發(fā)布時(shí)間:2023-09-25 11:25:15
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇生命科學(xué)的核心概念,期待它們能激發(fā)您的靈感。
關(guān)鍵詞: 職業(yè)學(xué)校 分子生命科學(xué) 教學(xué)改革
一、引言
生命科學(xué)是研究生命現(xiàn)象、生命活動的本質(zhì)、特征和發(fā)生、發(fā)展規(guī)律,以及各種生物之間和生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)。在過去的幾十年里,人們已經(jīng)漸漸從分子水平上了解了生命系統(tǒng)是如何工作的,這門科學(xué)通常被稱為“分子生命科學(xué)”。分子生命科學(xué)的快速發(fā)展和應(yīng)用前景對人們的生活產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,但是同時(shí),分子生命科學(xué)又因其內(nèi)容的復(fù)雜性、高度抽象性等特點(diǎn),和數(shù)學(xué)、化學(xué)及物理學(xué)等課程一起被列入了基礎(chǔ)學(xué)科的范疇,使人一聽感覺很有意思,但是一學(xué)就使得大部分學(xué)生頭痛不已。本文試從職業(yè)學(xué)校分子生命科學(xué)的教育現(xiàn)狀、教育特點(diǎn)進(jìn)行分析,并提出合理化建議。
二、分子生命科學(xué)教育的現(xiàn)狀
1.分子生命科學(xué)教學(xué)內(nèi)容的選擇。
分子生命科學(xué)的研究產(chǎn)生了大量的信息,即使是教師也不可能了解所有的新信息,所以,也就不了解選擇何種適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式;而作為學(xué)生,他們因缺乏背景知識,無法理解足夠的網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行選擇性學(xué)習(xí)。所以,面對鋪天蓋地的分子生物信息,大部分學(xué)生要么不感興趣,要么敬而遠(yuǎn)之,不知如何入手及如何分析。
2.概念的理解和推理的困難,學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。
大部分學(xué)校在教授分子生命科學(xué)的時(shí)候,都是將分子生物學(xué)單獨(dú)列出來講,這樣就導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候一方面不利于聯(lián)系宏觀現(xiàn)象,另一方面,不容易理解其中的概念,不能對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理的推理,聽不懂老師講授的內(nèi)容,所以往往使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理,有的干脆就逃課,最后為了應(yīng)付考試,不得不死記硬背的現(xiàn)象。
3.實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)不足,無法滿足教學(xué)的需要。
分子生命科學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作基本都是在分子水平上進(jìn)行的,所以,要想真正進(jìn)行系統(tǒng)、綜合的分子生命科學(xué)的實(shí)驗(yàn)的話,不但需要許多儀器,而且在這些實(shí)驗(yàn)過程中所用到的一些試劑、酶、菌種等材料要么有毒、要么價(jià)格不菲、要么不易保存等,這些因素一方面因?yàn)榘踩珕栴}束縛了分子生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)的開展,另一方面,因?yàn)楦咝?shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)的不足,導(dǎo)致一些實(shí)驗(yàn)只能在課堂上講授,而不能使學(xué)生動手操作。
4.不能很好地利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行教學(xué)。
在網(wǎng)絡(luò)如此便利的現(xiàn)代社會,能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行演示,也能夠彌補(bǔ)因現(xiàn)實(shí)條件所限造成的教學(xué)缺憾,但是在實(shí)際教學(xué)中,因?yàn)榻處煹木椭R體系的問題,往往不能很好地利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行教學(xué)。
三、分子生命科學(xué)教育的特點(diǎn)
1.教學(xué)內(nèi)容涉及面大。
隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步和發(fā)展,分子生命科學(xué)的教學(xué)內(nèi)容涉及的知識面會越來越廣,需要用到很多學(xué)科的知識,這對于本科生來說學(xué)習(xí)起來并不輕松。
2.概念難于理解、內(nèi)容缺乏想象。
在分子生命科學(xué)的學(xué)習(xí)中,概念的多重意義和變化也成為學(xué)生學(xué)習(xí)的障礙。分子生命科學(xué)發(fā)展迅速,其中的基本概念有可能隨著時(shí)間的推移,改變了原有的意義或變得更為詳細(xì)。另外,分子生命科學(xué)的內(nèi)容往往是看不見摸不著的分子事件,并且經(jīng)常使用特殊的符號。在學(xué)習(xí)特定知識的時(shí)候,經(jīng)常用到該領(lǐng)域的語言,這使學(xué)生一方面因缺乏感官的刺激,另一方面因特定語言難記而感到厭倦。
3.教學(xué)設(shè)備需更新,教學(xué)經(jīng)費(fèi)要充足。
對于生命科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)生來說,真正掌握分子生命科學(xué)技術(shù)并不是一件容易的事,因?yàn)檫@不但需要他們熟知理論知識,而且要將理論知識和原理熟練地運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)中。但是因人力物力財(cái)力等因素,即使是校方注意到分子生物實(shí)驗(yàn)對本科教學(xué)的重要性,也往往有心無力,致使本科教學(xué)設(shè)備落后,教學(xué)經(jīng)費(fèi)嚴(yán)重不足。
4.部分內(nèi)容的講授需借助網(wǎng)絡(luò)資源。
一個(gè)生命科學(xué)的概念,大部分涉及集群的過程,而這又涉及復(fù)雜的生物物理,生化,生態(tài)現(xiàn)象。為了解新興的概念,學(xué)習(xí)者必須通過復(fù)雜的信息空間進(jìn)行篩選,區(qū)別對待重要和不重要的信息。特別是難于理解的生物學(xué)概念,如自然選擇、進(jìn)化、變異、分子重組等,需要進(jìn)一步研究來解決學(xué)生學(xué)習(xí)的困難。
四、對教育研究與教學(xué)的啟示
1.在教學(xué)過程中有必要確定講課的核心內(nèi)容。
由于分子生命科學(xué)涉及的知識面非常廣,并且分布于不同的課程學(xué)習(xí)中,因此,應(yīng)該編制一本適合學(xué)生學(xué)習(xí)的分子生命科學(xué)叢書,在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上,單獨(dú)把分子知識列在一起,作為一門新的學(xué)科。
2.科學(xué)規(guī)范地界定概念,通俗易懂地教授知識。
學(xué)生對概念的理解和推理困難已成為科學(xué)教育研究的主要焦點(diǎn)。目前也有一些高校正在采取措施,以縮短實(shí)踐和分子生命科學(xué)教學(xué)之間的差距。所以,在分子生命科學(xué)的學(xué)習(xí)和教學(xué)過程中,應(yīng)減輕學(xué)生學(xué)習(xí)的壓力,使學(xué)生更輕松地進(jìn)行學(xué)習(xí)。
3.構(gòu)建合理網(wǎng)絡(luò)平臺,增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)效果。
隨著信息技術(shù)的發(fā)展及其向教育領(lǐng)域的滲透,基于網(wǎng)絡(luò)平臺的多媒體教學(xué)在各學(xué)科的教學(xué)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在分子生命科學(xué)的教學(xué)和研究中,要利用網(wǎng)絡(luò)視頻發(fā)揮關(guān)鍵作用,從而改變學(xué)生關(guān)于分子生命科學(xué)現(xiàn)象的抽象思維方式,這樣更有利于教學(xué)和科研的研究工作。
4.重視分子生命科學(xué)領(lǐng)域中涉及的倫理、道德問題。
雖然目前核物理等學(xué)科給人們帶來有利的一面,但是也存在安全隱患。科學(xué)本身就是一把雙刃劍,隨著分子生命科學(xué)與人們?nèi)粘I盥?lián)系的日益緊密,人們對在哲學(xué)和倫理問題上產(chǎn)生了爭議。
總之,分子生命科學(xué)核心內(nèi)容的確立,概念的理解,利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)及知識的傳播和倫理道德的研究是本文在分子生命科學(xué)教學(xué)中的關(guān)注點(diǎn)。建議在高校進(jìn)行更多的研究活動,了解學(xué)生對分子生命科學(xué)新概念的理解和學(xué)習(xí)的情況,建立分子生命科學(xué)大學(xué)科教學(xué),幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和利用分子生物知識為社會服務(wù)。
體驗(yàn)學(xué)習(xí)高中生物課堂教學(xué)學(xué)生學(xué)習(xí)的過程是知識建構(gòu)的過程。這種建構(gòu)的過程包括學(xué)生對課程的體驗(yàn)和對課程的自我了解,進(jìn)而使學(xué)生構(gòu)建出屬于自己的生本課程。體驗(yàn)學(xué)習(xí)是學(xué)生生本課程構(gòu)建的過程。在體驗(yàn)學(xué)習(xí)中,學(xué)生要不僅要在教師的引導(dǎo)下主動接受知識、了解知識,更要將自己置身于知識所體現(xiàn)出的邏輯關(guān)系以及與社會的關(guān)系當(dāng)中。高中生物教學(xué)內(nèi)容與社會發(fā)展、人民生活有著密切的自然關(guān)系,通過營造體驗(yàn)學(xué)習(xí)的情境和過程,建構(gòu)出體驗(yàn)學(xué)習(xí)的路徑來實(shí)現(xiàn)高中生物課堂的高效開展與社會價(jià)值。
關(guān)于體驗(yàn)式學(xué)習(xí),教育領(lǐng)域的學(xué)者從不同角度給出了不同的定義。陳霞認(rèn)為,體驗(yàn)式學(xué)習(xí)體是指“學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)的過程中經(jīng)歷從觀察、思考、反思到實(shí)踐的流程,從行為和感情上直接參與到教學(xué)活動中來,通過自身的體驗(yàn)和親歷來建構(gòu)知識”。則認(rèn)為體驗(yàn)學(xué)習(xí)是“學(xué)生以自然或結(jié)構(gòu)性的方式獲得親身體驗(yàn)和實(shí)踐,接著反思發(fā)生在自己身上的直接、具體的生活事件,得出抽象、概況的結(jié)論,并據(jù)此調(diào)節(jié)或指導(dǎo)自己的后繼行為。簡單地說就是‘從做中學(xué)’”。不論何種定義,我們都可以看到體驗(yàn)式學(xué)習(xí)并不是將學(xué)生的學(xué)習(xí)停留在經(jīng)驗(yàn)的層面,而是要將經(jīng)驗(yàn)或表象內(nèi)化為學(xué)生專屬的概念。這種概念和思維的形式是反思得到的,反思得出的概念則要為后續(xù)的學(xué)習(xí)和生活作指導(dǎo)。這并不是原地畫圈,而是一個(gè)螺旋向上的過程。體驗(yàn)式學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和核心在體驗(yàn),體驗(yàn)的材料要豐富,體驗(yàn)的過程要生動,體驗(yàn)的主角要主動,體驗(yàn)的效果要多元。體驗(yàn)式學(xué)習(xí)的種類有很多,常見的如情境體驗(yàn)、角色體驗(yàn)、實(shí)踐體驗(yàn)等。在高中生物的教學(xué)過程當(dāng)中,教師要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和班級學(xué)生的特點(diǎn),科學(xué)合理靈活地使用體驗(yàn)式教學(xué)法,構(gòu)建體驗(yàn)式教學(xué)的生動課堂。
一、多媒體技術(shù)的融入與體驗(yàn)情境的營造
體驗(yàn)式學(xué)生置身于某種特殊情境下的行為和感受。高中生物在進(jìn)行體驗(yàn)式教學(xué)的過程中要讓學(xué)生認(rèn)識到生物學(xué)科的重要意義,尤其是其對人類生存發(fā)展的重要性。每一課時(shí)的內(nèi)容都要在情感態(tài)度價(jià)值觀方面有所斬獲。這就需要教師通過科學(xué)合理的情境讓學(xué)生體驗(yàn)學(xué)科、體驗(yàn)課程內(nèi)容、體驗(yàn)生物的奧秘。多媒體技術(shù)的應(yīng)用就是增強(qiáng)學(xué)生體驗(yàn)從而派生出其中蘊(yùn)含的核心概念的重要工具。由于實(shí)驗(yàn)器材的欠缺和實(shí)驗(yàn)步驟的復(fù)雜程度,教師不可能為所有學(xué)生十分精確的演試每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程,有些實(shí)驗(yàn)也不適合在課堂上進(jìn)行演試。此外,對于一些生物與人文學(xué)科交叉的內(nèi)容,僅憑單純的文字則無法達(dá)到學(xué)生豐富體驗(yàn)的效果。這時(shí)將多媒體進(jìn)行合理地運(yùn)用則可以達(dá)到創(chuàng)設(shè)良好體驗(yàn)情境,增強(qiáng)學(xué)生具象材料的理解和接受程度并積極轉(zhuǎn)化為抽象的概念之目的。《細(xì)胞的能量“通貨”――ATP》一課介紹了ATP作為生命的直接能源所擁有的地位及其在生物代謝中扮演的重要角色。ATP在現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中的體現(xiàn),ATP在植物的光和作用中的作用等都是學(xué)生了解ATP的重要知識點(diǎn)。教師可以通過一段螢火蟲的視頻或照片讓學(xué)生產(chǎn)生對ATP現(xiàn)實(shí)存在的體驗(yàn),進(jìn)而教師可以提問學(xué)生“螢火蟲為什么能發(fā)光”,從而引出ATP是直接能量物質(zhì)的概念。在展示ATP的分子結(jié)構(gòu)式時(shí),教師可以通過幻燈片對分子結(jié)構(gòu)式進(jìn)行分解解釋,并利用Flash技術(shù)制作短片向?qū)W生展示綠色植物通過呼吸和光合作用如何將ADP轉(zhuǎn)化為ATP。學(xué)生的體驗(yàn)正是在這些生動形象的展示與對生活情境的體驗(yàn)之中逐步得到升華。
二、“雙實(shí)”活動的靈活運(yùn)用與生物知識的生活遷移
生物課實(shí)踐及實(shí)驗(yàn)活動的靈活運(yùn)用是學(xué)生體驗(yàn)活動的重要組成部分。實(shí)驗(yàn)課程是理論課程的補(bǔ)充,是對較為靜態(tài)化的知識的有益補(bǔ)充,也是增強(qiáng)學(xué)生對知識的體驗(yàn)度。實(shí)踐活動則是學(xué)生對知識轉(zhuǎn)化過程的真切感受。課程的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐活動可以發(fā)生在課堂之上,也可以在教室外由教師帶領(lǐng)學(xué)生,甚至由家長配合完成。《內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要意義》一課重點(diǎn)要求學(xué)生認(rèn)識到“通過各器官系統(tǒng)的協(xié)調(diào)活動,才能實(shí)現(xiàn)內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)”這一生命運(yùn)行的基本規(guī)律。教師可以從學(xué)生的身體體溫入手,在這一節(jié)課之前布置家庭作業(yè),那就是按照課本上的要求完成“體溫日變化規(guī)律的調(diào)查”。在課堂之初請同學(xué)匯報(bào)體溫調(diào)查的結(jié)果,并根據(jù)調(diào)查的結(jié)果回答問題諸如“同一個(gè)人在一天內(nèi)的體溫變化有和特征”“年齡和性別不同的人在體溫變化上又有何異同點(diǎn)”等。體溫測量及其與課程內(nèi)容的緊密結(jié)合就是實(shí)踐教學(xué)的典型案例。教師可以設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)的流程(如下圖),并根據(jù)課程內(nèi)容保證核心知識點(diǎn)的逐步滲透,就可以達(dá)到實(shí)踐教學(xué)應(yīng)有的體驗(yàn)效果。學(xué)生也正是在這種對自己體溫的親身體驗(yàn)中完成對核心概念“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)”的認(rèn)識,實(shí)現(xiàn)生物知識的遷移。
三、生命科學(xué)的人文化拓展
生命科學(xué)與人文社會的關(guān)系十分緊密。不僅表現(xiàn)在生命科學(xué)直接服務(wù)與人們的生產(chǎn)生活,更在很多方面體現(xiàn)出了“物競天擇適者生存”的道理或是中國傳統(tǒng)思想中蘊(yùn)含的辯證法思想等。將生命科學(xué)與人文知識和人文精神相關(guān)聯(lián),是對生命科學(xué)的尊重和再認(rèn)識,也是增進(jìn)學(xué)生對生命科學(xué)體驗(yàn)的舉措。例如前面提到的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的知識點(diǎn)滲透的就是“局部與整體相統(tǒng)一的辯證唯物主義觀點(diǎn)”。此外,將生物中的生命科學(xué)知識與社會當(dāng)中的疾病救治、社會關(guān)愛、健康維護(hù)、社區(qū)幫扶、醫(yī)療補(bǔ)助等知識進(jìn)行關(guān)聯(lián),既能夠讓學(xué)生認(rèn)識到生命科學(xué)的普遍運(yùn)用和重要地位,同時(shí)借助生命科學(xué)的平臺讓學(xué)生體驗(yàn)到其具備的重要的社會價(jià)值和人文情懷,使學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到不一樣的生物課,形成學(xué)科間協(xié)同創(chuàng)新的新局面。
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學(xué)習(xí)科學(xué),是為了關(guān)注和解釋自然界,并深刻理解人類對自然界中各種現(xiàn)象已經(jīng)做出的科學(xué)解釋,同時(shí)要使學(xué)習(xí)者逐步擁有屬于自己的獨(dú)立思考和判斷能力。達(dá)成以上目標(biāo)的基礎(chǔ),是對每一個(gè)具體核心科學(xué)概念的理解和掌握。核心科學(xué)概念是架構(gòu)整個(gè)科學(xué)學(xué)科領(lǐng)域最基本、最關(guān)鍵的核心思想。學(xué)習(xí)者只有對解釋、思考時(shí)運(yùn)用到的這些核心科學(xué)概念進(jìn)行長期的學(xué)習(xí)和建構(gòu),并深刻理解這些核心科學(xué)概念的內(nèi)在聯(lián)系,才能擁有足夠的科學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)知識,才能發(fā)展自身的科學(xué)思維能力和基本的科學(xué)素養(yǎng)。為此,課程的設(shè)計(jì)者和實(shí)施者必須清楚哪些是核心的科學(xué)概念,哪些是某一年齡階段需要掌握的子概念,在一個(gè)或一段年齡時(shí)期內(nèi)如何推進(jìn)學(xué)習(xí)者的概念改變,并明確該推進(jìn)到哪一步。總之,必須以整體發(fā)展的眼光認(rèn)識每一節(jié)課在學(xué)習(xí)者核心科學(xué)概念發(fā)展過程中的位置,必須為學(xué)習(xí)者完成一個(gè)核心科學(xué)概念的理解而制定一個(gè)長期的目標(biāo)。在STC課程實(shí)驗(yàn)研究中,我們看到它的課程組織結(jié)構(gòu)很好地體現(xiàn)了“讓學(xué)生對核心概念連續(xù)把握并廣泛理解”的指導(dǎo)思想。
在“對概念的連貫把握”方面,STC課程的組織有兩個(gè)特征。
一是強(qiáng)調(diào)組織課程必須聚焦于為數(shù)不多的幾個(gè)核心概念,以便有更多的時(shí)間深入探索每一個(gè)概念所蘊(yùn)含的具體思想,獲得對某一核心概念連貫而深入的理解。
以生命科學(xué)領(lǐng)域的教學(xué)為例,STC課程主要聚焦于生命與環(huán)境、生命特征、生物進(jìn)化3大核心科學(xué)概念,同時(shí)這3大核心科學(xué)概念又被細(xì)化為48個(gè)相關(guān)的科學(xué)子概念。STC課程將它們安排在6年的時(shí)間里,每個(gè)學(xué)年集中學(xué)習(xí)2個(gè)月的時(shí)間(約16課時(shí)),使3大核心科學(xué)概念始終貫穿于每一個(gè)學(xué)習(xí)階段。核心科學(xué)概念和子概念之間形成互相聯(lián)系、經(jīng)常反復(fù)、逐級提升、不斷生長和連貫把握的一個(gè)整體。子概念成為對核心概念的深化,彼此又相互聯(lián)系和相互支撐。3大核心科學(xué)概念被分散在各個(gè)學(xué)段的學(xué)習(xí)過程中,以不同的表現(xiàn)形式反復(fù)出現(xiàn),每次出現(xiàn)都是在前面學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上的發(fā)展,最終形成了一個(gè)連續(xù)而沒有終端的概念網(wǎng)絡(luò)。近96課時(shí)的探究過程,也成為一個(gè)密切聯(lián)系、一直連貫的學(xué)習(xí)進(jìn)程。
表1具體呈現(xiàn)了生命科學(xué)領(lǐng)域3大核心科學(xué)概念在6年的學(xué)習(xí)進(jìn)程中按學(xué)習(xí)者年齡特點(diǎn)所進(jìn)行的逐級連貫安排,這是以學(xué)習(xí)者大腦的發(fā)展為基礎(chǔ),以3大核心概念中相關(guān)子概念的連貫性為依據(jù)而構(gòu)建的各個(gè)階段不同主題的學(xué)習(xí)進(jìn)程,這樣的安排使課程中的不同內(nèi)容形成彼此有聯(lián)系、有發(fā)展、相互完善、一直連貫的整體。
二是強(qiáng)調(diào)學(xué)概念是一個(gè)不斷發(fā)展、持續(xù)深入的學(xué)習(xí)進(jìn)程。通過學(xué)習(xí)進(jìn)程的設(shè)計(jì),不斷使學(xué)習(xí)者建構(gòu)、完善相關(guān)的知識和能力,加深對概念獲得及運(yùn)用的理解。
將學(xué)習(xí)置身在一個(gè)逐級連貫的概念理解過程中,用大量的時(shí)間深入探究并持續(xù)若干個(gè)年齡階段,使學(xué)習(xí)者對概念的把握始終處于一個(gè)發(fā)展和深刻思考的過程中,這種方式顯現(xiàn)出以下優(yōu)點(diǎn):
促使學(xué)習(xí)者開始對某一領(lǐng)域幾個(gè)為數(shù)不多的概念進(jìn)行反復(fù)的認(rèn)真思考。
促使學(xué)習(xí)者參與一些對其終身學(xué)習(xí)有意義的探究和學(xué)習(xí)。
在不同的階段引入更適合學(xué)習(xí)者發(fā)展需求的相關(guān)核心概念。
促使教育者思考某一領(lǐng)域?yàn)閿?shù)不多的概念在各個(gè)年齡階段呈現(xiàn)的方式,以及逐級建立的依據(jù)和相互支撐的聯(lián)系。
課程建設(shè)者可以更科學(xué)地根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)活動研究和確定課程的范圍和順序。
STC課程對概念的連貫把握,將學(xué)習(xí)者對重要的核心科學(xué)概念的探究和理解置于一個(gè)相當(dāng)長的學(xué)習(xí)周期中,用聯(lián)系的、反復(fù)的、逐級的、生長的、連貫的概念構(gòu)建策略,使學(xué)習(xí)變成一個(gè)不斷解讀概念、不斷深入探究、不斷思考轉(zhuǎn)化的過程。STC課程這種連貫性的結(jié)構(gòu),讓我們看到科學(xué)核心概念的構(gòu)建不是一條向上的線段,抑或是一條螺旋上升的曲線,而是一條復(fù)雜的、有時(shí)會反復(fù)的、始終連貫的、沒有終端的網(wǎng)狀關(guān)系。這樣的連貫性課程結(jié)構(gòu)安排很值得我們國家科學(xué)課程建設(shè)者借鑒。
在“對概念的廣泛理解”方面,STC課程組織有兩個(gè)特征。
一是強(qiáng)調(diào)對科學(xué)概念的理解是在多個(gè)情境中被不斷提取的過程。課程不僅把一個(gè)核心概念置于6年的各個(gè)單元中以尋求廣泛理解,而且在每一個(gè)單元中也體現(xiàn)了這一思想。
3年級“植物的生長和發(fā)育”單元,學(xué)生形成的子概念包括植物的結(jié)構(gòu)和功能、植物的生長周期、遺傳、人工選擇、自然選擇等。但是課程并不是僅僅設(shè)置了對這些內(nèi)容的探究,還包括了播種的技術(shù)、間苗和移植的技術(shù)、測量的技術(shù)、蜜蜂的身體結(jié)構(gòu)和功能、蜜蜂的習(xí)性、蜜蜂模型的制作技能、人工授粉的技術(shù)、收獲種子的技術(shù)等一系列與物質(zhì)科學(xué)、設(shè)計(jì)與技術(shù)相關(guān)的探究內(nèi)容。課程設(shè)計(jì)者認(rèn)為,這些內(nèi)容與生命科學(xué)領(lǐng)域核心概念的發(fā)展是相互依賴和相互促進(jìn)的,它們同時(shí)影響著學(xué)生對生命科學(xué)3大核心科學(xué)概念的理解。
“植物的生長和發(fā)育”單元的第4課是“間苗和移植的技術(shù)”,作為“設(shè)計(jì)和技術(shù)”領(lǐng)域中農(nóng)業(yè)技能的一個(gè)教學(xué)角度,學(xué)習(xí)者在進(jìn)行一項(xiàng)看似非常精密的農(nóng)業(yè)技能訓(xùn)練,了解間苗和移植的不同與方法,同時(shí)也親手經(jīng)歷了這一過程。實(shí)際上,這項(xiàng)技術(shù)反過來也影響了學(xué)習(xí)者對生命科學(xué)3大核心概念的深刻理解。間苗和移植的目的是使幼苗擁有足夠的空間、陽光、食物、水分和空氣循環(huán),如果不這樣做,那么幼苗就有可能發(fā)育不良或死亡,這是對“生物與壞境”核心概念的思考。間苗和移植后,大部分植株得到了一個(gè)良好的生存環(huán)境,植物會茁壯成長并在收獲的季節(jié)生長出更多優(yōu)質(zhì)的種子;反之,因?yàn)闋I養(yǎng)不良等因素,種子產(chǎn)量和質(zhì)量就會降低,影響后續(xù)的繁殖。這是對“遺傳、進(jìn)化”核心概念的思考。間苗要注意剪枝的位置,移植要將植株和根系一起拔起并帶些土壤,這是對“生命特征”核心概念的進(jìn)一步理解。人工間苗和移植,將使植株有選擇地、更好地生長,這是對“人工選擇、自然選擇”概念的思考。所以,讓學(xué)習(xí)者全面認(rèn)識事實(shí),是STC課程對概念的廣泛理解的一種思考。只有讓學(xué)習(xí)者廣泛關(guān)注概念的各個(gè)角度,通過對相關(guān)聯(lián)的各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行探究,對概念的理解才會更深入、更深刻和更科學(xué)。
二是強(qiáng)調(diào)科學(xué)概念的理解必須建立在各個(gè)核心概念緊密聯(lián)系的基礎(chǔ)上,不僅是讓學(xué)習(xí)者理解單個(gè)概念,而且希望學(xué)習(xí)者在多個(gè)重要概念之間尋找相互聯(lián)系,以獲得更多的支持,使概念的理解發(fā)生在多脈絡(luò)的情境中。
把學(xué)習(xí)置身在一個(gè)廣泛情境的概念學(xué)習(xí)過程中,用大量證據(jù)支撐每一次概念的建構(gòu),使學(xué)習(xí)者對概念的理解始終處于一個(gè)盡可能全面的邏輯實(shí)證基礎(chǔ)之上,這樣的方式顯現(xiàn)出以下優(yōu)點(diǎn):
孩子對概念的理解是全面而深入的。
孩子參與了多個(gè)模塊的探究,擁有自己進(jìn)行鑒別和思考的機(jī)會。
在不同概念領(lǐng)域中孩子能主動尋找彼此間的聯(lián)系并生成真正的理解。
教育實(shí)施者需要將概念置身在一個(gè)更大范圍內(nèi)的應(yīng)用,并聯(lián)系同一年級層次中相關(guān)概念之間的結(jié)合點(diǎn),使學(xué)生有機(jī)會了解事實(shí)的全部。
[關(guān)鍵詞]生命科學(xué)、本質(zhì)、發(fā)展、應(yīng)用、社會、生活
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)29-0132-01
一、對生命科學(xué)的認(rèn)識和思考
現(xiàn)代社會科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,極大地推進(jìn)了人類社會的進(jìn)步,而生命科學(xué)領(lǐng)域更是尤為突出,生命科學(xué)的進(jìn)展給我們的生活帶來了天翻地覆的變化。生命科學(xué)與生物技術(shù)早已成為當(dāng)今最為活躍的科技領(lǐng)域之一,人類對生命活動基本規(guī)律的認(rèn)知水平達(dá)到前所未有的程度,其地位和作為是不言而喻的,它是當(dāng)今在全球范圍內(nèi)最受關(guān)注的基礎(chǔ)自然科學(xué)。
大千?生命世界,數(shù)以百萬計(jì)的不同物種雖然在形態(tài)結(jié)構(gòu)和行為活動上表現(xiàn)得千差萬別,但生物世界中最本質(zhì)的東西卻是高度一致的。構(gòu)成生命的化學(xué)元素和生命大分子在化學(xué)組成都是由C、H、O、N、P、S等化學(xué)元素和4種核苷酸、20種氨基酸、糖類、脂肪等基礎(chǔ)生物大分子組成,這些成分是生命構(gòu)建和一切生命活動得以進(jìn)行的基礎(chǔ);所有生物體都能夠進(jìn)行新陳代謝,并在新陳代謝過程中不斷的生長;所有生物體都能夠進(jìn)行繁殖產(chǎn)生后代,由于受基因控制和基因改變的影響,生命的繁殖表現(xiàn)出高度的遺傳和變異特性。
細(xì)胞是生命存在的最基本形式,是一切生命活動的基礎(chǔ),被稱為生命的基本結(jié)構(gòu)單位和功能單位。
從宏觀角度看,地球上的生物構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng),在這個(gè)系統(tǒng)中,生物之間相互依賴、相互制約。生命科學(xué)是一門歷史悠久的學(xué)科。在人類文明的初期,人們就注意到了生命與非生命的區(qū)別,并對生物進(jìn)行觀察、描述,收集整理了大量的材料。17世紀(jì)前,由于科學(xué)技術(shù)水平的限制和神學(xué)對人們思想的影響,古老的生物學(xué)始終停留在觀察和描述階段。直至20世紀(jì)以來伴隨物理化學(xué)等有關(guān)學(xué)科的發(fā)展生命科學(xué)的一些基本概念和理論建立起來了。20世紀(jì)后半葉,隨著分子生物學(xué)的興起,生命科學(xué)的發(fā)展獲得了前所未有的速度,一方面?zhèn)鹘y(tǒng)生物學(xué)的學(xué)科分支進(jìn)一步深化、細(xì)化,另一方面學(xué)科間的交叉進(jìn)一步加強(qiáng)。20世紀(jì)70年代以后,以生物工程、克隆技術(shù)、PRC技術(shù)等為主要內(nèi)容的現(xiàn)代生物技術(shù)取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展
二、生命科學(xué)與社會發(fā)展
生命科學(xué)是一門神圣的學(xué)科,社會的發(fā)展離不開生命科學(xué)。
醫(yī)學(xué)領(lǐng)域:1929-1943年,青霉素的發(fā)現(xiàn),拯救了二戰(zhàn)后期幾百萬人的生命,抗生素的廣泛使用。
遺傳學(xué)領(lǐng)域:1953年,沃森和克里克首次提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu),揭開了遺傳的神秘面紗。
生命科學(xué)領(lǐng)域:1997年2月,首例哺乳動物――克隆綿羊“多莉”的誕生;農(nóng)業(yè)領(lǐng)域:轉(zhuǎn)基因棉的研制成功,害蟲防治的突破發(fā)展。
環(huán)境領(lǐng)域:“超級菌”的研制成功,極大程度上解決了海上石油污染的問題。
目前,社會上出現(xiàn)了很多種復(fù)雜的疾病,例如糖尿病、心臟病等,光靠有限的醫(yī)學(xué)藥物是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,好多人因此丟失了生命,基因工程的出現(xiàn)給醫(yī)學(xué)領(lǐng)域帶來了曙光,科學(xué)家們利用基因工程生產(chǎn)出某些特殊的基因和世界上難找的蛋白質(zhì),比如說,科學(xué)家利用轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)胰島素基因的大腸桿菌來生產(chǎn)人們所需要的大量胰島素,大大縮短了胰島素的生產(chǎn)周期,治愈了更多的胰島素病人。基因工程還生產(chǎn)出了大量的基因產(chǎn)品,如人的生長激素、干擾素、白細(xì)胞介素-2等,對人類的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。
三、生命科學(xué)與我們的生活
進(jìn)入二十世紀(jì)八十年代,生命科學(xué)更使勢不可擋,雄居影響當(dāng)代人生活的四大科學(xué)之首,目前,生命科學(xué)已經(jīng)成為21世紀(jì)當(dāng)之無愧的帶頭學(xué)科。國際核心期刊生物學(xué)占著越來越多的比例,世界優(yōu)秀科技成果評選總不會離開生物學(xué)的最新成果,無論從這些還是從對人類生活及思想的影響來看,生命科學(xué)都是當(dāng)今世界科學(xué)研究的核心,最為炙手可熱的領(lǐng)域
以下一些生活中的案例來說明生命科學(xué)對我們生活的影響:
在山東,醫(yī)學(xué)專家為60歲的劉為榮換了心臟。我國自上世紀(jì)80年代末開始做心臟移植手術(shù)以來,劉為榮是年齡最大的“換心人”,現(xiàn)在他像正常人一樣安排起居。
在上海,上海生物制品研究所生產(chǎn)出第一批高質(zhì)量的新流感裂解疫苗。流感裂解疫苗不僅接種保護(hù)效果好,而且臨床副反應(yīng)極少,適合各種年齡段的人群接種,最受市場青睞。
在日本,東京齒科醫(yī)科大學(xué)和大日本印刷公司借助特殊的印刷技術(shù),成功培育出與人體血管原來形狀相同的毛細(xì)血管,有望用于治療心肌梗塞。
在美國,其國家人類基因研究所宣布,他們已繪制成功首張狗基因測序草圖,顯示狗與人類的基因數(shù)量大致相同。這一成果有助于人類對與基因相關(guān)的疑難病癥的研究。
在新加坡,科研人員發(fā)現(xiàn)經(jīng)高溫和超聲波加工處理后的動物骨骼植入人體后,可能不會發(fā)生感染或排斥反應(yīng),這為異體骨骼移植帶來了新希望。
在韓國,研究人員首次培育成功轉(zhuǎn)基因熒光雞,使轉(zhuǎn)基因雞蛋在食品、制藥等領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用進(jìn)了一步。
以上這些告訴我們,生命科學(xué)就是為我們的生活服務(wù)的,它的出現(xiàn)和發(fā)展就是為了使我們的生活更加美好。
【關(guān)鍵詞】生物學(xué) 核心概念 核心概念教學(xué) 新課程
生物學(xué)是一門研究生命現(xiàn)象及其活動規(guī)律的自然科學(xué),它以一系列核心概念作為分析、推理、判斷和綜合等邏輯思維過程的依據(jù)來揭示本學(xué)科的基本規(guī)律。生物學(xué)概念不僅是生物學(xué)科的基礎(chǔ),而且是生物學(xué)領(lǐng)域最基本的語言表達(dá)單位。新課程改革的一個(gè)核心就是“注重學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活的背景中學(xué)習(xí)生物學(xué),倡導(dǎo)學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中深入理解生物學(xué)的核心概念”。可見提高科學(xué)素養(yǎng)不是追求對科學(xué)事實(shí)和信息量的更多占有,而是要求對核心概念和科學(xué)思想的深刻領(lǐng)悟。更重要的是培養(yǎng)學(xué)生接觸到新的“原理、規(guī)律和方法”時(shí)能借助生物學(xué)概念能進(jìn)行自我闡明的能力。因此,學(xué)生能否牢固地、準(zhǔn)確地建立起反映生物學(xué)思想的基本的生物學(xué)核心概念體系,應(yīng)當(dāng)是中學(xué)生物學(xué)教學(xué)的主要目標(biāo)。
一、對生物學(xué)核心概念的認(rèn)識
在學(xué)科教學(xué)中,建構(gòu)匯集信息片段的知識結(jié)構(gòu),并將其納入到信息結(jié)構(gòu)之中,這個(gè)知識結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)就是核心概念。在生物學(xué)這門基礎(chǔ)自然科學(xué)中,離不開對事物和現(xiàn)象的具體描述和分析。生物學(xué)的核心概念,是指代表生物世界中同類的“事”、“物”及“規(guī)律”。我們要從眾多的生物學(xué)概念中提煉出能反映學(xué)科本質(zhì)的、構(gòu)成學(xué)科骨架的概念,因?yàn)檫@樣的概念可以統(tǒng)攝學(xué)科的一般概念,可以揭示一般概念之間的聯(lián)系,具有統(tǒng)整學(xué)科知識的功能,這樣的概念就叫核心概念。我們在課堂上抓住生物學(xué)的核心概念進(jìn)行教學(xué),教學(xué)中前后一致、將生物學(xué)思想主線貫穿始終,致使學(xué)生對生物學(xué)現(xiàn)象本質(zhì)的認(rèn)識深入,提高學(xué)生解決生物學(xué)實(shí)際問題的能力,這對學(xué)生的終身發(fā)展是極其有利的。
二、為什么要進(jìn)行生物學(xué)核心概念的教學(xué)
第一,生物學(xué)核心概念有助于提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
考試評價(jià)已經(jīng)悄悄地由事實(shí)性知識的記憶轉(zhuǎn)向?qū)诵母拍畹睦斫狻=鼛资陙恚貏e是DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)破譯以來,生物學(xué)的研究進(jìn)入到分子生物學(xué)水平,生物科學(xué)知識呈現(xiàn)出爆炸性的增長,面對如此繁多的知識,如果仍然要求學(xué)生記憶生物學(xué)事實(shí),哪怕是一些經(jīng)典的生物學(xué)事實(shí),恐怕也很難做到。最基本的概念、原理、規(guī)律等一般不發(fā)生巨大的變化,創(chuàng)設(shè)新的情境,要求學(xué)生應(yīng)用概念、原理、規(guī)律等來分析解決問題,以此來評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí),已成為評價(jià)學(xué)生學(xué)業(yè)的主流方向了。
第二,生物學(xué)事實(shí)往往是相互孤立的,難以建立合理的聯(lián)系,組成一個(gè)合理的結(jié)構(gòu),因此對生物學(xué)事實(shí)的考查往往是檢查學(xué)習(xí)者是否記住,是否記得清楚。而生物學(xué)概念主要是在運(yùn)用中得到鞏固,概念的運(yùn)用是把已經(jīng)概括化的一般屬性應(yīng)用到特定場合。
第三,生物學(xué)核心概念具有統(tǒng)攝思維功能。核心概念的提煉和梳理需要按照知識的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律性,將零散的整體化、條理化,建構(gòu)起脈絡(luò)清晰、條理分明、相互之間有機(jī)聯(lián)系的體系。
第四,生物學(xué)核心概念具有很強(qiáng)的遷移教育功能。概念的過程也是概念的具體化過程。一般而言,概念的應(yīng)用有兩種途徑:一是引證具體實(shí)例來說明概念的內(nèi)涵和外延;二是運(yùn)用概念來解決實(shí)際問題。
三、如何進(jìn)行核心概念的教學(xué)
1、以教學(xué)單元作為建構(gòu)核心概念體系的基本單位
教學(xué)單元是一個(gè)相對完整的教學(xué)內(nèi)容體系,它由若干節(jié)具有內(nèi)在聯(lián)系的具體內(nèi)容組成,它們之間形成了一個(gè)有機(jī)整體,因此教學(xué)單元是學(xué)生知識結(jié)構(gòu)形成和發(fā)展的基本單位。
2、充分應(yīng)用生物科學(xué)發(fā)展史建構(gòu)核心概念體系
生物學(xué)概念的發(fā)展史中,不僅記載著生命科學(xué)知識的形成過程,而且蘊(yùn)涵著科學(xué)家的創(chuàng)造思維方式。所以學(xué)習(xí)生物學(xué)概念的發(fā)展史,不僅有利于更好地理解、掌握生物學(xué)概念,而且有利于學(xué)生形成科學(xué)的觀念,提高生物學(xué)科學(xué)素養(yǎng)、提高學(xué)生的探究能力、培養(yǎng)學(xué)生的“三維目標(biāo)”、實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和人文精神的和諧統(tǒng)一。
3、通過模型法建構(gòu)核心概念體系
“模型”是人們按照科學(xué)研究的特定目的,在一定的假設(shè)條件下,用物質(zhì)形式或思維形式再現(xiàn)原型客體的某種本質(zhì)特征。在實(shí)踐教學(xué)中主要有物理模型、數(shù)學(xué)模型、概念模型,通過構(gòu)建模型和直接認(rèn)知模型來把握生物學(xué)概念,是當(dāng)前課改實(shí)踐中的常用科學(xué)方法。模型法可以讓抽象問題更易理解和直觀化。
4、通過概念圖方法建構(gòu)核心概念體系
“知識的構(gòu)建是通過已有的概念對事物的觀察和認(rèn)識開始的”。概念圖是一種用節(jié)點(diǎn)代表概念,連線表示概念間關(guān)系的圖示法。通過建立概念網(wǎng)絡(luò),不斷地向網(wǎng)絡(luò)增添新內(nèi)容,有助于學(xué)生激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī),創(chuàng)造新知識,形成有意義的學(xué)習(xí)過程。
生命科學(xué)中的“規(guī)律、原理和方法”都是借助于有關(guān)生物學(xué)概念才得以表述。而概念是人腦對現(xiàn)實(shí)的對象和現(xiàn)象的一般特征和本質(zhì)特征的反映。因此,在生物學(xué)教學(xué)中學(xué)生準(zhǔn)確、深刻地理解、掌握概念,不僅是學(xué)好生物學(xué)的前提,也是發(fā)展學(xué)生智力和邏輯思維能力的必要條件。因此,生物教師要重視概念教學(xué),運(yùn)用有效的策略幫助學(xué)生正確理解和運(yùn)用概念,進(jìn)而運(yùn)用生物學(xué)原理、規(guī)律解決生產(chǎn)、生活實(shí)踐中的有關(guān)生物學(xué)問題。
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