生命科学是以生命为研究对象的科学和技术的总称,它是研究生命活动及其规律的科学,并涉及到医学、农学、健康、环境等领域。
生命科学的论文 1
学习动机是直接推动学生进行学习活动的内部动力。强烈的学习动机有利于学生更好地掌握知识,提高能力,形成良好的知识体� 而迁移界定为先前学习的结果影响新情境中的学习或表现的过程。利用心理学的这两个理论指导日常生命科学的教
学,对促进教学的效果有较好的作用。
1 激发学生的学习动机促进生命科学教学
1. 1 关注个体差异,激发学生学习动机 成绩好的学生上课的表现一般都比较好,能够在班级中
积极主动的发言;部分学生能够认真听讲,但是不发言;还有一些学生,上课会自己开小差,但不影响他人;有些学生会抓住一切机会来引起他人注意,制造课堂的动乱气氛。对特殊的学生教师在课堂中要多关注,想办法激发其学习动机。
一学生上课不听讲,作业不交。通过与他聊天,了解到写字慢,跟不上老师的速度;作业也慢。要求他有空的时候就做作业;到办公室来做或让同学辅导他做。
经常检查他的作业进展情况。他果然有了进步,碰到一些感兴趣的内容,还举手回答问题。
另一学生,经常会在班级中制造噪声,影响班级授课。了解到,他好表现,喜欢成为大家注意的焦点。于是在上课时,经常提问一些他能够回答的问题,再表扬他,给他一种鼓励,然后提出一些要求,他也能够接受,上课纪律有了很大的进步。
1. 2 仔细观察抓住时机,激发学生内部动机 内驱力指在有机体需要的基础上产生的一种内部推动力,是一种内部刺激。有机体会产生各种需要,当需要没有得到满足时,有机体会产生内驱力,内驱力引起各种反应,反应导致需要满足。要深入去了解学生,对他们行为进行研究,学习
动机是能够通过老师的关心、鼓励和帮助而得到激发的。
一个有强烈的内驱力的学生更容易在学业上取得好的成绩,激发出学习的热情和愿望。有些学生虽然在学习上有些困难,但是他们有追求上进的心愿。对这样的学生老师要仔细观察善于识别出来,并激发他们潜在的学习动机。有些学生在碰到难题时会出现自暴自弃的现象,把书本一推,把笔一扔等。只要老师及时帮助他们度过难关,通过帮助解惑,解题实践,制订可行的阶段目标等方法,使学生成绩提高恢复自信,学习动机也更强了。
1. 3 创设丰富的教学情境,激发学生学习动机 以有趣的方式来设计一些惊奇的、复杂的演示或活动,以满足他们的心理需要,便可以激发学生的学习动机。
在上生命科学第一课时,先利用多媒体课件的直观表现形式,展现给学生一些生物体的细胞的形态结构,认识到人体奇妙的现象。利用受精作用和胚胎发育过程的录像片段,让学生感到一个生命的诞生是多么的不易,为自己的生命而感到自豪说:“我是4亿中最强大的一个。”形成了生命是可贵的要珍惜生命的正确认识。学生对生命科学有了初步的认识,为今后的学习奠定了一个良好的基础。
在课堂教学中,经常采用灵活多变的形式,有时采用多媒体的方式,有时用一些模型和挂图,有时用一些生动的录像资料,有时用生物实物或标本;有时用学生讨论的方式,有时用学生课前调查课内介绍的方式。变化的教学手段和方式可以给学生一些新鲜的感觉,也可以有利于学生的学习动机的持续发展。
1. 4 及时反馈提高效率,激发学习动机 学习结果的反馈具有信息作用,通过结果反馈,学生能够知道自己在学习上取得了多大进步,在多大程度上达到了目标,从而进一步激发学习动机。及时反馈在学习上的效果很显著。在教学中合理安排时间,每节课在完成新课教学后,留出5分钟给学生完成练习册题目,并及时上交作业,教师收到作业后及时抽出时间批改,当天返回到学生的手里,订正完,并且由教师批改,经过这样的环节,学生的错误能够及时得到纠正,为当天的学习划上一个圆满的句号。有时可以在课堂内学生先做练习,教师当场讲解题目,同学之间相互批改,再在课堂内及时地订正。在成绩较差的班级中采用及时反馈的作业训练,成绩有了提高,特别是中等偏下的学生。由于老师对他们的作业及时反馈,知识上的查缺补漏及时,而使学习的效果及时巩固。进步又是一种很大精神上的奖赏,能促进学习动机的加强。
1. 5 巧用奖励,激发外部学习动机 学习动机有外部奖赏引发的动机。当学生发现他们的行为与其所获得的某些外部奖赏之间存在某种关系时就会形成外部动机。外部的奖赏有成绩或者来自同学或家长、老师的赞扬。
在课堂教学中,教师可以利用表扬给与学生鼓励和激励,或者是用加平常分的方法来奖励;也可以利用一些物质奖励来激发学生的学习动机。
如在课堂教学中有时会需要一些教具或要查找资料,需要准备ppt等交流的东西。如果学生积极准备,并在课堂上交流的`就能够加平常分。对考试特别优秀的学生奖励一些小的学习用品,对于考试有大的进步的学生也奖励。在学生配合教师上了一堂成功的公开课后,教师给班级每一个学生奖励一块橡皮或者一支水笔等。这些方法确实对学生有激发学习动机的作用。
1. 6 开展生命科学学科竞赛,强化外部学习动机 竞争是激发学生学习动机的重要手段,能够唤起学生的高昂斗志和兴奋水平。教学中设计一些环节,强化学生们的学习动机。例如:在学习人体的内脏器官时,给每一位学生发一套剪贴图,比一比谁能最快,最准确的完成贴图的作业。
以小组为单位进行习题的抢答。老师把题目打在PPT上,然后分小组,抢答,并且记录成绩,对胜利组奖励或表扬。在年级中创设竞争的氛围,组织生命科学学科竞赛。优秀的学生脱颖而出,树立了榜样和竞争的对手。
2 利用迁移理论促进生命科学教
2. 1 学生已掌握的知识对当前学习的影响 对全体的八年级新生做了摸底的小测验内容是科学中的生命科学知识,了解学生的基础。在教学中发现,在测验中获得较好成绩的学生,对新课的学习表现出更积极的态度,能用比较有效的方式去学习新的知识,碰到有挑战性的问题时,更愿意用已有的经验和知识去解决这些新的问题。在测验中成绩较差的学生,对待学习的态度不够端正,遇到问题更趋于回避和等待,或者去请教其他的同学,甚至抄袭作业。知识基础会对新的学习产生影响,迁移的发生依赖于学生的基础知识,缺乏相应基础知识的学生在新知识的学习中落后于同伴。
2. 2 对先前习得的陈述性知识作出迁移,帮助学生获得新的陈述性知识 人们会运用过去的经验或他人的经验来指导自己在新情境中的思考。通过类比将现有的陈述性知识迁移至学习新的陈述性知识提供了某种结构。
例如在酵母菌的教学中,利用学生已有的细胞概念的知识对酵母菌的结构教学,先展示一个人体的白细胞的图片,要求学生说出动物细胞的基本结构有哪些;然后展示一个植物细胞的结构图片,要求学生说出其基本结构。再呈现出酵母菌细胞的结构,让学生观察分析酵母菌应该归到什么类别中去。学生发现,酵母菌有细胞壁,没有叶绿体的,所以不能分到植物和动物类群,而是真菌这一新的类群。把学生对细胞结构的知识迁移到新酵母菌的学习中,使他们对酵母菌的结构有更深刻的认识。
2. 3 利用先前已经习得的程序性知识做出迁移,帮助学生获得新的程序性知识 如在《观察人体的基本组织》的实验中,可以利用显微镜下观察洋葱表皮细胞的临时装片的实验。先复习行显微镜的基本结构,再复习显微镜的操作步骤。学生代表到讲台上演示操作步骤:选择所需的目镜和物镜、对光看到一个明亮的圆形视野、调节粗细准焦螺旋直到看到清晰的物象。用视频展示临时装片和永久装片的制作过程。让学生了解到玻片标本制作的方法。然后进行具体的人体组织永久装片的观察。由于具有使用显微镜的操作技能,学生在操作中都比较顺利,能够很快找到要观察的组织,并且看到清晰的图像,说出人体不同组织的排列特点。
2. 4 创设相似情境,促进正迁移的发生 利用正迁移,可以帮助学生对将要学习的知识产生兴趣,有学习的动机和愿望,也有利于知识的巩固和记忆。当前的情境与先前经验有表面相似性时,或者回忆起的情境与当前情境具有结构相似性时就会产生正迁移。
在学生的学习过程中,教师创设相似的情境,可以对学习产生正迁移。例如在解题的过程中,如果出的题目与老师在上课过程中出的题目相似,那么学生就比较容易正确的解答。而当出的题目与老师的例题相似性不大时,则学生不太容易正确答题。为了使学生在考试中也能够发生正迁移,教师在教学中要把考试中出现的考题的类型和出题的方法预先融合到教学过程中去。例如在讲到泌尿系统对维持内环境稳定的作用时,把尿液生成的过程与肾单位结构图相联系起来,在肾小球中发生了滤过作用,在肾小囊中形成了原尿,而在肾小管中发生了重吸收,形成了尿液。利用肾单位结构图和箭头符号的形式来描述尿液生成的过程。学生在课堂内有了这样的解题经验后,在考试中就能够很顺利的解答这道题,正迁移也就发生了。
2. 5 帮助学困生实现知识的迁移 学困生往往不能够把原有的知识背景迁移到新的情境中。学习困难的学生通常也不能把所学的策略自发地迁移到新情境中,所以对学困生的帮助要考虑到他们的特殊性。
2. 5. 1 记忆法来掌握陈述性知识 有的学生对陈述性知识记忆不牢固,在考试中不能够被迁移。可以让他们采用记忆法来掌握知识。在考试前的一段时间内教师进行个别辅导,不断地接触生命科学教学中的相关知识点,通过建立相关的背景知识,使学生掌握不同情境下有意义的知识背景,在考试中能够较好地发挥出来。
2. 5. 2 用陈述性知识引导程序性知识 有的学生对程序性知识的掌握较差,在操作中出错。例如在观察人体口腔上皮细胞实验中,会忘记如何去操作,就先利用简单的串联词记忆:净片———滴水———取材———展平———染色———观察。以陈述性知识的记忆为基础,边做实验边把操作步骤说出来,旁边有学生和老师帮助指出错误及时纠正。
2. 5. 3 引导学困生正确记笔记 在教学中要针对学困生上课记笔记的问题进行指导。如果记笔记方法不好,或者不懂得记笔记,很可能抓不住重点和关键点。
指导使他们形成良好的记笔记习惯,较好的把生命科学课上的关键性知识记录下来;通过记录资料的复习,有利于上课知识的迁移。
2. 5. 4 小组合作法掌握知识 有的学生的理解能力较差,对上课的内容不明白;有的学生上课能听懂,但具体的题目就不会做。面对学生的能力差异,可以组成学习小组的形式。通过取长补短,相互交流,来达成较好的迁移,集体完成一个共同的任务。例如在进行期末复习时,让学生自己组合形成一个个复习小组,他们都会根据自己所欠缺的找到相应的合作对象,能够较好的完成复习的任务,达到较好的效果。
总之,在初中生命科学的教学中,教师要努力创设丰富的情境;关注学生差异,激发学生的学习兴趣;及时反馈激发学习动机;仔细观察抓住时机,激发学生内部动机;巧用奖励,激发学生的外部学习动机;开展生命科学竞赛和学习竞争,强化学习动机。而迁移与教学过程中问题的解决有着密切的联系。为了使教学的效果更好,要努力促使正迁移的发生。
[1][美]托马斯。费兹科约翰。麦克卢尔著,吴庆麟等译。教育心理学———课堂教学的整合之路。上海:上海人民出版社[2]张大钧主编。教育心
理学。全国教育硕士专业学位推荐教材
生命科学的论文 2
【关键词】 生命科学技术;基因组学;生物芯片技术;针灸学
生命科学是21世纪的前沿学科,随着人类基因组研究计划的完成,人类更壮观的生命科学时代已向我们走来。针灸学是生命科学的分支学科之一,针灸学研究不仅是针灸学的,更是生命科学研究的一个重要组成部分,所有适合生命科学研究的理论、技术与方法,都同样适合针灸学研究。
1 生命科学与针灸学
针灸通过调整脏腑的阴阳气血、虚实正邪等达到治疗作用。它将疾病的病理过程作为一个整体,根据机体不同状况,选用不同穴位和不同针刺手法,影响多靶点和疾病过程的多个环节,激发机体自身内在的调整能力达到治疗目的。其整合作用不仅表现在影响疾病的病理过程,对体质改善也有作用,在解决疾病易感性方面优势明显。当前,人类的疾病已由以感染和营养失调为主的单因素疾病转向以机体自身代谢和调控失常为主的多因素疾病,以多环节、多靶点的整合调节为特点的针灸学,具有发展的独特优势。 现代生命科学对生命层次的整体性认识及各层次间的功能网络联系理解,与中医整体观是不谋而合的,在思维模式上有许多相似之处,不同的是表述方式和研究层次的差异。引入生命科学技术研究针灸既不会脱离中医整体观念等基础理论,而且还会使针灸研究更加客观化、定量化,使针灸的抽象思维建立在科学实验的基础之上。针灸学的任务是应用针灸的方法探索生命科学并在临床上应用其成果。利用多学科交叉的理论与技术优势研究针灸学,必将为解决当代生命科学重大问题做出突破性贡献。
针灸作用涉及到神经、内分泌、免疫等多种调节系统的相互作用,不同针刺条件可能会产生不同疗效,传统方法无法同时了解不同系统间动态作用,针灸的研究总是难以深入发展。针灸刺激可以引起人体各系统生理、生化水平上的多项指标的同步变化,失去了它治疗某种疾病机制上的相对特异性,难以取得突破性进展;针灸对某些基因表达具有一定调控作用,但针灸的调控无靶基因,且不清楚针灸对结构基因的功能有无调控;某些研究结果不能很好的指导临床。
人类基因组计划的突破,成为分子水平上理解机体器官以及分析与操纵分子DNA的又一里程碑,与之相发展并衍生一系列现代生物技术前沿:基因组学技术、生物芯片技术、蛋白质组学技术和生物信息技术。生命科学的发展从形态分类到细胞生物、分子生物。从研究方法途径来说,解剖学、细胞学、分子生物学互相渗透结合在一起,如果针灸不在细胞层次、分子层次、结构与功能关系层次、信号传递与效应层次、基因型与表现型层次上进行学科交叉,吸收最新观念、方法、技术,就会被淘汰。
2 生命科学技术的应用与针灸学研究
针灸研究吸收、借鉴现代生命科学的新成果,可使针灸疗法更加科学化,现代生命科学的发展为针灸现代化提供了千载难逢的良机。针灸临床和基础研究的成果已经并将继续为充实生命科学提供客观资料,为进一步探索生命科学开辟新的思路。经络现象、腧穴功能、经穴-脏腑相关、针灸调节作用及机制、针刺麻醉和针刺镇痛原理等研究结果,涉及到不少目前尚未能被生命科学解释的问题。
基因组学从分子水平辩证地研究整体的功能和联系,它从细胞超微结构及分子相互作用阐述了生命的物质基础,再经综合分析,用现代系统论、控制论、信息论和协调论等学说,把“孤立”的物质与组成整体的所有器官联系在一起,把局部的作用和整体的健康状况联系在一起。基因组学研究充分认识到基因之间相互联系的复杂性,反映出基因组学与中医(针灸)学在思维方法学上的趋近性,显示出研究思路与方法相互渗透的可能性。许多学者着手于研究针刺对早期基因家族、神经肽、神经递质、激素及其相关受体的影响及基因技术在针灸基础研究中的应用,发现针灸可能对某些疾病或病理现象具有一些基因水平的调节作用。我们应当从调控基因的功能着手治疗疾病,进行针灸的多环节、多靶点的调节作用研究。
生物芯片技术的发展不仅为生命科学的诸多领域研究带来一场革命,而且给我国新药的研究和开发以及中医药现代化带来了一次新的契机。基因芯片中的DNA微阵列可同时对大量基因的表达水平、突变和多态性进行快速准确的检测,观察针灸作用后大量基因表达改变的情况,不仅使我们能够了解到各种基因表达的变化情况,而且能够对基因间相互作用的关系和调控的渠道有初步的了解,有利于研究针灸这种全方位、多靶点作用的整体治疗方法及治疗过程中复杂的基因表达调控机制。抑制削减杂交技术是通过自身前后所提取的cDNA杂交,抑制并扣除其表达相同的非目的基因,而显示出两者表达有差异的目的基因。对于研究针灸这类作用靶点广泛,涉及大量未知基因表达的研究特别有用,对研究针灸的分子疗效及基因表达调控机制有重要意义。
蛋白质组学是对机体或组织或细胞的全部蛋白质的表达和功能模式进行研究,能清楚地表述细胞或组织或机体在特定时间和空间上表达的所有蛋白质。中医认为,疾病的发生主要是人体整体功能的失调,证候是疾病发展过程中某一阶段的病机概括。证候既然是有规律的病理表现,就必然有其物质基础支配机制。中医证的本质是细胞内基因诱生性表达的细胞因子,证的基本发病机制是由于细胞因子网络功能紊乱的结果。细胞因子的本质是多肽,即蛋白质组研究的主要内容之一。从蛋白质水平可以反映细胞或组织特异性表型和表达模式,与临床症状和体征有必然内在联系
。针灸作用突出的是多层次、多脏器、多水平调理过程,与整体和全局为出发点的蛋白质组学有着天然的亲和性。双向电泳、色谱、蛋白质芯片及质谱分析等技术为蛋白质组学研究针灸提供支持。生物体在生长、发育和适应环境的'过程中蛋白质始终处于动态的变化过程,采用对基因组的表达产物-全套蛋白质的研究对于针灸现代化具有重要的意义。
针灸发挥作用的基本环节是效应物质与生命分子之间的直接或间接的相互作用。针灸效应必然会引起从遗传信息到整体功能实现中的分子、细胞、器官、整体多个层面的结构与功能状态的改变。虽然决定这些结构与功能的基础是基因,但其直接的决定因素主要是基因翻译后的蛋白质。以蛋白质表达为指标,采用蛋白质组相关分析技术,以蛋白质调控改变和功能修�
生物信息学是在人类基因组计划研究中面对巨大且具有高度复杂性的生物数据的管理和分析需要而产生和发展起来的一门新兴学科。以生物信息学的有关理论与方法作为桥梁,将生命科学中最前沿、最热点的研究与中医针灸联系起来,以信息、系统的观点切入针灸研究,有助于深入了解以整体观、辨证论治、辨经论治为核心的针灸疗法。将诊断、辨证和治疗的各种数据集中起来,借鉴当代生物信息技术,充分利用国内外现有的文献信息资源,建立各专业及相关的数据库,可逐步达到文献和信息的数字化。通过对数据进行整理、完善和提高,以及与国际相关数据库信息网的连接,高效地获得大量有用的信息,从多层次信息中发掘中医针灸的科学内涵。
3 结语
21世纪是信息时代,以生物信息技术为桥梁的综合研究很可能是针灸现代化研究的突破口。基因组和蛋白质组研究与生物信息学技术互相推动,并行发展。近年来,强调整体思维模式的中医学正逐渐受到世界医学界的重新认识和再评价,高通量、大规模平行性研究方法如生物芯片、大规模筛查系统和生物信息学等,为研究中医药基本理论提供了新的思路和方法。而充分运用基因组、蛋白质组、生物信息学等现代先进科技手段来分析针灸效应,以“国际通用的医学语言”阐明针灸效应及作用原理对针灸现代化研究具有重要意义。尽管我国在针灸临床研究上取得了许多重要的成果,但由于方法学上存在着某些不够规范的地方,限制了世界医学科学界对它的进一步认同,对生命科学技术在针灸学研究中的应用进行深入探讨非常必要。
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生命科学的论文 3
[摘 要]生命科学是以生命为研究对象的科学和技术的总称,它是研究生命活动及其规律的科学,并涉及到医学、农学、健康、环境等领域。本文通过从对生命科学的认识和思考、生命科学与社会发展的关系以及生命科学与我们生活的关系等方面?M行简要阐述。
[关键词]生命科学、本质、发展、应用、社会、生活
一、对生命科学的认识和思考
现代社会科学技术的飞速发展,极大地推进了人类社会的进步,而生命科学领域更是尤为突出,生命科学的进展给我们的生活带来了天翻地覆的变化。生命科学与生物技术早已成为当
大千?生命世界,数以百万计的不同物种虽然在形态结构和行为活动上表现得千差万别,但生物世界中最本质的东西却是高度一致的。构成生命的化学元素和生命大分子在化学组成都是由C、H、O、N、P、S等化学元素和4种核苷酸、20种氨基酸、糖类、脂肪等基础生物大分子组成,这些成分是生命构建和一切生命活动得以进行的基础;所有生物体都能够进行新陈代谢,并在新陈代谢过程中不断的生长;所有生物体都能够进行繁殖产生后代,由于受基因控制和基因改变的影响,生命的繁殖表现出高度的遗传和变异特性。
细胞是生命存在的最基本形式,是一切生命活动的基础,被称为生命的基本结构单位和功能单位。
从宏观角度看,地球上的生物构成了一个复杂的生态系统,在这个系统中,生物之间相互依赖、相互制约。生命科学是一门历史悠久的学科。在人类文明的初期,人们就注意到了生命与非生命的区别,并对生物进行观察、描述,收集整理了大量的材料。17世纪前,由于科学技术水平的限制和神学对人们思想的影响,古老的生物学始终停留在观察和描述阶段。直至20世纪以来伴随物理化学等有关学科的发展生命科学的一些基本概念和理论建立起来了。20世纪后半叶,随着分子生物学的兴起,生命科学的发展获得了前所未有的速度,一方面传统生物学的学科分支进一步深化、细化,另一方面学科间的交叉进一步加强。20世纪70年代以后,以生物工程、克隆技术、PRC技术等为主要内容的现代生物技术取得突飞猛进的发展
二、生命科学与社会发展
生命科学是一门神圣的学科,社会的发展离不开生命科学。
医学领域:1929-1943年,青霉素的发现,拯救了二战后期几百万人的生命,抗生素的广泛使用。
遗传学领域:1953年,沃森和克里克首次提出DNA双螺旋结构,揭开了遗传的神秘面纱。
生命科学领域:1997年2月,首例哺乳动物――克隆绵羊“多莉”的诞生;农业领域:转基因棉的研制成功,害虫防治的突破发展。
环境领域:“超级菌”的研制成功,极大程度上解决了海上石油污染的问题。
目前,社会上出现了很多种复杂的疾病,例如糖尿病、心脏病等,光靠有限的医学药物是远远不够的,好多人因此丢失了生命,基因工程的出现给医学领域带来了曙光,科学家们利用基因工程生产出某些特殊的基因和世界上难找的蛋白质,比如说,科学家利用转入转胰岛素基因的大肠杆菌来生产人们所需要的大量胰岛素,大大缩短了胰岛素的生产周期,治愈了更多的胰岛素病人。基因工程还生产出了大量的基因产品,如人的生长激素、干扰素、白细胞介素-2等,对人类的发展起到至关重要的作用。
三、生命科学与我们的生活
进入二十世纪八十年代,生命科学更使势不可挡,雄居影响当代人生活的四大科学之首,目前,生命科学已经成为21世纪当之无愧的带头学科。国际核心期刊论文发表生物学占着越来越多的比例,世界优秀科技成果评选总不会离开生物学的最新成果,无论从这些还是从对人类生活及思想的影响来看,生命科学都是当今世界科学研究的'核心,最为炙手可热的领域
以下一些生活中的案例来说明生命科学对我们生活的影响:
在山东,医学专家为60岁的刘为荣换了心脏。我国自上世纪80年代末开始做心脏移植手术以来,刘为荣是年龄最大的“换心人”,现在他像正常人一样安排起居。
在上海,上海生物制品研究所生产出第一批高质量的新流感裂解疫苗。流感裂解疫苗不仅接种保护效果好,而且临床副反应极少,适合各种年龄段的人群接种,最受市场青睐。
在日本,东京齿科医科大学和大日本印刷公司借助特殊的印刷技术,成功培育出与人体血管原来形状相同的毛细血管,有望用于治疗心肌梗塞。
在美国,其国家人类基因研究所宣布,他们已绘制成功首张狗基因测序草图,显示狗与人类的基因数量大致相同。这一成果有助于人类对与基因相关的疑难病症的研究。
在新加坡,科研人员发现经高温和超声波加工处理后的动物骨骼植入人体后,可能不会发生感染或排斥反应,这为异体骨骼移植带来了新希望。
在韩国,研究人员首次培育成功转基因荧光鸡,使转基因鸡蛋在食品、制药等领域的大规模应用进了一步。
以上这些告诉我们,生命科学就是为我们的生活服务的,它的出现和发展就是为了使我们的生活更加美好。
诸如此类,生命科学可以解决的事情还有很多,只要是生活中能想到的方方面面,都能见到生命科学的踪影。
也许会有人问,生命科学现在的作用已经真么大了,那未来呢?未来又会怎样?我们可以尽情展开我们的想象。也许所有以前神话里的事情,将来都会发生,也许我们会生出一双翅膀,能像鸟儿一样在天空飞翔;也许我们能像鱼一样在水里自由呼吸;也许我们都能长生不老,永远保持年轻;也许……总之,这一切都将随着生命科学的不断发展,逐步实现。
生命科学概论论文 4
一、“通识教育”与生命科学教育
1、“通识教育”理念的认识
通识教育是指对所有大学生普遍进行的有关共同内容的教育,包括基础性科学知识的传授、公民意识的养成、健全人性的熏陶以及一些非专业性的实际能力的培养。其目的在于:培养学生具有广博的科学基础和文化背景,提高学生的价值观念、历史视野、认知风格和创新能力。使学生能够创造知识、自我更新、适应社会多种职业需求和社会环境的变化,从而实现个人的最高价值。
我国现行的本科教育过分注重专业知识和技能的培养,已不适应现代社会知识面广、适应力强、具有思辨和创新能力人才的要求。因而注重能力、方法和性情培养的通识教育日益受到我国高等教育界的普遍关注。专业教育与通识教育结合,培养现代社会所需要的高素质人才,已成为高等教育发展的必然选择。
2、生命科学教育是通识教育的重要领域
目前困扰人类生存和发展的诸多重大问题:人口膨胀、粮食不足、环境污染日益严重、能源短缺、生态平衡失调、疑难疾病等的解决均寄希望于生命科学和技术的进步。生命科学已成为自然科学向前飞速发展的带头学科,它与物理学、化学、数学、计算机科学等学科紧密相关。如:人类基因组计划和基因芯片的研究,要求计算机技术、化学、物理等各个领域的知识和理论的融合;在化学工程领域,化学合成过程中可以引入生物催化等。人类基因组的解读改变我们对生命整体的认识,生命中最基本的生、老、病、死将重新在基因组研究的剖析下体现其隐密性,这对未来社会各个层面的发展不论是工程、法律、经济等学科均将产生重大的影响。生命科学不仅拓宽了传统学科的理论和技术,同时生命科学技术的发展也带动了自然科学的学科交叉及边缘学科的空前发展。生命科学类通识教育的开展,对完善学生知识结构,培养具有现代生命科学意识的综合人才发挥重要作用,生命科学教育是通识教育的重要领域,高等教育中生命科学通识教育势在必行。
二、生命科学通识教育现状
通识教育作为一种教育理念近年来逐渐被我国教育界所接受和认同,国内的一些知名高校开始着手实施通识教育,并开展了现代生命科学相关领域专业及通识的训练,全国已有几十所高校开设了非生物类本科生“生命科学导论”或“普通生物学”或“生物工程概论”等生物学课程,编写出版了不同类型的适用于非生物类不同层次类型生物学课程教学的多种教材、系列课程教学大纲及网络课程和普及读物,以满足不同层次学生的需求。但仍有相当部分普通高校在生命科学通识教育特别是非生物专业生命科学的通识教育的认识和实施上存在许多片面和不足。我校生命科学通识教育在生物专业中处于刚刚起步阶段,仍有许多值得探究和改进的地方,而非生物专业中的生命科学通识教育仍然没有启动,如何在“通识教育理念下开展生命科学教育,实现面向全体学生的生命科学通识教育是一个值得探讨的问题。
三、“通识教育”理念下如何开展生命科学教育
1、根据生源特点,设定相应教学目标
通识教育课程要求的是一种基础性的、普适性的课程内容,强调对基本原理与基本方法的学习。因为学生学习的知识越基础,接受新知识的能力、解决新问题的能力就越强。不应把过多的应用性课程和专业性较强的课程列入通识课程中。因此,对高校生命科学通识课的教学目标定位如下:通过学习,不仅让学生了解生命科学的发展历史、研究领域、研究手段和研究成果,还要让他们深入了解某些热点研究领域的最新成就和进展以及生命科学和其他学科的相互交叉、相互渗透,从而激发学生对生命科学的求知热情和探索兴趣,拓宽知识面,帮助和促进学生形成一种科学的、理性的思维方式,培养他们具备科学的思想和方法处理和解决学习中碰到的难题。
面对与生命科学关系比较密切的理工科专业本科生,生命科学作为一门基础课程,其课程目标在于使非生命科学类专业的理科学生掌握生命科学基本知识和愿理,拓宽知识领域,完善知识结构,开阔思路,培养科学思维能力和创新精神,提高整体素质;激发对生命科学的兴趣和创造性火花,从各自的领域出发寻找与生命科学的交叉点,探索生命科学的奥秘;特别是增强多学科交叉与渗透的意识,为跨学科学习和研究奠定基础,以利于成长为适应未来社会需要的跨学科高层次的人才。面向文科各专业以及部分理科专业的本科生,生命科学作为供全校学生选修的一门文化素质课程,其课程目标是拓宽学生的知识面,改善知识结构,提高综合素质,适应未来社会的需要,并为商界、新闻界、法学界和其他领域决策层储备高素质、复合型和创新型的人才;同时,通过了解人类自身、了解人类与环境的关系,建立科学的世界观,增强现代健康意识,升华人格。
2、根据教学目标选择教学内容
根据以上教学目标,在教学内容的选择上,既要使生命科学的系统知识与21世纪生命科学的重大学科方向和领域、面临的重大理论和应用问题以及解决这些问题所需的技术和方法等学生感兴趣的热点问题有机地结合,又要增强多学科交叉与渗透的意识,为跨学科学习和研究奠定基础。不同专业、不同年级的学生有着不同的背景和基础,因此,对讲授的内容就要求不同,可供开设的相关课程有:生物学与人类文明、生物技术、基因工程、人体生物学、疾病与保健、观赏动物养殖、生态与环保、环境保护与人类生存和发展、人体奥秘、营养与健康、性科学与性教育、生物伦理、庭园艺学、室院花卉、微生物与人类健康、生物史、遗传与优生、家庭小药房、生理心理学、昆虫与人类、生物进化论、生物学前沿、动物世界、生物学方法论、花卉欣赏与养护、人口问题讲座、遗传与健康、植物叶贴艺术与标本制做、生物科学技术及实验,等等。多模式地开设生命科学通识课,不仅可以满足学生对不同专业领域知识的渴求,更可以丰富他们的专业知识。
3、改进传统教学方法,激发学习兴趣
通识教育要求教师传授给学生的并不仅是死板的知识与技能,而是传授他们正确的科学观和思考问题、解决问题的逻辑方式,提高他们的知识视野与科学素养,努力培养他们的思维方式、洞察力、智慧和探索精神。为突出生命科学的学科特点,在教学上可以多采取系列讲座方式,根据不同的教学目标选择其中相关内容,然后将讲授内容分为几个部分,每部分又分为几个专题,每部分有各自的中心,各个专题前后之间相互联系,又各自相对独立。在传授方式上,多开设一些研讨班形式的课程,使课程本身成为教师与学生合作开展探究知识的过程,保持学生与教师之间的良好沟通,在民主、自由的课堂中,激发学习兴趣,才能更好地达到通识教育的。目的。另外要采用多媒体教学方式,大量增加动画和音像教学的比例,尽可能展现生命科学丰富多彩的一面。通过多种教学手段相互补充,使学生对一些陌生的生命科学概念、生物技术的原理和操作、生命科学的微观现象和生命进化历程等有更直观的认识。
4、提供多种形式的考核方法
课程考核具有成绩检测、信息反馈、导向激励等多项功能。生命科学通识教育应强调多层面、多方式和多层标准,重视综合素质与知识运用的考核。多种形式的考核方法对生命科学通识教育的开展起很大的促进作用。可供尝试的方法有:笔试与实验操作相结合,期中考核与平时成绩相结合,开卷与闭卷相结合等多种形式的考核方法;另外,作业、课堂提问、小组答辩赛、课程小论文以及对本课程提出建设性建议等均可作为平时成绩考核方面。灵活多样化的考核方式避免了学生为考试而学习的被动状态,有效检测并促进学生自主学习激情,从而实现生命科学通识教育的最终目标。
生命科学概论论文 5
人类基因组计划与人类健康
摘要:
由美、英、法、日、德和中国科学家共同完成的“人类基因组计划”,历时十年,测定了相当于一个人类个体基因组的全部序列,从而翻开了生命科学和人类文明史上崭新的一页。
“科学作为一种职业是有三个不互相排斥的目的:满足科学家的好奇心,这是心理目的;是发现物质世界的规律,是科学的理性目的;对事物的了解用来解决人类面临的问题,是科学的社会目的。”
——前言
一、人类基因组计划简介
基因组是一个物种中所有基因的整体组成。人类基因组有两层意义:遗传信息和遗传物质。要揭开生命的奥秘,就需要从整体水平研究基因的存在、基因的结构与功能、基因之间的相互关系
人类基因组计划(human genome project, HGP)是由美国科学家于1985年率先提出,于1990年正式启动的。美国、英国、法国、德国、日本和中国科学家共同参与了这一价值达30亿美元的人类基因组计划。这一计划旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组精确测序,发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置,破译人类全部遗传信息。与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划� 遗传图谱的建立为基因识别和完成基因定位创造了条件。意义是6000多个遗传标记已经能够把人的基因组分成6000多个区域,使得连锁分析法可以找到某一致病的或表现型的基因与某一标记邻近(紧密连锁)的证据,这样可把这一基因定位于这一已知区域,再对基因进行分离和研究。对于疾病而言,找基因和分析基因是个关键
(二)物理图谱:
物理图谱是指有关构成基因组的全部基因的排列和间距的信息,它是通过对构成基因组的DNA分子进行测定而绘制的。绘制物理图谱的目的是把有关基因的 遗传信息及其在每条染色体上的相对位置线性而系统地排列出来
(三)序列图谱:
DNA序列分析技术是一个包括制备DNA片段化及碱基分析、DNA信息翻译的多阶段的过程。通过测序得到基因组的序列图谱
(四)基因图谱:
基因图谱是在识别基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的结合有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱。在人类基因组中鉴别出占具2%~5%长度的全部基因的位置、结构与功能,最主要的方法是通过基因的表达产物mRNA反追到染色体的位置是在识别基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的结合有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱
三、HGP对人类的重要意义
(一)HGP对人类疾病基因研究的贡献
人类疾病相关的基因是人类基因组中结构和功能完整性至关重要的信息。对于单基因病,采用“定位克隆”和“定位候选克隆”的全新思路,导致了亨廷顿舞蹈病、遗传性结肠癌和乳腺癌等一大批单基因遗传病致病基因的发现,为这些疾病的基因诊断和基因治疗奠定了基础。对于心血管疾病、肿瘤、糖尿病、神经精神类疾病(老年性痴呆、精神分裂症)、自身免疫性疾病等多基因疾病是目前疾病基因研究的重点。健康相关研究是HGP的重要组成部分,1997年相继提出:“肿瘤基因组解剖计划”“环境基因组学计划”
(二)HGP对医学的贡献
基因诊断、基因治疗和基于基因组知识的治疗、基于基因组信息的疾病预防、疾病易感基因的识别、风险人群生活方式、环境因子的干预
(三)HGP对生物技术的贡献
1.基因工程药物:分泌蛋白(多肽激素,生长因子,趋化因子,凝血和抗凝血因子等)及其受体
2.诊断和研究试剂产业:基因和抗体试剂盒、诊断和研究用生物芯片、疾病和筛药模型
3.对细胞、胚胎、组织工程的推动:胚胎和成年期干细胞、克隆技术、器官再造
(四)HGP对制药工业的贡献
筛选药物的靶点:与组合化学和天然化合物分离技术结合,建立高通量的受体、酶结合试验以知识为基础的药物设计:基因蛋白产物的高级结构分析、预测、模拟—药物作用“口袋”
个体化的药物治疗:药物基因组学
(五)HGP对社会经济的重要影响
生物产业与信息产业是一个国家的两大经济支柱;发现新功能基因的社会和经济效益;转基因食品;转基因药物(如减肥药,增高药)
(六)HGP对生物进化研究的影响
生物的进化史,都刻写在各基因组的“天书”上;草履虫是人的亲戚——13亿年;人是由300~400万年前的一种猴子进化来的;人类第一次“走出非洲”——200万年的古猿;人类的“夏娃”来自于非洲,距今20万年——第二次“走出非洲”?
(七)HGP带来的负面作用
侏罗纪公园不只是科幻故事、种族选择性灭绝性生物武器、基因专利战、基因资源的掠夺战、基因与个人隐私
四.人类基因组计划大事记 1990年10月
被誉为生命科学“阿波罗登月计划”的国际人类基因组计划启动 1998年5月
一批科学家在美国罗克威尔组建Celera遗传公司,目标是投入3亿美元,到2001年绘制出完整的人体基因图谱,与国际人类基因组计划展开竞争
10月23日
美国国家人类基因组研究所在美国《Science》(科学)杂志上发表声明说,人类基因组计划的全部测序工作将比原计划提前两年,即在2003年完成 1999年3月15日
英国韦尔科姆基金会宣布,由于科学家加快工作步伐,人类基因组工作草图将提前至2000年完成 9月
中国获准加入人类基因组计划,负责测定人类基因组全部序列的1%,也就是3号染色体上的3000万个碱基对,使中国成为继美、英、日、德、法之后第六个国际人类基因组计划参与国,也是参与这一计划的唯一发展中国家
12月1日
国际人类基因组计划联合研究小组宣布,他们完整地译出人体第22对染色体的遗传密码,这是人类首次成功地完成人体染色体基因完整序列的测定。
2000年3月14日
美国总统克林顿和英国首相布莱尔发表联合声明,呼吁将人类基因组研究成果 4 公开,以便世界各国的科学家都能自由地使用这些成果。他们是针对一些私营生物技术公司为了商业利益而与国际人类基因组计划展开竞争,并试图将自己的研究成果申请专利而发出此声明的 4月6日
Celera公司宣布已破译出一名实验者的完整遗传密码。但不少欧美科学家对Celera公司的成果表示质疑,认为该公司的研究“没有提供有关基因序列的长度和完整性的可靠参数”,因而是“有漏洞的”
4月末
我国科学家按照国际人类基因组计划的部署,完成了1%人类基因组的工作框架图
5月
国际人类基因组计划完成时间再度提前,预计从原定的2003年6月提前至2001年6月
5月8日
由德国和日本等国科学家组成的国际科研小组宣布,他们已经基本完成了人体第21对染色体的测序工作。
6月26日
各国科学家公布了人类基因组工作草图 2001年2月
人类基因组工作草图公开发表
2003年,人类基因组计划的测序任务圆满完成总结:
人类基因组计划(HGP)的目的是解码生命、了解生命的起源、了解生命体生长发育的规律、认识种属之间和个体之间存在差异的起因、认识疾病产生的机制以及长寿与衰老等生命现象、为疾病的诊治提供科学依据。其对人类健康的意义主要体现在以下几个方面:
首先,我们可以明显的发现人类基因组计划的发展极大的促进了药物与疫苗的开发与上市,为疾病的治疗和预防提供了更多有效的工具。近来,我国研制并生产了全球第一个基因治疗药物“今又生”。另外,对于基因的深入研究也使我们有更多的靶点用于化学药物的开发。
其次,人类基因组计划带动了诊断与检测产品及方法的研究开发。目前已经有千余种疾病可以通过基因检测来发现或诊断。其中很多已经用在临床上或处于实验室应用阶段。对于成年人遗传疾病的诊断和筛选,比如乳腺癌,遗传性糖尿病等都可以检测出来。检测出疾病之后,可以针对这些疾病进行非常有效的治疗。
另外,人类基因组的发展,促进了预测以及预防医学的发展。目前我们还的很多疾病,主要慢性疾病都是呈增长的趋势。其中最重要的是高血压,它是涉及全国1.45亿人的慢性疾病。而且它还在悄悄的撒网,危险还在继续增加。这是为什么呢?因为在患高血压的人群中,有70%的人还不知道自己患病。即便是知道自己患有高血压的人群中,也仅有一小部分得到有效的治疗。其他一些疾病,如肿瘤、冠心病等依然严重威胁着国人的健康。对于这些疾病,目前还没有有效的治疗手段。因此,慢性疾病的预测与预防的意义更加显著。通过个人基因组测序或者其他基因检测,我们可以了解一个人的基因型,从而预计一些疾病发生的可能性。疾病的发生是人体自身的基因与外部环境共同作用的结果。因此,通过营造一种适当的外部环境,应当可以达到预防疾病的目的。可以说正是基因组计划与基因组科学的进展,使得人们可以更加清楚地了解自身的基因及其与疾病的关系,从而更好的实现疾病的预测与预防(不但可预防当事人日后发生疾病,还可预防其后代发生同样的疾病)。
最后,人类基因组计划的发展,将实现个体化医疗与个体化健康的发展。通过个人基因组测序,依据每个人的基因组信息,可以清楚每个人患某种疾病的风险,清楚其对不同药物的反应状况。也可以明确是什么样的病原导致疾病的发生,这些病原对什么样的药物或治疗方式敏感。在这些信息的基础上可以真正做到因人而异,对症下药,实现个体化的医疗。而对于处于健康以及亚健康状态的人,也可以根据其基因组的基本信息与基因表达的状态给出个性化的健康方案与相关建议。
参考文献:
《医学研究家杂志》 老社教学博客 黄河新闻网 百度百科 百度知道 维基百科 维普网
纳米科学技术概论论文 6
1 在教学中开展学科交叉的必要性与重要性
现代科学体系自近代建立以来长期呈现分化的发展趋势, 学科越分越细, 但随着人类对自然与社会发展规律认识的深入, 到了20世纪七八十年代, 科学的学科门类在继续分化以外, 还出现了综合的趋势, 现代经济和社会的问题越来越复杂, 一个单一学科很难回答经济和社会发展中的问题, 使得21世纪成为多学科交叉综合大发展的时代。所以, 打破学科界限, 强调学科综合、提升综合素质、培养复合型人才成为一个很重要的趋势。回顾从生命科学与生物技术的学科发展史, 在生命科学的发展过程中, 由于其它科学技术的进步, 使生命科学得到了突飞猛进的发展。生命科学之所以能成为当今世界自然科学领域的领先学科, 不仅依靠生物学家, 还必须依靠数学家、物理学家、化学家、信息科学家、环境科学家以及工程科学家等不同学科专家的共同努力[2]。例如通过生命科学与物理学科的交叉, 推动了对微观生命现象的研究, 发现了细胞, 建立了细胞学说, 通过对细胞微观结构及其遗传代谢规律的研究, 在此基础上逐渐产生了微生物学、遗传学、细胞工程、分子生物学等多门现代生命学科。自19世纪开始, 通过化学与生命科学的结合, 氨基酸、核酸、蛋白质、酶等一系列化合物被发现, 通过其代谢过程的研究最终产生了生物化学, 并促进了生物工程、发酵工程、酶工程、代谢工程、基因工程等一系列现代生物技术的发展。近年来通过分子生物学、基因组学、信息科学和工程技术等学科交叉融合产生的合成生物学通过设计和构建生物部件、装置系统, 并重新设计现有的天然生物系统, 将对下一轮产业竞争如能源植物的改造、能源和医药化工产品的高效生物合成产生重要影响[3]。进入21世纪, 社会科学开始广泛涉入生物技术的知识产权研究及生命伦理学等领域, 进一步规范了生命学科的发展方向。由此可见学科交叉是生命学科乃至科学发展的必然规律。
自然、环境、资源等已成为当今人类社会所面临的主要问题, 人类已经意识到妥善解决这些问题需要多学科的交叉融合并形成综合的系统方案, 这就要求培养知识面宽广并具有创新意识的复合型人才。生命科学与生物技术概论课程可以为该体系人才的培养提供相关的知识基础与科学素养, 客观上要求该课程应从学科交叉的角度开展教学。尽管生命科学是在学科交叉过程中发展壮大的, 但非生物专业的学生往往很难找到本学科与生命科学的交叉点, 因此对相关知识的认识往往流于形式, 很难形成共鸣, 更不能培养相关的科学素养, 因此, 通过教师的教学进行有的放矢地引导具有非常重要的作用。
2 根据学生的专业背景安排教学是实现学科交叉的基础
由于生命科学与生物技术概论已成为理工科学生甚至文科学生日益关注的公共选修课, 使该课程教授的对象具有两大特点: (1) 学生的专业背景迥异。选修该课程的学生几乎涉及了理、工、经、文、法等各个专业, 其中化学工程、材料工程、环境工程、应用化学等专业的学生具有足够的背景知识, 对该课程的主要教学内容较易理解, 而更多的专业如电子、通信、经济管理、外语、法学等在整个培养方案中几乎不涉及相关知识背景的学习。 (2) 学生的知识基础参差不齐。中学教育阶段开设有生物学、化学等相关课程, 但由于长期存在的文理分科及“高考指挥棒”效应, 导致相关学习流于形式。对本校选课学生的调查发现:理工科学生中近半数在高二后未再接触生物学或化学, 而文科学生中这一比例近100%;即使是已参加过以上课程高考应试的学生中, 知识遗忘现象亦很普遍, 课堂摸底中发现70%以上的学生不知道细菌是否属于单细胞生物。但同时也发现一些学生具有良好的专业知识基础, 甚至熟知基因工程的原理与基本操作步骤。因此必须从学生的知识基础及背景这个实际出发安排教学才能促进多学科的交叉, 主要包括2方面。
(1) 根据专业背景与知识基础的差异设立教学班。公选课采用大班授课, 教学实践表明, 专业背景迥异的学生往往其知识基础也存在显著差异, 安排在同一教学班, 理论上可以促进不同学科的交流、拓展思路, 但实际操作中往往难以结合各专业学生的实际情况, 导致最后回归至同一教案、同一内容的传统教学, 学生或缺乏兴趣, 或难以理解, 导致效率低下。因此确立了“文理分离, 相近合并”的排课原则, 尽量将具有相同或相近专业背景的专业安排在同一个教学班, 将选修的各专业按“化学材料、能源环境、机械建工、电子信息、经贸管理、法学外语”大类进行分班教学。
(2) 根据专业背景与学科交叉点设置教学内容。作为一门公共选修课, 任何一本相关的“生命科学导论”或“生物技术概论”教材都不可能适合所有专业的学生学习, 同时教材内容往往涵盖了现代生命科学与生物技术的主要范畴[4~5], 从生命起源到基因工程, 从生物医学到生物信息学, 该课程仅为24学时, 因此教学内容及教案必然要有所侧重与取舍。我们首先根据宏观-微观-宏观的原则确定了基本教学内容, 包括:生命的起源与进化、细胞、生命的化学组成、遗传、基因工程、生物信息学、资源与环境、生物技术概论并补充当前生命科学领域内的研究热点 (生物材料、生物能源、生命伦理) 作为教学补充。在此基础上对不同大类的教学班, 确定相应的教学重点, 如化学材料类与生命科学关系较密切, 以“生命的化学组成”、“生物技术概论”为教学重点, 介绍其与化学工程、材料工程的相互渗透, 探讨其对传统化工及材料工业技术发展的影响;对电子信息类专业重点教授“基因工程”、“生物信息学”, 介绍信息技术对生命科学特别是分子生物学的推动, 讲授生物芯片技术的机理与应用;对经贸管理类, 则采取科普性教学, 重点讲授“生命的起源与进化”、“细胞”、“资源与环境”及生物技术对人类生产与生活方式的影响。实践表明, 以相关学科与生命科学的结合�
3 探索与讨论式的教学方式是促进学科交叉的关键
传统的“注入式”教学方法在面向生物专业学生时, 其弊端往往因为学生在课前课后的自我努力程度差异而显现不出, 但是对于非生物专业的学生, 这样的教学效果就会大打折扣[6]。在教学中我们体会到:即使是最生动的多媒体课件, 如果只是教师单方面的讲授难以激发学生的学习积极性, 必须鼓励学生自主学习, 即根据其专业背景, 结合已有的基础知识, 对学习的内容进行探索与总结, 变被动为主动。因此在教学中我们经常结合重要知识点布置一些小课题, 让学生在课外查阅资料, 然后在课堂上进行广泛讨论, 在讨论中教师将各学科的知识引入到相关问题中, 并解释其所能发挥的作用, 通过讨论让学生掌握其中的原理与要点, 了解发展动态, 激发学生的兴趣, 拓展思路。例如在讲授生物能源时, 提前让学生查阅关于生物能源的背景资料, 了解发展生物能源的原因、生物能源的种类与优点, 在课上讨论时, 教师通过巴西发展甘蔗酒精的应用实例说明走可持续性发展道路对人类生产方式的影响与意义, 然后根据教学班专业的不同地将讨论的方向引向学生所熟悉的学科领域中, 如对理工专业的学生主要探讨如何降低生物能源的生产成本、如何将渗透汽化等新型化工手段应用于该领域, 如何从生物能源出发开发新一代动力系统 (氢燃料电池) ;而对文科专业则重点探讨发展生物能源产业应注意的宏观问题 (如“与人争粮, 与粮争地”、“如何建立自主的知识产权”) 和现有的解决方法及其优缺点 (发展新一代生物燃料、原料的替代等) ;最后将讨论回归于合理发展生物能源对促进全社会节能减排的作用。在整个讨论中还可将之前学习的部分内容如糖类物质的分类、工业微生物、基因工程的原理、发酵的一般过程等相关知识点进行随堂复习, 在实现学科交叉的同时加强其对重点内容的掌握。
4 运用合理的考核手段检验学科交叉的教学效果
考核的目的是为了加深学生对现代生命科学与生物技术的基本认识, 使他们认识到生命科学与各专业学科之间的直观或潜在联系, 正确看待该学科与其他学科融合对人类社会发展的影响。在具体实施中, 将学生的课堂互动与课后资料的检索纳入到平时成绩。对课程考试采取因专业而异的原则设定试题与考试方式, 对化学、化工、材料、环境、能源等与生命科学或生物技术关系密切的专业采用闭卷考试方式, 在考察课程基础知识的同时, 重点考察学生对相关领域中学科交叉现状的了解程度;对其他背景迥异的专业则以开卷考试的方式, 除了测试是否具备生命科学相关的基本素养外, 重点考察其对生命科学与社会发展之间关系的认识。对以上涉及到学科交叉的具体试题不设单一的标准答案, 鼓励学生在答题中发表自己的见解。
通过以上的教学探索, 激发了广大学生对生命科学与生物技术概论的学习兴趣, 课后, 很多学生与授课教师交流其对生命学科的认识及其对相关交叉领域的思考, 根据统计, 我校每年均有数十名来自化工、材料、机械、化学等专业的本科生报考生物工程类的研究生并有相当的考生被录取, 还有一些学生将生命科学的一些原理与方法引入到其相关专业的创新设计及科学研究中, 这些均促进了我校各学科群之间的交流, 拓展了化工、生物、材料、自动化等学科方向的研究思路与合作空间, 取得了良好的教学效果。
参考文献
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[2]雷正瑜。从生命科学的发展谈多学科交叉融合的必然性[J].湖北生态工程职业技术学院学报, 2006, 4 (2) :1~3.
[3]匡廷云。学科交叉在生命科学研究中的作用[J].杭州师范大学学报 (自然科学版) , 2010, 9 (3) :161~164.
[4]季静, 王罡。生命科学与生物技术[M].北京:科学出版社, 2005.
[5]吴庆余。基础生命科学[M].北京:高等教育出版社, 2004.
生命科学的论文 7
摘要:在生命科学概论的遗传学教学过程中,教师可采用专题讨论的方式,激发学生的学习积极性,拓展知识面,成为传统讲授式教学的有益补充。本文就专题讨论教学在生命科学概论的遗传学教学中的应用、优点和存在问题等进行阐述。
关键词:生命科学概论;遗传学;专题讨论;教学模式
21世纪的生命科学与其他学科的相互渗透和相互促进,对社会和经济的发展以及人类的前途和命运产生深刻的影响[1]。目前,在高等学校非生物类专业中开设生命科学概论课程,已经取得越来越多的共识。由于受课时的限制,各个学校在具体教学内容、课程安排、教学方式上存在较大的差异[2,3]。遗传学是生命科学的重要组成部分,涉及动物、植物、微生物、细胞、生物化学、人类遗传、数量遗传、表观遗传、遗传病等方面的内容。
如何在有限的学时内,取得较好的教学效果,是生命科学概论教学需要探讨的问题[4]。“专题讨论”是以专题为内容,以讨论为形式的一种教学方式,有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题以及沟通与交流的能力,是传统讲授式教学的良好补充[5]。近年来,我们采用专题讨论的方式,围绕遗传学的基础知识、相关的最新研究进展和社会热点等问题开展教学,取得一定的成效,受到学生的欢迎。
一、专题讨论的组织和实施
(一)专题选题的筛选与确定
在生命科学概论的。遗传学教学中,以前期的基本知识为基础,了解学生在中学阶段文理科的基本情况以及对生命科学的感兴趣话题,收集社会和网络上与遗传学相关的热点问题,确定专题讨论的题目。专题题目需要符合以下几个要求:首先,紧扣教材,不能脱离遗传学的范畴。其次,结合实际,与时俱进,具有一定的新颖性。另外,专题难度要适中,不超出学生的学习范围,以免影响学习兴趣。每个学生都可以根据自己的兴趣和爱好,向教师提出专题选题。
例如,学生可以在这一课程教学中筛选出多个能进行讨论的专题题目:衰老与遗传、医学与遗传、转基因与食品安全、不孕不育与优生优育、性别决定与同性恋、罕见遗传病探讨、转基因食品的理性思考、人类常见遗传病知识、遗传与优生、遗传与环境――谁决定性格、遗传病的认识与防治、红绿色盲的遗传、人类左右撇子性状及其遗传机制分析、人类性别决定和性别鉴定研究进展、先天性唇裂的原因与预防等。从这些题目可以看出,学生比较关注自身、社会和网络热点问题。因此,教师在实际教学中,可根据学生选题的实际情况,挑选感兴趣的内容,拟定5~6个题目,进行准备和讨论。
(二)讨论形式与过程
讨论可分小组和班级讨论两种方式。一般8~10名学生组成一个小组,每组学生可自行选择专题,推举一名小组长,对组员进行分工合作,如在收集资料、分类与整理资料、PPT制作等方面进行详细分工,并在组内通过邮件、QQ等方式进行内部讨论交流,推举一名同学进行全班讨论与交流,时间控制在10分钟之内。为了体现探究式学习模式,提高学生的科学思维,专题应按照文献综述“前言―正文―总结―参考文献”的格式撰写,强调参考文献特别是英文文献的阅读和使用。
全班专题讨论时间一般安排在课程结束前的2~3周,成绩作为学生的平时成绩,计入期末总成绩中,用3个课时实施专题讨论。讨论开始前,拟定1名学生作为主持人,告知大家本次讨论的题目、顺序、汇报人。在学生进行交流汇报时,应首先介绍本组成员,以及每位成员在本次交流的贡献。汇报结束后,展开讨论答辩,依据讨论的热烈程度,可适当延长时间。讨论后,教师要对汇报人的汇报内容、讨论内容等做点评。
总之,在交流讨论的过程中,汇报演讲人要控制好时间,而讨论时间则可适当延长。教师应尽可能地不打断学生的热烈讨论,当时间较长时提醒课后再接着讨论。
(三)专题讨论总结
每位学生汇报与讨论结束后,教师应对汇报人的题目新颖性、PPT制作、文献查阅、语言表达能力等多方面及学生讨论问题进行点评。由于每组学生在讨论题目、PPT制作、语言表达等方面存在差异,导致汇报讨论后的反应大不一样,教师要指出其优缺点,增强较弱小组学生的自信心,不吝惜鼓励,也要委婉地指出问题。
例如,在“人类常见遗传病的知识”的汇报中,演讲人对常见遗传病的分类、名称进行介绍,但没有对一些常见遗传病的定义进行详细解释,PPT的制作更像课件而非专题汇报形式。汇报结束后,教师应委婉地指出存在的问题,如应就实际问题以及更能引起大家兴趣的方面做更多的努力,这既指出缺点,也会照顾学生的情绪。
在每位学生的专题汇报讨论结束后,班上其他同学要依据合适的评分标准进行打分,最后由专人进行统分、公示,将其作为平时成绩。讨论结束后,按照讨论的意见和建议,对专题电子文稿和PPT文稿进行修改,提供给每位学生,让所有的学生能主动地参与教学,获得更多的知识,比单纯教师讲授的效果要好。
专题讨论式教学能充分发挥学生的主体作用,值得注意的是,也不可忽视教师的引导作用。专题讨论式教学虽然把课堂交给学生,但教师不能对学生放任,而是全程对学生负责,不可掉以轻心,否则很难达到初衷。不过,这对教师的学术水平、教学能力、组织能力、工作责任心等提出更高的要求。
二、专题讨论的优势和特点
作为非生物类专业的大学生,学习生命科学的目的是拓展知识面,加强学科交叉,促进不同学科之间的融合,培养正确的生命观,珍惜生命和热爱生命[1,2]。有学者认为,自主讨论式的学习模式,有助于培养学生的学习兴趣及独立思考能力和创新思维能力[3,5]。张羽在遗传学的教学中,认为差异自主式、探究式、合作式的方法可取得较好的效果[6]。专题讨论式的教学方法会使学生变被动学 学生在准备专题内容时,能够分工合作又相互合作,不仅大大拓展教材内容,增加知识面,还可培养独立思考、探究和创新能力。
有调查研究表明,现在大学生毕业后,所从事的职业与大学所学专业的关系有逐年下降的趋势,而生命科学与人类和社会的关系越来越密切。因此,非生物类大学生在学习生命科学知识的他同时,应学会独立思考,掌握不断学习的能力,紧跟科技发展步伐。而专题讨论式的教学方法,对培养大学生的自学能力、独立思考能力、信息获取能力、信息分析判断能力、外文应用能力等,有很大的帮助。
在生命科学概论的遗传学教学中,采用专题讨论式教学方法,会给学生提供展示自己的机会,让其语言表达能力、临场发挥能力、应变能力等得到锻炼。而且,很多学生也很喜欢这种教学方式,期望能够多开展一些这样的教学活动。
三、专题讨论的不足和解决思路
(一)存在的不足
生命科学概论作为非生物类专业学生的课程,根据学生对象,在该教学方式实施过程中也存在一些问题,特别是不同专业和年级的教学班,在专题讨论组织方面比较困难。例如,有学生说需要花费较多的时间和精力去完成专题,而小组式分工协作容易使积极性不高的学生偷懒,个别学生参与度不高,最后专题形成与讨论仅仅依靠小组内几位学习认真、有兴趣的学生来完成。一些学生在引用文献时过多引用英文二次或三次文献,没有较好地阅读原文献,容易造成引用偏差。还有,其评价方式有待细化和科学化等。
(二)解决思路
了解学生的兴趣与态度,拟定的专题讨论应贴近需要、实用,增加讨论热情等。在兴趣的指引下,学生才不会觉得这是一种学习压力,而会主动积极去获取相关专题知识。
针对学生英文文献阅读能力较弱现象,教师在平时上课过程中可根据授课内容,用较短的时间增加英文文献的阅读与讲解,并让学生试着翻译文献,布置英文文献阅读任务,以读书笔记的形式间接提高学生英文文献的阅读时间和能力。
针对评价方式与标准,征求其他学科教师和学生的意见,以提高学生的知识面和师范技能,设置更为合理的标准。
参考文献:
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生命科学的论文 8
摘 要:当今时代,课程改革已经刻不容缓,笔者在本文中着重阐述了在新课程下生命科学学科改革的具体实施办法,建立以学生为主体的教学理念,重视实验实践活动,增强学生在教学中的参与程度,提高学生的学习热情,培养学生多方面的能力。
关键词:教学 实验 实践活动
科学技术的飞速发展,使知识总量激增,更新速度加快。当代科学技术发展的特点是,既高度分化又高度综合而以高度� 在这信息化高度集中的时代,我们发现,传统的教学方法已经越来越不能满足同学们的需要。在笔者的教学实践中发现新的理念、新的课标、新的教材、新的教法,使教师充满激情,学生充满活力,课程改革使课堂教学变得更为精彩。几年生命科学基础的教学实践中,不断尝试,充分落实以学生为主体,以教师为主导的理念,不断总结经验,不断改进。
一、认真研读教材,与同专业的教师探讨教学进程
在新教学理念指导下,认真研读教材,研究新课标,领会编写者的意图,全面提高学生的科学素养,培养学生的创新精神和实践能力,根据学生的认知层次及接受能力,教学中尽力把握好难易程度。生命科学基础是农科类的专业基础课,是为专业课服务的,而且实践性较强,在教学过程中,根据专业课教学内容的需要,调整章节顺序,依实验材料好获得的。季节学习相应的内容,例如在学习根、茎、叶、花、果实结构的时候,安排在植物生长旺盛和开花结实的季节,比较好得到所需的实验材料,有利于教学和实验课的开展,把组织培养技术调到在学习育种方法之前。
二、研究学生,因材施教
传统的教学方式是学生跟着教师的思路走,不注重学生的反应和要求。新课程下注重学生是学习的主体,学生的基础、学生的需求、学生的反映都是教师应重视的,教师只起主导作用,学生个体间的差异是客观存在的,充分认识这一现象,在了解学生具体情况的基础上,对不同学生采取不同的方法。对学习方法、习惯、成绩都好的学生,只在具体问题上给予指导,适当增加训练难度,鼓励他们创新,比如说一些探究性实验中让他们积极参与,勇挑重担,让他们起到带头的作用。对学习态度端正、勤奋,但成绩不太理想的学生,侧重指导他们的学习方法,经常检查笔记及作业,提出指导性意见和建议。对智力较好,不认真学习的学生,注重在品质上培养教育,并有意指派他做课外小组或实验的负责人,以增加他们的责任心及认真学习、做事的态度。对极个别的不爱学习、不时犯点小错的问题学生不刺激,低要求,努力发现他们的闪光点,多表扬,以培养他们的自信心。总之,对不同学生利用不同的方法,就是使教师和学生之间发生实质性的互动,让每一个学生都在自己原有的基础上获得发展。
三、优化教学方法,提高教学效果
教学方法是完成教学目标的途径。教学目标确定后,有效的课堂教学要靠有效的教学方法来实现。生命科学基础是一个实践性较强而又与农科专业课联系非常密切的一门学科,所以教学中,采取多种多样的教学方法,有讨论法、自学辅导法、合作探究法、实验学习法。
多媒体进入课堂,它通过文字、声音、动画、视频等把一些不易用语言描述清楚的现象、物体、结构及过程等直观的展现在学生的面前,调动学生多种感官,提高学生的学习积极性,对课堂教学起到积极作用。众所周知,细胞非常小、形态结构很复杂,染色体的形态、结构和数目,细胞的分裂过程,很难通过语言的描述认识和想象出是什么样子,通过多媒体教学,使学生能在愉悦中学习,轻而易举认清它们的真面目,并且记忆也深刻。种子的萌发和幼苗的生长部分通过多媒体演示文稿动画设计,胚根如何首先突破种皮向下生长,然后胚芽突破种皮向上生长,形成幼苗的过程,同学们一目了然。孟德尔遗传规律的实验采取自学加辅导的方法。当然,应用先进的教学手段,也不能抛弃传统的教学方法,在复习课时,引导学生回忆所学知识的同时,逐步把知识框架用图形或表格的形式展现在黑板上,比用幻灯片直接打出效果更有利于学生对所学知识的系统掌握。其他部分教学使用适宜的方式辅助教学,以取得取得最好效果为宜,探究性学习是让学生通过自学发现问题,提出问题,并通过同学之间的讨论、查找资料、教师的点拨,解决问题,这样可拓宽学生的思路,提高解决问题的能力。
四、实验活动可以培养学生的多种能力
生命科学基础是一门实验性很强的学科,通过实验可更好掌握所学的知识,在分组实验的过程中,同学们要根据实验目标,选择实验用具,制订实验方案,并实施试验方案,在实验过程中分工合作,各负其责,共同完成实验过程,才能得出结果,如果试验结果与实际不符,则需共同查找原因,有时还需重复实验,最终得出正确的结论。实验的整个过程,同学之间需要分工合作,不仅提高了学生积极动脑思考、动手操作、认真观察记录的能力,还提高了团结协作的能力,培养了学生的集体荣誉感。
五、社会实践活动是不可缺少的课程
我们和多家农户建立合作关系,农民为我们提供实习基地,在不同的时期学生们都要到田间观察,实际操作,把所学的知识运用到社会实践中加以验证和巩固,掌握更多的实践技能,以便将来更好地运用到新农村的建设中。学生为农民提供理论上的指导,比如帮农民测定土壤的养分含量,根据缺少的成分的量确定施肥的数量,既能保证农作物对营养物质的需求,又不至于造成肥料的浪费,这样可节省投入。帮助农民预测病虫的发生情况及提供防治的指导性意见,受到农民的好评,学生们也将来的升学或就业积累经验。
生命科学的论文 9
摘要:本文通过“生命科学基础实验教学体系”的建立与创新,改善学生的实践研究能力和品质,提高学生分析和解决实际问题的能力,强化技能训练,探究研究型和创新型人才培养的新模式。
关键词:基础实验技术;改革;实践;探索
生命科学是以实验为基础的学科,实验教学为教育和人才培养的核心。通过实验教育,掌握最基本的实验方法与技术,提高学生的实践能力和研究的天赋,培养学生的观察、分析问题、解决问题的能力和革新意识,根据21世纪的社会发展的需求,对人才培养要宽幅度、厚基础。因此,提高学生实验教学质量成为实验教学永恒的主题[1].
1现行的实验课的教育结构内容,教学方式存在的问题
(1)验证实验的教育课程方式,实验课程分散、内容设置交叉、重复,实验内容不能完全适应学科发展。传统的实验教学课程理论和实验的教育教学,包括理论教学实验,包括教师的组织和安排。传统性的实践实验教育模式:实验教材→老师的说明→学生操作→实验报告。一般是教师在实践实验课上讲解考试指导书上的内容,反复重复实验的注意事项,提示学生;并等待学生完成实验,提交实验报告,修正[2],使课堂时间和实验室实验占用非常难以实现合理分配和使用。实验学生人数,实验课堂,实验室的安全管理限制,固定了教育教学的实验内容,教学模式业也较单一。好的内容相对比较简单,本学科发展前沿的联系与融合不紧密。(2)实验内容的系统性,没有相对独立的实验课则实验内容的选择统一很难实现。动物实验、植物实验、细胞生物试验、病理实验、遗传实验、家畜的解剖和试验胚胎组织都涉及到显微镜的使用;在微生物实验、细胞工程实验中都涉及到微生物的无菌操作等。因为这些分散在不同的课程中的内容,使实验缺乏完整性和系统性。(3)仪器设备和实验室使用率低下由于传统实验课程实行“分科设置、内容单一、验证为主、被动学习”的实验教学体�
2“生命科学基础实验教学体系”的改革与建立
面对传统实验教学的这些问题,我们在课程教学内容的集成和优化、新的教育教学方法和模式,建立科学的评价体系进行了研究,提出了实验课程结构改革的构思,将本科生必修的基础实验技术打通,淡化专业。独立设置了一门以基础技能素质训练为平台的“生命科学基础实验技术”课程,共计36个学时,以“显微镜操作技术”、“无菌操作技术”,“切片制作技术”,“离心机使用”、“分光光度计使用”5个模块的实验技能训练,构建了实验课程新体系,通过显微镜、干燥箱、培养箱、高压灭菌器、超净台、离心机以及分光光度计等仪器设备的操作及维护训练,使学生全面掌握实验室的基础试验技术,锻炼学生的实践能力,加强技能训练,为研究型和创新型人才培养探索新的教学实验体系。2.1综合创新教学内容在教学内容的设置上,进一步整合实验内容、重新改造和创新实验内容,让“关注质量和提高能力”的教学理念在教学过程中有效地实现,同时开发一个技能验证实验科学集成系统综合实验。以培养学生动手能力为主,将本科生必修的基础实验技术打通,淡化专业。在“显微操作技术”模块,将原来植物学、微生物学实验中“常规显微镜的使用”、细胞生物学实验中“相差显微镜、荧光显微镜的使用”等整合为“显微操作技术”一个模块,让学生重点掌握普通及相差和荧光等特殊显微镜的操作规程,学会临时装片的制作技术、掌握生物绘图的方法,掌握显微摄影、显微图像处理技术,真正体现了课程“基础与先进、经典与现代”的特色;在“无菌操作技术”模块,从器皿的清洗、包扎、培养基的配制到常规灭菌仪器设备(干燥箱、培养箱、高压灭菌锅等)的使用,让学生掌握常用器皿的正确清洗、包扎方法;了解常用的灭菌方法—干热灭菌、湿热灭菌、紫外线灭菌及化学灭菌;掌握培养基的配制及不同类型灭菌器的使用。掌握干燥箱、培养箱、高压灭菌器、超净台的使用及维护,使学生从对无菌概念的一知半解到熟练掌握无菌操作流程,并对无菌概念有了更深刻的认识;在“切片制作技术”模块,既含有传统的、基础性的石蜡切片制作,同时也安排了冷冻切片制作实验。让学生认识到石蜡切片不只是考察组织和器官的一般形式,理解组织细胞的重要性。活性及其变化过程。冰冻切片制作不仅仅是一个关于冰冻切片机操作和使用,应是全面探索与不同的实验的条件。组织的结构和组织标记形式的影响,从多个视角激发学生的学习意识和兴趣,也使学生们能充分掌握冰冻切片的制作技能;在“分光光度计使用”模块,让学生掌握分光光度计、酶标仪的基本原理与操作方法;在“离心技术”模块,从普通低速离心机、大容量离心机到高速冷冻离心机,让学生熟悉实验室常用离心机的种类、学会低速、高速、大容量、冷冻等各种离心机的使用, 2.2改革实验室管理体制和运行机制公共的开放实验室,一个综合性的实验平台,将以往的教学实验室变为综合设计性试验开放平台,配备常规仪器设备,如烘箱、培养箱、分析天平、摇床、高压灭菌器、合理优化设备的使用,共用校内资源,教育环境的`改善,学生的创造能力才能得到提高。2.3建立教学科研协同的课程实验教学模式教师研究的本科实验教育,培养学生的实验技能和创造能力,资源共享的教学与科研,不受实验室障碍的压力,重点实验室、技术研究中心和实验室教育中心“一体化”、有意识的把技术成果转化为创新的实验项目,增强学生的试验创造能力。针对存在的问题,引入科学研究的成果,理论和实验教学,基础和前沿,实践和实验教育的内容结合,为学生的不断发展奠定基础。2.4开展研究创新型实验鼓励学生参与教师课题,积极参加“大学生创新性实验竞赛”活动。学生是一般以2-3个人为一个小组,确定研究内容和设计实验方案。老师首先根据学生的实际能力,实验室条件评估的实际意义和研究内容,通过设计并实践,学生会发现问题并解决,可以造就他们的创新精神和科学研究能力。2.5改革实验教学方法和手段增加综合性和设计性实验最重要的特征是具有了基础知识和基本实验技能、综合实践的内容、实践要领和综合实践的手段。在概括实践阶段,教师会要求学生的独立实践操作技能。设计实践是指定学习的目标、独立设计实践方案、具体的研究方法,独立实践操作技能、实验结果的分析。学生主体创新实验教育的形式、学生主动性和创造性、造就学生的团队精神。这样的教学模式,教师必须充分理解学生的知识背景和实验计划,掌控最基本的实验技能,学生的科学天赋、科学控制、一个可行的具体实验计划、在实验的不同阶段保证实验能够顺利进行。如学生自主创新性实验“猪副嗜血杆菌人工感染仔猪的病理学观察”研究,要求在学生面前实验是培养学生熟练掌握石蜡切片的生产过程,设计方案相关的试剂调和,实验动物的饲养,动物的模型,实验动物解剖,显微镜,显微照片和组织细胞形态分析等实验技巧的详细教导,同时实验的笔记,实验成果的分析,实验室的安全管理,并对其他的科学素养和规范进行解释。如你所看到的,教师不是设计性实验,而是实时跟踪每一个实验的阶段。科学的合理评价方法是实验检验是一种有效的手段,一种激励,推进学生自主学习的方法,科学考试的方式方法很重要。本课程的特征和综合设计不同,基本操作技能和科学研究创新能力的重视和多方面实践考核系统的设立,评价学生的实验过程的每一个部分,对学生的良好的实验能力调查,考察学生的良好实验的能力。课程评价体系由以下部分组成。①综合设计成绩通常为小组的形式,一部分的学生依赖他人的现象,对授课影响很大。因此,我们从学生实验、实验的准备、教室秩序、实验室的安全卫生维持性等一部分方面的考察结果。学生的平时成绩,以客观地了解学生对实验的态度,同时,培养学生良好的实验室工作习惯也很重要。②实际操作技能评估学生的技能掌握熟练程度是学生是否能够顺利开发综合设计实验的基础,为此,我们在学生大一阶段就开展“生命科学基础实验技术”技能训练,分模块指导,学生熟练掌握后,教师对每个学生的实验技能进行现场考核,要求每个学生都必须熟练掌握每个模块的操作。③实验设计能力考核,在话题开始之前,开题报告是每个小组必须要写的,用来阐述每个主题的理论基础和创新点,要求学生整理有问题的资料,逐步形成了科学研究的构想;课题执行过程中要求他们做出详细研究计划,实验实施过程的准备、收集材料、试剂的准备、仪器器材、基本操作的典范,观察的过程处理问题,观察实验现象,实验数据的原始笔记和实验的成果等。并随时检查能否按照计划进行,;课题完成时,要求学生完成完全标准化的实验报告和论文。通过教师和学生的实践过程进行跟踪与控制,学生观察实践的能力,解决问题的能力,基本技巧的学习能力,独立思考和团队合作的意识。实验方法的改革,学生的学习观念不会再是等、观、观、抄、法、这就是学生的实行能力和综合思考能力。
3改革取得的教学效果
课程教育教学体系经过近三年的不断改变与创新,逐步的完善。学生的学习积极性和责任感,要掌握实验操作技巧,不仅会促进对理论知识的理解,并且还会掌握独立分析和解决问题的能力和学生科学研究的态度和良好的团队合作的精神。在新教学体系下,实验教学从教师为主体,转向了以学生为中心,学生从被动到主动学习,学生的学习兴趣浓厚、实验兴趣得以激发,学生为自己设计的实验、自己的创新课题,自己的挑战项目,传统实验的授课数倍的时间与精力,实验教育学习,得到了好的实验结果。.学生的动手和实践能力有了很大提高,学生在实验课结束后能熟练运用现在的课程,熟练使用实验室的常规仪器,如天平、pH计、超净工作台、生物安全柜、高压灭菌锅、恒温培养箱、鼓风干燥箱等,学生对实验也有一个全面的了解。学生可根据配方,独立完成各种试剂的配制及基本操作,为后续的本科毕业论文和参与教师科研课题及参与“挑战杯”大学生创新大赛实验打下良好基础。学生可以自主设计方案、独立完成实验。学生掌握相关的实验技能,发现了学生良好的分析问题的能力,解决问题的能力和创造性的思考能力有所提高。教育教学的内容,教学方式方法和要领,评价系统的设立问卷调查发现,学生普遍的反映比较满意。实验仪器和实验室得以充分利用,通过平台仪器设备的共享及实验室的开放,仪器设备利用率有了较大提高,如PCR仪、离心机、天平、恒温培养箱等设备,利用率从原来的91.2%提高至98.9%,学生开展设计实验也从原来的实验室多间、散乱分布到统一集中管理,实验室利用率得到极大提高,实验室安全管理也得到极大改善。课题及论文等硕果累累,改革实验教学体系建立并实施以来,学生参与教师科研课题105项,大学生科技创新计划项目立项65项,学生学术论文在com刊物上正式发表51篇,其中SCI收录7篇,获福建省“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛奖项14项。20xx年以来,有114名学生被厦门大学、南京农业大学、华中农业大学、西南大学、扬州大学等大学录取为硕士研究生,录取率历年来居全校前列。
4结语
创新型人才培养是现代高等教育的主要任务之一,实验教育作为教育教学的主要部分,成为高素质创造人才的重要步骤[5].随着改革的不断强化,实验教学已� 在生命科学基础实验教学体系的构建中,创新性是明显地,实验性质的研究和探索,实验课的「基础和先进,经典与现代」特征[6].另外,实验和学生个人有差异,利用分层教育的方法,在采用多媒体视频的补助教育的基础上,更完整的建立评价系统。这个新的教育体系提高了学生的学习的积极性和自主性,学生的科学研究的初步的训练会有良好的科学的质量和科学的品质,和学生的理论实际连接,实事求是,团结,合作,技术改革的科学创新精神[7].教学团队将会在未来的教育教学工作中不断思考和探索,继续教学体制改革和创新,以适应新时期培养创新人才的要求。
生命科学概论论文 10
【摘要】
在人类的历史上,计算机的诞生和发展无疑有着举足轻重的地位。计算机水平的每一次提升都会带给社会巨大的推动。虽然我们一直在努力,希望计算机的性能越来越强,但是现在的计算机的某些技术已经达到了极限,不可能再提高了。所以,寻找另一个提高的方向已十分必要。现在,生物计算机理论的提出和诞生给人们带来了新的的希望。如果有朝一日生物计算机能够普及,那这将会是计算机发展史上的一个重大突破。
【关键词】
生物计算机 DNA 神经元 芯片
【正文】
一、计算机的发展
人们通常所说的计算机,是指电子数字计算机。一般认为,世界上第一台数字式电子计算机诞生于1946年2月,它是美国宾夕法尼亚大学物理学家莫克利(J.Mauchly)和工程师埃克特(J.P.Eckert)等人共同开发的电子数值积分计算机(Electronic Numerical Integrator And Calculator,简称ENIAC)。ENIAC虽是第一台正式投入运行的电子计算机,但它不具备现代计算机“存储程序”的思想。1946年6月,冯·诺依曼博士发表了“电子计算机装置逻辑结构初探”论文,并设计出第一台“存储程序”的离散变量自动电子计算机(The Electronic Discrete Variable Automatic Computer,简称EDVAC)。【1】
自冯·诺依曼设计的EDVAC计算机始,直到今天我们用芯片制作的多媒体计算机为止,电脑一代又一代,都没能够跳出“诺依曼机”的体系结构。冯·诺依曼为现代计算机的发展指明了方向。但是,随着生物计算机、人工智能和神经网络计算机的发展,“诺依曼机”一统天下的格局已经被打破。【2】
二、生物计算机的诞生
1994年,一位加州科学家首次使用试管中的DNA来解一道简单的数学题,从而产生了利用DNA来储存和处理信息的创意。这一创意也为计算机带来了新的课题与发展方向。科学家们在研究中发现,仿生学同样可以应用到计算机领域中。通过对生物组织体的研究,发现组织体是由无数的细胞组成,细胞由水、盐、蛋白质和核酸等有机物组成。而有些有机物中的蛋白质分子像开关一样,具有开与关的功能。因此,人类可以利用遗传工程技术,仿制出这种蛋白质分子,用� 【3】
计算机工业在近几十年内飞速发展,然而目前,晶体管的密度已经达到当前所用技术的理论极限。所以,人们在不断地寻找新的计算机结构。另外,人们在研究人工智能的同时,借鉴生物界的各种处理问题的方式,提出了一些生物计算机的模型,部分模型已经解决了一些经典计算机难以解决的问题。【4】
三、生物计算机的优良特性
生物计算机目前主要有以下几类:生物分子或超分子芯片;自动机模型;仿生算法;生物化学反应算法。其中自动机模型以自动理论为基础,致力于寻找新的计算机模式,特别是特殊用途的非数值计算机模式。目前研究的热点集中在基本生物现象的类比,如神经网络、免疫网络、细胞自动机等。不同自动机的区别主要是网络内部连接的差异,其基本的特征是集体计算,或称为集体主义,在非数值计算、模拟、识别方面有极大的潜力。神经网络系统模拟大脑的工作方式,由大量简单的神经元广泛相互连接而成,形成一种拓扑结构。大脑具有相当高级的信息处理能力。与传统计算机模型相比,大脑具有如下特征:首先是大规模并行的处理能力;其次是大脑具有很强的“容错性”和联想功能;第三是大脑具有很强的自适应能性和自组织性。在这些方面,目前的传统计算机模型是难于实现的。【5】
生物计算机的主要原材料是生物工程技术产生的蛋白质分子,并以此作为生物芯片。生物元件比硅芯片上的电子元件要小很多,甚至可以小到几十亿分之一米,而且生物芯片本身具有天然独特的立体化结构,其密度要比平面型的硅集成电路高五个数量级。如让几万亿个DNA分子在某种酶的作用下进行化学反应就能使生物计算机同时运行几十亿次。
生物计算机芯片本身还具有并行处理的功能,其运算速度要比当今最新一代的计算机快10万倍,能量消耗仅相当于普通计算机的十亿分之一,存储信息的空间仅占百亿亿分之一。生物芯片一旦出现故障,可以进行自我修复,所以具有自愈能力。生物计算机具有生物活性,能够和人体的组织有机结合起来,尤其是与大脑和神经系统相连。这样,生物计算机就可直接接受大脑的综合指� 它将成为能植入人体内,帮助人类学习、思考、创造、发明的最理想的伙伴。另外,由于生物芯片内流动电子间碰撞的可能性极小,几乎不存在电阻,所以生物计算机的能耗极小。【6】
四、我国的生物计算机
我国的首台生物计算机,是由上海交通大学生命科学研究中心和中科院上海生命科学院营养科学研究合作完成的,实验中工作人员把自动机与表面DNA计算结合到了一起。这在我国属首次,相关论文发表在中国《科学通报》第49卷第1期的英文版上。据介绍,这一DNA计算机采用双色荧光标记对输入与输出分子进行同时检测,用测序仪对自动运行过程进行实时监测,用磁珠表面反应法固化反应提高可控性操作技术等,以至于最终在一定程度上完成模拟电子计算机处理0和1信号的功能。将来通过计算芯片技术,把电子计算机的计算功能进行本质上的提升,在理论上和潜在的应用上都有重大意义。【7】
五、生物计算机的功能
生物计算机不仅有很好的性能,而且它的功能也十分强大。生物计算机既然是用一个个分子构成的,那么它的体积就可以达到分子尺寸的水平,甚至注入人的血液内,达到“人机一体化”,检测人体的情况。l998年英国雷丁大学的科学家凯文·沃尔威克把一块芯片植入他的左手臂,这个芯片从此将他个人和电脑网络连在一起。在接下来的九天里,当他步入教学主楼,无需出示身份证,大门的电脑就根据他手臂上芯片传递的信息认出了他,芯片还替他打开了实验室的自动门,帮他开灯。美国EMV公司在研究能够帮助盲人重现光明的生物集成电路时,就用以蛋白质为基础的生物微器件植入盲人眼球后部,利用胚胎神经细胞作为桥梁,同大脑视觉皮层联系起来,使盲人恢复“视力”。通过生物计算机,病人可以把自己的病情通过芯片传给医生体内的芯片,永远不担心病例丢失,病情讲不清楚。【8】
六、生物计算机的发展前景
目前电脑的发展方向,一是使用生物芯片,二是使用量子器件。它们的工作原理与目前使用的电脑有本质上的不同。生物芯片的原理是在分子水平上,与生物学水平一致;而量子器件的原理是在更微观的原子、光子层次水平上。生物芯片 现有的计算机基本构件是开关元件,要制造生物计算机需要有开关元件的有机分子,即DNA分子。美国科学家埃德曼指出:DNA分子中含有大量的遗传密码,分子之间在某种酶的作用下完成生物化学反应,从一种基因代码变为另一种基因代码,反应前的基因代码作为输入数据,反应后的基因代码作为运算结果。2000年美国加利福尼亚大学洛杉矶分校科学家根据生物大分子的不同形态,成功研制了DNA电脑的分子开关。【9】
目前,DNA计算机已经可以对赫姆震兹等数学问题求解。预计在10到15年内就可能制造出与微电子芯片相融合的高级DNA计算机。DNA计算机可以实现超大规模并行运算,运算速度极快,几天的运算量就相当于目前世界上所有计算机问世以来的总运算量,11立方米的DNA溶液的存储容量可以超过目前世界上所有计算机的存储量。而且DNA计算机耗能极少,只有一台普通计算机的l0亿分之一。它可以实现现有计算机无法实现的模糊推理功能和神经网络运算功能,使真正的智能计算机得以实现。目前美、日、德等国科学家正在研制一种在微电子芯片上生长神经网络的方法,希望研制出一种具有生命力的智能神经网络,并将神经网络的神经元与计算机芯片连接起来,用计算机来控制芯片上的神经元,进而达到控制动物的神经元。
现在,生物计算机仅处于起步阶段。但不论如何,DNA计算机的提出,拓宽了人们的视野,启发人们用算法的观念研究生命,并向众多领域提出了挑战。要想真正进入实用阶段还需要更多的时间和科学家更多的艰辛探索。【10】
【参考文献】
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生命科学的论文 11
一、生命科学专业本科生培养目标是成为具有科研能力和创新精神的研究应用型人才
培养科研能力和创新精神最佳的教学模式是Seminar教学法,所以在生命科学专业本科生中实施Seminar教学有必要性。生物系各专业每年招生约为30人,高年级生物专业本科生设有自主实验课、实验设计课,所以在人数和课程设计方面,实施Seminar教学有合理性。高年级学生们平时在理论学习过程中和实验过程中常遇到一些难点问题并积累了一些实验经验,因此,在高年级生物专业学生中开展Seminar教学是相当适宜的。下面对生命科学专业本科生Seminar教学的实施进行具体分析。
二、Seminar教学准备
第一节课,教师应向学生做一个正式的Seminar报告,内容可以为一个研究方向或是一个综述,让学生对Seminar教学有一个初始的理解认识。教师还应向学生提供一份详细的Seminar课程计划,包括教学内容、备选题目、每节课主持人和报告人安排、成绩考评标准以及关于各个题目的阅读文献。Seminar教学的精华在于报告人与听者之间的交流和互动,所以充分的准备是Seminar教学的基础。每次Seminar之前,指定的报告人根据Seminar的内容拟定好主题,一般在2~3周前将主题、参考文献和要讨论的内容公布。根据生物实验的特点,Seminar主题可以是能够解决现存问题的新技术,也可以是阅读文献中感兴趣的综述或是学科最新进展的文献报道等。学生需要将内容做成Powerpoint讲演稿形式,交给教师,教师对其进行修改,力求内容准确,讨论深入。教师要严格做好审查工作,主要注重:(1)基础知识的整合和准确;(2)文献的深入整理、精要概括和问题的提出。
三、Seminar教学过程
Seminar是小班教学,课堂上学生人数不超过30人,Seminar可以每周进行一次,每次安排两个学生进行报告。在Seminar上,学生按照之前的选题,论述某个研究论文,从研究的构思、实验设计、实验实施等方面进行介绍并发表自己的观点。教师和学生们在报告人介绍的基础上,根据自己对这个课题的理解,提出问题,展开讨论。教师在倾听、参与讨论外,还要引导发言,控制讨论节奏,力争让大多数学生参与其中,最后,由教师对课堂内容做出总结和引申。为增加学生对每次Seminar内容的理解,增强学生参与Seminar的讨论,教师可以要求学生每次Seminar针对专题都要准备两个问题,在报告结束后将问题提出,公开讨论。作为一种互动的教学模式,Seminar教学重在自由讨论和参与,充分调动每个参与者的积极性和热情,在主动参与的过程中使学生知识结构得到扩充、主动思维得到锻炼[5]。在课程结束后,每个参与者应该填写提交总结表格,表格内容包括专题讨论内容、专题涉及到的生物学知识、个人针对这方面知识提出的问题、学到的知识。通过对一个专题的系统性、条理性地分析说明,得到一个完整的、正确的认识,深入掌握一个知识点,达到教学要求。
四、Seminar教学成绩评定
Seminar教学成绩的评定打破通常的以考试作为考查学生成绩的手段,把学生成绩的评定落实到报告内容、报告表现、书面报告和出勤率四部分。报告内容和报告表现可以由每一个参与者在每堂课要提交的表格中给予评价,并站在听众的角度给予中肯的意见,充分体现Seminar教学中学生和教师平等。书面报告所涉及的分值比重应较大,是学生成绩评定的一个最主要方面,学生在期末上交的书面报告应该有对自己报告专题的深入的理解和思考,注重个人观点的表达。出勤率是根据学生出勤和参与讨论的积极程度两方面构成,由教师评定。
五、Seminar教学优势
通过Seminar教学模式,可以提高学生学习的积极性,使其成为知识的主动学习者甚至探索者,同时学生的科学思维能力、语言组织和表达能力以及临场应变能力都得到很好的锻炼[6]。Seminar教学从整体上培养并提高生物专业学生阅读、表达、思考和写作等基本能力,弥补了传统课堂教学的不足。通过资料查阅,学生使用数据库进行文献检索,逐步熟悉各大数据库系统,为学生今后完成学位论文,进行学术研究奠定良好的基础。Seminar教学没有限制的'教科书,而是充分利用图书馆数据库的各项资源,大量的阅读让学生掌握充分的背景知识,并学习独立思考分析,最终得到自己的观点。现场讲座中,报告人需要条理清楚并有逻辑地表达出经过大量阅读后得出的个人观点,这种教学方式能够很好地锻炼学生的表达能力。学生拥有自由的话语权,报告人可以提出自己的观点,听众也可以质疑,学生学会从多个角度思考问题,锻炼批判性思维。Seminar教学模式强调学生自己查阅文献并得出观点,重在培养学生自主学习、独立探索的能力。对于生物专业本科生来说,使用现有知识对一个生物学和医学现象进行分析并深入探索的能力是需要逐步培养的,而Seminar教学是培养学生科研思维能力的最好方式。在医科院校生物专业本科生中开展Seminar教学,符合培养有科研能力和创新精神的高层次研究应用型人才的宗旨,可以调动学生学习积极性,培养独立思考能力。Seminar教学中学习的内容多为理论应用在具体生物学和医学问题的现实例子,学生可以理论联系实际,对生物学理论在医学中的应用有更深入的认识,并有助于提高培养设计实验的逻辑思维能力,为今后的继续学习和工作打下良好的基础。
生命科学的论文 12
1教学内容的梳理与合理安排
《生命科学导论》相关的教材种类繁多,所涉及的内容也十分宽广。本着钱伟长校长“培养学生们自我教育、自主学习、自我选择和实践教育能力”教学目标[3],结合上海大学自身的教学管理特色,我们对课程的相关教学内容作了重新的整理和调整。首先,从学校短学期制对教学进度的要求出发,综合国内有关生命科学导论课程的相关教材内容,同时结合教学团队成员自身专业背景的分类,我们将课程的内容划分为十个专题:分别为绪论、生物化学、细胞、微生物、植物、动物、生态、遗传、基因工程和食品。每个专题由2-3位相关研究领域具有8-10年教学或研究经历的教师共同承担教学课件的制作;并对提交教学团队的教学PPT进行集体讨论、修改和模拟讲授,最终形成课程讲授的统一课件内容标准;其次,根据每个教师的个人特点,开展多人合作授课和一人单独授课的模式相结合;最后,在上课过程中结合学生的实际基础和兴趣点,给予授课教师一定的自由度,允许其在标准课件的基础上进行适当的课程内容、讲授顺序和授课形式的变通,以更好的适应学生的需求。
2结合实际教学需求编写新教材
鉴于学教学管理模式和制度的特点,国内已有的教材很难完全与之配套;因此,在多年教学积累的基础上,通过调研学生的课堂反应,学习体会以及他们对学校其他公共基础课教学的建议,我们开展了新教材的编写工作。通过学校的教学沙龙的交流,汲取其他院系在开设公共基础课过程中的经验为我所用,组织团队教师和校内外优秀教师进行交流和学习,并邀请知名学者亲身授课,从中把握和提炼出现代生命科学在社会发展和生活中最吸引人的内容,同时,结合生命科学的知识体系,遵循钱伟长校长“大学教育要服务社会发展、面向实际,突出应用性和培养应用型人才”的教育思想[4-5],在生命科学导论的新教材编写中突出了应用性强,与生活密切相关,对人类社会发展影响重大的`知识点的地位,同时结合生命科学自身所具有的系统性和基础性特征,力求形成一套内容丰富,知识性和应用性兼顾,适合学校4学期制教学模式的新教材。
3充分利用教学资源拓展教学渠道
上海大学作为上海地区一所211院校,学校的硬件设施配备完善,因此我们充分利用了这一优势,将我们的课堂同传统的教室,延伸到了整个校园甚至是学生的整个生活中。上课内容和课件全部上传至学校网络教学平台,同时,利用学校的校内交流平台“乐乎社区”开辟各任课教师的专属在线交流空间,由任课教师每周2次和学生进行在线交流,解决学生在课堂和课外所提出的相关问题;此外,利用公共网络资源中如QQ、MSN、微博等深受学生喜爱的现代网络交流工具,使学生通过手机,电脑能随时随地将他们的问题和教师进行及时沟通和交流。让学生对生命科学知识的学习和了解不再局限于课堂,而延伸到了他们的寝室、餐桌、运动场以及他们日常生活的各个时段,让学生切实感受到生命科学知识就在身边的日常活动中;使学生从被动地接受课堂知识灌输,转变为主动根据需要去查找、学习、了解和掌握所需的知识;引导学生更好的利用零碎时间进行知识的挖掘和学习。另外,加强本科教学和研究生培养相结合,合理安排本学院的研究生和博士生参与本科教学的教辅工作。公共基础课最大的特点就是上课人数覆盖全校本科生,因此在教学过程中每一次的作业布置、课堂测试或讨论都会给任课教师带来十分繁重的课后批改和评阅工作,而研究生和博士生的加入无疑是一个很好的生力军,他们平日就活跃在科研工作的第一线,对生命科学的前沿和热点问题把握十分敏锐,由他们协助任课教师进行作业批改、评阅以及与学生互动探讨和交流,不仅能减轻教师的负担,使其有更多的精力投入课程建设中去,而且可以拉近与学生的距离,更生动、更具体地和学生进行详细交流,这也有利于建立学生高年级与低年级之间互帮互助,言传身教的帮带互动学习模式。与此同时,对研究生和博士生本身而言,这也是一次十分难得的教学实践环节,对其自身能力的提升是一个很好的锻炼机会,对学校的研究生培养也是一个很好的互利互补的实践。生命科学是一门实验性科学,如何在生命科学导论课程的教学过程中体现这一特点,这是对我们的又一重大挑战。我们尝试利用学院生命科学中心的公共实验平台,通过学生申请,任课老师协调,以及中心平台老师配合的方式,在不影响实验中心日常工作的前提下,努力为学生提供参观,学习以及观摩实验的机会,通过开展“学院开放日”等活动让他们从课堂走进实验室,将他们在课本上学到的知识带到实验室中去体会和揣摩。同时,我们还计划结合上海大学夏季短学期实践教育环节,在选课的学生中择优选拔部分人员进行独立创新实验的尝试,让他们能更加深入了解生命的奥秘,以激发他们对生命科学的学习兴趣。
4加强学习,及时总结不断提高课程教学质量
每门课程的教学所面对的教学对象都是不同的,学生既有的基础知识,文化背景,学习习惯,接受能力等都会存在差异,所以必须要对课程的教学过程中出现的问题及时进行反应和解决。在我们生命科学导论课程开设的过程中,除了通过上述的各种日常交流手段收集学生反应的问题外,每学期结束时还实行学生对课程教学进行评价,通过学生对各任课教师课程教学给出的评分和所提出的意见,我们进行汇总,并通过集体讨论,交流以及会同学生和其他学院教师共同座谈的形式,对课程的教学效果进行总结,并对下一次课程的开设进行必要的调整和改进,此外,选拔若干优秀的教师,通过参加校内的教学竞赛交流以及校外的学习和进修,不断提高教学团队的教学水平,以期更好的适应学生的需求,提高课程教学的质量和效率。
5教学效果与待解决问题
通过教学团队人员的共同努力,生命科学导论课程已经逐渐形成了适应学校教学管理模式的教学方式,同时结合多种教学手段,实现了课堂教学的扩展和延伸,在本科生的公共基础课教学中取得了良好的效果,课程被纳入了学校重点建设行列。但在对不同基础的学生如何更好地实施因材施教?如何更大程度地激发学生的学习潜力?如何更加合理地安排授课模式?怎样利用学院实验中心平台服务更多的学生,打造教学实验相结合的课程特色?这些问题还有待我们今后课程建设中继续探索和实践。
生命科学的论文 13
1加强组织领导,强化研究性实验教学的管理
为了加强管理,保证“生命科学研究性实验”课程的正常进行,学院成立了由学科带头人、专业负责人和实验室主任组成的“研究性实验”教学指导委员会。指导委员会的职责是征集和筛选“研究性实验”的名称与内容,对学生撰写的可行性报告提供指导性建议和意见,评定学生的实验结果。指导委员会定期召开会议,梳理“研究性实验”课程教学中存在的问题,讨论解决措施,交流相关高校在大学生创新性人才培养中的经验和方法,宏观规划“研究性实验”的立项方向,充分做好“研究性实验”教学前期的教师指导工作。同时该委员会协同“大学生创新创业训练计划”,推荐“生命科学研究性实验”优秀小组积极申报大学生创新创业训练计划项目,将研究性实验教学作为学生创新能力和科研素质培养的重要基础环节,与后续的创新创业训练及科研素质的进一步提升有机结合。实验条件的保障是保证研究性实验教学能否顺利进行的关键[10],其与常规的实验教学区别之一在于选课的学生不固定在同一个教学实验室同时开展实验,而是分小组进入到指导老师的专业实验室,提供的条件主要包括:1)在实验室给研究性实验小组分配一个固定的位置,分发基本的实验材料,如工作服、移液枪、成套的枪头等。2)共享实验室的仪器设备、药品试剂、实验用具,执行先培训后使用,并实行预约登记制度。3)实行实验项目组长负责制,组长负责实验项目组全体成员的出勤记录,组织实验项目的实施。4)指导教师及时协调解决学生在实验中遇到的`困难和问题。
2营造学术氛围,提高学生对科学研究的认识
为配合“生命科学研究性实验”教学的开展,学院采取多项措施,努力营造浓厚的科学研究氛围,培育学生的科研意识。为更好地让学生了解本院的科研实力与研究方向,学院每年举办一次“实验室开放日”活动,以讲座和参观的形式向学生介绍我院的科研实验室,使他们清楚地认识到大学不仅是学习知识的殿堂,而且也是从事科学研究的战场。学院针对一年级学生开设“生命科学发展史”,由各学科学术带头人共同教授这一课程,着重介绍生命科学的发展历程以及给人类社会带来的重大影响,激发学生对生命科学专业的认同感,提升学生的学习热情。“丁颍班”是我院培养创新性人才的实验班,为让学生及时了解相关领域的最新研究进展,初步培养学生科学的思维方式以及分析问题和解决问题的能力,我们有意识地组织“丁颍班”同学开展多种形式的学术讨论会、辩论会以及与研究生的学习交流活动,一方面增进同学间的情谊,另一方面让同学们共同分享科学研究带来的乐趣,同时要求“丁颍班”同学积极参加学院邀请的国内外著名教授、长江学者、珠江学者和丁颖讲座教授的学术报告,特别是学院每年组织“丁颍班”同学与丁颖讲座教授进行学术研究经验交流2~3次,鼓励学生就所关心的问题与学者们直接交流,使他们身临其境地领略著名学者的风范,增强从事科学研究的信心。
3实行导师负责制,保证“研究性实验”教学顺利完成
“研究性实验”教学虽强调学生的相对独立实验,但积极动员教师参与及把关。为保证教学任务的顺利完成,我们实行导师负责制。“研究性实验”在导师的指导下完成。首先指导教师向学生介绍研究项目的基本情况,讲解科研课题可行性报告撰写的内容、格式和要求。然后学生根据指导教师提供的信息和要求,查阅与本实验研究的有关理论内容和前沿进展以及与本实验研究有关的技术和方法。在此基础上学生初步制定研究方案,并按照可行性报告要求撰写初稿。初稿经指导教师审阅后,学生根据教师提出的意见和建议,再次修改可行性报告,完善研究方案和技术路线。在经学院公开答辩后,确定研究方案。学生按照研究方案确定的内容开展实验,独立完成材料准备、试剂配制以及整个实验过程。学生定期向指导教师汇报实验进展,教师就学生遇到的问题和困难针对性地给予指导。实验结束时,指导教师引导学生从实验课题、实验方案、实验操作、实验结果分析等方面进行总结和概括,就实验研究中发现的问题和仍存在的问题与学生进行充分讨论,促进学生从感性认识到理性认识的提升。学生按照教师的要求撰写实验报告或学术论文,并参加由指导委员会组织的成果汇报会。笔者在指导“生命科学研究性实验”的过程中,设立了“大肠杆菌酮脂酰ACP还原酶定点突变”这一研究性实验项目。该研究性实验在传统的实验教学中是涉及不到的,涵盖了微生物学、生物化学和分子生物学等诸多领域,涉及培养基制备、细菌培养、基因组和质粒DNA提取、PCR、细菌转化、突变体筛选、遗传互补、蛋白表达纯化和酶活性测定等技术手段。该实验项目一经推出,很多学生对此非常感兴趣,我们最终筛选了两位同学开展这个项目。他们首先查阅了基因定点突变、蛋白质分离纯化和酶功能鉴定的常用技术,并制定了初步的研究方案。在这一方案中他们只设计了基因突变和蛋白质分离纯化两部分内容,并未涉及突变酶蛋白功能鉴定等内容。针对这些问题,笔者专门与他们讨论了在细菌中蛋白质或酶功能鉴定的策略。根据讨论结果他们对原有研究方案进行了修改,补充了体内体外验证突变酶蛋白功能的实验设计。后来研究方案在学院公开答辩时,受到了评委的一致好评,被评为优秀实验设计方案。在实验实施过程中,同学们表现得十分积极,每一步骤都认真对待,遇到问题、困难及时与研究生交流,定期向笔者汇报实验进展。经过三个多月的努力,顺利完成该研究性实验项目并撰写了一篇学术论文。后来以此研究性实验�
4结语
生命科学是理论性和实践性都很强的学科。如何建立“打实基础,强化实践,突出创性,注意综合”为指导思想的教学体系,将学生培养成“专业基础扎实、知识结构宽厚、动手能力强、综合素质高,具有创新意识的复合型人才”,是生命科学教学过程中面临的一个重要问题。我们在开展实验教学改革中,积极尝试开设以研究课题为核心的“生命科学研究性实验”课程,推广本科学生导师负责制,在尊重学生个性的基础上,注重学生的全面发展和综合素质的培养。研究性实验教学提高了学生专业学习的主动性和综合实验能力,促进了学生整体创新能力和综合素质的全面发展,实现了以人为本、教书育人的教育理念。开展研究性实验教学是本科生创新能力培养的重要举措之一,相信各高校进行研究性实验教学的研究会越来越丰富。
生命科学概论论文 14
一、对生命科学的认识和思考
现代社会科学技术的飞速发展,极大地推进了人类社会的进步,而生命科学领域更是尤为突出,生命科学的进展给我们的生活带来了天翻地覆的变化。生命科学与生物技术早已成为当
大千?生命世界,数以百万计的不同物种虽然在形态结构和行为活动上表现得千差万别,但生物世界中最本质的东西却是高度一致的。构成生命的化学元素和生命大分子在化学组成都是由C、H、O、N、P、S等化学元素和4种核苷酸、20种氨基酸、糖类、脂肪等基础生物大分子组成,这些成分是生命构建和一切生命活动得以进行的基础;所有生物体都能够进行新陈代谢,并在新陈代谢过程中不断的生长;所有生物体都能够进行繁殖产生后代,由于受基因控制和基因改变的影响,生命的繁殖表现出高度的遗传和变异特性。
细胞是生命存在的最基本形式,是一切生命活动的基础,被称为生命的基本结构单位和功能单位。
从宏观角度看,地球上的生物构成了一个复杂的生态系统,在这个系统中,生物之间相互依赖、相互制约。生命科学是一门历史悠久的学科。在人类文明的初期,人们就注意到了生命与非生命的区别,并对生物进行观察、描述,收集整理了大量的材料。17世纪前,由于科学技术水平的限制和神学对人们思想的影响,古老的生物学始终停留在观察和描述阶段。直至20世纪以来伴随物理化学等有关学科的发展生命科学的一些基本概念和理论建立起来了。20世纪后半叶,随着分子生物学的兴起,生命科学的发展获得了前所未有的速度,一方面传统生物学的学科分支进一步深化、细化,另一方面学科间的交叉进一步加强。20世纪70年代以后,以生物工程、克隆技术、PRC技术等为主要内容的现代生物技术取得突飞猛进的发展
二、生命科学与社会发展
生命科学是一门神圣的学科,社会的发展离不开生命科学。
医学领域:1929—1943年,青霉素的发现,拯救了二战后期几百万人的生命,抗生素的广泛使用。
遗传学领域:1953年,沃森和克里克首次提出DNA双螺旋结构,揭开了遗传的神秘面纱。
生命科学领域:1997年2月,首例哺乳动物――克隆绵羊“多莉”的诞生;农业领域:转基因棉的研制成功,害虫防治的突破发展。
环境领域:“超级菌”的研制成功,极大程度上解决了海上石油污染的问题。
目前,社会上出现了很多种复杂的疾病,例如糖尿病、心脏病等,光靠有限的医学药物是远远不够的,好多人因此丢失了生命,基因工程的出现给医学领域带来了曙光,科学家们利用基因工程生产出某些特殊的基因和世界上难找的蛋白质,比如说,科学家利用转入转胰岛素基因的大肠杆菌来生产人们所需要的大量胰岛素,大大缩短了胰岛素的生产周期,治愈了更多的胰岛素病人。基因工程还生产出了大量的基因产品,如人的生长激素、干扰素、白细胞介素—2等,对人类的发展起到至关重要的作用。
三、生命科学与我们的生活
进入二十世纪八十年代,生命科学更使势不可挡,雄居影响当代人生活的四大科学之首,目前,生命科学已经成为21世纪当之无愧的带头学科。国际核心期刊论文发表生物学占着越来越多的比例,世界优秀科技成果评选总不会离开生物学的最新成果,无论从这些还是从对人类生活及思想的影响来看,生命科学都是当今世界科学研究的核心,最为炙手可热的领域
以下一些生活中的案例来说明生命科学对我们生活的影响:
在山东,医学专家为60岁的刘为荣换了心脏。我国自上世纪80年代末开始做心脏移植手术以来,刘为荣是年龄最大的“换心人”,现在他像正常人一样安排起居。
在上海,上海生物制品研究所生产出第一批高质量的新流感裂解疫苗。流感裂解疫苗不仅接种保护效果好,而且临床副反应极少,适合各种年龄段的人群接种,最受市场青睐。
在日本,东京齿科医科大学和大日本印刷公司借助特殊的印刷技术,成功培育出与人体血管原来形状相同的毛细血管,有望用于治疗心肌梗塞。
在美国,其国家人类基因研究所宣布,他们已绘制成功首张狗基因测序草图,显示狗与人类的基因数量大致相同。这一成果有助于人类对与基因相关的疑难病症的研究。
在新加坡,科研人员发现经高温和超声波加工处理后的动物骨骼植入人体后,可能不会发生感染或排斥反应,这为异体骨骼移植带来了新希望。
在韩国,研究人员首次培育成功转基因荧光鸡,使转基因鸡蛋在食品、制药等领域的大规模应用进了一步。
以上这些告诉我们,生命科学就是为我们的生活服务的,它的出现和发展就是为了使我们的生活更加美好。
诸如此类,生命科学可以解决的事情还有很多,只要是生活中能想到的方方面面,都能见到生命科学的踪影。
也许会有人问,生命科学现在的作用已经真么大了,那未来呢?未来又会怎样?我们可以尽情展开我们的想象。也许所有以前神话里的事情,将来都会发生,也许我们会生出一双翅膀,能像鸟儿一样在天空飞翔;也许我们能像鱼一样在水里自由呼吸;也许我们都能长生不老,永远保持年轻;也许……总之,这一切都将随着生命科学的不断发展,逐步实现。
生命科学的论文 15
1有比较的观察
对多种物体进行观察时一定要进行比较,更能突出它的特征。教师引导学生通过一组鸟类的卵进行有比较的观察,从它们的相同点进行观察,然后引导学生从它们的不同点进行观察,让学生充分感受到即使是同一类的动物,它们的卵也存在很大的差异,学生很容易就明白了动物多样性的特点。
2有思维的观察
观察是一种具有思维活动的高级形式的知觉活动。只有感官的观察,没有思考,不可能获得规律性的认识。因此,教师一定要指导学生不仅用感官和工具去“观察”,更要用脑去“观察”,不要只停留在学生“看到什么”、“是什么”等而要多问几个“为什么”,使观察具有探索性。教师引导学生观察的同时再与自己已有的知识和生活经验联系起来,让学生大胆推测鸡蛋各个部分对胚胎发育有什么作用。
3观察要有记录
没有记录的观察是苍白无力的。因此,在观察的同时要及时记录,并对观察到的现象和结果进行分析。教师指导学生认真观察的同时教会学生对观察到的现象和结果认真填写记录卡,然后引导学生一起分析探究记录卡,使学生在有限的观察时间内收获最多的科学概念。
4媒体教学,拓展科学概念
众所周知,小学科学课是一门实践性很强的学科。学生对物质的认识最佳境界是从鲜活的生活实践中得到,但许多生命领域中的知识是学生无法在实践中形成的。因此,恰当地运用现代信息技术,可以弥补学生直接经验的不足,从而进一步加深对科学概念的理解。在生命领域的教学中,所有知识都让学生亲身经历学习的全过程,亲自动手实验;让学生自主地去实践操作,在操作中有所得、有所悟、甚至有所创新是我们教学追求的目标。但是课堂上只有40分钟,每个知识点和技能的形成,都要让学生经历一次、实践一次、尝试一次,显然是不可能的。要解决这一问题,不妨应用多媒体的技术。虽然多媒体教学不能使学生亲身经历学习的全过程,但却能让学生亲眼所见知识生成的全过程。俗话说:“眼见为实”,利用多媒体教学也能使学生在学习中有所得和有所悟。况且,如今的多媒体信息技术教学能更好地把事物、现象、情景、过程等化难为易、化繁为简,既能和实际的实验相似,还能激发学生的学习兴趣,发展学生的想象能力。因此,应用多媒体教学,能更好地服务于小学科学的教学。例如,教学《动物的卵》这一课恰到好处地运用多媒体技术,既解决了时间和空间的束缚,让学生在有限的时间内较完整地了解了生命的'形成过程,又让学生对“新的生命”的探究意犹未尽。对那么小的受精卵会发育成一个成型的个体,感到不可思议。课堂是短暂的,但因其而产生的影响却是深远的,受精卵的孵化这一科学概念得到有力的拓展。生命世界作为科学课程的主要组成部分,作为一个科学课程的教师应不断探索,采用更多更有效的教学方式,提供给学生丰富的探究材料,加强信息技术与学科教学过程的整合,让学生在以亲身经历为主的科学探究活动中达到科学概念的修正与完善,让他们领悟生命的奥秘,体验人生的意义,领略生命世界的精彩,促使科学素养的进一步发展。
生命科学概论论文 16
众所周知科学是一把双刃剑,人类在享用着科学所带来的众多方便时,也越来越了解了科学所带来的消极的影响。如今,现代科技极大地方便了我们的生活,影响和改变着我们的生活方式和思维方式。人� 科技也在不断影响着人们的未来发展状态。
从人类发展历程来看,人类所经历的三次科学技术革命,每一次都是生产力发生巨大的飞跃:
第一次科技革命:以纺织技术的� 使得人类社会面貌发生了根本变化,从传统的农业革命向近代工业社会跃进,极大地提高了社会生产力。第二次科技革命:以电气化技术为主导技术,推动了工业的电气化进程,使社会生产力又有了一次新的飞跃。第三次科技革命和产业革命以原子能、电子计算机和空间技术极其产业为标志。
第三次科技革命:在第三次科技革命的推动下,二战后出现了一个人类历史上罕见的生产大发展时期。
科学技术对人类的影响是多方面的:
1.对经济的影响:随着科学技术的发展,信息技术使信息传递更快、更便捷,促进了全球经济协调机制的形成。当前国际分工的资源基础不断削弱,技术基础大大增强,科技进步的水� 对经济全球化起巨大推动作用,科学技术已� 2.对生活的影响:促进了人们生活方式的改善。提高了人们的物质和精神文化生活水平。科技产品使用的社会化成为现代社会生活的一道风景线,人们的衣食住行无不与科技密切相关,科技产品已逐渐应用到社会生活的方方面面,成为现代人类日常生活不可缺少的重要组成部分。例如:现代飞机、汽车、轮船等交通工具,大大提高了运行的速度,使人们不仅旅途舒适而且节约了许多宝贵的时间;电视、音响、电冰箱、洗衣机、空调等高科技家用电器的使用,满足了生活的需要。
3.对身体健康的影响:提高了人类的身体健康水平。人类基因工程的业已完成,使得科学家对于人类的遗传基因人类借助生物遗传工程、基因工程等高科技技术生产的药品,可以治疗许多常规疗法不能治疗的疑难疾病甚至过去被认为无法治疗的不治之症;治愈疾病,提高人们的身体健康。
4.对人类认知的影响:极大地开阔了人类的视野和对物质世界的认识水平。正如伟大导师恩格斯指出:日益发展的工业使一切传统的关系革命化,而这种革命化,又促使头脑革命化。科技是人类对自然规律认识的成果,同时也是人类创造性思维的最高成就。例如,大型射电天文望远镜的研制成 功,可以使人们看到几十亿光年乃至更遥远的太空, 5.对人们精神生活的影响:一位西方哲人曾说过这样一句话:“正是科学给予我们对一个永恒世界的信念。对于科学,我们可以用阿基米德的话来说,给我一个支点,我就能推动宇宙。在变动不居的宇宙中,科学思想确立了支撑点,确立了不可动摇的支柱。”这位哲人的话睿智地说明,科学不但作为一种物质文明影响着生产力的发展,它还作为一种精神文明影响着人们思想意识的发展。当科学技术作为一种精神文明影响着人们思想意识的时候,它也向我们展示了一种精神力量。对于这种精神力量的需要,就构成了科学技术的精神价值。科学技术的精神价值独立于、有时甚至高于科学技术知识的物质生产力价值,它可以直接介入和作用于人的精神生活,也可以通过其生产力价值的实现,改变人的物质生活,进而影响和改变人的精神生活。所以,我们不但应当从生产力的角度认识和关注科学技术,还应当从精神价值的角度去关注和认识科学技术。
以上只是科学技术对人类影响的其中的一部分,实际上科学对人类的影响是方方面面的。当然科学为人类提供方便的同时也带了许多不良的后果。
一、环境污染。随着科学技术的迅猛发展,现代工业生产的急剧增长,环境污染日益显出全球性,对整个人类的生存构成了威胁,温室效应、臭氧层空洞、酸雨、核放射污染是具体的一些环境问题。
二、生态危机。由于人类不合理的活动,特别是利用科学技术向自然无限索取的活动,在全球规模或局部区域导致生态过程即生态系统的结构和功能的损害和瓦解,从而危害人类的利益,威胁人类生存和发展的现象,森林毁坏、物种灭绝加快、土地荒漠化是具体的一些生态问题。
三、战争和恐怖活动及犯罪活动。战争中,交战双方利用最先进的科学技术制造各种武器,人类之间互相残杀。而从第二次世界大战我们已经可以看出,随着科技的发展,现在的战争所造成的破坏与损失以远远不是以前可比。人身安全越来越没保障,现在平均每天都有数以万计的犯罪行为发生,而其犯罪手段大多都与时下的新科技相关,如短信诈骗、电话诈骗,网上诈骗等。
四、资源短缺。长期以来,人类有一种错误的看法,认为地球上的资源是取之不尽,用之不竭的,但随者科学技术和生产力的发展,人类已经面临自然资源短缺的局面,如矿产资源匮乏、能源危机、水资源精湛等。
五、人口和健康问题。人口问题好似工业文明所带来的恶果之一,它又 其中人口膨胀、人口老龄化、粮食危机等问题日益严重。各种新兴病菌不断出现,很多病菌的杀伤力已经远远超过以前的病菌的破坏力。.这是由于医药科技的迅速发展加快了病毒的变种,以至于科技的发展速度已经跟不上病毒的变种速度,或许有一天人类会灭亡于某一场大的瘟疫。
生命科学的论文 17
摘要:在中学生命科学学科的实验教学中,野外调查类实验有独特的价值,但教师在教学过程中会遇到一些难题:组织麻烦,需要一定设备保障;内容复杂,教师的已有知识有时难以应对;活动耗时长,野外环境难控制。针对这类实验的特点,本文提出若干操作建议,涵盖教学前的准备、教学中的组织和教学后的总结。
关键词:生命科学;实验教学;野外调查
在中学生命科学学科教学中,实验教学有助于使学生具备积极探索的科学精神,实事求是的科学态度,正确的科学方法以及科学的思维能力,开发出学生的创新潜力,从而实现对学生进行科学素养的培养[1]。中学生命科学学科的实验内容包含了观察、解剖、测量、成分检测、物质分离、模型制作、野外调查等各种类型。选取初中和高中阶段的“生物的类群”“生态系统”和“生物多样性”等主题中的合适内容,开展野外调查类实验有其独特的教学价值,具体包括如下三个方面。第一,充实知识,获得技能。中学生从课本往往了解的是典型的、模式化的知识,但真实的生命科学研究对象是复杂多变的。只有走进大自然,学生才能感受到不一样的知识,更深刻地认识到大自然的复杂性和生物多样性。第二,热爱生命,欣赏自然。走进大自然,感受丰富多样的自然界,有助于加深学生对大自然的热爱之情,并在此过程中学会以不同的角度欣赏大自然之美。第三,丰富经历,增强凝聚。由于野外调查类实验的内容和组织形式的独特性,使得在操作中需要学生与学生之间更多地相互协作,促进了学生与学生之间、学生与教师之间的互动交流,因此易于在日常紧张而相对单一的学习生涯中留下更多印记。《上海市中学生命科学课程标准(试行稿)》中有相关活动建议:在“植物主要类群的基本特征及其与人类的关系”主题中“主要以食用植物或校园植物等为例”;在“物种多样性”主题中“可进行不同生境中物种丰富度的调查”[2]。但在实际操作中,这类实验存在诸多难题。
一、野外调查类实验操作中的难题
由于野外调查类实验的独特特征,给教师的教学组织管理带来诸多难题,因此部分教师不太愿意开展该类实验。主要困难表现在以下方面:
(一)组织麻烦,需要一定设备保障
野外调查类实验,一改传统的`课堂教学形式,将课堂带到了露天。由于内容的特点,该露天环境常常是在道路情况复杂的绿地或林间。当班级学生人数较多时,需要对学生进行分组管理,教师组织难度较大。野外观察需要一定的设备保障,如望远镜、放大镜,甚至捕虫网、毒瓶等。要落实这些设备的正确操作、使用维护以及携带等,一定程度上增加了实际操作的难度。
(二)内容复杂,教师有时难以应对
走进大自然,令很多教师最为担忧的一点是,学生发现了不同的生物类型(如某种杂草、某种昆虫、飞过去的一只鸟等)或特殊的生命现象(如动物的捕食行为、植物的果实开裂现象等),常常喜欢问“是什么?”“为什么?”而很多教师自身的知识储备是远远不够的,感觉难以应对。例如,在高中“物种多样性及其测量”的“植物物种多样性的调查”实验中,实地调查时就会遇到不少难题。如在真实的现场如何选择、测量和安排样方?如何统计位于样方边界的植物?灌木没有明显主干,从近地面的地方就开始丛生出枝干,如何判断是同一个植株?很多植物的幼苗与成株形态相距甚远,子叶、幼叶、成叶之间的差距巨大,加上植物的准确识别常常要借助于花和果实,因此如何判断物种的难度非常大。
(三)活动耗时长,野外环境难控制
由于野外调查类实验需要走出课堂,特殊的教学方式使得在走出课堂之前和回到课堂之后常常需要一些知识铺垫或内容汇总,因此耗时较多。而且,由于众多学生在野外活动,暴露于存在有毒植物、会蜇咬人的昆虫的环境中,因此会存在一定的安全隐患。这也是部分教师不太愿意组织这类活动的原因之一。
二、野外调查类实验的操作建议
基于生命科学学科野外调查类实验的重要价值及教学操作中的实际困难,笔者以为,除了应在课程标准层面进一步落实和加强引导外,在教学实施方面也需关注。以下提出具体的操作建议:
(一)教学前的准备
上好野外调查类实验,教学前的充分准备必不可少。具体包括地点选择、资料准备、设备提供、学习单制作、课堂容量考虑等。教学地点可以根据教学的需要,以就近、� 位于市区的学校虽然场地不大,植物数量、种类和植被面积均不够理想,但对于一般的课堂教学是足够的。当然,若有条件的学校,在春游、秋游、学农、学军、参观科普基地等活动中合理穿插相关内容,则学生的体验会更丰富。选择地点前,建议教师能事先了解现场的生态特征、基本的植被情况等,便于更好地组织教学。在野外调查开展前,资料的准备是必不可少的,如动物、植物检索表(或名录、图谱等),可以帮助学生更好地认识相关生物。有关的设备也是此类实验开展的基本保障,应根据调查内容及学生人数和任务等安排设备的类型、数量。在教学前制作与调查内容相关的学习单,说明基本要求、注意事项、操作要点等,有助于教学过程中的各个环节更加可控。调查类实验比较耗时,应根据课堂的时间来设计内容,做到合理取舍。当然,若能结合有关实践活动安排2课时甚至更长时间的话,则效果更佳。
(二)教学中的组织
在课堂实施中应该关注现场组织、安全保护、内容安排等方面内容。课堂的现场组织要求很高。比如,按照自然组将学生进行分组活动时,应根据学生的性别、体力状况、身高、兴趣特长等合理安排好学生的分工。在课堂教学过程中还应时刻关注学生的管理,如避免学生打闹、破坏植被和残害小动物的现象发生。在调查类实验的组织过程中,应特别关注学生的安全保护。如可发放防护手套,避免学生被扎伤、咬伤;提醒学生在不平的甚至有高低落差的小径安全行走;提醒学生不能随便触碰、采摘植物或捕捉不明的动物以免中毒等。教学过程中应密切关注学生的动向,一旦发生问题,应立即与医务人员联系。在教学过程中最重要的是教学内容的安排。教学内容必须紧紧围绕课程标准的要求,关注学科核心理念和重要内容,关注学科的三维目标,突出重点,认真应对课堂生成。这样,学生在愉快的氛围中将取得更大的收获。教学内容的安排不一定做到面面俱到,在学生体验基本方法的过程中不必过于关注确定的结果。
(三)教学后的总结
在调查类实验成功开展后,会收获很多数据、资料、信息,同时也可能会收到很多来自学生提出的问题。这些都是教学中生成的宝贵资源。教师有必要和学生一起进行收集和整理。例如,在高中“植物物种多样性的调查”实验中,学生会采集到样方中基本的物种数、每种物种的数目、各个物种的分布特征等数据。对学生采集数据应该充分重视,但也应该告诉学生,由于调查时间和方法的局限性、调查过程中可能存在的问题及相关知识的不充分性,这些数据离真正的科学调查可能还有距离,但通过这些数据可以对我们调查的环境的植物物种多样性有大概了解。对学生提出的问题,有的可以直接进行解答;也可以引导学生查找相关资料,或作进一步探究。
参考文献:
[1]赵英。重视高中生物实验教学培养学生科学素养[J].科学教育,20xx(4):68-70.
[2]上海市教育委员会。上海市中学生命科学课程标准(试行稿)[S].上海:上海教育出版社,20xx:63-77.
科学技术概论论文 18
摘要
雾霾天气越来越严重,人类的健康、出行等都受到严重威胁,根治雾霾,成为了人们现在谈论的主题。根据雾霾产生的原因,找到治理雾霾的方法,换我们一个清静的世界。引言
随着人类活动对环境影响的加剧,颗粒物“隐形杀手”群体逐渐变得庞大,成分变得复杂,“杀伤力”也渐渐增强。不管是常见的灰蒙蒙的天空,还是不时出现的雾霾天气,这些其实都是大量极细微的干尘粒等浮游在空中,使能见度降低的空气普遍混浊现象,本质上正是无处不在的颗粒污染物造成的。如何降低雾霾出现的几率,减轻雾霾对人们生活的影响已� 雾霾现状
据医学权威期刊《刘烨刀》估计,中国在2010年有120万 自20世纪80年代,珠三角地区能见度急剧下降,灰霾天气明显增多,先后出现过3次波动:气溶胶污染、硫酸盐加气溶胶污染、光化学粒子加硫酸盐加气溶胶污染。
除此之外,我国北京、四川等大城市的雾霾也非常严重,雾霾已严重影响我们的生活。雾霾的危害
目前,对雾霾天气产生后,人们生产生活的环境及所受伤害已经被人们广泛了解。其危害主要是两方面:一方面,是对人体的健康产生危害。雾霾天气的主要控制指标为PM2.5,由于颗粒物的粒径小于2.5微米,因此颗粒物可以轻易进入人的呼吸道,从而引发呼吸系统的疾病,同时,颗粒物与人体血红蛋白结合,进入人体血液,其上附若的有害物质可以诱发人体血液疾病和各种癌症的产生。另一方面,是对环境质量的影响。当雾霾天气发生作用时,其对环境空气质量产生的影响不言而喻。道路的能见度明显降低,各种交通皆因此受到影响。雾霾天气遮住了紫外线的照射,严重影响各种作物的生长等等。
常言道,“秋冬毒雾杀人刀”。看得见、抓不着的“雾霾”其实已经对我们的生活构成了极大的威胁,给民众交通出行和健康都带来了严重的影响。
据悉,入冬以来,河北南部、山西东部、山东、河南、安徽、江苏、上海、浙江、福建、湖北、湖南、江西大部,广东西部、广西东部及四川和云南局部等地有10~20天,其中江苏大部在20天以上、相比于常年同期,河北南部、北京、天津、山东、河南北部、安徽、江苏、上海、浙江、广东、广西东部等地偏多在1天以上,其中北京、天津、安徽大部、上海等地偏多3~8天,山东北部、安徽东北部,江苏大部、浙江北部及广东南部偏多超过8天。华北南部及江苏中部、四川东部、重庆西南部、贵州西部等地有8~15天能见度不足1000米,河南南部、山东西北部、四川东部等地部分地区有5~12天能见度不足500米。由于能见度低,驾驶困难,多处机场、高速公路、轮渡码头等交通等交通设施被迫关闭,给民众交通出行带来了严重影响。
雾霾天气更是危害人体健康,婴儿佝偻病、心血管疾病、呼吸疾病、高血压、脑溢血等疾病因雾霾天气而日渐严重。雾霾的产生
那么雾霾天气中这些颗粒物都来自于哪里呢?其主要来自三个方面:一是来自于自然,自然源包括土壤扬尘、海盐、植物花粉、孢子、细菌等。自然界中的灾害事件,如火山爆发向空气中排放了大量的火山灰,森林大火或裸露的煤原大火及尘暴事件都会将大量细颗粒物输送到大气层中。二是来自于人为的排放。火电、钢铁、水泥行业大量燃烧气体的排放,冬季北方燃煤取暖的燃烧气体的排放,各种机动车尾气的排放,餐饮行业油烟的排放等等。三是大气中各种污染物及粒子在光化学反应下,形成的二次转化。随着社会经济的发展,人们生活水平的提高,各种污染物质的排放也随之增多,这就加剧了环境的负担,从而引发了雾霾天气的产生。雾霾天气的治理
5.1注重自我防护
减少出门是自我保护最有效的办法。根据国际顶级流行病学期刊《美国流行病学》2012年发表的北大前沿交叉学科研究员环境与健康中心研究员黄薇等人在西安市所做的PM2.5相关的流行病学研究,在排除了年龄、性别、时间效应和气象因素等影响因素后,当PM2.5浓度每增加103微克/立方米时,居民全部死因的超频死亡风险会增加2.29%,滞后时间再1-2天。心血管病增加的超额死亡风险更高,为3.08%。
如果一定要出门,不要骑自行车,避开交通拥挤的高峰期以及开车多的路段。也最好不要开私家车,多乘坐公共公交工具,为减少PM2.5做贡献。5.2 控制雾霾的源头
城市中心的气温常比四周郊区的高,在气象学中称之为“热岛效应”。由于“热岛效应”的存在,可是城市中心污染更加严重。因此,对大气有严重污染的企业在进行区位选择时,要考虑到热岛环流的因素,以避免污染物从近地面流向城区。以郑州为例‘由于郑州冬季盛行西北风,在城市规划中,切不可采取“摊大饼”的模式,而要考虑到主导风向,把对大气有污染的工业部门建在最小风频的风向,或与盛行风向垂直的郊外,这样对城市大气污染程度的影响才能最小。同时,还要针对郑州市春季风沙较大的气候特点,大力增加城市绿地的覆盖率,以发挥其吸烟除尘的效益,以降低雾霾形成的几率。
可见,城市是人类作用于环境最深刻、最集中的区域,我们必须清醒地认识到,城市不能以追求利润最大化为根本目的,不能以牺牲空气质量为代价而盲目追求经济效益。
5.3加强环境科普教育,提高自身免疫力
作为气象工作者,可以定期在社区举办一些讲座,告诉老百姓应该怎样躲避雾霾天气,气象局还要做好气象服务,将灾害天气信息及时传递给老百姓。作为教育工作者,教师要有意识地将环境教育融入于教学过程,使 此外,我们还要控制生活污染,以减少PM2.5的来源。比如,在室内公共场所要禁止吸烟。尤其是那些“瘾君子”们更不能再公共场所内抽烟。面对雾霾天气,我们更要特别关注于老人和儿童健康。因为此类人群的抵抗力较弱,平时应该多饮水,多吃豆腐、牛奶、黄花鱼、动物肝脏、蛋黄、瘦肉、坚果等,这些食物中富含维生素D,对补钙非常有利。
结语
总之,针对越来越严重的雾霾天气,采取必要的措施愈加必要了。不仅为了我们自己,还为了我们的后代。
参考文献
孟力,周涛,张珊珊,虞冬青,张丽恒,曲宁,不容缓》。
殷挺凯的《雾霾灾害的成因分析及防范措施》。