時(shí)間:2023-06-13 16:14:47
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關(guān)鍵詞:新課程;高中生物課堂;學(xué)生問題意識(shí);培養(yǎng)研究
中圖分類號(hào):G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1002-7661(2014)13-339-01
一、課題研究的背景
選題背景:新課程改革以來,課堂教學(xué)一直要求以學(xué)生為主體,通過如何讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題,通過問題去探索去解決問題,從而獲得知識(shí),并學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),而在實(shí)際教學(xué)中,尤其在農(nóng)村學(xué)校,缺乏真正意義上的師生問、學(xué)生問的互動(dòng)與交流,缺乏通過學(xué)生自己的活動(dòng)與實(shí)踐來主動(dòng)獲取知識(shí)的機(jī)會(huì),也很少有學(xué)生能真正根據(jù)自己的理解發(fā)表看法與意見,更談不上對(duì)現(xiàn)實(shí)情景提出自己的問題了。更有教師把學(xué)生視為知識(shí)的容器,只一味地灌輸教材、教案,偶有學(xué)生提問,他甚至視其為搗亂課堂秩序;最重要的一點(diǎn),就是為了應(yīng)試,學(xué)生在“書山題海”中苦戰(zhàn),無暇也無力深入思考問題。另外現(xiàn)在初中學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣于教師設(shè)計(jì)問題、提問題,學(xué)生被動(dòng)回答教師的問題,缺少了主動(dòng)參與、主動(dòng)探索,合理交流,師生互動(dòng)等情景。新的基礎(chǔ)教育課程改革十分重視學(xué)生分析問題和解決問題的能力的培養(yǎng),它是本次課程改革的重點(diǎn)之一,也是各學(xué)科都在探究的話題,它是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的重要途徑。因此培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)很值得我們?nèi)?shí)踐中去研究。
二、課題的界定
1、新課程:新世紀(jì)之初,我國建國以來的第八次基礎(chǔ)教育課程改革,正以令世人矚目的迅猛之勢(shì)在全國順利推進(jìn),它將實(shí)現(xiàn)我國中小學(xué)課程
從學(xué)科本位、知識(shí)本位向關(guān)注每一個(gè)學(xué)生發(fā)展的歷史性轉(zhuǎn)變。新課程改革的核心是以學(xué)生的發(fā)展為中心。在學(xué)習(xí)方式上,要根據(jù)學(xué)生的心理發(fā)展規(guī)律,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,鼓勵(lì)學(xué)生積極探究、與人合作,形成主動(dòng)學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)的態(tài)度?!稑?biāo)準(zhǔn)》重要的理念之一,是倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)。教學(xué)中,教師應(yīng)該讓學(xué)生親歷思考和探究的過程,領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法。教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精心的分類設(shè)計(jì),要在課堂教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的意識(shí)和習(xí)慣,營造“探究”的“問題情境”。
2、高中生物:國家規(guī)定的高中學(xué)科,大多省份使用的是人教版教材,有些省份也出版了不同的教材版本。但大致內(nèi)容是一樣的。人教版教材共6冊(cè),供高中學(xué)生使用。必修1、2、3為必學(xué)內(nèi)容,選修1、2、3供學(xué)生自行選擇學(xué)習(xí),高考生物一般是除選修1、3外的5冊(cè)作為考試內(nèi)容。
3、問題意識(shí):是指學(xué)生在對(duì)學(xué)習(xí)文本實(shí)施自主學(xué)習(xí)之后自發(fā)或自覺地提出在學(xué)習(xí)中遇到的自己不能解決和希望集體研討解決的問題的一種習(xí)慣。
4、培養(yǎng)學(xué)生問題意識(shí):就是通過學(xué)習(xí)個(gè)案的集體解析逐步掌握發(fā)現(xiàn)問題提出問題的方式方法,逐步養(yǎng)成思考思辨探究的習(xí)慣。學(xué)會(huì)科學(xué)地提出問題,進(jìn)而探究問題,以期解決問題。心理學(xué)研究表明,當(dāng)人的大腦處于“問題”狀態(tài)時(shí),其思維處于靈動(dòng)、緊張、流動(dòng)的狀態(tài)之中,具有敏銳的洞察力,能見人所不見,想人所不想。有時(shí)受某一現(xiàn)象啟發(fā)而頓悟,產(chǎn)生靈感。因此,問題意識(shí)的培養(yǎng),是開發(fā)大腦潛能的重要途徑,它直接影響著人的發(fā)展進(jìn)程和發(fā)展質(zhì)量,是人實(shí)現(xiàn)自我發(fā)展和自我超越不可缺的重要因素。
5、高中生問題意識(shí)培養(yǎng)的研究:高中生為對(duì)象,以營造有利于學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的氛圍和環(huán)境為前提,以學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)為載體,以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題為主要內(nèi)容,以養(yǎng)成學(xué)生“敢想、善問、樂思”為歸宿。
三、課題的理論依據(jù)
1、《高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》的基本理念:“提高生物科學(xué)素養(yǎng)”是課程理念之首;“面向全體學(xué)生”是指既保證全體學(xué)生共同發(fā)展,又促進(jìn)學(xué)生個(gè)性發(fā)展;“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”是學(xué)生在科學(xué)探究中獲取知識(shí),更是學(xué)會(huì)科學(xué)的方法和技能、科學(xué)的思維方式;“注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系”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。
2、建構(gòu)主義理論。建構(gòu)主義認(rèn)為,人的知識(shí)不是被動(dòng)地接受的,而是通過自己的經(jīng)驗(yàn)主動(dòng)地建構(gòu)的。強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心,強(qiáng)調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)活動(dòng)不可替代的主體,在學(xué)習(xí)活動(dòng)中,學(xué)生具有主動(dòng)選擇、發(fā)現(xiàn)、思考、探究、應(yīng)答、質(zhì)疑的需要與可能。這就要求我們?cè)诮虒W(xué)中必須要?jiǎng)?chuàng)設(shè)靈活多樣的問題,引導(dǎo)學(xué)生自主地思考問題,巧妙地啟發(fā)學(xué)生解決問題。從而讓學(xué)生自己去建構(gòu)對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí),建構(gòu)知識(shí)的框架和知識(shí)體系,培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。
四、課題實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和內(nèi)容
1、課題實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)
(1)培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)及學(xué)習(xí)興趣提高課堂教學(xué)效率。(2)培養(yǎng)學(xué)生如何尋找問題、發(fā)現(xiàn)問題,增強(qiáng)學(xué)生質(zhì)疑能力,把思維的空間留給學(xué)生,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。(3)通過問題意識(shí)培養(yǎng),開啟學(xué)生的思維之窗,使學(xué)生在學(xué)習(xí)中,能不斷形成問題,不斷提出有價(jià)值的問題。逐步在學(xué)習(xí)中不斷發(fā)現(xiàn),不斷探索,成為學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)的新型勞動(dòng)者。
2、課題研究?jī)?nèi)容
(1)學(xué)生問題意識(shí)的現(xiàn)狀調(diào)查。(2)如何樹立與培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的意識(shí)與能力研究。(3)學(xué)生課內(nèi)外自學(xué)中問題意識(shí)萌發(fā)、發(fā)展的研究。
五、課題研究方法
1、運(yùn)用觀察法、調(diào)查法。對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)生問題意識(shí)的現(xiàn)狀問卷調(diào)查。通過在課堂中觀察教師的教學(xué)行為、師生互動(dòng)情況、學(xué)生學(xué)習(xí)的表現(xiàn),以獲得有關(guān)課題研究的資料。
2、個(gè)別訪談法。對(duì)學(xué)生進(jìn)行訪談,以了解學(xué)生問題意識(shí)現(xiàn)狀及缺失的原因。
【關(guān)鍵詞】生物技術(shù)專業(yè);醫(yī)學(xué)院校;課程體系
近些年,隨著科技的進(jìn)步,生命科學(xué)飛速發(fā)展,生物技術(shù)在各領(lǐng)域展現(xiàn)出了無限潛力,社會(huì)關(guān)注度越來越高,被世界各國確定為21世紀(jì)科技發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)和新型產(chǎn)業(yè)?,F(xiàn)代生物技術(shù)與其他學(xué)科相互交叉融合,逐步形成了農(nóng)業(yè)生物技術(shù)、醫(yī)藥生物技術(shù)和工業(yè)生物技術(shù)三個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域,其中醫(yī)藥生物技術(shù)領(lǐng)域由于和人類的生命安全關(guān)系密切,成為現(xiàn)代生物技術(shù)中最實(shí)用、最具發(fā)展勢(shì)頭的領(lǐng)域之一。
一、生物技術(shù)專業(yè)人才需求及各院校招生情況
隨著生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展,以及新的理論技術(shù)不斷涌現(xiàn),具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)、較強(qiáng)探索精神和實(shí)踐能力的醫(yī)藥生物技術(shù)人才的需求也與日俱增。生物技術(shù)相關(guān)專業(yè)人才的社會(huì)需求有增無減,尤其是醫(yī)藥行業(yè)生物技術(shù)人才需求快速增長。為了更好的適應(yīng)社會(huì)對(duì)生物技術(shù)人才的需求,教育部于1998年正式將生物技術(shù)專業(yè)列入理學(xué)本科專業(yè)目錄,主要培養(yǎng)應(yīng)用型的專業(yè)技術(shù)人才。之后,很多院校都相繼開設(shè)生物技術(shù)專業(yè),中國前300名大學(xué)中,具有生物技術(shù)專業(yè)的大學(xué)占到了33.7%。通過對(duì)生物技術(shù)專業(yè)在這300所大學(xué)不同類別的分布分析可以發(fā)現(xiàn),生物技術(shù)專業(yè)在綜合類、理工類、農(nóng)林類和師范類高校中設(shè)置的頻率較高,分別占相應(yīng)各類高??倲?shù)的70.6%、70.8%、82.6%、97.3%。而我們通過前期統(tǒng)計(jì),全國90所醫(yī)學(xué)本科院校,開設(shè)生物技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的僅有28所,占31.1%,不及全國的平均水平。醫(yī)藥行業(yè)生物技術(shù)人才的供給遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于社會(huì)需求。醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)與普通院校該專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)有所不同,其特點(diǎn)體現(xiàn)在醫(yī)學(xué)知識(shí)和藥學(xué)知識(shí)與生物技術(shù)的深度交叉融合,因此醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)開設(shè)的課程也要反映相應(yīng)的醫(yī)藥特色。但是,由于生物技術(shù)專業(yè)在國內(nèi)相關(guān)院校的開設(shè)主要集中在綜合類、理工類、農(nóng)林類和師范類高校,在醫(yī)學(xué)院校開設(shè)的相對(duì)較少,必然會(huì)導(dǎo)致教學(xué)模式和內(nèi)容偏向于工業(yè)生物技術(shù)和農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的教學(xué)。體現(xiàn)在人力資源市場(chǎng)上就是醫(yī)藥生物技術(shù)人才的相對(duì)缺乏。面對(duì)大好形勢(shì),高等醫(yī)學(xué)院校作為醫(yī)藥生物技術(shù)人才培養(yǎng)的主體,如何有針對(duì)性地進(jìn)行專業(yè)人才培養(yǎng)方案和課程體系的建設(shè),以培養(yǎng)與行業(yè)發(fā)展相適應(yīng)的高素質(zhì)專業(yè)人才,是關(guān)系到專業(yè)興衰成敗的關(guān)鍵課題。目前,醫(yī)藥生物技術(shù)的教學(xué)模式還存在一些缺陷,針對(duì)性的醫(yī)藥生物技術(shù)人才培養(yǎng)機(jī)制尚屬于探索階段。如果照搬其他院校的人才培養(yǎng)方案,就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生能力的同質(zhì)化嚴(yán)重,不能很好的與醫(yī)藥行業(yè)的職業(yè)崗位需求相吻合,學(xué)生的核心競(jìng)爭(zhēng)力不足,從而造成就業(yè)困難。所以,迫切需要建設(shè)適合醫(yī)藥生物技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)的針對(duì)性課程體系及人才培養(yǎng)方案。另外,生物技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,實(shí)踐教學(xué)是夯實(shí)理論知識(shí)和培養(yǎng)科研思維必備的手段。因此,在教學(xué)體系設(shè)計(jì)及教學(xué)過程中必須重視實(shí)踐教學(xué),這對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維能力和實(shí)踐能力的形成具有重要的意義。
二、全國各高校生物技術(shù)專業(yè)開設(shè)課程分析
統(tǒng)計(jì)了全國21所高校生物技術(shù)專業(yè)所開設(shè)課程,其中包括4所醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè),統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果如下:
(一)各校生物技術(shù)專業(yè)課程開設(shè)情況
從總體來看,各學(xué)校課程開設(shè)率較高的課程有細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、醫(yī)學(xué)遺傳學(xué),所統(tǒng)計(jì)所有學(xué)校均開設(shè)有以上三門課程;其次,開出率較高的課程有微生物學(xué)、分子生物學(xué)、基因工程、醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)、生物信息學(xué)、免疫學(xué)等,下圖為所統(tǒng)計(jì)各學(xué)校開出率前21位的課程。
(二)醫(yī)學(xué)與非醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)課程開設(shè)情況對(duì)比
與非醫(yī)學(xué)院校相比,醫(yī)科學(xué)校生物技術(shù)專業(yè)中,各學(xué)校課程開設(shè)率較高的課程同樣有細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、醫(yī)學(xué)遺傳學(xué),統(tǒng)計(jì)的所有學(xué)校均開設(shè)有以上三門課程;除此之外,醫(yī)學(xué)類學(xué)?;蚬こ獭⑨t(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)、生物信息學(xué)、免疫學(xué)、生物技術(shù)綜合性實(shí)驗(yàn)、生理學(xué)、人體解剖學(xué)、藥理學(xué)、蛋白質(zhì)工程等幾門課程開出率高。下圖為綜合所統(tǒng)計(jì)各醫(yī)科與非醫(yī)科學(xué)校課程開出率前20位的對(duì)比圖。從圖上可以看出細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)、基因工程、醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)等開出率兩類學(xué)校均較高,但是臨床醫(yī)學(xué)概論、病理學(xué)、藥理學(xué)、人體解剖學(xué)、生理學(xué)等醫(yī)學(xué)相關(guān)課程,非醫(yī)學(xué)院校均開設(shè)較少或未開設(shè)。
三、醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)課程體系建設(shè)思路
醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)在人才培養(yǎng)的過程中應(yīng)注意醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與生物技術(shù)學(xué)科各課程間的交叉和滲透。所以在課程體系的建設(shè)上就應(yīng)該與其他院校有所區(qū)別,具有自己的特色。除了生物技術(shù)專業(yè)必開的基礎(chǔ)課程及專業(yè)技術(shù)課程之外,具有醫(yī)學(xué)特色的相關(guān)課程也應(yīng)該在課程體系的設(shè)計(jì)中,可以使學(xué)生將醫(yī)藥基礎(chǔ)知識(shí)更好地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)生物技術(shù)的實(shí)際工作中,更好地適應(yīng)社會(huì)的需求,適應(yīng)醫(yī)藥生物技術(shù)行業(yè)。因此,通過對(duì)其他醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)課程體系的學(xué)習(xí)以及近幾年的教學(xué)實(shí)踐探索,總結(jié)了一些本校生物技術(shù)專業(yè)課程體系建設(shè)的思路。
(一)合理選擇授課科目,突出醫(yī)學(xué)院校優(yōu)勢(shì)
目標(biāo)是培養(yǎng)出適合我國現(xiàn)階段實(shí)際需求,具備扎實(shí)醫(yī)藥生物技術(shù)理論基礎(chǔ),熟練掌握各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技能,能在醫(yī)藥、檢驗(yàn)、食品等行業(yè)的企事業(yè)單位和行政管理部門從事與生物技術(shù)有關(guān)的科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)與服務(wù)等工作,以及在科研、營銷、第三方檢驗(yàn)等領(lǐng)域從事研究助理、產(chǎn)品銷售、檢測(cè)試劑盒的設(shè)計(jì)開發(fā)與使用等工作的高級(jí)應(yīng)用型專業(yè)人才。因此,我們的學(xué)生除了學(xué)習(xí)一般生物技術(shù)專業(yè)必須學(xué)習(xí)的理論知識(shí),還要補(bǔ)充如臨床醫(yī)學(xué)概論、病理學(xué)、藥理學(xué)、人體解剖學(xué)、生理學(xué)、醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)、醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)等與醫(yī)藥生物技術(shù)相關(guān)的醫(yī)學(xué)類專業(yè)課,從而進(jìn)一步提升醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
(二)調(diào)整實(shí)踐教學(xué)模式,開設(shè)專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)
生物技術(shù)專業(yè)涉及到的五大工程技術(shù)之間彼此交叉滲透,互為基礎(chǔ)。因此,生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置必須打破傳統(tǒng)上每門課程單獨(dú)設(shè)立實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng),將本專業(yè)主干課程實(shí)驗(yàn)根據(jù)內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行整合,單獨(dú)成課,設(shè)立一些綜合性實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn),而非簡(jiǎn)單的課程實(shí)驗(yàn)。綜合性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生具備一定基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能,因此一般在第三到第四學(xué)年開展。另外,綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置還要能反映多門課程的綜合知識(shí),最終達(dá)到對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和方案進(jìn)行綜合訓(xùn)練的目的。例如,我校開設(shè)了生物技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn),該實(shí)訓(xùn)共安排8周時(shí)間,分兩學(xué)期上完,每學(xué)期安排4周時(shí)間,中間不再穿插理論課學(xué)習(xí),給予學(xué)生充分的實(shí)踐機(jī)會(huì)。該綜合實(shí)訓(xùn)涉及基因工程各個(gè)方面,以蛋白藥物開發(fā)作為主線,包括蛋白藥物的克隆、表達(dá)、檢驗(yàn)、純化、藥物活性的檢測(cè)等一系列醫(yī)藥生物技術(shù)操作環(huán)節(jié)。該實(shí)踐環(huán)節(jié)與真正蛋白藥物的研發(fā)生產(chǎn)相一致,使學(xué)生能將理論知識(shí)與實(shí)踐充分結(jié)合,與社會(huì)、行業(yè)接軌。另外,根據(jù)專業(yè)生物技術(shù)專業(yè)醫(yī)藥特色,開設(shè)病理檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)、抗體制備、臨床分子診斷、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)等實(shí)驗(yàn),這些實(shí)驗(yàn)除了培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)生物技術(shù)技能之外,加入醫(yī)學(xué)相關(guān)內(nèi)容,使學(xué)生掌握交叉學(xué)科知識(shí)及技能,更適應(yīng)社會(huì)對(duì)醫(yī)藥生物技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)的需要,培養(yǎng)出的學(xué)生更適于快速發(fā)展的醫(yī)藥生物技術(shù)行業(yè)。
(三)根據(jù)市場(chǎng)需求,合理整合教學(xué)內(nèi)容
在生物技術(shù)專業(yè)課程的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)許多知識(shí)點(diǎn)在不同課程中重復(fù)出現(xiàn),造成教學(xué)資源的浪費(fèi)。另外通過對(duì)學(xué)生實(shí)習(xí)企業(yè)的調(diào)查,我們發(fā)現(xiàn)企業(yè)最需要那些實(shí)踐能力強(qiáng)、具有自主學(xué)習(xí)能力的畢業(yè)生,而我們的某些授課內(nèi)容缺乏縱深性,對(duì)知識(shí)點(diǎn)的講解并不系統(tǒng),存在理論與實(shí)踐脫節(jié)的現(xiàn)象。針對(duì)以上問題進(jìn)行了教學(xué)內(nèi)容的整合,減少理論教學(xué)時(shí)間,增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)的比重,同時(shí)注重了某些理論知識(shí)與實(shí)踐的結(jié)合,有利于學(xué)生快速系統(tǒng)地建立知識(shí)體系。例如在“分子診斷學(xué)”授課中,增加遺傳病的介紹,如常見遺傳病的臨床特征、分子診斷手段以及基因治療等。除此之外,還可以在授課內(nèi)容中加入臨床診斷試劑盒的研發(fā)、臨床生物技術(shù)檢測(cè)及基因診斷和基因治療方法等內(nèi)容,以培養(yǎng)具有良好醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)的生物技術(shù)專業(yè)人才,適應(yīng)社會(huì)并服務(wù)于社會(huì)。生物技術(shù)尤其是醫(yī)藥生物技術(shù)方向在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用可以說改變了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展,但是對(duì)于醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案及課程體系的建設(shè)仍處于探索階段,因此目前對(duì)該專業(yè)人才培養(yǎng)模式及課程體系通過思考后進(jìn)行有目的、有計(jì)劃的探索,能夠培養(yǎng)出與社會(huì)及行業(yè)、企業(yè)需求相適應(yīng)的高素質(zhì)的專業(yè)人才。
【參考文獻(xiàn)】
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一、培養(yǎng)學(xué)生問題意識(shí)的意義
(1)有利于提高高職生物教學(xué)的效率
生物課堂中,學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)產(chǎn)生問題或困惑,進(jìn)而向教師尋求問題的答案或者自己主動(dòng)解決問題是非常好的現(xiàn)象,教師自然也是很喜歡提問的學(xué)生。生物課堂的效率和效果有多方面因素的影響,其中學(xué)生的問題意識(shí)培養(yǎng)是效率提升的極大原因。[1]學(xué)生的學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)習(xí)慣等能夠通過問題意識(shí)的培養(yǎng)逐漸得到調(diào)整,進(jìn)而學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)則有所提升,則能夠證明課堂的效率是較高的。在課堂上,教師有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí),使得學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)有意識(shí)地去想生物中某一知識(shí)點(diǎn)的相關(guān)問題,學(xué)生在教師的幫助下可以對(duì)這一問題有深刻的認(rèn)知,從而使得生物課堂教學(xué)的效率得以提升。
(2)有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力
我國高職教育的人才培養(yǎng)注重的是專業(yè)性和技術(shù)性,要滿足這兩個(gè)特點(diǎn)在很大程度上需要學(xué)生不斷進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)造,而培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)則是一個(gè)很好的切入點(diǎn)。如果學(xué)生具有問題意識(shí),學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行的質(zhì)疑則是創(chuàng)新創(chuàng)造的第一步,在這種質(zhì)疑的情況下學(xué)生帶著強(qiáng)烈的好奇心去探究問題,假設(shè)學(xué)生獲得成功對(duì)學(xué)生的鼓勵(lì)則是非常大的,而學(xué)生的創(chuàng)造力不斷在解決問題當(dāng)中得到鍛煉和培養(yǎng)。[2]因此,培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)能夠很好地鍛煉學(xué)生的思維,也能促進(jìn)學(xué)生去創(chuàng)新創(chuàng)造。
二、培養(yǎng)學(xué)生問題意識(shí)的方法
(1)改變教學(xué)形式,激發(fā)學(xué)生的問題意識(shí)
現(xiàn)在的生物教學(xué)課堂仍然是以理論課為主,實(shí)驗(yàn)操作課還是相對(duì)較少,這對(duì)于高職院校來說并不是很好的教學(xué)形式。[3]因?yàn)楦呗氃盒5奶厣驮谟谧寣W(xué)生學(xué)到技術(shù)性的東西,讓學(xué)生具有較好的實(shí)踐動(dòng)手能力,所以在教學(xué)形式可以做出一些改變,讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)然,增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)并不是說減少理論課程,而是將理論課的知識(shí)內(nèi)容融入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中。學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),很容易發(fā)現(xiàn)理論知識(shí)與實(shí)際操作存在不同之處,進(jìn)而產(chǎn)生困惑,形成問題意識(shí)。
例如,針對(duì)“對(duì)蝦的形態(tài)構(gòu)造”這一內(nèi)容,教師讓學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,并將實(shí)驗(yàn)所需的材料下發(fā)給學(xué)生,學(xué)生先觀察對(duì)蝦的外在形態(tài)并做記錄。首先,在觀察對(duì)蝦的形態(tài)時(shí),學(xué)生可以看到對(duì)蝦的附肢一共有19對(duì)。其次,這19對(duì)附肢的形態(tài)和功能分別是什么,學(xué)生通過仔細(xì)觀察,再結(jié)合教師適時(shí)的講解記錄下來。在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中,存在與教師講解不相符的地方學(xué)生能夠及時(shí)地問身邊的同學(xué)、問教師。在開放式的環(huán)境下,學(xué)生的問題意識(shí)自然而然得到激發(fā),發(fā)現(xiàn)許多問題,也有勇氣提出問題。依據(jù)直觀的實(shí)驗(yàn)操作和教師及時(shí)的講解,學(xué)生對(duì)“對(duì)蝦的形態(tài)構(gòu)造”這一內(nèi)容更為了解,這與以往的課堂平面教學(xué)顯得更為立體,非常有利于激發(fā)學(xué)生的問題意識(shí)。
(2)營造民主的課堂氛圍,讓學(xué)生敢于質(zhì)疑
生物課堂教學(xué)首先要讓學(xué)生對(duì)生物學(xué)習(xí)的重要性有一個(gè)了解,進(jìn)而在課堂上鼓勵(lì)學(xué)生去質(zhì)疑,有任何疑問可以隨時(shí)提出來。問題的關(guān)鍵是如何營造民主的學(xué)習(xí)氛圍,對(duì)此教師可以采取一些較為簡(jiǎn)單的方法。例如,在課堂上教師與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng),偶爾用一些幽默的語言來調(diào)節(jié)課堂的氣氛,降低學(xué)生的上課壓力?;蛘呙鎸?duì)不喜歡提問不喜歡回答問題的班級(jí),教師可以嘗試用一種聊天的方式引導(dǎo)學(xué)生。其次,對(duì)于學(xué)生提出的問題盡量站在鼓勵(lì)的立場(chǎng)去評(píng)判和解答。例如,講到“基因、染色體”相關(guān)內(nèi)容時(shí),學(xué)生提出的一些類似“為什么我爸媽是單眼皮,我卻是單眼皮”這樣的問題,教師不要去嘲笑甚至嘲諷,而是回答學(xué)生的問題,并及時(shí)引入現(xiàn)下的相關(guān)知識(shí)。學(xué)生能夠提出許多問題教師應(yīng)當(dāng)感到高興,相反,學(xué)生若沒有問題才是最大的問題。營造民主的課堂氛圍,是有利于學(xué)生提問的,這也是培養(yǎng)學(xué)生問題意識(shí)的一種方式。
關(guān)鍵詞:高中物理;分組實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>
物理學(xué)科是三大基礎(chǔ)自然學(xué)科之一,也是一門以實(shí)驗(yàn)為核心建立起來的學(xué)科,在物理教學(xué)活動(dòng)中,物理學(xué)科概念的形成、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和論證都得益于實(shí)驗(yàn)在背后的支撐,可以說,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)活動(dòng)的靈魂[1
].與演示實(shí)驗(yàn)不同,分組實(shí)驗(yàn)是以學(xué)生為主導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng),學(xué)生是實(shí)驗(yàn)的直接操作者,甚至是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者.相較于教師,學(xué)生無論是在知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)還是自我調(diào)控能力方面都存在很多的不足之處,再加上學(xué)生數(shù)量眾多,本身還存在較大的個(gè)體差異性,這樣就導(dǎo)致分組實(shí)驗(yàn)的過程中容易出現(xiàn)各種各樣的意外狀況,從而導(dǎo)致分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程很難把握.為了保證分組實(shí)驗(yàn)的有效開展,筆者認(rèn)為應(yīng)該注意以下幾個(gè)問題:
一、做好實(shí)驗(yàn)課前的備課工作
相較于理論課教學(xué),實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容更加靈活,為了保證實(shí)驗(yàn)課的順利開展,教師必須要在課前做更多的準(zhǔn)備工作.在備課環(huán)節(jié)中,除了要備大綱、備教材、備學(xué)生,在實(shí)驗(yàn)開始前,教師一定要親自動(dòng)手做一做實(shí)驗(yàn).通過提前做實(shí)驗(yàn),教師不僅可以對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行檢測(cè),同時(shí),教師還可以對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中的一些重點(diǎn)、難點(diǎn),以及容易出現(xiàn)問題的地方有所了解,然后再根據(jù)自己的備課情況進(jìn)行針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì).例如,遇到一些實(shí)驗(yàn)原理較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)時(shí),為了讓學(xué)生能夠清楚的理解實(shí)驗(yàn)原理,教師可以借助于版畫、視頻資料等手段幫助學(xué)生突破難點(diǎn),如果遇到一些實(shí)驗(yàn)儀器較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)時(shí),教師可以提前詳細(xì)地給學(xué)生介紹一遍實(shí)驗(yàn)儀器的基本作用以及使用方法.
二、指導(dǎo)學(xué)生做好預(yù)習(xí)工作
分組實(shí)驗(yàn)的開展可以有效鍛煉學(xué)生的思維能力、動(dòng)手實(shí)踐能力、觀察能力等多方面的能力,但反過來說,分組實(shí)驗(yàn)本身的順利開展對(duì)于學(xué)生這些能力的要求也是相當(dāng)高的,可以說,分組實(shí)驗(yàn)是對(duì)學(xué)生一個(gè)綜合能力的考驗(yàn).學(xué)生要想在分組實(shí)驗(yàn)中有好的表現(xiàn),不做提前的預(yù)習(xí)工作是根本不可能的[2
].因此,教師要在開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)之前指導(dǎo)學(xué)生做好預(yù)習(xí)工作,詳細(xì)地給學(xué)生布置預(yù)習(xí)作業(yè),這些作業(yè)內(nèi)容要包括這樣幾個(gè)部分:熟悉實(shí)驗(yàn)原理,設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)布置,設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格,準(zhǔn)備和熟悉實(shí)驗(yàn)器材等.為了引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行更進(jìn)一步的思考,教師還可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)給學(xué)生設(shè)計(jì)一些問題.例如,筆者在開展“探究勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)之前,就給學(xué)生設(shè)計(jì)了這樣幾個(gè)問題:根據(jù)紙帶上的點(diǎn)能夠判斷出小車的運(yùn)動(dòng)形式嗎?說明一下分別在什么情況下小車做勻速運(yùn)動(dòng)、勻加速運(yùn)動(dòng)、勻減速運(yùn)動(dòng)、加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)?為什么可以把紙帶上任意一個(gè)點(diǎn)作為起點(diǎn)?如果是兩個(gè)連續(xù)的記數(shù)點(diǎn),應(yīng)該怎樣選擇?為什么要用打點(diǎn)計(jì)數(shù)器打五個(gè)點(diǎn)的總時(shí)間作為時(shí)間的間隔?如何通過紙帶上打下的點(diǎn)來計(jì)算加速度、即時(shí)速度?通過這些問題的提出,可以讓學(xué)生提前對(duì)實(shí)驗(yàn)做到心中有數(shù),這樣到了課堂上動(dòng)手的時(shí)候,學(xué)生才能更加有信心.為了督促每個(gè)學(xué)生都能認(rèn)真完成,教師還要對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行抽查,以便讓學(xué)生養(yǎng)成分組實(shí)驗(yàn)前一定要進(jìn)行預(yù)習(xí)活動(dòng)的習(xí)慣.
三、實(shí)驗(yàn)過程中注意共同指導(dǎo)和個(gè)別指導(dǎo)相結(jié)合
在分組實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生是實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的主導(dǎo)者,教師要主動(dòng)把主角的位置讓給學(xué)生,然而,這并不意味著學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候教師無事可做.在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)候,教師要注意來回巡視,隨時(shí)了解學(xué)生的實(shí)驗(yàn)狀況,如果發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生在某一個(gè)或者某幾個(gè)問題上出現(xiàn)問題的時(shí)候,就說明這些問題屬于共性問題,需要集中進(jìn)行指導(dǎo).例如,學(xué)生在做“互成角度的兩個(gè)力的合成”的實(shí)驗(yàn)時(shí),筆者巡視一圈下來發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生都沒有正確選擇彈簧測(cè)力計(jì),并且在操作中不會(huì)確定力的方向,于是,筆者讓所有學(xué)生停下來,把以上兩個(gè)問題給學(xué)生統(tǒng)一講了一下,然后再讓學(xué)生繼續(xù)實(shí)驗(yàn),這就是共性指導(dǎo).如果學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)一些個(gè)別的問題,教師還可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行具有針對(duì)性的個(gè)別指導(dǎo).把共同指導(dǎo)和個(gè)別指導(dǎo)結(jié)合起來,使得教師的指導(dǎo)行為更加層次性,從而提升教師的指導(dǎo)效果.
四、重視實(shí)驗(yàn)后的作業(yè)布置
在分組實(shí)驗(yàn)結(jié)束以后,為了鞏固實(shí)驗(yàn)成果,解決實(shí)驗(yàn)過程中遇到的一些問題,教師一定要在實(shí)驗(yàn)操作結(jié)束以后給學(xué)生布置一些課后的作業(yè).例如,在做完了“互成角度的兩個(gè)力的合成”的實(shí)驗(yàn)以后,筆者給學(xué)生布置了這樣一些作業(yè):利用力的平行四邊行定則求出合力的圖解值,并通過比較實(shí)測(cè)值的大小和方向來驗(yàn)證平行四邊形定則.總結(jié)一下實(shí)驗(yàn)過程中的誤差來自于哪里,采取怎樣的措施可以盡可能的降低誤差?這些課后作業(yè)的布置,可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)完成以后對(duì)實(shí)驗(yàn)過程再進(jìn)行深入而全面的思考,并對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題進(jìn)行深入探究,這樣不僅可以讓學(xué)生進(jìn)一步掌握該實(shí)驗(yàn),同時(shí),在完成作業(yè)的過程中,還能夠促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行二次學(xué)習(xí)和提高,使得實(shí)驗(yàn)的效果得以鞏固和提升.
參考文獻(xiàn):
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【摘要】
綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性,對(duì)保證教學(xué)質(zhì)量、提高教學(xué)效果起很重要的作用。加強(qiáng)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。該文通過實(shí)例,介紹在醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中如何結(jié)合教師的科研課題來提高綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,為構(gòu)建創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索一條切實(shí)可行的途徑。
【關(guān)鍵詞】 教學(xué)改革 綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 科研課題
長期以來,我國高校對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視不夠,強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的理解和映射,忽視學(xué)生綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng),驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多,聯(lián)系實(shí)際的綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)少,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊,同時(shí)各門課按自己課程的要求安排實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)之間特別是綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)之間缺乏相互聯(lián)系與協(xié)調(diào),學(xué)生在本科階段的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練難以形成方向與專長。這勢(shì)必削弱了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的興趣,抑制了學(xué)生主體意識(shí)和創(chuàng)新欲望,綜合與創(chuàng)造能力得不到培養(yǎng)。為此,教育部在《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》中指出:“高等學(xué)校要重視本科教學(xué)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)”,“開設(shè)一批新的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的重要途徑。本文從我院醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的建設(shè)中,圍繞如何通過結(jié)合科研課題來提高綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量這一課題,進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教改探索。
1 綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)選題原則
綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)作為地方院校本科人才培養(yǎng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),應(yīng)著重于學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)與技能的培養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析與解決問題的能力。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的選題過小或過于簡(jiǎn)單會(huì)失去設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的意義,難以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的目的;反之,題目選擇的過大或?qū)嶒?yàn)指標(biāo)過高,會(huì)使學(xué)生無從下手、望而生畏,從而喪失信心和勇氣,也不能達(dá)到設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的目的。選題的一般原則是根據(jù)教學(xué)大綱要求,結(jié)合理論教學(xué)內(nèi)容,兼顧學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì),選擇適當(dāng)?shù)念}目,具體講要考慮以下幾個(gè)方面的原則。
1.1 難易適中性原則設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目的難易程度要適中,大多數(shù)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能,通過查閱資料和教師的啟發(fā)性指導(dǎo)能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成,同時(shí)要考慮實(shí)驗(yàn)題目的層次性,使不同水平的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)題目的選擇上有一定的余地。
1.2 可行性原則確定實(shí)驗(yàn)題目不僅要考慮理論上的可行性,還要考慮實(shí)驗(yàn)條件的可行性,盡量選用實(shí)驗(yàn)室已有的儀器設(shè)備和通用性的儀器設(shè)備。
1.3 探索性原則選題應(yīng)具有一定的探索性,進(jìn)一步為學(xué)生提供思考和創(chuàng)造的空間,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性,通過查閱資料和動(dòng)手、動(dòng)腦而有所創(chuàng)新。
1.4 綜合性原則題目的選擇要注重學(xué)生已有的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的綜合應(yīng)用,達(dá)到進(jìn)一步鞏固和掌握的目的,同時(shí)要理論聯(lián)系實(shí)際,提高學(xué)生分析和解決問題的綜合能力。
1.5 安全性原則不僅要考慮學(xué)生人身的安全,還要考慮儀器設(shè)備的安全,同時(shí)要盡量減少對(duì)周圍環(huán)境的污染和破壞。
2 結(jié)合科研課題開設(shè)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)思路
根據(jù)教師申報(bào)的科研項(xiàng)目,選擇合適的科研課題,由課題主持人對(duì)課題按技術(shù)和功能進(jìn)行細(xì)分,分解為若干個(gè)系列綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目,學(xué)生以5~6人為1個(gè)小組選擇其中的某個(gè)實(shí)驗(yàn)題目進(jìn)行查閱資料,并在此基礎(chǔ)上明確實(shí)驗(yàn)原理,寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法、步驟,列出所使用的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備。教師根據(jù)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)方案,審查其合理性、可行性,對(duì)存在的問題進(jìn)行糾正。學(xué)生再根據(jù)修改的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生完成綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)后,對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)和結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié),得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,寫出研究報(bào)告,展示成果。最后由教師組織進(jìn)行答辯,給出成績(jī)與評(píng)語。
3 結(jié)合科研課題開設(shè)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)
3.1 有利于調(diào)動(dòng)教師的責(zé)任心和積極性很多實(shí)驗(yàn)研究需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力,而教師又擔(dān)負(fù)著沉重的教學(xué)任務(wù)。如果把這些內(nèi)容與學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來,就可以減輕教師的一些負(fù)擔(dān),使他們能全心全意地指導(dǎo)和監(jiān)督實(shí)驗(yàn)全過程,避免出現(xiàn)任何差錯(cuò)。另外,一般開設(shè)的開放性實(shí)驗(yàn)的困難在于教師不能隨時(shí)到位進(jìn)行指導(dǎo),但若與教師自己的科研課題結(jié)合起來的話,教師就不會(huì)計(jì)較工作量的大小而盡量把工作做好,從而保證隨時(shí)到位對(duì)每個(gè)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。
3.2 有利于提高學(xué)生的綜合素質(zhì),培養(yǎng)其科研興趣由于學(xué)生做出來的數(shù)據(jù)有實(shí)用價(jià)值,從而激發(fā)了學(xué)生的積極性和責(zé)任心,他們將所學(xué)專業(yè)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際,經(jīng)過認(rèn)真操作實(shí)踐后,其基本技能得到很大提高。同時(shí),由于是開放式,學(xué)生根據(jù)需要安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間,對(duì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)可反復(fù)進(jìn)行,從而會(huì)有更深的理解,使其綜合素質(zhì)得以進(jìn)一步提高。
3.3 有利于培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作精神項(xiàng)目設(shè)計(jì)往往多人協(xié)作完成,結(jié)合科研課題進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),這將極大地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情。從資料的查詢、項(xiàng)目的分工到實(shí)驗(yàn)的操作都要求學(xué)生在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中都具有良好的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。每個(gè)學(xué)生都應(yīng)熟悉整個(gè)科研項(xiàng)目的設(shè)計(jì)構(gòu)想,知彼知己,明確自己的設(shè)計(jì)定位,在較完整理解實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的基礎(chǔ)上有效開展綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
3.4 有利于開展科學(xué)道德教育
由于實(shí)驗(yàn)進(jìn)行得認(rèn)真與否和教師的試驗(yàn)結(jié)果有直接關(guān)系,所以容易發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中是否弄虛作假,編造數(shù)據(jù),并針對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)道德教育,提高學(xué)生的科學(xué)道德水準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)“教書育人”。
4 實(shí)驗(yàn)改革設(shè)計(jì)實(shí)例
近年來,由于抗生素的廣泛使用導(dǎo)致耐藥菌種類越來越多,耐藥性不斷增強(qiáng)且播散迅速,甚至出現(xiàn)多重耐藥,一些表面看起來輕微的感染因缺乏有效藥物將可能致人于死地。因此,監(jiān)測(cè)院內(nèi)感染耐藥菌的發(fā)展趨勢(shì),探討耐藥機(jī)制,對(duì)預(yù)防和控制耐藥菌的擴(kuò)散有重要意義。為此,我們申報(bào)了“醫(yī)院感染細(xì)菌的分布及耐藥性分析”課題。結(jié)合該科研項(xiàng)目,我們將其按技術(shù)和功能進(jìn)行分解為:①臨床標(biāo)本病原菌的分離培養(yǎng);②細(xì)菌L型的檢測(cè);③抗生素敏感試驗(yàn);④β-內(nèi)酰胺酶的檢測(cè)等幾部分,供學(xué)生進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)性試驗(yàn)。
4.1 臨床標(biāo)本病原菌的分離培養(yǎng)
病原菌的分離培養(yǎng)既是了解醫(yī)院感染細(xì)菌分布的重要步驟,也是分析各種細(xì)菌耐藥情況的先決條件。要求學(xué)生從醫(yī)院檢驗(yàn)科收集糞便、尿液、膿液、血液等標(biāo)本,通過自制的培養(yǎng)基進(jìn)行細(xì)菌的分離培養(yǎng),并對(duì)所分離到的細(xì)菌通過形態(tài)染色、培養(yǎng)特性、生化反應(yīng)以及用特異性診斷血清做玻片凝集反應(yīng)來進(jìn)行鑒定。另外,經(jīng)費(fèi)充足還采用PCR、基因探針等分子生物學(xué)的方法或免疫標(biāo)記技術(shù)鑒定細(xì)菌。
4.2 細(xì)菌L型的檢測(cè)細(xì)菌L型是指細(xì)菌在某些抗生素(如青霉素)等因素的作用下形成的一種細(xì)胞壁缺陷型細(xì)菌,其用常規(guī)方法培養(yǎng)不能生長,但在高滲環(huán)境中能夠存活并在一定條件下可引起尿路感染等疾病,故檢測(cè)細(xì)菌L 型對(duì)臨床診斷及合理用藥顯得尤為重要。將收集到的尿液或血液標(biāo)本接種在自制的普通培養(yǎng)基、血平板和L型培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng),其中對(duì)L型培養(yǎng)基應(yīng)逐日在低倍鏡下觀察,發(fā)現(xiàn)“油煎蛋”樣或“顆粒型”菌落即涂片,革蘭氏染色及細(xì)胞壁染色鑒定。
4.3 抗生素敏感試驗(yàn)
各種致病菌對(duì)抗生素的敏感性不同,且在治療過程中,細(xì)菌對(duì)藥物的敏感性又常發(fā)生改變而產(chǎn)生耐藥性,所以測(cè)定細(xì)菌對(duì)藥物的敏感性,在臨床治療中選擇用藥上具有重要意義。將分離出的致病菌接種在自制的培養(yǎng)基上,然后貼上含一定濃度的自制青霉素、鏈霉菌、紅毒素等藥物紙片,觀察不同藥物紙片在培養(yǎng)基上抑菌圈大小,并與標(biāo)準(zhǔn)菌株進(jìn)行對(duì)照,從而判定細(xì)菌對(duì)藥物的敏感性。另外也可通過試管稀釋法、打孔法來觀察細(xì)菌對(duì)藥物的敏感性。
4.4 β-內(nèi)酰胺酶的檢測(cè)
β-內(nèi)酰胺酶是由金黃色葡萄球菌等多種細(xì)菌所產(chǎn)生的一種鈍化酶,其能裂解青霉素和頭孢菌素等β-內(nèi)酰胺類抗生素的β-內(nèi)酰胺環(huán),使其變成無抗菌活性,從而表現(xiàn)為產(chǎn)酶細(xì)菌對(duì)這些抗生素耐藥。因此,檢測(cè)β-內(nèi)酰胺酶可判定該菌對(duì)某些抗生素的敏感性。分離出致病菌后,根據(jù)文獻(xiàn)采用法酸度法、碘測(cè)定法或分光光度計(jì)法,檢測(cè)細(xì)菌β-內(nèi)酰胺酶的含量,從而判定細(xì)菌對(duì)青霉素等抗生素是否產(chǎn)生耐藥性。上述實(shí)驗(yàn)涉及到教學(xué)大綱所規(guī)定的學(xué)生應(yīng)掌握的基本技能以及一些新知識(shí)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用,從選題的新穎性和難易程度而言, 都比較適合學(xué)生獨(dú)立工作能力的培養(yǎng)。該課題中涉及到的細(xì)菌形態(tài)學(xué)檢查方法(取材,涂片,染色,鏡檢)、細(xì)菌分離培養(yǎng)技術(shù)(培養(yǎng)基制備,細(xì)菌接種,生長現(xiàn)象觀察)、藥敏試驗(yàn)、細(xì)菌生化反應(yīng)、PCR技術(shù)等學(xué)生通過實(shí)踐完全有能力掌握,并且通過完成這些實(shí)驗(yàn)可培養(yǎng)學(xué)生的無菌觀念,增強(qiáng)職業(yè)責(zé)任意識(shí)。
5 教學(xué)體會(huì)
教學(xué)與科研是相輔相成的,教師在以教學(xué)為主的同時(shí)確定一個(gè)穩(wěn)定的研究方向,開展科學(xué)研究,一方面可以提高自身的學(xué)術(shù)水平,另一方面可以獲得許多與教學(xué)相關(guān)的信息,并可以把這些信息及時(shí)反饋到教學(xué)中去,充實(shí)和豐富了醫(yī)學(xué)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容,同時(shí)在教學(xué)過程中又不斷有新問題出現(xiàn),提出新的要求,促使我們?nèi)ジ憧蒲?,這就自然形成了教學(xué)與科研相互促進(jìn)的良性循環(huán),使基礎(chǔ)課教師既能同時(shí)上實(shí)驗(yàn)課,又能讓學(xué)生參與一些科研工作。
醫(yī)學(xué)生物化學(xué)是一門為醫(yī)學(xué)院各專業(yè)開設(shè)的主干課程,是聯(lián)系基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)的重要學(xué)科,在醫(yī)學(xué)教學(xué)中具有重要作用。醫(yī)學(xué)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門可以自成體系,有其豐富的理論、技術(shù)內(nèi)容的課程,在醫(yī)學(xué)生物化學(xué)教學(xué)中占有突出的地位,它不僅可以以生動(dòng)形象的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象幫助學(xué)生加深掌握醫(yī)學(xué)生物化學(xué)的理論知識(shí),更重要的是讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)中的各種技術(shù)的基本原理,掌握常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器的主要性能與操作方法,培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、分析問題和解決問題的能力。
一、傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的弊端
我們以前進(jìn)行的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn),其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和考核方法都有弊端。
1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容弊端。我們以前給學(xué)生開設(shè)的實(shí)驗(yàn)基本上都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),一般是理論課講述了相關(guān)知識(shí),接著安排這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)課。例如,理論課講述了蛋白質(zhì)的理化性質(zhì),這次實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容就為“蛋白質(zhì)的沉淀凝固”。課本上的理論都是前人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,對(duì)于這樣的實(shí)驗(yàn)學(xué)生認(rèn)為缺乏挑戰(zhàn)性,實(shí)驗(yàn)操作中也不主動(dòng)思考。醫(yī)學(xué)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)太多,不能很好地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,也不利于學(xué)生思維能力和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。
2.考核方法的弊端。我們以前的醫(yī)學(xué)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)主要是學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,忽略了學(xué)生在寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過程中存在抄襲現(xiàn)象。有的學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力很差,抄襲別人的實(shí)驗(yàn)報(bào)告也可得高分。這種考核標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)過程,只注重實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫,不利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,不利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
二、生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
1.構(gòu)建新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行改革。我們以前醫(yī)學(xué)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)與基本技能、蛋白質(zhì)的沉淀和凝固、雙縮脲法測(cè)定蛋白質(zhì)的含量、還原糖含量的測(cè)定、氨基酸紙層析、尿淀粉酶活性的測(cè)定、血清尿素氮含量的測(cè)定、血清蛋白醋酸纖維素薄膜電泳、DNA的提取與鑒定、丙二酸對(duì)琥珀酸脫氫酶的抑制作用等。改革后的實(shí)驗(yàn)內(nèi)為:蛋白質(zhì)含量的測(cè)定(考馬斯亮藍(lán)法)、氨基酸紙層析、酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)、丙二酸對(duì)琥珀酸脫氫酶的抑制作用、葡萄糖含量的測(cè)定(葡萄糖氧化酶法)、血清蛋白醋酸纖維素薄膜電泳、組織DNA的提取與鑒定、堿性磷酸酶提取與鑒定等。經(jīng)過對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的改革,去掉部分淘汰實(shí)驗(yàn)和部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),增加了分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)比例,增加了綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),就是在實(shí)踐教學(xué)中,教師提出實(shí)驗(yàn)的總體要求,讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生先進(jìn)行分組,實(shí)驗(yàn)小組的各成員經(jīng)過查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)所用試劑儀器、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)、制作幻燈片、小組課堂匯報(bào)這樣的程序完成整個(gè)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)成功了,學(xué)生會(huì)有極大的成就感;如果有些實(shí)驗(yàn)不成功,帶教老師進(jìn)行引導(dǎo),分析失敗原因,再重復(fù)實(shí)驗(yàn)。這樣,每位學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中一直處于主體地位,避免了個(gè)別學(xué)生不動(dòng)手操作、抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告等不良行為,從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),以及學(xué)生的動(dòng)手、動(dòng)腦能力的目的。
2.自編生化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材。我們以前所使用的實(shí)驗(yàn)教材有的內(nèi)容目前已淘汰,有的內(nèi)容不適合醫(yī)學(xué)生,因此,我們參考了周愛儒主編的《生物化學(xué)》,藥立波主編的《醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)》,趙亞華主編的《生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)教程》,劉吉民主編的《醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教程》等,結(jié)合我校的實(shí)際情況,編寫了《醫(yī)學(xué)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)》實(shí)驗(yàn)講義。對(duì)醫(yī)學(xué)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行精心的取舍,保留經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如葡萄糖含量的測(cè)定、氨基酸紙層析、血清蛋白醋酸纖維素薄膜電泳等外,增加了綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)如組織DNA的提取與鑒定、堿性磷酸酶的提取與鑒定實(shí)驗(yàn)等的比例。這樣一方面學(xué)生可以掌握生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的分光技術(shù)、層析技術(shù)、電泳技術(shù)等基本實(shí)驗(yàn)技術(shù),另一方面通過綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
3.讓學(xué)生自己準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重知識(shí)傳遞和操作能力的培養(yǎng)。上實(shí)驗(yàn)時(shí),老師先講實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟、可能出現(xiàn)的結(jié)果,準(zhǔn)備好試劑,調(diào)試好實(shí)驗(yàn)儀器,學(xué)生按部就班地操作即可,完全剝奪了學(xué)生的思維空間。讓學(xué)生自己準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以全身心地投入到整個(gè)實(shí)驗(yàn)的各個(gè)準(zhǔn)備階段,例如試劑的配制、試劑的分裝、儀器的調(diào)試等,在準(zhǔn)備的過程中會(huì)出現(xiàn)各種問題,學(xué)生們?cè)诶蠋煹闹笇?dǎo)下就要去分析為什么會(huì)出現(xiàn)這些問題,如何去解決這些問題。學(xué)生自己準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生獲得從書本上學(xué)不到的知識(shí)和能力,從實(shí)驗(yàn)中得到更多的收獲。
4.先做后講。我們以前的實(shí)驗(yàn)大多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),一般是老師講完后學(xué)生再做,有時(shí)為了得到明確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果教師參與過多,學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)印象不深。為此,我們決定采用先做后講的歸納式教學(xué)方法,這種方法更適用于綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生一邊做實(shí)驗(yàn),一邊觀察討論,整個(gè)實(shí)驗(yàn)做完后,讓學(xué)生總結(jié)規(guī)律,老師只做歸納性、提高式講解。這樣的教學(xué)方法可以引導(dǎo)學(xué)生感知知識(shí)的發(fā)生過程,體驗(yàn)獲得真知的喜悅。
5.應(yīng)用多媒體技術(shù)豐富實(shí)驗(yàn)課教學(xué)。醫(yī)學(xué)生物化學(xué)這門課的知識(shí)很抽象,教師講課難度較大。多媒體技術(shù)通過文字、圖像、動(dòng)畫和聲音等傳遞信息。應(yīng)用多媒體技術(shù)進(jìn)行醫(yī)學(xué)生物化學(xué)的教學(xué),可以生動(dòng)、形象地傳遞較多的知識(shí),還可以幫助師生共同突破教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn),極大地提高教學(xué)質(zhì)量。我們以前上實(shí)驗(yàn)課時(shí)都采用黑板板書,操作也只做一些簡(jiǎn)單的示范。由于班級(jí)人數(shù)較多,有一些學(xué)生看不到操作示范?,F(xiàn)在我們把多媒體技術(shù)也運(yùn)用在醫(yī)學(xué)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂上,教師把實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)試劑、實(shí)驗(yàn)儀器、操作步驟等做成幻燈片,比板書看起來更清晰,把實(shí)驗(yàn)操作也錄成視頻,做實(shí)驗(yàn)前先看一段實(shí)驗(yàn)操作步驟的錄像,然后再操作,避免了學(xué)生看不到操作示范,這樣可提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。
6.開放實(shí)驗(yàn)室。為了提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力,我們決定進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室開放,便于學(xué)生進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的預(yù)實(shí)驗(yàn)及學(xué)生參與教師科研的實(shí)驗(yàn)。(1)帶教老師給學(xué)生講解一些常用實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法及注意事項(xiàng),例如:電子天平、臺(tái)式低速離心機(jī)、超低溫離心機(jī)、恒溫培養(yǎng)箱、水浴箱、電泳儀、烤箱、手提式不銹鋼消毒器、分光光度計(jì)、PCR儀等。由實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員管理、維護(hù)實(shí)驗(yàn)室及其儀器。(2)實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間:周一到周五從18∶00~22∶00,周六、周日全天開放。帶教老師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員輪流值班,隨時(shí)解決學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的問題。
一、對(duì)“假說―演繹法”的基本認(rèn)識(shí)
在人類的發(fā)展史中,許多科學(xué)的結(jié)論都是運(yùn)用“假說―演繹法”發(fā)現(xiàn)的。例如:牛頓創(chuàng)立光的顏色理論過程、凱庫勒提出苯分子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)、愛因斯坦相對(duì)論的提出和驗(yàn)證過程,這些無不體現(xiàn)“假說―演繹法”在科學(xué)研究中的重要性。
假說是人們以一定的經(jīng)驗(yàn)材料和已知的科學(xué)事實(shí)為依據(jù),以已有的科學(xué)推論和技術(shù)為指導(dǎo),對(duì)未知的自然現(xiàn)象或事物產(chǎn)生的原因而作出的推測(cè)性解釋。
演繹是由前提必然得出結(jié)論的推理,或是從一些假設(shè)的命題出發(fā),運(yùn)用邏輯規(guī)則,導(dǎo)出另一命題的過程。也就是從普遍性的理論知識(shí)出發(fā),認(rèn)識(shí)個(gè)別的、特殊的現(xiàn)象的一種邏輯推理方法。
所謂“假說―演繹法”,是指在觀察和分析的基礎(chǔ)上提出針對(duì)性問題后,通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评硖岢鼋忉寙栴}的假說,根據(jù)假說進(jìn)行演繹推理,最后通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)演繹推理得到預(yù)期的結(jié)果。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)果一致,則假說成立;反之,假說不成立。
“假說―演繹法”的一般步驟為:發(fā)現(xiàn)問題提出假說演繹推理預(yù)期結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)果是否吻合得出結(jié)論。
二、高中生物課本中“假說―演繹法”典型課例
在《遺傳與進(jìn)化》模塊中,關(guān)于“假說―演繹法”的相關(guān)素材較多,這些內(nèi)容主要集中于模塊二的第1到第4章,如基因與染色體關(guān)系的探究歷程,DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制方式及中心法則的提出與證實(shí),遺傳密碼的破譯。“假說―演繹法”的最典型教學(xué)素材,莫過于孟德爾雜交實(shí)驗(yàn)中豌豆的一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)。下面以此為例,談?wù)勅绾芜\(yùn)用“假說―演繹法”提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。
1.觀察實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)問題。
以孟德爾一對(duì)相對(duì)性狀高莖和矮莖為研究對(duì)象,展示孟德爾的雜交實(shí)驗(yàn)過程圖,由學(xué)生依圖講解實(shí)驗(yàn)操作流程。在此過程中,學(xué)生時(shí)不時(shí)地會(huì)用到生物學(xué)的一些基本術(shù)語,如雜交中的正交、反交,生物學(xué)基本概念,如自交,以及豌豆雌雄同花植物如何進(jìn)行異花授粉。這些實(shí)驗(yàn)操作表述,無形中激發(fā)了學(xué)生的好奇心,有利于培養(yǎng)學(xué)生的語言表達(dá)能力和理解能力。在教師的引導(dǎo)思考下,學(xué)生會(huì)對(duì)該圖解提出各種各樣的疑問,如“為什么親本無論正交還是反交,后代都表現(xiàn)為高莖呢?矮莖性狀就消失沒有了嗎?”“為什么子二代中又出現(xiàn)了矮莖?”這些問題的提出,有利于培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí),給予學(xué)生發(fā)散思維、啟用已有知識(shí)的空間,有利于學(xué)生理解孟德爾的科學(xué)研究方法。
在學(xué)生的質(zhì)疑聲中,教師提醒學(xué)生,不能停留在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和描述上,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理是否會(huì)有新的發(fā)現(xiàn)?在老師的啟發(fā)下,學(xué)生嘗試分析子二代中高莖787株,矮莖277株,兩者的數(shù)據(jù)比值為2.84倍,單獨(dú)看該數(shù)據(jù)沒什么特別之處,當(dāng)我們把豌豆的其他6對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一起投影時(shí),原本沉寂的學(xué)生一下子豁然開朗,課堂氣氛活躍起來,子二代的性狀分離比都約為3∶1,這一結(jié)果引發(fā)了學(xué)生新的疑問,為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?該如何解釋呢?
在以上引領(lǐng)學(xué)生觀察并分析孟德爾一對(duì)豌豆雜交的實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)問題到最后提出問題,離不開數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的科學(xué)方法和堅(jiān)持不懈地追求科學(xué)真諦的執(zhí)著精神。
2.根據(jù)問題,作出假說。
圍繞發(fā)現(xiàn)的問題,給一定時(shí)間讓學(xué)生進(jìn)行討論,提出各種可能的假說,在教師的引導(dǎo)下,保留部分較合理的假說,其中具有代表性的黑板上加以保留,如“生物的性狀是由基因決定的,顯性性狀由顯性基因控制(用大寫的字母表示,如D),隱性性狀由隱性基因控制(用小寫的字母表示,如d)”。當(dāng)學(xué)生用自己的假說解釋豌豆高莖和矮莖的雜交實(shí)驗(yàn)時(shí),會(huì)面臨新的難題,如個(gè)體的基因型該如何表示,其產(chǎn)生的配子中的基因又該如何表示等一系列的問題。在這些新的問題串中,要求學(xué)生不斷提出新的假說,才能解釋這對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象。在老師的引導(dǎo)下,學(xué)生對(duì)假設(shè)進(jìn)行了必要的補(bǔ)充:“豌豆體細(xì)胞中的基因是成對(duì)存在的,因此純合的高莖表示為DD,純合的矮莖表示為dd。”“在形成配子時(shí),成對(duì)的基因又是彼此分開的,故配子所含的基因要么是D,要么是d?!薄霸谑芫珪r(shí),雌雄配了結(jié)合又是隨機(jī)的,D的雄配子可以與D的雌配子相結(jié)合,也可也d的雌配子相結(jié)合。”在這些增設(shè)的假說基礎(chǔ)上,就能完整地解釋孟德爾的雜交實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象了。
提出假說這一環(huán)節(jié),要求學(xué)生有足夠的睿智,敢于大膽猜想、質(zhì)疑,敢于沖破傳統(tǒng)觀念,敢于創(chuàng)新,這與培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)息息相關(guān)。當(dāng)學(xué)生用提出的假說圓滿地解釋豌豆雜交實(shí)驗(yàn)時(shí),學(xué)生會(huì)異常興奮,由此而倍感喜悅。
3.演繹推理,求證假說。
在學(xué)生享受成功的快樂時(shí),老師不忘提出新的問題:“雖然假說很完美,但作為一條科學(xué)結(jié)論,還為時(shí)太早,如何才能證明你的假說是對(duì)的呢?”在當(dāng)今生物科技發(fā)達(dá)的年代,學(xué)生首先想到的是能否用現(xiàn)代儀器設(shè)置(如顯微鏡)直接觀察染色體,甚至其上的基因,只要能看到體細(xì)胞中基因成對(duì)存在和配子中基因成單存在,就能直接證實(shí)假說的成立。這種邏輯思維未嘗不可,這就是《遺傳與進(jìn)化》模塊為什么要將“基因和染色體的關(guān)系”章節(jié)放在“遺傳因子的發(fā)現(xiàn)”章節(jié)后面的真正意圖,目的是排除學(xué)生用現(xiàn)代科技手段,包括分子生物學(xué)的手段直接定位基因的位置所在。更何況,基因在顯微鏡下是無法直接區(qū)分出來的,這給直接證明帶來了困難。這時(shí),就得借助于邏輯推斷的力量,利用“假說―演繹”等邏輯推斷的思路間接證明可觀察的現(xiàn)象,最終將假設(shè)肯定化。因此,“假說―演繹法”不愧為間接證明的好辦法。
演繹推理假說的成立,要抓住問題的核心和假說的要點(diǎn),在老師參與學(xué)生討論、引導(dǎo)學(xué)生拓展思維空間的同時(shí),不忘提醒學(xué)生:“能否用該假說來推測(cè)其他實(shí)驗(yàn)結(jié)果,如果實(shí)際操作結(jié)果與你的預(yù)測(cè)完全吻合,則說明我們的假說成立,反之則不成立?!睂W(xué)生在教師的啟發(fā)下,開始進(jìn)入新一輪的探究,尋求支撐假說的實(shí)驗(yàn)方案,嘗試各種豌豆最佳的類型,如DD與DD自交方案、dd與dd自交方案、Dd與Dd自交方案、DD與dd雜交方案、Dd與dd測(cè)交方案。在學(xué)生激烈討論的同時(shí),教師要隨時(shí)把問題聚集在證明假說的核心上,孟德爾演繹推理的要點(diǎn),其實(shí)就是要證明子一代的基因型是否為Dd,本質(zhì)就是測(cè)交,所有純合子的自交,后代都是純合子,豌豆在自然界中自身的現(xiàn)象,無法證明假說的合理;而雜合子(Dd)的自交,本身就是假說產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),不能用自身產(chǎn)生的推斷證明自身的對(duì)錯(cuò)。因此,對(duì)最佳的實(shí)驗(yàn)方案(測(cè)交方案)進(jìn)行演繹推理:子一代的基因型如果為Dd,則產(chǎn)生的配子D和d的比為1:1,dd產(chǎn)生的配子就一種d,雌雄配結(jié)合又是隨機(jī)結(jié)合的,因此產(chǎn)生的后代性狀分離比為1高:1矮。如果推理成立,則實(shí)際操作結(jié)果與推理相吻合。
4.操作實(shí)驗(yàn),得出結(jié)論。
限于時(shí)間,課堂教學(xué)無法直接進(jìn)行豌豆的種植實(shí)驗(yàn),我們展示了孟德爾的測(cè)交實(shí)驗(yàn)結(jié)果,統(tǒng)計(jì)得到64株后代中,有30株為高莖,34株為矮莖,兩者的性狀分離比接近于1 ∶ 1。因此,結(jié)果與預(yù)測(cè)完全符合,從而驗(yàn)證了假說的成立,最終得出了結(jié)論。
通過一對(duì)相對(duì)性狀的研究學(xué)習(xí),學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)到孟德爾超乎常人的思維方式和獨(dú)特的數(shù)據(jù)處理方法。即使我們提出的假說不是那么完整,即使提到孟德爾提到的一項(xiàng),我們都會(huì)感到無比欣慰,因?yàn)槊系聽柕某晒κ撬?年鍥而不舍追求的結(jié)果,我們只用了幾節(jié)課的時(shí)間,就領(lǐng)會(huì)到了“假說―演繹法”的精髓。它的真正好處在于促進(jìn)了學(xué)生感悟創(chuàng)新科學(xué)研究的方法,培養(yǎng)了學(xué)生探究生物科學(xué)的能力,激勵(lì)了學(xué)生勇于探索、熱愛科學(xué)、大膽創(chuàng)新、鍥而不舍的精神。