法人或主管领导进行必要的实验动物法规和基本知识培训,促进科学管理。
8.3加大投资力度,统筹规划,合理布局
我省每年用于实验动物生产、新品种的培育及动物模型的研究经费十分有限,制约了实验动物学科的发展。应开辟资金渠道,通过地方匹配投资、争取国家财政经费和吸收社会资金等多种方式,加大实验动物的投入强度,逐步形成实验动物多元化投入格局。建议设立实验动物专项发展基金,纳入省级科技计划,以不断加大财政投入,为实验动物科研和实验动物学科发展中出现的问题提供坚实的资金支持。
8.4在省科技计划项目中报指南中增加实验动物科学研究内容
为进一步提升实验动物研究水平,加强和完善实验动物技术服务平台的功能,推进我省生命科学研究和生物医药产业的进一步发展,建议将实验动物科学研究内容列入省社会发展科技项目支持重点、软科学研究项目和省基金项目资助范围。
8.5建立确保平台良性运行的管理制度和运行机制
平台必须制定科学的管理制度,明确平台建设单位的权利和义务,制定相应的绩效考核和评价制度,采取优胜劣汰的动态管理方法。日常运行经费应通过开展各类创新服务和承担企业、政府委托的科技项目,以及当地政府支持和企业资助等途获得,通过平台良好的服务和管理,来获得平台自我发展的资金保障。
8.6重视学会的工作,支持学会开展工作
省实验动物学会是实验动物与动物实验人才集中的地方,学会要积极努力,将省内从事生命科学研究的专家组织起来,开展多学科的学术交流与培训活动,取长补短,共同促进实验动物队伍整体素质的提高;同时,还应加强彼此之间联系与协作,使实验动物事业更好地为生命科学研究服务。
8.7加强闽台间的学术交流,追踪国际发展趋势
通过近年的努力,我省的实验动物工作已取得长足的进步,从而为我省开展闽台间实验动物科技的交流创造了条件。我省应加大宣传力度,利用现有资源的优势,吸引更多的项目,包括高科技项目到我省进行实施,以利于追踪国际生命科学的发展趋势。
讨论研究生命科学的意义主要从两个角度入手。从微观角度来讲,研究生命科学尤其是研究分子生物学,可以启发相关科研人员从更深层次,例如病毒、分子和量子等角度,对人类的疾病进行研究,这样就为解决人类一些重大疾病提供了更加广阔的平台和途径,也在一定程度上增加了人类的寿命,提高了人类的免疫力,另一方面,研究微观生命学,从基因的角度也可以增加粮食产量,解决世界粮食问题,就如杂交水稻和转基因农作物的广泛应用;从宏观角度,也就是从生态学层面,我们可以通过对生物与生物之间的研究,对生物与环境之间的研究,更好地处理人类所面临的日益严峻的环境问题。[2]总之,生命科学的研究不仅可以极大的带动众多学科领域的融合发展,也将极大的促进中世界上众多国家的合作往来,从而更加有益于人类与人类社会的巨大进步。
2中学生物教育中有关生命科学的内容
在我们中学所学的生物教材中,其实很多内容都是涉及到生命科学的。像课本中所提到生命的起源于发展,是有关动物学、植物学等方面的;像课本中有关细胞形态与组织构成的相关内容,是有关细胞学与组织学的;像课本中有关生物与环境的关系中讲到的生物种群、群落与生态系统,是有关种群生物学、生物环境学的;又如课本中提到的生物分子之间的相关反应,是有关分子生物学和生物化学的[3]……可以说,我们中学阶段的所学的生物知识,点点滴滴中都渗透着了生命科学的有关内容。生命科学是现代社会人类的一次跨学科领域的一项伟大成就,那么如何将这项伟大的成就通过简明易懂的方式展示给普通大众呢?我想联系生活,联系实际无疑是一种最佳途径。我们常说转基因工程、转基因食品,那么什么是转基因呢?其实也就是通过人工手段进行的基因的重组。自从转基因工程面向大众,应用生产生活中后,对其的利弊讨论就一直不断,近日来,人们对转基因大豆食用油就产生了深深的质疑。有人说转基因增加了致癌风险,还以山东地区患癌率较少为证,指出当地人食用更多的是花生油,而转基因花生较少,故而发病率少。但以饶毅博士为代表的另一些人则指出,转基因作物在原则上是安全的。通过对社会时事的了解,我们就可以以转基因食品为突破口,进一步进行转基因的相关学习,进一步认识基因工程,认识生命科学。同时我们也可以结合课本中有关基因的知识进行纵深拓展,就像课本中所提的克隆技术,试管技术,其实也是与基因有关的,但二者之间的区别也是不容忽视的。由点到面,从横向和纵向两个角度进行探讨也将更有利于学生对生命科学的认识与学习。但通过上例,我们也应该有一个认识,那就是生命科学在为人类提供了方便,带来众多益处的同时,也为我们带来了新的困扰,这就要求我们从正反两个角度辩证的去看待生命科学。[4]
3研究生命科学对中学生物教育研究的重要意义
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1 提高生物学科阅读素养,促进学生自主学习
绝大多数教师都非常重视学生的自主学习过程。然而,在实际教学工作中,往往由于学生缺乏良好的生物学科阅读素养而难以落实或深入到一定的学科知识本质。而目前在生物教学中往往出现这样的情况,学生在课堂上很少自己去认真仔细地阅读生物知识,即使阅读也只是浮光掠影式进行的阅读;或是阅读生物学科教材和阅读小说、故事一样跳读和浏览性阅读;或是直奔主题式的阅读。相当一部分学生在阅读时喜欢带着问题直接找答案。教师在教学中往往也不重视阅读,没有提高学生生物学科阅读素养的意识,只注重课堂深入浅出的讲解,认为与其在阅读上浪费时间,不如将教材内容“掰开了,揉碎了”讲给学生听,这势必影响到学生自主对教材的思考和理解。这一现象不解决,那么提高学生自主学习能力,变被动学习为主动学习,培养学生可持续发展学习则成为一句空话。
为此,教师必须有计划有步骤地培养学生生物学科阅读素养,指导学生在生物文本的阅读过程中,如何发现问题,深入思考、认真分析,解决问题。培养学生自主学习生物知识前提就是学会阅读生物文本资料,提高生物学科阅读素养。如伴性遗传,学生要完成这部分内容的自主学习,必须要有对这部分内容深入思考的阅读,理解知识的本质,并能应用于实际,解决具体问题。否则只是表面内容的识记不是真正的生物知识的自主学习,也达不到生物学科发展对学生的应有要求。这就要求教师通过各种教学设计提高学生带有生物学科特点和学科思维的阅读素养。
2 提高生物学科阅读素养,锻炼学生学科思维
近几年的江苏高考和各地模拟试卷的质量分析表明,构成一些学生感到解题困难的主要因素之一是他们的学科阅读素养的不足,往往导致题干信息不能有效提取,图文信息不能很好地把握和转化,知识不能有效地整合和迁移。按照认知学习的说法,阅读是一种知识的重建过程。生物学科里的符号、公式、方程式、流程图、示意图、表格等内涵丰富,具有一定的抽象性,同样需要相应的学科思维的阅读才能理解、转化新知。因此,带有生物学科特点的阅读是生物学习活动形式之一,是生物学科思维构建的基础。
对于生物学科而言,有效的阅读是建立生物学科知识模型和解决生物学科问题的语言基础。提高生物学科阅读素养有助于学生生物文本阅读技巧与能力的发展,有助于学生生物学科思维的形成与转换,有助于培养学生提取、整理、整合信息的能力,分析、解决问题的能力,从而提高学生的学科思维能力。
例如很多课本生物学知识的内在逻辑关系就能很好得体现生物学科思维,如光合作用探究历程。阅读这些资料的本身就能使学生对如何进行生物科学研究和生物学科思维的过程有了一定的思考。这样的内容的深入研究有利于学生提高生物学科阅读素养,掌握生物学科方法,锻炼学生生物学科思维。
3 提高生物学科阅读素养,提高生物课堂效率。
教师在课堂上必须十分重视提高学生生物学科阅读素养,运用多种形式对学生进行阅读技能训练。
对于学生来讲,学习压力使得不能有很多的时间进行学科阅读训练,同时学生的思维惰性也影响学生的学科阅读活动。此时,教师需要在学生阅读前,提出一些指向明确的问题,让学生带着问题去阅读、去思考。学生通过阅读有关资料、去找寻问题的答案,在任务的驱动下,使阅读更有效。
如在教学中教师随教学进程可提出问题让学生阅读一个或几个重点的相关段落。为了使学生对所阅读的重点段落做到字斟句酌,要常变换形式提出问题让学生阅读思考。如阅读减数分裂概念时,可提出这样一些问题:① 什么样的生物进行减数分裂?② 什么时候发生减数分裂?③ 减数分裂的结果和有丝分裂有什么不同?④ 染色体减半发生在在第几次分裂?⑤ 除数量变化外染色体种类的变化有什么规律?这些问题会使学生产生强烈的好奇心,学习兴趣极浓。教师指导学生阅读教材,使他们带着问题听课,这样就能很容易地突破难点,掌握重点。同时注意前后知识的联系,使学生在旧知识基础上掌握新的知识,既提高了课堂效率,也可促进学生生物学科阅读素养的提高。
4 提高生物学科阅读素养,实现生物知识的高效建构
具备一定生物学科特点和学科思维的阅读可以控制和调节学生主体的注意力和信息加工过程,从而提高生物知识的建构效率。
比如在学生生物知识建构中,往往有许多相关或相近的知识点,学生在理解这些内容时较易混淆。教师指导学生在阅读容易混淆的概念时,要运用对比法加以区分,通过提高学生生物知识对比阅读素养,找出异同点,从而掌握概念的实质。如线粒体和叶绿体、原核细胞和真核细胞,有氧呼吸和无氧呼吸,减数分裂和有丝分裂等。通过对比阅读,使学生辨析异同,可培养学生分析比较能力、综合思维能力、归纳概括能力、求异思维能力,有助于学生高效建构知识。
关键词:大学生个性;发育生物学;课堂教学
中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)28-0058-02
一、重视课堂教学中大学生个性发展的原因
21世纪,我国高等院校全面推进大学生的素质教育,并以培养专业的创新型人才为高等教育的主要目标。其中,大学生个性发展是素质教育的重要内容,也是培养创新型人才的基础条件。目前,包括日本在内的很多国家将大学生个性发展作为课程改革的培养理念。一般认为个性包括两层含义:一层为潜在的品质,如兴趣和情感等;另一层为表现出来的有社会意义的品质,如人际关系和处事能力等。大学生个性体现在很多方面,如思维方式、学习方式、生活方式和兴趣爱好等,是体力、智力、审美和情商等各种品质的综合体。
近年来,不断有媒体报道以大学生为主角的恶性事件,如某高校大学生向室友投毒一案。现代大学生年龄一般在19~24岁,心理并不成熟,心理依赖性、任性、孤独等不良个性严重抑制了大学生的健康发展[1]。在我国,学生的个性发展其实一直处于被压抑的状态。传统的教育模式并不重视学生的个性发展,从小学到高中,大部分学校实际仍采用的是“成绩定输赢”的教育理念,学习成绩一直是学生升学和获得外界评价的主要指标。在这种环境和意识氛围下,很多学生自身也没有意识到个性发展的必要性。进入高等院校后,多数学生并没有完全摆脱“重成绩,轻素质”的思想,且在较弱的自我约束能力下,学业和生活会因为个性因素产生各种问题。大学生个性发展可塑性很强,高等学校教育过程中的引导对大学生个性发展有重要的影响[2]。
课堂教学是高等教育的主要阵地,课堂教学理念、教学方法、教师素质等因素对大学生个性健康发展的引导至关重要。传统的高等教育,要求教学内容和教学方法等呈现稳定性和一致性,课堂主要以讲授式教学为主,无法摆脱对学生思维的束缚。而时展要求现代高等教育展现“以人为本”和“因材施教”的教育理念,课堂教学中要实现对大学生个性发展的良好引导,要重视学生的异同,以学生为主体实施教学过程,结合先进的多媒体设备,运用“启发式”和“互动式”教学,充分调动学生的积极性,让学生成为教学活动的主体[3]。在课堂教学过程中,为了真正实现大学生个性的发展,学者们不断研究和尝试新的课堂教学模式并取得了良好的效果,例如复旦大学尝试了增强学生主动性的“对分课堂”和哈尔滨师范大学实施了提升学生主体地位的“45341”课堂教学模式[4,5]。
二、发育生物学课堂教学中培养学生个性发展的途径
发育生物学是生命科学领域发展较快、应用较广的学科之一,是高等院校生物相关专业的专业基础课程。作为一门新兴学科,发育生物学与胚胎学、分子生物学、生物化学和遗传学等学科紧密相联,对生命科学领域和医学领域学术研究的发展有重要意义。但发育生物学的教学理念、教学框架和教学体系等还不够完善,学科整体结构还不成熟。要在发育生物学课堂中对大学生个性发展进行引导,是一个必须要正视的挑战。
(一)教师应提供一个平等、开放的教学环境
亦师亦友的平等教学关系,不仅有效地拉近了师生关系,增进了师生的情感,更能使大学生充分发挥主观意识,以主人公的姿态积极参加到教学过程中。现代教学模式认为“教育就是环境的创造”,开放的教学环境是“因材施教”和“以人为本”的基础,所以课堂教学首先要有开放的教育环境。不同于传统的“权威式”教学,在开放的教学环境中,教师尊重学生的个体差异,以学生为主体,让整个课堂教学过程在“观察、指导、讨论、探究”中完成。例如,在鸡胚发育过程的学习中,教师可以首先让学生自己观察鸡胚的发育,记录观察结果并自行查找资料分析鸡胚发育的特点。随后在课堂上针对学生汇报的观察分析结果,与学生讨论鸡胚发育的理论知识,并向学生介绍与鸡胚相关的最新研究成果。在教学过程中,通过直观的观察和资料的查找,做到学生自主探究问题、分析问题、讨论问题、总结问题,实现了学生在教学过程中的参与度和人际交往能力的提高,创造性思维和自主学习能力的培养[6]。
(二)教师提升个人魅力,潜移默化的影响大学生的个性发展
发育生物学作为一门发展非常迅速且整体结构尚不完善的学科,提升教师个人魅力,不仅能提高学生的学习积极性,促进学科的良好发展,更能对学生个性发展起到潜移默化的影响。
首先,教师要向学生展现良好的专业素质,成为发育生物学领域的“典型专家”。发育生物学发展迅速,成果更新较快,有利于充分展现教师的广博学识。这就要求教师要注重课堂教学中知识结构的调整,处理好基础知识和最新研究成果的搭配。除此之外,教师还充分展现聪明才智,获得学生的认可和推崇,间接提升了学生对发育生物学的关注度[7]。
其次,教师在教学过程中要展示出认真的态度和温和的性格,为学生树立榜样和规范,不仅能对大学生自主学习能力的培养和学习态度的端正起到引导的效果,还能平和大学生日常学习生活中的烦躁等情绪。通过幽默风趣的语言还能有效的拉近与学生之间的距离,容易成为学生信赖的朋友[8]。
【关键词】生物课堂 引导 观察 思考 表达 发展
生物学新课程对教师而言是新的,使教师有了创造的空间,却也感到更大的压力。新课改带来新理念,新理念催生新实践。在实施新课标教材的教学过程中,切实感到在课程改革的新的教育形式下,再沿用老的教法已经不能适应新的教学形式的需要,而采用新的教学理念进行教学,取得了良好的效果。以下是我在教学实践中对创新教学方面的一点体会,就是课堂要充分促进学生的发展。
1.引导学生观察,促进其观察力的发展
观察力是人们正确地认识问题、解决问题的基础,也是构成人的智力的一个重要成分。对于生物学来说,观察尤其具有重要的意义,可以说它渗透在每一个科学探究活动的过程中。学生是否懂得如何观察,是否具有认真的观察习惯、良好的观察品质,将很大程度决定着探究活动的效果和质量。所以,在生物教学过程中,能让学生观察的尽量让学生观察,以促进其观察力的发展。如结合教学内容的需要进行课堂演示实验,尽可能让学生观察到实验的全过程,在认真的观察后学生能够提出问题、开展讨论、自己得出结论那就更好了。在演示“斐林试剂验证还原性糖”的实验中,我让他们观察了每一步的操作和实验现象,操作中用水浴加热至煮沸1min,结果得不到砖红色的氧化亚铜沉淀,而得到的是黑色氧化铜沉淀。这是怎么回事呢?学生的情绪被调动了起来,并相互讨论积极寻找原因。最后得出结论:氧化亚铜极不稳定,在缓慢的水浴加热过程中被氧化生成CuO;再有,Cu(OH)2在缓慢水浴加热过程中分解也生成CuO而失去与还原性糖发生氧化还原反应的能力。通过观察,学生不仅真正地理解什么是科学的观察,更让学生感受到生物学作为一门科学需要严谨、细致、认真的态度和方法,同时还激发起学生学习生物学的兴趣。
2.引导学生思考,促进创新思维能力的发展
教学过程必须求真,要给学生留下独立思考的时空,让他们自己去探究,拓展思维活动的广度和深度,自己去寻找解决问题的办法,从而达到“真会”和“真能”。生物学新教材,在引言和正文中都提出了一些富于启发性的问题,引导学生思考。如在讲到“无机盐在细胞中的作用”时,让学生观察一种叶绿素分子和血红蛋白分子局部结构简图,然后思考:①有一种贫血症叫缺铁性贫血症,为什么缺铁会导致贫血?②植物体缺镁会影响光合作用,为什么?象这种思考题,教师就必须充分利用给学生自己思考的时间,从而得出无机盐的功能之一是构成细胞中化合物的重要成分。当然在教学过程中,教师也要积极设计有启发性和趣味性的问题,以此来激发学生的学习兴趣,促进学生创新思维能力的发展。例如,在讲解“豚鼠胰腺细胞分泌物形成过程”时,我设计以下一系列问题: ①这里用3H标记亮氨酸的目的是什么?为什么用3H标记?还可以用其他元素标记吗? ②为什么注射氨基酸,而不是核苷酸?氨基酸与蛋白质是什么关系? ③3min后,被标记的氨基酸出现在附着核糖体的内质网上说明了什么? 17min和117min后被标记的氨基酸相继出现在哪些部位? ④与此分泌物的合成和分泌有关的结构有哪些?合成和分泌过程需要能量吗? ⑤这些分泌物的合成和运输的方向怎样?在核糖体上合成的分泌蛋白,为什么要经过内质网和高尔基体,而不是直接运输到细胞膜?内质网和高尔基体起到什么作用?这些由浅入深的问题不仅有助于学生理解,更激发了学生思维和探究问题的兴趣,取得了良好的教学效果。
3.引导学生讨论,促进学生合作意识的形成
新教材中编排的学生活动形式多种多样,如探究、观察、实验、讨论交流等,但每种活动中,都有讨论这一项。当学生获得了大量感性材料尚未得出结论时,组织学生进行讨论,互相启发、分析综合,不仅能促进思维的发展,更能加强学生的合作精神。当然,课堂教学也离不开学生的讨论,如:在讲到光合作用的应用时,提出问题让学生讨论:“要想提高‘大棚’农作物的产量,我们应采取哪些措施呢?”一些来自农村的学生了解农民采取的增产措施,但有的不知其原理,而一些来自城市的学生根本没见过大棚,这样的问题充分调动了大家的积极性,激发了他们的求知欲,课堂顿时活跃起来。有的说增加光照强度,有的说增加光照时间,有的说增加二氧化碳浓度,而增加二氧化碳浓度的方法有很多,可以增施农家肥,也可以在大棚内使用二氧化碳发生器等等,有的说适当提高白天的温度,但要适当降低晚上的温度,以减少夜间有机物的消耗,有的说可以合理密植……学生热烈的讨论再加教师适当的点拨和调控,学生对所学内容掌握非常牢固,而且感受到了合作的力量。课后我还了解到学生利用周末时间自发组织参观了一位同学家的“蔬菜大棚”,向当地农民了解了更多书本上没有实践经验,真正将理论和实践联系了起来,我想这就是课堂上的合作讨论激发了他们的兴趣和求知欲望的真实体现吧。
4.引导学生表达,促进课堂民主氛围的形成
关键词:数学;课堂教学;合作
一、让数学课堂变为学生活动的“舞台”
小学生的年龄小,活动是他们的天性。他们乐于游戏,大家有目共睹。数学教学应该结合游戏活动让学生参与其中,给学生充裕的遐想空间,使他们自主地参与到活动中来,在游戏的同时获取数学新知,可谓一举两得。例如,在讲授“统计”的时候,抓住学生乐于游戏的个性,我设计了超市购物的游戏活动,让学生在购物、收集信息的同时,对统计知识细致理解,掌握数形结合的数学思想,形成统计的概念。这样的游戏活动方式学生乐于接受,喜欢参与。在游戏活动之中,加深了学生对统计思维、概念的认识。数学游戏活动既可以说是数学知识的学习过程,又是数学知识巩固加深的过程。
二、让数学课堂变为学生合作的“舞台”
新课程标准理念所倡导的学习方式中应该有合作学习方式,它是十分有效的学习方式。小学生的小组合作学习方式可以把学生通过小组的方式,将不同水平的学生分在一起,使学生优差互补,形成良好的学生关系,促进学生团体意识的良性发展。
例如,我在教学“圆的周长”的时候,设计了几个测量小组,小组成员自己选出小组长,组长进行分工,选取合适的测量工具,进行小组操作活动。有的小组选择滚动法,有的小组选择绳测方式,从实际操作中看到圆的周长与圆的大小息息相关。合作学习不仅让学生学会了分工合作,还明确了活动操作的规则性,懂得了小组成员中只有人人参与,人人动手,任何的困难与险阻都可以克服,更增加了学生团队合作的意识。为此,教师在教学的时候,应该努力为学生创建一个合作学习的“舞台”。
三、让数学课堂变为学生生活的“舞台”
一、把课堂还给学生,给学生发展的空间
每位数学老师可能都知道“学生是课堂真正的主体,老师只起着主导作用”。只有把课堂还给学生,让其成为真正的参与者,才能实现学生自主学习,从而达到使学生树立学好数学的信心和决心。
(一)倾听来自学生的声音
数学是思维的科学,数学课堂教学中,教师不仅要倾听学生回答了什么,正确与否,还要做到对学生思维过程的倾听,能从不同的回答中挖掘其潜在的教学价值。因此作为教师不要随意打断学生在数学课堂教学中的发言,我们也不仅仅是要从学生的发言中获得一个正确答案,更重要的是从学生的回答中诊断学生的学习情况,给教学以反馈。学生对一个问题的回答过程,正是其思维过程的具体展现,因此,无论学生的回答是什么,教师都应该有耐心地听其把想法说完,而不是过早地打断,甚至进行严厉地反问或嘲讽。教师在教学中要把学生当作学习的主人,努力营造和谐、宽松的教学氛围,让学生积极的参与到课堂交流中来。
例如在教学“周长的认识”一n,我让学生质疑,学生提出:“什么是封闭图形?”“不封闭的图形有周长吗?”学生在交流中有的说封闭图形是从起点出发,可以再回到起点;有的说不封闭图形没有周长,理由是不封闭图形不能从起点再回到起点。他们用自己的语言表达自己对新知的理解,在交流碰撞中,及时解决了内心的困惑。
(二)开放教学情境,放飞学生的思维
在孩子们的眼里。没有什么不可以的,每一个人都充满着幻想。开放的情境,提供的信息有较大的选择性,答案也不是唯一的,因而可供探索的问题也就相对丰富。在这样的情境中,学生想象力丰富,思路开阔,乐于表达自己的发现和见解。解决问题的创造性便能得到充分发挥。如在学习《平行四边形的面积》后,我出示了这样一道题:你能在平行线间画出与已知平行四边形面积相等的平行四边形吗?你还可以怎么画?顿时,一石激起千层浪,学生画出了很多个,接着我说:“到底能画多少个?为什么?”给学生留下了较大的思考余地,有的学生说不行,有的学生竟然有说出“无数个”。课堂气氛异常活跃。
二、相信学生,激发学生学习的潜能
苏霍姆林斯基也说过:“在人的心灵深处,都有一种根深蒂固的需要,就是希望自己是一个发现者、探索者。在儿童的精神世界里,这种需要则特别强烈……”课堂教学是学生生命活力焕发、生命价值不断体现的生活过程。在新课改中,学生在自主的学习,理解,感悟中获得独特的感受,这极大地满足了学生自身的需求。让学生在自由的时空里展开自主、合作、探究的学习活动,构建学生自己的知识网络,让学生真正成为学习的主人,不同的人在数学上获得不同的发展。其实就是要把学生内在的潜能激发出来,实现“教是为了不教”。这就要求教师要善于根据学情,设计教学,引导学生自主地去学习。
三、用好教材,致力于学生的发展
教材是教学内容的载体,是教师进行课堂教学的重要依据。作为教师应该成为教材的开发者、建设者。在深入钻研教材,吃透教材,深刻领会教材编排意图的基础上,结合学生的具体情况致力于学生未来的发展,灵活调整教学资源,用好教材、活用教材。使教材的普遍性同本地区教学实践的特殊性实现有机结合,教师智慧与学生发展的有效融合,使我们的数学课堂教学更具生命活力。
(一)把准学生起点,科学的组合教材
教材是教学的重要依据,但如果不考虑学生的理解能力,而照本宣科,那是无法取得良好的教学效果的。教师必须灵活掌握教材的内容,还要根据学生的实际情况及认知水平,进行科学组合。我曾听过一位老师教学《年月日》这一课,她没有按教材所提供的材料和组织程序来进行,教学效果很好。对于教材中学生能看懂的内容,她没有过多的讲解,而是把教学的重点放在大小月的记忆,与如何正确的判断闰年这一环节上,她给学生介绍了两种简单的判断方法,即一般年份看后面两位数{个位与十位}是不是4的倍数,整百整千年只要看前面两位数是不是4的倍数就可以了,因为三年级学生还没有除数是三位数的基础,所以这样处理就不用纠结在除数是整百的算法上,相对节约了教学时间,同时增加了教学的容量。
(二)把身边的教学资源引入课堂
教育心理学家研究表明:当学习材料与学生已有的知识或经验相联系,能激发学生学习和解决数学问题兴趣时,数学才是活的、富有生命力的。《数学课程标准》也指出:数学课程“不仅要考虑数学自身的特点,更应遵循学生学习数学的心理规律,强调从学生已有的生活经验出发……”虽然教材所选用的资源都来自于学生的生活实际。但由于不同的学生所处的生活环境不同,所积累的生活经验也不同。因此在教学中,教师要客观地把握教材,从学生实际出发,将教材内容进行优化,使教材内容更适合学生的学习,更有利于学生的发展。
(三)教材的适当补充与拓展,因人而异
一、在生物教学中贯彻可持续发展思想的重要性
在中学生物教学中应突出人与自然的关系这一重要线索,帮助学生树立正确的资源观、生态观、人口观、环境观,让学生懂得人类的发展是资源、环境、人口、社会、经济各方面的协调发展,而可持续发展思想是在现有对人与自然关系认识的基础上的加深和发展。
地球表面存在着明显的地域差异,各区域资源特点不同,历史、文化、生活习惯各异,发展也不平衡。只有协调不同区域的可持续发展水平,才能达到共同发展的目的。
我国要加快现代化建设,保持国民经济持续增长,必须对青少年进行可持续发展教育。青少年是未来的决策者和建设者,是未来环境保护的参与者,是推动可持续发展的重要力量。如果广大青少年不具备基本知识和必要的思想准备,那么实现可持续发展是不可能的。
二、可持续发展教育的内容
可持续发展的核心是协调人口、资源、环境与社会、经济的关系,其主要内容包括:人口可持续发展、资源可持续发展、环境可持续发展、经济可持续发展、社会可持续发展等。具体落实到教学中主要应从以下几个方面对学生进行可持续发展教育。
1. 培养学生可持续发展的意识。我们对学生进行可持续发展教育,应紧扣人与自然的关系这条主线,目的是让学生了解当前人类的家园——地球面临的人口问题、资源问题、环境问题,意识到保护环境是为了保护人类自身,以唤起他们的忧患意识和关心可持续发展问题的情感,使得学生逐渐形成可持续发展的思想观念。这是实施可持续发展教育的一个首要目标。
2. 使学生具备可持续发展的相关知识能力。生物教材中蕴藏着丰富的可持续发展教育的素材,我们应将可持续发展教育与生物教学内容和任务紧密地结合起来。不仅要让学生掌握可持续发展的基础知识,更重要的要培养学生具备自我学习、自我评价和自我发展的能力,提高学生的综合学力。这是实现可持续发展的一个重要基础。
3. 使学生形成正确的价值观。可持续发展教育的价值观包括:保护生物多样性;全社会的参与性;解放思想、扩展思维等,更重要的是在社会经济发展中不能只强调经济效益,应使其与社会效益、生态效益协调统一。从长远角度看,人类要想保持永续发展,保护环境比经济效益更为重要。
4. 引导学生主动探究,注重实践。从书本知识到实践是可持续发展教育的重要环节。教师应引导学生积极参与实践活动,开展多种形式的平等合作,唤起公众的主动性,使学生能够正确运用所学的知识,成功地研究一些可持续发展问题。
5. 实现可持续发展的终身教育。可持续发展是人类的永续发展,可持续发展教育具有综合性和跨学科性。生物是一门综合性很强的学科,文理属性兼而有之,因此它应在可持续发展教育方面发挥更大作用。在生物学习中使学生获得综合运用所学知识的能力和方法,是终身教育的基础。
三、中学生物教学中实施可持续发展教育的具体措施
1. 教师教育观念应有所转变
(1)对待教育要从“应试教育”转变到“全面素质教育”。在教学中自觉地开发学生的思维,加强学生自身能力的训练,杜绝死记硬背。
(2)教学要从知识传授转化到意识培养。21世纪的生物教育,绝不是单纯地向学生讲授生物知识,而是在此基础上,通过实践培养学生的环境意识,使知识传授本身成为可持续发展教育的起始点。
2. 变革教学内容和方法
(1)突破教材。首先,生物教育内容要体现时代的特征和社会的需要,删去过时的、陈旧的、繁琐的内容,增加培养可持续发展意识需要的新内容,以适应社会需要。其次,要敢于突破教材,从书本以外获取更多的与所讲内容有关的资料,以扩大学生的知识面,增强可持续发展思想渗透的物质基础。
(2)改进教学方式和方法。首先,不以传统的讲述法为主导式,而是根据教学需要,建立以学生主动参与活动为主的课堂教学模式,让学生在主动参与中学习、发展,提高参与能力。其次,建立课内外结合的教学模式,引导学生有计划地参与各种与环境和发展有关的活动,使学生在实践活动中得到教育和锻炼。
(3)改变原有教学的检测与评估形式。应尽快从以试卷笔答测试为唯一方式的误区中走出来,利用多种形式进行能力测试。与此同时,还要用可持续发展思想对生物教学工作加以评估。
武术运动走进体育课堂是学校体育发展的必然趋势。中华武术历史悠久,源远流长,有广泛的群众基础,是中华民族在长期的生活和斗争实践中,逐步积累和发展起来的一项宝贵文化遗产,我们作为体育教育工作者有责任有义务去继承并将其发扬光大,从而造福社会。
武术运动注重内外兼修,具有壮内强外的效果,一招一式都具有攻防含义,若长期坚持系统训练,还可以直接为国防、公安建设服务。特别是武术教学中可以多方面的骒学生进行德育影响,“习武先习德”,武术练习历来重视武德教育,尚武崇德的精神可以培养青少年尊师重教、讲礼守信、宽以待人、严以律己等良好的心理素质和高尚的道德情操。同时,武术的练习,特别是追求技艺提高过程中,需要吃苦耐劳,坚持不懈的精神,这不仅能培养坚忍不拔、自强不息的意志品质,也是一种修身养性的手段,有益于人的全面发展,这恰恰与素质教育合拍,特别是对当今社会独生子女所共有的怕苦怕累、依赖性强等不良习惯有较好的校治作用。中学生武术教学工作是一项科学性很强的工作。要经过中学生武术教学的实践,不断地总结和发现新的规律,改进和充实教学方法。在教学实践中,除了遵循一般的教学原则外,还要根据中学生的生理、心理特点来进行系统的、科学的教学,才能取得好的效果。
因此,我们应该重视武术的教学研究,抓住影响武术教学的几个主要环节从而提高教学质量。根据几年来的教学实践,我从以下几个方面谈谈自己的体会。
一、树立正确的习武动机是提高武术教学质量的重要环节。
中学生年龄尚小,很少有机会接触到武术。我们要积极引导,从思想上端正习武的动机。很多人认为体育课上的武术线性花拳绣腿,是骗人的花架子,这种认识是极端的、片面的。也是学生对中华武术认识不深的真正所在。因此,教师应认真组织学生不断深入学习理论知识,使学生较全面了解武术的起源,发展和内涵,尤其要让学生深入掌握现代武术特点、作用及古今中华武术的异同。只有不断的丰富学生的武术知识才能正确地认识到现在的武术动作、套路运动是来源于技击意识很强的攻防技击动作,为了便于更好的演练而有机的组合在一起的,只是随着时代的发展,武术基本功及套路在发展变化过程中,逐渐有别于对抗性攻防技术,它是在保留技击特点的基础上,增强了锻炼身体的效能,同时也讲究卫生动作的艺术观赏性。
中学生武术教学本身就是一种教育过程。教师或教练员要不失时机地加强对中学生的思想教育和启发,让他们认识到“双基”训练的重要性和艰巨性。在武术教学中,要掌握小学生的心理特点,以表扬鼓励为主,教练员应善于及时发现中学生优点给予表扬。教学实践表明:中学生喜欢表扬,一经表扬,信心倍增,训练积极性也进一步提高。例如:在教学中,可让表现好的同学在其他同学面前进行演练。
二、课前准备要充分
1、备教材
现行的体育课本上的武术内容所占比例小,不够系统,教师要根据教授对象的情况,筛选难易程度适宜的教学内容,并注意教材的系统性长拳的基本手型、步型、腿法、身法等要作为武术的基本功长抓不懈,五步拳是一套较好的组合套路,编排严谨细致、科学合理、短小精悍、易学易练。教师也可将地方方的传统套路稍加改编引进体育课堂。考虑基本动作与成套动作教学的比例,难度适中,制订好授课计划。
2、钻研教材
教师对新选择的教材要钻研,充分掌握动作的要点、难点,只有这样在示范时才能做到准确优美,气势磅礴,用良好的精神面貌去吸引并感染学生。加之通俗易懂、生动、简练、形象的语言,更加激发学生纷纷效仿的良好的心理反应。
3、备学生
学生对武术的热爱程度各有差异,水平也有所不同。有的学生曾在武校学习过,有相当的功底,这样的稍加指点便可成为得力助手,成为武术教学中的体育骨干。在教学中抓住这些条件较好的少数学生严格要求,刻意提高,这使大多数学生找到学习的榜样,看到身旁的同学动作做的那么的优美,很多的学生都会不断的努力。对于协调、柔韧等素质差的少数学生采取多鼓励、指导,使他们不断发现自己的进步,从而树立习武的信心。
三、科学的教学组织
1、教法避免单一、固定
要使课堂气氛活跃,就不能仅用少数、重复的几种教法。例如学习手型可以综合步型、步法,配合形象化的语言,效果会大有提高,两臂侧上举的勾手,结合提膝平衡,谓之大鹏展翅,学生兴趣会提高。纠正动作也不一定教师亲自去做,人数那么多,累且不说,耽误时间是真,学生练习密度小,让学生自己去互相纠正,省时高效。
2、打破教学常规,突出学生为主体的教学理念
在原来的教学中教师始终占主导地位,而且是以开始部分、准备部分、基本部分、结束部分“四阶段教学法”这一传统模式,学生只是一味的被动接受。当然传统的教学模式有它自身的优点,问题是武术课打破传统教学模式也许能获得意外的惊喜。当学生掌握一定的基本动作后,让几个体育骨干分别带领学生发挥创造力自编小套路来表演。让学生去评判套路编排、基本功是否成功和扎实。这不仅能跃课堂气氛,巩固所学到的知识、技能,而且更易建立浓郁的学习氛围。
3、加强课堂反馈,及时调整方案
武术基本动作及套路组合动作是经过多次练习,反复刺激才能掌握的,教师在教学过程中要及时把握信息反馈,注意观察学生生理、心理及情绪的变化,才能把课堂教学组织的有条不紊,活而不乱。
4、改革考试办法,注重能力培养
以前武术课测评,学生要按教师的要求把规定套路做一遍,根据学生做的好坏给予评分。这种考试的方法缺点在于考试过后,学生在不上武术课或体育课时,时间一长就将以前学过的动作遗忘,将教师的心血和学生的汗水付之东流。为此。考试方法可作如下改革:第一学年重点以基本手型、步型、基本动作考试为主。第二学年以教授的套路和自编套路为主,分值各占50%。第三学年把传统套路改编后传授给给学生或学生自学套路,仅作为考查课。这样学生不仅要学好规定套路,又要学习武术套路的编排原则和方法,将来升入高一级学校或走向社会,基本能自学武术而进一步提高,从而受益终生。
四、课后及时总结,汲取经验,不断提高。
[关键词] 物理教学 学生 可持续发展
一、高中物理知识与学生可持续发展应具备的能力
从我国普遍使用的高中物理教材来看,高中物理教材知识内容是以物理概念和物理规律(包括物理定律、定理、原理、法则以及公式等)为主线组织起来的。有人将物理知识分为物理现象、物理概念、物理规律和物理观念4个要素,其中的物理现象是“人们通过感官观察或借助仪器观测对自然界和实验室中发生的物理事件的直接描述”;物理观念则指的是“物理世界在人脑中留下的概括的印象,是人对物理世界的根本认识”。我们对这种分类方法稍加分析可以看出,物理现象和物理观念作为物理知识的组成部分,学习主体对它们的理论阐述、解释或认识等,还是需要借助特定的物理概念和规律来实现的。
对于高中物理学生应具备的能力,在《全日制普通高级中学物理教学大纲》(以下简称《大纲》)中有明确的说明。《大纲》中指出的对学生能力的培养包括:(1)通过观察现象、观看演示和学生自己做实验,培养学生的观察能力和实验能力;(2)通过概念的形成、规律的得出、模型的建立、知识的运用等,培养学生抽象和概括、分析和综合、推理和判断等思维能力以及科学的语言文字表达能力;(3)培养学生运用数学处理问题的能力;(4)通过知识的运用培养学生分析和解决实际问题的能力。
二、可持续发展前提下学生学习策略的影响因素
(一)学生因素
1.年龄特征
中学时期的学生,在自己熟悉的知识领域,可以自发地形成学习策略,自觉地运用策略来改进自己的学习,并能根据学习任务和情景的需要来调整策略。
2.知识基础
知识的掌握与学习策略的掌握和运用是相辅相成的,相互促进的。学习策略的掌握和运用是以知识的掌握为基础的。研究表明,学习策略的应用离不开被加工信息本身,学生在某一领域的知识越丰富,学习策略的掌握和运用就越容易,反之亦然。实验证明,学习策略尤其是学科学习策略的掌握与学习者的知识基础有关。
3.智力水平
学生的智力水平在很大程度上影响着他们对学习策略的掌握和运用的状况。智力中等的学生通常在教师明确、具体的提示下或通过学习策略的具体学习才能获得学习策略。而智力较差的学生,不仅需要教师具体而明确的讲解和帮助,还需要反复练习,机械运用所学的学习策略,一旦任务内容、学习的情景发生了变化,就束手无策,不知道如何选用相应的学习策略。可见,智力中等的学生主要存在具备性缺陷,而智力较差的学生既存在具备性缺陷,也存在应用性缺陷。
4.动机强度
学生的动机强度对学习策略的影响主要体现在学生掌握和运用学习策略的意识性,学习的兴趣和对材料的敏感程度上。学生有掌握学习策略的强烈愿望时,才会积极、主动地去发现、总结学习得以成功的策略,外在训练的策略也才能迅速地内化为自身的策略。
(二)教师因素
1.善于识别重要学习策略的能力
教师清楚哪些学习策略对某一年龄段的学生是至关重要的,哪些策略对某类材料的学习是必不可少的,从而根据学生年龄特征和任务的需要教给学生有效的学习策略。
2.善于不断寻找新学习策略的能力
随着理论研究的不断深入和教学实践的总结,学习策略也在不断地被创新和发现,有经验的教师能根据所需不断地探讨、寻找新的学习策略,并及时提供给学生,使他们掌握更多的高效率的学习策略。
3.教学方法的适当运用
如果教师对教学过程的特点有着透彻的认识,在策略教学中也能注重激发学生的积极性和主动性,并运用适当的教学方法展示内隐的学习策略,还能根据学生的年龄特征、认识水平以及教学任务,采用多样化的教学方法,就能大大提高教学效果。
三、学生可持续发展前提下高中物理教学策略
(一)启动情感
教师在进行学习策略教学的过程只能够,应重视启动学生的情感动机,充分发挥情意因素的积极作用,使学生对学习策略抱有极大的热情,积极配合教师的教学,乐于接受所教授的学习策略,把被动的“要我学”转化为“我要学”,自觉地将外在的训练内化为自身运用策略的能力。学生的情感因素构成是复杂的,包括有情绪、兴趣、动机等,其中影响最显著的是兴趣、动机因素。教师在进行学习策略教学时,应注意调动和激发学生的学习兴趣和动机,使他们在整个教学过程中充满活力和生机。这样学习策略的教学效果才好。
(二)尊重差异
在针对某个特定的学习任务和学习情景时,物理教师要通过分析不同策略的特点,使用条件以及有效适用范围等,引导学生对不同的学习策略进行区分,最终选择最有效的学习策略。学习策略的掌握者――学生更是个性不同,习惯不同,认识也不同,具有丰富的差异性,物理教师要了解学生的认知发展水平,合理确定其“最近发展区”,使教学走在学生发展的前面,让学生在学习过程中,能具备必要的学习策略,从而进行有效教学活动并使学生能力得到连续发展。
(三)指导参与
高中学生的年龄和阅历,虽然有了一定的独立自学能力,但要掌握学习策略还离不开教师的引导、帮助。教师仍然要充当学习策略教学的组织者,促进者。事实上,成功而有效的物理学习策略教学就是一种指导参与性策略。它是基于学生物理学习策略形成与发展必须依靠教师的指导和学生的自主学习之间相互作用提出的。在充分发挥学生自我主动性、积极性的基础上,通过呈现学习策略的有关知识、激发兴趣动机,设置运用学习策略的问题情景,指导学生通过练习鉴别不同策略的特点、适用条件和范围,及时提供反馈,强化学生学习效果,最终实现学生对物理学习策略的自我构建,使之内化为自身学习能力。
(四)强化元认知
元认识是激发和促进有效学习的最活泼的因素之一,直接关系到学生策略学习的质量和效率的高低,是决定学习策略教学成败的关键。因此,教师在物理学习策略教学中应有意识强化对学生元认知能力的培养,以加快学生元认知水平的发展。教师应当在教学活动中,通过对比实例让学生明白元认知的重要性,积极引导学生将元认知知识应用到学习当中,并积极创设民主、和谐的教学评价气氛,鼓励学生之间的相互评价与自我评价,以提高学生进行元认知学习的意识。此外,教师还应在活动前指导学生分析学习任务、制定初步计划。在活动中指导学生根据学习的内容、任务、目标和自身的特点选择合适的策略进行问题的分析与解决,同时引导学生及时进行监控和自我反馈,还要随时根据学习的情景调节学习策略。
参考文献:
[1]沈建民.高中物理学习策略及其教学对策浅探[J].课程与教学,2002,(5).