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开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇生物学研究报告,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
科学家们通过基因研究解决了80年悬而未决的谜题:植物怎么知道何时开花?
这项研究通过了解简单植物拟南芥的开花机制,以便更好地了解水稻等更复杂植物中的相同基因的工作原理。
确定植物开花的适当时机,最重要的是这株植物是否能繁殖成功,涉及分子活动的序列、植物的生物钟和阳光等因素。华盛顿大学生物学助理教授今泉(Takato Imaizumi)说:“我们在这项研究中了解了名为拟南芥的简单植物的开花机制,这将使我们更好地了解在更复杂植物中的相同基因的工作原理,如水稻、小麦和大麦等农作物。”今泉已将这项研究的研究报告发表在了2012年5月的《科学》杂志上。
今泉说:“如果我们能够‘调控’植物的开花时间,加快作物在不同环境下开花结果的速度,就有可能增加作物产量。了解开花机制,将使我们掌握‘调控’的工具。”除了粮食作物,这项研究工作也将使生物燃料植物的产量更高。
在每年的特定时间,开花植物都会在它们的叶子上产生一种被称为“FLOWERING LOCUST”的蛋白质,诱导开花。一旦这种蛋白质生成,它就会从叶片转移到茎尖,茎尖是植物细胞未分化的一部分,这意味着它们可能成为叶,也可能成为花。这种蛋白质在茎尖开始发生分子变化,输送细胞,长成花朵。
众所周知,随着季节变化,白天的长短也会发生变化。植物使用一种被称为“生物钟”的内部计时机制来衡量白天的长度变化。在人类、动物、昆虫、植物和其他生物一天的24小时期间,生物钟与生物过程同步。
今泉和该研究报告的合著者们研究了一种被称为“FKF1”的蛋白质,他们认为这种蛋白质对植物感知季节性变化并知道何时开花的机制起了关键作用。“FKF1”蛋白质是一种感光器,这意味着它是由阳光激活的。今泉说:“我们一直研究的‘FKF1’感光蛋白质在每天傍晚表达,受到植物生物钟的严格调节,当这种蛋白质在白天时间较短时表达,它无法被激活,因为在傍晚时没有阳光。当这种蛋白质在白天时间较长时表达,这种感光器能够充分利用阳光,并激活涉及‘FLOWERING LOCUST’蛋白质的开花机制。”生物钟调节感光器促使植物开花的时间,这就是植物如何感知白天时间长度的不同。该系统使植物在日短夜长的隆冬时节不开花。
这一新发现来自对拟南芥的研究。拟南芥是一种十字花科的小型植物,往往用于基因研究。他们验证了爱丁堡大学生物学教授、该研究报告的合著者安德鲁·米勒(Andrew Millar)对引起拟南芥开花机制的数学模型的准确性。米勒说:“我们的数学模型帮助我们了解植物的白天长度传感器的工作原理。这些原理将用于对其他植物进行调控,如水稻,这种农作物对白天时间长度的反应是限制农民取得好收成的一个因素。对白天时间长度的反应也可以控制产蛋的鸡和鱼场的照明,所以了解动物的反应同样重要。关于动物的蛋白质还没有植物的这么好理解,但我们期望,可以将这一研究成果应用到实践中。”
研究报告
(1)人参锈腐病菌产孢条件研究 贾斌 金海强 赵贞丽 李熙英
(4)管氏肿腿蜂雌性生殖系统解剖结构的研究 胡尊瑞 徐志强 姜晓龙
(8)栎空腔瘿蜂形态及生物学特性 王景顺 王相宏 juli pujade-villar 张坤朋 姚献华
(12)不同状态下蒙古栎干部挥发物的分析 张丽萍 程彬 张晓军 左彤彤 邹建军 孙伟
(15)青海省坎布拉林场纵坑切梢小蠹发生危害特性研究 张登峰
(18)不同杨树品种对美国白蛾种群数量的影响 信善林 孔雪华 王绍文 王勇 吕英霞
(21)中华邻鞘叶蜂生物学特性初步观察 佘德松 冯福娟
(24)影响塞罕坝机械林场林业有害生物发生的气候因子及测报 毕华明 韩阳 李硕
(27)危害沙棘的新害虫——柳麦蛾 于春梅 钱晓澍 蔡英豪
综述
(30)我国枣树病害防治研究进展 姚太梅 张朝红 武媛林
(34)墨天牛性信息素研究进展和研究方法 匡先钜 钱明惠 黄焕华 黄咏槐 范军祥 沈木胜
实用技术
(38)几种药剂对银杏大蚕蛾的毒力测定和防效对比试验 董德军
工作论坛
英文名称:Acta Anthropologica Sinica
主管单位:中国科学院
主办单位:中国科学院古脊椎动物与古人类研究所
出版周期:季刊
出版地址:北京市
语
种:中文
开
本:16开
国际刊号:1000-3193
国内刊号:11-1963/Q
邮发代号:2-384
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1982
期刊收录:
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
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Caj-cd规范获奖期刊
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期刊简介
英文名称:Journal of Tropical and Subtropical Botany
主管单位:中国科学院
主办单位:中国科学院华南植物研究所
出版周期:双月刊
出版地址:广东省广州市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1005-3395
国内刊号:44-1374/Q
邮发代号:
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1992
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
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期刊简介
[关键词]生物教学 培养 学生能力
一、运用“过程探索式”教学,注重学生综合素质的提高
在课堂这一教学主阵地上,笔者改变过去的教学模式,运用“过程探索式”教学模式,即在教学过程中注重事情进行或事物发展所经过的程序,通过多方寻求答案,解决疑问。通过教师匠心独具的教案程序(含实验、实习程序)探索设计,采用适当的教学手段在教学过程中不断营造探索研究的氛围、情景和场面,使学生以探索者、研究者的主体角色出现,通过创造性思维方式对所学知识实现感性到理性的认识,并引导完成迁移运用,完成教学目标的过程。发挥团体优势,通过集体备课,集思广义,对教材中每一部分内容,精心研究、认真分析,找准探索点,创设探索情景,使整节课学生注意力高度集中、积极思维、大胆探索求知,获取知识的同时提高了各方面的能力,让学生真正成为学习的主人。
例如,在处理“DNA是主要的遗传物质”这部分教材时,通过对教材深挖细研,发现教材知识比较凌乱,知识点间缺乏过渡和衔接,并且先把结论提出来,学生学习兴趣不浓。针对这种情况,教师打破教材原有顺序,按照认知规律,沿着科学家寻找遗传物质的过程,来处理这节课。即不是先把结论提出来,而是让学生当“科学家”自己发现。在写该节题目时可这样写:遗传的物质基础;是主要的遗传物质,学生找到后再填上。针对知识不条理,本着有利于过程探索式教学方法,把有关载体、细胞核和细胞质遗传内容放在最后讲;遗传物质具备的条件放在噬菌体侵染细菌实验后通过观察归纳总结的方式让学生自己得出。把整体设计好后,再突破每个知识点。
改革实验教学,将验证性实验改为探索性、设计性实验。有些实验可提前做,变验证为探索,例“叶绿体中色素的提取和分离”实验,提到讲光合作用内容之前而不是讲完内容之后做。学生通过实验知道叶绿体中色素的种类并进而归纳总结出实验原理――不同种类的色素扩散速度不同造成的;有些实验边讲解新内容边做实验,例“观察根对矿质元素离子的交换吸附”就是这种情况;有些实验教师只提供材料和仪器,学生自己设计实验步骤,分析实验结果,得出结论,例“植物细胞的质壁分离和复原”、“酶受pH值、温度的影响”,学生在动脑设计实验步骤、分析实验过程中各方面的能力得以提高;有些实验需学生动手制作的,例“DNA模型制作”,通过这个过程,学生加深了对课本内容的理解和消化。
二、拓展学生课堂教学的外延,使课内与课外结合,构建生物学教学大课堂
学校的整体教学改革为这方面的实践提供了一个依托。为了适应学校课程改革的趋势,构建课内、课外相结合的生物学教学大课堂,相继成立了“生物科技小组”、“环保小组”和“爱鸟活动小组”,设立了除“生物学实验室”以外的“生物科技活动室”、“地球村”活动室、“和平鸽养殖园”和“植物园”等一系列的活动场所。这些活动场所的创设,宗旨是让学生自己利用生物科技活动室和生物学实验室,实施探索性改革,学生自备材料,自制标本,独立地到实验室进行研究。对于遇到的问题,学生可利用微机上网查找或到图书馆查相关资料,收到了良好的效果。
创设与组织丰富的课外活动也是生物学教学大课堂的一个组成部分。在生物科技活动室和“地球村”活动中,教师利用标本、挂图、模型以及电教设备等对整个地球的不同生态环境做了缩影,将理论知识形象化,调动了学生的积极思维,使整个学习过程更加生动、逼真,也使学生及时地了解到了生命科学的最新成果以及有待攻克的难题,激发了他们探索生物奥秘的意识。
宽松的生物学大课堂,不仅调动了学生学习生物学知识的积极性、主动性,学生在生物学方面的创意性活动也多了起来。我校“生物科技小组”的学生组织了一次“奇趣大自然”系列活动,该活动包括“20世纪最新生物科技动态”、“生物园”和“鲤鱼跳龙门生物学知识擂台大赛”等一系列妙趣横生的活动。
三、开展“研究性课题”研究,培养学生的探索精神和创新能力
为了将探索的触角延伸到学生的一切课余时间,让学生即使走出课堂、走出校门也能槁生物学研究与探索,决定在生物学教学中开展“研究性课题”的研究话动,首先将实验班中的每周3节课改为两节由教师主导,另一节完全由学生自由支配。整个过程的操作如下:
课题来源是教师设计和学生设计课题初审课题终审公布课题。课题研究:学生组成研究小组选择课题设计研究方案方案评审开题报告小组独立研究形成研究报告(论文)。成果总结:小组总结班级展示同学评论答辩会评审组评定成绩结题。
英文名称:Journal of Anhui Agricultural University
主管单位:安徽省教育厅
主办单位:安徽农业大学
出版周期:双月刊
出版地址:安徽省合肥市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1672-352X
国内刊号:34-1162/S
邮发代号:
发行范围:
创刊时间:1957
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
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中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
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中科双效期刊
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期刊简介
关键词 工科院校 分子生物学实验 改革
中图分类号:G640 文献标识码:A
On Biological Students' Individualized Practice
Education in Engineering College
――Take Molecular Biology Laboratory as an example
XIE Hui, SHEN Xiaomin
(School of Life Science and Technology, Xidian University, Xi'an, Shaanxi 710126)
Abstract In this paper, the author of the engineering colleges features, combined with years of experience in the course professor of molecular biology experiments, analysis of some of the drawbacks of traditional molecular biology lesson exist now leads aspects of molecular biology experiment teaching system in need of reform. Try to open innovation experiments, increasing the comprehensive design experiment, the introduction of the experimental research of teachers and teaching aspects reforms to achieve significance in molecular biology experiment teaching.
Key words engineering college; molecular biology experiment; reform
1 工科院校分子生物学实验教学存在的问题
1.1 课时紧张,实验项目大同小异
分子生物学实验课广泛存在于全国多数具有生命科学学院的专业实验课程中,一般均为专业必修实验课程。但由于多数工科院校对于理科课程分配的课时有限, 如本校分子生物学实验课程学期课时仅30学时。因此,教师要在有限的时间内达到大纲规定的培养目标和要求就直接导致了传统分子生物学实验教学内容上往往是选择一些基础实验进行讲授。这样实验课程往往成了走过场,使得学生不能真正认识到分子生物学实验在他们专业领域中的实际作用,进而会严重影响学生对分子生物学实验的学习积极性和学习兴趣。
1.2 压制学生的创造性
现在高校中绝大多数学生均为90后,由于接触到更多的新事物,他们对于事物的认知和渴望是非常强烈的。但是在传统分子生物学实验教学过程中,很多内容都是由实验教师提前做好充分的准备,学生进入实验室一般只会做一些老师设定好的简单操作就可以完成整个实验,对于很多重要实验原理具体技术路线,实际应用均不知晓。这样机械化的实验教学形式,不能激发现代大学生对实验动手操作的兴趣, 同时会影响他们对分子生物学实验教学的积极性,更为严重者还会导致学生对自己所学专业的失望。
2 个性化分子生物学实验教学改革分析
2.1 针对工科实践性特点安排实验
由于本校是一所工科院校,多数学生最终都要进入生产第一线,因此,一方面我们申请增加了分子生物学实验课程课时量,另一方面我们增加了分子生物学技术在尖端科研、疾病检测及环保领域应用的创新性、综合性实验,使学生能够直观地了解到自己所学的知识及实验技能能够学以致用。整个实验课教学体系分为三个主要部分进行:第一部分为五个基本实验,是所有学习分子生物学的工科学生必须掌握的最基本的基础实验技能,其中包括三个核酸提取实验、一个电泳检测实验、一个PCR反应实验。第二个部分为分子生物学基本实验技能应用、提高的实验内容,包括学生选做的三个实验。这些实验的目的在于培养学生能够应用分子生物学的基本实验技能解决一些实际问题,例如:聚合酶链式反应对疾病的检测、引物设计合成和功能性基因扩增、分子生物学方法高精度检测环境微生物种类及分布。第三个部分为综合性、设计性实验,主要是针对学生的不同特点,分组选择课题进行研究,完成后撰写并提交研究报告,该部分主要是学生根据所学知识和技能自主进行完成。
2.2 设立分子生物学实验开放性实验
首先在分子生物实验课程中尝试了开放式的教学模式,包括实验内容的开放(分子生物学实验教学改革中第三个部分的综合性、设计性实验)及实验时间的开放。在分子生物实验教学内容中,第三部分的内容为开放式的,学生可以根据自己的专业方向、兴趣自主选择研究课题,任课教师也可给出部分开放式研究题目供学生选择。此外,在分子生物学教学实验时间上也实行开放式,即学生可以在规定周次内的具体时间来实验室进行试验项目研究。通过开放式的实验教学模式,提高了学生自己动手做实验的兴趣,同时,方便了学生实验时间的安排。
2.3 科研转化分子生物学实验教学
通过近年来分子生物学实验教学的实践,将教师的科研课题转化为实验教学内容是一种很好的实验教学改革模式。首先,由于生命科学领域进展很快,甚至超越了电子信息技术,所以在一般的教师科研项目中,会有大量全新的内容补充到实验教学内容中,从而使实验教学内容能够不断更新;其次,教师的科研课题一般代表了该领域全新的研究内容和研究方法,这就使我们的分子生物学实验教学内容能够紧跟该领域的研究步伐,不至于过于陈旧、落后。同时,使得当代个性化发展的90后学生能在分子生物学实验教学过程中了解并掌握生产实践中的实用技术,为日后实践工作或继续深造奠定了扎实的基础。
3 结语
本文通过实践调研、教学经验、综合各工科高校优势培养理念后认为:新形势下分子生物学实践教育应以90后高校大学生为主体、生命科学学院专职、专业实验教师为主导力量。另外,辅以专业基础实验室、探究性学习实验室、本科生开放性实验、各类高端互动实验、创新性课题实验、生产实习与调研的全方位、立体化、多层次、高效率的分子生物学实验教育教学模式,有利于培养90后大学生分子生物学综合实验技能、创新能力、严谨精神、逻辑思维和科研素养以及90后生物专业学生分子生物学实验个性化实践教育的全面培养。
参考文献
[1] 王金发,何炎明,戚康标,等.开放式、研究性实验教学模式的创立与实践[J].高等理科教育,2007.76(6):97-100.
[2] (加)马克思 范梅南.生活体验研究人文科学视野中的教育学[M].宋广文,译.北京:教育科学出版社,2003.
[3] 黎平辉.教学情景中的教学个性化[J].湖北民族学院学报(哲学社会科学版),2008.26 (1):153-160.
[4] 郝福英,许崇任.整合实验资源,深化实验改革,培养生命科学基础人才[J].中国大学教育,2006(1):47-48.
[5] 屠平官,陈坚刚,李英姿,等.现代生命科学实验教学示范中心建设的实践[J].实验技术与管理,2006.23(3):1-4.
[6] 杨祖幸,孙群,赖春霞,等.浅析我校国家级生物科学实验教学示范中心的建设[J].实验技术与管理,2008.25(4):107-110.
[7] 陈小麟,庄总来,司卓亚,等.改建结合,创建国家级生命科学实验教学示范中心[J].实验室研究与探索,2006.25(8):950-986.
[8] 腾利荣,孟庆繁,逯家辉,等.国家级生物实验教学示范中心建设的研究与实践[J].中国大学教育,2007(7):36-38.
男人的花心跟存款之间是有联系的。当一个家庭中,夫妻双方收均衡时,他们的感情最稳定。至少这说明了一个问题:谁也不比谁差!两口子进日子就该这样,造成不要因为家庭而放弃事业,因为到头来这只会让女人越来越贬值!
点评:天天算计买萝卜还白菜的女人,或许是个精明的女人,却不一定是个有魅力的女人。
•男人最爱找教师做老婆
如今男人选老婆除了年龄与长相,更注重职业的范畴。有调查显示,在众多职业中教师是最被看好的。男性多认为教师的职业不仅崇高而且有一定修养,校园是个相对纯净的地方,竞争也相对不那么残酷,而且教师的待遇不错,以及每年都有的寒暑假可以更多地照顾家人与孩。这些指标都让男性觉得家庭压力相对小,生活与工作都放心。此外,公司高管、国家公务员以及文艺工作者分别排在2―4位。
点评:男人希望女人有更多的时间照顾家,无可厚非。可是哪个职业没有压力呢?
•夫妻吵架对太太健康影响最大
美国研究发现,夫妻吵架时,32%的男性会将心事与不快完全掏空说出来,而女性则只有23%会这样做。因此,妻子容易伤“心”,往后患上心脏疾病的风险较高。那些经常保持沉默的妻子,较那些时常向另一半抒发心中不满的妻子,前者的死亡率高出4倍。婚姻专家提醒:天下恩爱夫妻与情侣,都是懂得给对方台阶下,自己也会是个下台阶的高手。
点评:为了婚姻更为了健康,女人争吵时记得要一吐为快。
•对异性的吸引力也可以父传子
英国埃克塞特大学的最新研究发现,对异性的吸引力可以遗传。研究结果刊登在最新一期国际著名生物学刊物《现代生物学》。专家通过对果蝇的研究,发现吸引力可从父亲遗传给儿子的证据。尽管尚未得到检验,但专家认为这也适用于人类:“对异性的吸引力可以在动物王国遗传。这条原理同样可能适用于人类,潇洒帅气的父亲也会有一个魅力十足的儿子。”
点评:既是遗传,好坏都要照单全收。
•男人看异性的远大于女性
《英国皇家学会生物学学报》近日公布的一份研究报告显示,男人通过观看异性获得的满足感比女性要大得多。报告称,男性在凝视美女的面部或身体时,会触动大脑的“满足中枢”,从而产生,而女性却鲜有这种反应。美国杜克大学医学院神经学研究中心的本杰明•海登博士说,正因如此,男性会为了看异性照片而主动付出努力和金钱,《花花公子》永远比《花花女郎》畅销。
点评:窈窕淑女,君子好逑。
•研究称男人妻妾越多寿命越短
关键词:高级微生物学;硕士研究生;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)01-0154-02
研究生的培养不同于本科生,按教育部下发的《关于深化研究生教育改革的意见》(教研1号)所说,培养高层次人才的主要途径是研究生教育,它是国家创新体系的重要组成部分。该意见要求在研究生学习阶段,课程学习和科学研究要有机结合,强化培养学生的创新能力。高级微生物学是生物科学与工程学院生物工程专业学位研究生和微生物学学术型研究生必修的一门课程,是微生物学理论和实践相结合的一门课程,在研究生的课程中,具有举足轻重的作用。随着现代生物技术的飞速发展,新理论、新材料、新方法、新技术的不断推广应用,《高级微生物学》课程的教学内容也逐步变化,旧的理论、实验设备及实验方法有些已淘汰,新的已经补充。为了使研究生及时了解本学科国内外的发展现状与动态,提高其从事科学研究、教学与科技管理、指导生产实践的能力,本教学团队在多年的教学基础上,对研究生的“高级微生物学”课程进行了改革探索。主要针对教学内容、教学方法、考核方式等方面进行了改革,努力提高教学质量,积极培养研究生的创新能力。
一、修订教学大纲,优化教学内容
江西农业大学1957年创建了微生物学科,国内知名学者黄其望、欧阳谅等老前辈创建本学科。半个多世纪历经几代人的辛勤耕耘,微生物学科得以发展壮大。2003年本学科经教育部批准为硕士点,开始招收微生物学专业硕士研究生,而“高级微生物学”一直被列为微生物学专业硕士研究生的一门重要专业核心课程,该课程没有固定教材,讲授相关领域的最新研究进展是主要的教学内容,同时设定一定学时的讨论课。随着研究生扩招,研究生掌握的微生物学基础知识参差不齐。为了使研究生的微生物学基础知识得以强化,为了拓宽研究生的知识背景,“高级微生物学”课程以周德庆主编的“微生物学教程”和沈萍主编的“微生物学”为主要教材,教师讲授部分内容,学生自学部分内容。
根据学科发展和进步及时修订和完善教学大纲,新的教学内容分几个部分:
(1)简要介绍微生物学发展史,微生物研究与发展现状,巩固本科学习阶段的内容,夯实研究生学习高级微生物学的基础;
(2)根据微生物的特点,沿着微生物的形态结构、生长发育、新陈代谢、代谢调控等基本理论主线,阐述微生物资源开发利用和学科的最新成就;
(3)围绕微生物学基本技术和最新的技术方法,从微生物生态学研究与应用实践,微生物的分类与鉴定两方面讲解。
教师在授课过程中,要尽量结合科研和生产的实例,阐明微生物学现代技术方法、原理和应用,使学生掌握科学研究应具备的科研思路和常用的微生物学技术,引导学生在科研设计和实验中去提出问题,分析问题和解决问题。教师在结合国内外微生物学科的一级期刊以及Science、Nature等杂志上新近发表的微生物学相关研究成果授课过程中,让学生了解微生物学领域中的源头创新及科学效应,及时更新教学内容,使教学内容与时展保持同步。
二、改革教学方法,培养学生创新能力
大多数研究生认为研究生学习期间关键是要把实验做好,课程的学习不重要,学习目的不明确,学习态度不积极,所以经常有大量的学生缺课。有的研究生为了获取学分,不是深入探索学习相关知识,而是通过考试前死记硬背一些考试内容过关。如果老师要求写文献综述,很多学生为了完成任务,就在网上收集一些论文资料,不做任何分析,敷衍了事。研究生教育要求学生不但知识背景要宽泛,而且要有扎实的基础理论和专业知识,要达到这种目的必须是通过课堂教学而不是通过实验完成。因此我们试图改变教学方法,提高学生学习兴趣。我们将理论教学分解为精讲部分、讲座部分、自学讨论三个部分。把以教师为中心变为以学生为主体,充分发挥教师的引导作用和学生的主观能动作用。首先布置课前文献报告,再组织课堂交流,讨论文献相关问题,最后监督讨论后的研究报告和进程,把知识灌输改变为以重视能力培养为目的的传授知识。通过探究式、激发式教学方式,提高教学水平,培养研究生创新能力和创新意识。
三、开展专题演讲,锻炼学生综合能力
完成理论基础知识的讲解部分内容后,给每个学生设立一个主题,如重金属的微生物代谢研究进展、微生物来源天然产物的生物合成和组合生物合成、微生物代谢组学、细菌的信息交流、环境微生物基因组学、土壤微生物生态工程、微生物蛋白组学、未能培养微生物、新基因发掘和功能研究、农用抗生素的研究等,要求学生结合自己将来的研究工作进行选题。学生可利用互联网、图书馆查阅文献资料综合分析,写成5000字左右的综述(不含参考文献),制作PPT,安排一定的课时要求学生轮流上台演讲,其他学生和老师作为评委,根据其幻灯片制作是否精美、语言表达是否流畅、内容是否条理清晰、回答问题是否恰当等指标为演讲的同学综合评分。研究生通过这些新知识的学习,开阔了的学习视野,启发了思维,强化了学术研讨和文献调研的能力,奠定了科研课题研究工作的基础。
四、增设实验环节,增强学生实践能力
由于招生规模逐年扩大,研究生生源多样化明显。不同的生源掌握的微生物学实验技术差别明显,新生现状给研究生教学提出了新的挑战。由于是第一学期开设高级微生物学课程,很多学生尚未进入实验室,为了培养研究生严谨的治学态度和持之以恒的科学精神。我们在课程改革中增设了实验环节。在实验安排中,首先设计的是一些基础性的实验,如,土壤中好氧微生物的分离、纯化及无菌操作技术;细菌与酵母、放线菌与霉菌的菌落特征识别;普通光学显微镜的使用与放线菌染色技术及其形态和结构观察。随后根据学生将来的研究方向选题,设计实验方案,在老师指导下开展实验。例如微生物次级代谢产物研究方向的研究生,我们确定的题目是“放线菌发酵培养物对土壤及植株养分的影响”通过实验了解不同浓度的链霉菌代谢产物处理水稻种子,对种子萌发率、可溶性糖、叶绿素含量及根系活力的变化进行综合分析;以稻瘟病菌为病原菌对三叶一心期的水稻进行处理,以观察链霉菌对水稻幼苗抗病效应的影响。通过这个创新实验环节,一方面提高了不同生源学生的实验操作技能,另一方面培养了学生的学习主动性,同时,学生的团队协作精神也得到了提升。
五、规范考核模式,强化基础知识,考查思维创新
研究生课程考核模式主要有三种,提交课程论文、开卷考试和闭卷考试等。但这些考核方式均存在弊端,如课程论文,学生只是在网上拷贝现有的论文,不做任何的归纳总结。开卷考试则是学生把试卷拿回去,在网上搜索相关答案直接照搬照抄。闭卷考试时,学生就在考试前突击,死记硬背。总结经验,我们对高级微生物课程成绩的最终评定做了许多调整,量化各项指标。我们将考核内容设定为考勤5%+课堂交流25%+课外作业15%+期末考试55%,考勤考查的是到课率,课堂交流包括课堂问题的交流和由学生选定的专题演讲,课外作业为布置的每章节的作业,期末考试主要是讨论型的题型。增加平时成绩和讨论分析题型的比例,可以有效避免学生考前突击,考后就忘的现象,引导学生真正地用脑学习。
为了顺应现代生物技术的飞速发展,教师不仅要有宽泛的生命科学理论知识,而且其技术知识层次也要跟上现代生物实验技术不断更新的步伐。因此我们在研究生的高级微生物学教学过程中,随时关注高水平期刊文献,更新补充知识,及时引导学生密切关注最新的研究。教师从学习者实践体会方面得到宝贵信息和教学资源,促进了知识结构的不断更新,提高了教学水平,有效地实现了教学相长。
国内许多生物相关专业院校都开设了《高级微生物学》课程,各院校在教学内容组织、教学方法和手段、学生实践等方面各有所长,有许多值得我们学习和参考的做法。例如南京农业大学充分利用英文原版教材提供的课程网站、各类多媒体技术等教学手段,提高教学信息质量,关注前沿动态和最新科研成果,采用双语教学试点部分教学内容、建立网络交流平台的做法值得我们学习。当然在进行课程改革的过程中,会遇到一些问题,如在安排课程实验时,需要课时的保证和实验场地,由此影响了原来的教学安排,这就需要协调实验室和师资安排。我们将进一步探讨课程改革的可行性,尽可能地完善高级微生物课程教学模式,促进研究生研究性、自主性学习,完善知识背景和提升研究能力。
参考文献:
[1]于汉寿,杨冰.研究生高级微生物学课程教学改革与实践初探[J].微生物学通报,2011,38(7):1112-1116.
[2]马富英,余洪波,张晓昱等.试论研究生高级微生物学教学定位[J].教育前沿:理论版,2009,(3):24-27.
【关键词】分子生物学技术;实验教学;教学模式
基金项目:郑州师范学院校级课题项目(项目批准号:2012076)。
分子生物学技术是我国综合、师范、医药、农林类院校生物专业必修的一门基础课,也是生命科学的带头前沿学科,课程地位十分重要。我校是一所师范类的本科院校,在生物技术与应用专业开设了分子生物学技术课程。本课程内容主要包括分子生物学技术的基础理论、基本技术以及当前分子生物学技术研究的前沿领域。了解或掌握分子生物学技术的基础理论、基本技术及其研究方法对高级人才的培养具有重要的现实意义。然而,分子生物学技术的理论知识抽象、有深度、内容多,而且教学时间短(54学时),教学效果往往不尽人意。如何利用有限的教学时间取得良好的教学效果,是教师们最关心的问题。作为一名分子生物学技术课程的老师,就我院学生的情况在分子生物学技术课程教学方面存在的问题及教学改革的思路及对策谈几点看法。
一、分子生物学技术课程特点及存在的问题
(一)分子生物学课程特点
分子生物学是在生物化学的基础上发展、向生命科学各个领域拓展而形成的,是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构、功能及其相互间作用规律的一门实践性很强的学科。随着这门学科的飞速发展,使人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘,由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界[1]。另外,近年来的诺贝尔医学和生理学奖绝大多数都颁给了分子生物学相关的研究领域,这表明了分子生物学在整个生命科学中的重要地位。
(二)分子生物学技术教学存在的问题
1.过分依赖现代化教学手段
分子生物学技术内容庞杂、抽象,较难理解,并且涉及大量的实验技术和操作,在有限的时间内让学生理解和掌握大量的知识和技术是很难的,导致教学效果很不理想。随着多媒体技术进入课堂,教学效果有明显提升。该技术可将抽象的、理论的东西形象化,将空间的、难以想象的内容具体化,还可以在课件中展示自然界的直观现象、模拟实验过程和再现研究过程,提高了学生学习的兴趣[2]。但这也很容易产生一些负面效果,一是教学过程中教师和学生交流及互动的环节减少;二是学生无法及时消化吸收大量的课堂信息。
2.理论与实验教学比例失调严重
分子生物学技术课程是一门实验技术类课程,在我国师范类高校中分子生物学技术课程实验课时普遍较低,特别是处于本科发展起步阶段的师范院校,实验能力的培养得不到重视,特别是我院开设的这门课程,理论内容在一学期内都很难讲授完,几乎没有时间安排学生实验,更不要说让学生系统的掌握一项分子生物学技术了。由于实验课时很有限,很难保证学生对基本实验技能的掌握,对理论内容的理解也是一知半解,囫囵吞枣,学生的学习兴趣与积极性逐渐丧失。
3.综合型和研究型实验缺乏
综合型实验是将某几个相关的实验内容结合,培养学生运用所学知识和技能进行综合分析、解决问题的能力;研究型实验是学生在教师的指导下分析和解决实际应用问题,培养学生解决问题的能力[3];而知识验证型实验主要是验证知识、帮助学生理解分子生物学技术基本理论和实验技能,仅能够对学生的动手能力以及固定的实验操作进行培训。目前,实验课程的教学以知识验证型实验为主,缺乏综合型、研究型实验,不利于培养学生自主思考、自主设计、自主解决问题等实验能力。
4.实验教学经费匮乏
学校每年都在扩招,我院每次上学生实验课实验室内人数都在25个左右,又由于实验经费很有限,而分子生物学技术实验用的仪器设备、实验耗材和试剂都比较昂贵,根本无法让每一位学生都进行实验操作。结果导致实验课上只有几个学生经常动手操作,其他大多数学生坐等结果,这种现象严重影响了学生对实验课的兴趣,不利于学生动手能力和创新能力的培养。
二、分子生物学技术课程实验能力培养目标
分子生物学技术是一门实践性很强的课程,学生通过学习该课程不仅应掌握重要的理论知识,而且应掌握一些实验技术,更重要的是具备解决实际应用问题的能力。这种能力的培养单靠理论教学无法完成,必须将实验教学纳为课程教学的重要组成部分。通过实验教学可以将理论和实际运用结合起来,使理论内容易于被学生理解和掌握,提高学生的动手实验能力、专业应用能力,逐步建立独立的科研和工作方法,为继续深造发展和将来工作奠定良好的基础。
分子生物学技术课程的教学不仅要注重培养学生深厚的专业知识,更要注重培养学生运用专业知识和技术解决实际问题的能力,因此,本课程建设必须紧密结合教学实践。学生综合能力的提高需要通过一系列的实验项目和课程设计分阶段完成,以基础理论、基本方法和基本操作为基础,循序渐进地构建分层次的能力,由浅入深地不断提高。
三、分子生物学技术教学改革的思路与对策
1.充实理论内容,采用互动式教学法
近年来,随着分子生物学技术的迅猛发展,新知识、新理论、新成果不断涌现,这就要求我们教师必须敏锐把握学科发展前沿并及时充实到教学内容中,使学生对分子生物学技术课程有一种开放和发展的心态[4]。另外,只有与人类自身密切相关的知识,才能引起学生更大的兴趣,才能变灌输为启发,同时也才能使该课程为社会科学发展发挥更大的作用。在授课过程中,适当增加一些与疾病发生原理、药物和保健品开发、个体发育、生殖健康、生产生活和生活质量等有关的分子生物学技术研究内容,让学生觉得这门抽象的课程与自己的生活息息相关。进而能提高学生的学习兴趣,激发学生学习的独立性。
更重要的是,在教学方式上可采取课堂讨论、提问的互动式教学方法,同时与讲授教材、新进展专题系列报告的传统教学方法相结合。课堂讨论与课堂提问的互动式教学可以将分子生物学技术理论内容分成几个部分,同时将学生分成相应的组,每组同学准备一部分的内容,也可以让每一位同学准备一章理论内容或者自己感兴趣的专题报告,并选择在课堂上向全体同学讲解该部分内容,其他同学就该部分内容提出问题,所提问题由该组同学回答,不能回答的问题下一次课回答,最后由教师解答疑问并总结。
2.增加实验课时数和教学经费,充实实验内容
增加实验课时数,是进行分子生物学技术实验教学改革的前提条件。分子生物学技术发展迅速,运用广泛,是生物技术类学生进行实验和科研的重要手段。就目前的课时数而言,根本无法满足分子生物学技术实验教学需要。增加课时数,一方面可以适当增加些基础性实验,让学生学会分子生物学技术常规仪器设备的使用、试剂的配制及一些基本的实验方法,例如:基因克隆涉及的核酸提取、PCR、凝胶电泳等;另一方面教师可根据自己科研项目引导学生设置一些探究性实验,让学生查阅文献资料,自拟实验方案,制定技术路线,对实验结果进行分析讨论,撰写实验研究报告,这样有助于学生科技创新实验活动和自主能动性的发挥。
但是,由于分子生物学技术实验所需仪器设备、耗材以及试剂都比较昂贵,目前的实验教学经费不足以满足让每一位学生都能进行实验操作的需求。在这种情况下,一要积极申请实验教学经费,使学校加大对实验教学经费的投入;二每次进行实验准备前,可以通知学生,让无课并且有兴趣的学生参与到实验准备工作中来,使学生既可以熟练掌握仪器使用及试剂配制,又可增强其责任感,使其在进行实验时,能更加珍惜实验仪器和试剂,认真做好实验。
3.科研课题和实验教学紧密结合
高校要进行教学改革、提高教学质量,科研是关键。将科研课题以及科研成果应用于实验教学,能帮助学生及时了解最新科研动态及科研成果,提高学生对科研的兴趣,为其今后的发展方向提供有价值的参考[5]。本院有多位教师承担着校级、省部级及国家级科研项目,可以让有科研课题的教师带领一部分学生做科研,使学生熟练掌握与分子生物学技术课程基本实验方法的同时,建立科研思维。这样,可以真正做到实验教学紧密联系科研,以科研促教学,使学生参与到科研中,既可以让学生了解实验的全过程,又可以发挥其主观能动性,掌握实验技巧以及实验以外的其它知识技能。
4.培养学生阅读文献的习惯
查阅有关分子生物学技术研究新进展的文献,通过对学生进行重点讲解,让学生感受理论知识在实际生活中的应用,同时,也培养学生阅读文献的能力,使其了解当今生命科学发展的进展和热点问题。向学生介绍分子生物学技术研究领域一些重要的期刊,比如英文的期刊Pubmed (http: / / ncbi.nlm.gov/pumbed),Science Direct电子期刊(http: / / sciencedirect. com),Wiley Inter Science电子期刊(http: / / interscience. wiley. com/ journal finder. html)等;还有一些中文的期刊:中国知网、维普中文期刊、万方数据库等,选择代表性的数据库给学生演示一下如何查文献,尤其是自己对某方面研究感兴趣的文献,给学生提供了一个搜集学习资料的手段。通过查阅相关的文献,仔细阅读并逐渐地提炼自己的想法,本身就是一个不断学习和创新的过程,对学生以后毕业论文和进行科学研究论文的写作都是非常有帮助的。
5.构建多元化的考核方式
教师对所讲授课程进行考核是衡量学生对知识内容掌握情况的一种基本方法。考核方式多种多样,但怎样的考核方式才能真正起到衡量学生对一门课程知识的掌握情况,是值得我们每位教师思考的问题。为了减少学生在学习过程中出现平时不努力,考前突击的情况,我们增大了平时成绩的比重(30%)。平时成绩由听讲、回答问题、作业、查阅文献资料的总结报告4个方面组成;由于平时成绩所占总评成绩比重较高,学生上课听讲大都认真专注,每次理论课后学生都按时复习课堂讲授重点并按时完成作业;实验的设置也增进了学生对分子生物学技术部分理论知识的理解,从近5年的考试成绩来看,学生对本课程要求必须掌握的理论知识考试成绩有较大提升,且对基本实验技术理解更加深入。
四、结语
分子生物学技术的快速发展对教师的理论和实验教学都提出了更高的要求,理论教学可以使学生具备基本的知识内容,实验教学可以更有效地提高学生的实践、探究和创新能力,因此加强分子生物学技术实验教学是培养学生扎实的生物技术技能的立足点。本文结合本校实际情况仅对分子生物学技术课程教学改革提出了一些观点和经验,如何顺应分子生物学技术飞速发展的需要,仍需我们教师在教学过程中不断地进行总结和思考。
参考文献:
[1]朱玉贤,李毅.现代分子生物学[M].2版.北京:高等教育出版社,2002:1-3.
[2]王玲,秦永燕.分子生物学课程教学改革探索[J].当代教育论坛,2008(4):99-100.
[3]邓磊,赵文吉,胡德勇.遥感课程实践教学模式探索与教改实践[J].科技创新导报,2012 NO.07,136-137.
[4]范纯新,郭弘艺,唐文乔.细胞生物学教学存在的问题与改革思路[J].中国校外教育,10/2011,76,112.
99%未知的物种
评估地球上物种数量是一个巨大的挑战,目前美国印第安纳大学的研究数据结合生态模型的最大数据库,将提供一份严格的全新地球微生物种类统计报告。微生物非常小,人类肉眼很难进行观看,其中包括:单细胞生物、细菌、古生菌和某些真菌。”
这项最新地球物种评估报告是基于数学方法得出的,其中包括:大型数据库交集和通用比例定律。该研究报告详细内容发表在近期出版的《美国国家科学院院刊》上。生物学家发现比例定律能够精确预测植物和动物种群数量,例如预测某一地区可能增加的物种数量。研究人员计算全球35 000个地点显微和非显微物种数量达到560万,基于比例定律可推测全球物种数量达到1万亿种。
科学家结合来自政府、学院和公民科学来源的植物、动物和微生物数据,一项最全面综合的地球物种评测报告显示,地球上可能存在着1万亿种不同物种。这至少是之前评估数据的10万倍,意味着地球上99.999%的物种未被发现。
不可思议的生态系统
先别说外星生物了,地球的海洋地壳中就存在着一个不可思议的生态系统,挑战我们对生命的认知。
海底玄武岩面积十分广阔,几乎覆盖了地球三分之二的表面,这个环境几乎不含碳,但是包含活性矿物质和水,对于微生物来说是极佳的生活环境。然而,过去人类几乎还没有怎么探索过这个环境……对沉积层的钻探将提供压实、无污染的完美样本,易于研究。玄武岩则相反,透水、有碎纹、多空隙,钻探只能获得不到30%的岩石,而且很容易被污染。但无可置疑,在数千米的海水与岩石之下,隐藏着这个星球上最大的地内微生物生态系统。
21世纪是微生物的时代
科学家在每个角落都发现了它们:人体、房屋、云层……甚至在地壳深处,都有它们的踪影。15年前我们就已经知道,地壳内蕴藏着巨大的生物量,而这些生物对于地球运行的影响仍然是个谜。
“破纪录了!我们在海床下2 458米处发现了完好无损的微生物细胞。”最近一个由地质学家和生物学家组成的团队如是宣布。这一发现来自他们对太平洋西部大陆边缘的大规模勘探,该项目开展至今已有3年之久。人们从来没有在大洋下如此深的地底发现过生命。没错,这些微生物是活的,而且还挺活跃。研究人员小心翼翼,杜绝了任何样本污染的可能性。不仅如此,他们还令这些微生物在实验室中成功繁殖。
与15年来的各种发现一样,这一成果证明,生命不仅占领了整个地球的表面,也占据了大陆地底,乃至海洋地底。科学家们在太平洋地底打出的这个直径为45厘米的深洞超乎想象。它表明地内生物受到的唯一限制似乎只有温度了。
不过,虽然很难想象有生命能够忍受超过 120℃的高温(这一纪录由一种古生菌保持,它能忍受高达121℃的高温),但这个极限温度根据地质环境,有可能在地下极深处才出现。目前,勘测的难点在于海底热泉附近的地下实在是太热,无法钻探。假如勉强钻孔有时会产生很大的危险。不过在沉积区域,温度只会随着深度的增加而缓慢上升。
一个庞大的地下王国
这次的钻探仅仅钻到海床下2 500米,温度只升到了60℃,这意味着在更深处,很可能在4 000米以下还会有生命存在。从这个钻孔往下“看”,我们可以想象到这个地内王国有多庞大。数亿立方千米的岩石和沉积物――就在不久前我们还认为是毫无生气的地方――形成了一个极度庞大、多样化的,尤其神秘的世界。比如说,很难理解为什么微生物的聚集密度随着深度变化而有如此之大的差异。
在沉积层最上的十几米中,平均每立方厘米的空间里生活着1亿多个细胞,而下到500米处,这个数据就急剧下降到100万,再到1 500米处,只剩下百来个细胞。接下来根据所穿过的不同地质层,这个数据可能会有一些震荡,然后在2 458米处,也就是钻孔的最深处,这个数据又回升到了1万。如果说微生物能在地底几千米,高压、无氧、无光、无水的环境下生存的话……为什么它们的数量又不那么多呢?这让研究人员感到十分惊讶。
为解释微生物如何侵入地壳,科学家目前提出了两种假说:要么是它们的祖先穿越了层层断岩下到深处;要么它们本来就在地球内部诞生,随后才爬上地表生活。而在这次的发现中,生命似乎做了第三种选择。研究团队指出,在最深的岩层中提取的DNA呈现出与林地微生物 DNA十分相似的序列。他们还找到了许多在陆地上十分普通但极少见于传统海洋沉积物的细菌。
不过分析表明,这些沉积层曾是潮湿的土壤,长满植物,也富含煤矿,在2 000万年前由于地壳运动而深埋在了大洋深处。
这一切仿佛显示,我们面对的是一个被吞没的世界:原先位于陆地的整个生态环境连同它内部的有机物质沉入海底之后,原有的一些微生物成功地在地下存活了2 000多万年。
生命仍存诸多秘密
目前,科学家尚不知道这些微生物被埋在地下之后,是什么都没做,只是静静地待在那儿呢,还是主动地去适应周围环境,又是如何适应的。研究人员甚至不知道地底深处所有的微生物是否都具有相同的特征。
ADI包括八个阶段:① 识别任务和指导问题;② 设计方法并收集数据;③ 分析数据并构建初步论证;④ 论证会议;⑤ 外显的反思讨论;⑥ 写研究报告;⑦ 双盲的小组同行评审;⑧ 报告的修改和提交。近年,ADI研究团队基于以往研究进一步完善了ADI教学模型,并开发教师设计与应用ADI在科学实验活动中的教学资源。现就实验教学中应用ADI的一些资源与设计过程进行阐述。
1 ADI应用书籍
ADI研究人员在NSTA出版了一系列指导教师和学生在科学学科中应用ADI的书籍,教师可直接或修改后使用其实验教学方案。
2 设计工具
教师可以通过修改现有的实验活动或使用工具来设计一个全新的应用ADI的实验教学方案。ADI研究团队开发并制定了相关工具,包括实验讲义模板、同行评审指南、研究方案建议模板。
2.1 实验讲义模板
实验讲义主要引导学生开展ADI实验活动的①~⑥阶段。教师可借助实验讲义模板制定实验讲义,模板包括以下几部分内容:“简介”“任务”“材料”“安全措施”“是否需要研究方案建议”“开始”“跨学科概念和科学与科学探究的本质”“初步论证”“论证会议”“研究报告”。① “识别任务和指导问题”阶段,会用到讲义的三部分内容:“简介”,包括该研究的背景信息和用来指导学生收集、分析和解释数据的法则、理论、原理或解释的概述及需要研究的现象;“任务”,明确研究的目标和研究的指导问题;“材料”,可供学生设计研究方案。② 设计方法并收集数据”阶段,讲义注明“安全措施”,用来解释在实施实验时任何会发生的潜在危险及提示避免危险的行为;提出“是否需要研究方案建议”,若学生需要,教师则给学生相应的研究方案建议模板,学生据此设计实验方案;在实施实验“开始”,讲义提示学生明确需要收集的数据类型、收集数据与分析数据的方法;完成实验后,讲义还提示学生思考与研究相关的“跨学科概念和科学与科学探究的本质”。③ “分析数据并构建初步论证”阶段,讲义提示构建在白板上的“初步论证”包括指导问题、主张、证据、理由。④ “证会议”阶段,讲义提示该阶段的任务是分享自己的论证和批判别人的观点,并提示批判的问题。⑤ “外显的反思讨论”阶段,讲义中所有涉及研究的问题都会被讨论。⑥ “写研究报告”阶段,讲义介绍需要写作的三个问题:“你想回答什么问题,为什么?“你研究期间做了什么,为什么用这种方式进行研究?”“你的论证是什么?”
2.2 同行评审指南
同行评审指南可直接或修改后使用。在⑦ “双盲的小组同行评审”阶段,该工具让各小组根据评审标准打出“评审等级”并作出解释,以帮助学生评估报告中具体要素的质量。被评审者在⑧ “报告的修改和提交”阶段中,则需要根据这些评审反馈在该指南上作出对评审者的评价,且注明修改或不改自己研究报告的原因。而“教师评分”这一部分则在学生递交研究报告和同行评审指南后,教师再进行评价。
2.3 研究方案建议模板
研究方案建议模板是在ADI阶段②中使用,用于提示学生完成实验方案及数据的收集和分析,分为描述性实验方案模板和比较或实验性方案模板。前者主要用于验证某一主张,后者用于判断不同主张的正确性。
3 设计过程
3.1 确定指导问题和任务
教师首先要确定指导问题和任务,问题和任务的设计应该与课程标准中课程目标、内容标准及核心概念等直接相关;或教师可使用现有实验活动的目的来帮助制定任务和指导问题。将高中生物必修一“影响酶活性的条件”设计为应用ADI的实验,可使用现有实验活动目的来帮助制定任务和指导问题,而本实验的目的是让学生明确酶起催化作用一般需要适宜的温度和pH。故任务为:设计和实施一个实验,探究“温度和pH的变化如何影响酶活性?”。指导问题为:温度和pH的变化如何影响酶活性?
3.2 确定学生需要的材料和信息
教师可以使用现有实验活动的指导材料作为参考,确定学生需要的材料和信息。确定学生需要的信息主要包括实验材料、器材的使用方法、实验方法、实验现象的解释等。
3.3 确定反思讨论内容
基于美国背景,需要确定一或两个跨学科概念及科学本质和科学探究本质的概念在阶段⑤讨论;基于我国教育情况,教师可确定与该研究相关的讨论内容。“影响酶活性的条件”中,需要讨论的内容可为:(1)温度和pH的预处理时机?(2)为保证实验结果的正确性,要仔细分析设计实验方案,正确进行实验操作,避免无关变量的影响。(3)酶的作用条件比较温和的原因是什么?(4)如何探究酶的最适温度和最适pH?……
3.4 编写实验讲义
按照上述实验讲义模板编写实验讲义,主要需要编写活动最开始的“简介”,再根据之前确定的内容填充讲义模板。对于“影响酶活性的条件”,编写的简介可包括三部分内容:酶的概念及本质;酶活性受温度和pH影响的实例介绍;变量、因变量、自变量、无关变量、对照实验的解释。
3.5 准备教学材料
教师给学生准备在课堂中使用的教学材料除了实验材料外,还需要白板或电脑、笔、研究报告纸、实验讲义、同行评审指南、研究建议模板。
3.6 编写实验方案
根据以上信息及ADI的八个阶段内容可编写应用ADI的实验教学方案。
4 总结
论证探究式教学模型是研究成熟的应用于科学实验教学中的科学探究教学模型。将ADI用于科学实验中,学生参与不同种类的论证,让学生真实体会科学知识的产生过程,体验科学家通过收集和分析数据得到证据从而支持自己主张的过程,体验主张受到批判和评价并给予反驳的过程,体验论证不断修改完善的过程。将ADI应用于科学实验虽是一项不小的挑战,但教师可使用ADI研究团队已开发的书籍、工具等设计实践ADI实验教学。
参考文献:
[1] Driver R,Newton P&Osbome J.Establishing the norms of scientific argumentation in classrooms.Science Education,2000,84(3),287-313.
[2] Duschl RA&Osbome J.Supporting and promoting argumentation discourse in science education. Studies in Science education,2002,38,39-72.
[3] Sampson V,Grooms J.Science as Argument-Driven Inquiry:The impact on students’conceptions of NOS.Paper presented at the 2008 Annual International Conference of the National Association of Research in Science Teaching(NARST).Baltimore,MD.