公务员期刊网 精选范文 生命科学与生物范文

生命科学与生物精选(九篇)

生命科学与生物

第1篇:生命科学与生物范文

关键词:非生物类专业;生命科学导论;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)17-0073-02

联合国教科文组织21世纪教育委员会报告强调教育必须是完整的教育,只有完整的教育才能培养更多具有完善知识结构、满足科学创新、符合社会发展需要的高素质人才[1]。生命科学教育是素质教育的重要方面,2005年教育部高校生物科学与工程教学指导委员会制定了非生物学类专业生物学基础课程教学基本要求,建议非生物类专业学生生物学普及教育的核心课程为《生命科学导论》课程[2]。但是,生命科学的研究内容涉及面宽,对教与学都是一种挑战,如何在教学组织、教学体系优化和教学过程综合化等方面开展《生命科学导论》课程教学是目前教育领域内面临的主要难点。因此,作者对非生物类专业学生生命科学素质教育进行了一定的探索与研究,结合几年来对非生物类专业学生进行《生命科学导论》讲授的体会和感受,谈几点认识。

一、开设《生命科学导论》课程的重要性

《生命科学导论》是面向高校非生物类专业学生的一门综合性教育课程,旨在促进大学生不断提高对现代生命科技的认识,激起对生命科学热点问题的兴趣,加深对科学交叉、渗透、融合的理解,激发探索和创造激情,树立正确的自然观、世界观和价值观,增强社会责任感和社会适应能力。随着生命科学的发展,《生命科学导论》课程开设是非生物类专业人才培养的重要内容,逐步改变着高校基础教学的结构体系。2002年国家教育部专门发文件积极促进非生物学专业本科生生物教学的实施,要求具有“国家生命科学与技术人才培养基地”的高校必须面对全校非生物学专业本科生开设《生命科学导论》课程,以培养交叉学科的研究人才,促进学生将专业知识与生命科学知识结合,产生新思路,开拓新领域,也为了提高本科生的综合素质,增强学生的健康与环保意识[3,4]。所以,对非生物类专业学生开设《生命科学导论》课程具有积极的意义。

目前,全国很多院校对非生物类专业学生开设了《生命科学导论》课程相关的生物学素质教育课程[3,5-7],课程性质多样化,在教学计划实施中充分体现了非生物类专业教学的特色。我校结合实际情况也对非生物类专业学生开设了《生命科学导论》课程,制订了具体的教学要求,使学生掌握生命科学与技术的基本常识、了解该学科的主要领域和进展,培养学生具备基本的生命科学素养。

二、教学内容的改革

鉴于非生物类专业学生的基础层次参差不齐,不同专业的学生对生物学知识的需求也不尽相同[4,8,9],我们对教学内容进行了精选、整合,针对不同专业的学生设计了不同的教学内容。面向文科学生时,采用讲座形式组织教学内容,主要以生命科学的热点问题和发展方向为主,结合介绍基础知识,使学生获得必要的现代生命科学基础知识,了解现代生命科学的新发展及其与人文科学交叉的趋势,帮助学生树立正确的现代生命科学观,参与社会发展的决策。面向理工科学生时,教学内容侧重学科交叉意识的培养,采用系统讲授、部分自学的教学方式,以生命科学系统知识为主线,同时介绍生命科学领域内的最新进展,使学生理解、认识一些生命现象和过程,启迪学生的跨学科创新思维。

另外,学生对部分教学内容缺乏兴趣,如分类、形态、结构等生物学专业知识,因此提倡一些“开放性”内容由学生自学,激发学生思考与自学。同时,在教学过程中也应加强教学实践环节,如组织学生参观生物标本馆、生物园地等基地,以开拓学生视野,加深学生对理论知识的理解。

三、立体化教材的建设

根据多年的教学实践及其他高校相关方面的经验,编写了适合非生物类专业学生的教材《现代生命科学导论》。主要包括生命的物质基础、生命的新陈代谢、细胞与细胞工程、生物体内的信号和传递、人体的防御系统、遗传及其分子基础、丰富多彩的生命世界、生物与环境、生物技术的发展与伦理问题等内容,从不同角度对生命科学进行全面、系统的介绍,体现了知识的系统性和科学性。

本教材具有以下特点:(1)考虑到非生物学类专业学生的生物学基础较浅,内容编排由浅入深,力求形象生动、通俗易懂,可启发学生思维,开阔思路。(2)从适合非生物专业文、理工类学生的教学理念与教学目标出发,选择以生命基本特征为主线,以生命活动的重要方面为主题,综合性地介绍生命本质,同时以生命科学的热点理论、应用和问题为切入点,采取专题综述、论证、探究等多种形式,在不同层次上启发学生自主探索的兴趣和开展深入思考。(3)在各章节内容后附上思考练习题,便于学生巩固知识,加深理解。

四、多元化的考试方式

考试是测评学生掌握知识能力的必要手段之一,好的考试方式不仅能够客观全面地评价学生,且有助于提高教学效果。因此,我们增加了过程评价和发展性评价等多元化学生成绩评定方法,以利于促使学生注重自身整体能力和综合素质的培养提高[2]。通常采用平时考核(如专题演讲报告、课堂讨论和考勤等)、撰写课程论文和期末理论考试相结合的方式,不但评价了学生参与教学活动的态度、完成作业的质量,又考查了学生对知识的了解和掌握程度,同时多元化的考试方式也增加了学生的学习兴趣,减轻了学生的思想压力,且避免了少数学生平时不学习,通过考前突击准备获得较高分数,导致课程成绩不合理的情况发生[10]。

总之,为了提高非生物类专业学生的生命科学素质,在非生物类专业开设《生命科学导论》课程是新时期高等教育发展的需要,是历史的必然。我们在改革、优化教学内容、教学方式等基础上,建立了本校非生物类专业《生命科学导论》课程的教学体系,以期完善学生的知识结构、培养科学的思维能力,使学生发现学科间的交叉点,为今后的跨学科学习、研究奠定基础,从而促进科学研究更好、更快的发展。

参考文献:

[1]杨建明,杨艳燕.公共生命科学教育与教学课程研究[J].高等理科教育,2003,(2):84-87.

[2]宋怡玲,杨军.“生命科学导论”课程体系建设与创新人才培养[J].高等理科教育,2006,(6):37-39.

[3]张万海.高师院校非生物专业开设生命科学课程的思考与实践[J].渭南师范学院学报,2005,(5):72-74.

[4]王玉芳.开设《现代生命科学导论》公选课的探讨[J].廊坊师范学院学报(自然科学版),2008,(3):20-21.

[5]李弘剑.浅谈非生物类专业的生物学基础教育[J].暨南学报(哲学社会科学),2001,(23):104-107.

[6]王国强,吴敏,丁鸣.非生物类专业生物学实验教学改革实践[J].实验技术与管理,2005,(10):116-119.

[7]朱振元.现代生物学导论教学改革的初步探索[J].中国轻工教育,2007,(2):56-57.

[8]向波,龙德清,王锋尖.关于我校《生命科学导论》公选课的探讨[J].郧阳师范高等专科学校学报,2009,(3):67-68.

[9]段红英,丁笑生.高校非生物类专业开设生物学课程的现状及主要问题[J].教育教学论坛,2012,(45):121-122.

第2篇:生命科学与生物范文

关键词 学科思想 学科方法 教育价值 实验探究

中图分类号 Q-49 文献标识码 E

在当代科学技术领域中,基因工程、生物芯片、克隆技术等生物技术在社会发展中显示出强大的经济力量,其中所蕴含的生物科学思想、原理和方法,正在对其他学科和社会变革产生广泛而深远的影响。对学生进行生物学科思想教育能在很大程度上影响着学生未来知识储存和能力发挥的状况,对提升生物课程的教育价值有一定意义。

1 生物学科思想与学科方法的教育价值

1.1 生物学科思想与学科方法的思辨

生物学科思想是人们对生命科学本质规律的理性认识;而生物学科方法是在解决生物学科问题过程中所采用的各种手段和途径。二者既有联系又有区别,生物学思想是生物学方法的理论基础,生物学方法是实施有关生物学思想的技术手段。运用学科方法解决问题的过程,是感性认识不断积累的过程,当这种积累达到一定程度就会产生飞跃,从而上升为学科思想;而生物学科思想是生物学知识的精华,又反过来对学科方法起着指导作用,为学生理解和掌握生物学的本质提供了优化的途径。

1.2 生物学科思想与学科方法的教育价值

长期以来,生物学教育过分注重知识的传授,对生物学概念和定律的发生发展过程揭示不够,更忽视了让学生通过体验去思考知识背后的思想和方法,因此学生所学的知识很难在不同情境中灵活地迁移,束缚了学生创造性思维的发散。学科思想相对于零散的知识点而言,更易内化为人的主观认识,因此在生物教学中,以大量的知识为载体,让学生在认同和理解学科思想和方法的基础上,通过实践形成自身的情感、态度和价值观,这将直接影响他们对生命本质认识的敏锐性和准确性,对学科思维的形成有一定的指导作用。

2 生物学科思想的内涵

生物学科思想指那些对学科学习最具影响力的观念、思想和见解,它们内隐并不外显,积淀在生物学知识的形成过程中。从这个意义上说,教师在讲解生物学知识时,应该挖掘这些思想内涵,并将其自然而然地呈现出来并获得认同。这也是教师引导水平与课堂智慧的体现。

2.1 辨证唯物主义思想

在生物学中包涵着许多自然辩证法思想,其核心就是对立统一的思想,在生命活动的过程中,普遍存在许多矛盾的运动,例如同化作用与异化作用、遗传与变异、生物适应性的普遍性和相对性等。这些都表现出对立统一的关系。同化与异化作用的对立统一是生命活动的基础,而生命繁衍过程中的遗传和变异,在维持物种稳定性的基础上发展生物的多样性,是推动生物进化的内在动力。

生命运动的基础是生物体内物质的化学变化,生命科学研究中越来越多地运用物理和化学手段来揭示生命运动的规律恰恰基于世界的物质观,因为细胞和组织都是物质的、运动的。

从病毒、细菌、植物、动物直至人类,生物世界尽管表现形式千姿百态,但不同的生物却高度统一,其最基本的组成物质都是核酸和蛋白质,并且无论生物的进化位置如何,几乎都在遗传表达中使用同一套遗传密码。教师在教学中适时向学生展示在分子进化上所体现的“大一统”的格局,有利于促进学生形成辩证的思维方式,客观而理性地看待生物的适应性与多样性。

2.2 自组织与非因果决定性思想

奥地利物理学家薛定谔曾在《生命是什么》中指出:“用经典物理学和化学去描述生命现象是不可能的,经典物理学中一种原因只能产生一种结果的机械决定论模式并不适应生命世界。”

生命系统最基本的特性是开放性和自组织,即通过与外界环境交换物质和能量,通过自身的演化而形成的一个稳定而有序的系统,但这种稳定不是封闭系统中的平衡,而是一种动态的平衡,是一种相对稳定的状态。因此复杂的生命系统在与环境共同作用的过程中,既有规律可循,同时也存在很多不可预测的“变数”。例如传统遗传学认为一种性状由一对基因决定,二者之间有决定性的因果关系,但是,这种简单的模式不利于了解生物大多数复杂的性状,许多性状由多对基因控制,它们控制着生物体内成千上万的化学反应,同时反应的产物又会反作用于基因的表达,这些基因的传递并不简单地遵循孟德尔遗传定律,这种基因与环境之间高度复杂的交互作用决定某种性状出现的倾向性和易感性,并非因果关系。生命运动的每一个过程都有非常多的发展方向,生物体内中某个微小的变化就可能改变这个系统的演化方向,正是因为生命系统具有混沌和非线性的特点,生命现象和生命活动的规律往往并不遵循因果决定原则,大都表现为统计学意义上的规律,这种概率性源于生物的个体差异和随机性,与机械运动有着明显的不同。

教师在教学过程中渗透自组织与非因果决定性思想,可以帮助学生从整体观来认识生命运动的不确定性,用多元、理性和宽容的观点来看待生命科学的发展。

2.3 信息流思想

生命系统是物质、能量和信息的统一体,掌握生命活动的规律,不仅要研究生命活动中的物质和能量的变化,还要研究系统内部的信息传递作用。生命活动中的许多过程,如生长发育繁衍过程、免疫反应以及生态平衡等,虽然外部表现为物质或能量的变化,但本质都是信息的传递和交流的过程。

生命活动的信息流主要包括遗传信息流、生命活动信息流与生态系统信息流。遗传信息流即“中心法则”,指遗传信息的传递与表达的过程,该过程指导着细胞中物质和能量的一系列变化从而控制生物的性状;生命活动的信息流即生物体的应激调节,通过特定细胞释放的激素、乙酰胆碱等化学信号分子经体液运输到达靶细胞,启动靶细胞一系列生化反应,以适应不断变化的外部环境;生态系统信息流指生态系统内部的信息交流,即生物之间通过物理、化学和行为信息等调节生物的种内与种间关系,从而维持生态系统的稳定性。教师在教学中帮助学生从信息论的视角认识生命现象,有利于使学生认识不同层次生命系统的反馈调节机制,使他们形成一个较全面的动态平衡思想,从而更好地理解生产生活实践中相关原理的运用。

2.4 生物演化思想

生物进化是指生命形态发生、发展演变的过程。高中生物教材中不仅有专门的章节表述(人教社必修2的第七章“现代生物进化理论简介”),而且整个教材不管是内容编排还是知识结构上,都折射出进化的思想。

现代达尔文主义认为,变异、选择和适应贯穿在任何一个物种的演化过程中,这是生物与环境相互作用的结果。例如在有性生殖的过程中,由于配子形成过程中染色体组成的多样性与精卵结合的随机性,同一双亲的后代呈现几乎无限的多样性,另外由于性别、年龄、免疫系统以及在开放系统中所收集到的信息不同,有性生殖的种群中不存在两个完全相同的个体。再比如高等生物每105~108个生殖细胞才有一个发生基因突变,但在拥有大量个体的群体中就足以提供丰富的变异来源,多样性为生物进化提供大量的选择材料,生物圈就在这样的物种演变中维持着自身结构与功能的稳定性。

教师在教学过程中融入进化的观点,可帮助学生认识到生物进化是物种演变而非物种进步,因此人类只不过是自然界众多物种的一个分支,人类的行为作为自组织系统的一个部分也将影响自然界中物种的演变,从而最终改变人类自己。

3 生物学科方法示例

认识生命现象,探究生命活动本质的过程离不开科学的方法。从方法论的角度看,生命科学研究的方法包括一般科学方法和具体科学方法。一般科学方法包括观察、调查、分类、实验、分析等。具体科学方法指控制变量法、假说演绎法、模型构建法等。生命科学的研究往往是通过大量的实验证据来支持某个生物学的观点,图1以实验探究为例说明生命科学研究的特殊方法。

实验探究是针对研究目的,在人为控制条件的基础上,对研究对象进行干预或处理后,观测所产生效应的研究方法。该过程包括提出问题、作出假设、设计实验方案、实施实验、分析实验结果等(图1)。

案例:探究铅中毒对大鼠学习记忆的影响。

步骤一:提出问题,做出假设。

汽车尾气及工厂排放出的废气使空气中聚集大量的铅尘,铅尘悬浮物离地面大约0.8 m,因此铅会轻易地通过呼吸道和消化道进入儿童体内;另外儿童喜食的膨化食品、经常用的蜡笔、铅笔和一些色彩特别鲜艳的图书、餐具以及用油漆刷过的积木等玩具,都含有铅的成分,经常接触铅的孩子行为活动能力减慢。由该背景作出假设:铅中毒可能影响动物的神经活动。

步骤二:设计实验方案并实施。

选择大鼠为实验对象,分为四组,设置三个醋酸铅溶液饮用水平:0.05、1、2 g・L-1,对照组饮用蒸馏水。连续饲喂60 d后,进行水迷宫实验,在池水中加入少量墨水使大鼠无法看到水下隐蔽平台。让大鼠从四个方向入水点入水,训练其寻找水面下隐蔽平台。重复训练4 d后撤去平台。

本实验醋酸铅染毒组为实验组,饮水组为对照组,测定从入水点到原平台水域的时间用以反映大鼠学习记忆的能力。如果条件许可,还可测定脑组织匀浆铅含量及乙酰胆碱酯酶(AchE)活性。

步骤三:记录与整理数据。

本实验可能受到的影响因素很多,大鼠的个体差异、水浴温度、入水方向、人为操作与观察角度的变化等因素均可能干扰大鼠寻找平台。为减少误差,由同一人采用固定的操作模式,大鼠训练时不要有人在场,在另一处用视频探头跟踪观察。应尽可能采集足够的样本数量,及时记录并整理。

步骤四:分析实验结果是否支持假设。

饮用水中醋酸铅浓度越高,大鼠到达原平台水域的时间越长,说明铅中毒可能影响大鼠的学习记忆能力,支持假设。

该活动涉及到生命周期、环境控制、变化缓慢等问题,实验数据的离散度比较大,得出结论并非易事,。在讨论交流的过程中,学生认识到对于复杂的生命系统的研究,不能只进行单因子分析,还应分析无关变量对实验结果的影响,揭示控制条件与观测结果的对应关系必须有大量的样本支持,该活动的结果表现为统计学意义上的规律。

该案例为2013年全国高考福建生物卷第27题的背景,其中所蕴含的生物学科思想和方法非常丰富,校本选修活动借鉴该背景开展实验探究,有利于培养学生科学探究的能力和勇于探索的科学精神。

总而言之,学科思想方法的教育理念对教师的专业素养与引导水平提出了更高的要求,教师有意识地通过生物学科知识引发学生思考,让学生在“方法”或“哲学”层面上认识生命运动的一般规律,是生物课程教育价值的重要体现。

参考文献:

[1] 李松林,杨静.基于学科思想方法的整合性教学研究[J].课程与教学,2011,1:43-46.

[2] 李琳,郑晓蕙.构建学科思想达成情感态度与价值观培养目标[J].生物学教学,2011,36(8):13-14.

第3篇:生命科学与生物范文

从价值论维度看,生命个体不仅是被动性概念,也是个自主性概念。受达尔文主义的环境选择和生存竞争概念的启发,康吉莱姆在把个体性理解为一种存在论关系范畴的同时,又赋予其价值论的意义。他指出:个体性概念和生命价值概念之间有着密切关系。“一个生命体不能被归结为各种影响作用的交会地”,就是说,不能把生命体理解为一个纯然被动的概念。恰恰相反,“有机体所依赖的那个环境是被有机体自身所建构和组织起来的”。一个与其环境深度融合的生命体具有这样一种存在特性,即:它根据自己的需要而赋予周围的事物以意义,而“从生物学和心理学的角度来看,意义是对与某个需求相关的价值的评估”。这种评估意味着,有需求的存在者是在建构一个不可还原的价值论参照系。根据对生命个体性概念的这种价值论解释,康吉莱姆指出了现代生物学的一个基本缺陷:它试图将对意义的思考驱除出它自己的领域,使自己完全服从于物理化学的科学精神,将它自己的自主性拱手相让。实际上,生命价值在生物学中具有优先性,因此,对于以生命个体为研究对象的生物学来说,它首先应把生命体理解为一种意义的存在者,把它看作是价值秩序中的一种性状。换言之,生命个体以其自身为中心来组织它的周围环境。从认识论维度看,生命与概念不是对立的,而是同一的。康吉莱姆对生命个体性概念的第三种反思是从认识论上进行的:生命与概念之间具有什么样的关系?或者说,生命研究如何可能?为了解答这一问题,康吉莱姆把目光转向了西方哲学史———尽管他非常赞赏黑格尔的生命与概念具有同一性的思想,但他还是远溯到了希腊时代的亚里士多德。在亚里士多德看来,生命体的本性是“灵魂”,而灵魂“同时是生命的现实、实体和它的规定、逻各斯”。康吉莱姆认为,亚里士多德用作生命原则的灵魂概念和现代分子生物学的生命概念具有类同性。

按照现代分子生物学的看法,生命具有“信息性”,生命本身就是信息,生命个体性可以被理解为“信息交换”。因此,现代分子生物学和亚里士多德的生命观都认识到了,所有的个体生命中都存在着一个逻各斯或概念。当然,康吉莱姆在这里只是以类比的方式表明了生命与概念之间具有同一性关系,而他对这种关系的证明,是通过吸收柏格森的有关思想来完成的。按照柏格森的观点,概念是在生物进化过程中诞生的,它本质上是一种用以扩展人类机体适应其环境的能力。在这个意义上,概念就是工具,换言之,概念认识是有用的。但与此同时,概念认识又是虚构的,它不能揭示生命的真实本质,只有直觉认识才能够使我们真正地理解生命的本质。就此而言,概念是与生命相对立的。另一方面,就有机体都可以同化它们体外的事物以用于摄入营养和维持生存来说,它们也完全可以被看作具有“概括”这种官能。在此基础上,康吉莱姆进一步指出,“并不是只有完善的有机体、肉眼可见的有机体才能够概括。所有的生命体,细胞、机体组织都可以概括。在任何层级上,生存都意味着选择和忽略。”由此来看,概念和生命就不是对立的,而是同一的。因此,如果说从环境中来吸取生存必需物是所有生命体的典型趋向,那么人类的抽象认识是对这种典型趋向的一种独特而重大的扩充。根据生物信息和认知信息之间所存在着这种同一性,康吉莱姆得出结论说,“生命即概念”,生命是意义和概念,概念在生命之中。

二、生命现象的深层特性:疾病、健康与差错

在阐明生命的本质是个体性这一核心旨趣之后,康吉莱姆接下来试图揭示生命现象的深层特性。而他对生命现象的探索,是在对现代医学中的“健康”、“疾病”、“差错”等基本概念的哲学反思中完成的。1.疾病疾病并非对“常态”的偏离,而是病人作为一个“整体”所遭遇的痛苦。法国医学传统的一个根深蒂固的基本观念是,“健康即常态”。这里,所谓“常态”是指“理想常态”,也就是一种用以定义健康状态的“统计学的常态”。基于这一常态概念,法国医学对疾病和健康进行了界定。疾病被定义为一种对理想常态的偏离,它表现为“正常状态的量的变异”。就是说,病理现象被描述为一般生理现象在强度上的增大或减弱。在康吉莱姆看来,这是一种疾病的实证主义观念;然而,实际上,疾病不能被还原为一种生理参数的量的变异。他认为,这种量的变异无疑可以成为疾病的一种指标,但只有当它反映作为整体的有机体的偏离,反映一种量的变异时,它才能被认为是病理的。例如,根据与血糖含量相互作用的其他参数,血液里同样的葡萄糖含量对一个个体来说是病理的,但对另一个就不是。确定一种症状是否为病理的关键,在于“它在一个个体行为的不可分割的整体中所具有的内在关系”,脱离这种内在关系、孤立地谈论症状和疾病是没有意义的。因此说器官、组织、细胞有疾病,这种说法在医学上是不正确的,“对所有的生命体来说……疾病只是作为整体的机体组织的疾病”。而从机体组织这个整体来看,疾病其实是生命的消极价值的存在,而消极价值是整个生命价值的一部分。在这个意义上,疾病是人类存在的一种独特性质。正因为如此,用以确定疾病状态的,就不是对规范和标准的偏离,而是病人所遭受的痛苦。病人的痛苦具有个体性,正如中国传统医学所表明的,医生所治疗的每一位病人都代表着一个不同的病例,他们都展现出了自己的特殊性。2.健康健康并不是“常态”的恢复或持续,而是生命个体对环境的适应与创造。与上述关于疾病的哲学定义相适应,在康吉莱姆看来,健康也不是指恢复到由理想常态所定义的正常状态,相反,健康是指生命体经由容许自身变异的空间而对变化无常的环境的适应。这种适应不应该被理解为“自我保存”,“自我保存不是生命的普遍特征,而是一个衰弱与退缩生命的特征。一个健康的个体能够面对风险。健康是创造性的,能够在剧变中存活并且创造。”

与此相应,痊愈,作为一个从疾病到健康的概念,也不应被理解为是恢复到先前理想健康的状态,而应理解为一种新的“个体常态”。痊愈不只是一种对先前正常状态的回归,它在本质上意味着一种新秩序的出现。3.差错差错,是生命的正常表现形式,是生命多样性的表征,是生命适应环境的创新能力,是科学思想史的“连续”。“差错”本来是一个病理学概念,但它一经诞生就立即引起了法国哲学家的注意。法国哲学界对于差错的把握主要有两条研究轴线,一条是科学认识论轴线,另一条是生命科学史轴线。但不管是哪一条研究轴线,都深受康吉莱姆差错观的影响,以至于福柯称康吉莱姆为“一位关于差错的哲学家”。那么,康吉莱姆的差错观究竟是什么呢?康吉莱姆首先提问道,假如某些生态学家或分子生物学家的观点是正确的,即:生命体早已被编程,生命是严格地按照既定程序来展开的,那么,我们又该如何来解释生命现象中的“差错”?生命科学家把“差错”归因于遗传错误,又将遗传错误归结为信息错误。与此不同,康吉莱姆认为,大量的错误是在对环境的错误认知过程中产生的。人类出了错误,是人类将自己置于错误的地点,与环境产生了错误的关系,以及在错误的地方接受了使自己生存、行动、繁荣的信息。然而,这是正常的。康吉莱姆坚信,为了生存,我们在出错后适应,这应当是生命的基本形式。生命的本质中已包含着出错的可能性,比如先天基因遗传缺陷。不过,疾病所表现出来的生命的可错性,正是生命的多样性的表现,它体现了生命打破旧规范的能力。基于这种理解,康吉莱姆指出,科学认识无非是对正确信息的“迫切探寻”。这种正确信息只能部分地在基因中发现。遗传密码为什么以及如何被激发而起作用?结果是什么?康吉莱姆认为,这些问题只能在生命的前后具体情形中被恰当地提出并给予解答。以差错之于生命的内在性为基础,康吉莱姆进一步提出,包括人类在内的生命是永远不完全在其位的生命体,是注定会“出差错”、必定有“差错”的生命体。概念,就是对这种偶然性的回应。而“一旦承认概念就是生命自身对于这种偶然事情的应答,那么我们就应当承认,差错乃是造成人类思想和思想史的根源所在。”

具体地说,真与假的对立,人们对此二者的赋值,以及不同的社会和同一社会中各种机构所产生的与这种对立相联系的权力效果,所有这一切,都不过是对生命所固有的差错所做的延迟了的答复而已。如果说科学史是不连续的,也就是说,只能把科学史当作一系列的“修改”,那么“修改”实质上就是真与假的再分配。不幸的是,这种再分配永远不会把终极真理透显出来,因为在康吉莱姆这里,“差错”并不是某种真理的遗忘或延误,而是人类生命和物种之间所特有的维度。在康吉莱姆看来,生命在自身中包含着差错的可能性,因此在生命的日程表上真理即是错误,而真与假的剖分,以及人们赋予真理以价值,是生命所能发明的最奇特的生活方式。差错是生命史和人类历史所固有的持久的偶然之事,由这种差错观出发,康吉莱姆紧密地将生物学知识同他自己的独特的生物学史写法结合起来了。他拒绝像进化论者那样去“推导”生物学史,他所关注的是显示生命与生命认识之间的关系,并在这种关系中来追寻价值和规范的踪迹。

三、对生命科学的哲学反思

根据以上对生命本质和生命现象的哲学思考,康吉莱姆对包括生物学、医学在内的生命科学进行了哲学反思,试图为现代生命科学奠定新的哲学基础。对于生物学,康吉莱姆特别关注研究对象的建立和概念的形成。顾名思义,生命科学是“关于生命的知识”,但问题是:生命如何能够成为科学认识的对象?康吉莱姆对这个问题的思索包含如下几个要点:第一,生命科学的研究对象并不是自在地就成为生物科学的研究对象,相反,它是被“假设”出来人为地成为生物科学的恰当对象的。通过对反应、畸形、畸形环境、细胞、内分泌和调节等概念的考察,康吉莱姆得出结论:生命概念实质上是从全部生命现象中抽离出生命体所特有的过程的产物。因此,生命与认识之间不存在根本的冲突。第二,生命固然意味着调节和自动保存,生物学当然要去探索保证这些程序得以顺利运行的物理和化学机制,但是,另一方面,生命科学家不应忽视的是,这些机制同样显示出了生命的特殊性,例如疾病、畸形、怪胎、差错等。因此,生物学如果忽略了生命特殊性的具体表现,那么它就不可能真正地成为关于生命体的科学。实际上,人的理解力只有承认生命的独特性才能适用于生命,或者说,人的理解力只有在承认生命具有独特性的前提下才可能真正地认识生命。第三,生命科学作为“科学”,它要获取认知信息,就此而言它与其他自然科学不存在本质上的不同;然而生命科学是关于“生命”的科学,正是这一点使得生命科学不同于其他自然科学,也决定了生命科学不可能更不应成为物理学、化学等其他自然科学的殖民地。针对生物学完全被物理学和化学的精神所笼罩的现实状况,康吉莱姆直截了当地表明了自己的看法,“我们对一种沉溺于物理化学科学的生物学没有什么好期待的,这种生物学被还原为或沦落为了那些科学的附庸”。言外之意,生命科学有着不同于物理和化学的独特的研究范式。第四,从总体上说,一种认识如何能够成为生物学的认识?康吉莱姆给出的答案是,由于生物学研究的是生存着的和倾向于生存的个体,即那些倾向于在一个给予的环境中尽最大可能实现自己的能力的个体,生物学在根本上所要研究的,就不仅是那些可以纳入分析视野的作为部分的对象,更为重要的是,还有那些价值化环境的个体性全体。针对在生物学研究中大行其道的分析方法,康吉莱姆强调对于生命现象应该持一种整体论观点,其目的是要生物学研究恢复生命与认识之间的亲缘性。正因如此,生命科学需要以一种适当的方式来编写自身的历史并自觉地提出专属于自己的认识论和价值论问题。具体地说,生物学应当把自己理解为直接或间接地解决人与环境之间紧张关系的一般方法。众所周知,现代医学常常称自己是一门“科学”,一门关于正常和病理的科学。针对现代医学的这种自我意识,康吉莱姆在其1943年撰写的博士论文《论正常与病理的若干问题》提出了这样一个问题:“是否存在关于正常和病理的科学?”在他看来,医学不是一种关于正常和病理的科学,现代医学中的“正常”和“病理”概念是有问题的。在现代医学中,这两个概念都是基于理想常态概念而建立起来的,所谓“正常”是指符合理想常态的状态,而所谓“病理”是指对理想状态的偏离。这两个概念的问题根源于理想常态,因为后者本身就是成问题的。理想常态是指一种统计学平均值、一种抽象物,它在现代医学中被认为是普遍适用于所有的具体个体,这就表明,它的最大问题恰恰在于它完全忽视了个体性。因此,如何基于个体性来重建正常和病理概念,是现代医学所迫切需要解决的问题。从他的生命个体性概念出发,康吉莱姆提出,如果现代医学是一种科学的话,那么它也应该是一种相当不同的科学。在他看来,什么是正常的,什么是病理的,这个医学问题其实只是生命价值之本质这个一般问题的一种特殊情况。对所有的生命存在者来说,“常态只是自然选择所维持的一般偏离形式”。他强调了生命价值与个体变异性这两个概念之间的内在联系:不能把不规则和反常设想为影响个体的意外,而应看作是个体的实存自身,“生命体的各种形态不被看作是参照某种先定的真实类型的存在者,而更多地被视为一些机体组织,这些组织的有效性,即它们的价值,需要参照它们可能的生命的成功。”

针对理想常态,康吉莱姆提出了他自己的常态概念,即“个体常态”,以个体常态来替性常态。个体常态不是一种统计学平均值,不能以统计学的方式被定义,它是一种新的常态,即个体组织与其环境之间的关系的一种新结构。康吉莱姆并不满足于仅仅提出关于现代医学的规范性观念,他还力图将这种观念建立在客观性的基础之上。他所采取的策略是将现代医学和现代生物学沟通起来。这里,我们以现代生物学中关于特例和变种的看法与现代医学中关于病态和常态的看法的类同性来说明这一点。现代生物学中关于特例和变种的流行看法是自相矛盾的,一方面它认为特例或变种因为偏离了理想常态因而是病态的,另一方面它又认为,如果变种或特例成功地存活下去的话,那么它就是正常的。这种矛盾迫使康吉莱姆去提问:一个偏离理想常态因而是异常的个体,例如一只无翅的果蝇或一位酷儿,究竟是有病的个体,还是生物学或生活方式的创新?康吉莱姆指出,如果我们放弃理想常态概念,而将生物学中的常态概念理解为生物构造、行为与环境之间的互动关系,那么生命形式的变异恰恰就是对剧变的环境的一种有弹性的、有成效的适应。相反,缺乏变异的即常态的生命形式有可能因生存条件的改变而走向灭绝。事实上,在生物界,随着生存条件的改变,新的生命形式取代旧的生命行为而成为常态是屡见不鲜的客观现象。同样,现代医学中所谓的“病态”,在一定条件下其实就是常态。在既定情境下,任何存活的生物都是常态的。既没有常态的环境,也没有哪种生物构造就其自身而言是常态的,而是生物与环境之间的关系界定了什么是常态。现代医学中所谓的“病态”其实只是指不符合已经得到确认的常规,其实这种“病态”也应该被理解为常态,即理解为有机体与环境之间的关系。

四、结语

康吉莱姆的生命科学哲学以对包括生物学和医学在内的现代生命科学的反思为其出发点。现代生命科学家认为,动植物生存于其中的生物环境不过是由物理的、化学的和机械的种种自然法则所构成的体系而已,因此它在理论上具有不变性。不仅如此,就连有机体的生物构造本身也是不变的。在康吉莱姆看来,现代生命科学的这一不变性假设,以及以它为基础所构建起来的“理想常态”,其实都是抽象的产物,它的根本缺陷在于抹煞了生命的个体性。于是,康吉莱姆生命科学哲学的致思路径就是,对现代生命科学的基本理念、基本概念进行批判性反思,进而立足于生命的本真状态来切近地沉思生命本身。质言之,在康吉莱姆那里,所谓生命本质上是一种个体性。正是站在个体性的立场上,康吉莱姆达到了对生命的更为深刻的认识。各门自然科学的发展使得我们可以在细胞、分子等水平上来更为精准地科学地认知生命,但是我们决不能由此得出结论说,生命只是一个科学问题。恰恰相反,在康吉莱姆看来,死亡、疾病、畸形、异常、差错等生命现象,有着价值论与政治的问题。正是由于无见于此,现代生命科学将“差错”错误地描述为某种“偏离形式”。实际上,被理解为“偏离形式”的“差错”本质上是生命个体相对于普遍整体而言的特殊性,从个体性立场来看,它恰恰是一种常态。在康吉莱姆看来,生命既是一种维持现状的防御性活动,更是一种创造新的斗争活动。这就表明:其一,生物的“常态”不可能是一个静态的、均衡的和凝固的概念,而只能是一个动态的概念;其二,生命活动有其价值属性,因此“常态”是一个价值论概念,而决不是像现代生命科学所认为的那样,是一个纯粹的统计学意义上的概念。基于这种认识,康吉莱姆构建了其生命科学哲学的历史认识论,强调“生命即概念”,从价值维度重构了“正常”、“病理”等范畴,要求生命科学研究从“理想常态”转向“个体常态”,并且恢复生命与认识之间的亲缘性。可以说,康吉莱姆的生命科学哲学,对于我们重新思考医学、生物学等生命科学的理论基础,并对它们的实际应用展开社会学和伦理学的考量,无疑有着极为重要的启示作用。例如,如果我们把基因的变异看作是缺陷并进而梦想着去消除这种缺陷,那么很可能“在这个梦想的结尾,我们却发现了基因警察,他们披着基因科学的外衣……梦想找到绝对的药方,往往就意味着梦想找到比疾病本身更为恶劣的药方。”

第4篇:生命科学与生物范文

关键词:生命科学导论;教学理念;教学体系;教学团队;教学方法

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)29-0094-02

21世纪生命科学将在人类科技、社会和经济全面发展和进步中起到巨大作用,适应社会需要的高等人才必须具备良好的生物学知识基础,因此为非生物学专业的学生开设生物学方面的课程是一项很重要的举措。大学生的素质培养是我校一贯重视并不断探索和实践的课题,在新的社会发展形势下,我校对大学生的素质教育思路进行了重新调整和尝试,提出文、理、工、艺术等非生物类专业本科生也必须学习有关生命科学的知识,并将《生命科学导论》课定位为全校本科生的素质教育课。因此,围绕《生命科学导论》课程的建设与改革,我们开展了一系列教学工作,并取得了一定的成果,现将部分体会总结如下,供同行指正。

一、更新教育观念,构建生命科学导论课程教学新体系

为适应生命科学对社会经济、生活和持续发展的影响日益增加的势态,世界一流大学,如,MIT等从20世纪80年代后叶起陆续为全校大学生开设了生物类课程。我国几所重点院校从上世纪90年代中期开始,也相继开设出类似的全校性课程。在这个前提下,2000年,我院组织在科研和教学方面有丰富经验的教师首次面向全校非生物学类专业本科生开出了《生命科学导论》公共基础课程,学生表现出较高的学习热情,受到热烈欢迎。经过近十年的教学探索与实践,本课程组结合学校的人才培养实际,制定了课程培养目标,构建了独特的课程教学体系。

1.多层次的教学体系。在对国内外《生命科学导论》教学与研究的调研基础上,探讨非生物类专业理论教学必须掌握的知识和结构。利用我院生命科学教学的基础和特色,根据培养对象的不同建立了茅以升班、理工科类、文科类等几个不同的生命科学导论课程的教学体系,从学时、教学大纲、教学内容、教材的选用和老师的配备几个方面保障教学质量。结合学生所修专业背景和不同专业的特点,分层次确定了生命科学导论的教学内容,构建了适合的专业平台,同时面向全校开设必修、限选和公选课等不同类型的课程供学生选择。在教学体系的各个层次、各个环节贯穿生命科学的先进技术和手段,紧跟世界科技前沿,为我校通识教育和创新人才的培养奠定了基础。

2.丰富的教学内容。《生命科学导论》讲授的内容从微观和宏观两个方面讲授生命科学的基本理论和应用。教学过程中,从提高学生思维能力和整体规划的角度出发,结合教学时数和教学条件,从学生感兴趣的话题入手,紧扣当前生命科学研究领域的热点,如,干细胞研究、转基因等,牢牢抓住学生关注点;选取生命科学发展历程中的经典研究,引导他们去提出问题、去分析问题、去研究、去创新,取得启迪悟性、挖掘潜能的效果,实现本课程教学的基础性与前沿性、理论性与实践性、交叉性与创新性的统一。

3.特色鲜明的教学模式。《生命科学导论》作为基础和前沿学科,课程体系和课程内容的设计紧紧围绕人才培养目标,充分体现现代教育思想。在课程体系和课程内容的设计中以“人与生物圈”为主题整合高中生物学的教学内容,强调生物科学、技术与社会的关系,更加突出了生物科学知识对科学发展、社会进步和经济建设的重要作用。为了充分体现生命科学“重基础、重交叉、重人文、重实践”的教学理念,重视培养学生分析问题和解决问题的能力。

二、启发式教学贯穿始终,采用灵活多样的教学方法和教学手段

1.积极推进探索性或研究性、启发式教学。教师们结合课程的主要内容、重点、难点,设计激发学生兴趣、引发学生思维的问题。同时围绕媒体关注的有关生命科学研究中涉及的热点话题,将教学内容贯穿其中。同时,结合教学内容选取具有典型意义的科学发现、技术创新过程、科学家的故事等充实到课堂教学中,以启发学生对科学研究的理解,加深对科学本质的认识,培养科学素养。

2.将声、形、言、情等传统课堂教学方法结合多媒体教学课件灵活运用于教学。通过语言的轻重缓急突出重点、难点;用通俗易懂的语言、形象的比喻、生动的实例、直观的图表及深入浅出的解析,帮助学生理解,加强学生记忆;用激情讲授调动学生的学习热情,在主要内容和关键环节,通过教师的手势、表情、动作加深学生对重点、难点的理解和认识。现代的教育技术手段使得单位教学时间内的信息量大、网上资源丰富并使知识的获得和更新速度加快,充分利用网络多媒体技术进行课堂教学,图文并茂和动画演示,发挥教师在课堂教学中的主导作用。

3.教与学的互动。针对学生不同的专业背景,教学中我们要求学生结合自己的专业特点,分小班查阅本专业与生命科学研究的最新进展制作成多媒体后,请小班代表在课堂上演讲,开阔其思路,以对学生跨学科的联想、创新思维起到一定的科学启迪作用,认识生命科学在社会和经济发展中的地位和作用。此外,我们设计了多种形式的第二课堂活动,包括小型研究课题、知识拓展讲座和教材评论等,并随时注意调节教学进度,留给学生充分吸收消化的时间,达到师生互动学习的目的。

4.多环节考查模式。考试改变了传统的期末一次卷面考试定成绩的方式,实行多元成绩评定办法,采取用平时成绩、期末考试、讲演成绩和考勤成绩等多个考核环节评定学生的总成绩,加强对学生学习过程的检查评价,培养学生合理安排学习时间的好习惯,克服少数学生临时报佛脚的不良习惯,帮助学生养成认真踏实的学风。

5.设置研究生教学助理,加强沟通。《生命科学导论》课程组配备有研究生教学助理,教学中加强例题示范、习题讲解、答疑及作业批改等教学环节,并经常与学生交流和沟通,及时了解学生的学习效果,调整教学方法,如,在2006年下发收集学生对该课程意见和建议问卷达5000余份。学生同老师的联系也延伸到了email、BBS、ftp及短消息等系统上。

三、教材、扩充性资料的使用与建设

教材的选择使用是影响教学质量的重要因素,而生命科学发展迅猛,很难通过一本教科书把至今人类对生命的了解全部反映出来。课程组针对工科、理科和文科学生的不同生物学知识背景及课程属性,准备了不同的教材。采用上海交通大学张惟杰教授主编的《生命科学导论》[1]作为限选课和选修课的主修教材。针对茅班开设的必修课,在选用恰当的《生命科学导论》教材方面,教师们多次组织研究讨论,查阅了大量的图书,最后确定使用高等教育出版社出版的吴庆余教授主编的《基础生命科学》[2],该教材为国内第一本生命科学类的全彩色教材,图文并茂的彩色图片更能真实高效地反映生命的特征和规律,用现代的观点重新审视、选择和组织传统教学内容,从宏观到微观系统地阐述生命现象。经过3~4年的使用,又更新其新版。此外,还提供了促进学生自主学习的教辅材料和相关教学网站,如,高崇明主编《生命科学导论》(北京:高等教育出版社,2007)、沈显生主编《生命科学概论》(文科)(北京:科学出版社,2007)、裘娟萍、钱海丰主编《生命科学概论》(工科)(北京:科学出版社,2007)、Neil A.Campbell,Jane B.Reece著《Essential Biology》(影印版)(高等教育出版社,Higher Education Press Pearson Education出版集团,2003)、曹阳、林志新主编《生物科学实验导论》(附光盘)(北京:高等教育出版社,2006)等。同时,拟构建《生命科学导论》全方位、立体化的网络教学平台[3]。在学校学院的支持下,依托生物信息实验教学平台,初步构建了“生命科学导论”网上教育资源框架,包括理论教学大纲、实验教学大纲、电子教案和课件、电子教材、习题与解答、实验指导、知识扩展、学术讲座、网上答疑、网上讨论、网上测练、网上提交作业和报告等相关内容,为进一步完善“生命科学导论”课程网站打下坚实的基础。

四、重视自身知识的提高和队伍建设

1.加强师资队伍建设。生命科学发展迅猛,为了更新教学理念和知识结构,我们采用引入和走出相结合的模式,请国内外知名专家学者来我院讲座和授课,并派出数名老师到清华、浙大、上海交大、北大、武大等学校观摩、交流教学经验,参加国内各类骨干教师培训班学习及有关《生命科学导论》课程改革研讨会。

2.树立团队教学理念。按照课程建设与人才培养相结合、教学与科研相结合、理论教学与实验教学统筹协调发展的原则,改变“单兵作战”的育人模式,由年龄结构、职称结构、知识结构、学缘结构合理的多名教师组成教学团队,以系列课程建设为教学团队的最终目标,形成综合实力,针对不同专业、层次的学生开展教学,有效地促进课程体系和教学内容改革,从整体上提高教书育人的效果和质量。课程组经常开展互学活动,通过相互之间的定期交流,使各位教师的专业特长得到交叉、融合,教学更加生动、深入,从而提高教学质量。

3.通过科研带动教学。课程组教师所从事的学科专业有植物学、动物学、细胞生物学、生物化学、微生物学、遗传学、分子生物学、生物信息学和生态学等,几乎涵盖现代生命科学研究的所有领域。除了具有丰富的教学经验外,还是各自所从事学科研究领域的骨干力量,通过组建科研团队,吸收青年教师到自己的课题中担任一定的科研工作,使青年教师将生命科学领域的前沿技术、信息及研究成果融入到课堂教学中,促进了教学改革的深入发展。

《生命科学导论》作为面向非生物学类专业本科生开设的通识课程,为了充分体现和实现本课程的“素质教育”宗旨,应该结合学校的人才培养实际,使学生通过课程学习,掌握生命科学的基本概念、基本原理、基本知识,同时,让学生了解学科热点问题和发展趋势,了解生命科学与其他学科的联系,促进学科交叉和知识迁移,进而帮助学生正确理解生命科学的发展将如何影响人类和人类社会,增强学生的健康和环保意识,培养学生正确的生命观和社会责任感,全面提高大学生素质,实现创新性人才的培养,最终达到“了解生命、尊重生命、热爱生命”的终级目标。

参考文献:

[1]张惟杰.生命科学导论[M].第二版.北京:高等教育出版社,2008.

[2]吴庆余.基础生命科学[M].第二版.北京:高等教育出版社,2006.

[3]徐鹏,关学锋.应用现代教育技术深化材料力学教学改革研究[J].中北大学学报(社会科学版),2005,21(3):94-95.

第5篇:生命科学与生物范文

一是帮助学生认识生命。只有真正认识生命的现象和本质,才能领悟到生命的完美与可贵,体会到生命的价值与神圣。教师在向学生传授有关生命的孕育、发展及其规律的同时,要让学生充分认识生命、理解生命。首先,要使学生认识到生命在大自然中孕育与生存的艰难,并让他们明白生命对于一个生物个体而言只有一次,从而体会到生命的珍贵:其次,让学生正确看待生命现象,既认识到生命的伟大与崇高,又认识到生命的渺小与脆弱;最后,让学生正确认识和把握生命的内涵,也让学生认识到自然界中每个生命的存在价值,进而帮助学生认识自己,引导学生欣赏自己的优点,发现自己的潜质,将生命能量发挥出来。

二是引导学生欣赏生命。自然界的花草树木,不管身居何地,不管生长环境的优劣,都尽情地向上生长着,追求着太阳的光芒,舒展着生命的绿色;各种动物也都按照自己特有的方式生长着、繁衍着,表现出惊人的适应性;各种微生物也在与自然的斗争中不断发展进化。所有这些共同构成了自然界生生不息、欣欣向荣的景象。虽然它们没有思想,但它们对生命都保有一种积极的“态度”。教师可在传授生物形态与结构等知识时。让学生感受生物所具有的形态美、结构美:通过对生物结构与功能的统一和生物对环境的适应等知识的学习,让学生感受生物及生物与自然的和谐之美,从而欣赏生命。

三是期望学生尊重生命。当学生认识了生命,领悟了生命的微妙,感受到生命之美,就会欣赏和赞美生命,进而逐渐形成一种尊重生命的信念。通过生物与环境的学习,使学生理解和关注所有生命所依存的环境,懂得尊重生命,保持其安全性和自然性。作为教师要言传身教,尊重学生的人格与个性。这样,学生就会觉得自己的生命是有价值的。从而尊重自己的生命,同时也会尊重和关怀他人的生命。

第6篇:生命科学与生物范文

【关键词】进化生物学 课程 教学改革

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)14-0025-02

进化生物学是在生物进化论的基础上发展起来的一门学科。20世纪后期,随着遗传学、生物化学,尤其是分子生物学的发展,推动生物进化论从推理到验证,从定性到定量,使得这门学科由模糊的理论推测日渐发展为脉络清晰的系统学科。它从各门功能生物学科获得研究基础,综合形成的一般规律和理论又成为整个生命科学的发展线索。迈尔曾说:“进化生物学是生命科学中的最大的统一理论”,是建立在生命科学各层次研究和各分支学科基础之上的理论综合。由于进化生物学涉及学科广泛,是高度概括的综合性理论,实践环节存在困难等原因,导致进化生物学教学有其独特性,本文从教学实践经验出发,就进化生物学课程改革方面进行探索。

一 课程目标的设置

针对进化生物学既是生命学科各分支学科的综合,也是生命科学领域的一门前沿学科,又是生命科学的一个核心理论的课程特点,在课程目标的设置上力求做到以下三点:

1.牢固掌握本课程基础知识和理论

主要包括生命及其在地球上的起源、细胞的起源与进化、生物发展历程、微观进化、宏观进化、遗传系统的进化及人类起源等问题,这些知识既是进化生物学教学的主要内容,也是学生学习的重点所在。这些内容涵盖了各门生物学分支学科的成就,特别是把植物学、动物学、细胞学、遗传学、生态学和分子生物学等结合起来研究有关生命进化的问题,力求让学生在掌握生命进化的基本历程、进化的动力机制,学会对进化现象进行正确的理论分析的基础上,培养对生命科学各分支学科融会贯通的能力。

2.密切结合生命科学研究中各学科的最新研究进展

进化生物学是生命科学中一个相当活跃的领域,新知识、新理论层出不穷。本课程以现代达尔文综合进化论为基础,同时密切结合生命科学研究中的最新进展,把各个学科前沿进展融入教学过程中,如以鸟类手指同源问题讲解物种特化式进化中的分歧进化,在“适应”的问题上联系燕子为躲避车辆进化出更短的翅膀等,把一些最新进展融入理论教学中,不仅增强学生对理论知识的理解与学习兴趣,更能开拓学生的知识层面,也体现了进化生物学是一门前沿学科的地位,吸引学生从事进化生物学的研究。

3.着重培养学生对自然界进化过程的正确认识和理解

进化生物学是在哲学思想指引下产生的,研究进化的过程本身就是将古论今,“现在就是过去的钥匙”,通过学习能够加深对生态环境系统的正确理解,单独的思想教育往往说服力不足,课程中引入大量的数据和事实,培养学生对问题的分析能力,如让学生从微观进化角度对生物多样性进行分析,探讨生物大灭绝对生物环境保护的意义,从人类进化历程角度谈如何摒弃“为人独尊”的思想等,把这种思想的教育贯穿始终,帮助学生树立科学的世界观,这也是对辩证唯物主义自然观最好的验证。

二 优化课程内容体系

进化生物学研究内容贯穿生命科学的各个分支学科,甚至其他自然科学和社会科学门类中都会触及生命起源及进化的问题。在国外很多大学都把进化生物学列为生物学专业基础课、研究生基础课,甚至成为一门通识课。耶鲁大学开放课程进化、生态和行为原理从2009年录制以来风靡全球。

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* 基金项目:大庆师范学院教育教学改革项目(编号:JY1320)

在我国,很多高师院校把进化生物学课程设置为生物科学专业必修课,一般在学习最后阶段开设;也作为生物学其他专业,如生物技术、生物工程的选修课,也有院校将生命起源与进化之谜作为一门通识课来开设。由于进化生物学融汇众多交叉学科,每个学校学科课程设置各有不同,教材内容不可能完全适应具体情况,不同学校不同专业的课程内容不能一味照搬。我院曾把进化生物学作为生物科学专业必修课,生物技术专业选修课和全校学生的通识课开设,在围绕基础知识和原理的基础上,对课程内容进行了如下优化:

1.对于生物科学专业师范生而言,进化生物学课程在初中、高中课本都有体现,应该详尽系统地开设

通过对生物进化的历史过程、原因、机制、速率、趋向和物种的形成与绝灭、系统发生以及适应的起源机制等内容的学习,使学生掌握生物进化理论中的基本概念,认识生命进化的基本历程、进化的动力机制,学会对进化现象进行正确的理论分析,融会贯通各分支学科;同时激发学生对生命科学的学习兴趣,树立科学的世界观,培养具有用进化理论来综合生物学各个学科知识的能力的高素质人才。

2.对于生物技术专业的学生而言,应该有针对性地进行开设

由于生物技术专业的学生有一定的生物学基础,进化生物学课程主要应从生命史、小进化(种内水平的进化)、大进化(种以上水平的进化)及人类的起源与演化四个主要方面讲解,着重从个体、群体以及物种等不同分类群探讨进化的规律,涉及学生已掌握的细胞生物学、分子生物学和发育生物学等学科领域,加深对各个学科知识的贯通,着重对学生进行生物进化思想的培养,让学生对生物进化的本质有一个科学的认识,培养适应新时期社会高速发展的科技人才。

3.作为一门通识课,针对生物基础知识相对薄弱的学生开设,课程学时一般为18学时

课程从宏观角度对生物的发展历程、人类的起源与进化等问题入手展开,介绍地球的形成与演化、环境系统的演变、生命的起源、生物与环境的协同关系等,展示人类探索生命起源、探索天外生命的科学成果和艰辛历程。审视30亿年来主要生物类群的延续发展,探索起源、分化和灭绝等问题,使学生树立生物与环境相互联系、生物具有适应性和多样性的观点,在教学过程中加强辩证唯物主义的世界观教育,使学生正确地认识人类在自然界中的地位,人与自然协调发展的必要性,培养大学生探索科学的兴趣,增强其珍惜生命和保护环境的意识。

三 课堂教学改革

进化生物学课堂教学既要符合课堂教学的一般教学规律,又要充分体现课程的独特性。在教学过程设计上将学术性与趣味性有机结合,紧密联系生活实际,并采用灵活多变的教法,丰富的多媒体资源,让学生展开讨论和辩论等形式激发学生学习兴趣,进一步提高课堂教学质量。

1.课堂教学形式的改革,以学生活动为主体,师生角色互换

进化生物学是一门前沿的学科,有很多未知的内容等待我们去探索,对于一些前沿的问题,如恐龙灭绝之谜,地球之外是否有生命,下一次物种大灭绝的预测等问题,让学生自行组织,用多媒体报告的形式做介绍,各小组相互提问,并按照评价表进行打分,小组成绩就是小组成员的成绩,以此培养团队精神,让学生真正融入其中,真正落实“以学生为主体”的教育理念。

2.灵活运用现代教学手段,提高教学质量和效率

对现代教学手段的大规模应用还存在褒贬不一的看法,但对于进化生物学课程而言,选择有代表性的图片、音像资料能吸引学生注意力,丰富课堂内容。如古生物的化石,冥古代地球表面特征等,学生理解起来有一定的难度,但用一张想象图却能集中学生注意力,降低学习难度。另外,借鉴并剪辑国内外大型探索片、纪录片、科幻片中相关内容及其中涉及的电影片段,如《宇宙的诞生》《与远古人同行》等,这些音像资料有效地提高和调动了学生的学习兴趣,也为进一步探讨一些科学问题提供了证据和平台。多媒体课件具有信息丰富、形象、通俗易懂等特点,学生易于接受,便于他们掌握重点内容。

3.教学过程与观察、实验相结合,注重实践教学环节

作为一门理论学科,必须要有实践环节的支持,而生物进化的历程有数十亿年之久,无法真实再现当时的情境,这成了进化生物学实践环节的难题。课堂教学主要从基础课程植物学、动物学实践教学展开,通过对以往知识的回顾、实践结果的描述和多媒体图片视频展示,让学生对生物进化历程有一个初步的认识。对于有些历史阶段没有化石等直接证据,则利用解剖学、胚胎学和发育生物学等知识内容,从现存的状况去推断过去的事件,如利用系统生物学方法通过对现生类群的研究,推断生物的系统发育。还可以带领学生参观博物馆、地质馆,通过研究已灭绝的生物骨骼化石标本和对不同地质断层进行分析比较的活动,让学生获取最直观的认识,总的来看,效果还不错。

四 展望

进化生物学从探索生命起源出发,融会众多学科内容,以哲学思想概括总结出理论知识,通过认识生命来源和历程,从而加深理解生命和尊重生命,以进化的思想升华生态环境保护的意识,树立人类发展必须自觉地顺从并维护生物与环境的协同演化的观点,对于培养大学生系统地认识自然界具有重要意义。建议除了在生物相关专业开设必修课和选修课外,还应该在医学院校、师范院校和综合性院校广泛开设公共通识课,特别是在将来从事科普工作、小学幼儿教育、心理学等相关行业工作的学生中开设通识课,以此培养学生树立人与环境和谐可持续发展的观念,建立正确的世界观、人生观、价值观。

参考文献

第7篇:生命科学与生物范文

关键词:生命科学导论;教学内容;教学方法;教学模式;评价方法

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)41-0196-03

一、前言

生命科学的飞速发展对人类生活和社会发展产生了巨大的影响,如人口问题、能源危机、食品安全、环境污染、疾病危害等,这些重大问题日益威胁着人类的生存和发展。随着生命科学的迅猛发展和21世纪高素质人才培养的需要,掌握生命科学的基础知识就显得十分重要了。《生命科学导论》正是为满足学生对生命科学知识的需求而开设的一门课程,大连海事大学从2006年开始面向全校学生开设了《生命科学导论》公共选修课,根据我国高校课程的教学改革思路,我们在多年的教学实践过程中积累了一定的经验,在此主要对教学内容、教学方法、教学模式及评价方法等方面进行了一些思考和积极的探索。

二、教学内容

《生命科学导论》作为一门公共选修课,面向全校各专业的学生开设,如何确定该课程的教学内容是我们在教学过程中十分关注的问题。对讲授的内容不但要注重传统意义上的基础性和系统性,还要注意内容的新颖性、趣味性、科普化、生活化和多样化。

1.教学内容的基础性和系统性。生命科学是研究生物体及其活动规律的科学,其内容涉及生命的起源与进化、生命的化学组成、细胞的结构与功能、生物大小分子的作用,人体的系统组成等基础知识。通过讲授这些基础知识,学生可以获得必要的现代生命科学的理论,认识人类自身。同时,在教学过程中还要注意知识的系统性,如寿命与衰老、学习与记忆、营养与健康、基因遗传与变异、生物与环境的适应,让学生理解这些内容所体现出来的关联性。此外,关于生物多样性及其保护、生命伦理及社会决策、环境污染与防治措施的探讨则可以引发学生的思考,使其认识到目前这些问题的重要性和解决的必要性,增强社会责任感,提高自身的综合素质。

2.教学内容的新颖性。随着人类社会的发展和先进科学技术的进步,特别是近20年来,分子生物学、细胞生物学和生物技术的迅猛发展,大量的新理论、新知识、新成果不断涌现,及时把这些知识充实到生命科学导论教学中,更新优化教学内容对学生理解和学习这些知识十分重要。如在讲到基因表达的调控时,把RNAi干扰技术和最新的研究成果讲授给学生,让学生可以了解科学界的新技术、新成就和新动态。同时可以把自己的研究领域里的一些研究成果展现给学生,在介绍相关理论知识的基础上用自己的图片结合具体的实验数据讲述最新的研究成果,这样可以激发学生的科研热情,使其学习到教科书上没有的前沿知识,有助于学生的提高科学实验素养。此外,针对当今社会暴发的流行性疾病如SARS、甲型H1N1型流感、禽流感等,将相关的理论知识和最新流行病学报告及时补充到相应的教学内容中,会使学生更好地了解和认识这些疾病的病因、症状、发病机制和预防措施。

3.教学内容的趣味性。在教学过程中,教与学是密不可分的,如何提高学生的求知欲,激发学生的兴趣,增加教学内容的趣味性是十分重要的。如在讲授神经传导的嗅觉感受器时,提出为什么狗的鼻子很灵;讲授味觉感受器时,提出为什么很多老年人味觉异常,而常吃快餐的年轻人也出现味觉异常。这些问题在生活中真实存在,可以使学生动脑思考,努力寻找答案,在学习的同时也懂得了需要注意自己的饮食习惯。我们也增加了视频教学内容,讲解常用的实验方法如PCR聚合酶链反应,小鼠的水迷宫实验等,在视觉感官刺激的基础上让学生更生动地理解和学习相关的知识,带领学生走入生命科学。

4.教学内容的科普化。由于学生的专业有所不同,讲授生命科学的知识要注重科普化,让学生更容易理解,尽可能不用十分专业的术语,而用比较通俗易懂的语言来解释种种科学现象和理论,达到普及生命科学知识的目的。如讲到人的一生和寿命时,用经典的古语“三十而立,四十不惑,五十知天命,六十而耳顺”来描述人的一生中重要的几个阶段。在讲授大脑的功能时,借用数字说话,大脑重1.5公斤。如果将大脑中所有的神经结点打开,可能长达320万千米。而这些只是我们所了解的大脑的一小部分,大脑的复杂性是远远超出人们的想象的。

5.教学内容的生活化。生命科学的知识与人们的日常生活常识紧密联系,因此要注重增加那些可以应用到平常生活中的小常识。如讲到蛋白质变性知识点时,提出鸡蛋煮多久才最合适的问题,给出5分钟更健康的道理。讲到微生物一章时,以针尖上的细菌为开头,引出细菌的特点,和学生一起讨论身体内哪些部位有细菌,会引起哪些疾病,指出滥用抗生素的严重危害。讲到学习和记忆的时候,列出改善学习和记忆的三点建议,包括不断的学习、学会忘却、健康和合理的饮食,并举例生活中健脑益智最佳、可以增强记忆里的食物。此外,以世界上成功人士如乔布斯、李嘉诚等人的经历来激励学生要勤劳创新,多一份付出才会有成功的回报,教导学生保持宽厚待人、诚实处世的做人哲学。

6.教学内容的多样化。生命科学与人类及社会的联系比其他任何学科都更加紧密,人类对生命现象的研究不断深入,使得新的边缘学科不断形成。了解生物大分子和生物能源,将有利于未来打开生物能源的大门;了解生物大分子和生物材料,将有利于将来开发多种生物材料的领地;了解核酸、蛋白质和脑神经,将更便于设计生物芯片和智能计算机。因此,有必要推动生命科学和生物技术向各个专业渗透,这将有利于在边缘学科领域发展创新型的人才。

三、教学方法

根据《生命科学导论》课程所涉及的内容特点,遵循以学生为主体,教师为主导的教育原则,将教学大纲里的知识点分成重点掌握、理解为主和一般了解三个层次,灵活地采取多种教学方法以促进学生学习效果的提高,提高学生学习的主动性和积极性。具体包括以下几种教学方法。

1.直观式教学。直观式教学是改变传统的教学方式,采用多媒体课件,图、文、声兼备,使教师比较直观地讲述每个章节的主要内容,重点突出,印象深刻,学生能够较好地理解课程内容。如细胞的分裂、生命的进化、基因克隆等内容采用多媒体视频授课以突破时间和空间的限制,帮助学生从静态抽象的书本文字转化为动态的直观的理解,加深其认识和对生命科学的兴趣,促进其快速掌握相关知识。这种方法让教师可以真正做到以学生为中心的情境式教学,是现代教育所提倡的加强教与学的交流,调动学生主观能动性的有效形式。

2.启发式教学。启发式教学是引导学生转变角色,启迪思维,教师先设计好几个主要问题让学生思考,然后教师根据学生给出的答案和教学内容进行讲解。如讲授衰老与癌症的内容时,提出:人为什么会衰老?人类可以返老还童吗?癌症是怎么回事?怎样防癌?日常生活中哪些食物可以有助于美容养颜?哪些生活习惯与癌症风险有关?让学生带着解决问题的强烈愿望听课,使得学生的主动性和积极性提高。

3.探究式教学。针对教学内容中的某个问题设置专题讨论,如目前空气污染的现状,把学生分为几组,让学生利用课余时间通过查阅相关资料制作演讲报告,规定一定的时间,然后以小组为单位进行课堂发言和交流。这种方法有利于提高学生的学习表达能力,培养学生的探索式学习方式,加强学生的团队精神和协作能力,同时极大地挖掘了学生的学习潜力。

4.讨论或辩论式教学。现代生命科学技术的发展引发了人们对生命伦理学中的热点问题的关注,如,克隆技术的应用,究竟对克隆人持支持还是反对态度?看到现代社会上出现的亲子鉴定所带来的尴尬风景,到底是技术的进步还是人性的退步?这些问题需要让学生好好思考,一起讨论,通过不同的分析而逐步得出自己的看法。此外,也可以针对不同的观点让学生分组进行正反方辩论,陈述自己的理论依据,举证事实说话,锻炼学生的语言表达能力,可以达到良好的教学效果。

四、教学模式和评价方法

在教学过程中尽量采取混合教学模式,即运用视听媒体(幻灯投影、录音及录像)与传统粉笔和黑板、计算机辅助与传统学习、自主学习与协作学习等相结合的学习方式。这既发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用,又充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。需要指出的是,虽然多媒体技术的应用给教学增添了形象生动感,但是板书必不可少,必要的板书可以展示整堂课的授课提纲和重点及难点。教学评价是教学过程中的重要组成部分,我们采取了平时成绩(40%)与期末成绩(60%)相结合的方式进行学生的学习情况考核。平时成绩包含出勤次数、课堂表现和平时作业考核,每堂课随机点名,综合平时的课堂提问和课外作业完成情况与期末作业的大论文写作完成情况,按比例进行成绩的考核。这样的作法不仅注意到了在对生命科学进行学习的过程中学生的个性差异,也大大提高了学生学习的主动性和积极性。

五、存在的问题及解决的办法

目前,笔者在讲授这门课的教学实践过程中发现存在一些问题,具体包括以下几点:高中生物与“生命科学导论”的教学内容有所重复;选课的学生基础知识差异较大,导致理解能力有所不同;部分学生因为是选修课而导致迟到、早退、旷课现象时常发生;生命科学知识更新速度快,现有教材很难满足课程的需要。针对以上这些情况,建议一方面需要教师加强知识的积累和不断的学习,掌握生命科学领域里的新成果、新成就、新动态和前沿知识,提高自身的修养和教学水平,积极地与学生进行交流,包括课堂互动和目光交流等;另一方面需要了解新时代青年大学生的特点,有针对性地开展教学工作,加强教学管理,提高学生的参与意识。此外,为提高学生兴趣,可以运用多种教学方法相结合,精选教学内容。也可以根据教学对象的特点和积累教学经验,编写适合各专业本科生学习的教材。同时,互联网上丰富的生命科学知识也可以作为课堂教学内容的补充和参考,让学生主动自己查阅一些与生命科学有关的热点问题的相关资料,提高学生主观能动性和科学素质。

参考文献:

[1]王玉芳.开设《现代生命科学导论》公选课的探讨[J].廊坊师范学院学报(自然科学版),2008,8(3):20-21.

[2]李娜,毛永强.“生命科学导论”公选课的教学改革初探[J].长春理工大学学报,2011,6(10):120-121.

[3]周亚平,金卫根,陈传红,王斌.《生命科学导论》课程教学改革与实践[J].东华理工大学学报(社会科学版),2011,30(2):167-168.

第8篇:生命科学与生物范文

教学内容的与时俱进和不断更新是“概论”课程生命力的体现。每学期都要开设的“概论”课,一方面建立起相对稳定的教学大纲,是保证稳定教学质量的要求;另一方面,课程的教学内容却是需要“流动”的,不断有所增减。这是因为无论从学科的发展还是从课程的属性来看,都要求课程在教学过程中与时俱进地更新教学内容。(一)生命科学与生物技术飞速发展日新月异的必然要求日本学者伊东光在20世纪曾经预言:生命科学在20世纪90年代会取得创造性的突破,21世纪将是生命科学的世纪。如今这个预言应验了。从20世纪50年代到最近的诺贝尔奖获得者中可以看出,这个公认的最高科学奖项越来越青睐于生命科学领域。即便是化学奖的获得者,许多也是因为选择了与生命活动相关的研究对象或研究领域,才取得了突破性的成就。[4]进入21世纪以来,生命科学和生物技术的发展进入了黄金时代,给人类的生活和生产带来了天翻地覆的变化,依靠生命科学的新兴研究领域特别是分子生物学、系统生物学,以及合成生物学而发展起来的认识生命、改变自然生物为人工生物的高技术方法,正越来越显著地提高着人们的生活质量和工作效率。随着生命科学与生物技术的飞速发展,现有的教材及教学大纲的知识点已难以跟上科技发展的脚步,这也对该课程的教学方式提出了新的要求。[5,6](二)体现选修课传播先进科学技术和最新科学成果的必然要求高校开设选修课的目的之一,是介绍先进科学技术和最新科学成果,以培养大学生的综合素质,并提高他们的创新能力。这就要求“概论”在教学中必须紧跟学科发展前沿,密切关注学科领域发展的前沿技术和研究成果,及时地将其更新到教学内容中,这样才能体现选修课的课程属性,有助于拓宽学生的知识面,优化其知识结构,培养复合型的人才。

二、“概论”课程教学内容与时俱进的探索与实践

(一)密切关注学科发展前沿目前,生命科学已经成为世界科学前沿最活跃的学科,也是代表科学发展方向的学科之一。随着新理论、新技术和新方法不断涌现,“概论”课程的设置及内容显著落后于科学发展的速度,许多前沿知识难以及时走进课堂,学生缺乏对“高、新、尖”科技知识及发展历程的基本了解,缺乏对该领域发展对社会进步影响的认识,从而影响了他们的科学素养和科学价值观的形成。这种局面对“概论”课程的讲授内容和方式提出了新的要求。基于此,在遵循教学大纲的基础上,有选择性地穿插讲授部分与大纲内容相关的前沿技术,一方面能够加深学生对讲授知识点的理解,同时也使最新的科技进展进入课堂,激发学生的学习兴趣并促进他们修读该课程的学习热情。例如,在讲授“克隆技术”这一知识点时,我们一方面按照教学大纲内容,讲授“多利羊”的克隆过程及其中涉及的相关生物学原理;与此同时,结合最近刚刚兴起的合成生物学技术,选择其标志性事件作为讲授素材:即2010年,美国科学家克雷格·文特尔(Craig Venter)在其实验室用化学合成的基因组成功构建了一个细菌细胞,命名为“辛西娅”,从此宣告“人造生命”成为可能。[7]针对这一最新的生命科学前沿事件,讲授其诞生背景,相关技术水平,应用前景及舆论评价等方面的最新进展。在此基础上,采用启发式的教学方法,提出疑问。即:以“多利羊”诞生为代表的克隆技术和以“辛西娅”诞生为代表的合成生物技术有何区别与联系?通过让学生课后查阅资料及后续课程的及时跟进,我们将这一问题的答案贯穿在整个课程涉及克隆技术的内容中,使学生们深刻体会这二者之间的区别和联系。这二者的效果是类似的,均是通过无性繁殖的手段获得目标性状的生物个体;但克隆技术获得的“多利羊”只是一个母体的复制,也就是说它的遗传物质是来至于自然复制,而采用合成生物学人工合成的生命“辛西娅”的遗传物质来源于人工化学合成,这是二者的不同之处。(二)积极反映科技最新动态及时展示相关领域的最新科研成果是选修课程的基本属性之一,这就要求“概论”在讲授过程中,要突破传统按照教学大纲的思路,及时地补充生命科学和生物技术领域的科技最新动态,全面提高学生修读该课程的学习兴趣并拓宽其知识面。如每年10月份诺贝尔奖评选结果公布,每年年底世界主流媒体评出当年科技十大进展之际,我们通常会把其中反映生命科学和生物技术最新进展的内容及时移植到教学中去。非典和禽流感的到来,威胁人们健康,引起了全社会关注。于是,有关病毒、细菌等病原物及流行疾病的新内容被拿到“概论”课堂上来了,这些“时尚”的新内容很受学生欢迎。学生从中感受到热点前沿贴近自己,学习到对科研成果的评价,也更理解科技进展的人文涵义。例如,在讲授生命起源这一知识点时,针对“生命起源于地球之外的宇宙”这一假设,课堂内容中引入了最新的科技报道:火星上曾有生命?“蓝莓”状物质成为有力证据(2012年9月17日中国日报网)!学生在感受有关生命起源探索是在不断进行的同时,获悉了最新的科技进展。再比如,讲授“微生物基础”章节中关于“病毒”的知识点时,我们结合当时在我国长三角地区爆发的H7N9禽流感疫情,详细讲解禽流感病毒的不同亚型,以及H7N9亚型病毒的演变历程与其生物学特点、致病力、传播力;据此,再进一步详细介绍禽流感流感病毒的表面结构特征,以及其不同亚型的分类依据;并结合其不耐高温的属性,介绍在平时日常生活中应该如何防治,以及我国科学家如何及时进行针对性的研究,加快防治该病毒的疫苗研制的进展。(三)聚焦产业最新研究进展随着生命科学逐渐成为世界科学前沿最活跃的部分,作为与人类健康和自身发展密切相关的领域,在世界范围内,人们逐渐形成了这样一个认识:生物技术所主导的BT产业,与计算机技术所主导的IT产业一起,将成为21世纪主导社会发展的支柱产业。这意味着生物产业已成为全球各国关注的焦点。讲授“生物技术实践”这一章节时,我们向学生们解读我国基于对生物产业研发重视而颁布的《促进生物产业加快发展的若干政策》和《“十二五”生物技术发展专项规划》等最新规划文件,使学生们及时地了解到我国在该领域的战略部署。及时地跟进产业的最新研究进展,有望使学生们在领悟中学习,在实践中求知。每年6月份公布的美国总统绿色化学挑战奖中都会有涉及生物技术应用于绿色化学过程的实例。这些应用实例的穿插讲授,不仅可以使学生们领悟到生物技术的强大功能,而且可以使他们切身感受到生命科学和生物技术其实就在我们的日常生活中。再比如,讲授“生物能源”这一知识点时,在介绍最新的第二代燃料乙醇研发进展和产业化动态的同时,我们结合南京工业大学在另一种重要的生物能源———生物甲烷方面形成的研究方向和标志性成果进行讲解,包括主持的两项与生物甲烷相关的国家973项目“新一代生物催化与生物转化的科学基础”和“生物甲烷系统中若干过程高效转化的基础研究”,以及面向电动汽车的甲烷燃料电池的研发新进展。[8]通过这些内容的介绍,学生们在领悟到生物甲烷的优越性及其生产流程,以及其中亟须解决的关键科学问题的同时,可以获得这样一种体验:其实生物能源研究就在我们周围。在此基础上,我们进一步以南京工业大学的生物甲烷示范工程项目作为讲授素材,详细讲解生物甲烷的生产流程及其广泛应用和对节能减排的贡献。

三、教学改革的效果

第9篇:生命科学与生物范文

关键词:学科理念;科学素养;思维方式;高效课堂

赵占良先生说:“提升对生命世界的理解力,主要不在于增加了多少内容,而在于提供学生思考问题的思路,认识事物的视角。”意思是说,是否学好了生物学,主要不在于记住了多少生物学中的事实性知识,而在于是否掌握了分析、判断生物学事实的生物学基本理念。在课堂教学中,运用生物学科中的基本理念认识生命,分析生物学问题,有助于形成现代科学的思维方式,提升对生命现象的理解能力,从本质上理解生命系统和生命现象,提高生物科学素养。

一、生命系统的理念

生命系统是指具有生命的各种不同层次的结构组成的一个有机联系整体。生命系统是一个多层次自由组织的开放系统,属于复杂的系统。作为系统的整体特性并不是其各组成部分性质的线性叠加,而是在各组相互作用的基础上,显示出的一些全新的特质。

把生物和生物学知识体系放在系统的位置上加以认识和考察,有利于我们从整体上把握生物学知识,使之成为一个有明显结构层次、线条清晰而成网络的知识体系。在教学中注重体现系统论的思想和方法,对培养学生从整体上把握生物学知识体系,提高学科内综合能力等,都具有良好的效果。

二、细胞代谢的理念

美国科学家威尔说:“每一个生物科学问题的答案,都必须在细胞中寻找。”细胞是一个开放的生命系统,细胞代谢的正常进行,就必须与外界进行物质、能量和信息的交换。细胞代谢就是生物细胞内发生的使细胞成分不断更新的一系列化学反应。细胞是生物体结构和功能的基本单位,细胞代谢是最基本的生命活动,是一切生命活动的基础。

生命活动异彩纷呈,精巧惟妙,多种多样,这是生命活动的多样性。但从生命活动的本质上看,细胞代谢是一切生命活动的基础,这就是生命活动的统一性。

三、基因的理念

所有生物都需要获得精确的信息指令来指导和控制其生长、代谢、运动、分化和繁殖等,而分子水平上的信息传递或信息流动是一切生命活动必不可少的过程。这个信息传递就是由DNA分子携带的基因中的遗传信息向后代的传递,还包括由基因携带的遗传信息通过转录、翻译过程合成蛋白质,通过蛋白质作为生命活动的承担者,进而控制生物性状。基因中遗传信息的传递和表达,是一切生命活动最本质的基础。我们要学会深入到基因水平,寻找生命活动的根源,运用基因的理念解释生物学现象,就是从本质上认识生命世界和生命现象。

四、稳态的理念

生命活动是生命系统与所处环境的物质、能量和信息交流。生命活动的正常进行需要生命系统的物质组成和形态结构的相对稳定,而环境又总是在不断地发生变化,环境条件的变化有可能影响生命系统的物质组成和形态结构的稳定,所以生命活动的一个重要方面就是要不断进行生命系统的物质组成和结构与环境变化的协调,维持生命系统的结构和功能的稳定,这就是稳态。生命系统的结构属于耗散结构,也就是说,生命系统需要耗散从外界环境中吸收的能量,才能维持其稳态。一方面,各层次生命系统的功能都是以维持稳态为目的,另一方面,生命系统保持其组成成分和结构的稳态,是各层次生命系统维持正常功能的必要前提。

五、生物进化的理念

地球上所有的生物都来自最原始的共同祖先。现存的每一种生物身上都浓缩了大约38亿年的进化历程,积累了经过自然选择的洗礼而保留下来的基因库。这些基因库在每一个生物个体上表达,表现出它的适应性和独特性,众多的独特性又表现出生物的多样性。进化可以把包括人类在内的所有生命系统和生物学现象串联起来。

每一种生命现象,我们都可以从现实情况和进化渊源两个方面找到原因。例如我们都体验过的膝跳反射,从现实情况看,是我们对外界刺激作出的应答性反应,从生物进化的角度看,是我们在进化过程中形成的避害机制。

通过生物与环境的共同进化,地球上出现了生物物种的多样性和生态系统的多样性,生物多样性使我们的地球五彩缤纷,充满了生机与活力。

六、生物多样性的理念

生物多样性反映的是地球上所有生物及其生活环境在内的相互间存在着错综复杂关系的一个概念。生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。生物多样性的形成是自然选择的结果。

工业革命以来,由于人口急剧增长、资源过度利用、环境污染和生物多样性锐减等问题越来越突出。20世纪60年代以来,特别是80年代以后,人们认识到维护地球的生命是由多样性的生命来完成的,生物多样性是地球上的生物经过几十亿年发展进化的结果,生物多样性的发展是人类生存和可持续发展的基础。保护生物多样性的意识已成为广泛的国际共识。只有保护了生物多样性,以代谢、遗传和进化为特征的生命才是永恒的,才能真正达到人类与自然关系的和谐。保护生物多样性也是我们建设社会主义生态文明的科学基础。

学科理念是学科教学的灵魂。古人云:“授人以鱼,不如授人以渔。”在生物教学中,重要的是始终贯穿生物学科理念,让学生掌握现代科学的思维方法,全面提高生物科学素养,培养出更多的创新型人才,因而从根本上提高课堂教学效率。

参考文献: