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序论:在您撰写生物科学进展时,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。
在植物遗传学与统计遗传学方面,进行青花菜抗老化转基因研究,利用农杆菌转殖法导入细胞分裂激素合成基因,在转型株中发现有31%具有延迟叶片黄化、16%具有延迟花球黄化效果,而7.2%的叶、花均具这些效应,以获得的近20个自交系进行子代评估,也显现该转基因遗传至下代;进行乙烯受体变异转基因研究,获得数枝转型株;以高等水生植物浮萍探讨污染环境定基因的表达机制,发现浮萍对农药的耐受性较高,对重金属(除铅外)的耐受性则比较低;从百合成熟花的基因库中找到一个与干燥有关的基因,只在接近开花时才表现,可能有保护功能;自耐高钠盐的冰花植物分离出一伤害诱导基因WI12,与马铃薯的伤害诱导基因WUN1有很高的相似度,功能可能与韧皮部细胞壁的发育有关;构筑能在水稻表现的表现载体,每一个不同的表现载体,得到数个T0细胞系及同质T2,T3与T4转殖水稻种子,并证实将基因转殖到水稻中有表现,活性较由细菌所表现的高出许多。
植物生物化学方面,将第Ⅲ型稻醇溶蛋白质基因RP5启动子嵌合GUS报导基因,藉由农杆菌转殖于烟草及水稻,发现RP5启动子在水稻表现具有胚乳专一性,且其表现的时间控制能精确地复制内生性RP5基因的调节,但在转殖烟草的表现则不具胚乳专一性;分离出可能与绿豆种子衰化有关的基因RNA解螺旋(RNA helicaseVrRH1);发现假丝酵母菌的5种脂肪具有不同生化特性与基质特异性,选殖的启动子具有不同的环境与营养因子调控序列,可因应不同的培养条件改变同功的差异表现,而有不同的应用性;阐明光合系统中心蛋白基因群psaAB的转录转译机制,及光照对此基因群表现所扮演角色,发现叶绿体存在着转录调节蛋白因子,并纯化此类蛋白;成功选殖出水稻活化基因,分离此酵素两型蛋白,发现此基因表现呈现概日韵律变化,mRNA具有独特的选择式剪接机制;利用农杆菌转殖法,将大肠杆菌和反刍动物瘤胃中分离出来的植酸基因转殖至水稻,可稳定遗传至后代,而转殖水稻所生产的植酸酵素具有高效能的酵素活性。
微生物学及植物病理学方面,发现伏马镰孢毒素B会引发动物和人类的疾病,包括马脑白质软化病、猪肺水肿、小鼠肝癌和人类食道癌等;经生化特性分析,卫星蛋白为RNA结合蛋白质,具核酸的特异性,并有自我聚合特性,利用酵母双杂合系统,筛选出数十个与卫星蛋白结合的寄主蛋白;初步完成台湾炭角菌科的地方志,共118种,分属于13个属,其中包含1个炭豆菌属和1个炭角菌属的世界新种,并描述1个法国核囊菌纲新属――双孔孢菌属、1个俄罗斯层炭菌属的世界新种及4个马来西亚炭角菌科的世界新种;以竹嵌纹病毒为材料,发现病毒复制酵素的中间区段具有核苷酸水解酵素活性,而病毒三重迭基因的第一移动蛋白,在失去ATPase活性和RNA结合能力时,会失去帮助病毒的移动能力;缺失性RNA的转译架构存在对其增殖极为重要,而卫星核酸发展为基因表现载体,可用来定位病毒鞘蛋白次基因RNA的核心启动子。
植物生理学方面,以红杉试验,证明植物幼年期光合作用及呼吸作用的速率皆高于成龄期,叶绿素含量幼年期也高于成龄期,但老树复幼后又恢复幼年期之特性;植物幼年期时,生长迅速、乙烯产量高,成龄期,则生长缓慢、乙烯产量低,老树复幼后则提高至幼年期的乙烯产量,但以每克细胞分析时,则幼年期与成龄期无显著差异;利用介于trn D和trn T之间以及trn T 和trn F之间的叶绿体non-coding核酸序列,观察到十字花科芸苔属Brassica rapa/oleracea演化途径的植物,其核酸序列的演化速率为B. nigra演化途径植物的2倍左右,证实A+T成分的高低确会影响核苷酸突变的数目,且DNA碱基被易位对DNA碱基被取生比率会随A+T成分的增加而增加;完成文心兰、拖鞋兰及蝴蝶兰等细胞再生植株的研究;证明氰细菌聚球藻RF-1品系的硝酸还原酵素基因narB为硝酸还原酵素的功能基因,单链蛋白可随硝酸盐浓度变化,表现两种不同的酵素动力学特性;探讨夜来香球根花芽分化前后荷尔蒙的变化,发现C-19 gibberellin扮演关键性角色;利用细胞荧光流测分析技术,建立高细胞分裂指数的细胞悬浮液,为诱导分裂与染色体分离的来源组织;分析林木种子上胚轴休眠特性,发现低海拔荚迷属植物的成熟种子不宜温储,适度冷储为适宜方法,而中、高海拔荚迷属植物可适度温储。
植物系统分类与演化学方面,分析显示,南方红豆杉和穗花杉属应属红豆科,后者与粗榧科为单源,与杉柏二科约在19200万至23000万年前分歧;分析三基因组,发现松柏木(除松科外)与买麻藤目是姊妹群的新关系;订正台湾产鸭跖草科及天南星科魔芋属等单子叶植物分类,厘清菊科、秋海棠属、蔷薇科台湾草莓等各植物的系统亲缘关系,发表新种植物“台北秋海棠”;探讨台湾佛甲草属植物的系统分类,发现有20个分类群;研究台湾西部6条溪流的天南星科石菖蒲群遗传结构,发现石菖蒲的族群在溪流间确有明显的分化,依纬度分为两大族群;研究台湾芒属植物的分子生态与演化,发现以五节芒为外群,中国芒呈现单系群的结果,台湾芒和高山芒有明显的遗传分化,台湾芒与白背芒虽因二次接触,但种化并未成功,芒属植物的生殖构造及发育与其他禾本科植物相似,对种化之影响有限。
植物生态学方面,相思树的生物试验显示,叶的水溶萃出物中含植物毒物质,并确认12种类黄素及2种单宁,其中4种为新化合物;台湾芒与白背芒因其分布于不同海拔,由所得的分子证据了解二变种间仍有基因流转,种化的过程尚未成功;发现经高盐分理,显著降低水笔仔幼苗的光合作用速率和气孔导度,增加氮素浓度可增进生长在低盐分水笔仔幼苗的光合作用速率和气孔导度,但对生长在高盐分下的水笔仔幼苗没有显著效应,生长在高盐分低氮素浓度下的水笔仔幼苗较易受光抑制;从研究岛内河川污染和藻类关系中,归纳出以附生硅藻的藻属为指标的新方法,由6个属的比率关系为指标,结果和由水质理化参数分析所得者相当一致;自相思树分离出22种化合物,另自血桐分离出9种化合物,其中6种黄酮类为新的化合物;进行芒草分子生态及演化研究,利用随机扩增多型性DNA、叶绿体DNA之trnL-trnF间隔片段和乙醇去氢I的DNA序列分析,探讨族群间的基因流转及族群迁移。
菌类及藻类方面,发现有2种大型有盖盘菌、24种无盖盘菌,6属11种双鞭毛菌及12属土壤高温真菌;从台湾温泉或其他地热环境分离得耐热性真菌25株;观察台湾7个碳酸泉,发现41种硅藻,大都出现在低二氧化碳泉水中。
动物细胞及生理机制方面,发现内生性类鸦片的不同作用;发现影响精虫生理功能的重要成分;阐释大鼠延脑吻端腹侧核与疑核抑心区及视丘网核作用机制;证明蟑螂单眼对逃亡具有生理意义,并解析出虾的信息传递分子的活化机制;完成家蚕及蟑螂前胸腺咽喉侧腺分泌的脱皮激素、脑神经细胞形成与青春激素在发育过程的变化研究,发现罗氏夜蛾咽喉侧腺的促进物质存在于脑、食道下神经球及心脏内分泌体内,证明神经连索NCAI和NCAII在传递促进作用上的角色;从昆虫鉴定出小白纹毒蛾的性费洛蒙的主要诱虫成分,是一种从未发现过的新结构;探讨小菜蛾3个同功异构酯解酵素在田间及室内发生频率的变化;完成关渡河口、关渡自然保留区与自然公园内昆虫相的分析;完成多种鸟类、爬虫类及鱼类脑垂体促甲状腺激素、促滤泡激素、糖蛋白激素共同α次单元基因的选殖、测序、胺基酸序列及mRNA表现的调控因子之探讨;完成淡水鱼离子平衡相关运输蛋白研究,Ca2+-ATPase 基因之选殖、测序、胺基酸序列及各器官mRNA与蛋白质表现,证明H+ATPase及Na+-K+-ATPase在淡水鱼Cl吸收机制的角色;进行与HSC70作用的蛋白质、鱼类JAK-STAT信号传递、DHEA及固醇类对刺激分泌作用及抗磷脂质抗体与赤芝S对胶原蛋白刺激血小板的影响等研究;研究蛋白质种类,包括HSC70、新型唾液酸水解酵素、胡蜂毒素、生殖系统分析蛋白24P3 RNA水解酵素、蛇毒蛋白、核酸复制酵素等,除探讨其作用机制外,也进行三度空间结构决定与蛋白质工程改进等实验;发现磷酸葡萄糖异构醣、自体分泌移动因子及神经白细胞素均为同一类型蛋白,而且首度决定其三度空间结构;果蝇的发育与其相关基因调控研究,发现果蝇具有与哺乳类甲基化CpG核苷酸的相似蛋白质,但在基因中却探测不出甲基化CpG核苷酸;促黄体激素释放激素(LHRH)对癌细胞株A431的表皮生长因子受体的磷酸化具去除的作用,可能与促黄体激素释放激素能抑制癌细胞的生长有关;藉由基因功能至蛋白质转录后调节,建立人类遗传疾病多巴反应性肌肉松弛症的细胞模式及致病机转;小白鼠子宫分泌之24p3蛋白和精虫头部有结合的现象,结合后可增加精虫的活动力;缺乏葡萄糖六磷酸去氢(G6PD)时,会导致人体皮肤纤维细胞生长缓慢,并加速老化;小白鼠贮精囊分泌的自体免疫抗原抑制精虫内钙离子之含量,可能是经由胞器储存增加所引起;精囊分泌蛋白纯化后,具增强精虫游动的能力。
动物功能型态学方面,发现高密度脂蛋白是以反内胞饮作用进出细胞;完成80%全球盲鳗种类的骨胳解剖;发现在幼鼠下丘之软脑膜下区一种辐射胶细胞,其功能应为第二级胶母细胞鹰架,与下丘的发育有重要之关系;建立果蝇发育时感光细胞型态变化的证据。
动物系统分类及进化学方面,发现台湾沿海头足类至少有85种,其中49种为新种或本地新纪录种;记录44种台湾产海胆,其中12种为新纪录种;完成虾虎亚目鱼类的亲缘分析;利用乳酸去氢酵素所建构的演化树,发现龟可能是最晚的爬虫类分支;陆续发表17种新种鱼类,至少500种新纪录鱼种,使台湾的鱼种增至2,650种,占全球鱼种的十分之一;陆续发表环节动物多毛类11个新种,为西太平洋亚热带与热带地区多毛类物种多样性的分布。
动物遗传及发育学方面,解析出果蝇动蛋白在感光器型态发生过程所扮演的角色,并发现在果蝇表皮生长因子受体(EGFR)讯号传递系统中具负调控作用的一种新颖蛋白质及另一独立于EGFR的新调控系统;揭开蛙类齿釉蛋白基因表现的调控机制;结合分子生物学及转基因斑马鱼的研究成果,有助了解脊椎动物生长、发育及环境适应基因的表现与调控;以分子标志,如造成杂交、雄性后代不孕的基因(Ods)、28S核DNA序列及表皮碳氢化合物费洛蒙分子,厘清果蝇、虻总科等昆虫的近缘种亲缘关系及地理分布;建立多种细胞核(如ITS1、ITS2)与线粒体核酸序列为遗传标志,并分析台湾淡水域及海水域等无脊椎动物间的亲缘关系;进行Xlox基因同源区胺基酸序列的亲缘分析,显示脊椎动物、环节动物水蛭及海洋无脊椎动物各自分成一群;探讨基因表现在心肌、免疫系统、大肠杆菌、哺乳类细胞、聚球藻与性腺细胞的生长及分化影响;发现T细胞接受器的核酸片断,在人与老鼠间有非常高的保留度;转录因子在细胞内及细胞外均会与此核酸片断作用,显示T细胞接受器基因的表现受组织与发育特异性的调控;利用圆斑河豚为材料,完成4种酪胺酸蛋白激JAK基因与CDC37基因等的基因结构与启动子活性分析;选殖斑马鱼肝醣合成磷解酵素3(GSK3)基因,研究其于胚胎发育过程中的表现;完成鲤鱼卵黄生成前质素基因的选殖、核酸测序,鉴定其蛋白质之部分产物lipovitelline II为鲤鱼卵膜的组成分;完成鲤鱼转译起始因子eIF2α、eIF2β及eIF4ε之选殖,并研究与鲤鱼卵发育过程中蛋白质合成效率的关系;选殖具有PHD手指结构的蛋白质PFTR,与类固醇激素受体交互作用,抑制受体的转录活性;发展液态层析/质谱仪的技术,用以分析蛋白质的修饰;以K蛋白的亲和性管柱纯化细胞液中可与结合的蛋白质,发现其中的结合蛋白可能为具有RNA解螺旋活性的DDX1,登革热病毒的核心蛋白也与K蛋白有交互作用,发现notch信息传递路径可与转录因子C/EBPbeta调控胎盘特殊基因的表达,并藉由外来醣转移酵素的作用,调控昆虫细胞的醣化机制;由基因剔除鼠实验证明,DNA甲基化是正常胚胎发育必有的机制;CpG核苷酸中的DNA甲基化在很多生物现象中,扮演着极重要的角色;发现2个控制果蝇复眼早期发育的基因,无眼(eye gone)榛罨因子,是果蝇复眼发育所必需,而同胸(homothorax)基因在发育中,会抑制果蝇复眼发育;刻痕(notch)基因通过引发eyg表现,促进复眼发育中的细胞增殖;在果蝇眼睛的发育过程中,无调(atonal)和无女(daughterless)是R8感光细胞发育过程所需要的两个基因,皆表达碱性-螺旋-环线-螺旋蛋白质,且在R8形成时皆有表现;转录因子SF1在基因活化及性腺发育上扮演重要角色;SF1可与一般性的转录因子TFⅡB结合;斑马鱼Ftz-F1基因有不同启动子与不同剪接方式,造成4种基因产物,表现在下颚、体节、脊髓及肠道;利用基因转殖及剔除技术,建立人类脊体肌肉萎缩症的小鼠动物模式。
动物致病及防御机制方面,发现虾类发病前后酚氧化酵素活性显著下降,推测酚氧化酵素原活化系统与虾抗病能力具相关性;进行人类病原体广东住血线虫研究,除建立体外培养系统,也探讨不同性别与不同虫体期的体抗原复杂性及宿主反应;对水生动物细胞之病毒致病机制与细胞信息传递研究,发现感染性胰脏坏死病毒在单一细胞内以连续和动态方式细胞雕亡过程;筛选2株结病毒并测序;建立产生具有生物活性的类胰岛素生长因子;选殖及表现斑马鱼的受体基因,利用双股RNA干扰技术,造成斑马鱼尾部、眼睛及心脏发育不正常,并发现母系因子B9与斑马鱼心脏发育有关联;证明Dithiothreitol增强在NB4细胞内AsO诱发之细胞雕亡,砷活化NADH oxidase引发在人类心肌细胞的DNA氧化损害;Nitric oxide 参与砷抑制pyrimi-dine dimer 的切割,阻止DNA修复;探讨环境污染物对哺乳动物细胞的影响,发现三价砷化物诱发人体血球单核细胞粘附分子的表现,亚硝基化氨基甲酸盐杀虫剂诱发细胞周期进行的延缓,氨基甲酸盐杀虫剂可抑制细胞间物质藉由gap junction的传递;进行昆虫病毒感染特异性蛋白、D型肝炎病毒抗原、牛痘病毒感染哺乳细胞、人类细胞相关病毒的抑癌作用及重金属致癌物等研究;发现巨细胞病毒的复发与宿主细胞蛋白、病毒的早期蛋白的交互作用有关;利用酵母菌双杂交法,发现宿主细胞蛋白p150能与IE86产生交互作用;在转基因鼠上,ATF-1的表现会抑制T细胞活化,但不会干扰T细胞发育,ATF-1在T细胞转型方面,发现3种不同活化信息可抑制p53诱发的细胞雕亡。
蛋白质及生物有机化学方面,完成台湾龟壳花蛇毒中所含两类蛋白分解酵素,即丝胺酸分解酵素与含锌之金属蛋白分解酵素的选殖、表现及催化机制研究,已进入结晶结构分析阶段;鉴定出synaptotagamin I为南美响尾蛇毒素的第二种结合蛋白质,可做为亲和层析材料予以纯化,亲和力约为10-8M;将crocalbin以蛋白质工程法在大肠菌大量表现;解出细菌合成胞壁所必需的十一异戊二烯焦磷酸合成酵素的反应机制及速率,并发现对酵素催化重要的胺基酸;研究猪与牛蛙眼球水晶蛋白的α-水晶体,发现αA对UV的保护较显著,αB则以抗热为主;利用核磁共振分析,证明台湾眼镜蛇类蛇毒心脏毒素致死活性的结构特征,其中在第三回圈尖端形成的指状区及第44个离胺酸产生的正极性与心脏毒素的致死活性有极大的关联;从结构或序列分析百步蛇及其他蝮蛇类蛇毒中的丝胺酸蛋白水解酵素,发现其种属关联并非蛇品种之远近,而是分成可凝血酵素、降血压酵素及促溶血酵素的平行演化;分析蝮蛇的锌蛋白水解酵素,发现演化分为酸性强力出血毒、碱性弱出血酵素及血纤维素的切解酵素;研究蛇毒磷脂在各类蛇毒中的结构、功能、地理差异与选择性表现;开发用超临界二氧化碳当溶剂以进行酵素反应;对于细胞具有特殊选择性的胜,可以降低抗癌药对人体的毒性;以葡萄糖内酯为起始物,完成内酯反应性的探讨,并应用于非天然L-型式醣的合成;以醣KDN/Neu5Ac的比值为指标,发现受测的各类癌细胞中,以乳癌及卵巢癌细胞内的值较正常者高,预测此类癌细胞内KDN合成的机制必然受到影响;建立比传统方法敏感100~500倍的探测法――DMB反应,以研究聚合唾液酸链的长度;初步确认在鸡脑内神经接合分子上,唾液酸链长度变化的谱图;以毛细管电泳分析五唾液酸的内酯化,及三、四唾液酸的水解及内酯化,发现新的七胜链可以形成以顺位脯胺酸cisproline为主的结构;以串联式质谱仪分析醣质结构,包括寄生原虫与蠕虫类的各蛋白醣质及结核杆菌之脂多醣,发现其阿拉伯聚醣末端结构因应乙胺丁醇此一抗结核药物的作用而引起的变化,及与抗药性禽型杆菌的差异;完成唾液酸合成之选殖与表现,建立硫酸根转移酵素的活性测试;开发新的去氧核糖核酸输送系统,利用绿脓杆菌外毒素为载体,用低密度脂蛋白受体的途径,可使DNA大量进入肝细胞,为肝癌新疗法;利用筛选与prp19突变,合成致死的突变株,由筛选中鉴定出Ntc30p和Ntc20p两个新的复合体成员,是剪接反应的辅助因子,可{节Prp19p蛋白复合体的功能;利用双重免疫标记的方法,发现核醣核酸分解体分布在细胞质接近细胞膜的区域;使用冰蚀合并免疫标记的方式,证实核醣核酸分解体可与细胞膜有结合互动的关系;分析亲和性共同纯化,发现多核酸磷酸酵素、Rh1B螺旋酵素及烯醇酵素并非始终结合在一起;免疫蛋白Im7的高亲和性和高专一性,可有效抑制大肠杆菌毒素的素性;磷酸根离子和锌离子链结在一起,且大肠杆菌毒素E7中的金属离子可能与DNA的链结反应有关;利用X-光绕射实验,解出麸酰胺酸键结蛋白质的开放型及含配位子键结的秘密型晶体结构;解出台湾眼镜蛇蛇毒中心脏毒素蛋白的单晶构造,此毒蛋白的三度空间结构的第一个环状结构及第二个环状结构中的phenylalanine会嵌入细胞膜的疏水性区域。
一、新课改环境下高中生物教学取得的进展
(一)丰富开展师生互动式
在传统的教学中,其课堂是静止的:老师在上面讲,学生在下面听,师生之间没有一点互动,老师讲课枯燥乏味,学生的学习兴致低下,进而使学生的学习效率低下。但是,新课改的实施,不仅丰富了教学方法,学生的学习兴趣大大提升,学习效率大大提升,而且,多彩的教学方法,也促进了师生间的关系,创造良好的学习氛围。同时,在互动的课堂上,学生的积极参与,其不仅体现了学生在课堂上的主体地位,而且学生在参与的过程中其对知识的印象更为深刻,理解更为透彻。例如教师在讲解细胞的减数分裂时,教师可以先收集有关细胞有丝分裂和减数分裂的视频,上课前用多媒体进行播放,如此一来,不仅可以复习了有丝分裂的知识点,又能很好的导出减数分裂的有关知识。使学生对减数分解有更为直观,立体的认识。之后学生间进行讨论,发表自己的观点,另外,老师加以引导,使学生自己发现问题,解决问题。培养学生的解决问题的能力。
(二)广泛利用网络资源与信息技术开展现代化教学
随着科技的不断进步,其中最大的收益者要说教育事业:多媒体教学,远程教学等极大的便利了高中教师的教学。例如视频教学的应用将看似复杂难懂的知识点用视频活灵活现的展现在课堂上,不仅节约了大量的时间,而且使学生的学习更为轻松。另外,新课改下的生物教学,还有利于教师的因材施教:学生对于不懂的地方,可以将视频拷贝,随时随地的进行学习。再如在学习DNA双螺旋结构时,仅仅依靠老师的理论讲解,其不仅枯燥乏味,而且要求学生要具有很强的空间想象能力,而学生的学习能力又不能一概而论,信息技术的应用,教师可以通过视频进行教学,如此一来,学生的学习热情被大大激发,学习效果也大大提升。简而言之,现代化科技广泛应用高中生物教学,极大的调动学生的积极性,提升了学生和教师的学习和教学效率。
二、新课改环境下高中生物教学中存在的问题与改革发展思考
(一)教学实践中存在的主要问题
由于互动式教学模式还处于探索阶段,在各个方面还未成熟,所以,在课堂上实施时还有很多方面有待解决,例如,由于长期从事传统的教学工作,突如其来的教学模式使教师不知从何下手,进而跟着学生盲目学习,胡乱跟风。一方面,由于老师也不知道其精髓所在,所以,对学生的行为也无法判定;另一方面,学生在得不到老师的肯定的情况下半途而废,不能对问题深入分析,进而不能到达新课改培养高中生各方面能力的目的。在这种情况下,一方面,教师应虚心学习,教师间也要经常交流工作经验,在对课文知识有充分掌握的情况下,认真备课,积极教学,在课堂上充分调动学生的积极性,进而提升学生的学习效率;另一方面,学校也要组织教师到师范学校进行在学习。丰富课堂教学方法,不仅仅局限于课堂,在有必要时,师生可以走出课堂,走进生活,使学生所学知识和实际需要相结合,使学生切实的感受到生物学科的乐趣,不再是为了学习而学习,为了高考而学习。
(二)依据学生不同学习需求、科学组建课外兴趣小组,广泛开展课外实践活动
随着社会多元化的发展,各个行业都呈现出欣欣向荣的景象。我们进行教育改革的目的在于适应现代化的发展:一方面,使学生的各个能力都更贴近于现代社会的需求;另一方面,根据社会的需要以及结合学生的特长进行专项培养。为此,教师在日常学习时,教师应认真观察学生的兴趣爱好,并根据学生的兴趣爱好进行专项培养。例如有些学生相对于细胞学说更热衷于绿色植物的研究,为此,教师可以根据这一特点成立一个绿色植物研究小组。在一定的条件下还可以定期组织学生到大自然中采集标本。另外,而对于细胞感兴趣的同学,可以成立一个细胞研究小组,在课余时间可以利用显微镜等工具对细胞进行再研究。这样不仅丰富了课后生活,在娱乐的同时也开阔了视野,增长了见识。
(三)关注生物科学发展动态,及时更新自身知识储备
生物学科随着科技的发展以和我们的生活息息相关,随着研究的深入,其知识在不停的变化,更新。另外,对于书本上的知识,在编写的过程中无论是技术还是知识都相对比较成熟,但是,相应的,也比较落后。为此,高中生在熟练掌握书本上的知识的同时,也要了解比较前沿的知识。想要使学生充分了解比较前沿的生物科学知识,仅仅依赖于学生自身是远远不够的(高考压力,繁重的学习任务),还要要教师对最新的科学动态有充分的了解,在课前通过多媒体播放,让学生对其有所了解。在学习的过程中教师还可以有意引导学生发现问题,并结合所学知识和前沿知识解决问题。另外,学校也应注重教师的再学习,提高自身素质,更好的服务于教育。加大师生间的交流也是重要环节之一,师生间的交流增多了,教师能更了解学生的思维能力,更有助于课件的准备。
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1 提高生物学科阅读素养,促进学生自主学习
绝大多数教师都非常重视学生的自主学习过程。然而,在实际教学工作中,往往由于学生缺乏良好的生物学科阅读素养而难以落实或深入到一定的学科知识本质。而目前在生物教学中往往出现这样的情况,学生在课堂上很少自己去认真仔细地阅读生物知识,即使阅读也只是浮光掠影式进行的阅读;或是阅读生物学科教材和阅读小说、故事一样跳读和浏览性阅读;或是直奔主题式的阅读。相当一部分学生在阅读时喜欢带着问题直接找答案。教师在教学中往往也不重视阅读,没有提高学生生物学科阅读素养的意识,只注重课堂深入浅出的讲解,认为与其在阅读上浪费时间,不如将教材内容“掰开了,揉碎了”讲给学生听,这势必影响到学生自主对教材的思考和理解。这一现象不解决,那么提高学生自主学习能力,变被动学习为主动学习,培养学生可持续发展学习则成为一句空话。
为此,教师必须有计划有步骤地培养学生生物学科阅读素养,指导学生在生物文本的阅读过程中,如何发现问题,深入思考、认真分析,解决问题。培养学生自主学习生物知识前提就是学会阅读生物文本资料,提高生物学科阅读素养。如伴性遗传,学生要完成这部分内容的自主学习,必须要有对这部分内容深入思考的阅读,理解知识的本质,并能应用于实际,解决具体问题。否则只是表面内容的识记不是真正的生物知识的自主学习,也达不到生物学科发展对学生的应有要求。这就要求教师通过各种教学设计提高学生带有生物学科特点和学科思维的阅读素养。
2 提高生物学科阅读素养,锻炼学生学科思维
近几年的江苏高考和各地模拟试卷的质量分析表明,构成一些学生感到解题困难的主要因素之一是他们的学科阅读素养的不足,往往导致题干信息不能有效提取,图文信息不能很好地把握和转化,知识不能有效地整合和迁移。按照认知学习的说法,阅读是一种知识的重建过程。生物学科里的符号、公式、方程式、流程图、示意图、表格等内涵丰富,具有一定的抽象性,同样需要相应的学科思维的阅读才能理解、转化新知。因此,带有生物学科特点的阅读是生物学习活动形式之一,是生物学科思维构建的基础。
对于生物学科而言,有效的阅读是建立生物学科知识模型和解决生物学科问题的语言基础。提高生物学科阅读素养有助于学生生物文本阅读技巧与能力的发展,有助于学生生物学科思维的形成与转换,有助于培养学生提取、整理、整合信息的能力,分析、解决问题的能力,从而提高学生的学科思维能力。
例如很多课本生物学知识的内在逻辑关系就能很好得体现生物学科思维,如光合作用探究历程。阅读这些资料的本身就能使学生对如何进行生物科学研究和生物学科思维的过程有了一定的思考。这样的内容的深入研究有利于学生提高生物学科阅读素养,掌握生物学科方法,锻炼学生生物学科思维。
3 提高生物学科阅读素养,提高生物课堂效率。
教师在课堂上必须十分重视提高学生生物学科阅读素养,运用多种形式对学生进行阅读技能训练。
对于学生来讲,学习压力使得不能有很多的时间进行学科阅读训练,同时学生的思维惰性也影响学生的学科阅读活动。此时,教师需要在学生阅读前,提出一些指向明确的问题,让学生带着问题去阅读、去思考。学生通过阅读有关资料、去找寻问题的答案,在任务的驱动下,使阅读更有效。
如在教学中教师随教学进程可提出问题让学生阅读一个或几个重点的相关段落。为了使学生对所阅读的重点段落做到字斟句酌,要常变换形式提出问题让学生阅读思考。如阅读减数分裂概念时,可提出这样一些问题:① 什么样的生物进行减数分裂?② 什么时候发生减数分裂?③ 减数分裂的结果和有丝分裂有什么不同?④ 染色体减半发生在在第几次分裂?⑤ 除数量变化外染色体种类的变化有什么规律?这些问题会使学生产生强烈的好奇心,学习兴趣极浓。教师指导学生阅读教材,使他们带着问题听课,这样就能很容易地突破难点,掌握重点。同时注意前后知识的联系,使学生在旧知识基础上掌握新的知识,既提高了课堂效率,也可促进学生生物学科阅读素养的提高。
4 提高生物学科阅读素养,实现生物知识的高效建构
具备一定生物学科特点和学科思维的阅读可以控制和调节学生主体的注意力和信息加工过程,从而提高生物知识的建构效率。
比如在学生生物知识建构中,往往有许多相关或相近的知识点,学生在理解这些内容时较易混淆。教师指导学生在阅读容易混淆的概念时,要运用对比法加以区分,通过提高学生生物知识对比阅读素养,找出异同点,从而掌握概念的实质。如线粒体和叶绿体、原核细胞和真核细胞,有氧呼吸和无氧呼吸,减数分裂和有丝分裂等。通过对比阅读,使学生辨析异同,可培养学生分析比较能力、综合思维能力、归纳概括能力、求异思维能力,有助于学生高效建构知识。
【关键词】高中生物 多元发展 学习行为
课堂,说到底是学生成长的地方,高中生物课堂能够给学生带来什么样的成长,相信并不是太多的生物教师所思考的问题,因为应试的指挥棒早已经将实际教学导向了无边无际的知识记忆与重现。显然,这样的教学现实并不是教师的初衷,高中生物作为自然学科的重要组成部分,作为向高中学生提供重要基本生物知识的学科,作为向学生渗透前沿生物科学技术的学科,应当在促进学生多元发展方面发挥更大的作用。
一、生物学科促进学生多元发展的可能性
多元发展有着两层关键含义:一是发展,这是学生学习的出发点与落脚点;二是多元,多元意味着不同学生个体的发展可能性有可能成为现实,不以唯一的指标来评价学生,是多元发展的根本含义。多元发展,意味着学生发展的多重可能性,意味着在实际教学中可以从不同的角度促进学生的发展。
高中生物学科具有自然学科的视野,也具有现代科技的视角,对学生的多元发展其实存在着明显且有效的促进作用。但这种作用往往不是显而易见的,纯粹应试的教学又不足以让这种作用得到发挥,因此寻找生物学科促进学生多元发展的可能性,就成为高中生物教师需要关注剖析的一个问题。
以“生物的进化”为例,知识积累形态下的生物教学,有可能将其视作生物进化知识的多重积累,而多元发展视角下的教学则存在更多的意义:“生物进化理论的发展”这一内容作为说明现代生物进化理论,以及探讨生物进化观点对人们思想观念的影响,可以促进学生的科学史知识完善,这对于对历史感兴趣的学生来说,是一个促进其对生物产生更浓厚兴趣的机会。本课提到的基因频率和基因型频率的关系的知识,是一个用数据来说话的过程,既有科学探究的要素,又充满着数字规律的魅力,因此对于对数学感兴趣的学生来说,是一次研究的机会……凡此种种,均可以发现,生物学科知识在促进学生多元发展方面具有丰富的营养,教师要做的就是将这种营养提取出来为学生所吸收。
二、生物课堂应当成为多元发展的主阵地
谈多元发展,离不开加德纳的多元智能理论,著名心理学家加德纳认为人的智能是由语言、数理逻辑、空间、身体-运动、音乐、人际、内省、自然探索、存在等九项技能组成的,那学生的多元发展,某种程度上可以与这九个方面对应起来。当然,由于生物学科的特质所限,有些技能不大可能在生物课堂上得到发展,但作为一门自然学科的学习,除了身体-运动、音乐等没有明显的发展之外,其余智能的发展还是有可能的。当然,这里更需要关注的是,学生的多元发展主要发生在什么时候?显然,这一问题的答案只可能是:课堂。
在教学“生物的进化”时,笔者与学生探讨了多个问题,其中两个问题是:(1)自然选择一般在什么情形下发生?(2)在计算某个群体的色盲基因频率时需要注意什么?
这两个问题采用了讨论解答的方式,学生在讨论的过程中,对于第一个问题,学生能够考虑到种群内存在突变和不同基因型个体、不同基因型个体之间适应度有差异等。但少有注意到需要关注现代生物进化理论在遗传变异等问题上的发展,需要研究种群基因频率变化等,这需要教师的引导。对于第二个问题,学生刚开始只关注群体以及这个群体中患有色盲的男女的具体人数,讨论之后,在教师的引导之下,才发现需要关注男女性染色体的不同对结果有直接的影响。
三、多元发展视角下的课堂学习行为观察
有了促进学生多元发展的视角,那教师对自身课堂上学生学习行为的观察就有了一个全新的评定标准。笔者根据自身近年来基于多元发展视角的课堂观察,提出如下一些观点供同行们参考:
【关键词】生物课堂 引导 观察 思考 表达 发展
生物学新课程对教师而言是新的,使教师有了创造的空间,却也感到更大的压力。新课改带来新理念,新理念催生新实践。在实施新课标教材的教学过程中,切实感到在课程改革的新的教育形式下,再沿用老的教法已经不能适应新的教学形式的需要,而采用新的教学理念进行教学,取得了良好的效果。以下是我在教学实践中对创新教学方面的一点体会,就是课堂要充分促进学生的发展。
1.引导学生观察,促进其观察力的发展
观察力是人们正确地认识问题、解决问题的基础,也是构成人的智力的一个重要成分。对于生物学来说,观察尤其具有重要的意义,可以说它渗透在每一个科学探究活动的过程中。学生是否懂得如何观察,是否具有认真的观察习惯、良好的观察品质,将很大程度决定着探究活动的效果和质量。所以,在生物教学过程中,能让学生观察的尽量让学生观察,以促进其观察力的发展。如结合教学内容的需要进行课堂演示实验,尽可能让学生观察到实验的全过程,在认真的观察后学生能够提出问题、开展讨论、自己得出结论那就更好了。在演示“斐林试剂验证还原性糖”的实验中,我让他们观察了每一步的操作和实验现象,操作中用水浴加热至煮沸1min,结果得不到砖红色的氧化亚铜沉淀,而得到的是黑色氧化铜沉淀。这是怎么回事呢?学生的情绪被调动了起来,并相互讨论积极寻找原因。最后得出结论:氧化亚铜极不稳定,在缓慢的水浴加热过程中被氧化生成CuO;再有,Cu(OH)2在缓慢水浴加热过程中分解也生成CuO而失去与还原性糖发生氧化还原反应的能力。通过观察,学生不仅真正地理解什么是科学的观察,更让学生感受到生物学作为一门科学需要严谨、细致、认真的态度和方法,同时还激发起学生学习生物学的兴趣。
2.引导学生思考,促进创新思维能力的发展
教学过程必须求真,要给学生留下独立思考的时空,让他们自己去探究,拓展思维活动的广度和深度,自己去寻找解决问题的办法,从而达到“真会”和“真能”。生物学新教材,在引言和正文中都提出了一些富于启发性的问题,引导学生思考。如在讲到“无机盐在细胞中的作用”时,让学生观察一种叶绿素分子和血红蛋白分子局部结构简图,然后思考:①有一种贫血症叫缺铁性贫血症,为什么缺铁会导致贫血?②植物体缺镁会影响光合作用,为什么?象这种思考题,教师就必须充分利用给学生自己思考的时间,从而得出无机盐的功能之一是构成细胞中化合物的重要成分。当然在教学过程中,教师也要积极设计有启发性和趣味性的问题,以此来激发学生的学习兴趣,促进学生创新思维能力的发展。例如,在讲解“豚鼠胰腺细胞分泌物形成过程”时,我设计以下一系列问题: ①这里用3H标记亮氨酸的目的是什么?为什么用3H标记?还可以用其他元素标记吗? ②为什么注射氨基酸,而不是核苷酸?氨基酸与蛋白质是什么关系? ③3min后,被标记的氨基酸出现在附着核糖体的内质网上说明了什么? 17min和117min后被标记的氨基酸相继出现在哪些部位? ④与此分泌物的合成和分泌有关的结构有哪些?合成和分泌过程需要能量吗? ⑤这些分泌物的合成和运输的方向怎样?在核糖体上合成的分泌蛋白,为什么要经过内质网和高尔基体,而不是直接运输到细胞膜?内质网和高尔基体起到什么作用?这些由浅入深的问题不仅有助于学生理解,更激发了学生思维和探究问题的兴趣,取得了良好的教学效果。
3.引导学生讨论,促进学生合作意识的形成
新教材中编排的学生活动形式多种多样,如探究、观察、实验、讨论交流等,但每种活动中,都有讨论这一项。当学生获得了大量感性材料尚未得出结论时,组织学生进行讨论,互相启发、分析综合,不仅能促进思维的发展,更能加强学生的合作精神。当然,课堂教学也离不开学生的讨论,如:在讲到光合作用的应用时,提出问题让学生讨论:“要想提高‘大棚’农作物的产量,我们应采取哪些措施呢?”一些来自农村的学生了解农民采取的增产措施,但有的不知其原理,而一些来自城市的学生根本没见过大棚,这样的问题充分调动了大家的积极性,激发了他们的求知欲,课堂顿时活跃起来。有的说增加光照强度,有的说增加光照时间,有的说增加二氧化碳浓度,而增加二氧化碳浓度的方法有很多,可以增施农家肥,也可以在大棚内使用二氧化碳发生器等等,有的说适当提高白天的温度,但要适当降低晚上的温度,以减少夜间有机物的消耗,有的说可以合理密植……学生热烈的讨论再加教师适当的点拨和调控,学生对所学内容掌握非常牢固,而且感受到了合作的力量。课后我还了解到学生利用周末时间自发组织参观了一位同学家的“蔬菜大棚”,向当地农民了解了更多书本上没有实践经验,真正将理论和实践联系了起来,我想这就是课堂上的合作讨论激发了他们的兴趣和求知欲望的真实体现吧。
4.引导学生表达,促进课堂民主氛围的形成
一、把儿童的生活经验作为教学的起点
无论是数学的产生,还是数学的发展,都与现实生活有着密不可分的关系。教师在教学中要认真研究儿童的经验水平,根据儿童的已有经验设计学习方案,才能更好地推进学生学习新知识的进程。如学习《人民币的认识》这一内容时,在学习新课之前,教师提问:“关于人民币的知识,你们已经知道了哪些?”学生的回答尽管五花八门,但是真实反映了儿童在这方面的理解水平。只有这样切实了解儿童现有的生活经验,找准教学的起点,教师才能有效地引导学生学习。
新课程强调数学与生活的联系,注重数学情境的创设,在问题情境中激发学生的学习兴趣和探究欲望,让学生在自主探究过程中提高应用数学的意识和解决问题的能力。在教学实施时还要注意以下两个方面:一要从学生的实际情况出发。教师创设和提供的教学情境应恰到好处。这种情境既能引起学生认知的不平衡,又不过分超越学生已有的认识水平和经验,这样才能有效地引发学生探究的欲望,促进学生的认知发展。二要注意从教材的实际出发。数学问题生活化可以让学生在比较真实的情境中去体验、学习,但也未必每个知识点的教学都要联系生活。数学源于生活,要符合生活实际,但又不完全等同于生活,而要高于生活。所以,必须根据教学内容,从教材的实际出发,从学生的认知特点出发,恰到好处而又不生搬硬套。
二、要组织有效的数学活动
活动是数学学习的重要特征。《数学课程标准》指出:“教师应向儿童提供充分的从事数学活动的机会,帮助他们在自主探索和合作交流的过程中揭示规律,建立概念,真正理解和掌握基本的数学知识与技能,数学思想与方法,获得广泛的数学活动经验。”在教学“圆的认识”时,可以先发给学生一些画圆的工具:铅笔、线绳和图钉等,让学生利用这些工具画圆,体会画圆的方法,然后让学生自学用圆规画圆,接着让学生选一个圆剪下来,自己通过折叠、测量等手段研究圆的特征。通过这一系列活动的开展,学生能较好地理解圆的本质特征,从而提高学习的有效性。通过这些丰富多彩的数学活动,学生获得了愉悦的学习体验,同时也学会从数学的角度去观察事物,思考问题。
三、重视学生对知识生成过程的体验
数学学习并不是要让学生模仿数学家发现或创造数学的过程,而应成为学生经历一个真正的“再发现”和“再创造”的过程。“再发现”强调学生学习数学是一个现实的体验、理解和反思的过程。因此,教师要为学生提供“做数学”的机会,让学生在实验操作、自主探索、猜想交流中体验数学和经历数学。波利亚说过:“学习任何知识的最佳途径是通过自己的实践活动去发现,因为这样的发现理解最深,也最容易掌握内在规律、性质和联系。”如学习《长方体、正方体的认识》时,我让学生通过摸一摸、看一看、量一量、比一比、数一数等方法,发现长方体(正方体)面、棱、顶点以及长、宽、高等的特征。学生对知识生成过程有较为深刻的体验,主动获取知识,感悟知识,激发学生的学习兴趣,提高学习内驱力。
四、引导学生自主建构,自我发现
创新是一个民族进步的灵魂,发现是教学的核心。新课程的教学应是一种引导学生自主建构、自我发现,不断尝试和创新发现的过程。从发展论的角度思考,“发现”是实现学生可持续发展的基本核心,是学生终身学习的一种基本本领。鼓励学生去勇敢地面对认知矛盾,积极地去尝试数学问题,自主地发现知识的本质规律,是我们教学的出发点和归宿。如:圆锥体积公式的推导,每个学生都有一组等底等高的圆柱体和圆锥体容器,以小组为单位,每次拿出一对进行实验。学生进行几次的实验后反思:每对是否都一样呢?再如:圆柱侧面积计算的推导,学生沿圆柱侧面展开,学生就发现圆柱侧面展开是一个长方形(或平行四边形),长方形的长(或平行四边形的底)就是圆柱底面周长,宽(或高)是圆柱的高,求圆柱的侧面积就是求这个长方形(或平行四边形)的面积。这样学生通过自身的经历、体验、探究、建构,发现了事物之间的联系,找到了解决问题的方法。
五、营造和谐氛围,激发学生学习数学热情
关键词:构建;有效课堂;可持续发展
中图分类号:G633.91 文献标志码:A ?摇文章编号:1674-9324(2014)03-0182-02
伴随着课程改革的不断推进,中学生物学课程的改革也迎来了春风,新课程背景下,教师教学方式的改变促进了学生学习方式的改变。笔者以为,生物课堂教学的有效性,我们不能狭义地理解为基本知识与基本技能,以及考试分数,而是要通过有效课堂的构建,促进学生的可持续发展,这才是课堂教学有效性的核心价值。那么对于高中生物课堂,我们如何构建有效、和谐、愉悦的课堂,将课程改革的主动权紧紧抓牢,将大面积提高教学质量的凯歌奏响?
一、宜人的教学语言——有效教学的肥沃土壤
教师向学生传授文化知识、启迪学生思维、陶冶学生情操、进行思想教育的最重要的工具就是语言。教师形象、生动、精练、幽默、富有启发性的教学语言,能有效激发学生的学习动机。一旦学生有了正确的学习动机,求知欲望就会非常强烈,且注意力容易集中,也能有韧性坚持探索下去,在探索中勇敢地克服种种困难。笔者以为,教学语言的有效性首先体现在语言充满了情感,富有节奏感,是为师者在对教材的思想内容深刻体会后发自内心的饱含热情的真情实感。当然,教学语言的情感也不能太随性,也绝不能给人矫揉造作的感觉,而是一定要依据教材的内容,以情动人的效果才能达成。为了更好地吸引学生,将他们的积极性充分调动起来,节奏的快慢得当、轻重有度、张弛适宜都是相当关键的,恰到好处的节奏才能起到事半功倍的效果。此外,笔者以为,教学语言的有效性还应体现在含蓄幽默、耐人寻味上,语言的含而不露,把学生的思路打开而不急于告诉他们结论,不把本意全盘托出而对其进行烘托和暗示,让学生思而得之。在保证课堂庄重严肃、科学规范的前提下,将一些颇具情趣的短小故事、幽默逗人的比喻、发人深省的典故等适时插入,讲授也就格外具有启发性。如笔者在教学“细胞中的元素和化合物”这一知识点时,通过用“补铁、补血、效果好,朴血口服液!”“健康的体魄,来源于‘碘碘’滴滴”“用心的妈妈会用‘锌’”等这些学生在电视中常见的广告激趣引题。可见,教师的教学语言的精妙得当能启发学生运用自己的知识、经验和想象力去丰富和补充教学内容。它好似宜人的春风,拂得学生心智激荡,乐得学生学而不倦。
二、自主建构式——有效教学的绿色通道
课程改革中,我们提倡激励学生个体的自主学习,促使他们自主参与,给学生腾出自主学习的空间,使他们的个性得到张扬。笔者以为,自主学习主要表现在学生的主动建构,这是一种高品质的有效学习。生物学的有些知识并非一定要通过教师的讲授才能习得,可以将学生置身于一定的情景中,再借助其已有的学习经验并通过他人(包括教师和学习伙伴)的帮助,加上对必要的学习资料的利用,通过意义建构的方式而获得,这就真正体现了以生为本的教学新理念,学生真正成为了学习的主人,自主体验、自主探究、自主实践的品质在潜移默化中形成了,其间,教师作为学生建构知识的设计者、支持者和促进者,也是不可或缺的。如对“生态系统的类型和结构”这一知识的教学,往年的教学经验提醒自己,用教师介绍为主的教学方式,学生往往表现出一副淡漠的状态,通过课后与学生的沟通,了解到学生对这部分知识有过大致的了解。基于此,笔者果断地对本节内容的教学做了调整,以充分发挥学生的主观能动性为原则,以学生自主建构的方法来实施学习。笔者将生态系统的类型和结构的知识主线和提纲要求清晰地列了出来,并提出了一些问题来创设情境,学生通过自己看书,看教师提供的多媒体课件和素材等自主探究的方式,自主建构本节知识,将知识结构整理出来,最后让学生交流学习心得,达成共识,使学生进一步深化和提高此部分知识。
三、优化教学方式——有效教学的有力保障
提高课堂教学效率的有力保障是有效的教学方式,教学方式的优化直接影响着学生学习的效果。传统的教学手段,一般总是以教师的讲授为主,学生要靠强制性的记忆习得知识,渐渐地学生会觉得学习内容与自己的实际生活偏离甚远,尤其是那些烦琐、复杂的内容,单一化、教条化,缺少生动性、趣味性、灵活性的呈现方式,学生只是在被动地接受,很难做到自主探究。新课程背景下,教师开始关注教学方式的选择,我们一致认为要以学生的兴趣为出发点,要为学生的认知能力,学生的理解水平,学生的智力发展层次等做多方面的综合考虑。教师要结合自身的特长和教学风格,认真分析学生的实际情况,灵活运用教学方式,实现教学资源的最优化组合。如笔者在教学“细胞增殖”这一知识点时,对于细胞不能无限增大的原因和细胞的增殖方式这两部分内容,笔者分别用采取了不同的教学方法。在讲述细胞不能无限增大的原因时,笔者首先进行了演示实验,让学生对实验结果进行预测,之后请学生上台观察实验现象,并完成教材中的表格统计,学生通过分组讨论,推选了代表将讨论结果进行阐述,最后由笔者对细胞表面积与体积的关系限制了细胞长大这个结论进行了总结。在教学过程中,对讲述法、演示法、讨论法等多种教学方法进行了有效综合,让学生积极参与到探究过程中,他们兴致高涨,在润物无声中对这个结论达成了共识;而在教学细胞有丝分裂时,由于细胞分裂的微观化、抽象化,学生对此也没有相关的概念和印象,此时仅以书本上的图形作为资源是不够的。于是,笔者充分利用了多媒体的优势,将细胞分裂的动态变化过程呈现在学生的面前,并辅以相关的讲解,效果出奇的好。
四、评价多元化——有效教学的催化剂