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摘要:21世纪,生物科学技术得到了飞速发展。在国家提倡低碳出行、绿色生活的环境下,人们也越来越注重健康的生活方式。在人们的日常生活中,处处可见生物科学技术的影子,生物科学技术已与人们的生活紧密相连,对人们的生活质量及社会发展都有着很大的影响。但任何事物发展都有其两面性,生物科学技术的发展也不例外。本文主要论述了生物科学技术给人们带来的积极作用及消极作用的影响。
关键词:生物科学技术;生活;积极作用;消极作用
在2020年我国要全面建成小康社会的大环境下,我国各个领域都蓬勃发展。人们已经解决了吃饭温饱的问题,而目前人们更加注重生活的质量。生物科学技术的发展涉及了众多领域,其是以生命科学为基础,主要涉及的科学内容有工程原理与生物细胞和生物组织。生物科学技术的发展使人们的生活质量得到了提高,任何事物的发展都有其两面性,应该用全面正确的眼光探讨生物科学技术的应用,从而让生物科学技术更好的为社会发展而服务。
1当前生物科学技术的发展
当今21世纪,生物科学技术有任何的新突破、新发现,其都将很大程度的影响着人们与社会发展的脚步。相对于其它发达国家来说,我国研究生物科学技术的起步较晚,但随着新世纪的到来,科学技术得到了不断的发展,各种新兴产业层出不穷,因此在信息科技革命的浪潮中,生物科学技术有着很大的发展空间[1]。刚开始的起步阶段,生物科学技术只在医学制药中涉及,经过不断的科学探索和研发,渐渐将生物科学技术推广到生态、农业及医疗范畴,比如人工合成胰岛素,为糖尿病疾病患者研发新药物;袁隆平的杂交水稻,解决了人们粮食短缺吃不饱的问题,不仅使农业技术得到了提升,也表现出生物科学技术在农业领域的积极应用;将其与保护海洋的环境相结合,不仅让海洋得到了很大程度的清洁,也大大改善了海水的质量。倘若可以将其全面的实施于环保工作中,则我国急需解决的环保问题也将会迎刃而解。还有涉及其它领域的,也都有其一定的发展战果[2]。尤其可喜的是生物科学技术已经慢慢表现出和其他技术的融合趋势。
2生物科学技术在生活中的积极作用
生物科学技术有任何的新突破、新发现,其都将很大程度的影响着人们与社会发展的脚步。在人们的日常生活中,处处可见生物科学技术的影子,生物科学技术已与人们的生活紧密相连,对人们的生活质量及社会发展都有着很大的影响。生物科学技术很大一部分是应用在医药领域里,其主要表现在以下3个内容:第一,生物科学技术研发制造出了灵敏度、精确性高的医疗设施。第二,生物科学技术研发配制出了很多新型药物,倘若用传统方法制药,根本没有办法生产,而且其相应的生产成本也会很高。因此这些新型药物拯救了身患疾病的患者。第三,生物科学技术还研发制造出了基因工程疫苗、菌苗,有效的预防了传染病的传播。在环保领域,生物科学技术也发挥了显著的作用。水是生命之源,任何生物都离不开水。人们在生产、生活中产生了很多废水,为了净化这些废水,科研人员利用生物科学技术培育菌种净化水质,使废水中的细菌得到降解,保证处理废水的稳定化、无公害化及资源化;在新能源的开发领域,科研人员结合生物科学技术对植物实施改造基因工程开发出可再生新能源[3]。不仅如此,在环境污染严重的今天,可以利用细菌净化环境,响应国家提出的绿色地球的发展。农业领域相对于其它领域来讲,发展比较迅速,在农作物方面主要利用转基因技术,不仅很大程度的提高了其产量,与此同时,利用生物技术研发的对抗病虫的农作物也趋于成熟,且已经开始使用,效果显著,使人们的收入得到了很大的提高。不仅如此,倘若在牲畜饲养方面利用生物科学技术,不仅可以有效的提高抵抗力,而且也很大程度的降低了疾病的发生。
3生物科学技术在生活中的消极作用
摘要:21世纪,生物科学技术得到了飞速发展。在国家提倡低碳出行、绿色生活的环境下,人们也越来越注重健康的生活方式。在人们的日常生活中,处处可见生物科学技术的影子,生物科学技术已与人们的生活紧密相连,对人们的生活质量及社会发展都有着很大的影响。但任何事物发展都有其两面性,生物科学技术的发展也不例外。本文主要论述了生物科学技术给人们带来的积极作用及消极作用的影响。
关键词:生物科学技术;生活;积极作用;消极作用
在2020年我国要全面建成小康社会的大环境下,我国各个领域都蓬勃发展。人们已经解决了吃饭温饱的问题,而目前人们更加注重生活的质量。生物科学技术的发展涉及了众多领域,其是以生命科学为基础,主要涉及的科学内容有工程原理与生物细胞和生物组织。生物科学技术的发展使人们的生活质量得到了提高,任何事物的发展都有其两面性,应该用全面正确的眼光探讨生物科学技术的应用,从而让生物科学技术更好的为社会发展而服务。
1当前生物科学技术的发展
当今21世纪,生物科学技术有任何的新突破、新发现,其都将很大程度的影响着人们与社会发展的脚步。相对于其它发达国家来说,我国研究生物科学技术的起步较晚,但随着新世纪的到来,科学技术得到了不断的发展,各种新兴产业层出不穷,因此在信息科技革命的浪潮中,生物科学技术有着很大的发展空间[1]。刚开始的起步阶段,生物科学技术只在医学制药中涉及,经过不断的科学探索和研发,渐渐将生物科学技术推广到生态、农业及医疗范畴,比如人工合成胰岛素,为糖尿病疾病患者研发新药物;袁隆平的杂交水稻,解决了人们粮食短缺吃不饱的问题,不仅使农业技术得到了提升,也表现出生物科学技术在农业领域的积极应用;将其与保护海洋的环境相结合,不仅让海洋得到了很大程度的清洁,也大大改善了海水的质量。倘若可以将其全面的实施于环保工作中,则我国急需解决的环保问题也将会迎刃而解。还有涉及其它领域的,也都有其一定的发展战果[2]。尤其可喜的是生物科学技术已经慢慢表现出和其他技术的融合趋势。
2生物科学技术在生活中的积极作用
生物科学技术有任何的新突破、新发现,其都将很大程度的影响着人们与社会发展的脚步。在人们的日常生活中,处处可见生物科学技术的影子,生物科学技术已与人们的生活紧密相连,对人们的生活质量及社会发展都有着很大的影响。生物科学技术很大一部分是应用在医药领域里,其主要表现在以下3个内容:第一,生物科学技术研发制造出了灵敏度、精确性高的医疗设施。第二,生物科学技术研发配制出了很多新型药物,倘若用传统方法制药,根本没有办法生产,而且其相应的生产成本也会很高。因此这些新型药物拯救了身患疾病的患者。第三,生物科学技术还研发制造出了基因工程疫苗、菌苗,有效的预防了传染病的传播。在环保领域,生物科学技术也发挥了显著的作用。水是生命之源,任何生物都离不开水。人们在生产、生活中产生了很多废水,为了净化这些废水,科研人员利用生物科学技术培育菌种净化水质,使废水中的细菌得到降解,保证处理废水的稳定化、无公害化及资源化;在新能源的开发领域,科研人员结合生物科学技术对植物实施改造基因工程开发出可再生新能源[3]。不仅如此,在环境污染严重的今天,可以利用细菌净化环境,响应国家提出的绿色地球的发展。农业领域相对于其它领域来讲,发展比较迅速,在农作物方面主要利用转基因技术,不仅很大程度的提高了其产量,与此同时,利用生物技术研发的对抗病虫的农作物也趋于成熟,且已经开始使用,效果显著,使人们的收入得到了很大的提高。不仅如此,倘若在牲畜饲养方面利用生物科学技术,不仅可以有效的提高抵抗力,而且也很大程度的降低了疾病的发生。
3生物科学技术在生活中的消极作用
[摘要]生物科学素养概念的出现使世界范围的生物课程改革走向深入。我国生物学教学也确立了培养全体学生的生物科学素养的教育宗旨。本文从培养科学素养的视角解读了科学素养、生物科学素养等相关概念,并在此基础上对我国生物学课程标准的内涵与外延提出了自己的看法,以指导我国中学生物教师的教育教学改革与实践。
[关键词]科学素养生物科学素养生物学课程中学生物教学
生物学隶属于自然科学。生物学课程是一门科学课程,这是生物学课程的基本性质之一。科学是一个内容丰富的知识体系,其中就包括人类认识自然界的一些特殊途径和方法。正由于有了这些对生命世界准确地提出问题及获取较为可靠答案的方法,如观察、量化、求证和思考等,人类对自身和环境的认知才能日益深入、全面和可靠。这些方法反映出自然科学与其他领域认知模式的不同,也体现了科学最基本的特征和本质。生物学课程作为一门科学课程,不仅要传播科学的事实和概念,更要体现科学是一个探究的过程。生物学教育的宗旨应该是培养全体学生的生物科学素养。这一宗旨的确立,将使我国生物学课程产生一些重大变化。理解这一新的课程理念,也将有助于生物老师们的教学改革和实践。
一、关于科学素养的认知
我国基础教育的任务是培养未来的合格公民。在当今科技产品比比皆是、科学问题在我们的生活中无处不在的时代,未来的公民中有一部分人将会成为科学知识或科技产品的创造者或生产者,而几乎所有的人都将是科技产品的消费者。他们在个人生活和社会生活中,要去面对各种各样与科学相关的问题,并做出决策。这些都要求生活在当今和未来社会中的公民具有一定的科学素养。
(一)科学素养概念的提出
20世纪60年代以前,中学科学教育并不强调“科学素养”。随着60年代的理科课程改革的浪潮,人们才提出了科学素养理念。70年代初期,在一些教育发达国家的中学自然科学课程中就提出了科学素养的理念,并把培养学生的科学素养作为课程的基本任务。80年代以后,这一课程理念已经被科学教育家和大多数理科教师所认同,成为当今理科课程发展的一个共同趋势。对科学素养的解释,因时代而有所不同,并且随着时代的发展而发生认识上的变化。即便是在同一个时代,不同的机构、组织或不同的专家对科学素养的解释也不完全相同。因此,目前尚没有一个严格的、统一的定义。国内现在多数人认可的解释是:科学素养是指了解进行个人决策、参与公民和文化事务、从事经济生产所需要的科学概念和科学过程。科学素养最基本的含义是指学生能够合理地将所学到的科学知识运用到社会及个人生活中。由此可见,科学素养包括了两个不同的方面:一方面是对科学知识、态度情感、价值观及科学技能的掌握情况;另一方面是在已有基础上提高自己科学素养的能力。还有一些人认为,科学素养是指一个人对自然科学领域中核心的基础内容的掌握情况,自然科学的核心基础应该包括:①学生理解基本科学现象、规律,以及科学原理是如何用于技术领域之中的;②学生以在学校的学习为基础,形成终身学习的基本能力和习惯;③学生能够理解或解释发生在身边的科学现象;④学生能够形成正确的态度、情感、价值观和科学的世界观,并以此来指导自己的行为;⑤学生应掌握一系列的相关技能,包括操作技能、科学探究一般技能、比较、判断、分析和推理等思维技能,以及创造性和批判性的思维方式。
不同的学生在学习自然科学时会表现出不同的天赋和特点,有些学生在学习理科时能表现出很强的数理逻辑优势,有些则会在理科的学习中遇到困难。现代科学教育强调面向所有学生,旨在培养所有未来公民科学素养。因此,对不同的学生来说,科学素养应该有不同的要求。但不论要求的差异如何,科学教育都要使这些学生在原有的基础上得到发展,达到一个最基本的要求。一个具有科学素养的中学毕业生不一定要以科学或工程技术为职业,然而每个公民必须具备科学素养,才能使他们在面对日常生活中的科学现象、事件和观点时,能够运用科学的原理和方法去做出判断或决策。
如何培养适应社会需求的21世纪的新型人才,是现代高等教育所必须考虑的首要问题。因此,细胞工程作为现代生物技术学科的一个重要组成部分,在高等院校生物科学及相关专业的教学中被设定为主干课程。目前,细胞工程是生物技术等相关专业本科生培养计划的必修课程,在课程内容上要求系统全面地介绍细胞工程的基本原理、基本技术、最新研究方法和成果、实际生产应用以及未来发展趋势等。
细胞工程课程在生物科学专业的设置
本课程自从2007年在我校新办生物技术专业开设以来,根据学校对本科生物技术专业的培养计划,细胞工程是生物技术专业的主干课程,并于2009-2010学年第二学期开始开设。通过对该课程的教学,使学生掌握细胞工程所涉及的基本概念、原理、技术方法、应用基础等内容。通过近三年的教学实践,不断加强课程建设与发展,理论教学体系已经基本完善,实验教学平台基本建立。通过全面进行教学改革,已逐渐形成本校建设的特色课程。21世纪,生命科学全面快速发展。根据学科发展和社会需求趋势,在新办生物技术专业基础之上,2009年我校新办生物科学专业。然而,新办生物科学专业的困境是专业范围宽泛;如何在有限的时间内,全面、高效地培养适应社会需求的合格人才,是每位任课教师和教学管理者必须认清的首要问题。为了充分发挥我们医学院校的资源优势,在培养学生方向定位上,以健康教育为主要方向,兼顾生物制药等,但又与生物技术的培养方式不同。由于细胞工程是由细胞生物学、分子生物学、基因工程、工程学等学科理论技术有机结合的一门崭新学科,因而被设定为新办生物科学专业本科生培养计划的必修课程。
细胞工程课程在生物科学中的开设,是以普通生物学、生物化学、医学遗传学、细胞生物学、分子生物学、微生物学、免疫学等先修课程为基础。同时,将本课程的学习与基因工程、生物技术等课程的学习互相补充和相互促进,为将来从事生命科学基础理论研究、生物制品的开发和应用、疾病诊断技术的开发与应用等领域的工作打下必要的基础。在教材方面,以李志勇编著《细胞工程》(高等教育出版社)为基本教材,以杨吉成编著《细胞工程》(化学工业出版社)、安利国编著《细胞工程》(第二版,科学出版社)等为主要参考教材。在教师队伍配置方面,既有细胞生物学领域教学经验丰富的教授,也有年富力强的专业知识扎实的中青年骨干教师。细胞工程的理论教学和实验教学全部由既具有扎实生物工程学相关知识背景,又有基础细胞理论与实验技术背景的骨干教师承担。
细胞工程教学内容的设定与改革
细胞工程课程的特色,是以细胞工程技术方法的基本原理为课程教学切入点。在教学内容上,基本理论的讲授与技术方法过程的介绍并重;在本学科知识的系统性方面,既有本学科理论的系统性,又加强与其他相关学科的相互渗透交叉,尤其是以细胞生物学、生物工程的基础知识背景,为本学科的理论教学奠定基础;通过将现有技术的原理、应用归纳,与本学科相关技术的发展趋势讲解相结合;从内容上,客观系统地反映本学科相关领域应用前景、重点研究方向和尚待解决的科学问题;在理论上自成体系。根据教学计划,细胞工程在我校总学时设定为80学时,其中理论50学时,实验30学时。本课程的开设,一般在第三学年的第二学期,在普通生物学、生物化学、医学遗传学、细胞生物学、组织胚胎学等课程修完之后进行。细胞工程在教学内容、教学方法上又与以上学科大不相同,本课程教学是以技术方法的原理为基础理论的学科,因此实验与理论教学并重。细胞工程课程的理论课程内容,根据研究对象一般分为三大部分内容,分别为:细胞工程概论与基本技术、植物细胞工程、动物细胞工程。根据我校的教学实际情况和培养计划,我们对教学内容进行了适当的改革与调整。课程的内容重点在第一部分细胞工程概论与基本技术和第三部分动物细胞工程[1-4]。
细胞工程概论和细胞工程基本技术,这部分内容是细胞工程的理论方法基础,是教学重点之一。课程内容主要包括:细胞工程概论、细胞工程理论基础、实验室设置与无菌操作技术、细胞基本培养基本技术。重点让学生掌握细胞工程研究所涉及的基本理论、技术问题。由于细胞工程是在细胞生物学教学之后开设,学生已经基本具备细胞生物学的基本理论和技术方法;因此在理论教学内容安排上,只做概要性讲解。植物细胞、组织工程技术相对成熟,应用范围广泛。这部分内容包括:植物组织、器官培养技术;植物细胞培养技术;原生质体融合与培养技术;亚细胞水平的操作技术等。对这部分内容的教学,只做相关技术原理的理论性讲解,了解相关的技术原理和应用。细胞工程课程的教学重点内容设置在动物细胞工程部分。这部分内容主要有五个方面的相关主题:①动物细胞的规模化培养技术与生物反应器;②基因操作技术与外源基因的表达,包括转基因生物反应器(转基因细胞和转基因动物)、细胞培养与生物制药;③体外受精与核移植技术,包括体外受精技术、胚胎工程技术、核移植技术等;④细胞融合与单克隆抗体技术,包括杂交瘤技术、单克隆抗体技术、抗体工程技术等;⑤胚胎干细胞与组织工程技术。在这几个主题中,着重对细胞培养的细胞融合技术原理和基本方法,以及利用细胞融合产生杂交瘤和单克隆抗体的动物细胞工程发展的基础进行讲解;重点讲解动物细胞基因表达系统和基因打靶的技术、利用染色体载体转移基因和构建人工染色体的技术及其应用;并且对于干细胞生物学在医学上应用的重大意义,对胚胎干细胞和组织干细胞的研究方法、研究进展进行重点讲解[5-8]。
实验教学部分,将培养胚胎干细胞的整个实验体系与技术设定为细胞工程课程的实验教学部分。实验课程的教学改革,是我们对这门课程进行教学改革的重点部分,相关的研究进展将另文详细论述。细胞工程在无论是在理论教学还是实验教学上,都充分展现出细胞工程的最新前沿技术以及这些技术在生物制品研发、保障人类健康等方面所体现出来的越来越多的贡献和作用。通过课程改革,不断完善教学内容,不断丰富教学方法与手段,使理论教学与实践教学、甚至科研教学相互促进。通过本课程教学,使学生充分掌握细胞工程的基础知识、基本概念和实验技术的基本原理,完整的理论以及体外细胞培养技术和方法,以及细胞工程发展的新技术和新理论。从教学效果以及学生反馈来的信息,都证明了细胞工程教学取得了非常好的教学效果,达到了课程设定的预期目标。(本文作者:任立成、孙元田、苏振宇、林蓉、李冬娜单位:海南医学院生物学教研室)
一、近几年生物科学探究试题的结构分析
2012年湖南湘潭也出了一道类似的给予材料题,然后用材料中的信息解答问题,并深入研究,考查解决问题、分析问题、得出结论、交流的能力。这些试题都是考查学生获取知识的能力、识图能力和信息处理的能力,这些设计新颖的试题既来源于课本,又高于课本,考生从未见过,但考生只要具有一定的自学能力,就会领会题目的意思。近几年,中考生物科学探究分析题多为探究实验设计与分析题型,这类题目的灵活性和开放性较大,但有不少考生大致明白题目的意思,而无法用简明扼要的文字或图表来正确表达探究过程、结果和结论等,例如:2012年浙江温州卷第32题就是这样,“验证玉米的茎具有背地生长的特性”,同学们都知道这个知识点,但是要设计方案来验证,学生又觉得有难度,很难用简明扼要的文字来正确表达探究步骤,这样的题对于学生来说很有难度。2010年福建龙岩卷的第40题也是这样的类型,内容是“淘米水对植物生长的影响”,这道题从我们平时常见的生活实际入手,感觉很简单,但是考查的是整个探究过程,包括提出问题,设计方案与实施控制变量以及得出结论,学生用自己的语言归纳总结,考查学生能用所学知识解决实际问题的能力,对于学生来说是较难的。
二、对中考生物科学探究复习教学的启示
1.按照新课标中课程内容的要求,确立有关科学探究的能力目标内容解读:教材中涉及的探究活动:(1)光照对鼠妇生活的影响。(2)二氧化碳是光合作用的原料。(3)探究鲫鱼的觅食行为。(4)比较不同果蔬中维生素C的含量。(5)口腔对淀粉的消化作用。(6)探究不同食物的热价。(7)脉搏与运动的关系。(8)酒精对水蚤心率的影响。(9)探究果实发育过程中体积的变化。(10)探究种子萌发的条件。(11)探究根长长的主要部位。(12)探究果蝇的发育过程。(13)探究生男生女的比例。(14)探究制作酸奶需要的条件。(15)探究食品腐败的原因。
2.重视科学探究过程的操作新课程标准针对提到的探究实验,教师应积极提供机会让学生亲自尝试和实践,引导学生参与科学探究活动时不仅应参加科学探究某些方面的活动,还应该让学生有机会参与若干完整的探究活动。因此,要安排一些可行性实验让学生在动手操作过程中感知探究的步骤,例如:(1)让学生在家里发次豆芽,探究种子萌发的条件。(2)测试酸对植物生长的影响。(3)什么样的马铃薯块能够萌发等。在这些实验探究过程中注意引导学生设置对照实验,注意实验过程,实验结论,遇到问题时如何解决等。
3.重视科学探究实验过程的思考在生物科学探究复习时,要教会学生思考整个探究过程,包括实验原理、提问的问题、假设、实验设计、实验实施过程以及结论的得出。首先,要思考并理解实验原理中所包含的知识;其次要思考实验过程中出现的现象(结果),数据,问题并分析解释其原因,思考如果改变实验条件,变量将会出现什么结果(或现象);最后对实验结果(或现象)进行总结分析并反思。对探究过程的思考以培养学生的思维能力,提高学生分析与解决问题的能力。
4.重视科学探究过程的表达在平时的科学探究复习过程中,要针对探究实验设计与分析题型的开放性与灵活性特点,补充一些课外相关资料来拓展学生的知识面和提高他们的阅读理解能力,从而训练学生如何对实验原理、方法步骤和结果与结论进行正确的表达。首先要对做过的探究活动或教材中探究实验的操作过程,方法步骤,结果与结论等用简明、扼要的文字、图像等形式正确表达出来。其次,要让学生通过分析典型的探究例题、练习题来提高他们的表达能力和归纳总结能力,从而进一步提高解决在新情境下实验设计题,分析探究步骤等的能力。
作者:吕艳平 单位:内蒙古呼伦贝尔市鄂温克族自治旗大雁第三中学
发育生物学是生命科学领域中重要的分支学科,它在传统的胚胎学基础上,结合细胞生物学及分子遗传学、遗传学等学科的原理和方法,融合形成的一门新兴的学科.该学科内容涉及多个领域的知识,如遗传学、分子生物学,胚胎学,细胞生物学等.可以说,发育生物学作为生物学重要的一门基础专业课程,其教学质量的好坏,教学效果的优劣可能会直接影响生物相关专业学生的专业素质和专业技能的提高.为了提高生物科学本科专业教学质量,加强生物教学的广度和深度,我校在2008级生物科学专业开设了发育生物学课程.与其他课程相比,直到20世纪后期,国外的一些大学才陆续建立了发育生物学部(系),并开设了发育生物学及相关课程.与国外相比,我国的发育生物学起步比较晚,上个纪末期,国内的一些知名院校首先开始开展了一些在发育过程中的信号调控相关内容讲座,反响效果较好.到现在,发育生物学作为一门综合性较强的生物科学基础学科,已被许多大学列为生命科学领域和医学专业学生的必修课[1].
1发育生物学课程开设现状
开设伊始由于主讲教师围绕各自的科研方向讲授,因而没有形成系统教材[2].迄今为止,由于相关学者和科研人员对发育生物学领域研究的重视,国内外出现了各种版本的发育生物学教材,有国外的英文教材,也有我们国内学者编著的中文教材,如使用面较广的由张红卫老师主编《发育生物学》,在综合性大学生物学及生物技术专业、医学等[3]使用较多,从开始开设发育生物学课程到现在不到四十年时间,与其他学科相比发育生物学仍然处于发展的初级阶段,该领域新的热点和研究成果都在源源不断地涌入世人的视线中,因此教材内容也在不停地补充.博士生、硕士生及本科生使用的教材不一样,不同专业不同院校使用的该课程教材也不尽相同.从总体看发育生物学在我国还处在起始摸索阶段,还未能形成一个被大家普遍认可和遵循的成熟的课程体系,当然也有了探索和完善的空间.2009年起,我校为了生物科学专业的发展,将发育生物学课程列入了教学计划,但相比其他同类院校就晚了很多(如2002年曲阜师范大学开始给生物科学、生物技术两个专业开设发育生物学,山东德州学院2004年就开设了该课程)[4].经调查进入新的世纪,本科院校的生物学专业2/3的院系先后开设了该门课程,1/3的院系也有了开设该门课程的计划,但由于师资等原因,暂时不能开出.且不同的学校,该课程的类型设定不同,多数设定为专业限选课程,少数设定为专业必修课程或专业选修课;课程计划学时不尽相同,一般授课学时36学时左右,实验学时30学时左右,但多数学校设有开设实验课;教学时间安排不同,有的在第6学期开设的.有第7学期开设的.
2地方本科院校生物科学专业发育生物学课程开设过程中面临的几个问题
第一,师资力量比较薄弱[5].因为发育生物学在国内外起步较晚,所以教师很大一部分是没有从事过发育生物学教学和研究的专业性教师,只能是从相关的学科,比如组织学与胚胎学、遗传学、细胞生物学或生物化学与分子生物学等学科的转型的教师,刚刚开始的时候一般都存在缺乏专业的、完整的发育生物学知识体系这样的情况.这是我校和其他地方性院校面临的共同问题,如我校发育生物学课程就是由遗传专业教师来讲授.第二,课时偏少.虽然综合院校和其他老牌生物科学专业课时基本控制在36学时左右[6],如宁波大学,理论课时为34,我校开设伊始课时也是36学时,学习效果却不很理想,因为大多数地方本科院校课程开设课时都是参考基础较好的综合院校的做法,但忽略了面对的教学对象不一样等问题,就我校生物科学专业而言,学生基本是刚刚过二本录取分数线或是其他职业高中生源,基础差,学习能力不强,同样的教材,同样的内容无法在同样时间领会掌握.第三,开设时间偏后.主要是考虑到其他相关专业课程已经学完,学生有了一定的理论基础,因此我校跟其他一些院校一样安排第7学期开设发育生物学,但没有考虑到生物科学专业历来是考研的生力军,第6学期后,大多数学生基本已经确定学习和考研方向,对此时段开设的课程也仅止于学习及格,即使有部分同学觉得该课程内容新颖,知识面广,更新快,奈何时间关系也不愿深入学习,因此学习积极性并不高.第四,课程知识体系庞杂.涉及到遗传学、分子生物学、胚胎学等信息相互交叉融合,逻辑性比较强,比如体轴形成这一部分内容,有遗传学的知识,有细胞生物学的信号转导内容,还有胚胎学的知识,需要学生有一定的知识积累才能理解,而现在课堂上一般以传统的讲授和单一的多媒体教学方法进行教学,学生往往反映发育生物学很难、不好理解.教学效果不佳.第五,教学实验经费投入相对不足.发育生物学实验投入的时间经费相对较大,一些院校如德州学院、长治学院以及怀化学院都还未开设发育生物学实验课程,许多经典实验不能让学生亲自动手,无法将课堂上学到的理论知识应用到实践当中去.因此对这样一门观察实践性极强的学科的发展来说,这也是及其不利的.
3对发育生物学课程设置及常规教学过程中面临问题的解决方法
针对以上问题,我校生科专业首先是调整发育生物学课程开课时间,从第7学期提前到第6学期,课时为48学时,周课时为3节.现在一些重点大学比如华中科技大学、山东大学也都将课时量提高到54课时,湖北民族大学、长治学院对发育生物学课程课时量也有了相应的增加.开课学期也都放到了第6学期.此时生物化学、遗传学、等基础课程已经讲授完成,学生有一定的理论基础,而考研方向未定,学生的注意力和精力多数放在专业课程的学习上,这样对很多喜爱该课程的学生就多了一个学习和选择的机会,因为现在考研的形势越来越严峻,生物科学专业和生物工程专业很大一部分同学是竞争同样的学校同样的专业,难免会产生“同室操戈”的现象,多一门选择方向可以避免因专业建设不成熟而给有志向的学生造成损失.对专业教师学科背景有待加强的现象,可以让教师通过提前进修或是提高自己的学历来增加对发育生物学知识体系的掌握和理解,了解发育生物学的最新进展,备课时首先了解教学计划和教学目的,合理安排教学内容,对生物科学本科生,要求他们掌握的是发育过程中的基本现象、概念和知识,掌握并理解基本原理.
太过抽象或复杂内容则应尽量简述,同时为了便于学生理解和记忆,教学安排上应该从发育的基本原理着手,再根据模式生物个体发育的过程,在依次出现的发育现象中,掺入发育生物学的基本概念、基础知识,突出重点难点,真正做到深入浅出解决“知识抽象”这一问题.发育生物学很多的内容都是通过模式生物的发育过程来说明问题的,例如:无脊椎动物的线虫、海胆、海鞘果蝇等脊索动物文昌鱼及脊椎动物鱼类、鸟类、哺乳动物等[7],这些生物从受精到受精卵到胚胎再到发育成成体的过程与机制几乎涵盖了整个生物物种的发育特点和模式,这样将庞杂的知识体系系统化,这样学生就不会觉得“很难、不好理解”了.课堂上灵活运用各种教学形式,充分利用多媒体手段,如山东德州学院从提高教师课件制作水平等方面着手[8];兼用讲解式教学与探究式教学充分调动学生学习的积极性和主动性.传统课堂教学方式多采用讲解式教学,这种方式可以使学生在短时间内获取大量的知识,通常适用于一些核心、基础以及难以理解的内容的讲解,比如发育生物学中一些基本的概念,以及胚胎的器官系统发生的内容,应该应用讲解式教学.而涉及生物体轴的形成及有关干细胞发育分化的问题,则可应用探究式教学[9].
课程群间存在诸多衔接问题
在教学过程中,我们发现在课程群之间也存在诸多的遗漏、重复以及衔接不当的问题。如“化学-生物化学-分子生物学-基因工程”课程群中生物化学讲授的线粒体与能量代谢、蛋白质的合成与翻译内容,“人体结构与功能学课程群”中的细胞生物学也涉及而且课时较多,而很多新颖的研究内容却由于课时限制无法传授。
课程群内部各门课程间存在较多重复及衔接问题
很多内容课程群内部多门课程都有涉猎,重复内容较多,如DNA的复制、基因的转录与加工、蛋白质的生物合成、原核与真核细胞的表达调控等诸多内容在生物化学、分子生物学、基因工程等多门课程都有涉猎,而且都作为重点内容,重复内容较多,造成学生在学习中重复学习,学习兴趣不高,而当前分子生物学与基因工程等最新的研究成果与进展等学生感兴趣,希望学习的内容却由于课时限制无法传授,存在较大的衔接性问题,迫切需要进行课程群各学科间教学内容进行内部优化改革。另外,课程群实验教学内容也存在诸多纰漏,实验内容仍然滞后于学科发展,大多实验课教学是与理论课教学相对应的,以验证性实验为主,缺乏综合性、设计性实验,内容单一、重复严重[6]。
课程群管理模式的滞后
虽然生物科学专业开展了课程群授课模式,但各门课程之间缺乏有效的沟通[7]。承担各门课程的各个教研室分属于不同的系科,不能充分的将各门课程有机的整合,尤其是缺少有效、科学的管理模式。重视年轻教师的培养,促进特色专业建设,推动合理的“专业课程群”课程管理模式。因此,要想在当前工作的基础上使生物科学专业学生培养质量全面提高到一个新的高度,迫切需要对生物科学课程群进行整合与优化,系统规划一个新的改革方案,切实有效的解决课程群间重复、衔接及课程群管理问题[8]。
蚌埠医学院生物科学专业工作基础
蚌埠医学院生物科学专业课程群在2006年进行课程设置及培养方案修订的时候,已打破了生物学和医学各课程间各自独立、互不联系的状况,率先建立学科课程群教学体系,鉴定了良好的工作基础。通过不断的优化发展,已经初具规模,具有一定的应用基础。在实行学分制的基础上,设置课程模块构成课程体系结构,课程模块下由课程群构成主体。1.人文社科课程模块:安全教育、就业指导、体育、军事理论和军事技能、思想道德修养和法律基础、形势政策、中国近代史纲要、思想和中国特色社会主义理论体系概论、马克思主义基本原理、英语、专业英语、文献检索、大学计算机基础。2.自然科学课程模块:化学课程群(含无机化学、有机化学、分析化学、仪器分析)。3.专业基础课程模块:人体结构与功能学、神经生物学、病理学、免疫生物学、流式细胞技术、实验核医学、药理学、医学微生物学、生物信息学。4.专业课程模块:生化与分子生物学课程群(含生物化学、分子生物学、基因工程、蛋白与酶工程)、遗传学课程群(遗传学、医学遗传学)、细胞生物学、发育生物学、生态学、生物制药技术、生物制品概论、生物统计学、生物学综合实验(含生物化学实验、生态学实验、细胞生物学实验、遗传学实验、分子生物学技术实验、蛋白与酶工程实验、现代生物学技术与探索性实验)、临床医学概要。5.专业技能模块:毕业实习、毕业论文。
1高中生物实验的内容和特点
1.1高中生物实验的内容
根据实验的主要方法,可将高中生物必修部分的实验划分为7种类型:观察类、检测类、探究类、模拟类、调查类、设计类和搜集类[5].其中,观察、检测和模拟类实验比较常见;设计类实验是学生探索和发现真理的重要途径;调查类实验主要是针对已经存在的事实或现象,要求学生通过对客观事实和现象之间的了解得出结论,培养学生收集和分析资料信息的能力;而搜集类实验则要求学生根据问题拟出资料收集的具体方案,然后通过各种途径收集相关资料,最后对搜集到的资料进行筛选归类整理,并以各种形式(如黑板报、论文、报告及辩论赛等)展示.在选修模块实验中,选修1的实验以实践活动为主要学习方式,全部为实验操作,不同实验内容的教学目标各有侧重,有的侧重基本概念或原理,有的侧重实际应用,还有的侧重科学方法训练和培养学生的科学态度.实验类型大多数为引导式探究.在引导式探究活动中,学习资料中提出的实验结构或程序,学生自己设计并进行实验,通过参与探究过程有所体验和发现,从而达到预期的实验目标[6].根据选修2的实验中的活动建议,主要是进行调查、讨论和探究活动.教师引导学生开展这些活动,培养学生的参与意识,使得学生关注社会、关注生活、关注身边的科学和技术,能帮助学生体会到生物科学与人类社会、与学生的日常生活密切相关.选修3的实验中,除了技术要求较高的“DNA的粗提取和鉴定”外,其它实验都不在实验室进行,而多为口头交流、辩论等活动,由于本模块实验所涉及的科学领域研究进展迅速,教师要积极引导和组织学生查阅有关资料,练习撰写专题综述报告并组织开展这些活动[7].
1.2高中生物实验的特点
1.2.1实验数量多,类型多样化且综合性强仅《高中生物课程标准(实验)》列举的实验活动建议就有68条,当然这些实验并不要求学生全部掌握,但大多数是最基础的,学生掌握这些后,还要了解教材以外的实验,如试卷和课外书上出现的,要对大纲要求的实验有所扩展和延伸,才能够学以致用.实验数量多则相应地要求实验课时也多,据统计,实验课时甚至占到生物课总教学时间的40%[8].高中生物实验类型多.各种类型实验的方法不同,包括显微镜观察、染色鉴定、模型制作、多媒体技术模拟、户外调查及课外收集信息等;实验形式也不同,包括教师演示、学生分组完成及独立完成等.高中生物实验综合性强.往往一个生物实验中融合了多种实验类型特点.如“探究影响酶活性因素”的实验过程不仅要让学生经历一个完整的科学探究过程,而且还要求培养学生的实验设计能力,在实验过程中要考虑单一变量并进行定量分析;又如“设计并制作生态瓶”的实验不仅需要学生小组合作设计制作完成,而且也是一个模拟实验,模拟的过程充满探究的要素,此外,实验还要求学生对自己制作的“生态小瓶”进行长时间的观察,这无疑也培养了学生的观察能力.1.2.2科学探究受到重视,实验内容贴近生活且技术比较先进课程标准的4个基本理念之一是倡导探究性学习,在能力目标中特别提出了发展科学探究能力,并详细列举了11条与探究紧密相关的能力,这为开展探究性实验教学提供了重要指导.强调和重视科学探究还具体表现在新课程实验的结构和内容上,必修的3个模块中,具有探究性的实验几乎占到全部实验的三分之一,而选修部分的生物技术实践模块的13条活动建议中几乎均包含探究性的内容,另外2个模块的活动建议也多为可以进行资料收集探究的活动或调查[9]102.由此可见,课程标准把科学探究以不同层次和形式融合到实验教学中.高中生物课程标准强调关注学生的生活经验,注重与现实生活的联系,在现实生活的背景中学习生物学,倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念,这样可以激发学生的学习兴趣,也可以让学生学以致用.如调查类和搜集类的实验都要求学生到现实生活中去调查和搜集信息,并对这些调查和搜集来的信息进行研究分析等.如选修1“生物技术与实践”中有果酒、果醋及腐乳的制作等,选修2“生物科学与社会”中对设施农业的参观和对绿色食品生产或消费情况的调查等,这些实验活动贴近生活,实验材料也来源于生活.实验技术比较先进.特别是选修部分的实验,大都与生命科学新技术、新应用紧密联系.如基因工程、克隆技术及干细胞研究等.此外,还有多媒体技术的运用,如“利用计算机辅助教学软件模拟人体某方面稳态的维持”等.
2生物科学(师范)专业实验内容及存在的不足
2.1实验内容
在高师生物科学(师范)专业课程体系中,生物类专业必修课比重大,几乎每门专业课程均设置了相应的实验课程,包括动物学、植物学、微生物学、遗传学、生态学、生物化学、细胞生物学、分子生物学、植物生理学及人体生理解剖学等实验,每门实验课程的实验数均在8~12个.