時間:2023-03-21 17:12:45
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盡管肌體對應(yīng)外部的感受系統(tǒng)繁多、各部分組織及器官復(fù)雜多樣,但這些神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)入腦內(nèi)后布局合理、活動有序.如腦干中來自不同部位的7種神經(jīng)系統(tǒng),因運動和感受功能不同進(jìn)一步細(xì)分為19個腦神經(jīng)核,并分別對應(yīng)于肌體各運動和感知組織及器官[4].這些神經(jīng)核團或許運用振蕩頻率的差異進(jìn)行功能分類或區(qū)域劃分.上述5部分假設(shè)模型基于以下的理由提出:首先,早在20多年前,德國的有關(guān)研究人員首先在貓的視皮層觀察到振蕩現(xiàn)象[8-9].之后,其他研究人員在貓、免、猴的視、聽、海馬等不同部位都發(fā)現(xiàn)了振蕩現(xiàn)象.實驗發(fā)現(xiàn),神經(jīng)元發(fā)出的脈沖并不隨機出現(xiàn),而是和皮層局域的振蕩“同步”發(fā)放.這些振蕩波并不很規(guī)則,而更像一個隨手畫出的粗糙的波.當(dāng)使用2個電極作記錄時,場電位還存在同位相振蕩現(xiàn)象[10-11].也有實驗表明,同步振蕩可以出現(xiàn)在大腦兩半球皮質(zhì)之間[12].對于振蕩現(xiàn)象,許多人認(rèn)為感覺通道中對同一物體的不同特征敏感的神經(jīng)元,可能通過40Hz的同步振蕩把它們整合(捆綁)起來,形成一個完整的物體概念[13-20].Crick與科赫合作研究視覺意識時還將這一觀點進(jìn)一步推廣,認(rèn)為這些與γ振蕩(35~75Hz)同步發(fā)放,可能與視覺覺知的神經(jīng)相關(guān)聯(lián)[21].近年來,運用功能磁共振成像(fMRI)等技術(shù),神經(jīng)同步振蕩現(xiàn)象在認(rèn)知以及記憶等方面也有著廣泛的研究[22-24].其次,腦干中的復(fù)雜結(jié)構(gòu)是神經(jīng)解剖學(xué)一直未找到合理解釋的一個謎.位于腦干的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)在神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)揮的功能和作用,早在10多年前就已引起許多研究者的關(guān)注,他們中的大部分人認(rèn)為:所有的感覺神經(jīng)都有分支通向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對于“喚醒”大腦皮層的功能起重要的作用,所以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對意識起重要作用[25].現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)教課書都將腦干稱之為神經(jīng)中樞區(qū)域,分布于肌體全身的12對神經(jīng),包括視神經(jīng)進(jìn)入大腦后幾乎無一例外地終止于各自的一個神經(jīng)核團,對于這些神經(jīng)核團均稱其為特異結(jié)構(gòu)或稱“疑核”.第三,長期以來,在醫(yī)療實踐中被習(xí)以為常的腦電圖測定中的某些怪現(xiàn)象,也可在本假設(shè)模型中獲得解釋.視網(wǎng)膜獲取的電信號經(jīng)外側(cè)膝狀核振蕩后,形成的電波向外發(fā)送:眼睛一睜,15~25Hz的β腦電波立即出現(xiàn);眼睛閉合,視網(wǎng)膜信號消失,神經(jīng)核的振蕩也就停止,電波頻率重又回到8~12Hz的α波.而困倦或睡眠狀態(tài),電波頻率就落在1~4Hz的δ頻率段[1],這是肌體對外的神經(jīng)感受器停止工作后,其所對應(yīng)的所有神經(jīng)核團不再需要發(fā)送電波的顯著跡象.1~4Hz是肌體自身活動所形成的神經(jīng)核發(fā)放的電波頻率段.電荷振蕩產(chǎn)生電磁波是物理學(xué)的基本特性之一,通過同步振蕩形成電波符合生物進(jìn)化規(guī)律.人體從外部采集的大量信息,進(jìn)入大腦后不再存在任何介質(zhì)可用于電信號傳導(dǎo).覆蓋在頂部的端腦與脊髓延伸的腦干之間,所有神經(jīng)系統(tǒng)均不具備足以傳導(dǎo)大量信息的連接介質(zhì).信號的形成、傳遞和加工必須在生物學(xué)的范疇內(nèi)考慮.而許多研究者在實驗和理論上提出的腦內(nèi)信息多次傳遞折返形成意識的理論模型,明顯地違背生物學(xué)中細(xì)胞保持穩(wěn)定這一法則,將意識研究引到不可知論之中.需要特別說明的是:視網(wǎng)膜就是一個接收電波(人類可接收的波長為380~780nm[6])信號的神經(jīng)組織.本模型提出的腦干中“特性不明”的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)接收電波信息只是換了個位置,僅是一個“同位等效”的邏輯推理,最終當(dāng)然需要實驗加以證明.
2意識功能區(qū)感知神經(jīng)活動原理及其物理學(xué)依據(jù)
從臨床實踐中已知,腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)受到損傷會導(dǎo)致不同程度的意識障礙,甚至深度昏迷,一些鎮(zhèn)靜藥物就是通過阻滯該系統(tǒng)傳入通路而達(dá)到鎮(zhèn)靜[4].某些患者因腫瘤治療,為了處理腫瘤的惡性擴散,作為最后一種方案切除腫瘤所在的整個左半球大腦,沒有遺留下任何大腦皮層.手術(shù)導(dǎo)致了最嚴(yán)重的全面失語癥.但病人的核心意識未受損傷,不只是清醒和有注意力,有時還能使用手勢表達(dá)問題,主導(dǎo)情緒與當(dāng)時的情景非常協(xié)調(diào)[26].
2.1網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)具有意識感知功能的擬合特性
腦干中的網(wǎng)狀神經(jīng)結(jié)構(gòu)不僅在解剖學(xué)上符合意識功能區(qū)的最佳位置布局選擇,而且其結(jié)構(gòu)特點也非常有規(guī)律性:(1)神經(jīng)元胞體形狀和大小各異,小的只有12~14μm,大的可達(dá)90μm,這些細(xì)胞被纖維分隔成許多小群,核團不易辨認(rèn).(2)纖維來源和走向縱橫交錯.(3)纖維聯(lián)系廣泛,平均每個神經(jīng)元表面有7000~8000個突觸[4].網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的每個尺寸的神經(jīng)細(xì)胞分別對應(yīng)一個固定的電波頻率范圍起作用,正像視網(wǎng)膜中每個神經(jīng)元可捕獲一種固定波長的光波一樣.網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的布局形式非常擬合于同時接收不同頻率組合的電波信號.
2.2從視網(wǎng)膜接收到意識感知的信號轉(zhuǎn)換
為了證明意識和記憶是2個獨立的功能區(qū),現(xiàn)以視覺系統(tǒng)的意識形成為例進(jìn)行分析.視網(wǎng)膜上約有60種不同類型細(xì)胞,1億個左右視桿細(xì)胞和500萬個視錐細(xì)胞[1],眼睛一睜開,視網(wǎng)膜通過3條通路約150萬根神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的軸突每秒大約輸出1000萬bit以上的視覺信息[1],大量信息傳輸?shù)南乱徽臼峭鈧?cè)膝狀核,之后沒有下一站,通過神經(jīng)纖維介質(zhì)傳導(dǎo)的電信號就此終斷.神經(jīng)解剖中還有小部分纖維走向由視網(wǎng)膜出發(fā)后不經(jīng)過外側(cè)膝狀核而與腦內(nèi)上丘和頂蓋前區(qū)等組織相連,稱為視第2通路[6].這種信息通路很容易被理解為腦內(nèi)各神經(jīng)組織活動時起同步觸發(fā)器作用.大腦該如何處理視網(wǎng)膜源源不斷的信號,并最終形成視圖意識?外側(cè)膝狀核通過有節(jié)律(如25Hz)的振蕩活動將電信號進(jìn)行整合,以特定頻率向外發(fā)送電波信號.電波進(jìn)入意識感知區(qū)后,腦干部位的網(wǎng)狀神經(jīng)結(jié)構(gòu)中廣泛分布的大量12~90μm大小不同的神經(jīng)元正好對應(yīng)這一由視圖轉(zhuǎn)換后的電波信號,眾多獲得對應(yīng)波長感知的神經(jīng)元組合形成的綜合感受就是眼前的一幅圖景.這種視圖感知意識也可以看成從視網(wǎng)膜到腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的信號轉(zhuǎn)換和神經(jīng)元功能轉(zhuǎn)換,相當(dāng)于一種映射.外側(cè)膝狀核振蕩頻率25Hz是一個待定值,筆者采用電影發(fā)展史上的經(jīng)驗數(shù)據(jù),即電影放映速度從每秒16禎到24禎改進(jìn)后,畫面的軸動(俗稱卓別琳動作)現(xiàn)象消失,動作變得流暢.外側(cè)膝狀核每隔40ms(1000ms/25)發(fā)送1次電波恰似一個速度開關(guān),將自然界3×105km•s-1的光速(電磁波)轉(zhuǎn)換成生物學(xué)意義上的神經(jīng)元的機械運動速度.外側(cè)膝狀核振蕩電波除了被網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)感知,同時也被大腦皮層記憶神經(jīng)元接收.如果大腦皮層記憶神經(jīng)元中已儲存了相同的視圖信息,則電波信號與記憶神經(jīng)元之間因同頻諧振的特性使得記憶神經(jīng)元被激活,即同頻諧振波幅疊加的物理學(xué)特性確保了發(fā)送信號與儲存類同信息的神經(jīng)元達(dá)到了準(zhǔn)確無誤對接.被激活的記憶神經(jīng)元轉(zhuǎn)而又向外發(fā)送電波,皮層記憶神經(jīng)元發(fā)送的電波信息讓意識區(qū)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)神經(jīng)元感知到曾經(jīng)有過的體驗—–熟悉.如果電波信息完全是新的,即視覺畫面從未見過,則電波所含的內(nèi)容成為新的一個記憶事件儲存.
3大腦皮層記憶神經(jīng)元的信息儲存原理及其生物學(xué)依據(jù)
3.1基于模型假設(shè)的記憶信息儲存原理
生命誕生初期,記憶神經(jīng)元的原始狀態(tài)可形象地認(rèn)為“空白”.當(dāng)意識感知到的電波同樣作用于“空白”神經(jīng)元時,腦內(nèi)的神經(jīng)化學(xué)遞質(zhì)與電波共同作用改變了神經(jīng)元的結(jié)構(gòu),比如增加了許多樹突和樹棘,這就形成了神經(jīng)元記憶儲存的最初架構(gòu).神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)改變并不符合“生命活動的最高目標(biāo)是保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定”這一鐵的規(guī)則,在電子顯微鏡下可以發(fā)現(xiàn),一個單細(xì)胞的生命體也以最大的努力保持內(nèi)部平衡以達(dá)到生命的延續(xù).穩(wěn)定和平衡是神經(jīng)元的最大目標(biāo),也是生命活動的最大任務(wù)[26].被增生樹突樹棘的神經(jīng)元處于不穩(wěn)定狀態(tài),恢復(fù)原狀的活動使神經(jīng)元產(chǎn)生了與記憶儲存時類同的電波信號.初始階段,神經(jīng)元活動強度較大,其產(chǎn)生的信號強度也大,所以剛形成的記憶很容易得到恢復(fù),且回憶的準(zhǔn)確度也高.隨著時間推移,神經(jīng)元慢慢降低活動強度,產(chǎn)生的信號變?nèi)?部分增生的樹突或樹棘丟失了,但電波的總體架構(gòu)沒有變,能模糊記得某件事,而不那么準(zhǔn)確.時間無限延長后,神經(jīng)元恢復(fù)原狀的成功率增加,直至基本復(fù)原,我們小時候的大量記憶事件就是這樣被遺忘了.心理學(xué)上的記憶曲線變化規(guī)律符合神經(jīng)元樹突樹棘增生和丟失的生物學(xué)機制過程,人類在實踐中歸納出的經(jīng)驗是可以用科學(xué)的內(nèi)在規(guī)律進(jìn)行解釋的.被改變結(jié)構(gòu)的神經(jīng)元若再次受到同樣的意識電波作用,神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)改變將被強化,多次被改變被強化就成了新的穩(wěn)定結(jié)構(gòu).樹突棘具有可塑性,在學(xué)習(xí)過程中可能發(fā)生新的樹突棘[7].比如你新認(rèn)識的朋友,再次相遇,二三次及以后的意識電波作用在同一神經(jīng)元上,神經(jīng)元會增加許多新的樹棘和分叉的樹突,甚至還發(fā)現(xiàn)與別的神經(jīng)元新增加“突觸”,即一個神經(jīng)元的軸突或樹突與后一個神經(jīng)元的樹突形成突觸相連,因為新的記憶事件慢慢成為老的記憶事件后,信息的容量擴大了,記憶的細(xì)節(jié)豐富了,內(nèi)容拓展了.大腦回憶的事件總是相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容一起出現(xiàn),這是記憶神經(jīng)元發(fā)放時,通過同步振蕩確保了以“突觸”相關(guān)聯(lián)的神經(jīng)元在時間次序上起到先后排隊作用.此外,與原有事件相關(guān)的內(nèi)容總是容易記住.心理學(xué)實驗中強調(diào)有意義的事件或關(guān)聯(lián)性的事件一起記憶效率更高就是這種生物學(xué)機制的作用.時間推移造成記憶模糊總是發(fā)生在細(xì)節(jié)內(nèi)容方面,即樹突樹棘的丟失.記憶的初始架構(gòu)非常重要,如大家知道一個人成長初期的啟蒙教育很重要,一個好的行為習(xí)慣也是從入門教育開始.這些被人們普遍認(rèn)可的規(guī)律背后就是記憶神經(jīng)元初始架構(gòu)形成的不可改變性的生物學(xué)機制.
3.2記憶儲存的生物學(xué)依據(jù)
為了進(jìn)一步解釋筆者的假設(shè)模型,從神經(jīng)解剖學(xué)的角度比對神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的許多固有特性,可進(jìn)一步說明記憶儲存的生物學(xué)特性.一個胞體直徑5~150μm的神經(jīng)元,平均表面約有6000~10000個棘[7],不同種類的神經(jīng)元的樹突形態(tài)和大小各不相同、一般樹突從胞體的發(fā)起部較寬,其后分支和變細(xì),長度不等,一般較短.樹突上最突出的特征是帶有大小不同的伸出物,稱為樹突棘,可呈細(xì)長形體、蘑菇形、粗短形等不同形狀.樹突棘極大地擴展了樹突與其他神經(jīng)元形成接觸的機會,且在學(xué)習(xí)記憶過程中樹突樹棘會有數(shù)量和形狀上的變化[6].另外,20世紀(jì)70年代,紐約A1bertEinstein醫(yī)學(xué)院的Purpura等發(fā)現(xiàn)了樹突結(jié)構(gòu)的重要的線索.他們用高爾基染色法研究智障兒童的腦,發(fā)現(xiàn)其神經(jīng)元的樹突結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的改變.智障兒童的樹突上少了很多樹突棘,而僅有的少量樹突棘又異常細(xì)長.進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn),樹突棘改變的程度與智力遲鈍的程度成正相關(guān).Purpura指出智障兒童的樹突棘與正常胎兒的樹突觸棘非常相似[27].
3.3記憶信息處在不斷變化中
意識形成的電波結(jié)構(gòu)組合每一單位時間都在變化,因此記憶神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)也隨之變化.如果按照現(xiàn)代信息儲存概念,一個人一生中形成的天量數(shù)據(jù)幾乎很難用任何人造的設(shè)備可以完整儲存.自然進(jìn)化恰恰在關(guān)鍵的時候出乎預(yù)料.記憶神經(jīng)元的儲存方式與意識當(dāng)下形成的電波,在電波的框架結(jié)構(gòu)(電波頻率組合及次序)相似性上解決了難題.當(dāng)后一個意識電波形成的框架結(jié)構(gòu)與記憶神經(jīng)元中已儲存電波的框架結(jié)構(gòu)相似度比較高時,新的電波就在原有記憶神經(jīng)元或神經(jīng)元組合上找到了“歸宿”.新電波與原儲存電波之間的差異部分,通過樹突樹棘的增生就輕易地解決了記憶儲存的擴容.
3.4記憶信息的恢復(fù)原理
意識電波與記憶神經(jīng)元之間運用物理學(xué)中的諧振原理很容易地解決了現(xiàn)代信息技術(shù)中很難解決的尋址速度難題.人們用無線收音機很容易在浩翰無邊的空間找到自己需要的廣播電臺,相同的原理,一個儲存了信息的神經(jīng)元就是一臺固定頻率組合的收發(fā)機,下一次只要大腦中出現(xiàn)同樣的電波,對應(yīng)的神經(jīng)元就會立即動作—–接收,接收到的電波信息與儲存的信息不完全相同,故樹突樹棘又有新的變化;變化又產(chǎn)生了新的不穩(wěn)定,之后神經(jīng)元就轉(zhuǎn)為反對變形活動—–發(fā)送.用傳統(tǒng)的概念表述就是神經(jīng)元被激活,被激活(被變形)的神經(jīng)元一定會比其他神經(jīng)元發(fā)放更高電位的信號.大腦的這種機制確保了意識的高效率工作,在茫茫人海中,無論你走到哪里,當(dāng)你偶遇老同學(xué)時會不假思索地叫出對方的稱呼,并感知到老同學(xué)與你相處時的幾乎所有的經(jīng)歷,此時意識概念和意識閃念都在起作用,如果相遇者是曾經(jīng)戀愛過的男女朋友,此時或許你的心跳會突然加快,臉色跟著變化,肌體內(nèi)形成的是一種意識體驗.就在見到老同學(xué)的當(dāng)下,你的記憶神經(jīng)元的儲存信息也在變化,比如老同學(xué)頭發(fā)白了,人老了.所以意識當(dāng)下的電波結(jié)構(gòu)在化學(xué)神經(jīng)遞質(zhì)的共同作用下,又一次對同一個單位的記憶神經(jīng)元進(jìn)行新的結(jié)構(gòu)改變,如樹突或樹棘又在增加.而這次新增的記憶信息容易保存,原因就在儲存老同學(xué)的神經(jīng)元早已成為一種新的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),不再向“空白”復(fù)原,這就成了永久記憶.
3.5記憶儲存與“小人圖”的關(guān)系
記憶神經(jīng)元不僅儲存下大腦活動時的顯性意識,如你的所有生活經(jīng)歷,它還儲存了肌體活動形成的固有的動作習(xí)慣信息(傳統(tǒng)上稱為無意識活動),應(yīng)該稱為隱性意識.Penfield繪制的“小人圖”就是肌體各部位動作信息儲存的對應(yīng)位置.“小人圖”中手和頭部,尤其嘴唇所占空間面積特別大[28],就是因為肌體在長期的生活經(jīng)歷中過多地活動了這2個部位保留下來的記憶儲存.可以預(yù)言,一個因意外事故造成上肢被截,日后學(xué)會用腳干活,尤其學(xué)會用腳做針線活、彈鋼琴者,其“小人圖”中腳對應(yīng)的皮層空間位置一定很大,而手則很小.個體成長期間學(xué)會走路、學(xué)會用筷子、用手與腳干各種高難度的事,均是經(jīng)過長期反復(fù)練習(xí)后,動作對應(yīng)的電信號被儲存到皮層記憶神經(jīng)元,之后在日常生活中方可運用自如.跳水、體操等各種技巧性動作的運動員在極短的時間內(nèi)將一個非常復(fù)雜的動作做得完美無缺,正是通過長期的訓(xùn)練,這一連串動作電波組合被記憶神經(jīng)元穩(wěn)定地儲存下來,之后才能夠達(dá)到各關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)自如.臨床實踐中,醫(yī)學(xué)專家已把意識與記憶的工作原理很好地運用在患者身上了.央視《走近科學(xué)》(2013-11-11)曾介紹北京武警總醫(yī)院神經(jīng)科醫(yī)生運用大腦干細(xì)胞移植技術(shù)成功將一些下肢無法站立的腦癱患者治愈,并讓其學(xué)會走路.大腦干細(xì)胞移植并獲得增生確保了下肢運動神經(jīng)形成的電信號有了儲存的位置.而帕金森疾病則是患者對應(yīng)的記憶神經(jīng)元功能降低,致使以往儲存的信息不能獲得穩(wěn)定的發(fā)放.目前醫(yī)學(xué)上采用一種電子信號發(fā)生器—–電子藥,通過導(dǎo)線將一定的頻率信號送至大腦皮層相應(yīng)位置,剌激記憶神經(jīng)元,這種強制神經(jīng)元工作的治療方法,在初期階段已顯示出非常好的效果.
4意識與記憶之間的互動關(guān)系
1通過“饑餓教學(xué)”提高教學(xué)難度
“饑餓教學(xué)”的知識應(yīng)有一定的難度,學(xué)生必須付出一定的努力才能完成,否則不能激起學(xué)生的求知欲。例如,在學(xué)完“伴性遺傳”后,出示例題(2010年江蘇省高考題第29題),鼓勵有興趣的學(xué)生課后完成:遺傳工作者在進(jìn)行遺傳病調(diào)查時發(fā)現(xiàn)了一個甲、乙兩種單基因遺傳病的家系,系譜如圖所示,請回答:(所有概率用分?jǐn)?shù)表示)(1)甲病的遺傳方式是。(2)乙病的遺傳方式不可能是。(3)如果II4、II6不攜帶致病基因,按照甲、乙兩種遺傳病最可能的遺傳方式,請計算:①雙胞胎(IV1與IV2)同時患有甲種遺傳病的概率是。
②雙胞胎中男孩(IV1)同時患有甲、乙兩種遺傳病的概率是。女孩(IV2)同時患有甲、乙兩種遺傳病的慨率是。此題完全沒有超出教材知識范圍,掌握了課堂所學(xué)解遺傳概率問題的方法,完全能夠做出來;此題為高考題,且具有一定的難度,對學(xué)生來說是一個挑戰(zhàn),能引起學(xué)生征服此題的“饑餓”,學(xué)生都想通過做出此題來證明自己的解題水平;此題具有相當(dāng)?shù)木C合性,將各種遺傳概率問題集中到一起,能起到很好的訓(xùn)練作用。
2通過“饑餓教學(xué)”提高學(xué)生的靈活性
摘 要:隨著素質(zhì)教育的不斷深入,新的課程標(biāo)準(zhǔn)也得了全面貫徹實施。高中生物教師面對新課程的目標(biāo)要求,應(yīng)當(dāng)改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,注重教學(xué)的實際性。本文具體闡述了新課程背景下高中生物的教學(xué)方法,以提高課堂教學(xué)的效率。
關(guān)鍵詞:新課程;高中生物;教學(xué)方法;探討
新課程背景下高中生物教學(xué)區(qū)別于傳統(tǒng)的生物教學(xué),它既要滿足傳授學(xué)生學(xué)生基本的生物學(xué)知識和研究方法,還要通過新的課程標(biāo)準(zhǔn)的基本觀點,培養(yǎng)學(xué)生正確的“三觀“,從而達(dá)到提高學(xué)生生物學(xué)科知識水平和正確情感態(tài)度的教學(xué)目標(biāo)。針對這些教學(xué)目標(biāo)傳統(tǒng)的教學(xué)方法已經(jīng)不能滿足要求,必須探索新的教學(xué)方法以適應(yīng)新課程的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。筆者結(jié)合豐富的實際教學(xué)經(jīng)驗,從現(xiàn)階段高中生物教學(xué)存在的問題入手,對新課程背景下高中生物教學(xué)方法進(jìn)行簡單的探討。
1 新課程背景下高中生物教學(xué)存在的問題
1.1 忽視對學(xué)生現(xiàn)代意識的培養(yǎng),只注重知識技能的傳授
由于受到應(yīng)試教育的影響,高中教師在實際授課中偏重生物基本知識與基本技能的傳授,往往不重視甚至忽視提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng),忽視培養(yǎng)學(xué)生的現(xiàn)代意識。新課程背景下高中生物一個重要的教學(xué)目標(biāo)就是培養(yǎng)學(xué)生的現(xiàn)代意識,隨著新課程教學(xué)的不斷推進(jìn),對綜合素質(zhì)的人才要求越來越高。所以,高中生物教師要認(rèn)識到培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)代意識的重要性,這也是培養(yǎng)合格人才的關(guān)鍵。
1.2 現(xiàn)有生物教學(xué)方法過于單一
目前,許多生物教師仍沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方法,即“教師講、學(xué)生聽的”授課方法,很少運用有效的教學(xué)方法教導(dǎo)學(xué)生。教學(xué)中還經(jīng)常有教師“滿堂灌”,缺少師生之間的互動,也沒有給學(xué)生理解吸收知識的時間,更無法形成活躍的課堂氛圍。有些教師雖然領(lǐng)悟到新課程生物教學(xué)的內(nèi)涵,也根據(jù)學(xué)生的實際情況及教學(xué)內(nèi)容開展探索式教學(xué),但由于種種原因?qū)е滦碌慕虒W(xué)方法流于形式化、表面化。因此,要達(dá)到新課程的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn),就需要教師不斷探索新的教學(xué)方法,充分理解高中生物新課改的內(nèi)涵,發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性與創(chuàng)新性。
1.3 高中生物教學(xué)中課程資源匱乏
現(xiàn)階段,高中生物教學(xué)沒有充分體現(xiàn)出新課程的內(nèi)涵,忽視對學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。教師在多媒體輔助教學(xué)時,所用的課件大多都是考試的知識點,沒能按照新課程的標(biāo)準(zhǔn)要求來制作課件,更沒有給學(xué)生提供生物科技比較前沿的相關(guān)資料。有些教師不按教學(xué)目標(biāo)要求,不能充分引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)搜集相關(guān)資料。導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣與積極性得不到激發(fā),教學(xué)效果與教學(xué)目標(biāo)得不到。
2 新課程背景下高中生物教學(xué)方法的探討
2.1 采取興趣教學(xué)法
新課程標(biāo)準(zhǔn)背景下,興趣教學(xué)的理念被提出,并很快被學(xué)生接受,取得了一定的效果。俗話說興趣是最好的老師,學(xué)生會積極主動的學(xué)習(xí)自己感興趣的學(xué)科,而且比較容易接受該科的知識。在課間我們經(jīng)常會聽到學(xué)生議論說他們喜歡某位教師,聽課興趣高;不喜歡某位教師,聽課時老是昏昏欲睡,其實這就是興趣教學(xué)的一個方面,而這一教學(xué)方式也類似于情感教學(xué)法。
新課程背景下的生物是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,能很大程度上培養(yǎng)和和發(fā)揮學(xué)生的智力因素。而傳統(tǒng)的教學(xué)方法追求向?qū)W生不斷灌輸知識,極大降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在打造興趣教學(xué)理念時,要根據(jù)學(xué)生實際的認(rèn)識水平和心理因素,科學(xué)合理的設(shè)問,以此激發(fā)學(xué)生的發(fā)展思維,增強課堂活躍程度,提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。比如提問“為什么班上有些人的大拇指彎曲度很大,有的就很小?”讓同學(xué)們試著彎曲大拇指,發(fā)現(xiàn)許多學(xué)生的彎曲度都很小。在課堂上可以提出很多這樣的問題,利用學(xué)生感興趣的話題帶動學(xué)生學(xué)習(xí),激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動機,培養(yǎng)他們的問題意識。
2.2 大力開展探究式教學(xué)法
在新課程背景下的高中生物教學(xué),大力開展探究式教學(xué)是必不可少的。在新課程標(biāo)準(zhǔn)下,提倡探究式學(xué)習(xí),學(xué)生可通過自主、合作、探究的方式,主動參與到活動中,增強獲取知識的能力。高中生物教師在實行探究式教學(xué)時,要根據(jù)學(xué)生興趣選擇一些探究式問題,引導(dǎo)學(xué)生以自主討論為主要的學(xué)習(xí)方式。通過這些方法讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)而探索問題,提高學(xué)生的探究能力。與此同時還可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)問題,讓學(xué)生獨自思考,然后根據(jù)搜集的資料進(jìn)行分析,得出解決的方法。
2.3 板書教學(xué)與多媒體技術(shù)相結(jié)合的教學(xué)法
多媒體技術(shù)的運用是新課程背景下的必然趨勢,也是衡量一個教師現(xiàn)代化程度的標(biāo)尺。新課程背景下如果僅僅靠傳統(tǒng)的板書教學(xué),高中生物教師不但任務(wù)重,而且教學(xué)效果也不理想,有些教學(xué)內(nèi)容是板書無法書寫的,沒有多媒體技術(shù)的介入學(xué)生掌握起來很困難。多媒體技術(shù)可以把一些比較抽象的生物知識直觀的放映出來,學(xué)生可以和熒幕形成一種直接的對流,不僅增加了教和學(xué)的信息量,還培養(yǎng)出學(xué)生觀察事物的能力。例如,在講動植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)時,可以通過多媒體技術(shù)把完成的細(xì)胞剖面圖展示給學(xué)生,這樣教師在講解相關(guān)知識點時更加容易,學(xué)生更加直觀的觀察到動植物細(xì)胞內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。
2.4 以發(fā)展性評價促進(jìn)學(xué)生發(fā)展的教學(xué)法
建立有效的評價體系促進(jìn)學(xué)生發(fā)展,提高教學(xué)質(zhì)量,促進(jìn)學(xué)校發(fā)展,也是新課程的重要內(nèi)容之一。教學(xué)評價在新課程中有質(zhì)量監(jiān)控和導(dǎo)向作用。通過建立評價體系,可以有效的提高教師的教學(xué)水平和學(xué)生的綜合素質(zhì),這樣的體系能為素質(zhì)教育的的實施提供保障,充分發(fā)揮評價體系促進(jìn)發(fā)展的功能,讓評價的過程成為促進(jìn)教學(xué)發(fā)展的魚提高的過程。評價體系的建立并不是舍棄考試制度,而是要端正目的,要學(xué)生明白學(xué)習(xí)最終是成為一個適應(yīng)時代要求的高素質(zhì)的公民, 而不是為了應(yīng)付考試。通過建立這樣的評價體系,讓學(xué)生明白自己學(xué)什么,學(xué)習(xí)的目的是什么,以此提高教學(xué)的效率。
3 結(jié)語
綜上所述,新課程背景下高中生物的教學(xué)是一項長期的系統(tǒng)工程,高中生物教師要充分認(rèn)識到這個工程的艱巨性,做好相應(yīng)的準(zhǔn)備。不斷提高自身素質(zhì),以培養(yǎng)學(xué)生的現(xiàn)代意識為目標(biāo),采取興趣教學(xué)法、大力開展探究式教學(xué)法等,只有這樣才能提高高中生物教學(xué)的教學(xué)水平,實現(xiàn)高中生物課程教學(xué)目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
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1.實驗內(nèi)容開放園藝植物生物技術(shù)實驗教學(xué)本著豐富實驗教學(xué)內(nèi)容、革新實驗教學(xué)方式的核心原則,以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為最基本的目標(biāo),提出以下園藝植物生物技術(shù)開放式實驗教學(xué)模式。實驗性質(zhì)由驗證性實驗過度為綜合性、設(shè)計性實驗。傳統(tǒng)教學(xué)中驗證性實驗占總實驗學(xué)時的80%以上,采用開放性實驗教學(xué),驗證性實驗壓縮到20%以內(nèi),增加了綜合性、設(shè)計性實驗內(nèi)容。
2.實驗場地開放實驗場地是制約學(xué)生開展創(chuàng)新性實驗的主要原因。以國家級植物生產(chǎn)類實驗教學(xué)中心為平臺,采用開放式實驗室運行機制,結(jié)合學(xué)科點開放實驗室,為學(xué)生自主選擇和設(shè)計實驗提供了良好的條件。實驗室配2~3名研究生協(xié)助管理,儀器設(shè)備采用預(yù)約登記制度,使用前須經(jīng)專人培訓(xùn)合格后才能使用。實驗耗材按實驗計劃,由實驗室統(tǒng)一提供。
3.實驗時間開放以3~4人為一個實驗小組,以小組為單位安排實驗時間,實驗室一次可以同時安排6個小組開展實驗。實驗時間由以前固定時間,改為課程理論授課3周開始至學(xué)期末前1周結(jié)束。學(xué)生可以根據(jù)自己的課程安排,合理選擇實驗時間。實驗室時間采用預(yù)約制,由實驗室管理人員統(tǒng)一安排。上班時間由實驗室管理人員負(fù)責(zé)實驗室,節(jié)假日和晚上由研究生協(xié)助管理實驗室,為學(xué)生開展開放實驗提供充足的時間。
二、開放式實驗教學(xué)取得的效果
1.實驗教學(xué)方式開放,激發(fā)學(xué)生興趣在大多數(shù)同學(xué)印象中園藝植物生物技術(shù)實驗教學(xué)以實驗方法、手段、技術(shù)為主要內(nèi)容,這些內(nèi)容過于抽象,通過授課形式講授或單獨的驗證性實驗,學(xué)生理解效果很差,很難達(dá)到掌握實驗內(nèi)容的目的。任何研究都是從好奇和懷疑開始的,通過典型的生物技術(shù)實例,如柑橘細(xì)胞融合獲得原生質(zhì)體雜種、植物遺傳轉(zhuǎn)化獲得轉(zhuǎn)基因植株,人類基因組測序及園藝植物基因組測序的不斷完成,生物信息學(xué)預(yù)測基因的功能分析等,這些實例在網(wǎng)絡(luò)上的介紹與視頻非常多,通過網(wǎng)站瀏覽和視頻觀看,讓同學(xué)們真正了解生物技術(shù)的神秘與貼近生活的兩個方面,將抽象的概念轉(zhuǎn)化為切實可行的操作行動。
2.實驗時間及空間開放,提高動手能力實驗室的開放,即儀器設(shè)備和時間概念上的開放,在一定程度上可以解決實驗人數(shù)多、實驗室及儀器設(shè)備嚴(yán)重不足的問題。例如,生物分子實驗室的定量PCR儀、PCR儀、離心機、核酸儀、電泳儀、紫外投射儀等,實驗時間一旦開放,學(xué)生可以用充裕的時間來把實驗獨立完成,不會被課程所限制。通過開放實驗室,本科生可以在課余時間多次進(jìn)入實驗室。同時,研究生可以一對一或一對三的帶領(lǐng)本科生進(jìn)行實驗,開展相關(guān)的擴展實驗內(nèi)容,開闊視野,提高動手能力,還可以更好地參與教師的科研項目,增加教師和學(xué)生的交流機會。
3.實驗內(nèi)容開放,自主設(shè)計試驗在教學(xué)內(nèi)容上打破原有的實驗課程結(jié)構(gòu)體系,優(yōu)化實驗內(nèi)容組合與創(chuàng)新,注重設(shè)計性、綜合性實驗,充分利用網(wǎng)絡(luò)資源、視頻資源及生物公司的廣告資源,提高學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),促進(jìn)學(xué)生在學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和社交能力等綜合能力的培養(yǎng)。根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和實驗條件,突出實用性,根據(jù)學(xué)校實驗條件提出以下實驗內(nèi)容進(jìn)行選擇與優(yōu)化。通過開放實驗教學(xué)內(nèi)容,學(xué)生打破傳統(tǒng)的擬定學(xué)時的驗證實驗內(nèi)容,充分利用學(xué)生的自主性進(jìn)行大量的設(shè)計性、綜合性實驗教學(xué)。學(xué)生在學(xué)校提供的實驗條件的前提下,自選實驗內(nèi)容,自定實驗步驟,自選儀器設(shè)備,自己處理和分析實驗結(jié)果、實驗數(shù)據(jù),給學(xué)生提供了創(chuàng)新思維的自由空間。這將有利于激發(fā)學(xué)生的自覺性和主動性,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。自覺接受現(xiàn)代教育技術(shù)新的成果,把信息技術(shù)與學(xué)科有機的融合在一起,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)情景,突出雙向性、參與性、互動性。在實驗操作環(huán)節(jié),鼓勵學(xué)生獨立完成操作,獨立分析結(jié)果,發(fā)現(xiàn)問題。
4.實驗結(jié)果靈活,革新考核與評價體系通過綜合性、設(shè)計性實驗,學(xué)生將與老師的課堂交流轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^面對面、QQ、微信等其他平臺,對實驗進(jìn)展隨時進(jìn)行分析、討論及總結(jié),并且學(xué)生通過查閱相應(yīng)的資料,最后得出科學(xué)合理的實驗結(jié)果。開放式綜合性、設(shè)計性實驗,實驗結(jié)果的不確定性也避免了同學(xué)之間相互抄襲、模仿。因此,既增加了學(xué)生動手操作的機會,又有利于學(xué)生系統(tǒng)的掌握園藝植物生物技術(shù)的實驗方法和技能及分析與解決問題的能力。開放式實驗教學(xué)除在以上方面進(jìn)行開放外,同時也革新了實驗教學(xué)的考核與評價體系,與以往實驗成績包括實驗課堂成績與實驗報告成績之外,在實驗教學(xué)方面補充了實驗設(shè)計、實驗準(zhǔn)備工作、結(jié)果分析與討論的考核內(nèi)容,形成了實驗方案撰寫(20%)+實驗前的準(zhǔn)備(20%)+實驗過程(30%)+實驗結(jié)果分析(30%)的實驗教學(xué)考核體系,評價方式分為優(yōu)、良好、中等、合格,不及格五種不同的方式。
【關(guān)鍵詞】泡桐屬;化學(xué)成分;生物活性
玄參科泡桐屬Paulownia植物,全屬共有7種,分別是白花泡桐[P.fortunei(Seem.)Hemsl.],毛泡桐[P.tomentosa(Thunb.)Steud.],蘭考泡桐(P.elongataS.Y.Hu),椒葉泡桐(P.catalpifoliaGongTong),臺灣泡桐(P.kawakamiiIto),川泡桐(P.fargesiiFranch.)和南方泡桐(P.australisGongTong),光泡桐[P.tomentosavar.tsinlingensis(Pai)GongTong]是毛泡桐的變種。除東北北部、內(nèi)蒙古、新疆北部、等地區(qū)外全國均有分布,栽培或野生。白花泡桐在越南、老撾也有分布,有些種類已在世界許多國家引種栽培。作為一種優(yōu)質(zhì)木材,它不僅在工農(nóng)業(yè)方面有廣泛用途,同時它還是一種常用的中草藥,其花、葉、皮、根、果古時就有其藥用記載。如《本草綱目》記述:“桐葉……主惡蝕瘡著陰,皮主五痔,殺三蟲?;ㄖ鞲地i瘡,消腫生發(fā)[1]。”《藥性論》也言:“治五淋,沐發(fā)去頭風(fēng),生發(fā)滋潤。”近年來醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)其主要作用有:抗菌消炎,止咳利尿,降壓止血,同時還具有殺蟲作用。
1化學(xué)成分
泡桐屬植物的化學(xué)成分研究始于20世紀(jì)30年代初。日本學(xué)者最先對泡桐屬植物的化學(xué)成分進(jìn)行了研究,1931年MascoKazi等從泡桐葉的樹皮和樹葉中分離得到糖苷類化合物[2,3]。1959年,KazutoruYoneichi研究了桐木中的木脂素成分,分離得到了丁香苷。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種色譜分離方法和現(xiàn)代波譜技術(shù)應(yīng)用于天然產(chǎn)物的研究,從泡桐屬植物中不斷發(fā)現(xiàn)新化合物。該屬植物中所含化學(xué)成分類型主要有環(huán)烯醚萜苷、苯丙素、木脂素苷、黃酮、倍半萜、三萜等。其中許多化合物被證明具有一定的生物活性。
1.1苯丙素類化合物苯丙素類化合物在泡桐屬植物中分布較為廣泛。主要有:(1)木脂素(四氫呋喃駢四氫呋喃類):細(xì)辛素(d-Asarinin)[4],芝麻素(d-Sesamin)[5],泡桐素(Paulownin)[6],異泡桐素(Isopaulownin)、(+)-Piperitol[7]等。(2)苯丙素酚類:Verbascoside[8],Isoverbascoside[9]。
1.2環(huán)烯醚萜類富含環(huán)烯醚萜類成分是泡桐屬植物的一大特征,在該屬植物中多以成苷的形式出現(xiàn),廣泛分布于桐木、桐皮、桐葉中,花中還未見文獻(xiàn)報道。泡桐屬中的環(huán)烯醚萜成分具有九碳骨架(即C-4去甲基)的環(huán)戊烷型、環(huán)戊烯型和7,8環(huán)氧戊烷型,顯示了其在植物分類學(xué)上的意義。其取代基位置比較固定,一般1位羥基與1分子葡萄糖成苷,8位為甲基或羥甲基。另外,Soern等從成年毛泡桐的葉部獲得兩個5,6位為雙鍵的環(huán)烯醚萜苷,同時,他還發(fā)現(xiàn)成年和幼年的毛泡桐中環(huán)烯醚萜苷成分有所不同[10~14]。
1.3倍半萜類李志剛等[15]從毛泡桐的花中分到7個落葉酸型的倍半萜,為首次從該屬植物中分到倍半萜類化合物,可能與該類激素促進(jìn)開花,抑制種子發(fā)芽有關(guān),其他部分未發(fā)現(xiàn)。
1.4甘油酯類杜欣等[16]從毛泡桐的花中還分到了甘油酯類的化合物及其苷。
1.5其他成分從該屬植物中還分離出黃酮類、二氫黃酮類、三萜(主要為熊果酸及其苷[17])、生物堿、多酚、單糖、鞣酸、脂肪酸等多種成分。另外,栗原滕三郎和宋永芳等[18]對泡桐花的精油成分作了色譜、質(zhì)譜分析,研究了其中的蛋白質(zhì)、氨基酸、微量元素等營養(yǎng)成分,利用GC/MS技術(shù)鑒定出許多長鏈及芳香族化合物。
1.6植物激素王文芝等[19]對河南蘭考泡桐的根、莖、葉中的植物激素進(jìn)行了研究,利用HPLC技術(shù)分離鑒定出了激動素、反式玉米素、激動素核酸等8種激素。
2生物活性
2.1抗菌作用芝麻素對結(jié)核桿菌有抑制作用[20],而泡桐花及其果實的注射液(醇提取后用醋酸鉛沉淀去雜質(zhì)制成),體外實驗時對金黃色葡萄球菌及傷寒桿菌、痢疾桿菌、大腸桿菌、綠膿桿菌、布氏桿菌、革蘭菌、酵母菌等均有一定的抑制作用[4]。從泡桐屬植物中分到的紫葳新苷Ⅰ對金黃色葡萄球菌和乳鏈球菌均有抑制作用,最小濃度為150μg/ml,并認(rèn)為其角甲基是抗菌必要基團[21]。魏希穎等將泡桐花的黃酮提取物作了體外抑菌實驗,發(fā)現(xiàn)其對金黃色葡萄球菌作用最強,而對黑曲霉、啤酒酵母、產(chǎn)黃青霉無明顯的抑制作用[22]。
2.2治療氣管炎泡桐果及花治療慢性氣管炎有一定療效,臨床治療1341例,有效率為81%,其中臨床控制率7%,顯效25%[23]。
2.3消炎作用泡桐花可用于治療炎癥感染,臨床報道用其治療16種疾病計244例,均有一定療效,其中對上感、支氣管肺炎、急性扁桃體炎、菌痢、急性腸炎、急性結(jié)膜炎的療效較好,治療中未發(fā)現(xiàn)不良反應(yīng)和副作用[4]。實驗中通過觀察泡桐花浸膏對哮喘豚鼠肺病理組織學(xué)的影響發(fā)現(xiàn)泡桐花浸膏能明顯延長豚鼠誘喘潛伏期,優(yōu)于地塞米松(P<0.001);對肺組織炎性細(xì)胞浸潤有明顯的抑制作用。能減輕炎癥反應(yīng)對哮喘豚鼠肺組織結(jié)構(gòu)的破壞[24]。李寅超等通過實驗發(fā)現(xiàn)泡桐果總黃酮及揮發(fā)油可通過抑制支氣管肺泡灌洗液(BALF)中的血嗜酸粒細(xì)胞(EOS)聚集而具有一定的抗哮喘氣道變應(yīng)性炎癥的作用[25]。
2.4止血作用泡桐屬植物中所含丁香苷有明顯止血作用。本品注射液用于手術(shù)70例,良效(明顯止血)30例,占42.9%,有效(出血減少)26例,占37.1%,無效14例[26]。
2.5毒性研究小鼠口服泡桐果乙醇提取物半數(shù)致死量為21.4g生藥/kg。大鼠口服2g/(kg·d),共21天,一般情況及體重均無異常,內(nèi)臟病理檢查未見中毒性病理形態(tài)改變。家兔急性、亞急性毒理實驗中,泡桐果煎劑對心、肝、腎、脾、胃均無毒性病理改變。家兔灌服泡桐花浸膏或靜脈注射,一般情況及食欲、體重、白細(xì)胞等均無明顯變化,成人口服上述浸膏或肌肉注射,自覺癥狀、體溫、脈搏及白細(xì)胞數(shù)等均無明顯改變,但有輕度血壓下降[4]。已有報道苯丙素苷具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤、清除自由基、延緩骨骼肌疲勞、DNA堿基修復(fù)、抗凝血、抗血小板凝聚等多種生理活性。從泡桐屬植物的樹皮和莖部分離得到一個新的呋喃醌酮(methyl-5-hydroxy-dinaphtho[1,2-2′,3′]furan-7,12-dione-6-carboxylate),對hela癌細(xì)胞有抑制作用,對polio病毒的brunhildeⅠ型EC50為0.1μg/ml對leonⅢ型EC50為0.1μg/ml[27]。另外,咖啡酸的糖酯類化合物被認(rèn)為與該植物的顏色改變有關(guān)[28]。
2.6殺蟲作用泡桐素、芝麻素可增強殺蟲劑除蟲菊酯的殺蟲作用,可有效殺滅蚊蠅及其幼體[29]。
2.7其他作用泡桐屬植物還具有止咳、平喘、祛痰、治手足癬與燒傷、消腫、生發(fā)等功效[4]。
從以上可知,泡桐屬植物化學(xué)成分療效顯著且具多樣化,但對該屬植物的成分研究多集中于毛泡桐種,其他種涉及較少,而對部位的研究則多為桐葉,皮、根,莖次之,花研究的最少。對生物活性的研究則不夠深入,其有效部位及有效成分有待進(jìn)一步確定。
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讓學(xué)生獲得思維的動力,占有充足而必要的具體材料,這僅是為了開展思維活動的條件,而要使學(xué)生的思維活動能積極開展,還有賴于教師的正確引導(dǎo)。這就要求教師要善于依據(jù)教材的內(nèi)在聯(lián)系和因果關(guān)系,科學(xué)地設(shè)置問題情境,有計劃地提出問題,引導(dǎo)學(xué)生按一定的思路去分析、判斷和推理,且及時地回收學(xué)生的反饋信息,了解學(xué)生學(xué)習(xí)困難的關(guān)鍵,立即反思,對癥下藥,改進(jìn)教學(xué)。
如何才能科學(xué)地設(shè)置問題情境,正確地運用問題材料,以利于學(xué)生思維活動的積極開展呢?這應(yīng)考慮到設(shè)置問題的“四性”和“四度”。
設(shè)置問題的“四性”
下面以“鯽魚”一節(jié)課為例談?wù)勗O(shè)置問題的“四性”。
1.準(zhǔn)確性
教師提出的問題要用詞準(zhǔn)確,語言清楚,切忌顛三倒四,含糊不清,不合邏輯,使學(xué)生無法領(lǐng)會教師給出的學(xué)習(xí)信息,給學(xué)生的思維設(shè)置不必要的障礙。例如,在講述“鯽魚”一節(jié)時,我先指導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)已學(xué)過的七門動物,然后提問:它們有哪些共同的特征?在提問后,根據(jù)學(xué)生的回答總結(jié)出:這七門動物身體里都沒有由脊椎骨組成的脊柱,因此都屬于無脊椎動物。有些動物的身體里有由脊椎骨組成的脊柱,這類動物就是脊椎動物。魚類是脊椎動物中最低等的動物,于是就順理成章引入“魚綱”這一課題。
2.具體性
教師提出的問題要具體,不可模棱兩可,容納的概念太多。例如,“鯽魚的身體怎樣?”這類的提問,使學(xué)生不知從何著手。應(yīng)將問題具體化,可提問“鯽魚的身體呈什么顏色?分為幾部分?體表有什么覆蓋著?”等。
3.啟發(fā)性
教師提出的問題應(yīng)是要求學(xué)生運用已學(xué)過的知識分析、判斷和推理才能回答的問題。通過對鯽魚的外部形態(tài)的學(xué)習(xí),可提出“鯽魚在外部形態(tài)上有哪些與水中生活相適應(yīng)的特點?”這樣設(shè)問符合學(xué)生從具體到抽象的認(rèn)識規(guī)律,不僅能使學(xué)生認(rèn)識教材內(nèi)容組成間的聯(lián)系,并且通過分析和綜合有助于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
4.趣味性
教師提出的問題最好有趣、有味。有趣,才能使學(xué)生對教師提出的問題產(chǎn)生興致;有味,才能使學(xué)生覺得教師提出的問題內(nèi)容精湛,值得品味。如按照課文中〔小實驗〕的方法步驟做實驗,可提問學(xué)生“剪掉每一種鰭的鯽魚,它們在游泳姿態(tài)和速度上有什么變化?”這樣寓意深刻、富有情趣、耐人尋味的提問,最易激發(fā)學(xué)生對知識的探求欲,促進(jìn)學(xué)生思維活動的積極開展。
設(shè)置問題的“四度”
1.難度
教師設(shè)置的問題應(yīng)具有一定的難度,即需要學(xué)生深思熟慮,而又是力所能及的問題。這樣才有利于學(xué)生自發(fā)地產(chǎn)生探索問題、尋求答案的內(nèi)心需要?!半y而偏”或“淺而易”的提問都會挫傷學(xué)生思維的積極性。
2.跨度
教師設(shè)置的問題要集中,能抓住關(guān)鍵,扣準(zhǔn)重點。問題之間應(yīng)有內(nèi)在聯(lián)系和因果關(guān)系,使之環(huán)環(huán)相扣,學(xué)生的思維才能通暢如流。如在講述“呼吸作用”一節(jié)時,我先通過提問,復(fù)習(xí)光合作用的實質(zhì)和意義。在提問后,根據(jù)學(xué)生的回答總結(jié)出:光合作用的實質(zhì)是把無機物合成有機物,并把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,貯藏在有機物中。這些能量是生命活動所必需的,那么這些能量是怎樣釋放出來而用于生命活動的呢?于是順理成章引入“呼吸作用”這一課題。
3.梯度
教師設(shè)置的問題要由小到大,由簡到繁,由易而難,層層遞進(jìn),步步深入。這樣才能使學(xué)生進(jìn)入角色,去尋求知識真諦。如在講述單子葉植物綱和雙子葉植物綱的主要區(qū)別時,我先采用復(fù)習(xí)提問的方法,讓學(xué)生對種子、根、莖、葉、花各章里已學(xué)過的相關(guān)知識進(jìn)行回憶,這就是把大問題分解為小問題;然后通過對這些知識的重新綜合,就能使學(xué)生更好地理解單子葉植物綱和雙子葉植物綱的主要區(qū)別。這樣層層設(shè)問,環(huán)環(huán)相扣,極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,進(jìn)而培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力。
4.密度
[關(guān)鍵詞]畢業(yè)設(shè)計;存在問題;創(chuàng)新培養(yǎng);改進(jìn)措施
前言
畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)生在大學(xué)階段全部學(xué)習(xí)成果的總結(jié),是學(xué)生為完成學(xué)業(yè)必修的科目之一。其寫作涉及一個學(xué)生的專業(yè)、社會科學(xué)、人文科學(xué)等各個方面的知識,同時也是研究能力、信息采集能力、調(diào)查研究能力、分析和解決問題的能力、表達(dá)能力的體現(xiàn)。所以對畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行總結(jié)、研究,對提高教學(xué)質(zhì)量、提高學(xué)生素質(zhì)、加強教學(xué)管理、搞好課程評估都具有重大意義。
1學(xué)校機務(wù)類學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(論文)中存在的問題及原因
中國民用航空飛行學(xué)院對畢業(yè)設(shè)計(論文)歷來都很重視,為了加強畢業(yè)設(shè)計工作,提高畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量,學(xué)院于2007年特制定機務(wù)專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計管理細(xì)則。但是,畢業(yè)設(shè)計(論文)的質(zhì)量仍不理想,主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
1.1畢業(yè)設(shè)計(論文)選題缺乏理論意義、實踐意義,創(chuàng)新性不高
該校的畢業(yè)設(shè)計管理規(guī)定指出:畢業(yè)設(shè)計(論文)的選題范圍和深度應(yīng)符合學(xué)生理論知識和實踐技能的實際情況;鼓勵在實習(xí)單位符合條件的工程技術(shù)人員承擔(dān)學(xué)生的畢業(yè)論文指導(dǎo)工作,研究、解決工程實踐中遇到的問題。而現(xiàn)在的即將畢業(yè)的學(xué)生忙于找工作、進(jìn)行畢業(yè)實習(xí)、考研究生等,往往不能把精力集中于寫作方面。學(xué)生在選題上的考慮時間就不足,沒有充分的時間準(zhǔn)備,沒有好的開始,就會造成對畢業(yè)論文質(zhì)量的影響。論文選題視野不開闊,學(xué)生做相同題目的太多,原創(chuàng)性不夠,以至于很多文章都是東拼西湊,資料陳舊,缺乏理論意義和實踐意義,創(chuàng)新性不夠。
1.2畢業(yè)設(shè)計(論文)抄襲問題嚴(yán)重
由于部分的學(xué)生選題相同或相近,導(dǎo)致學(xué)生獨立完成畢業(yè)論文的能力不夠,相互影響,給學(xué)生參照別人成果的機會,有些同學(xué)還會抄襲已經(jīng)畢業(yè)的學(xué)生論文,只需要改動里面的一些數(shù)據(jù)即可。而且學(xué)生很多選偏理論性題目,不愿意去做調(diào)查性的課題,由于缺乏數(shù)據(jù)支撐,沒有定量分析,沒有體現(xiàn)用數(shù)據(jù)來說話的科學(xué)精神,所以往往只有定性分析。同時,大多數(shù)學(xué)生的理論功底不足,無法正確理解理論要點,更不用說創(chuàng)新了。長此以往,學(xué)生就很容易陷入全盤照抄各種文獻(xiàn)資料、胡亂拼湊了。
1.3畢業(yè)設(shè)計(論文)指導(dǎo)教師把關(guān)不嚴(yán)
該校的畢業(yè)設(shè)計管理規(guī)定指出:指導(dǎo)教師一般應(yīng)選擇有豐富教學(xué)經(jīng)驗、具備一定科研能力的講師以上職稱的教師或工程技術(shù)人員擔(dān)任,不具備以上條件但在相關(guān)崗位上連續(xù)工作時間超過三年,經(jīng)學(xué)院教學(xué)委員會審查批準(zhǔn)后也可指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(論文)。當(dāng)指導(dǎo)教師為院外人員時,實行雙導(dǎo)師管理,分別負(fù)責(zé)在院外和院內(nèi)時的指導(dǎo)工作。然而,現(xiàn)在由于畢業(yè)學(xué)生人數(shù)急劇增加,教師人數(shù)不足,平均每人指導(dǎo)學(xué)生人數(shù)不低于6人,教師的精力有限,導(dǎo)致了對學(xué)生管理放松,對畢業(yè)論文的質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)格,大大降低了畢業(yè)論文質(zhì)量。
2提高畢業(yè)設(shè)計(論文)質(zhì)量的措施
2.1增加激勵機制,提升學(xué)生創(chuàng)新積極性
該校對指導(dǎo)具有創(chuàng)新意義的畢業(yè)設(shè)計的教師應(yīng)給予獎勵,以讓更多的指導(dǎo)教師都參與到畢業(yè)論文創(chuàng)新的指導(dǎo)中來。隨著大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的增加,讓項目帶動論文,達(dá)到提高畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的目的。近兩年來,該校大力加強校企聯(lián)合培養(yǎng)指導(dǎo),這種模式指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計不僅使學(xué)生得到了針對性的實踐教育,這樣的畢業(yè)設(shè)計貼近公司的生產(chǎn)實習(xí)和需要。同時這種模式由單一的校內(nèi)導(dǎo)師制轉(zhuǎn)變?yōu)樾F箅p師制,既提升了畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量,又增強了企業(yè)人才的競爭優(yōu)勢,實現(xiàn)校企雙贏。同時論文答辯是否通過與學(xué)生自己的工作簽約掛鉤,也讓學(xué)生更加認(rèn)真的對待畢業(yè)設(shè)計,增強了學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計的動力。
2.2加強教育,構(gòu)建良好的畢業(yè)論文撰寫的校園環(huán)境
加強對學(xué)生的誠信教育,在畢業(yè)論文撰寫過程中,要樹立誠信的思想,提醒學(xué)生尊重他人的勞動成果,培養(yǎng)學(xué)術(shù)道德和科研道德,并讓學(xué)生了解畢業(yè)論文抄襲后果的嚴(yán)重性。并且在論文格式(在畢業(yè)設(shè)計管理規(guī)定中)、字?jǐn)?shù)要求、參考文獻(xiàn)不低于15篇中文、5篇英文等表層檢查的基礎(chǔ)上,繼續(xù)加強畢業(yè)設(shè)計的過程和質(zhì)量監(jiān)控。學(xué)校每年將以畢業(yè)學(xué)生人數(shù)的10%評選出優(yōu)秀的畢業(yè)設(shè)計(論文),得到相應(yīng)的證書與獎勵,增強學(xué)生的積極性,構(gòu)建良好的畢業(yè)論文撰寫的校園環(huán)境。
2.3精心組織,對畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)
為了避免指導(dǎo)教師工作過于集中和畢業(yè)生就業(yè)的沖擊,彌補學(xué)生時間的不充足,學(xué)校進(jìn)行開放式選題,學(xué)生可與老師自行商量擬定題目,并將開題的時間提前到四年級的上半學(xué)期,并且規(guī)定學(xué)生與指導(dǎo)老師見面指導(dǎo)次數(shù)不少于12次,這樣學(xué)生有更充裕的時間撰寫論文,指導(dǎo)老師也不會因為指導(dǎo)的學(xué)生人數(shù)過多而放松對學(xué)生的管理以及論文質(zhì)量的把控。學(xué)校將部分到各分院機務(wù)崗位實習(xí)的學(xué)生,畢業(yè)設(shè)計就分配給機務(wù)骨干人員指導(dǎo),不僅提高了畢業(yè)論文的效率,而且學(xué)生還可帶著問題參加生產(chǎn)實習(xí),并在具體的實踐活動中進(jìn)行調(diào)查研究,或者結(jié)合實踐立題,增強立題的現(xiàn)實意義。
3總結(jié)
畢業(yè)設(shè)計(論文)的主要目的在于培養(yǎng)學(xué)生的科研實踐能力和動手能力,運用所學(xué)專業(yè)理論知識和技能,提升對本專業(yè)領(lǐng)域問題的觀察能力、思維能力、分析能力、判斷能力、創(chuàng)新能力、文字表達(dá)能力和解決實際問題的能力,因此,在指導(dǎo)方法上應(yīng)該注重采取循序漸進(jìn)的引導(dǎo)方式,讓學(xué)生通過自己獨立思考,養(yǎng)成勇于探索、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實的工作作風(fēng),自行查找資料,找出問題的答案,為學(xué)生今后從事機務(wù)專業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)工作和撰寫學(xué)術(shù)論文奠定良好的基礎(chǔ)。
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