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序论：在您撰写生物概论论文时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
现代科学和社会发展难道不再需要古生物学了吗？或是像有些学者指出的（Feldman，1994；石磊，2009），古生物学要灭绝了吗？从进入21世纪以来的科学和社会发展来看，古生物学不仅没有灭绝，而且种种迹象表明，古生物学可能正逐步走入新的复苏和飞跃阶段．
2、新时期古生物学的发展机遇
进入21世纪，古生物学的发展迎来前所未有的机遇，这主要表现在以下几个方面：（1）近年来大量新的重要古生物化石材料和信息的发掘和一些新的化石分布规律的揭示，给自然科学领域不断带来新的认识和启示，并且在一定程度上影响和改变了许多重要的传统科学认识．中国古生物学者在这方面的贡献最大．对于中国古生物学在这方面的贡献，国际最具影响力的两个刊物《Nature》和《Science》都曾经给予前所未有的专门归纳和评述，并曾将其中15篇报道和评述集成专辑出版（Gee，2001）．（2）进入21世纪，环境问题已经成为人类生存的最大挑战之一．与当代环境恶化紧密相随的生物多样性剧减，使人们不得不联想到地质历史时期曾经发生过以古生物大灭绝为标志的重大地质事件，因而有学者提出当前我们人类正面临着“第六次大灭绝”（LeakeyandLewin，1996；何卫红等，2004；Barnoskyetal．，2011）．因此“全球变化”已经成为当前最热门的主题，无论在科学领域，还是在政界范围，与生物和人类生存密切相关的环境（以及能源）问题，都已经成为推动或者制约科技进步和国家发展的关键，例如新能源的开发碳减排等．（3）人类只有一个地球，已知的生命也只生活在地球上．随着科技的进步，人类寻找地外生命和外太空生存空间的努力已全面展开．但是经过大量的努力后，到目前为止我们了解到的地外星球只能与我们地球的初期状态进行比较．因此，地球早期生命起源及其拥有的环境条件研究，成为外太空生命探测的指向标．基于地球生命与环境为一体的“GAIA假说”（LovelockandVolk，2003），已经指导了近年来的地外生命和环境探索．（4）古生物化石对于青少年有着极大的吸引力，其对于广大民众来说也是如此．其主要原因是，它们曾经是在地球上生活过的生物，既真实又具体，但绝大多数已经灭绝了．它们的生存及消亡，对于我们人类也具有启示意义．对它们的认识和了解，正是培养青少年科学思维和提升民众科学素质的最有效途径．因而在国家和社会经济发展到一定阶段后，各类以古生物化石为特色的自然历史博物馆大量产生．其不仅是政府行为，用来提升民众的科学素质，而且也有一定的经济和社会效益．同样地，由于化石是不可再生的自然资源，以化石为交易对象的各种正规和非正规的地下市场也活跃起来．（5）尽管当代科技进步发展了许多定年和划分对比地层的新方法，但到目前为止还没有比古生物化石更经济有效而可靠的地层年代确定和划分对比手段．虽然全国1：20万大区域地质调查已经建立了良好的地层格架，但新时期在许多领域的科学研究和实践应用中，仍离不开古生物学的精细研究，如年代地层界线层型GSSP的确定造山带地层学研究精细的矿产地质资源调查与评价等．只是这些工作对于古生物学知识的需求通常更加专业化，且需求量相对有限．（6）21世纪科学发展的新高度，在微观领域，生命科学在微生物等研究方面不断取得新的进展，不仅带动了生命科学的飞跃发展，而且也促进了地微生物学（geomicrobiology）的新生；在宏观领域，地球系统科学中生物圈与地球其他圈层之间的关系是最复杂也最有生命力的部分（孙枢和王成善，2008），它迫切需要从地球历史的角度认识和探索地球生物与环境的协同演化关系和过程，从而给古生物学的发展带来新的机遇．可以说，古生物学的研究领域正在拓宽和深入，并逐步向地球生物学（geobiology）发展．
3、当前古生物学发展面临的挑战
然而，当前的古生物学发展仍然面临着很大的困难和挑战．第一，传统古生物学研究仍在一定程度上存在重理论轻应用的情况．古生物学不仅要重视研究古生物的生物学，包括古生物复原生态恢复生物演化等，而且也要强调古生物的资源和环境效应，如烃源岩的古生物学生物成矿和找矿作用环境微生物和生态修复等．古生物学需要从深化理论研究和拓宽实际应用两方面同时进行努力．第二，虽然人们重视了当代和未来的全球变化研究，但却对过去全球变化未给予应有的重视．我们现今生活的地球只是其数十亿年坎坷演变历史中的一个瞬间，当代人类宜居的环境是生物界与地球环境经过长期相互作用共同演化的产物．因此要正确认识当代人类生活的环境面貌，预测未来的全球变化，就必须解析地质历史时期的生物界及其与地球环境相互作用的历史，以启示人类正确处理当代和未来的人―地关系，才能制定可持续发展的资源和环境利用措施．第三，科技的进步和经济实力的增强，人们迫切地希望飞出地球去开辟新的居住地，而忽视了当前我们的地球环境是地球古生物历尽艰辛长期改造和适应的结果．只有全面理清了我们地球历史上从生命起源，经历无数关键节点的演化飞跃，直到人类诞生的历程及其生存背景条件，才能制定切实可行的各类星际生存空间的探测目标．第四，现有的教育体制在很大程度上限制了中小学生的科学兴趣和科学探索的培养．虽然大多数少年儿童在早年的时候都对化石着迷，并具有探索自然科学的热情，但很快在随后的模式化教育中被扼杀，因为他们的主要精力必须投入到与升学直接相连的应试教育中，不能再有太多时间来发展自己的兴趣了．在一些以商业利益为目的的环境中，化石虽然被作为一件真实的科学珍品而受到广大民众的青睐，但或者由于民众古生物学知识的缺乏，或者由于经营者的利益追求，也或是经营者也缺乏相应的古生物学知识，许多化石常被演绎为一些莫名其妙的“民间传说”，而且“以讹传讹”，误导民众，甚至歪曲科学（廖卉，1998）．更有甚的是，由于地方管理者和民众的古生物学知识的缺乏，在各种利益的驱动下，滥采乱挖，使得一大批不可再生的珍贵化石资源遭到毁灭性的破坏，从而对人类自然科学研究带来不可弥补的损失．第五，受前期行业不景气的影响，有不少人偏见地认为，古生物学在地层研究中已失去作用，因而一些基层单位很不重视古生物地层工作．在某些古生物学相关行业，一些部门和基层领导对古生物学工作重视不够．例如在区调工作中很少布置化石采集鉴定工作量．在许多新区，生物地层工作水平有所下降，而古生物地层工作是需要野外和室内较多的投入和比较专业型的人员才能完成，尤其精细的古生物地层研究更需要耐心和投入，这与当前普遍追求的高效益时代之间存在矛盾，因此古生物学在许多基层单位得不到应有的重视．此外，许多古生物学家也常不易跳出传统古生物学的研究范畴．新时期的古生物学研究，不仅要研究古生物本身，更需要注重借助古生物来研究整个地球，要研究从微观到宏观生物及其作用对象的各个方面．除了与生物直接相关的环境和地球表层系统外，甚至还要通过古生物来示踪地球深部过程或地外事件，例如板块运动超级地幔柱活动外星撞击等事件，因为这些重大事件都会在生物界的发展和适应过程中留下可靠的印记．由此可见，当今古生物学的发展既面临重大机遇，也面临严峻挑战，古生物学教育肩负有重大历史使命．进入21世纪，古生物学的发展已经与科学技术发展和人类文明进步一起进入到一个新的发展阶段，古生物学教育必须与时俱进，跟上科学和社会发展的步伐，探索新的发展途径．
4、古生物学教育的途径
21世纪的古生物学教育必须顺应时代的发展，在3个层次上进行改革探索，即专业的古生物学教育非专业的古生物学教育和普及古生物学教育．其中专业古生物学教育的重点是调整课程设置，适应科学的发展；非专业古生物学教育的关键是改革教学内容，顺应社会经济和建设的需求；而普及古生物学教育的核心是因材施教，培养各类社会服务所需要的人才．
4．1专业古生物学教育
专业教育的目的是要培养从事古生物学科学研究实践应用探索和传承古生物学文化的专门人才，他们肩负有维系和发展古生物学科学的历史重任．20世纪的古生物学经历了从门类古生物学理论古生物学生物地质学的渐进演变历史，顺应了时代的发展（Newell，1987；殷鸿福，1994b；Goodwin，2006）．无论在科学研究还是在实践应用领域中都取得了重要成绩．也使得古生物学的学科体系不断完善科学内涵不断丰富学科地位不断提升，为科学发展和社会进步的贡献力也不断增强．21世纪的古生物学面临新的机遇和挑战．科技进步和人类认识的飞跃，微观领域的地微生物学和宏观领域的地球系统科学的发展，催生了“地球生物学”（geobiology），它是地球科学与生命科学和环境科学的交叉融合领域，其基本内核是从地球历史的角度探索生物与环境的相互作用和协同演化关系（殷鸿福等，2008；童金南等，2010）．由此可见，地球生物学应该是古生物学在新时期的跨跃（谢树成等，2006）．而地球科学生命科学和环境科学又都是新世纪发展最迅猛的龙头学科之一，因此可以预见地球生物学将具有巨大的发展潜力．古生物学的本质是地质学与生物学的交叉结合，因此在传统的古生物学专业教育中，课程的设置和教学内容的安排都特别兼顾了地质学和生物学两方面的核心科学内容．相应地，在新时期的专业古生物学教学改革中，必须对其主干课程进行相应的调整和内容更新，既要引入地球科学生命科学和环境科学领域基础核心课程内容，也要注意吸收这些学科领域的一些新的知识内涵，以满足新兴“地球生物学”科学研究和实践应用所必须具备的知识需求．因此可以认为，调整和重新规划与地球生物学相关课程并更新其教学内容是进行专业古生物学教育的重点．表1摘选了中国地质大学（武汉）（含原北京地质学院和武汉地质学院）几个代表性阶段与古生物学相关的课程设置情况，其基本上反映了各阶段古生物学专业人才培养的特点和知识结构需求．波动比较大的是九十年代以后，当地层古生物专业被撤消之后，中国地质大学（武汉）一直采取的是以地质学专业招生，在大学三年级以后选择专业方向的人才培养方式，即在地质学专业课程中只学习“古生物地史学”（一般为70学时），到后一年半的专业方向学习阶段再选择性地学习一些与古生物学相关的课程并从事古生物地层学的毕业论文工作．进入21世纪后，地质学专业古生物学课程的设置更加简化，在专业化学习阶段通常保留的一般只有“微体古生物学”“地层学”等，但阶段性地探索新增有“化石鉴定技术”“生物地质学”“地球表层学”等具有专业针对性和前沿性的课程．然而，这显然达不到专业古生物学教育的目的，于是古生物学专业人才培养的任务转嫁到了研究生阶段．由于在研究生阶段基础课程的学习不是主要任务，虽然学生可以采取补课的形式来充实基础知识，但缺乏系统性有规划的基础教育，很难达到专业人才培养的目的，因此在很大程度上影响了近年来古生物学专业人才的培养．鉴于此，我们认为专业古生物学人才的培养还必须从本科教育开始，依据当前学科发展现状和趋势，结合当前古生物学专业化方向（地质学专业）的本科教学体制，重新规划古生物学专业课程的设置及教学内容的安排．在课程设置上，传统的古生物学课程仍是必须的，包括普通古生物学地史学古生态学地层学等，但必须增加一些地球生物学交叉学科的基础课程，如普通生物学微生物学环境科学概论环境生态学等，或者将这些必要的基础科学知识融合到本学科的其他基础课程中．鉴于课时总量的控制，除普通生物学外，其他课程可以考虑作为本专业方向的重点选修课，同时还要增加一些古生物学应用专业的主干课程作为重点选修课，以使得本专业学生具备探索古生物学实践应用的基础知识．如果在本科学习阶段能够在这些方面打下良好的基础，再通过研究生阶段的专门科学训练，可望能够培养出具有较好古生物学专业基础，并在科学研究和实践应用等方面做出重要贡献的专业型古生物学人才，从而推动古生物学的科学发展和实践进步．
4．2非专业古生物学教育
非专业古生物学教育主要是针对地学其他专业，甚至相关的生命科学和环境科学专业的学生进行的古生物学基础知识教育，目的是培养学生在科研教育生产和社会实践中能够应用古生物学，运用古生物学知识作为工具，服务于其所在领域的科研或实践活动．非专业古生物学教育针对的教育面最广，也是各界学者从业及讨论最多但一直没有得到比较好地解决的问题之一．一般说来，这方面的古生物学知识教学课程比较单一，即古生物学，或称为古生物学基础古生物学概论等，也有与地史学或地层学合在一起称为古生物地史学或地层学及古生物学等．只有少数与古生物学相近的学科专业有时还增设有其他与古生物学相关的专业课程，如微体古生物学古植物学等．由于这些专业的古生物学课程一般在课时上明显少于地层古生物学专业相应的课程，常规的处理办法就是压缩其教学内容，但保持原课程内容体系．例如对于80学时的地层古生物学专业的古生物学课程，一般要求学生掌握80个左右的“标准化石”，而相应地对于40学时的非地层古生物学专业的古生物学课程，就要求学生掌握40个左右的“标准化石”．这种教学内容的安排在当年以古生物化石作为地层年代确定的主要手段的地质工作中并未受到广泛质疑．但自20世纪后期其就受到明显的争议，也致使许多非古生物学专业同行认为古生物学在其研究中失去了作用．这不仅影响了古生物学的科学地位，而且直接影响到古生物学在实践应用中的潜能开发．由此可见，这方面的古生物学教学内容的改革迫在眉睫．由于当前已不再有地层古生物学专业，极少数学校新开的古生物学专业招生人数十分有限，大部分学校实行的是以地质学专业招生，而在培养的后期进行古生物学专业化本科人才培养．但即使这样，接受古生物学专门教育的人数也十分有限，因此古生物学教育的主体仍是非古生物学专业的学生．当前针对这类学生的古生物学课程一般只有一门“古生物学”或“古生物地史学”，或其他变化名称的课程，也即对于大多数学生的主要古生物学知识传授必须贯穿在这门课程中．因此说非专业古生物学教育的核心是教学内容的改革．多年来，我们一直在探索进行古生物学教学内容的改革，主要也是针对非古生物学的地质类专业学生的古生物学课程内容的优化组织．其基本方案已经体现在近年出版的《古生物学》教材中（童金南和殷鸿福，普通高等教育“十五”国家级规划教材，高等教育出版社，2007）．同时也修编了针对非地质类专业的《古生物地史学概论》教材（杜远生和童金南主编，普通高等教育“十一五”国家级规划教材，中国地质大学出版社，2009）．主要改革精神是5个“强调”，即强调基础理论教学强调科学体系教学强调研究方法教学强调科学应用教学和强调与科学前沿和学科发展结合．改革的目的是，加强基础理论知识培养，使教学内容更加贴近科学前沿和实践应用需求（童金南和殷鸿福，2008，2009）．几年来的教学实践表明，这些改革尝试对于当代科学和实践中古生物学知识的运用起到了积极作用，但仍未达到理想的效果，因此还需要进一步探索．在一次古生物学教育与人才培养研讨会上，一位专家对高校古生物学教学提出一条很值得我们深思的意见．他认为当前形势下高校的古生物学教育应该重点教会学生3个问题，即什么是古生物？古生物能解决什么问题？以及如何研究古生物？显然这最后一个问题主要是针对专业古生物学教育中需要考虑的内容，但前两个问题则是所有古生物学课程教学中的重点．鉴于此，非古生物学专业的古生物学课程内容应该着重于古生物学基础知识和古生物学应用两个方面．由此看来，进一步的古生物学教学内容的改革重点，是要进一步缩减门类古生物学方面的内容，但要大大加强古生物学应用方面的教学内容．从而培养学生认识古生物并能在实际工作中应用古生物学知识的能力．
4．3普及古生物学教育
普及古生物学教育的基本目的是提高普通民众认知古生物的能力，增进社会各界各阶层对古生物学的了解，能够共同合理地利用和保护古生物资源，发挥其应有的科学和社会服务功能，引导和培养青少年及民众对自然科学的兴趣，造福全人类．古生物学知识的普及教育主要借助于各种媒介和政府部门．媒介是直接向社会提供古生物学知识服务的渠道，如各种报刊杂志媒体网站展示宣传等，尤其是当前大量兴起的自然历史或古生物博物馆，前所未有地打开了向广大民众传播古生物学知识的渠道（Rebbert，2007）．而政府部门则是推动科学普及教育的最重要力量，其主要贡献是在政策上给予引导和支持，例如在中小学教育中强调对古生物学等自然科学知识的要求；引导和支持各种专业媒介（尤其博物馆）建设并向全民开放；制定和引导实施古生物资源的保护和合理利用；规范古生物学知识宣传和普及教育；严厉打击各种破坏古生物化石资源的行为；支持古生物学科学普及和研究工作．虽然古生物学知识普及教育工作主要依靠政府和社会媒介，但从事古生物学科普和管理人才的培养任务仍在各古生物学教育部门，而且这类科普人才一般还必须具有比较专深的古生物学知识能力，才能比较准确地将有关古生物材料科学通俗地传播给普通民众．另一类人员是从事古生物资源保护政府部门或相关职能部门的工作人员，他们也必须具备有初步的古生物资源鉴别以及从专业角度进行古生物资源保护的能力．由于科普媒介多种多样，化石资源丰富多彩，民众的科学知识能力和知识需求日新月异，因此科普教育的对象千变万化，对于这类从业人员的培训教育必须因材施教，从最专业的古生物学人才培养，到普通古生物化石管理人员的一般知识普及等，需要分层次按目标地进行课程设计和内容组织，以取得最佳效果．
关于概念图的研究起源于20世纪60年代末西方国家对于儿童是否能理解抽象概念的大讨论[4]，直到1984年诺瓦克等人才首次提出了“概念图”及其相关理论。此后，各国学者从不同角度对概念图进行了详细的论述。“概念图”作为一种组织和表示知识的工具[5]，通过由若干概念名词串联为命题的形式来显示它们之间的内在关系，从而将某一范围内不同层次的概念整合成知识网络。如图1所示，“绿色植物”、“氧气”、“二氧化碳”等概念名词通过彼此间可形成命题的连接词相连，介绍了氧气与二氧化碳在生态系统中的流通状态，形成了如“绿色植物制造氧气供自身或读物呼吸”等生物学命题。
二、基于概念图策略的重要概念教学
1.运用概念图凸显教学中的重要概念，准确把握学习重点。
重要概念是初中生物学科的灵魂和骨架，在引导学生进行思维训练以及提高学习效率方面有重要作用。在教学中，教师在每一节新课中都会根据学习目标强调教学重点，而运用概念策略凸显教学中的重要概念，可以帮助学生准确把握学习重点，有的放矢。例如，在“生物圈中的人”这一主题下，“泌尿系统包括肾脏、输尿管、膀胱和尿道，其功能是排除废物和多余的水”[3]是重要概念。为了使学生对关于“泌尿系统”的重要概念进行整体把握，教师可以运用如图2所示的概念图，强调各个器官之间的关系和功能，而且为废物和多余水（即尿液）的排除过程作了铺垫。利用此概念图能够凸显出这一重要概念，使学生的学习过程更具主题性，在准确把握学习重点的基础上提高学习的针对性。
2.运用概念图优化教学中重要概念的传递方式，深入理解重要概念。
生物教师在课堂上传递重要概念时，会用相互配合的两种方式进行授课。第一，将重要概念名词渗透在学习活动中，加强学生的记忆。第二，将重要概念以陈述句的形式引导学生在学习的过程中逐渐总结出来，加深学生的理解。为了优化其传递方式，教师可将重要概念分解为若干概念，分别呈现在不同的学习环节，使学习的过程由浅入深，环环相扣。例如，在讲解“人体的生殖系统可以产生两性生殖细胞，通过受精作用产生新的个体”[3]这一重要概念时，教师可利用图3所示的概念图，将其细化为以下两组概念。第一，人体的生殖系统有两性之分，各自包含不同的结构与功能。第二，人类通过生殖过程产生新的个体，它包括受精过程和胚胎发育过程。在学生学习不同的具体概念时，教师可以选取相应的小概念图作为重要概念的传递支架，使其变得丰富、立体，在优化传递过程的同时，加深学生对重要概念的理解。
3.利用概念图策略构建基于重要概念的知识框架，完善科学概念体系。
《标准》指出：在教学中，教学活动不应仅仅停留在让学生记住一些生物事实上，更要帮助学生通过对事实的抽象和概括，建立生物学重要概念，并以此来建构合理的知识框架，进而为学生能够在新情境下解决相关问题奠定基础。[3]在初中生物概念教学中，为了引导学生将重要概念进行系统归类，形成合理的知识框架，教师可以让学生绘制相应的概念图。这不仅有助于学生习得新概念，而且有助于其掌握重要概念之间的内在联系，进而完善科学的概念体系。例如，在“生物体结构层次”这一主题下，教师可以以“植物体”为例，让学生绘制如图4所示的概念图，把“细胞”、“组织”、“器官”等概念名词通过一定的关系连结起来，形成以“植物体的结构层次”为主题的知识框架。学生通过此图可以形成“细胞是生物体结构和功能的基本单位”，“多细胞生物体具有一定的结构层次，包括细胞、组织、器官（系统）和生物个体”等重要概念，使新习得的知识系统化，成为结构鲜明、内容科学的概念体系。
三、结论
1.1学生对基因在亲子代间传递方面的部分知识拥有正确概念学生对基因在亲子代间的传递方面的知识部分了解正确,比如:绝大部分学生(72.0%)认为遗传是指生物亲代与子代之间、子代个体之间相似的现象,54.0%的学生认为“DNA记录了人及动物所有遗传信息”等,拥有正确概念。但是,也有部分内容学生的知识缺乏,比如:关于基因、染色体和DNA的关系,大部分学生完全不知道三者的关系,很多学生(62.5%)是因为缺乏相关的概念而引起的答题错误。关于性染色体的叙述,只有6.7%的学生有正确概念,认为“性染色体存在于生殖细胞和体细胞中”,有部分学生认为性染色体只存在于生殖细胞中。大部分学生(64.3%)是因为相关知识的缺乏而答题错误。
1.2大多数学生对基因的显性和隐性方面的知识缺乏研究显示,只有14.0%的学生确定选择了正确答案,认为“隐性基因只有成对才能表现出隐性性状”。缺乏相关知识的学生达到了70.0%。
1.3多数学生对人的性别决定的知识缺乏,对禁止近亲结婚和优生优育有正确概念关于性别决定,有36.0%的学生有错误概念,只有18.0%的学生有正确概念。关于近亲结婚,大部分学生(52.0%)拥有正确概念,认为“具有血缘关系的亲属结婚,生育的子女携带的疾病及发病率要比非亲属关系结婚的高得多”“、法律说绝对不能”“、亲属不能通婚,可能携带相同的致病基因”。生活中的实例对学生的前科学概念的形成产生了一定影响,如日本允许表兄妹结婚”“、周围有近亲结婚的人存在”。
1.4一半学生对生物的变异缺乏相关知识关于生物的变异,有24.4%的学生有正确概念,认为“棉铃虫增强抗药性对自身有好处”“、棉铃虫抗药性更强,有利于生存,不易被杀死”。36.0%的学生选择了答案C,他们理解的对生物生存有利是对人类的生存有利。缺乏相关知识的学生占接近一半。
2建议
基于前面的调查结果,如果仅仅按照教材进行按部就班的常规教学,不能触动学生的原有的前科学概念。学生好像听懂了,遇到稍微复杂一些的问题却仍然不能解决。要想转变前科学概念,首先要对这部分知识内容学生的前科学概念作充分的认识,了解学生具有哪些经验,探讨其产生的原因;在制定教学计划的过程中把学生已有的知识经验作为新知识的增长点,在教学设计时通过相应的教学活动有针对性地转变学生的前科学概念。
2.1更新教育观念,充分认识前科学概念存在的客观性作为主体的、独立的人,学生在进入课堂之前己经具有对各种现象事物的理解和观点。前科学概念是学生解释某些现象的现成工具,是教师进行教学设计的珍贵参考资料。教师必须更新自己的教学观念,充分认识和接受学生脑中前科学概念,尊重、了解、转变前科学概念。学生的前科学概念的范围十分广泛,目前某些研究也揭示了部分前科学概念,但并不是全部。[3]
2.2面向全体学生,根据学生的特点因材施教19世纪,美国哈佛大学心理学家加德纳提出了“多元智力理论”,他认为人的智力是多元的,而且不能用单一的纸笔测验测出。教师应认真对待每一位学生的差异,任何一种单一的教学方式都只能让小部分学生收益。
3结语
2.利用探究探究教学是指在教师引导下，学生主动参与到发现问题，寻找答案的过程中，以培养学生解决问题能力的教学活动。以探究的方式讲授核心概念，可以将抽象的知识以实验的过程让学生感知，因此被众多教师用于课堂教学。《标准》提出“倡导探究性学习，力图促进学生学习方式的变革，引导主动参与探究过程，逐步培养学生获取新知识、分析和解决问题、交流与合作等能力，培养创新精神和实践能力。““以核心概念”基因”为例，利用探究教学策略的设计如下：①提出探究问题：基因是否等于DNA？②推理与设计分析：一个DNA分子就是一个基因吗？③取证：通过对资料数据分析出全部基因的碱基对数>DNA分子的碱基对数，得出结论：基因只是DNA的片段。④解释证据：海蜇的绿色荧光蛋白基因转到小鼠体内，发现小鼠能发光，证明海蜇的发光基因不仅传给小鼠，而且能表现出来，起到控制小鼠的特定性状的作用，即具有了特定的“效应”。因此就顺利地从DNA水平上给基因下一个完整的定义：基因是有遗传效应的DN段。
3.通过比喻或模型比喻或模型法可以让抽象问题更易理解和直观化。如核心概念“染色体组”可以用扑克牌的类比法来讲授；核心概念“减数分裂”可用模型法讲授，用橡皮泥反映染色体的形态变化，用红绿分别代表来自父方和母方的一对同源染色体，模拟减数分裂过程中各时期染色体的行为。又如，在讲述DNA分子的结构时，教师将DNA分子的平面结构比喻成梯子，磷酸和脱氧核糖交替排列构成了梯子的扶手，碱基间构成的氢键就是梯子的踏板，这样可很好地加深学生对DNA组成的认识。
4.采用概念图概念图是用来组织和表征知识的工具，它通常将某一主题的有关概念置于圆圈或方框之中，然后用连线将相关的概念和命题连接，连线上标明两个概念之间的意义关系。一个完整概念图的完成需要经过以下几个步骤：①选取一个知识领域；②确定关键概念和概念等级；③初步拟定概念图的纵向分层和横向分支；④建立概念之间的连接，并在连线上用连接词标明两者之间的关系；⑤在以后的学习中不断修改和完善。理想的概念图的具有以下几个特征：①概念间具有明确包容关系的层次结构；②概念间的内在逻辑关系可以用适当的词或词组标注出来；③）不同层级概念间的纵横联系清楚、明确，并形成一些交叉点：纵向联系说明概念间的包容与被包容的关系；横向联系可以说明处于概念图中同一层级水平的概念间的有意义联系；而交叉关系则说明处于不同层级概念间的联系。故而，在概念图中的概念是不能被单独表征的。如在核心概念“染色体”的教学中和学生一起构建如下的概念图：
图1核心概念“染色体”的概念图5.借助现代信息技术辅助手段现代信息技术在辅助教学上的主要手段有网络技术、通信技术、虚拟现实技术、多媒体技术等。在教学过程中，教师使用最广泛的是多媒体技术，它是以计算机为基础，以交互方式处理、传输和管理文本、图形、图像、视频、动画和声音等运载信息的媒体技术。此项技术具有声、图、文并茂，形成多种感官刺激，有利于对知识的记忆和保持；渲染理想的教学环境等优点。如在讲授“细胞增殖”、“减数分裂”、“神经调节”等抽象、复杂知识时，教师可以用动画来演示这些过程性知识。
在新课程理念下以“提高高中学生的生物科学素养”为根本任务的《标准》指导下，借助于生物科学史去建构概念，有效展示了概念的发展过程，学生在这样的教学中学习的不仅仅是条条框框的生物学知识，更重要的是得到了科学方法的训练，落实了“知识、能力、情感态度价值观”的三维目标。采用实验探究进行概念学习，就是通过学生自主设计实验后在教师指导下实验，通过学生的亲自实践不仅可利用科学事实建构科学概念，同时能发挥学生的主动性，要让学生积极地思考，积极地参与学习活动，提高学生对生物学的学习兴趣。通过比喻或模型、信息技术辅助学概念，都是属于借助一定手段使抽象概念直观化。概念图的运用是进一步训练学生建立概念、理解概念的方法。
生命科学中的“规律、原理和方法”都是借助于有关生物学概念,才得以表述。而概念是人脑对现实的对象和现象的一般特征和本质特征的反映。因此，在生物学教学中学生准确、深刻地理解、掌握概念，不仅是学好生物学的前提,也是发展学生智力和逻辑思维能力的必要条件。因此，生物教师要重视概念教学，运用有效的策略帮助学生正确理解和运用概念，进而运用生物学原理、规律解决生产、生活实践中的有关生物学问题。
关键词：钙；园林植物；生理代谢
钙是一种根重要的矿质元素，是植物生长发育的必需营养元素之一，在植物生理活动中，既起着结构成分的作用，也具有酶的辅助因素功能，它能维持细胞壁、细胞膜及膜结合蛋白的稳定性，参与细胞内各种生长发育的调控作用。由于钙在土壤中含量比较丰富，一向不被人们所重视。近年来，随着园林植物钙调素的发现与研究的深入，钙与园林植物的生理关系也逐渐引起人们的关注。本文就近年来钙素在园林植物生理代谢中的作用研究进展进行综述。
一、钙在细胞中的存在形式
植物从氯化钙等盐类中吸收钙离子，钙离子无色、无磁性，并且不参加任何氧化还原反应。钙在细胞中以多种形式存在，当细胞中的钙含量在0.1-10mmol/L时，可分为游离钙、结合钙和贮存钙。不同形态的钙具有不同的生理功能。钙主要存在于叶子或老的器官和组织中，它是一个比较不易移动的元素。
二、钙在植物体内的功能
(一)钙对细胞壁结构和功能的影响。细胞壁主要由纤维素、半纤维素和果胶3种多糖组成，电镜观察证实钙与细胞壁中果胶酸形成果胶酸钙，保护细胞中胶层结构。当钙在树体内以果胶酸钙形态存在时，是细胞壁和细胞间层的组成部分，它使相邻细胞相互联结，增大细胞的坚韧性。大量研究表明，钙在维持植物细胞的结构稳定性中起重要作用。
(二)钙对细胞膜结构和功能的影响。钙可维持细胞膜的完整与稳定。细胞膜和液胞膜均是蛋白质和脂肪构成，而钙又能影响膜磷脂和膜蛋白在细胞膜内表面的排布，进而维持了膜结构的稳定性。钙还能减低膜的透性，改变膜对离子的选择性和亲和性，对一些破坏膜完整性的因素有拮抗作用。细胞中钙可分为几个钙库，处于动态平衡中，它们调节细胞外的离子环境与质膜结构和功能，当钙库平衡失调时，则会发生代谢失调，引起生理病害。
(三)钙对细胞内酶活性的调控作用。在植物细胞内，钙离子作为第二信使与钙调素结合形成ca2+一钙调素复合物，可活化NA激酶、环式核苷磷酸脂酶和Ca-ATP酶等；参与多种代谢活动。其机理为：当植物体细胞受到外界环境的刺激时，可引起细胞质游离ca2+的增加，随后ca2+便与CaM结合而活化，作用于一些生理生化反应的位点上，将刺激的信息转化为具体的生化反应。缺钙会造成果实对各种体外刺激反应迟钝，导致生理病害的发生。
三、钙对植物激素作用的影响
植物激素的生理作用十分广泛，对园林植物生长发育的许多生理生化过程都有调节控制作用。经研究表明，植物激素的这些作用与钙素有关。钙对植物内源激素的调节功能起着修饰作用，钙对激素的反应不仅有放大的作用，而且在某些方面也有缩小作用。目前已知，外源高浓度ca2+抑制乙烯生成，延缓衰老：胞质内ca2+增加，促成乙烯生成，加速衰老。钙对乙烯的生成影响较为复杂，这可能与乙的生成遭受的影响因素复杂有关。钙对生长素运输的影响体现在生长素的结合位点上，第一结合位点位于细胞膜上，这个结合位点可被其它二价阳离子所替代，而第二结合位点直接参与生长素的分泌，可能引起第二信使的使用。这个结合位点对钙具有专一性。其它植物激素与钙关系也根密切。如苹果喷施激动索可促使ca向成熟叶片中移动。其作用机制有人认为可能是延迟了叶片衰老，或提高了叶片的蒸腾强度。
四、钙与果实品质的关系
钙是决定果实品质的一种重要矿质营养元素。果实中的钙有两种存在形式，即非原生质体钙和原生质体钙，前者与果实的强度有关，在细胞中起骨架作用：后者与细胞膜的韧性有关。
(一)钙与果实采后生理病害。许多果实的生理失调症状与缺钙有密切的关系，研究表明。缺钙时，细胞的功能减弱，细胞膜的流动性和透性发生改变，中胶层中钙与果胶的连结被破坏，进而影响细胞之间的黏结性，使组织衰老或坏死。许多果实采后，随着贮藏时间的增加，成熟度会提高，而细胞壁的果胶会降解，水溶性钙含量提高，这样就使细胞壁上结合的钙大量减少，以致细胞壁区域与细胞质内的浓度差受到破坏，这对维持细胞功能和延缓衰老非常不利，导致缺钙产生的病害加剧。
采前或采后钙处理对防止或是减轻生理病害的发生起到良好的作用，钙提高果实抵抗力的机理可能是：(1)钙促进伤口木栓化。(2)钙离子与细胞壁中的果胶结合，维持细胞膜结构，减少细胞壁的透性，防止果实软化，从而提高果实抗性。
(二)钙与果实的储藏关系。钙对果实成熟衰老的调控作用已有相关研究。许多试验表明，果实组织中维持较高的钙素水平，可以保持果实硬度，降低呼吸速率，抑制乙烯的生成，延长果实的贮藏寿命，提高果实的品质。用cac12处理采后荔枝表明，一定浓度中的钙果实中果胶酶，多聚半乳糖酸活性发生作用，推迟这种酶活性高峰的来临，从而延迟果实的衰老。经钙处理的梨和水蜜桃、柑橘、杨梅、猕猴桃、苹果均能改善果实品质，延长贮藏期。
(三)果实增钙措施。许多研究表明，果实内钙含量的增加，可以明显降低果实贮藏期的呼吸强度，提高抗寒能力。通常生产实践中，采用采前或采后钙处理，这样对防治或减轻生理病害发生起到很好的效果。生产实践证明，给苹果树补钙可有效促进果实着色和果面蜡质形成，减轻病虫害的发生，大大提高果品质量。
1.1微生物学教学方法优化
《微生物学》在实际教学中存在“知识点多且散、内容覆盖面广、知识点易混淆”等缺点，加之微生物本身肉眼看不见，在实际教学中抽象性概念及描述较多。教师在课堂讲授过程中容易犯照本宣科、“填鸭式”教学的错误方法，造成学生学过就忘、考完就忘的问题，难以在脑海中形成完整的知识网络结构，容易使学生失去学习兴趣。由于《微生物学》实践性较强，而且与人类健康休戚相关。因此，需要在绪论内容讲述方面就充分调动学生的学习积极性，要让学生意识到微生物虽然个体小，但是其作用却是一点也不小；从日常生活中衣物与食品的发霉现象，到生产中酿酒、制作腐乳等工艺，到微生物致病性和引起人类恐慌的传染性疾病的蔓延等具体事例，引起学生对微生物的重视，激发学生对微生物学的学习兴趣。在知识讲述方法上，注意前后结合，融会贯通，比如原核微生物的细胞结构与真核微生物的细胞结构差异、病毒一步式生长曲线与细菌群体生长曲线的对比、微生物分解代谢与微生物的营养之间的关系等。前后知识点系统联系，对比记忆，归纳总结。以提纲式教学的方法向学生讲授知识点、重点及难点，一方面既巩固了知识，又加强学生综合运用知识的能力，使学生在脑海中形成一套完整的理论知识体系和一张系统的知识脉络结构网，帮助学生快速高效的学习知识。
1.2紧跟科学前沿，放眼学科动态微生物学作为一门专业基础课程，与科技发展紧密相连，教师在课堂讲述过程中，除了系统介绍课本知识外，还应穿插当今科学研究前沿，以充满激情的科学态度向学生展示微生物学的发展动态及当前的热门话题。比如：介绍与微生物相关的诺贝尔获奖者的研究成果；近期发表在Nature、Science、Cell等国际顶尖杂志上的科学文章；在讲授病毒这一章内容时，结合目前流行的埃博拉病毒、甲型H1N1流感病毒等疾病的感染与治疗讲述病毒的特点等。以当今的科技成果和热点话题，激发学生对微生物学的学习兴趣和对微生物科研工作的崇拜感。
1.3充分调动学生参与课堂的积极性引导学生积极参与课堂，变“被动”教学为“主动”教学。以往的理论内容教学就是以老师为主体，老师讲学生听，教师与学生互动较少，学生参与课堂的积极性也不高。在教学过程中应该采用“启发式”教学和“参与式”教学，例如：安排学生提问，让学生提问老师，创造学生参与课堂及师生互动的机会，增加学生的个人成就感；布置课后问题，组成3-5人的科研小组，让学生在课下积极思考，查阅资料，获得自己的科研成果；开展“翻转课堂”“微课”“慕课”等活动，以丰富多彩的教学形式充分调动学生参与课堂的积极性，其知识面和创新意识也得到了极大的提升，有效培养了学生自主学习的能力。
1.4突出微生物学的课程特点，避免与其他课程知识重复微生物学作为一门专业基础课，与普通生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、分子生物学等多门课程存在交叉重复的内容。而且这些课程在授课时间安排上不统一，有前有后，那么如何在有限的课时里详尽的向学生讲述微生物学的知识但是又避免知识的重复累赘？如何突出本课程的教学特点，优化课程讲授内容？这就需要教师在课前做好充分的准备，首先与其他课程的老师互相交流，相互协调授课内容，对于重复的知识点不做过多的赘述，仅作重点提示或简单的复习；其次，注意倾听学生的意见反馈，由于知识学习存在遗忘过程，针对这种情况，如果重复知识内容在不同学期或者学年开课，要注意适当加强复习，以课堂提问及重点提示的形式完成知识内容的学习。对于同学期开设的平行课程，有些重复知识内容仅作简单的带过。如，在微生物遗传育种一章内容中，同学期生物专业开设了《微生物遗传育种学》课程，那么在微生物学讲授过程中，这部分的内容完全可以略过，提示学生此部分内容在其他课程中有详细的学习。总之，需要授课教师在其他任课教师和学生之间建立联动的关系，既与相关课程的教师经常交流，保证各课程在内容上互为补充、相互协调、相互促进；又要及时关注学生对知识的理解情况，将教学内容有顺序有逻辑有重点的呈现给学生，建立优质课堂教学，既让学生系统学习理论知识又突出了本门课程的学习特色。
2微生物学实验课程教学改革
由于微生物学是一门实践性极强的学科，微生物实验教学是微生物教学中的重要组成部分，是现代生物学技术的重要基础,其独特的实验技术在学科的发展中占据着突出的位置。
2.1微生物学实验教学存在的问题
微生物实验教学对于学生加深对理论知识的学习理解、提高学生动手实验技能、培养学生团队意识与创新精神、树立严谨求实的科学态度至关重要。现阶段关于微生物实验课程建设仍然存在着一些问题：在微生物实验课程建设方面重点培养学生动手能力的同时忽略了对学生独立思考及创新能力的锻炼；课程讲授与实验课程课时安排存在着不一致性；实验课时相对较少，实验课教学最容易受到课时及实验室具体条件的限制,对于实验周期长或缺乏仪器无法直接完成的实验,以往只能选择不做。
2.2微生物学实验教学改革措施
作为实验课程建设及改革，应针对不同专业的专业特色及专业优势，根据课程内容适当调整实验方向及实验内容，凸显专业优势；同时注重基础理论知识的巩固加强以及不同专业优势互补和专业交叉合作。通过微生物实验课程改革及完善能够使学生熟练掌握微生物学实验技术和操作规程,培养他们观察、思考、分析和解决问题的能力,增强他们的创新意识,树立实事求是、严肃认真的科学态度以及勤俭节约、爱护公物的良好作风。其主要内容包括：
（1）让学生参与实验准备工作：实验课程的建设不单单是实验过程，前期实验准备工作也是非常重要的，让学生亲自参与到前期实验准备工作能够培养学生的认真负责的态度，同时也让学生对整个实验过程有全面的认识与学习。
（2）实验内容及课时的调整：应结合学生在微生物课程上学习到的理论知识，将理论课与实验课合理安排。做到先学习理论知识，打牢基础，再培养实验技能，在实验过程中真正理解书本知识，将理论与实践合理结合。
（3）凸显专业优势与专业交叉：针对各个专业的优势，设计有针对性的专业微生物实验，并设计能够将生物专业、食品专业和烟草专业等各个专业优势合并的大实验课程，增加探索性实验，鼓励学生自己成立科研小组，独立开展创新实验。
（4）开展录像实验教学：由于实验条件或实验经费的限制，对于暂时不能开展的实验内容不能弃之不做，虽然实际实验条件不能满足，但是借助于多媒体教学手段，让学生对实验原理、过程及操作要点有清晰的认识。通过对微生物实验课程的优化改革，能极大丰富实验课程，培养学生创新意识，提高学生实验技能与实践能力。力争做到：凸显专业优势及专业互补，避免内容的重复及雷同；鼓励学生独立参与科研课题,拓展视野；通过实验课程的讲授培养学生对实验的兴趣及实事求是、严肃认真的科学态度和团队合作意识。
3结论
课程体系和教学内容是“卓越计划”指导思想和教育理念付诸实践的桥梁。根据《卓越工程师教育培养计划通用标准》对本科工程型人才知识、能力与素质的要求，我们提出构建生物化学实验教学体系的基本思路是夯实专业基础，提升实践能力，拓展创新能力。在此思路上，优化整合原有实验内容，将实验分成验证型和综合设计型，根据学生能力发展进程将实验内容分成基础模块、提升模块、创新模块。生物化学实验多层次教学体系。生物化学实验教学的第一阶段为基础模块实验，教学目标是使学生掌握扎实的实验基础知识，具备基本技能，规范实验操作;第二阶段为提升模块实验，教学目标是提升学生实验能力，注重培养观察、思维与动手能力，培养组织管理团队协作能力，培养分析、提出方案并解决实际问题的能力;第三阶段为创新模块实验，教学目标是培养学生的科研能力、创新能力、产品开发和设计能力。针对原先生物化学实验教学中存在实验教学内容与工程实际结合不够紧密的问题，注重按工程问题优化教学内容，开设一些与企业生产密切相关的实验项目，培养学生的工程实践能力，如“皂化价的测定”“蛋白质浓度测定方法比较”“食品中粗脂肪的提取和含量测定”等实验项目与食品生产过程中的产品开发和质检标准等紧密相关。
2改革实验教学方法与手段
充分利用现代化教学手段，将教学大纲、任务书、教案、多媒体课件、参考资料及实验操作视频等资料上传到课程网站，并要求学生提前预习，写好预习报告。在实验教学中灵活运用多种教学方法，以“提问式”和“讨论交流式”教学法为主，由以往教师讲实验、学生听实验的教学方法，改为教师提问学生回答、师生开展讨论与交流的方法，加深学生对实验原理和实验操作过程的理解。在综合设计型实验中着力推动“基于项目的学习”，以学生为中心，强调小组合作学习，要求学生对现实生活中的真实性问题进行探究。下面以实验项目“土豆中过氧化物酶的提取、纯化与性质测定”为例，叙述“基于项目的学习”的开展过程。该实验项目内容包括:粗酶液提取、粗酶的沉淀、粗酶的纯化、分子量的测定、性质分析。粗酶液提取中，要求学生确定细胞破碎的方法、选择合适的缓冲溶液、确定恰当的固液分离的方法;粗酶的沉淀中，要求学生确定合适的沉淀方法及沉淀条件;粗酶的纯化中，要求学生根据过氧化物酶的理化性质，制定合理的纯化方案;分子量的测定中，要求学生选择恰当的测定方法;性质分析中，要求学生考察过氧化物酶的最适pH、最适温度及金属离子对酶活的影响。1)组织任务小组。实验开始前两周告知学生实验项目信息，并将学生分成若干小组，每组5人，要求每位成员具体负责该实验项目中的1项任务。另外指定一名责任心强、有一定领导能力的学生作为总负责人。2)制定项目任务。项目任务步骤为:小组集体讨论，小组成员根据各自特长及兴趣爱好确定具体实验内容制定总体实验方法和技术路线小组成员分头完成各自实验方案小组成员汇总集体协作完成实验方案实施实验方案，获得实验结果。上述任务步骤中，除实施实验方案之外，其余步骤均需在实验开始前完成。实验方案实施过程中，要求各小组自行配制所需试剂，并在教师的指导下独立使用匀浆机、离心机、层析柱、分光光度计等仪器设备。3)小组实验方案及实验结果汇报。完成实验后，组织各小组以实验报告的形式呈现他们的实验方案及结果，并制作成幻灯片，在小组间交流讨论。4)实验方案及结果评价。评价内容包括:学生查阅文献能力、提出问题能力、实验方案设计及实施能力以及团队合作技能。“基于项目的学习”改变了过去教师预先给学生配好实验试剂，实验前讲授实验步骤的做法，而让学生自己设计实验方案、配制试剂、实施实验的全过程，促进了学生文献查阅、实验操作技能、团队协作、工程实践及创新能力的培养。
3改革实验考核方法
过去对生物化学实验成绩的考核主要是依据学生的实验报告，导致很多学生不重视实验操作，有些学生实验中不愿意动手操作，甚至出现抄袭报告等不正常现象，这严重影响了实验教学效果，更不利于卓越计划的实施。近年来，我们改变了以往只重实验报告的考核方式，探索了适合考查学生学习能力及实验过程的考核方法。考核过程中采取平时考核与期末考核相结合的方式，两者各占总成绩的50%。平时成绩中，实验纪律占10%、操作技能占60%、实验报告占30%。每次实验均作考勤，缺席者不得参加期末考试。实验纪律的考核内容包括学生在实验期间是否遵守实验室规章制度、安全与卫生情况。操作技能考核内容包括操作是否规范、团队协作及解决实际问题能力等。实验报告考查内容包括实验报告是否详细、完整，有无实验结果及分析，凡实验报告抄袭者一律重写。期末考核为开卷考试，试卷内容涵盖本课程开设的所有实验项目，考查内容包括实验原理及方法、操作注意事项，以及针对某个具体问题进行综合分析并设计实验方案。新的考核方式使教师能够对每个学生做出客观、公正的评价，激发了学生的实验操作积极性，提升了学生自主学习能力，促进了学生创新精神和实践能力的培养。
4优化师资队伍
要实现基于“卓越计划”的生物化学实验教学改革，必须建立一支高素质的能够满足卓越工程师培养所需的生物化学实验教师队伍。徐州工程学院近年来，尤其在成为卓越工程师培养高校之后十分重视教师队伍建设，大力提升教师专业素质，积极引进高水平教授和优秀博士，鼓励校内教师到海内外作访问学者、攻读博士学位进修;组织“教授公开课”和“青年教师讲课比赛”，促进教师提高教学水平;有计划地选送教师到企业工程岗位工作，积累工程实践经验;从企业聘请具有丰富工程实践经验的工程技术人员担任兼职教师。目前徐州工程学院生物化学实验教学团队的年龄、学历、职称与专业结构如图1所示。从图中可以看出生物化学实验教师队伍的现状是:1)年龄组成以年轻教师为主，并注重老中青相结合;2)学历学位普遍较高，博士学位占大多数;3)职称组成较高，以副教授职称为主;4)专业组成多样，大部分教师具有生物学方面的理学知识，除此之外，还具有食品科学与工程、化学工程与技术、环境安全与工程等工程知识与经验。综上所述，徐州工程学院生物化学实验教学队伍是一支高学历、年龄及职称结构合理、专业组成多样的团队，能够满足卓越工程师培养的需要。
5结语
