生物科學范文10篇

時間:2024-03-12 23:37:31

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生物科學

生物科學史提高生物科學素養

【摘要】本文通過提供生物學發展史相關資料,幫助學生掌握生物學的基本原理和生物學核心概念;學生通過分析生物科學史中實驗的發展過程呈現的思維與方法,學習科學探究方法與技能;學生了解生物學發展史中科學家勇于探索的精神、堅持不懈地努力和實事求是的科學態度,形成科學的態度和價值觀。

【關鍵詞】生物科學史;生物科學素養;核心概念

提高每個高中學生的生物科學素養是課程標準實施的核心任務。通過學習生物科學史對提高學生的科學素養是很有意義的。我們發現,很多學生在新課學習中一知半解,對生物學的核心概念只知其一不知其二,缺乏對生物學內容和方法的深入了解,沒有情感態度價值觀的體驗,更無從談起如何應用生物學。這一現象說明我們的學生在生物科學素養上還有待提高。新課程改革要求生物教學以學生發展為本,以學生為教學主體,以學生實踐訓練為教學主線,以學生能熟練應用所學知識技能解決實際問題為教學目標,啟發引導學生自主學習、合作學習、探究學習。在新一輪“7選3”的課程改革背景下,如何適應新課程改革,將科學史的教育融入日常教學,需要我們在實踐中積極進取、勇于創造和探索。本課題就是通過學習生物科學史來提高學生的生物科學素養,走出“頭痛醫頭,腳痛醫腳”的誤區,從根本上提高學生的生物科學素養。

一、研究生物學核心概念的發展史,掌握生物學核心知識

生物學知識包括基本的生物學概念、原理和規律。學生應獲得有關生物體的結構層次、生命活動、生物與環境、生物進化以及生物技術等生物學基本事實、基本原理和規律,對生物學的整體畫面有一個大致的了解。高中生物中存在大量的核心概念,通過對書本原有的發展史或教師提供相關發展史中重要內容的分析,學生對相關核心概念會有深入而細致的理解,掌握核心概念就水到渠成。典例:提供細胞膜的流動鑲嵌模型建立過程中的相關實驗,學生就能自主分析細胞膜的成分和特點。材料一:①1859年,E.Oerton選用500多種化學物質對植物細胞膜的通透性進行了上萬次的研究。發現凡是易溶于脂質的物質,越容易穿過膜,反之,不容易溶于脂質的物質,越不容易穿過膜。你從以上實驗中能得出什么結論?學生結論:細胞膜的組成成分中可能含有脂質。材料二:科學家將膜從哺乳動物的紅細胞中分離出來,然后用蛋白酶處理,細胞膜被破壞。你從以上實驗中能得出什么結論?學生結論:細胞膜的組成成分中含有蛋白質。教師補充:后來現代研究應用化學手段分析表明質膜的主要成分是脂質和蛋白質另外還有少量糖類。組成膜的脂質中磷脂含量最多。材料三:科學家將人紅細胞的細胞膜中的脂質分子抽提出來,并將它在空氣—水界面上鋪成單分子層,發現該單分子層的表面積相當于原來紅細胞表面積的兩倍。這說明了什么?學生結論:細胞膜由兩層磷脂分子構成。指導學生閱讀書本中關于細胞膜中磷脂分子、膽固醇和蛋白質的運動情況。材料四:冰凍蝕刻電子顯微法顯示的細胞膜圖學生結論:蛋白質鑲嵌、覆蓋、貫穿在磷脂雙分子層中。材料五:人鼠細胞雜交實驗(帶不同熒光標記的細胞融合后熒光的變化)學生結論:細胞膜上的蛋白質分子可以運動,細胞膜具有流動性。這些材料的提供幫助學生對流動鑲嵌模型有了更加深刻的理解,對細胞膜的特點有了更深入的掌握。另外如酶的概念,書本中關于酶本質的探索能幫助學生深入理解酶的本質,而不是簡單的記憶。教師提供光合作用的簡單發現史能夠幫助同學們深入理解光合作用的總反應式,區分光反應過程和碳反應過程的重要步驟,從中分析得出能量轉換的形式,并且理解各內外條件對光合作用的影響。高中生物課堂中應該給學生提供機會,讓他們了解現代生物學的進展,了解現代生物技術對人類社會和人們生活的影響。只有深入了解生物學知識,學生才具有在現實生活中運用知識的能力。

二、分析生物科學史中呈現的思維與方法,學習科學探究方法與技能

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生物科學專業實驗教學能力研究

摘要:生物科學師范生的實驗教學能力直接影響了未來生物教師隊伍的生物實驗教學能力,建立有針對性、多元化、多層次的生物科學專業師范生實驗教學能力評價體系,不僅提升師范生生物實驗教學能力素質,也為生物科學專業師范生實驗教學能力的提升與專業發展提供路向指引,促進高師院校強化師范生實驗教學提供重要依據。

關鍵詞:生物科學;師范生;實驗教學能力;評價體系

在生物教學中,生物實驗既是生物學科教學內容的重要組成部分,也是增強生物學科科學探究的重要方法,通過生物實驗教學,不僅有利于學生掌握生物知識,從而獲得實驗技能以及分析、綜合、歸納和比較等科學的思維方法,而且能夠培養學生的創新能力及科學素養。[1]為了提升師范生的培養質量,教育部2011年頒布實施了《教師教育課程標準(試行)》、2013年印發了《中小學教師資格考試暫行辦法》改進了教師培養的機制、模式、課程;教育部2017年11月印發了《普通高等學校師范類專業認證實施辦法(暫行)》、2018年1月頒布了《普通高中生物學課程標準(2017年版)》對師范生的實驗教學知識與能力提出了更高、更全面的要求。生物科學專業師范生實驗教學能力直接影響了未來生物實驗教學水平。幫助生物科學專業師范生深入了解新課標中實驗教學所倡導的新課程理念,對師范生隊伍成長的起著重要作用。探索生物科學專業師范生實驗教學能力,使其正確理解和重新認識生物實驗教學能力內涵及結構要素,提升自身實驗教學素質能力,為將來及早以及更好地適應“新時代”下的教學打下堅實的基礎是當前生物科學專業師范生培育過程亟須解決的問題。而構建一個綜合性、系統性的評價體系則是解決這一問題的重要途徑之一。通過對生物科學專業師范生的實驗教學能力進行系統性評價,并從評價結果中明析當前師范生實驗教學能力形成過程中的不足,為完善師范生培養計劃與優化教學模式提供事實依據和數據支撐。同時,通過評價結果,及時調整教學,邊評價、邊改進、邊教學,為生物科學專業師范生實驗教學能力的提升與專業發展提供路向指引,促進高師院校強化師范生實驗教學改革。

1核心概念界定

生物科學專業師范生實驗教學能力是生物科學專業師范生以“生物學實驗教學”作為載體,引導學生遵循生命科學研究的基本原則和規范,采取適當的方法和技術,動手實踐,使之獲得生命科學知識、技能和情感體驗,并實現師生共同成長的綜合能力。生物科學專業實驗教學能力評價體系是對生物科學專業師范生實驗教學能力進行衡量與評定,因此需要構建與生物科學專業師范生實驗教學能力情況相符合的測評指標及評價模型。

2生物科學專業師范生實驗教學能力評價的相關研究

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生物科學專業教學計劃改革探究

摘要教學內容和課程體系的改革是高等教育改革的核心。要實現全面提高學生綜合素質,生物科學專業教學計劃的改革必須體現培養目標的要求,突出傳統生物學與現代生物學、生物學專業知識與教學技能、理論與實踐、職前學習與終身學習及就業的關系。

1我校生物科學專業教學計劃改革的基本情況

銅仁師范高等專科學校于1999年招收第一屆三年制生物學教育專科專業,實施的教學計劃是《貴州省師范高等專科學校三年制生物學教育專業教學計劃》(試行),并于2000年、2003年兩次修訂。2005年學校升格為銅仁學院,于2007年申報了師范教育方向生物科學本科專業。在原三年制生物學教育專業教學計劃的基礎上,制定了生物科學專業的教學計劃。

2教學計劃改革應反映培養目標的基本要求

2.1三年制生物學教育專業的培養目標及教學計劃

1999年招收三年制生物學教育專業時,中學的生物學教師十分緊缺,同時,普及九年制義務教育也需要大量生物學教師。在此形勢下,把培養目標確定為:面向21世紀,主動適應社會主義現代化建設和九年義務教育的需要,培養德、智、體全面發展的初中生物教師。

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農村留守兒童生物科學素養研究

摘要:農村留守兒童是我國特有的一個群體,受各種因素影響這些兒童往往被忽略了生物科學素養的培養。如何利用農村特有的鄉土資源,為農村留守兒童打開生物科學的大門,具備生物科學素養值得認真思考。本文對留守兒童生物科學素養的培養策略作了簡要探索。

關鍵詞:鄉土資源;農村留守兒童;生物科學素養;培養

著名的物理學家楊振寧教授曾經說過:21世紀是生物學的世紀,與化學與物理學相比生物科學會帶領我們走到世界科學的前沿。嶄新世紀的到來,讓教育隨之發生了根本性變化,培養孩子綜合素養成為主題,而生物科學素養無疑是每個新時期成長起來的孩子都應該具有的基本素養。生物科學素養是讓孩子們更多的了解到技術、科學與社會之間存在的關系,讓他們學會如何通過生物進化和生命活動,學會如何用科學的眼光和態度認識問題。這對于孩子們身心健康成長十分重要。而作為我國特殊群體的農村留守兒童,往往會受各種因素影響而被忽略生物科學素養的培養。農村留守兒童困其環境的特殊性,更需要通過生物科學素養來樹立起正確的科學觀和價值觀,因此,如何借助農村特有資源,構建農村留守兒童生物科學素養培養機制是當前重要課題。本文結合實踐對此進行了深入思考與研究。

1挖掘資源,豐富內涵

農村廣袤的天地,能夠時刻與大自然進行親密接觸的現實,是培養農村留守兒童生物科學素養的一大優勢。生物科學本來就是研究生物進化和生命活動的學科,而農村就是生物、生命最為活躍和最為直觀的場地所在,因此教育者應充分挖掘農村特有的生物資源,將大自然作為培養兒童生物科學素養的對象,讓山川河流、農田花草都成為留守兒童學習生物、研究生物的有效載體。選擇適宜的時間和地點,通過適當方法組織留守兒童深入到大自然中探索生物和生命的奧秘,讓他們學會觀察自己身邊的動植物、了解這些植物與運動的生活軌跡,幫助小蚯蚓“找家”等等,以游玩的形式引導兒童進行科學觀察和科學探索。這種游玩的形式既不會給留守兒童造成心理上的學習負擔,也不會讓他們因為陌生的學習環境而產生不良情緒。教育者提前調查好場地與資源,讓這些孩子們能夠在適宜觀察的且具有代表性的環境中展開生物科學的探索活動,讓他們感知生物科學來源于現實生活,但又回歸于現實,這無疑是提高農村留守兒童認識科學、提高素養的有效途徑。

2利用資源,拓展形式

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生物科學與醫學結合

1端??s短與衰老

端粒是真核生物染色體末端的重復DNA序列,由端粒DNA(TTAGGG)n和端粒蛋白質(如TRF1和TRF2等)組成,端粒的功能除保證DNA完整復制外,還在維持染色體結構穩定(保護染色體不分解和染色體重排及末端不相互融合等),染色體在細胞中的定位(使之不隨機分布)和引起細胞衰老等方面起著重要作用。人類的端粒DNA重復序列長約2-15kb。眾所周知,真核DNA是線性DNA,復制時由于模板DNA起始端為RNA引物先占據,新生鏈隨之延伸;引物RNA脫落后,其空缺處的模板DNA無法再度復制成雙鏈。因此,DNA每復制一次端粒即丟失50~200bp[1],即出現真核細胞分裂中的“末端復制問題”。當末端縮短到達5~7kb時不能維持染色體的穩定,染色體發生融合或丟失,與端粒DNA相鄰的基因丟失,最后導致細胞衰老而死亡,故端粒又稱“細胞分裂計時器”。即人正常體細胞在經過有限次的有絲分裂,分裂次數達到“Hayflick極限”,染色體端粒長度縮短到一定程度后,細胞進行的有絲分裂便不可逆地被阻斷在細胞周期G1期和G2/M期之間的某個時期,這時細胞進入了老化期并隨后死亡[3]。大多數正常體細胞在增殖60~70代會出現細胞衰老和死亡[4]。故有人稱端??s短是觸發細胞衰老的分子鐘[5]。端粒隨年齡的增長而逐漸縮短,老年人要比青年人的端粒明顯縮短,可見端粒的長度與細胞的壽命密切相關[6]。

2端粒假說

1973年Olovfnikov博士首次提出了端粒去失與衰老關系的理論[7]。后人對此進行不斷完善,1990年Harley指出在端粒酶處十抑制狀態的細胞分裂時,DNA不完全復制會引起端粒DNA的少量丟失。端粒隨細胞分裂次數增加而不斷縮短,當端粒縮短到一定程度,細胞就會停止復制而衰老死亡,這就是端粒假說。此外,他們還發現端粒酶可催化端粒復制,從而延長細胞生命,所以胚胎細胞、永生化細胞和其它一些表達端粒酶活性的干細胞壽命均比無端粒酶活性的細胞長。有研究表明,正常人類組織的實體細胞中的端粒酶序一般不具有活性,而在胚胎組織、生殖細胞和少數造血干細胞及癌細胞等永生化細胞中端粒酶則具有穩定的活性。Kim等[8]用TRAP法對18種人體組織培養細胞做端粒酶測試,發現100個永生化細胞株中有98個有端粒酶活性,22個非永生化細胞則無一例表達。而進過誘導,可使已發生老化的人正常雙倍體成纖維細胞呈現出端粒酶活性,端粒酶活性在這些細胞中的重建導致了端粒長度增加,細胞壽命延長[9,10]。Harley等人在研究體外培養的人成纖維細胞時,得到細胞衰老過程中端粒損失的直接證據。他們分別取新生兒、24歲、71歲和91歲的供體的成纖維細胞進行體外培養,并使之衰老。結果發現,隨著成纖維細胞的不斷分裂,染色體末端限制性片段(TRF)的長度都逐漸減少,而染色體內部的重復序列并不減少。進一步實驗證明,如果細胞不分裂,則TRF的長度不減少。說明染色體末端重復序列TITFAGGG(端粒)在細胞衰老過程中特異地依賴DNA復制而丟失。相反,精子中的端粒長度與受試者的年齡無關。這是因為精子中有端粒酶的表達,使端粒保持恒定長度的緣故。所以,端粒的長度被認為是人體細胞壽命的標志[11]。

3端粒酶與衰老

端粒的長度主要由端粒酶決定,端粒酶的活性高,端粒DN段就長。端粒酶自身攜帶有RNA組份作為復制時的模板,這是端粒酶區別于一般DNA聚合酶的主要特征。

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生物科學專業人才培養方案研究

【摘要】應用生物科學專業是近十年建設和發展的注重“應用型和實踐型”人才培養的新興專業,制定科學可行的人才培養方案則是高校培養和輸送專業人才的關鍵。通過七年的探索與實踐,研究構建符合林業院校要求的、適宜地方區域發展的“應用型”實踐教學平臺與公共課平臺和專業課平臺相結合的應用生物科學專業人才培養方案,使得專業學生在“知識、能力和素質”方面能協調發展,為我國地方區域型、專業型和應用型人才培養奠定了基礎。

【關鍵詞】應用生物科學;林業院校;人才培養方案;應用型人才

1引言

應用生物科學專業是進入21世紀生命科學時代后國家批準的一個應用型專業,2009年吉林農業大學在全國高校中首次獲批招生應用生物科學(食藥用菌方向)專業[1],這也是全國第一個全日制培養食藥用菌高技能人才的本科專業[2]。之后,應用生物科學專業相繼在各高校獲批招生。筆者所在單位西南林業大學于2011年獲批招生應用生物科學專業學生,開設有植物組織培養、發酵工程和食藥用菌等三個方向;洛陽師范學院于2013年獲批招生應用生物科學專業學生,開設有水生生物和園藝花卉二個方向[3,4]。專業人才培養方案是高校培養人才、開展教育教學的主要依據[5],是教學管理的核心與主體[6],也是專業人才培養目標的具體化和實踐化[7]。因此,人才培養方案充分體現了一所高校專業辦學的定位與目標、內涵與特色。關于人才培養方案制定和優化的研究越來越受到高校教育工作者們重視[8-11]。高等教育教學改革的重要內容之一就包括了研究制定人才培養方案,這也直接影響著高校專業人才培養質量。頂層設計好專業人才培養方案是高校專業建設的關鍵。應用生物科學專業作為新發展的、以培養應用型專業人才為目標的朝陽專業,如何合理制定該專業人才培養方案則是高校培養新時代符合社會需求、黨和人民滿意的高素質應用型合格專業人才的關鍵。陳萬光等[3]以洛陽師范學院應用生物科學專業為例開展了專業人才培養方案研究,為應用型人才培養和專業轉型奠定了基礎。冀瑞卿等[12]以吉林農業大學應用生物科學專業為例進行了以突出“復合型”人才培養目標的食藥用菌相關專業人才培養模式研究。西南林業大學是我國西部地區唯一獨立設置的林業本科高校,肩負著培養“品德、知識、技能、個性”為一體,具有實踐能力和創新精神的應用型高素質人才的重要使命。本校充分發揮區域、行業和學科優勢,在國內林業高等院校中率先于2010年申報應用生物科學專業并成功獲批,于2011年開始招生,現已連續培養了四屆應用生物科學專業人才。應用生物科學專業建設也得到了本校及專業所在二級學院的重視,我校云南省優勢特色重點學科生物學一級科學、發展和改革辦公室先后對該專業人才培養方案進行立項研究。我校應用生物科學專業培養方案歷經七年的研究與修訂,形成了較為完善的應用生物科學專業人才培養方案,為我國地方區域型、專業型和應用型人才培養奠定了基礎。

2專業人才培養方案制定的指導思想

以新時代中國特色社會主義思想為指導,深入貫徹落實科學發展觀,認真落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》以及《教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見》(教高[2012]4號),全面體現“教育要面向現代化、面向世界、面向未來”的總體要求,貫徹“教為不教,學為創造”教學理念,堅持“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的改革思路,加強基礎,拓寬專業,優化課程結構,強化實訓環節,以培養具有較強創新精神和創業能力,符合社會發展需要的高素質人才。

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生物科學師范專業三位一體實踐教學

摘要:通過分析地方高校生物科學專業師范生面臨的機遇與挑戰,深入研究商丘師范學院生物科學專業師范生的教育實踐環節,構建了“地方高校-地方政府-地方中學”三位一體實踐教學模式,打造協同培養新模式和機制。該實踐教學模式的實施,加深生物科學專業師范生對基礎教育的認識,促進了其教育教學能力和師德師風水平的提高。同時,既可以解決地方師資薄弱、實驗設備跟不上等難題,又拓寬了生物科學專業師范生實習就業空間,協同推進了地域性教師教育聯動發展新格局的形成。

關鍵詞:基礎教育;三位一體;生物科學;實踐教學;雙導師制

基礎教育對教師的素質要求也在不斷提高[1]。高校師范生教育是基礎教育教師專業成長的平臺。地方性高校與地方經濟社會發展有著密切聯系。地方政府應積極為地方師范院校與中小學提供平臺,共同推動地方經濟的發展[2]。商丘師范學院辦學目標定位在建設具有教師教育有特色的國內知名、區域一流的高水平應用型大學。著力培養“就業有優勢、創業有能力、深造有潛力、發展有空間”的高素質應用型人才。服務面向定位在立足商丘、面向河南、放眼全國,以新時代教師教育高質量發展和服務區域產業轉型升級為主攻方向,為區域經濟社會發展提供人才和智力支持。高校生物師范生是基礎教育中生物學教師的主要來源。因此,高校生物師范生培養應走在基礎教育的前列,培養專業化的生物學高素質教師,才能更好地適應、推動基礎教育的發展。實踐教學是生物師范生培養的一個重要教學環節,在學生培養過程中起著至關重要的作用。師范專業實踐教學一方面為了提高學生知識運用能力和創新能力,另一方面為了使學生參加工作后更快地進入狀態,增強感性認識,縮短畢業生入職后的適應期[3]。商丘師范學院生物科學師范專業培養目標定位在立足豫東、面向全國,培養理想信念堅定、道德情操高尚,德、智、體、美、勞全面發展;熱愛中學生物學教育事業,具有健全的人格、較好的人文與科學素養;具備扎實的生物學及教育的基礎理論、基本知識、基本技能和創新能力與終身學習發展能力,教育實踐能力過硬,能在中學和其他教育機構、企事業單位、黨政軍單位從事生物學教育教學、學術研究、技能研發、智庫管理工作的優秀教師人才;專業能力方面,培養學生能夠熟練掌握生物學及教育事業的相關知識,具備嫻熟的教育教學能力、科學研究能力、動手操作能力、全面思維能力。商丘師范學院生物科學專業在長期實踐探索的基礎上,提出來“地方高校-地方政府-中學”三位一體實踐教學模式,協同推進了地方性教師教育聯動發展新格局的基本形成。

1“三位一體”實踐教學模式提出背景

商丘師范學院是河南省普通本科院校,生物科學師范專業最早起源于1986年商丘師專開設的“生化??瓢唷?,1990年調整為“生物教育”??茖I,2001年升格為“生物科學”本科師范專業,是商丘師范學院的傳統專業,實踐性較強,實踐教學尤為重要。但是傳統教學模式已經不能適應社會發展的需要,不能很好地激發學生的創新思維、培養創新人才。而“提高自主創新能力,建設創新型國家”是國家發展的戰略核心。創新能力的培養首先要依賴于基礎教育,基礎教育骨干教師則主要來源于高校師范生,因而高校師范生的培養至關重要[4]。商丘師范學院生物科學專業定位于培養服務于河南基礎教育的高素質中學生物學教師,優秀的中學生物教師除了要傳授生物學知識外,更需要注重培養學生的實踐能力和創新能力。但中學對生物師范生的接納有限,很難同時安排和指導生物科學師范專業整個年級的學生進行教育實習。而且教育實習時間短,雖然經過調整,生物科學專業教育見習、教育研習、教育實習時間有所增加。教育見習分別在第3、4、5、6學期安排每學期2周教育見習,在第7學期安排4周教育研習,第8學期安排8周教育實習,但教育實踐教學過程中仍然存在過于形式化、目標制定過于簡單等問題。同時,教育實習實踐機會少,導致實踐教學效果不佳,這也是許多師范院校教育實踐中普遍存在的問題[5]。高校生物科學師范生教育實習主要是在中學進行生物學相關教學實踐,但由于教育實習資源缺乏,實習基地數量不足,加上近年來各高校的擴招,師范生人數不斷增加,指導教師比例下降,造成實習更多過于形式化,達不到實習期望目標。此外,由于實習生沒有教學經驗,一些學校擔心教學質量下降并不愿意接受實習生到校實踐,這也是目前高校生物科學師范生實踐教學所面臨的一個問題。此外,對于中學生物實驗教學,目前主要存在著如下問題:①實驗設施不足、陳舊,難以全面安排生物實驗教學,實驗教學在時間上嚴重滯后于課堂教學進度;②部分教師實驗教學觀念落后,教師把更多精力放在課堂教學、題目講解和應付各種考試上,對實驗課教學不重視。因此,應加大實驗硬件設施的投入,完善生物學實驗室的建設、儀器設備和用具的配置;③中學生實踐動手能力較弱,實驗操作不規范,缺乏創新設計能力。商丘師范學院經過長期實踐教學總結,充分發揮教師教育傳統底色和優勢,努力破解教師教育校地聯動發展難題,與商丘市教育局、商丘市中小學三方聯合成立了“雙導師制”工作委員會,全面負責“雙導師制”工作。工作委員會下設管理辦公室、監督與考核小組,具體負責導師的選聘、管理、督導與考核工作等,形成了“地方高校-地方政府-中學”三位一體協同培育實踐教學模式和機制。生物科學師范專業長期與地方教育行政部門和中學合作,基本形成了教師培養、培訓、研究和服務一體化的合作共同體,為專業、學校和地方的發展奠定基礎。

2“三位一體”實踐教學模式的實施

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生物科學專業教學能力評價體系研究

摘要:生物科學師范生的實驗教學能力直接影響了未來生物教師隊伍的生物實驗教學能力,建立有針對性、多元化、多層次的生物科學專業師范生實驗教學能力評價體系,不僅提升師范生生物實驗教學能力素質,也為生物科學專業師范生實驗教學能力的提升與專業發展提供路向指引,促進高師院校強化師范生實驗教學提供重要依據。

關鍵詞:生物科學;師范生;實驗教學能力;評價體系

在生物教學中,生物實驗既是生物學科教學內容的重要組成部分,也是增強生物學科科學探究的重要方法,通過生物實驗教學,不僅有利于學生掌握生物知識,從而獲得實驗技能以及分析、綜合、歸納和比較等科學的思維方法,而且能夠培養學生的創新能力及科學素養。[1]為了提升師范生的培養質量,教育部2011年頒布實施了《教師教育課程標準(試行)》、2013年印發了《中小學教師資格考試暫行辦法》改進了教師培養的機制、模式、課程;教育部2017年11月印發了《普通高等學校師范類專業認證實施辦法(暫行)》、2018年1月頒布了《普通高中生物學課程標準(2017年版)》對師范生的實驗教學知識與能力提出了更高、更全面的要求。生物科學專業師范生實驗教學能力直接影響了未來生物實驗教學水平。幫助生物科學專業師范生深入了解新課標中實驗教學所倡導的新課程理念,對師范生隊伍成長的起著重要作用。探索生物科學專業師范生實驗教學能力,使其正確理解和重新認識生物實驗教學能力內涵及結構要素,提升自身實驗教學素質能力,為將來及早以及更好地適應“新時代”下的教學打下堅實的基礎是當前生物科學專業師范生培育過程亟須解決的問題。而構建一個綜合性、系統性的評價體系則是解決這一問題的重要途徑之一。通過對生物科學專業師范生的實驗教學能力進行系統性評價,并從評價結果中明析當前師范生實驗教學能力形成過程中的不足,為完善師范生培養計劃與優化教學模式提供事實依據和數據支撐。同時,通過評價結果,及時調整教學,邊評價、邊改進、邊教學,為生物科學專業師范生實驗教學能力的提升與專業發展提供路向指引,促進高師院校強化師范生實驗教學改革。

1核心概念界定

生物科學專業師范生實驗教學能力是生物科學專業師范生以“生物學實驗教學”作為載體,引導學生遵循生命科學研究的基本原則和規范,采取適當的方法和技術,動手實踐,使之獲得生命科學知識、技能和情感體驗,并實現師生共同成長的綜合能力。生物科學專業實驗教學能力評價體系是對生物科學專業師范生實驗教學能力進行衡量與評定,因此需要構建與生物科學專業師范生實驗教學能力情況相符合的測評指標及評價模型。

2生物科學專業師范生實驗教學能力評價的相關研究

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生物科學史在高中生物教學中的價值

摘要:在高中生物教學中滲透生物科學史,可以激發學生的生物學習興趣,加深學生對生物知識的認識和理解,提高學生運用生物知識解決實際問題的能力。基于此,文章分析了生物科學史對于高中生物教學的重要作用,并提出了相應的運用策略。

關鍵詞:生物科學史;高中生物教學;教學價值

隨著教育改革的不斷發展,生物科學史在高中生物教學中的教育價值逐漸得到重視,其全面展示了生命科學的產生、形成、發展、演變的過程,蘊含著科學規律和方法,體現了科學家的科學精神,對于學生科學探究精神和科學素養的提升具有積極作用。本文就生物科學史在高中生物教學中的教育價值展開討論。

一、生物科學史的趣味性是高中學生學習生物的原動力

傳統教學模式下,高中生物課堂教學以教師講授為主,且過于側重理論知識,學生沒有自主思考和探究的機會,學習興趣不高,學習效果并不理想。其實,生物科學史中不乏逸聞趣事,教師應在課堂上結合教學內容,列舉一些有趣的事例,吸引學生的注意力,提高其學習興趣和學習積極性。在生物課堂教學中,教師利用生物科學史導入新課,除了能夠快速吸引學生注意力,激發學生的求知欲外,還能使學生產生學習期待。例如,在講授細胞結構的知識點時,可以向學生講述英國物理學家和天文學家羅伯特•虎克發現細胞的故事來進行導入;在講解條件反射知識點時,可以向學生介紹俄國生理學家伊凡•彼德羅維奇•巴甫洛夫通過觀察狗吃食物發現非條件反射的故事等。教師應收集一些與生物教學有關的故事,在課堂上將生物科學史與生物教學巧妙融合,增加生物學知識的趣味性,激發學生的學習熱情。

二、生物科學史的漸進性有助于高中學生理解生物學知識和突破重難點

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生物科學史如何培養學生學科核心素養

摘要:以提高高中階段學生生物學科核心素養為研究目標,探討在新課標背景下生物科學史對于培養學生核心素養的重要作用??偨Y生物科學史在導入新課教學、突出教學重點、進行模型構建、開展課后活動等方面的方式方法,引導學生進行科學思維、體驗科學探究過程、樹立生命觀念、承擔社會責任,從而形成正確的價值觀、必備的品格和關鍵能力。

關鍵詞:學科核心素養;生物科學史;科學思維;科學探究;科學精神

《普通高中生物學課程標準(2017年版,2020年修訂)》闡述了學科核心素養是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀、必備品格和關鍵能力。生物學科核心素養包括生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任四部分[1]。學生通過生物學課程學習,能運用生命觀念認識生命現象,在探索生命規律中形成理性思維,掌握科學方法,體會科學價值,培養科學態度和科學精神,學會用生物學相關知識解決生產生活中問題,形成社會責任[1]。在生物學教學中,靈活運用生物科學史,能夠有效培養和提高學生學科核心素養。

一、高中生物學教材中有關生物科學史的主要論述

1.在2019人教版生物學教材中,涉及生物科學發展史的主要內容(1)體現生物科學理論如何產生、形成和發展。如:必修一《分子與細胞》中生物科學史主要有“細胞學說的建立”“光合作用的探究史”;必修二《遺傳與進化》中的生物科學史主要有“遺傳定律的發現史”“生物進化史”等;選擇性必修一《穩態與調節》中的生物科學史主要有“對穩態調節機制的認識”;選擇性必修二《生物與環境》中生物科學史主要有“生態系統能量流動的發現史”等。這些科學史可以使學生體會科學探究的一般過程。(2)體現科學家的奮斗史。如:袁隆平和他團隊的雜交水稻,達爾文的自然選擇學說,沃森、克里克研究“DNA雙螺旋結構”等,運用這些科學史主要是用科學家的行為來教育學生、引領學生,培養學生的科學思維、崇高的科學精神及社會責任感。(3)體現生物科學的研究方法。如:必修一《分子與細胞》中的世界上“第一個人工合成蛋白質的產生”“生物膜結構的探索歷程”;必修二《遺傳與進化》中的“DNA結構模型的構建”“遺傳規律的發現史”“遺傳物質的發現史”;選擇性必修二《生物與環境》中的“種群數量變化曲線”等,運用這些科學史主要是培養學生研究問題的科學方法,如同位素標記法、假說—演繹法、模型與建模等。(4)體現組成生命物質的發現史。如:必修一《分子與細胞》中“酶的發現史”;必修二《遺傳與進化》中“遺傳物質的發現史”“遺傳密碼的破譯”;選擇性必修一《穩態與調節》中“生長素的發現史”“促胰液素的發現史”等,這些科學史主要是促進核心素養中生命觀念的培養。2.在2019人教版生物學教材中,生物科學發展史的內容在教材中的分布情況(1)分布在教材正文中的生物科學史有:必修一《分子與細胞》中的“細胞學說的建立”“生物膜結構的探索歷程”;必修二《遺傳與進化》中的“孟德爾的豌豆雜交實驗”“摩爾根的果蠅雜交實驗”“遺傳物質的發現史”;選擇性必修一《穩態與調節》中“生長素的發現史”;選擇性必修二《生物與環境》中的“種群數量變化曲線”等,這些生物科學史分布在教材正文中,屬于生物教學中的重點內容、核心內容,在教學中要給予足夠的重視,采用恰當的教學手段闡明重點。(2)分布在教材“問題探討”欄目中生物科學史有:必修一《分子與細胞》中的“酶的發現史”中斯帕蘭扎尼的實驗;必修二《遺傳與進化》中的“遺傳物質的發現史”“生物進化史”的部分內容等,這些生物科學史分布在“問題探討”欄目中,旨在調動學生學習相關內容的興趣和積極性。(3)分布在教材的“思考與討論”欄目中生物科學史有:必修一《分子與細胞》中的“細胞學說的建立”“生物膜結構的探索歷程”“酶的發現史”“光合作用的發現史”;必修二《遺傳與進化》中的“DNA結構模型的構建”;選擇性必修一《穩態與調節》中的“促胰液素的發現史”;選擇性必修二《生物與環境》中的“生態系統能量流動的發現史”等,這些生物科學史分布在“思考與討論”欄目中,旨在通過“思考與討論”欄目展開自主、合作、探究的學習方式,突出教學重點,突破教學難點,達成課程目標。(4)分布在教材的“科學史話”欄目中生物科學史有:必修一《分子與細胞》中的“世界上第一個人工合成的蛋白質”“人類對通道蛋白的探索歷程”;必修二《遺傳與進化》中的“遺傳密碼的破譯”;選擇性必修一《穩態與調節》中的“生物電的發現”等,這些生物科學史分布在“科學史話”欄目中,旨在通過“科學史話”欄目增加學生閱讀量,拓展學生知識面,使學生充分了解現代生物科學發展史。

二、生物科學史對于培養學生核心素養的重要作用

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