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序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇化學在生物中的應用范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
中圖分類號:TU994 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)07-0228-01
綠色食品是指按照國家的專門機構提出的要求進行無污染和無公害食品的生產(chǎn),所生產(chǎn)出的食品符合優(yōu)質(zhì)且安全營養(yǎng)的食品標準。通常消費者和專家將綠色食品稱為“21世紀的主導食品”、“餐桌上的新革命”。在稱謂方面國外將類似我國綠色食品的食品稱為有機食品或生態(tài)食品,或將綠色食品稱為自然食品,當前我國有效使用綠色食品標志的企業(yè)總數(shù)已經(jīng)超過了3962家,產(chǎn)品總數(shù)超過10708個,而且中國綠色食品發(fā)展中心已同世界上90多個國家和地區(qū),500多個相關組織建立了聯(lián)系[1]。由此可見提倡天然、安全、健康的食品消費成為了國內(nèi)、國外人們食品消費的主流。
1. 綠色食品生產(chǎn)的技術要求
首先綠色食品對產(chǎn)地環(huán)境的空氣質(zhì)量、農(nóng)田灌溉水質(zhì)、畜禽養(yǎng)殖用水的水質(zhì)、漁業(yè)水質(zhì)和土壤質(zhì)量等均有一定的指標要求和濃度限值。其次,在生產(chǎn)和加工綠色食品中,所投入的農(nóng)藥和肥料,以及飲料和食品添加劑等應符合相關規(guī)定,在種養(yǎng)殖方面符合相關的的生產(chǎn)規(guī)程。再有,綠色食品從初級農(nóng)產(chǎn)品到加工產(chǎn)品均應符合感官和理化以及生物學等方面的要求。從生物化學工程技術角度來解讀綠色食品的生產(chǎn),即在生產(chǎn)和加工中密切預防所生產(chǎn)的食品中被農(nóng)藥殘留和放射性物質(zhì)等污染,以保證食品的營養(yǎng)和安全性。
2.1 固氨轉化技術的應用
養(yǎng)分在農(nóng)作物生長中具有較強的促進作用,其中氮元素為植物生長提供了必要的養(yǎng)分。如果通過相關技術能夠固化空氣中的氮氣使之被植物吸收,既可以節(jié)省生產(chǎn)投入成本還可提高農(nóng)作物產(chǎn)量,而且盡量減少農(nóng)作物使用化學肥料的數(shù)量更能符合綠色食品的標準。據(jù)王嘉祥報道[2],許多細菌具有固化氮氣的功能,同時絕大多數(shù)農(nóng)作物對固氮菌具有排斥功能。因此,將固氨轉化技術應用于農(nóng)作物的生長過程中,便可以有效的解決多數(shù)農(nóng)作物排斥固氮菌的問題。首先通過DNA技術改造固氮酶基因以強化其固氮能力,其次還可通過生物化學技術促進更多種類的農(nóng)作物能夠與固氮菌共生。
2.2 應用生物化學技術抵御病蟲害
為了加快發(fā)展綠色食品生產(chǎn),在有機農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中遵循國際慣例,通過發(fā)展無公害農(nóng)產(chǎn)品、綠色食品和有機農(nóng)產(chǎn)品從而提高品牌農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。應用生物化學技術替代農(nóng)藥可在減少農(nóng)藥殘留基礎上提高農(nóng)作物抵御病蟲害的能力。通過增強農(nóng)作物抵御病蟲害的基因,例如,在水稻中增加Bt蛋白基因,使其進入害蟲體內(nèi)影響害蟲蛋白功能和發(fā)育進而達到殺死害蟲的目的。這樣可以在減少使用殺蟲劑和農(nóng)藥殘留基礎上,增加水稻產(chǎn)量約11%。
3.應用生物化學技術改善綠色食品營養(yǎng)價值
應用生物化學技術改善食品營養(yǎng)價值方面,還可通過增加食品中的果聚糖、蛋白質(zhì)和油脂含量等來提高食品的營養(yǎng)。以下本文將對生物化學技術提高食品中的果聚糖、蛋白質(zhì)和油脂的含量進行簡述。
3.1 增加食品中的果聚糖含量
果聚糖作為β-D-呋喃果糖的多聚體,由果糖聚合而生成。果糖殘基數(shù)目通常是7-35,但也有少數(shù)是90-260。果聚糖有3種分型:(1)果糖殘基以β2→1糖苷鍵連結而成的線形分子聚合生成的菊糖型。(2)果糖殘基以β2→6糖苷鍵連結而成的線形分子聚合生成的左聚糖型。(3)混合型。許多植物根、莖、葉及種子中含有果聚糖,而且果聚糖這類碳水化合物能夠有助于人體健康是腸胃菌的營養(yǎng)物質(zhì)。應用生物化學工程技術中將1-SST基因轉移到水稻和玉米等農(nóng)作物上,可以使其果聚糖的含量增加。
3.2 增加食品中的蛋白質(zhì)含量
人體所需的蛋白質(zhì)多數(shù)來自植物性食物,其中谷類種子蛋白質(zhì)含量達到15%,豆類種子蛋白質(zhì)含量達到了29%[3]。但谷類和豆類的種子中分別缺少賴氨酸和蛋氨酸。賴氨酸作為人體必需的堿性氨基酸,具有促進人體發(fā)育和免疫的功能,還可提高中樞神經(jīng)組織功能。而蛋氨酸也是人體必需的一種氨基酸,若蛋氨酸缺乏時會使人食欲降低,不利于生長發(fā)育還容易導致腎臟腫大和肝臟鐵堆積等現(xiàn)象。應用生物化學技術可改善食物蛋白質(zhì)合成途徑,將基因編碼高的賴氨酸和蛋氨酸外源基因轉至谷類和豆類中,以平衡豆類和谷類食物中的氨基酸所含的比例。
3.3 增加食品中的油脂含量
植物油脂是人們主要食用油,但植物油脂也存在著不飽和脂肪酸熔點低,以及熱穩(wěn)定性也相對低且容易在加熱過程中分解的特點。為了改善植物油存在的上述不足,工業(yè)上通常采用氫化的方法來提升油脂熔點和熱穩(wěn)定性。但采用氫化的方法改變食用油的熔點和熱穩(wěn)定性不利于人體健康,容易增加人體中飽和脂肪酸,飽和脂肪酸(SFA)是含飽和鍵的脂肪酸。膳食中飽和脂肪酸多存在于動物脂肪及乳脂中,這些食物也富含膽固醇。飽和脂肪酸攝入量過高是導致血膽固醇、三酰甘油等升高的主因,進而引起動脈管腔狹窄,形成動脈粥樣硬化,增加患冠心病的風險。但不飽和脂肪酸中的單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸均有利于人體健康,能夠起到降血脂、改善血液循環(huán)和干擾血小板凝集的作用,還具有阻滯動脈粥樣硬化斑塊和血栓形成等效用。在綠色食品生產(chǎn)中通過結合轉基因技術和人們需要提高植物油營養(yǎng)價值的要求,開發(fā)出高油酸含量的食用油,利用基因技術從酵母中將EPA和DHA以及花生四烯酸等長鏈不飽和脂肪酸生物合成酶基因,運用克隆技術編碼這類酶基因再通過基因技術導入植物體內(nèi),使得植物油脂中的DHA等長鏈不飽和脂肪酸含量能夠得到提升。
結束語
綜上,為了加快發(fā)展綠色食品生產(chǎn),在有機農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中遵循國際慣例,運用生物化學技術,可以精簡生產(chǎn)資金的投入同時也減少食品被污染幾率以提高綠色食品的質(zhì)量和安全性。
一、認知結構同化論的基本內(nèi)容
認知結構同化論認為,學生從事新的有意義的學習時,必須有適于新知識學習的原有的認知結構,學生學 習就是一個同化和發(fā)展自身認知結構的過程。同化的實質(zhì)是新舊知識的相互作用,它既是新知識習得的心理機 制,也是新知識被保持的心理機制。
奧蘇伯爾根據(jù)新知識與認知結構原有知識(觀念)的概括和包容水平不同,提出了三個不同的新舊知識相 互作用模式。
①上位學習。
認知結構中原有的觀念在概括和包容水平上低于要學習的新觀念。例如,根據(jù)已知的小麥、水稻、玉米等 植物的特征,從中概括出單子葉植物的概念的學習。新舊觀念相互作用的結果是習得新的上位觀念。
②下位學習(又稱類屬學習)。
認知結構中原有觀念的概括和包容水平高于要學習的新觀念。例如,已知單子葉植物的概念,并已知水稻 、玉米、小麥是單子葉植物的實例,現(xiàn)在要進行高粱是單子葉植物的新例證的學習。
③并列學習。
要學習的新觀念與原有觀念無上位、下位關系,但在橫向上有彼此吻合的關系(圖1C)。例如,通過呼吸 作用與已知的光合作用的關系的比較,知道光合作用與呼吸作用的聯(lián)系與區(qū)別的學習。新、舊知識相互作用的 結果是產(chǎn)生一種新的聯(lián)合的意義。
二、認知結構同化論在生物學教學中的應用
學生學習生物學的過程,就是一個認知結構的轉換與建構的過程,也是認知結構的同化過程。因此,教師 必須根據(jù)學生原有的認知結構進行教學設計,幫助學生建構良好的認知結構。
1.根據(jù)原有的認知結構進行教學
奧蘇伯爾有句名言:“如果我不得不把全部教育心理學還原為一條原理的話,我將會說,影響學習的唯一 的最重要的因素是學習者已經(jīng)知道了什么?!辈⑶抑赋觯案鶕?jù)學生原有知識進行教學。”可以說,這是運 用同化理論指導生物學教學的最基本的原則。在教學中,了解學生、選擇教學方法、教學模式和教學策略都必 須遵循這一條原則。
(1)了解學生原有的認知狀況。在上課前,教師要充分了解學生已有的知識情況,尤其是與新知識有密切關 系的已有概念和原理掌握的情況,這是教學設計時選擇有效的教學策略和方法的依據(jù)。同時,由于學生的認知 方式、學習風格、個性特征的差異,對同一事物的認識、感受也不會完全相同,這就使學生建構的認知結構具 有多樣性或特異性。因此,教學設計時還必須充分考慮到學生認知結構的個體差異性,采取靈活多樣的教學方 法和教學策略,促使學生順利地實現(xiàn)認知結構的同化學習。在教學中,一般可以通過課前提問、診斷性測試等 方式了解學生原有知識狀況,也可以通過日常觀察、心理問卷調(diào)查,了解學生的認知方式和學習風格。
(2)注重新舊知識的聯(lián)系。教學中要善于從已有的知識過渡到新知識,講清新知識與已有知識的內(nèi)在聯(lián)系與 區(qū)別,以利于學生進行同化學習。
首先,在設計引言時,不僅要考慮到能否引發(fā)學生的學習興趣,還要注重新舊知識的銜接,采用溫故知新 的方法引入。例如,學習呼吸作用時,可以設問,綠色植物通過光合作用把光能轉變成貯存在有機物中的化學 能,而植物的生命活動無時無刻都離不開能量的供應。那么,有機物中貯存的化學能又是怎樣被釋放出來,供 給植物生命活動的呢?由此引入呼吸作用。這樣既總結了所學舊知識又引出新知識,承上啟下,易于學生理解 光合作用與呼吸作用之間的聯(lián)系。
其次,在教學過程中,要運用對比方法,充分揭示新舊知識的聯(lián)系與區(qū)別,以舊促新,以新帶舊,幫助學 生掌握和理解知識,例如,高中生物“細胞”一節(jié)中描述了葉綠體與線粒體的結構與功能,但較抽象籠統(tǒng),而 在后繼的“綠色植物的新陳代謝”中則著重講述了與之相關的光合作用和呼吸作用。在進行教學設計時,可以 抓住新舊知識間的密切聯(lián)系,在前面的學習中讓學生重點掌握葉綠體和線粒體中酶和色素的分布和結構特點, 而后面學習光合作用和呼吸作用時,先用一定時間復習舊知識,從而使新舊知識兩相結合,使學生更易于掌握 諸如光合作用中光反應和暗反應以及有氧呼吸的場所等知識,更易于理解結構與功能相適應這一生物學的基本 原理。
(3)選擇建構化教學模式
如果說學生的學習就是利用原有的認知結構同化新知識,建構新的認知結構的過程,那么教師的教學就應 該遵循認知結構建構化教學模式。這一模式的基本思路是,在學生的認知結構中找到同化新知識的原有的有關 知識,經(jīng)過分析、推理等思維過程,使新知識與原有的知識建立聯(lián)系,進而概括出新的規(guī)律性知識并重建新的 認知結構,然后通過運用新規(guī)律,進一步檢驗、鞏固新知識,并實現(xiàn)知識的遷移。
運用此模式的前提是學生必須具有大量相關的原有知識。另外,知識的內(nèi)化或認知結構的建構過程是一個 復雜的思維活動,只有通過對知識的分析、綜合、推理、重組等思維加工過程,才能建立起新舊知識之間的聯(lián) 系,使知識系統(tǒng)化、結構化,進而通過知識的應用實現(xiàn)知識的遷移。比如,學習基因的遺傳規(guī)律時,一旦學生 認知結構中有了有關減數(shù)分裂、基因的分離規(guī)律等知識,就可以用于同化基因的自由組合規(guī)律和伴性遺傳等知 識,學生再通過運用遺傳規(guī)律解遺傳習題,就可以進一步促進對知識的理解。
(4)設計先行組織者
先行組織者是奧蘇伯爾提出并倡導的一種教學策略。其核心是,在課堂教學中講授新知識之前,首先為學 生設計一個能把握所授知識的本質(zhì),對新知識具有引導性、起同化作用的知識結構——組織者,并將其內(nèi)化為 學生的認知結構。因為組織者必須在正式教授新知識之前呈現(xiàn)給學生,因此稱為“先行組織者”。
其實,設計先行組織者,就是對學生原有的認知結構的提煉概括、拓寬引伸。例如,在根吸收礦質(zhì)元素過 程的教學中,通過分析植物細胞膜的結構以及相關的物理、化學知識(學生已有的),引導學生得出如下“先 行組織者”(學生原有)認知結構:(1)植物細胞具有呼吸作用;(2)植物細胞膜帶有電荷,能吸附帶相反電荷 的離子;(3)植物細胞膜上有運輸離子的載體,能將離子進行跨膜運輸?shù)?。一旦學生建立起這一先行組織者,教 學過程即可按上述(圖2)的認知結構建構化教學模式展開。
2.建構良好的認知結構
所謂認知結構,就是學生頭腦中內(nèi)化的知識的組織,也就是學生頭腦里內(nèi)化了的知識結構。衡量學生學習 質(zhì)量的重要標志就在于學生頭腦中是否建立了良好的認知結構,即學生到底掌握了多少知識,這些知識是否構 成了良好的組織結構。因此,生物學教學的重要目標之一就是幫助學生建立良好的認知結構。那么,如何才能 幫助學生建立良好的認知結構呢?
(1)重視知識結構與認知結構的匹配
學生良好的認知結構的建立,取決于教學中是否能為學生呈示良好的知識結構。因此,生物學教學必須重 視知識結構和認知結構的匹配。教學中要注意以下兩點:
第一,堅持按知識結構進行教學的原則。
進行知識結構教學,是指教師在教學中,通過分析教科書,找出知識之間的聯(lián)系和內(nèi)在規(guī)律,把各章節(jié)的 中心內(nèi)容及與之有聯(lián)系的知識串聯(lián)起來,按單元或章節(jié)的知識結構進行教學設計、組織教材、板書提綱,使學 生能提綱挈領地掌握學習內(nèi)容,這樣,有利于學生掌握基本概念和原理,也有利于發(fā)展學生的智力。
第二,科學地設計知識結構網(wǎng)絡。
要根據(jù)各單元知識的內(nèi)在聯(lián)系,首先確定核心知識點(最基本的概念和原理),在課堂教學中,時時都要 圍繞這個核心知識點,通過知識的縱橫聯(lián)系,建立知識結構網(wǎng)絡,學生只有通過這種知識結構網(wǎng)絡的學習與內(nèi) 化,才可能構建高層次的認知結構。
(2)建構良好的認知結構的原則
奧蘇伯爾認為,新舊知識相互作用,必須遵循漸進分化和綜合貫通原則,才能促進知識的組織,從而促進 良好的認知結構的建構。
①漸進分化,建立深層次的認知結構。
奧蘇伯爾指出:“個人在一特殊學科的教學內(nèi)容的組織是由其頭腦中的一個層級構成的。而在這個層級結 構中,最概括的概念占據(jù)了結構的頂端位置,它們下面是較低概括水平的概念,比較高度分化的從屬概念和具 體材料。”可見,漸進分化指認知結構上位、下位知識之間或一般與個別知識之間的組織。生物學教學中必須 按照這一原則呈示教材,才能促使學生的認知結構由淺層向深層轉化。比如,在講述新陳代謝時,先講新陳代 謝的一般概念,包括同化作用和異化作用;新陳代謝的工具——酶;新陳代謝與ATP等。再講植物的新陳代謝( 水分代謝、礦質(zhì)代謝、光合作用、呼吸作用)和動物的新陳代謝(物質(zhì)代謝、能量代謝)等。這樣漸進分化, 使學生對新陳代謝的概念的認知不斷深化。
中圖分類號:S436.3 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2011)-05-0148-1
近年來,蔬菜栽培迅速發(fā)展,蔬菜品種日益豐富,在很大程度上滿足了人們生活需要。但隨著蔬菜栽培面積和周期的不斷加大,病蟲害為害逐漸增加,化學農(nóng)藥的使用也在不斷的加大。使得蔬菜產(chǎn)品農(nóng)藥殘留不斷增加,同時也給生態(tài)環(huán)境保護帶來了一定的負面影響。在生產(chǎn)中,由于菜農(nóng)盲目使用、濫用化學農(nóng)藥而導致的蔬菜農(nóng)藥殘留超標以及食物中毒事件時有發(fā)生。因此,正確選擇與使用各種化學農(nóng)藥,是無公害蔬菜生產(chǎn)的關鍵環(huán)節(jié)之一。
1 化學農(nóng)藥使用中存在的問題
1.1農(nóng)藥的毒性和中毒問題
各種農(nóng)藥化學品毒性水平差別極大,但并非任何農(nóng)藥都是高風險性的有毒物質(zhì)。只要嚴格按照農(nóng)藥的使用說明、農(nóng)藥合理使用準則和農(nóng)藥安全使用操作規(guī)程進行農(nóng)藥的施用,即使高毒農(nóng)藥也一般不會出現(xiàn)農(nóng)藥殘留超標。在生產(chǎn)中的多數(shù)農(nóng)藥中毒事故都是由于農(nóng)藥施用不按操作規(guī)程進行而導致的。
1.2農(nóng)藥的殘留問題
農(nóng)藥殘留一般情況下是隨著時間和環(huán)境條件的變化而逐漸降低,生產(chǎn)中常見的每種農(nóng)藥都有特定的殘留標準。只要嚴格按照操作規(guī)程和合理間隔期進行施藥,所生產(chǎn)的蔬菜農(nóng)藥殘留量一般不會超出安全閾值,稱為“農(nóng)藥殘留未超標”。農(nóng)藥在環(huán)境中的殘留是指在一定地區(qū)與一定期限內(nèi)保證環(huán)境質(zhì)量不受到破壞。只要不超過最大負荷量,環(huán)境安全系數(shù)屬于合格。
1.3環(huán)境的污染問題
環(huán)境的農(nóng)藥污染是指環(huán)境對農(nóng)藥的最大負荷量超過了安全閾值,從而引發(fā)環(huán)境質(zhì)量發(fā)生質(zhì)的變化。所以并不是使用農(nóng)藥就會導致環(huán)境污染,農(nóng)藥對環(huán)境的危害主要由農(nóng)藥的毒性與用量決定。也就是說只要將高毒農(nóng)藥用量控制在允許范圍內(nèi),并不會對環(huán)境造成實際危害。只要農(nóng)藥在環(huán)境的負荷范圍內(nèi),就不會對蔬菜的無公害生產(chǎn)產(chǎn)生負面影響。
2 化學農(nóng)藥在無公害蔬菜生產(chǎn)中的使用
2.1合理選擇化學農(nóng)藥
生產(chǎn)上要選擇高效、低毒、低殘留農(nóng)藥,嚴禁使用劇毒、高毒、高殘留農(nóng)藥及其復配制劑。一定要選擇無公害生產(chǎn)允許施用的化學農(nóng)藥,保證產(chǎn)品的有毒物質(zhì)含量在國家衛(wèi)生標準許可范圍之內(nèi),且對人體無害,容易被人體排出,且不會對天敵造成危害。
2.2準確把握農(nóng)藥的使用量
農(nóng)藥的最佳用量是指將病蟲控制在無公害蔬菜生產(chǎn)規(guī)定的水平以下所需的農(nóng)藥最小量。無公害蔬菜生產(chǎn)必須嚴格執(zhí)行農(nóng)藥安全使用準則和生產(chǎn)標準中規(guī)定的每種農(nóng)藥在不同蔬菜上的用量,用藥次數(shù),最大允許殘留量。由于不同種類,品種和生育階段的蔬菜對農(nóng)藥的抗性有差異,生產(chǎn)上應根據(jù)農(nóng)藥毒性及病蟲害發(fā)生情況,結合氣候、苗情,嚴格用量進行農(nóng)藥的復配,以避免出現(xiàn)蔬菜藥害和殺死天敵。
2.3嚴格按照安全間隔期施藥
農(nóng)藥的安全間隔期是指最后一次施藥與收獲之間相間隔的時間,蔬菜采收前必須有一定的間隔期,以防止產(chǎn)品農(nóng)藥殘留。這是降低蔬菜無公害生產(chǎn)農(nóng)藥殘留的重要環(huán)節(jié)。無公害蔬菜生產(chǎn)一般規(guī)定的間隔期在2―7天內(nèi),有的蔬菜間隔期要求10天以上。一定要在噴藥后農(nóng)藥含量降解到無殘毒時,蔬菜方可采收上市。多次采收的蔬菜,一般是要求先采收后噴藥,以保證上市產(chǎn)品的無農(nóng)藥殘留。
3 未來無公害蔬菜生產(chǎn)的發(fā)展對策與建議
3.1認真做好病蟲害綜合防治,減少農(nóng)藥用量
病蟲害的防治應堅持“預防為主,綜合防治為輔”的方針。優(yōu)化種植區(qū)的生態(tài)環(huán)境,采取各種措施創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件,提高作物的抗性,避免病蟲害的發(fā)生,大力推廣農(nóng)業(yè)防治、物理防治、生物防治技術,根據(jù)蔬菜病蟲害發(fā)生情況,指導菜農(nóng)合理科學選擇高效、低毒農(nóng)藥,適時防治,避免盲目用藥,降低化學農(nóng)藥對環(huán)境的污染。
3.2加大宣傳和執(zhí)法力度,提高全民環(huán)保意識
各級部門要正確處理農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護之間的關系,制定可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟和農(nóng)田環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,合理利用各種資源,防止農(nóng)藥污染的繼續(xù)擴展。認真貫徹無公害蔬菜生產(chǎn)的相關法律法規(guī)。加大對農(nóng)藥科學合理使用的宣傳力度,提高全民環(huán)保意識,促進無公害蔬菜生產(chǎn)快速發(fā)展。
3.3加大農(nóng)業(yè)科學新技術的推廣,提高農(nóng)民的蔬菜種植水平
各級政府要加大蔬菜無公害生產(chǎn)新技術的推廣和科技培訓力度,保障農(nóng)技推廣經(jīng)費投入,充實農(nóng)技推廣隊伍,提高農(nóng)民的綜合素質(zhì),推廣無公害蔬菜生產(chǎn)新技術,指導農(nóng)民科學合理使用化學農(nóng)藥。
3.4加強無公害蔬菜生產(chǎn)基地建設
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2014)17-0079-01
一 生物化學任務型教學的任務與任務設計
任務型教學法的核心就是學習任務,因此要求老師在實際的生物化學教學中,應該以任務教學為重心,以學生為主體地位,才能夠更好地發(fā)揮任務型教學法的教學優(yōu)勢。因此,在設計學習任務時應遵循以下原則:
1.明確任務設計的目標
任務型教學法一個很重要的特征就是設計的任務目標要明確,而且在設計的學習任務中,還要蘊含某一教學階段中所教授的知識,具體是教師可將總目標細分為小目標蘊藏在總目標的框架內(nèi),還要細化每一個學習模塊的內(nèi)容轉化為一個或幾個學習任務之后,更便于學生學習掌握,通過任務目標明確的任務型教學法,使學生獲取知識,整合知識和應用知識的能力得到不斷地加強。
2.難易適中的任務設計
在設計學習任務時,對于生物化學教材點與難點分布,教師應做到深入了解與分析,選取的知識點應與學生生活有緊密聯(lián)系,還能夠充分體現(xiàn)出教學內(nèi)容,并且使設置的任務具有可操作性。這樣設計的原因在于,難易適中的學習任務更符合學生身心發(fā)展規(guī)律,與大多數(shù)學生現(xiàn)有的知識水平和接受能力相符,并且符合了不同層次學生的學習需要,更有利于任務型教學法的不斷鞏固與推進。
二 在生物化學教學中構建任務型教學法的實施模式
本文探究的任務型教學法在生物化學教學中實施模式的構建,使用的教學模式為“創(chuàng)設情境,任務在線――教師指導,任務準備――分工互動,任務完成――成果展示,任務反省與評價”。在下文具體的研究中,以“提高農(nóng)作物產(chǎn)量的方法和途徑”為案例,進行任務型教學法在生物化學中的具體實施構建。
1.創(chuàng)設情境,任務在線
任務型教學法的一個重要環(huán)節(jié)就是在設置的情境中融入任務,而后在任務學習過程中將設置的任務自然地呈現(xiàn)出來。生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝是光合作用,這種化學過程與社會生產(chǎn)生活息息相關,是生物化學教學中的重點所在?;诖?,通過介紹光合作用的相關過程及意義,自然地提出“尋求提高農(nóng)作物產(chǎn)量方法”的學習任務,而且將光合作用“光反應”與“暗反應”的作用作為此任務的知識目標。
2.教師指導,任務準備
這是任務型教學法的第二階段,強調(diào)教師指導的意義在于改變學生傳統(tǒng)的學習觀念,讓學生樹立任務型學習的新型學習觀,并且讓學生知道此任務的設計,其設計的知識點包括光合作用的條件、物質(zhì)變化和能量變化多個方面,從而引導學生有目的性和有組織性的進行任務準備,對完成此任務有關的知識信息和學習材料,能夠主動通過各種途徑獲取。
3.分工互動,任務完成
在學習任務的互動過程中,應堅持“組間同質(zhì)和組內(nèi)異質(zhì)”的思想,可以將學生分為多個小組,每組人數(shù)不超過7人,組內(nèi)設置一名組長,協(xié)調(diào)組內(nèi)成員執(zhí)行不同的任務,并且通過組內(nèi)成員的討論、分析與研究,對組內(nèi)不同的觀點予以整合,最后可在老師的引導下,得出任務總結和任務理解。在本案例中,教師在指導學生完成此任務時,應將總任務具體細化為幾個小任務,這不僅開拓了學生自主探究學習的途徑,還有利于學生發(fā)揮主動性和創(chuàng)造性。
4.展示成果,任務反省與評價
在本案例中,教師應對學生表現(xiàn)出的積極參與和努力探究給予表揚,特別是客觀評價學生在具體操作中展現(xiàn)出的積極思維,這不僅能夠幫助學生樹立積極自信的學習觀,還能夠增加學生自主學習的探究興趣。具體評價是,學生完成的任務成果是學生是否結合實際對“提高農(nóng)作物產(chǎn)量的方法與途徑”做出總結,學生是否正確地描述出光反應與暗反應的過程以及二者關系,學生是否對影響光合作用的多種因素進行收集與整理。此外,評價中還應注意各小組通過討論,補充和整合,總結出影響光合作用因素是否包括光照強度,溫度和二氧化碳,水質(zhì)和光合速率等多種因素,各小組總結出的提高農(nóng)作物產(chǎn)量的方法,有沒有考慮土壤、作物品種、種植方式和植物激素等多種外在條件?;诖耍刹捎脤W生互評、老師評價和組間評價的方式,對學生完成任務的情況做出客觀評價。
三 結束語
生物化學是各個學校中最基礎的課程,有著較強的理論性和實踐性。從社會發(fā)展來看,隨著科學技術、生物技術和化學技術的不斷提高,生物化學的重要性在社會生產(chǎn)生活中日益顯露出來。但學生在日常學習中,因為生物化學本身具有比較抽象的概念,涉及的各種規(guī)律和結構錯綜復雜,造成學生學習起來難度較大和不易理解,這使得生物化學的教學質(zhì)量與預期效果面臨挑戰(zhàn)?;诖耍疚奶骄康娜蝿招徒虒W法在生物化學教學中實施模式的構建,為任務教學模式,具有十分重要的現(xiàn)實意義。
新課改后,在課堂教學中發(fā)生了一些明顯的變化:似乎從不缺乏對話,師問生答,生問師答,師生互問互答,師生共同討論等。有不少教師習慣用提問的形式,讓學生參與課堂,形成“熱鬧”的課堂氛圍。以“鑒定細胞中三大有機物的化學成分”實驗為例:課上教師一般會提出一系列的問題:鑒定還原性糖、脂肪和蛋白質(zhì)的實驗原理是什么?分別選用的生物材料是什么?正確的操作步驟和試劑用量是什么?……一問一答,師生互動顯得非常充分,將傳統(tǒng)的“滿堂灌”讓位于“滿堂問”,看似環(huán)環(huán)相扣,但是這些“對話”往往只具備對話的形式,缺乏實質(zhì)性意義,至少不能啟發(fā)學生對某一問題做積極而深刻的思考。
2.對話的真正含義
從解釋學的角度看,對話是指對話雙方各自基于自己的前理解,再通過理解對方而達成的一種視域融合。它不僅發(fā)生在人與人之間,還發(fā)生在人與物之間,如“人與文本的對話”。從社會學和文化學的角度看,對話是指一種交往與互動、溝通與合作的文化,是和民主、平等、理解、寬容聯(lián)系在一起并以之為前提的文化。
在《論語》中孔子提出了“不憤不啟,不悱不發(fā)”的教學原則。實質(zhì)上這一原則就蘊含了對話教學的思想,即通過教師與學生的對話達到“啟”和“發(fā)”的目的。
3.案例分析
什么樣的對話才是真對話,才是有效的對話呢?對話總是基于一定的話題展開的,好的話題可以引起學生的興趣,激發(fā)學生的思維,引起學生的思考。下面通過一些案例,來探討一下真正的“對話”。
3.1案例一:“鑒定細胞中三大有機物的化學成分”教學片段
課前準備:(1)學生提出有關感興趣的問題,教師經(jīng)過篩選,保留4個問題作為探究課題。
(2)學生根據(jù)四個課題,每2人一組探究一個課題,撰寫實驗報告。
(3)學生上交實驗報告,教師只查閱不批改,記錄典型學生的典型問題做好準備。
實驗課堂:學生根據(jù)自己撰寫的實驗報告,實施實驗,在實驗過程中不斷有“火花”進發(fā)。
其中有兩組學生選擇的是鑒定細胞中蛋白質(zhì)的成分課題。由于是自行選擇生物實驗材料,所以兩組學生分別選擇了蛋清(下稱蛋清組)和豆?jié){(下稱豆?jié){組)。
蛋清組:沒有稀釋蛋清就開始了實驗,教師并沒有直接指出來,而是靜觀其變……
生1:按照標準的實驗步驟做的,顏色反應也能看出來,但反應不是很均勻,為什么?
生2:是不是太黏稠了,混合不均勻了。稀釋一下再做是不是會好些呀?
師:你們可以重新修改一下實驗方案,再做一遍,看看會有什么不同的實驗現(xiàn)象?
生1:(刷試管)真難刷干凈,都粘在試管壁上了(自言自語)。
生2:(配蛋清稀釋液)老師,稀釋多少倍好呢?
師:我也不知道(故作思考狀),你看呢?
生2:要不然我嘗試多做幾組不同濃度的稀釋液,看看實驗效果怎么樣?
師:很好的想法,大膽地做吧。仔細觀察有沒有不同實驗現(xiàn)象及時跟大家分享一下,最好還能告訴大家為什么會這樣?……
豆?jié){組:實驗實施非常順利,實驗現(xiàn)象也非常明顯。
生:老師,我們用的生豆?jié){,實驗現(xiàn)象非常明顯。如果把豆?jié){煮熟了,還會發(fā)生紫色反應嗎?
師:與其問我,不如你們親手做一做,不是更直觀,印象更深刻嗎?
生:(欣喜地發(fā)現(xiàn))熟豆?jié){也可以發(fā)生紫色反應。
師:豆?jié){煮熟了,里面的蛋白質(zhì)也就變性了,分子結構遭到了破壞,變性的蛋白質(zhì)為什么還能發(fā)生紫色反應呢?你有什么樣的想法?
生:紫色反應是蛋白質(zhì)中的肽鍵與雙縮脲中的Cu2+形成紫色的化合物。我想蛋白質(zhì)受熱變性,空間結構的破壞應該不涉及肽鍵的斷裂。
師:分析推斷得很好。受熱后蛋白質(zhì)的肽鍵既然沒有破壞,所以仍然能夠發(fā)生紫色反應。而蛋白質(zhì)變性后,分子結構伸展松散,容易被蛋白酶分解,這就是熟食易于消化的道理。
在上述課例中,教師以學生已知的原理為基礎,自己提出課題,設計實驗方案,大大提高了學生探究的欲望。在實驗實施過程中,學生會不斷遇到新問題、新挑戰(zhàn)。師生在相互尊重、信任的基礎上,在師生間、生生間的這樣的問答、對話中,話題層層深入,學生在不知不覺中理解了鑒定的原理,同時學生的思維能力和科學態(tài)度也得到培養(yǎng)。這樣無疑提高了課堂教學的質(zhì)量和效率。
3.2案例二:“血糖平衡的調(diào)節(jié)”教學片段
師:大家聽說過糖尿病嗎?
生:聽說過。
師:你們知道糖尿病都有哪些癥狀嗎?
生1:身體虛弱。
生2:口渴,所以以前糖尿病也叫“消渴癥”。
生3:身體消瘦。
生4:還很容易引起其他的病。
師:能不能從病的名稱上想一想這種病的典型特征?(稍等片刻)
生:尿液中含糖。
師:由此,你們想到什么問題?有什么想不明白的嗎?
生1:為什么尿液中會有糖?
生2:尿中的糖從哪來的?
生3:我們正常人的尿里會不會也有糖?
生4:為什么有些人會得糖尿???
生5:糖尿病怎么治療呢?能治愈嗎?
師:同學們提的問題都很好。想不想自己解決呢?
生:想。
(師為進一步討論,準備知識,播放“尿液的形成”動畫,引導學生觀看,并留給學生一定的時間,思考討論。)
師:根據(jù)上述知識,想一想正常人尿中是否應該有糖?為什么?
生1:不應該,因為腎小管可以將全部的糖重吸收回血液,尿中應該不含糖。
生2(反駁):腎小管重吸收能力是有限的,如果原尿中的糖濃度過大,就不能全部重吸收了。
師:那么導致血糖濃度過大的原因是什么?
生:糖吃多了。
師:一次性糖吃得過多,正常人尿液中也會有糖出現(xiàn)。
生:我認為如果人的腎臟出現(xiàn)了問題,影響了腎小管的重吸收能力,即使原尿中的糖濃度不大,也可能尿中含糖。
師:分析得有道理,這也是糖尿出現(xiàn)的一個原因。所以說出現(xiàn)糖尿的人不一定就是糖尿病患者。糖尿病的病因到底是什么呢?……
在上述課例中,通過教師和學生間的問答,將學生學習知識的過程轉變成了解決生活實際問題的過程。教師的提問具有定向、啟發(fā)、釋疑等功能,激發(fā)了學生探究問題的興趣。學生的回答不僅依據(jù)書本,更結合了自己的實際生活經(jīng)驗,在回答教師提問的過程中,學生又產(chǎn)生了新的疑問。師生圍繞問題進行對話,層層深入,使學生在問題解決的過程中活化生活經(jīng)驗,建構新知識。
4.對話話題的選擇
教師選擇課堂話題要依據(jù)教材的內(nèi)容和學生的情況來確定,一般來講,應該注意以下幾點:
4.1圍繞學習中的重點和難點問題展開對話
每節(jié)課的重點、難點就是這節(jié)課所要理解掌握的知識點,是每節(jié)課知識的核心。教師應該根據(jù)教學目標,圍繞教學的重點和難點來選擇談話的中心,提出一個既包括有主要問題又具有嚴格邏輯順序的談話提綱,做到重點突出,解決問題明確,特別要注意避免提出與教學目的無關或對達到教學目的幫助不大的問題。
4.2針對學生的年齡特點和生活經(jīng)驗設置話題
有道是興趣是學習最好的老師。對話教學中所選問題不能超出學生能力,另外教師要考慮學生的年齡特點和生活經(jīng)驗,最好能與實際生活相聯(lián)系,將生活中發(fā)生的事例引進課堂,先引起學生的興趣,讓學生有話想說、有話可說,那么啟發(fā)學生的思維、激發(fā)學生的思考就水到渠成了。
4.3面對開放性的內(nèi)容大膽對話
對于開放性的內(nèi)容,該放手時就放手。例如“真核細胞立體模型的構建”,教師不要限定材料的選擇和具體的制作方法,讓學生通過分組合作的方式自行解決。由于每組的學生思維角度不同,很快就想到了各種不同的材料,找到多種制作方法。這樣既加深了對細胞結構的了解,解決了模型設計的問題,又活躍了學生的思維。在“生物工程的應用與前景”的教學過程中,教師大膽地讓學生自己上網(wǎng)搜集材料,制作課件,展示交流研究成果。在合作的氛圍中,生生之間平等交流、真誠溝通,互相借鑒,取長補短,提高了學生的積極性和主動性,也開拓了學生的思路。
新課程標準中課程內(nèi)容強調(diào)時代性,新課標生物課程理念強調(diào)針對全體學生全面發(fā)展和終身發(fā)展的需要,提倡探究性學習,目的在于促進學生在學生學習方式的變革中的培養(yǎng)出他們的創(chuàng)新精神和實踐能力。本人認為在中學生物實驗教學中利用數(shù)字化實驗能夠使學生的創(chuàng)新能力和實踐能力有效地得到統(tǒng)一和發(fā)展。
目前大部分中學生物實驗基本上都是以驗證性實驗為主,實驗教學模式常常是以驗證式的教學為主,學生的操作幾乎就是重復課本上的實驗操作步驟,實驗中幾乎沒有設計讓學生思考分析的東西,這種實驗教學被一種固定的模式所束縛。這種“動手能力”的培養(yǎng)有些時候對于學生來說幾乎沒有任何意義,對于學生來說,他們?nèi)狈嶒灥睦硇运伎迹劜簧蠈嶒灥耐卣挂约案倪M。
數(shù)字化實驗的建設在中學生物實驗教學中能及時地彌補這些不足。目前,數(shù)字化實驗結合多媒體教學已經(jīng)走進了中學課堂,對傳統(tǒng)的實驗教學模式是很好的提高和補充,也為中學生物課堂教學注入了新的生機和活力。生物實驗教學的數(shù)字化實驗是在實驗教學與多媒體的結合上開創(chuàng)了一條新路,在課堂教學感受方面與教學方式多樣化方面開創(chuàng)了更為廣闊的空間,為教學創(chuàng)新與發(fā)展創(chuàng)造了良好的物質(zhì)基礎。數(shù)字化實驗能精確地將一些實驗現(xiàn)象展示出來,并且能將一些傳統(tǒng)實驗中完成不了的實驗項目操作出來,將實際教學中的一些抽象的靠想象的現(xiàn)象轉化為學生實際能看到的數(shù)據(jù),從而使一些生硬的、抽象的東西具體化、形象化,用數(shù)據(jù)圖像直觀表達出來,使復雜枯燥的認知活動變成簡單輕松的操作過程,增強了教學感染力。
現(xiàn)將一常規(guī)實驗利用數(shù)字化實驗操作,讓大家感受數(shù)字化實驗的應用價值。(我實驗室用的是朗威DISLabV7.0生物專用軟件,以下實驗使用此軟件操作)
實驗:探究生物體體液的緩沖能力
實驗目的:
探究生物體體液、水和化學緩沖試劑的緩沖能力。
實驗原理:
體液由細胞內(nèi)液和外液組成,其化學成分和理化特征相對穩(wěn)定,這是機體進行正常生命活動的必要條件。
實驗器材及試劑:
朗威DISLab7.0數(shù)據(jù)采集器、pH傳感器、50 ml小燒杯、50 ml量筒、玻璃棒、0.5%HCl、0.5%NaOH、5%的檸檬酸鈉、新鮮雞血、飲用純凈水、新鮮梨汁、pH=6.86的混合磷酸鹽緩沖試劑。
實驗過程和數(shù)據(jù)分析:
1.用5%的檸檬酸鈉做抗凝劑,以抗凝劑:雞血=1:5的比例加入新鮮雞血,輕輕攪拌,過夜待用。
2.連接計算機、數(shù)據(jù)采集器及pH傳感器。打開計算機,進入V7.0“通用軟件”。
3.點擊“計算表格”,添加變量“D”表示加入HCl或NaOH的滴數(shù)。
4.向盛有30 ml蒸餾水的燒杯中依次滴入HCl溶液(共計5滴),記錄數(shù)據(jù)。
5.繪制溶液隨HCl滴入的pH變化曲線。
6.將血漿、梨汁及化學緩沖試劑代替蒸餾水重復實驗。繪制溶液隨HCl滴入的pH變化曲線。
7.將NaOH溶液代替HCl溶液重復實驗,繪制溶液隨NaOH滴入的pH變化曲線。
結果如圖:
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中圖分類號:Q5-4;Q7-4 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)17-0290-01
1 “微課”的組成
“微課(MicroCourses)”一詞是由美國新墨西哥州圣胡安學院的高級教學設計師DavidPenrose于2008年提出。在我國,微課的概念首先由廣東省佛山市教育局教育信息中心胡鐵生提出?!拔⒄n”是指以視頻為主要載體,記錄教師在課堂內(nèi)外教育教學過程中圍繞某個知識點(重點難點疑點)或教學環(huán)節(jié)而開展的精彩教與學活動全過程?!拔⒄n”的核心組成內(nèi)容是課堂教學視頻(課例片段),同時還包含與該教學主題相關的教學設計、素材課件、教學反思、練習測試及學生反饋、教師點評等輔教學資源,它們以一定的組織關系和呈現(xiàn)方式共同“營造”了一個半結構化、主題式的資源單元應用“小環(huán)境”。因此,“微課”既有別于傳統(tǒng)單一資源類型的教學課例、教學課件、教學設計、教學反思等教學資源,又是在其基礎上繼承和發(fā)展起來的一種新型教學資源。
2 微課教學的主要作用
在生物教學工作中,實驗教學的形式比較常見.實驗教學的重要性更為重要,不僅可以全面地提升學生的動手操作能力,還可以對知識體系進行完善.但是實際的實驗教學會受到多種因素的限制,包括授課時間,授課的各種儀器以及實驗地點等等.為了打破這些因素的限制,教師會應用“微課”的形式來進行實驗.通過觀看視頻了錄像的形式來對實驗內(nèi)容和實驗步驟進行講解,同時還有真實的操作.這樣不僅提升了學生對生物實驗的了解程度,還可以讓學生們對一些細微的注意事項進行了解.比較典型的和常見的就是在生物教學中探究細胞分裂這一章節(jié).要進行實驗的話,所需的時間相對較長,而且難度也比較大,學生們不僅要做好實驗之前的設計工作,還應該等待細胞分裂的過程.如果采用微課的形式來對這一實驗進行探究,必然會在短時間之內(nèi)了解到實驗的宗旨,而且學生們還可以對細胞分裂的進程進行了解.
3 “微課”在生物化學與分子生物學教學中的應用
3.1 “微課”的特點
總起來說,微課具有以下特點:
3.1.1 容量小。一門微課程一般只聚焦一個知識點或一個技能點。
3.1.2 時間短。講解時間短,一般不超過10分鐘。
3.1.3 自足性。包含一些必要的內(nèi)容信息,如教學目標、教學內(nèi)容、教學過程、教學評價等,能夠在語意上表示其自身意義,而無需再參考其他信息來理解。
3.1.4 基元化。具有不可再分性,不能再進一步劃分成更小的知識單元。
3.1.5 便于傳播和學習。微課程來了,MOOC來了,翻轉課堂來了……它們?yōu)榻逃虒W變革帶來了新的契機。希望各位老師在此次培訓中能夠學有所悟、學有所用、學有所成!
3.2 生物化學課程特點
生物化學這一學科具有教學內(nèi)容廣泛、知識點零散、概念抽象復雜等特點,而與系統(tǒng)掌握基礎知識相比更為重要的是理論知識與臨床實踐的具體結合。在知識掌握方面,學生本身基礎知識儲備和系統(tǒng)學習能力較差,學生較難掌握復雜的生物化學學科知識。加之學生實踐機會較少,真正的臨床工作想象模擬空間小、難度大。微課借助視頻模式,有利于直觀展示相關知識并幫助學生針對自身學習情況重點突破。
3.3 微課在生物化學與分子生物學理論課教學中的應用
在講授一些復雜的生化過程和生命活動現(xiàn)象,例如從DNA的復制到蛋白質(zhì)的合成,逆轉錄病毒的作用原理,原核生物的操縱子調(diào)控原理、真核生物的基因表達調(diào)控時,作者預先根據(jù)講授內(nèi)容制作好動畫視頻,并在每個重要的知識點或每個反應階段處設置“過關問答”環(huán)節(jié)。微課上傳至教學平臺后,學生可根據(jù)自身對學習內(nèi)容的掌握情況,反復觀看、揣摩,并將“過關問答”的答案通過教學平臺反饋給教師。這樣,教師可以通過反饋信息了解學生學習的薄弱環(huán)節(jié)和教學難點、疑點,在課堂教學時能夠有的放矢的進行講授。而經(jīng)過課外的預先學習和課堂上教師的重點講解,學生也能夠更好的消化、吸收這些知識難點。以講解聚合酶鏈式反應原理為例,在以往的課堂教學中,作者是通過動畫視頻向學生演示反應過程,著重于學生對反應原理的掌握。通過微課教學,讓學生預先自主學習動畫視頻并反饋信息后,作者發(fā)現(xiàn),對大部分學生來說,這部分內(nèi)容的學習難點和疑點不在于反應原理,而是對反應中提及的“模板”、“正義鏈”、“反義鏈”概念的正確理解。因此,作者在課堂教學中注重了對這幾個概念的辨析,從而更好的幫助學生理解和掌握這部分內(nèi)容。
對于教材上簡單提及、或是還沒有來得及在教材中出版的學科新技術、新進展、新動向,作者按照不同專題制作成一系列微課,例如基因測序技術專題、蛋白質(zhì)組學專題、RNA干擾技術專題、干細胞治療技術專題、諾貝爾獎專題等。學生可以根據(jù)自己的興趣有選擇的觀看、學習,并通過教學平臺與作者進行討論、互動。這種學習形式極大的提高了學生學習生物科學的興趣,豐富了他們的課堂外生活,使學習不再拘泥于傳統(tǒng)課堂,增進師生互動,寓教于樂。
3.4 微課在生物化學與分子生物學實驗課教學中的應用
在實驗教學中,針對一些基本實驗操作,如洗刷玻璃器皿、稱量固體藥品、滴加液體試劑、酸堿滴定、過濾、萃取,以及一些常規(guī)儀器,如移液槍、離心機、電子天平、電子pH滴定儀、電泳儀等的使用,作者將它們的規(guī)范操作過程和正確使用方法分別錄制成一系列演示視頻上傳至教學平臺。每堂實驗課前,學生根據(jù)實驗將要使用的儀器,選擇相應的視頻進行觀看學習。通過這種方式強化學生基本技能和基本操作的訓練,培養(yǎng)他們嚴謹、規(guī)范的實驗習慣。
4 應用微課教學的幾點體會
在應用微課視頻教學過程中,親身感受方便的同時也有幾點體會:
4.1 可以把所有課程中的重難點都制作成微課視頻,有助于課前預習、課后及時復習鞏固重難點知識。
4.2 學生提前觀看微課視頻,課堂上討論并解疑答惑,老師的角色由知識灌輸者變?yōu)閷W習引導者,引導學生如何思考解決問題,如何運用知識,由被動變?yōu)橹鲃訉W習。
4.3 生物學屬于一個龐大的體系,專業(yè)多,課程多,學科體系嚴謹,但是各專業(yè)各課程間又有緊密的聯(lián)系,很多知識彼此關聯(lián),可以把不同課程的微課結合起來,即方便學生學習,又幫助老師擴大知識儲備量。
結束語
在互網(wǎng)時代,網(wǎng)絡媒體正在改變著人們的生活方式,尤其在這個“微時代”我們獲取信息的方式更方便快捷,微課正是在“微時代”的潮流下產(chǎn)生的。作為高校教師,更應緊隨時代潮流,掌握新的教學方法,將現(xiàn)代技術手段完美的融入專業(yè)課教學,與傳統(tǒng)教學互補,促進現(xiàn)代教育事業(yè)更好地發(fā)展。
參考文獻
[1] 微課視頻的錄制思路及實踐[J].王國珍.中國醫(yī)學教育技術.2015(06).
[2] “微課”與“翻轉課堂”在生物化學教學中的應用實踐[J].周俊萍,楊舒晗.知識經(jīng)濟.2016(05).
一、還原生活場景,探究生物問題
在生物教學中這種教學方式并不困難,因為生物科學本就是一門與生產(chǎn)、生活緊密聯(lián)系的學科。我們的衣食住行無不滲透著生物知識,因此情境化的導入很簡單。例如,農(nóng)忙時節(jié)農(nóng)民都在收菜籽,我們吃的菜油從何而來,菜籽又是從何而來,這些簡單又生活化的問題一下子激發(fā)了學生的興趣,在“油菜”這個情境的引領下繼續(xù)講述種子的萌芽、種子的知識在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用將會順其自然,學生的興趣會隨著生活情境的深入而加大。在教學過程中學生也許會犯一些比較低級的生活常識錯誤,此時教師切勿否定和取笑其行為,可引導他們一起來探究原因。情境的引入能夠使學生對生物學科有新的認識,提升他們對這一學科的親切感,激發(fā)學生求知欲,積極參與課堂教學。
二、巧用詩詞諺語,感悟生物之美
在生物課堂中,有時欣賞一句美麗詩詞,就會增添幾分神秘之美,學生也會暢游其中;妙用一句生活俗語,生物知識會變得不那么青澀難懂,詩詞諺語的加入使學生在課堂學習中能夠切實感受到生物的美。如“人間四月芳菲盡,山寺桃花始盛開”“滿園春色關不住,一枝紅杏出墻來”“朵朵葵花向太陽”所滲入的知識點是光照、溫度對生物的影響;“楊花榆莢無才思,惟解漫天作雪飛”(選自韓愈的《晚春》)描述的是楊柳科花的典型特征,即柔荑花序,是榆科的典型特征;“墻上蘆葦,頭重腳輕根底淺,山間竹筍,嘴尖皮厚腹中空”(名句)是講以蘆葦和竹子為典型的禾本科植物,具有明顯的節(jié)和節(jié)間,莖常中空,須根系;“螳螂捕蟬,黃雀在后”、“大魚吃小魚,小魚吃蝦米,蝦米吃硅藻”講的是生物鏈;“龍生龍,鳳生鳳,老鼠的孩子會打洞”、“一樹之果有苦有甜,一母之子有愚有賢”說明的是遺傳與變異。
三、關注時事熱點,挖掘生物知識
生物作為一門和社會生活息息相關的現(xiàn)代學科,將時事熱點融入課堂教學中,不僅能夠創(chuàng)設新穎的問題情景,激發(fā)學生參與探究的熱情,還能讓學生從時事熱點背后感受生物學科的作用以及引發(fā)對社會的理性思考。如“禽流感”“艾滋病”是社會經(jīng)常提及的關鍵詞,那么如何防治?在學習“病毒”和“傳染病”這些知識點時可以及時講解相關的知識。另外,可以引導學生思考禽流感來了是否還能吃肯德基、雞蛋;是否所有的家禽鳥類都得殺死;是否與艾滋病病人握手就會感染,應當如何與他們相處……這些問題都會給學生留下無限的想象空間。
中圖分類號:TU741.1 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)25-0361-01
生物化學從分子水平探討生命的本質(zhì),為研究人類疾病的產(chǎn)生原因及診斷和治療奠定基礎。特別是近年來人類基因組計劃的實施為研究生命科學揭開了嶄新的一頁。中醫(yī)藥學歷史悠久,中醫(yī)治療許多疑難病癥往往比西醫(yī)效果更佳。用生物化學的研究方法來研究中醫(yī)中藥在治療疾病的機理、方法、療效等方面可獲得科學客觀的指標。既可對中醫(yī)中藥診斷治療疾病的療效作出科學分析和客觀評價,從而促進中醫(yī)藥的發(fā)展。最有發(fā)展前景的是利用轉基因技術生產(chǎn)新型轉基因中草藥,還可利用轉基因技術將現(xiàn)有的中藥進行改造,創(chuàng)造出新的高效、低毒、高產(chǎn)、更利于種植和推廣的中草藥。
1 生物化學技術在醫(yī)學領域的發(fā)展
生物化學技術是在醫(yī)學領域當中非常重要的一項技術手段,同樣在中醫(yī)藥領域也取得了相當大的作用,在現(xiàn)代大多數(shù)醫(yī)療產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中,都需要用到生物技術。從上世紀80年代美國發(fā)明了胰島素以來,有許多的生物技術產(chǎn)品相繼問世,基因工程技術逐漸的成熟。從本世紀初開始,生物化學技術在醫(yī)學領域上取得了令人矚目的成就,發(fā)明了許多關于“膚”“蛋白質(zhì)”的新藥物,在各種激素、氨基酸、基因等等領域上也在積極的探索。靶向制劑技術就是現(xiàn)如今比較成熟的技術手段之一,世界范圍內(nèi)都在加快生物化學技術的發(fā)展速度,這也擴大了中醫(yī)藥的使用范圍?;蚬こ淌乾F(xiàn)代生物化學技術最主要的技術手段,其主要的工作原理是動物或者植物的一段基因進行切片、重組、剪接,生產(chǎn)出具有全新功能的蛋白質(zhì),這些蛋白質(zhì)可以用于單克隆抗體的制造,從而達到治療某些特殊疾病的目的。因為我國涉及此領域的時間相比一些西方國家還比較短,所以在技術和設備上都不能夠很好的趕超發(fā)達的西方國家,在此種前提之下,我國的相關部門制動了“863計劃”,積極推動我國生物化學技術的發(fā)展,并且嘗試在新領域進行一些醫(yī)學上的研究,并且取得了很大成就。我國生物工程學會的成立,就標志著我國在生物化學技術領域取得了相當?shù)耐黄啤?/p>
2 利用生化的轉基因技術開發(fā)新的中草藥
中草藥之所以能治病,是因它含有某些有效的化學成分。比如生物堿、甙類、揮發(fā)油、有機酸以及一些氨基酸、蛋白質(zhì)和酶等化學物質(zhì)。一種中草藥往往含有許多種化學成分,但不是所有的化學成分都有醫(yī)療效用,而其中能夠決定中藥療效的某種化學物質(zhì)就是中藥所含的有效成分。而與療效無關的化學成分稱無效成分。有些無效成分還對人體產(chǎn)生一定的毒副作用。如果用生物化學技術來分析植物基因組,最終找出某種中草藥中產(chǎn)生有效化學成分的植物基因,將該植物基因轉移到其它植物、微生物或海洋生物體內(nèi),創(chuàng)造出新型轉基因植物藥物,新的轉基因植物藥物具有安全、高效、針對性強、無毒副作用,不需提純,可大規(guī)模種植、產(chǎn)量高且成本低等優(yōu)勢。獲得的新型轉基因中草藥經(jīng)分析鑒定、臨床實驗后可大范圍推廣。
3 生物化學技術是中醫(yī)藥的開放空間更加的廣泛
不能夠明確的了解中醫(yī)藥的治病機理是限制其使用范圍的最大因素,因此,讓人了解傳統(tǒng)中醫(yī)學的調(diào)控和活性成分是將中醫(yī)藥應用到更多領域的有效措施。參考免疫調(diào)節(jié)、通筋活血、治療腫瘤以及緩解衰老速度的相關資料,探索中醫(yī)藥與基因之間存在的內(nèi)在聯(lián)系,可以得出這樣的結論,細胞的新舊交替是中醫(yī)藥的主要治病機理,了解這一點,就可以將中醫(yī)藥與現(xiàn)代生物化學技術聯(lián)系起來。心血管、神經(jīng)、免疫、泌尿、外科等等系統(tǒng)的疾病都可能與細胞的新舊更替存在一定的聯(lián)系。
在中醫(yī)藥內(nèi)融人生物技術元素的重要條件就是,可以通過生物內(nèi)源性以及外源性基本的調(diào)控機制,在中醫(yī)藥治病機理影響下,將細胞的新舊更替發(fā)生某些轉變,達到中醫(yī)藥治病的目的。在我國傳統(tǒng)的中醫(yī)藥領域之中,生產(chǎn)新藥主要是依靠化學方法、從自然界物質(zhì)提取、改變藥物的配比等等,但是這些方法在工作效率和質(zhì)量上不能夠得到很好的保證。在現(xiàn)代生物化學技術之中,生產(chǎn)新藥的主流方向就是利用基因技術和微生物,對各種物質(zhì)進行基因重組,從而得到全新的藥物。
4 生物化學技術在生物領域中的研究
隨著近年來自然環(huán)境破壞的加重,野生中藥材面臨著逐年減少甚至滅絕的嚴峻問題,在一定程度上限制了中藥的發(fā)展,臨床和藥物制造等等都受到藥材不足的限制。生物化學技術可以提高中醫(yī)藥材的培育速度,對生物體內(nèi)的堿類、蛋白質(zhì)等等可以實現(xiàn)最大程度上的復制和批量制造,除此之外,利用生物化學技術可以培養(yǎng)某些稀有的藥材,這對藥材的保存和中醫(yī)研究的正常進行都具有這非常積極的意義。同時,利用生物化學技術培育出的植株能夠更加符合人們的實際需要,人們可以根據(jù)自己的醫(yī)院獲取富含某些所需物質(zhì)的藥材植株。此項研究,極大程度上保護了瀕危藥材植株,為生物多樣性的延續(xù)也起到了相當大的作用,除此之外,使臨床和藥物制造工作能夠正常的進行,從而促進了中醫(yī)學的發(fā)展。
總之,隨著生物化學技術的不斷成熟,其在中醫(yī)學上也得到了相當廣泛的應用,也成立了相當多的技術體制。生物化學技術在中醫(yī)學領域上進行應用的時候,可以與基因技術、蛋白質(zhì)制造技術等等技術進行結合,這次前提之下,中醫(yī)逐漸的在于世界進行接軌,在應用范圍、中藥材的選用、生物領域中的應用等等都取得了相當突出的成就,因此,國家的相關部門要繼續(xù)加大在此方面投人的力度,是生物化學技術在中醫(yī)藥領域之中能夠取得更加廣發(fā)的成就。現(xiàn)代化的生物化學技術應用于中醫(yī)中藥的研究,不僅會促進中醫(yī)中藥的發(fā)展,也同時會促進了生物化學的進展。
參考文獻:
[1]熊蕊,郭鳳柳,張全寶,劉曉慧,范亞飛,趙同欣,王娜,顏紅.基因芯片技術在中藥材道地性鑒定中的應用及展望[J].中華中醫(yī)藥學刊. 2015(09)
關鍵詞:
微課;生物化學;知識傳遞渠道;調(diào)動積極性;提高學習效率
0引言
隨著科學技術的發(fā)展,尤其是信息技術的發(fā)展和在全球范圍內(nèi)的普及與應用,當今世界已然成為了一個一體化的信息社會,網(wǎng)絡改變了人們的交流模式,同時也改變了商業(yè)、工業(yè)等各行各業(yè)的發(fā)展模式,其中,作為發(fā)展的根基的教育事業(yè)也同樣得到了改變,利用互聯(lián)網(wǎng)進行教育改革,成為了時展的需要,微課這種依賴互聯(lián)網(wǎng)的新型教育模式也就應運而生了,作為一名教育工作者,我在考察了多例利用微課進行教學改革的實例,并且結合自身使用微課進行教學改良的實際經(jīng)驗之后,來談一談微課應用于生物化學教育事業(yè)的經(jīng)驗與建議。
1生物化學與微課概況
1.1生物化學教育概況
生物化學這一重要的學科出現(xiàn)在大約在19世紀末,脫胎于生理學與化學,是化學與生物學的分支學科。它是研究靜態(tài)的生命物質(zhì)的化學組成、結構以及動態(tài)的新陳代謝活動過程中各種化學變化的基礎生命科學,作為一門新興學科,生物化學問世的短短百年以來,已經(jīng)成為了一門在醫(yī)學,生物學,化學等各大科研領域不可或缺的一大組成部分。
1.2微課模式概況
伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,人們通過互聯(lián)網(wǎng)獲取信息變的越來越方便,可獲取的信息量也越來越多,而“微課”就是一種依靠互聯(lián)網(wǎng)而漸漸發(fā)展起來的新型教學方法。所謂“微課”其主要特點是“微”即微課視頻的長度不能過長,方便學習者在很短的時間里就能完成某一知識點的學習,其核心組成內(nèi)容包括課堂教學視頻,與該教學主題相關的教學設計、素材課件、教學反思、練習測試及學生反饋、教師點評等教學資源,它們以相互配合的關系共同組成了一個主講知識重難點的教學體系。
1.3微課應用于生物化學的狀況
目前我國的微課已經(jīng)在很多地域被用于生物化學教學。雖然還沒有完全推廣,但是各地均有類似的教育模式出現(xiàn)。比如依賴于網(wǎng)絡交流工具如微信、QQ等的生化教育公眾號,這其實也是微課的一種表現(xiàn)形式,雖然這種方式不夠系統(tǒng)也不夠專業(yè),但是這種便捷的傳播途徑卻明顯的提高了生物化學教學的廣泛程度。畢竟,新事物的發(fā)展是循序漸進的,雖然目前微課在生物化學教學方面尚且缺乏全面系統(tǒng)的授課方式,但是總的來講,生物化學微課正處于快速發(fā)展階段。
2利用微課進行生物化學教育的優(yōu)點
2.1傳統(tǒng)生物化學教育的部分問題
利用傳統(tǒng)的課堂式授業(yè)模式來教授生物化學這門學科時,迫于生物化學這門學科本身晦澀難懂且知識量巨大的特性,學生在學習生物化學的過程中總是會遇到三個問題,一是學生在理解過程中總是會遇到一定的困難,二是學生很難提起學習生物化學的興趣,最后就是生物化學這門課程的知識點太多,重點不好抓。
2.2利用微課解決問題的方法
在把微課這一教學新模式加入到生物化學的教育過程中,我們發(fā)現(xiàn)利用微課模式可以很好的解決這三大問題,首先微課中的微視頻與教學課件中可以加入很多形象化的結構模型,比如在蛋白質(zhì)合成一章中,教師可以利用電腦做出氨基酸由tRNA轉運到蛋白質(zhì)剪切加工的圖示全過程。用來解決學生的理解問題。其次,如果在微課中加入例如短動畫的知識講解,學生的積極性也就會自然的提高上來。最后,在錄制微課視頻或制作微課課件時,可以先列出知識綱要然后對教學重點進行重點講解,或使用特殊標記,標記重點。這樣一來,生物化學課程重點不好抓的問題也就得到解決。
3將微課應用于生物化學教學的具體方法
將微課應用于生物化學教育的過程,主要包含建立生物化學網(wǎng)絡平臺、錄制微課視頻和制作其他教學材料、制作微課學習方案這三部分。
3.1建立網(wǎng)絡平臺
建立一個網(wǎng)絡平臺,可以給學生提供一個進行微課資源下載、和老師同學進行問題探討的平臺,這樣就便于解決微課資源的更新、教學問題的修改等問題。當然,如果是利用微課進行教育的探索者,想要進行實驗性的教學,但是迫于資源環(huán)境的限制,無法獨立的建立網(wǎng)絡教學平臺,可以依附于學校的網(wǎng)絡教學平臺甚至是利用百度云等資源存儲器作為資源的儲存平臺。
3.2錄制微課視頻和制作課件等材料
這一步是將微課應用于生物化學教育的重點,微課的制作成功與否,決定了將微課用于生物化學的成敗。首先,在制作微課視頻時,要抓住教學的重點,把本節(jié)或者專對于某一知識點想要傳授的內(nèi)容講清楚,微課視頻一定要簡短,便于學生短時學習。其次,微課課件等資源一定要全面,可以讓學生在課前充分預習,在課后充分復習。
3.3制作微課學習方案
鑒于我國目前的總體教育狀況,微課尚且是傳統(tǒng)教育的輔助部分,所以在學生學習微課的過程中,可以利用微課進行預習、練習與復習,因此,教師可以根據(jù)教學大綱制作學習任務單,然后向學生發(fā)放任務,提高學生的學習效率。
3.4將微課應用于生物化學教育的具體實例
在進行生物化學教學中,有關糖代謝中的三羧酸循環(huán)代謝途徑,一直是重點、難點。學生理解記憶起來總有一些難度,為了方便學生理解,我們制作了講解三羧酸循環(huán)的微課。
3.4.1利用微課的具體步驟如下
①制作微課視頻,在視頻中以圖示方式逐步講解由乙酰CoA與草酰乙酸縮合形成檸檬酸,使乙酰輔酶A進入三羧酸循環(huán)參與代謝反應最后再次生成草酰乙酸的全過程。②制作配套學習資料,學習資料里包含三羧酸循環(huán)記憶口訣,可以提高學生興趣的小故事,簡單的預習題,較復雜的課后練習題??谠E:乙酰草酰成檸檬,異檸檬又成α酮,琥酰琥酸延胡索,蘋果落在草叢中。故事:從前有一個檸檬(檸檬酸)去海邊,她遇到了一只烏賊(順烏頭酸),檸檬與烏賊一見鐘情,于是檸檬追隨烏賊住在了海里,變異成了異檸檬(異檸檬酸)。時光飛逝,異檸檬漸漸褪去青澀(異檸檬酸脫氫酶),有一天,在一叢水草之間,她發(fā)現(xiàn)了隱居在其中的一顆琥珀(草酰琥珀酸),她們發(fā)現(xiàn)彼此竟然如此相像!于是她們在兩棵梧桐樹(α-酮戊二酸)下鄭重地結拜成了姐妹,從此大家就叫檸檬“琥珀腐妹”(琥珀酰輔酶A)。后來大家認為此名過長,于是乎她有有了第二個名字———“酸琥珀”(琥珀酸)。檸檬有一個表弟住在鹽湖城(延胡索酸),名叫蘋果(蘋果酸)。一年夏天檸檬去看她的表弟,中途不幸遭遇車禍身亡。人們追究這個傳奇檸檬的身世,發(fā)現(xiàn)她是草酰乙酸和乙酸腐妹A的女兒,她的外公叫丙酮酸,外婆叫腐妹A(一家子都是腐女)。其實,在檸檬去看蘋果的時候,蘋果并不在家,他正巧去探望檸檬的老爸———草酰乙酸了。③通過校園網(wǎng)絡教學平臺將微課傳遞給學生,并布置預習任務。④檢驗學生的預習狀況,首先是觀察學生在預習過后對三羧酸循環(huán)過程的知識點的掌握程度,然后是課程作業(yè)的完成順利程度,最后是相關問題的測試正確率。檢驗的過程中,我們發(fā)現(xiàn)課堂上學生的活躍程度明顯提高,課后作業(yè)的正確率較傳統(tǒng)方式也有所提高。
3.4.2微課的效果分析
事實證明,使用微課進行三羧酸循環(huán)有關的教學之后,學生在課堂上的響應程度會變的明顯高昂,在講授到相關知識點時,部分學生會馬上響應相關的問題,課堂活躍程度也較傳統(tǒng)式教學的課堂有明顯提高,很顯然,微課顯著的提高了學生的學習興趣,所以將微課應用于三羧酸循環(huán)這一知識點的講授很有意義。
4將微課應用于生物化學教育的思考
微課作為一種嶄新的教育模式,打破了教育的時空限制,讓受教育者可以不分年齡,不分地域的進行學習。然而,目前還不能用微課來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的生物化學教育,畢竟,想要只通過微課就完成教育的所有過程,對學生的自主性、老師的能力都有極大的要求。而且,由于微課制作者本身具有的自由性,所以有些微課可能會伴隨著出現(xiàn)一些錯誤。另一方面,微課大部分是由在生物化學方面具有經(jīng)驗和興趣的愛好者所做,這也就造就了生物化學微課具有散亂、不系統(tǒng)的特點,所以想要找到一套有始有終而且系統(tǒng)全面的微課材料反而不易。因此,微課應用于生物化學領域,尚且還在實驗階段。
5結語
利用微課進行生化教學是培養(yǎng)生物化學人才的嶄新模式,如何利用微課改進傳統(tǒng)生物化學教學?如何針對不同章節(jié)內(nèi)容的不同特點設計出更多有特色的微課資源,建立嶄新的教育模式,提高學生的自主學習能力,促進整體教學水平的提升,這些問題的解決仍有待于所有從事生物化學教學工作者們的共同努力。
參考文獻:
[1]任顏榮.淺論多媒體技術在生化教學中的應用[J].社會縱橫,2009,24(5):161-162.
[2]尹幼明.生物化學教學理念的更新[J].中國現(xiàn)代醫(yī)學雜志2004,14(20):155-157.
[3]曾東霞.大學生自主學習能力的影響因素-以中南大學為例的實證研究[J].中南大學學報社會科學版,2011,7(3):128-137.