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关键词:研究型教学;生物化学;典型案例
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)50-0277-02
研究性教学作为一种有效引导学生主动探究、培养学生实践能力和创新精神的教学方式,已成为21世纪中国高等教育改革的热点。所谓研究性教学,就是将课内讲授与课外实践、教师引导与学生自学、教材与阅读有机结合并达到完整、和谐、统一的教学。研究性教学的本质在于“教”和“学”的全过程都贯穿着研究性的特征,包括教师研究型的“教”和学生研究型的“学”[1]。
生物化学是一门理论性和实验性完美结合的科学。在其发展过程中,科学家们通过对未知领域内的问题的不断探索,对生命现象化学本质的揭示,逐步积累形成系统的学科知识体系,这个过程是发现问题与解决问题的高度统一的过程。生物化学课程的教学也就是科学问题探索实践过程的再现。结合我们十余年教学与科研工作中积累的经验,就生物化学中的几个案例谈一些研究性教学的体会。
一、“科学实验再现”型研究型课堂设计
作为一门探究性、实践性强的学科,在设计研究性教学时,可以循着“提出问题、科学实验再现、解决问题和自主探究”的模式。如教学案例“DNA是主要的遗传物质”:
1.提出问题:“如何证明DNA是遗传物质?”
2.科学实验再现。重点讲述经典的三个实验。
①1928年,Frederick Griffith利用肺炎双球菌和老鼠进行的体内转化实验,结果证明细菌的遗传讯息会因为转化作用而发生改变。②1944年,Avery等人肺炎双球菌转化实验,首次证明DNA是细菌遗传性状的转化因子。③1952年,Hershey和Chase用35S和32P标记的噬菌体T2感染大肠杆菌实验,证明噬菌体DNA携带了噬菌体的全部遗传信息。
3.解决问题和自主探究。在这一阶段,一方面可以让学生思考和讨论,并引导学生了解,自20世纪上半叶三个经典实验的证明,继而1953年Wtson和Crick提出了DNA双螺旋结构,解析了DNA作为遗传物质的分子机制,自然转接到后续DNA结构的相关内容的讲述。另一方面让学生自主探究,如:Avery转化实验的不足之处是什么;自主设计实验证明DNA是遗传物质;DNA是主要的遗传物质的证明对现代科学技术革命有哪些深远的影响。
类似的案例如:三联体遗传密码的证明;脂肪酸β氧化途径的发现等。
二、“物质结构与功能的关系”研究型教学设计
这一类型的典型案例是“蛋白质结构与功能的关系”。在学习了蛋白质的基本结构单位氨基酸、蛋白质的共价结构以及蛋白质的空间结构后,教师通过有效的研究性教学指导,促使学生探索蛋白质的结构与功能的紧密联系,自主地提出、解释、解决一些相关的问题。“蛋白质结构与功能的关系”研究性主题承上启下、知识容量大、开放性强,每个学生都可以通过自主学习有所研究和收获。
1.教师布置任务,启动研究。蛋白质多肽链上氨基酸的排列方式,即蛋白质的一级结构与功能的关系:包括同源蛋白质的特种差异与生物进化的关系(以细胞色素c为例)、分子病(以镰刀状贫血病为例);蛋白质的一级结构改变引起空间构象的变化进而导致功能改变:包括血液凝固的机制、酶原激活的实质以及核糖核酸酶变性与复性实验;蛋白质空间构象改变引起功能改变:变构现象(以血红蛋白与氧结合的关系为例)[2]。以上提出的问题不仅仅局限于书本上该章节的内容,它们涵盖了蛋白质、酶、核酸的相关知识。通过这些问题的探究,不仅可以让学生深入掌握蛋白质的结构与功能,还可以使学生认识生物体内大分子物质的相互联系,为后续的物质代谢相互联系的知识作铺垫。
2.组织协调,跟踪指导。教师深入班级,巡回检查或召开分组会议,听取汇报,掌握学生的研究过程,督促学生的研究正常开展,及时发现并研究解决存在的问题,答疑解惑,保证研究进度和质量。
3.研究成果展示与交流。学生汇报研究成果,“蛋白质结构与功能的关系”这一章节内容是生物化学教学内容中的重点和难点。蛋白质种类繁多,功能多样,结构复杂。这部分内容所涉及的知识背景丰富,在课堂上教师要尽可能鼓励每位同学从不同的视角提出问题,组织同学们进行讨论,深化对教材知识的理解,并应用知识解释身边的生命现象,学会探索性学习,探索性工作。类似的案例如:DNA的结构与功能的关系;糖链的结构与糖生物学等。
三、“例证型”研究型教学案例设计
生物化学是解释生命现象的化学本质的科学,因而其理论内容与实际紧密联系,在理论教学时教师常常列举日常生活中的生命现象以解释抽象的理论知识,增强学生的理解,同时激发学生浓厚的研究兴趣。如:禽流感病毒,其案例应用主要有以下章节[3]。
1.蛋白质的分类。禽流感病毒表面有两种蛋白质都属于糖蛋白,一种称为红血球凝集素(Hemagglutinin),另一种称为神经氨酸酶(neuraminidase)。高致病性禽流感病毒H7N9中的“H”指代前者,“N”指代后者。而就目前而言,红血球凝聚素有18(H1-H18)种形态,神经氨酸酶则有11(N1-N11)种形态。
2.酶的竞争性抑制作用。在酶的竞争性抑制剂中典型的例子是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂丙二酸。禽流感防治药物的开发是酶竞争性抑制机理的完美应用。目前市场上有效的抗流感药物是罗氏公司独家生产的达菲,通用名称为磷酸奥司他韦(Oseltamivirphosphate),化学名称为(3R,4R,5S)-4-乙酰胺-5-氨基-3(1-乙基丙氧基)-1-环己烯-1-羧酸乙酯。奥司他韦口服后经肝脏和肠道酯酶迅速催化转化为其活性代谢物奥司他韦羧酸,奥司他韦羧酸的构型与神经氨酸的过渡态相似,能够竞争性地与流感病毒神经氨酸酶的活位点结合,因而是一种强效的高选择性的流感病毒NA抑制剂,它主要通过干扰病毒从被感染的宿主细胞中释放,从而减少流感病毒的传播。
3.酶的作用机制。“流感酶(Fludase)”是美国NexBio生物制药公司研发的最新抗流感药物。与达菲等神经氨酸酶抑制剂类药物不同,“流感酶”的主要成分是唾液酸酶融合蛋白。它作用的对象是细胞本身,使宿主细胞表面的唾液酸受体失去活性,流感病毒就无法与受体结合,也就无法附着细胞。而达菲等药物的原理是抑制流感病毒表面的神经氨酸酶,使其无法感染细胞,因此病毒容易发生变异产生耐药性。流感酶的作用机理可以用来说明酶的诱导契合学说,该学说认为当酶与底物分子结合时,底物分子诱导酶分子构象发生改变,酶的催化基因与底物的反应基因正确结合,形成酶与底物复合物,以利于催化。流感酶能切断唾液酸的糖链,使神经氨酸酶与无法与底物结合发挥催化,则流感病毒无法脱离宿主细胞去感染新的细胞,从而达到预防流感的目的。
4.基因重组。核酸作为遗传物质有三个功能:一是通过复制将遗传信息由亲代传递给子代;二是通过转录使遗传信息在子代得以表达;三是通过变异在自然选择过程中获得新的遗传信息。变异是核酸的核苷酸序列改变的结果,它包括由于核酸损伤和错配得不到修复而引起的突变,以及由于不同核酸分子之间的交换而引起的遗传重组。流感病毒的抗原性变异包括抗原漂移和抗原转变。基因点突变正是造成病毒抗原漂移的主要因素。抗原转变的主要原因则是基因重组。如果两种不同病毒同时感染同一细胞,则可发生基因重组形成新亚型。中国杭州疾控中心和WHO中国流感中心共采集,分析了4个新H7N9甲型禽流感的基因组,并在GISAID数据库上公布。2013年,南方科技大学生物系贺建奎副教授用这4个基因组以及1193个已知的流感各亚型的基因组,做了一个全面的系统生成树和进化分析。结果表明,在新H7N9甲型禽流感的8个基因中,表面血凝素蛋白基因来自于H7亚型病毒,神经氨酸酶基因来自H11N9,其余6个内核基因都来自H9N2。也就是说新H7N9甲型禽流感是由这三个病毒的基因重组产生的一个全新的基因。禽流感在近几年几乎成为家喻户晓的名词,禽流感病毒中也蕴含着丰富的生物化学知识,在教学中充分引导学生发掘,一方面可以取得良好的课堂教学收获,另一方面让学生从不同侧面了解禽流感,消除对流感病毒的神秘感,建立科学防控流感的信心。类似的案例如反式脂肪酸、各种激素等。
生物化学是生命科学专业学生必须学习的一门重要的学科基础课。它涉及的内容多、范围广、难度大。许多同学在学习时缺乏自信,怯而止步[4]。我们通过以上典型案例的教学实践证明:生物化学研究型课堂教学改革有效促进了学生探究性学习能力和创新意识。针对不同的内容采取不同的研究型教学模式,不但可以帮助学生更好地理解和掌握生物化学知识,还有助于培养学生的综合素质,取得教学相长的良好效果。
参考文献:
[1]刘立军.关于研究性教学在大学教育中的若干思考[J].天津工业大学学报,2013,32(增刊):187-188.
[2]王镜岩,朱圣庚,徐长法.生物化学(第3版)[M].北京:高等教育出版社,2002.
关键词:生物;学业不良;转化
中图分类号:G633.91文献标识码:B文章编号:1672-1578(2013)05-0210-01
高中生物新课程改革后,困扰许多教师的一个问题就是如何促进学业不良学生的转化,因为只有这些学生学业成绩好了,才能有效提高整个班级的教学成绩,所以关注高一生物学业不良的学生,对新课改的核心任务的达成意义重大。当然,转化高一生物学业不良学生不是一项简单轻松的工作,只有综合多种措施,因材施教,才能达到预期的效果。笔者在近几年的教学实践中,就高一生物学业不良的学生做了诸多的尝试,下面是我个人在高一生物教学中的几点做法。
1.给予高一生物学业不良学生多一点的爱
爱是一切力量的源泉,爱也是创造奇迹的力量源泉,作为教师,我们要用真心去对待生物学业不良的学生,用爱心去感化学业不良的学生,用宽容心包容学业不良的学生,可能由于高一生物学业不良的学生还没有完全适应新的老师,或者学习态度较差,或者缺乏学习兴趣等,因此教师要主动找这些学生谈心,了解他们真实的内心世界,走进他们的日常生活和学习上,摸透他们在生物学业上存在的疑惑或不懂的地方,这样才能对症下药,才能迅速地使生物学业不良的学生发生转化。所谓"亲其师,信其道"也就是这个道理。高一生物学业不良的学生往往也有一种自卑的心理,不敢和老师交流问题,这时如果老师主动一点,学生或许会改变这种心态,以后也会积极主动地问老师问题。
2.加强学习方法的指导,提高学业不良学生的学习效率
常有学生问我高一生物怎样才能学好,其实并不是一句话能总结和概括的。但我认为,学好每一节课是最重要的。"授人以渔",让学业不良的学生成为学会学习的人,教师必须加强学法指导。高一生物学业水平不良的学生其实在听课环节上效率是很低的,因此,首先要指导他们有目的地听课,弄明白这节课讲什么,要掌握和理解哪些内容;其次,在听课时要让这些学生大胆地提问,把自己的想法或疑惑讲出来,也就是要多动脑,勤思考,踊跃发言,同时也要学会记笔记,对于重点难点上老师处理时的思路是什么,以及老师如何运用知识运用于实际问题等都可以记录下来;最后,要学会将已学的知识建构到自己已有的知识体系中,在理解的基础上加强记忆,不要死记硬背,根据自己的遗忘规律,有规律的将自己新学的知识拿出来复习,以便达到记忆的最优化。
3.激发学业不良学生的成就感,形成乐观积极向上的学习态度
学习动机是指引起和维持个体的学习行为,并使这种学习行为朝向某一目标进行的动向。学习动机是学习活动顺利进行的重要支持性条件,对学习活动起着激发、定向、维持和调节作用。学业不良学生往往把自己学习成绩不好归因为自己笨、学习基础差、老师不会教等原因,忽视了自身学习动力的问题上。美国心理学家班杜拉提出的自我效能感理论认为自我效能感直接影响个体的认识、动机、情感和选择过程,进而对行为起着重要的调节作用,因此,激发学业不良学生内在的成绩提高的成就感是很重要的。教师要让这些学生形成这种强大的内在驱动力,让学生意识到是为自己学,不是为他人,也不是为了获得老师或家长的奖励而学,这样学生才能形成乐观积极向上的学习态度,才会自主学习。
4.巧用评价手段,强化学业不良学生的学习行为
由于高一生物学业不良学生的学习思想具有不稳定性和反复性,如果不及时补救,这些学生又会回到原来的学习状态,此时若想再补救就非常的困难,教师要经常对这部分学习成绩进步和积极进取的学生进行表扬,这些行为有时也可以通过评价手段来促进,高一生物学业不良的学生最初一阶段可能作业错误率较高或考试成绩不理想等,但如果巧用评价手段,可能会有意想不到的收获。例如,当某位学生作业态度端正了,可以一句"好样的"来表扬下;当某位学生成绩提高了,可以当着全班学生的面表扬这位学生是潜力股;当某位学生学习态度或成绩还没有明显提高时,可以用期待性的语言或眼神给他获得提高的机会等等。
以上是笔者在实际教学时就如何转化高一生物学业不良学生的几点尝试,事实上也是有效和成功的。教师是人类灵魂的工程师,我们教师要像对待自己的子女一样对待每位学生,特别是学业不良的学生更要认真对待,不能用异样和有色的眼光去看待他们。其实,没有教不好的学生,只要我们教师用心去教,善于发现和捕捉他们身上的闪光点,这样才能及时转化他们。我们教师也要不断更新教育观念,对于各种类型的学生应该采取怎样的教学方法和评价方式要做到心中有数,胸有成竹。只有这样,转化高一生物学业不良的学生才会稳步推进,才会有希望。
【关键词】兴趣 积极诱导 学法指导
Thoughts on the Optimization of Biological Class in Junior High School
Zhu Zhuangqing
【Abstract】To fulfill the aspiration of implementation of education for all-around development, this passage have some thoughts on the teaching of biological in junior high school. By inspiring their learning interests, so as to make students want to learn and be capable of learning. This passage focuses on the effects of inspiring students’ interests and methods. It narrates the relation between interests and living environment, and image a green life in future. What’s more, this passage actively induce students to participate in the teaching, emphasizes that students are the subjects of learning, and teaching is serving for learning. Teachers should induce students actively and absolutely participate in the learning through group teaching and cooperation to implement the goal. Lastly, to focus on the guidance of learning and help students to love learning, able to learn is the key to improve their achievements.
【Keywords】InterestActively induceGuidance of learning
课堂教学是实施素质教育的主渠道,在课堂教学中如何激发、巩固、发展学生的学习兴趣,使学生“想学”、“会学”,根据自己的教学实践谈几点认识。
1.激发学生的学习兴趣。兴趣属于人的非智力因素,它对认知活动起着指导、调节和强化的作用,是学习过程顺利而有效进行的心理条件。“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”,只有激发起学生浓厚的学习兴趣,才能使学生在观察、思考生物现象、认识现象本质及人与自然相互关系的过程中感到兴奋和激动,使之体会到学习生物知识的乐趣和成功的愉快。从而以兴趣激发起学生对生物学的热爱之情,这是生物学教学立于不败之地的关键。兴趣的源泉在哪里?
1.1兴趣在于探索隐蔽的现象或事物。心理学研究表明,人们对司空见惯的现象常常会熟视无睹,而揭示这些现象的本质,却会引起人们的高度注意。生物界绚丽多彩,可作为学生观察、研究的对象十分丰富。我们应该把生物教学的背景扩大到广阔美丽而又蕴含许多奥秘的自然环境之中,让学生生动活泼地学习生物知识,探索生物现象的本质。如在讲述《有机物的制造――光合作用》一节时,最好把注意力放在事实和现象的联结点上,即“在阳光下每一片绿叶都在进行生命活动”。对学生说:“在阳光下每一片绿叶都在进行生命活动,这生命活动在盛夏尤其活跃,没有这种复杂的生命活动,树木便无法活下来。这种生命活动不仅能够决定植物的存亡,而且也与我们人类的生活息息相关。许多科学家利用实验的方法来探索这种奥秘,并取得了很大的进展,然而利用这种生命活动实现粮食生产的工厂化还处于探索阶段。让我们站在前人的肩膀上,仔细想想,这种生命活动是怎样依靠土壤、空气中的物质来生产有机物质的,它又是怎样影响我们的环境与生活的,并畅想‘绿色与我们未来的生活’。”学生听之,有跃跃欲试之感,对大自然的奥秘感到惊异。
1.2运用知识,激活思维,是兴趣不竭的源泉。“人的内心有一种根深蒂固的需求――总想感到自己是发现者、研究者、探寻者”(苏霍姆林斯基语)。我们应该不断地激发、强化学生的这种精神需要,尽最大可能地创造条件让学生体验到自己是“发现者、研究者、创造者”,体验成功的快乐。在教学实践中,应坚持走课内外相结合之路:课内,学生在感性认知的基础上,分析、概括、深化生物知识并形成较为系统的知识体系,重在培养学生的学习能力;课外,重实践、重体验,让学生在实践中发现新问题、探索新问题,重在培养学生的实践能力。课外与课内相结合有利于学生巩固课内知识,使学生每掌握一个新知识,都能得到创新精神和实践能力的培养。如讲述《花的结构》一节内容时,课外要求学生观察各种花的形态、结构,组织学生展开讨论比较各种花的异同,大多数学生会惊讶地意识到自己经常看到的各种植物的花尽管形状、大小、颜色多种多样,可是它们的结构却是基本相同的。课外让学生完成教材中动动手的内容,收集有关花的诗句、名言、谚语等。学生在整个学习过程中查阅了很多资料,表现得兴趣盎然。经过多年的实践笔者认为,利用课外时间带领学生在校园中,或到大自然的广阔天地之中观察形形的动植物,让学生在观察中验证生物学知识与规律,领悟生物学观点,并从已知中不断地引出未知,这种做法对学生思维发展的影响将是十分深远的。
2.积极诱导学生参与教学。课堂教学是师生的双边活动,双方必须共同参与、相互配合才能获得成功。学生是学习和发展的主体,“教”应该为“学”服务。学生只有全身心地参与到教学中,才能使课堂中的问题成为学生自身的问题,学生才会学得积极主动、生动活泼。正因为学生在课堂上得到的任何知识、解决的任何问题是他们自己获得的,所以就比通过其他途径得来的更彻底地属于他们自己。但是“一刀切”、“齐步走”等陈旧的教学组织形式,造成了课堂教学的少、慢、差、费的现象。如,教师满堂地讲,学生毫无兴趣地听;教学内容封闭;教学信息缺少双向的交流,学生没有参与的机会;教学效果较差,优秀学生吃不饱,后进生消化不了等。解决这一问题的突破口在哪里?
首先,应优化教学组织形式,实行“分组教学、合作达标”。所谓“分组教学”是指通过学情分析,将所教班级学生按照学业水平、能力、性别、个性特征分成若干个学习小组,每组4-7人不等,根据学生特长如生物基础知识、实验技能、某种生物的观察或饲养等,选出组长(组长可根据学习内容选定),为学生主动参与、积极交往、合作学习、公平竞争创造条件。“分组教学、合作达标”的程序是:①目标定向。教师布置可供选择的适合于小组合作学习的作业内容,各小组自主选择、接纳。②组内交流。以学生为主体,先个体自主学习、独立思考,再小组内发言交流。教师对小组学习作必要的指导和调控。③全班交流,小组代表综合学习结果向全班汇报。事实证明,采用“分组教学、合作达标”的教学组织形式有利于发挥学生的主体作用。不仅如此,这一教学组织形式能有效地纠正教师“独占课堂”的不良倾向,对于培养学生的合作精神、竞争意识也将产生巨大的促进作用。
其次,注重学生思维的参与。课堂中学生的参与主要体现在两个方面:①学生思维的活跃性。如讲述《生物的生活环境》一节时,笔者把一盆月季花放在讲台上,引导学生观察思考“要让月季花生活下去,需要同学们提供什么条件?反之呢?这说明了什么?如何把影响月季的生活因素进行分类?”学生的思维十分活跃,问题回答得也比较准确深刻。②学生活动的创造性。如,教学目标可由学生提出,使教学中的问题真正成为学生的问题;教学过程主要通过学生自学、讨论完成;实验先由学生设想、设计、操作,再由教师点评;各种动植物与人类的关系及其应用前景让学生畅所欲言等等。在整个教学中,学生获得的知识不是教材或教师强加给他们的,而是自己主动努力获得的丰硕成果。
再次,注重教学信息的反馈调节。以学生为主体,并不意味着忽略教师的主导作用。教师的主导作用和学生的主体地位是辩证统一的关系,教师的主导作用发挥得越充分,学生的主体地位就越巩固。教师的主导作用主要体现在教学信息的获得、反馈和调节上。教学过程是一个结构复杂、影响因素众多且处于动态变化之中的系统。在课堂上,教师应不断地从学生学习中取得反馈信息,了解教学情况,并相应调节教学的内容、难易、进度、方向,使学生忙而有序、忙有所获。虽然教师退居二线成为课堂教学的旁观者,但是对教师驾驭课堂的能力要求更高。如在讲述生物进化历程时,笔者引导学生比较鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类的心脏结构,有位同学却标新立异把蚯蚓的心脏拿来比较,并得出动物的心脏是由无到有、由多到少、由简单到复杂的结构,这是学生创新思维的火花!笔者捕捉到这一信息,鼓励这位学生向全班同学阐明自己的观点。该同学的观点引起全班的一次大讨论,这是一次探索求知的方法的大讨论,这次讨论加深了学生对生物进化论的理解,有助于学生生物进化思想的形成与发展。成功的反馈是激励学生学习的强有力手段,它能够使学生体验到学习的乐趣,激起追求更大成功的欲望与信心。成功反馈一方面要及时,另一方面教师要采用鼓励性评价,扩大反馈范围和内容,争取“东边不亮西边亮”的效果。在引导学生积极探索学习的过程中,教师要善于发现学生思维的闪光点,并及时给予鼓励,这种做法能够使学生的创新意识得到培养,创新潜能得到激发。当学生独立思考遇到困难时,教师应及时给以提示、点拨;当学生对某一个问题争论不休时,教师应及时引导或转移学生讨论的主题。
3.加强学法指导。影响学生学习质量的一个重要原因就是学习方法不够科学、有效。因此生物教学中应注重对学生学习方法的指导,帮助学生学会学习。学法指导就是要求教师不仅要教会学生知识,更重要的是教会学生会学知识,具有发现问题、分析问题和解决问题的能力,使学生终身受益。“教师的责任不在教,而在教学,而在教会学生学习”(陶行知语),“一个优等教师教学生自己去发现真理”(德国教育家第斯多惠语)等都说明学法指导的重要。因此,在教学过程中教师应以学法定教法,使教法符合学生学习的特点,适应学生的学习要求,帮助学生树立起自主学习的观念。学生只有掌握了好的学习方法,会观察、会思考、会自学、会应用,才能学会学习。
关键词:生物化学;课堂教学;生活常识;饮食习惯
生物化学是我校药学专业的专业基础课。我承担生物化学的教学工作已十余年,感到生物化学是一门教师难教、学生难学的课程,主要原因有三:其一,生物化学需要学生有一定的化学基础,特别是有机化学的基础,而我校学生普遍有机化学基础较为薄弱。生物化学中那些复杂的结构式和代谢反应过程往往使他们无所适从。其二,生物化学涉及的学科知识非常广泛,不仅有化学方面的知识点,还涉及微生物学,甚至是药理学方面的知识,如,酵母菌的酒精发酵、乳酸菌的乳酸发酵、磺胺类药物的作用机制等。作为教师不仅要涉猎广泛,还要将各种知识合理地融入生物化学的教学
过程中,难度颇大。其三,生物化学中许多有机物的代谢途径抽象又枯燥,如,糖酵解的EMP途径、HMP途径、生物氧化呼吸链等。照本宣读的传统教学模式会很快地使学生失去学习和探索的兴趣。根据我多年的教学经验,任课老师如在平时多注意观察、积累,将生活的点滴融入生物化学的教学中,会使课堂教学变得生动、活泼,学生的积极性也会大增,整个课堂效果也会事半功倍。下面介绍我在生物化学课堂教学中的一些体会。
一、将生活常识融入生物化学教学中
在多年的教学过程中,我发现生化教学可以和生活中的许多常识联系在一起。从学生熟知的生活常识讲起,可以将抽象、深奥的生化概念变得具体、形象,使学生的知识领域从已知到未知,从具体到抽象,从简单到复杂,从零星到体系不断地衍生。这种由浅入深的教学方法更容易激发学生的兴趣。例如,我在讲授生物氧化这一章时,先设置了一个常识性的问题:“人为什么需要氧气?”大多数学生回答:“没有氧气人会憋死。”这正合我意,我顺势往下讲:“这是没有学过生物氧化的学生的回答。但如果你们学过了生物氧化你们就会站得更高,看得更远。人要进行新陈代谢,就需要能量,而能量是靠体内有机物脱氢氧化获得的。对人而言,有机物脱下的氢必须交给氧,生成水,能量才会产生。如果没有氧气,氧化过程就不能顺利地进行,能量就不会产生。”这样一来,学生的兴趣大增,我又提出:如果你们学好了这一章,就能解释人为什么会煤气中
毒,氰化物中毒的机制是什么,人感冒发烧为什么会觉得全身无力等这样的生活常识。
二、将健康的饮食习惯融入生物化学教学中
健康的饮食习惯往往是许多学生所缺乏的。因此,在生物化学教学过程中引入健康的饮食意识,不但能使课堂生动有趣,而且能使学生在潜移默化中树立正确的饮食理念。例如,在讲解蛋白质的生物学功能时,我说蛋白质一般不作为能源物质,人体最主要的能源物质是碳水化合物。因此,在配置饮食时,一定要注意合理搭配。如,早餐喝一杯牛奶和吃两个鸡蛋,显然是不合理的,应该再配一些淀粉类食物如馒头、面包等。我还列举出各种食品中的蛋白质含
量、淀粉含量、脂肪含量和其所含的热量,以及人体每天对这些物质的需求量。然后将课堂分成小组,让每个小组讨论出每天的健康食谱,并加以一一点评。
三、将生活技能融入生物化学教学中
尽管生物化学是一门比较抽象的专业基础课,但如果教师能在课堂教学中适时地融入与课程相关的生活小技能,并在条件允许的情况下,让学生在课堂上动手实践。这样,不但使课堂教学氛围变得生机盎然,而且提高了学生的动手能力,培养了他们热爱生活的情操。我曾买了葡萄、糖和广口瓶,让学生在课堂上自制葡萄酒,学生边动手、边观察葡萄的发酵情况,我边讲授糖的分解代谢过程。酵母(葡萄表皮的“白膜”)分解葡萄中的糖分,经过复杂的分解代谢,先生成丙酮酸,在无氧条件下进一步进行酒精发酵(这就解释了广口瓶为什么要盖盖子)生成酒精,并生成大量的二氧化碳(瓶子的液体中有大量的气泡)。如,在有氧条件下,丙酮酸就经过三羧酸循环,彻底氧化生成二氧化碳和水。结合广口瓶中葡萄糖液的变化,整个过程鲜明而生动。
[关键词]生物化学实验 图示教学法 教学方法 教学实践 醋酸纤维素薄膜电泳
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2014)05-0048-02
生物化学常见实验技术包括分光光度技术、电泳技术、层析技术、离心技术、色谱技术和分子生物学技术等六大类。醋酸纤维素薄膜电泳实验在《生物化学》和《有机化学》课程的学生实验中长期使用,也是各层次的医学生《生物化学》课程中的必开实验课。但是,醋酸纤维素薄膜电泳实验步骤相对较多,且受人为操作因素影响较大,很容易出现失败的实验结果。多媒体教学虽然能够进行形象化实验教学,但受学科建设经费所限,在基层教学单位装备多媒体设备的实验室并不普遍,因此如何更好地利用传统的板书来讲授并指导醋酸纤维素薄膜电泳实验课,仍然是当前普遍且急切的问题。近年来我校生物化学与分子生物学教研室将图示教学法成功运用到生物化学实验《血清蛋白醋酸纤维素薄膜电泳―微量法》的实验教学中,取得了良好的教学效果。
一、 教学对象
教学对象是我校2008级至2011级临床医学专业、口腔学专业、影像学专业和预防学专业本科学生,进行传统式实验教学,即教师实验课堂授课30分钟、学生实验和最后10分钟的实验小结。教学按教学计划进行,实验课教室未安装多媒体设备,授课手段为传统的口述结合黑板板书。
二、图示教学法讲授生物化学实验《血清蛋白醋酸纤维素薄膜电泳―微量法》实验原理
(一)电泳原理(如图1)
(二)蛋白质两性电离原理(如图2)
(三)血清蛋白电泳效果图(如图3)
(四)《血清蛋白醋酸纤维素薄膜电泳―微量法》实验操作――滤纸吸去醋酸纤维素薄膜上多余的缓冲液(如图4)
(五)《血清蛋白醋酸纤维素薄膜电泳―微量法》实验操作――血清和溴酚蓝混匀(如图5)
(六)《血清蛋白醋酸纤维素薄膜电泳―微量法》实验操作――点样(如图6)
(七)《血清蛋白醋酸纤维素薄膜电泳―微量法》实验操作注意点――电泳槽(我校生物化学实验采用的特制电泳槽)左右电泳方向相反(如图7)
(八)《血清蛋白醋酸纤维素薄膜电泳―微量法》实验操作――将醋酸纤维素薄膜放置到电泳槽(我校生物化学实验采用的特制电泳槽)(如图8)
(九)《血清蛋白醋酸纤维素薄膜电泳―微量法》实验操作――将醋酸纤维素薄膜放置到电泳槽的常见错误(如图9)
三、生物化学实验《血清蛋白醋酸纤维素薄膜电泳―微量法》实验授课时口述注意事项
(一)将醋酸纤维素薄膜在pH为8.6的缓冲液中浸泡5-10分钟,使醋酸纤维素薄膜内充满pH为8.6的缓冲液。
(二)用滤纸吸去醋酸纤维素薄膜上多余的缓冲液,注意不能吸得太干或太湿。
(三)加样时,动作应轻、稳,用力不能太重,加样只能加一次,注意加样需均匀,使形成一定宽度、粗细均匀的直线。
(四)醋酸纤维素薄膜浸泡和上电泳时粗糙面要朝下,这样才能保证浸泡充分。
(五)印好样立刻摆进电泳槽,注意电泳方向。全部同学的醋酸纤维素薄膜摆好后,调节醋酸纤维素薄膜间的隙缝,使之紧挨着,但醋酸纤维素薄膜之间不能接触,盖好电泳盖,再置2分钟后才通电,以保证每一片醋酸纤维素薄膜都能充分湿润。这样电泳时强度均匀。
(六)丽春红染色时间要充分,大于5分钟。并不停用镊子搅散,以防有两张以上的醋酸纤维素薄膜紧贴在一起而不能充分染色。印样的血清量少和染色不充分都会使结果的带条不清。
(七)其他:避免电泳仪或电泳槽正负极接错;避免醋酸纤维素薄膜正负极摆放错误等。
图式教学法,是指用一些简单的线条、图形、图像和表格,将授课中的重点难点简明扼要地概括出来,激发学生的学习兴趣,更好地掌握知识,促进教学效果的提升。其本质就是使抽象的知识具体化、形象化,零碎的知识点系统化。图示教学法的核心就是要设计出能够高度概括知识点的一连串的图。授课老师刻苦钻研教材,整体把握授课内容的所有知识点(包括重点难点)是使用该教学法的前提条件。而如何做到主次分明,重点难点突出;如何做到将各知识点之间的联系理清,将知识点条理化系统化;以及如何绘制简单的图表,以适应传统板书的要求,也是做好应用图示教学法的关键所在。图示教学法广泛应用于包括生物医学在内的各学科的教学中。[1-5]而我校生物化学与分子生物学教研室自2009年以来将图示教学法成功地运用到生物化学实验《血清蛋白醋酸纤维素薄膜电泳―微量法》的实验教学中,设计了包含该实验所有重点难点在内的直观且系统的9个图,取得了非常好的教学效果。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 杨留才.图示教学法在生化教学中的应用[J].卫生职业教育.2004,22(20):61-62.
[2] 张秀萍,田迎春,安力彬,姜波.在统计软件SPSS教学中应用PBL和图示教学法的效果评价[J].护理研究.2008,22(6):1487-1488.
[3] 丁春芳.图示教学法在数据结构教学中的应用[J].邢台学院学报.2010,25(2):127-128.
从2007年开始,我省已经进入普通高中全面新课程改革阶段,新课改把学生自主学习,培养学生创新能力放在了很高的位置。作为一名高中教师,我们应该以新课改的要求来教学。教学中要用求变的思想来思考问题、备课、上课,同样鼓励学生用求变的思想思考、解决问题,培养学生创新思维。化学教学中主要从以下几点培养学生创新思维。
首先要引导学生发掘“空白点”。空白点是别人没有找到的,找到并填补空白就是巨大的创新。中学化学教学中寻找空白点是指寻找新的解题方法、新的观点等。如在学习了物质结构知识后有同学提出:“二氧化碳、一氧化碳在水中的溶解度的差异为什么不能用相似相溶原理来解释?元素周期率和金属活动性顺序表有什么样的联系?”我对他们提出的问题公布给全班同学让他们通过各种渠道加以解决,其中有很多同学借助网络信息的帮助对上述问题进行了探索性研究和讨论。这样对所有的同学都是一种激励,班级逐渐形成一种善于质疑的积极向上的学风。
其次是引导学生寻求“缺点”、改善“缺点”。这也是一种创新,让学生在批判过程中成为一个建设者。我们要对学生的表现及时肯定和鼓励,这样不仅激发学生的学习兴趣,更重要的是学生真正体会到了创新意义的学习,有了体现自我价值的机会,进一步加强了他们学习化学的兴趣和学习动力。
再次是引导学生寻求“交叉点”。对于交叉点主要是在解决某一个问题时不同方法的选择及选择不同方法的优缺点,通过这样的训练可以培养综合性人才。在教学中主要是对学生进行“一题多解”训练,提高他们对待问题的立体感。如在讨论物质鉴别时,有这样一道开放性试题:两只试剂瓶各盛有500ml未污染的无色澄清液体,一瓶饱和NaCl溶液,一瓶是蒸馏水,把它们鉴别开来。这是一道非常开放的习题,我给学生的时间是一周,让学生自己去探索去研究,也可以和物理、生物老师请教。作业的答案也体现了创新思维习惯培养效果,学生从不同角度,应用不同的方法得出了相同的结论。具体方法归纳起来有:物理方法有称重法,密度法,导电性实验法,浮力比较法;化学方法有溶质溶解法,硝酸银实验法,蒸发溶剂法,焰色反应法;生物方法有品尝味道法,植物失水吸水比较法等。这样多的结论充分体现了学生的聪明才智也给我极大的鼓舞。
如教学目标不明确、教学重点不突出、教学方法不得当、不注重教学实效、为电教而电教等。这些问题的出现,带有一定的普遍性,其主要原因是教师对课堂电化教学的设计缺乏必要的研究。为此,笔者就生物课堂电化教学的设计问题谈些粗浅的认识。
一、整体考虑课堂电化教学的总目标
教学设计就是应用系统的方法研究教学问题和要求,确立解决问题的方法和步骤,并对教学结果作出评价的一种过程与操作程序。课堂电化教学设计从属于教学设计,但与教学设计又有所不同,主要是课堂教学中介入了电教媒体,所以教师在进行教学设计时,应着眼于从整体上考虑课堂电化教学最优化这个总目标。
课堂电化教学即借助于现代教学媒体并结合传统教学媒体、应用系统的方法研究课堂教学最优化的一种教学形式。最优化教学其实是教师所期望的一个理想目标,生物教学实践表明,教师进行课堂电化教学并不一定都能获得最优化的教学效果,这也是相对而言的。要实现课堂电化教学最优化的目标,是有一定条件的。首先,教师要具有较好的教学基本素质、教学能力等。因为课堂电化教学效果的优劣,主要取决于教师教学水平的高低,否则就难以实现教学最优化的目标。
其次,课堂电化教学也不是每堂课都能进行的,因为中学生物学科配套的音像教材,并不是每个章节的内容都配有的。因此是否进行电化教学,这就要进行具体的分析与研究,根据教学实际需要而定。教师在进行课堂电化教学的设计时,无论选择哪些教学媒体、采用何种教学方法,都应从整体上考虑教学最优化这个总目标。如果不从整体上去考虑,而是从局部去考虑,那么就较难取得最优教学的效果。
二、教学目标的分析与确定
教学目标是教学的出发点和归宿,是教师对学生达到的学习成果或最终行为的明确阐述。一切教学活动都是围绕教学目标来进行和展开的。就其本身而言,它具备支配教学实践活动的内在规定性,起着支配和指导教学过程的作用,也是教师进行课堂电化教学设计的基本依据。教学目标的分析与确定是教学设计的起点,它首先确定教学对学生学习内容所达水平程度的期望,使教学有明确的方向;其次它给教学任务是否完成提供测量和评价的标准。
美国著名心理学家布鲁姆(B.S.Bloom)等人把人类学习分为三个主要的领域,即认知领域、情感领域和动作技能领域。我国中学生物教学的教学目标的分类,主要是根据布鲁姆等人的分类方法来分类的。生物学科也同样包括这三个领域,由于《生物学科课程标准》里只规定了认知领域和动作技能领域的教学目标,因而在实际教学中,教师往往只注意认知领域和动作技能领域的教学目标,比较忽视情感领域的教学目标。那么在课堂电化教学设计时,教师如何来分析与确定教学目标呢?应从哪些方面去考虑呢?首先,教师应处理好《生物学科课程标准》里规定的学科教学目标与章节教学目标的关系。学科教学目标是宏观的教学目标,它“统帅”章节教学目标;而章节教学目标是微观的教学目标,它受宏观教学目标的制约。生物教师在分析与确定教学目标(章节教学目标)时,既要考虑《生物学科课程标准》里规定的教学目标,又要考虑教学内容的深浅及学生原来的学习基矗其次,教师应处理好全体与个别的关系。教师确定教学目标的等级时,既要面向全体学生,又要考虑学生之间的个体差异。《生物学科课程标准》里规定的章节教学目标是面向全体学生的,所以教师在确定实际教学目标时,要充分考虑学生之间的个体差异,认真加以分析,不能机械地照搬。教师在分析与确定教学目标的过程中,如果能根据《生物学科课程标准》所规定的教学日标、教学内容及学生的学习实际情况,无疑为实现生物教学最优化的目标创造了可能的条件。
三、教学策略的制定与媒体的选择
教学策略是指为了达到预期的教学目标而制定的教学的程序与方法、媒体的选择与优化组合等。教学策略是根据教学目标来设计和确定的。教师制定的教学策略必须为实现教学目标服务,所以教学策略的制定是课堂电化教学设计的重要环节之一。在制定教学策略与选择教学媒体时,教师应重点考虑如何通过教学策略的制定,尽可能地发挥电教媒体的技术优势,并与传统教学媒体有机地结合,优化课堂教学结构,在规定的时间取得最佳的教学效果。