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2001年教育部首次以文件的形式在《關于加強高等院校本科教學工作提高教學質量的若干意見》中提出了“積極推動使用英語等外語進行教學”、“本科教育要創造條件使用英語等外語進行專業課教學”的要求。全國各高等院校積極響應,紛紛開展基礎課和專業課的雙語教學實踐,并取得了顯著的成效。2007年8月,教育部又進一步下發了《關于啟動2007年度雙語教學示范課程建設的通知》,并指出從2007~2010年間共支持500門雙語教學示范課程。為了響應教育部2001年提出的專業課程教學改革的要求,中南大學資源加工與生物工程學院自2002年開始對生物化學、分子生物學等課程采用雙語教學。十年來,學生的反映以及課程考核成績都充分顯示了雙語教學的優勢。2011年底,本人參加了中南大學第六屆“三十佳”教學競賽,《分子生物學》課程雙語教案最終入選了“十佳教案”。通過這次比賽,本人對《分子生物學》課程雙語教案的編寫有了如下一些認識和體會。
一、教案的重要性
教案是課堂的藍本,但是,隨著信息技術的發展和計算機的廣泛應用,更多的教師選擇計算機、投影儀等一系列的電教設備進行教學。特別是非師范類高校畢業后留校任教的青年教師,他們大多具有良好的專業知識和科研能力,但是教學水平和能力卻往往不是很高。由于PPT課件可以更直觀地向學生講授知識,動畫和圖片還能吸引學生的注意力,這便使得越來越多的教師在備課時,更傾向于精心準備課件,而忽略了教案的編寫。這說明了他們還沒有認識到教案在課堂教學中的重要性。一些教學專家鄭重指出,講課、課件、教案是提高課堂教學質量的三個“制高點”,一個思路清晰、內容簡明、結構合理、要求具體的教案可用做多媒體課件制作的腳本。
首先,教案是實現課本知識轉化的必需環節。一般認為,教學活動的邏輯起點是讀懂教材,而第二步,也是最重要的一步就是將知識傳授給學生。教案就是連接這兩個步驟的關鍵節點。教師讀懂教材后,必須將自己領悟的知識點、講授方法、重點、難點等關鍵部分歸納總結到教案中來,然后再在課堂上按照教案的記錄和描述,將知識點完整有序地講授給學生。正因如此,授課能力的高低和授課效果的好壞也會直接反映在教案中,這也是我校舉辦“十佳教案”比賽的評分依據所在。
其次,教案可以保證教師課堂教學的有序性和計劃性。教學經驗不能成為授課效果好壞的根本保證,要想使課堂教學有目的、有計劃地進行,就需要教師編寫教案。課堂教學的全面性要求教師在上課前要博覽群書、搜尋最新的教學材料,更需要教師對自己的教學進行精心的設計和規劃,要對教學目標的實施有目的性,而這些內容就需要詳細地編寫在教案上。所以教案設計質量如何,往往是一節課成敗的關鍵。如前所述,特別是青年教師,在上課之前,不可能對設計的教案熟記于心,可以將教案放在講臺之上,偶爾翻閱一下,不僅可以提示教師循序教學,還可以防止教師上課時思維短路導致的時間浪費。
第三,教案是提高教師教學和科研能力的主要途徑。編寫教案不僅給教師提供課堂教學的藍本,還可以鍛煉教師的寫作表達能力。搜尋資料,歸納總結還可以間接地提高教師自身的學術素質。另外,教師的教學質量如何,主要取決于教師的責任心。而教師的責任心,首先表現在是否能夠認真備課和編寫教案。而且,教案可以積累起來,成為科研第一手材料。編寫教案還能為教師改進教學模式,改善教學方法提供一定的參考。
二、《分子生物學》雙語教案的特點
“‘雙語教學’這個概念出現伊始,教育界就存在兩種看法或觀點”:狹義的“雙語教學”是指學校中使用第二語言或外語講授學科內容的教育,廣義的“雙語教學”那就是指使用兩種語言的教育,使用兩種語言教學是適應新時期的教學體制要求。《分子生物學》課程是高等學校生物類相關專業的主干課程之一,《分子生物學》雙語教案是為了配合該課程的雙語教學而專門編撰的。但是《分子生物學》課程雙語教案的編撰又因課程本身的諸多特征而體現一些獨特之處。
(一)雙語教案的前瞻性。
《分子生物學》是面向生物工程、生物技術以及生物科學等生物類相關專業開設的主干課程。分子生物學的發展日新月異,很多理論尚在研究階段,許多重要的結論還需要從更多的,最新的學術論文中總結和挖掘。但一些青年教師對教材的選擇存在單一性,在編寫雙語教案的時候,覺得只選一本英文教材就完全可以滿足備課需要了,其實課堂還可以接納更多重要的新知識。“我所講授的《分子生物學》課程的雙語教案,是在科學出版社出版的國外引進英文教材《分子生物學精要速覽》第三版(Instant Notes in Molecular Biology,P.C.Turner著)基礎上”,同時摘錄《分子生物學精要》第二版(Essentials of Molecular Biology,GeorgeM Mlaacinski等著)、《分子細胞生物學》(Molecular Cell Biology,Lodish等著)、《細胞與分子生物學》(Cell and Molecular Biology,Gerald Karp著)等多部國外優秀教材的重點章節以及在Nature,Science,Cell等世界權威學術期刊上發表的一些最新研究成果編撰而成。為了使雙語教案更為完整,教案中所提到的摘錄文獻中的相關內容都在該教案的下方備注部分注明相應的參考文獻。這樣不僅有助于教師更詳細地查閱新知識,也使得雙語教案的編撰更具有系統性和權威性。
(二)雙語教案的簡明性。
《分子生物學》雙語教案不是英語筆記,更不是簡單的中文教案的翻譯,教案必須要在系統性和整體性的基礎上表現出簡明性。有些教師的教案一個知識點寫了七八頁,甚至十多頁,這樣一來,一學期僅課程教案就是一個不小的工作量。其實,從教案編寫的本身來看,它只是教師教學之前設計的一個藍本,不必要的贅述只會影響教師的教學安排。在本人的《分子生物學》雙語教案中,每一節課的教案簡單地分成七個部分:教學時間(Time)、具體教學目標(Goal)、教學方法(Method)、教學方式(Teaching aid)、教學大綱(Outline)、重點和難點(Emphasis and Difficulty)以及問題(Questions)等。需要指出的是,重點和難點是課堂的精髓,沒有重點和難點也就無法保證教學質量。因此,教案中每一章的重點和難點必須特別列出。此外還要配有課堂講解重點和難點時所使用的關鍵圖片及相應文字說明,以便備課時反復揣摩,認真準備,力爭用樸實的語言闡述重點和難點中包含的深刻理論,深入淺出地將知識要點傳授給學生。雙語教案不是課堂的講稿,但是它必須涵蓋課堂講稿的全部內容,這一點不僅體現了雙語教案的簡明性,還體現了它精煉的特征。
另外,需要指出的是,在各章節教案中,還得根據該章節需要掌握的知識點,列出一些具有點睛意義的問題(Questions),這些問題既可以用做課堂提問以及學術交流,也可用做課后作業題,同時還可以作為期末考核的備選題目,這部分更是該教案對學生進行啟發式教學的集中體現。圖1為該教案的基本結構圖,從中可以看出,教案列出問題部分與重點難點部分相互關聯,相輔相成,這樣就可以鞏固學生對課堂重點難點的掌握程度,對課堂教學的內容進行整體的而有效的把握。
(三)雙語教案要以學生為主體。
教案的真正目的是服務于課堂,雙語教案固然也不能違背這個原則。雙語課堂相對于普通課堂來講,第二語言的作用顯得十分關鍵。英語是中南大學《分子生物學》雙語教學的第二語言,所以,很多學生更希望通過分子生物學這門課程,來提升自己的英語水平,從而一舉兩得。如果教師要想抓住這一點來調動學生的上課積極性,就必須有一個適應學生的授課方法。而這種方法在雙語教案中是必須要體現的,因為備課不是簡單的撰寫教案,而是將自己將要講述給學生知識的過程提前用教案記錄下來,這更是教案的關鍵性所在。“本次《分子生物學》雙語教案的編撰從教學方法上體現出了以學生為主體的特點。課堂不只是講,關鍵是練,更多的是關注學生的接受程度。所以在雙語教案的教學方法章節中,以主要的篇幅寫出了課堂提問與練習的部分”。
讓學生發現問題,讓學生自己去尋找答案,給學生講解問題的機會是該《分子生物學》雙語教案的“以學生為中心”的啟發式教學特色的體現。在本次教案的編撰中,教學方式的部分簡單寫出了下一節課所涉及的一些問題,而這些問題是在本節課上通過教師的引導和暗示學生自己提出的。這些問題也是留給學生的課后作業,學生通過查閱相關書籍和文獻來解決這些問題。這個部分是整個教案的關鍵,它不僅將有限的課堂教學拓展到更廣闊的課外學生研學之中,還發散了學生的思維,使學生真正掌握了學習主動權。
三、對編寫《分子生物學》雙語教案的幾點思考
(一)取長補短,寫好雙語教案。
目前高校中的雙語教學還存在一定的誤區,很多老師認為雙語教學就是選一本英文教材,將漢語版教案直接翻譯成英語版本,在課堂上用兩種語言講課就可以了。事實上,雙語教案的編撰更要具有系統性和整體意義。這就要求教師在編寫教案的時候,繼承漢語教案的優點,補充雙語教學所需的部分。如果雙語教學只是為了將漢語換成英語,那么英語基礎本來就差的學生會變得成績更加下滑,因為課堂上原來漢語能懂的課程現在也不能理解了。所以雙語教學的目的是“在保證了之前漢語教學質量的前提下,使學生能夠自然而然地去接受英文授課(伴有部分的中文解析)和英文教材,同時還能擴大學生的專業英語詞匯量,使學生更容易閱讀和理解英文文獻,為將來的專業和科研工作打下良好的基礎”[5]。
(二)拋磚引玉,鼓勵學生思考。
課堂是一個有機的整體,教師是主導,學生是主體。作為課堂的靈魂——教案更應該體現教師的引導意義。在雙語教案的編寫過程中,各部分章節必須有所側重。需要指出的是,教學目標和學習目標是兩個完全不同的概念。教學目標是指,從教師輸入的角度來描述教師想在這節課中做什么,而學生學習目標則是從學生輸出的角度來描述希望學生能獲得什么。如果教案像備課筆記一樣,只記錄教師需要講什么,講到哪里,這就完全喪失了教案的含義。那么如何完成教學任務中的學習目標?這也是教案編寫的關鍵。教師的引導作用體現在課堂教學的“拋磚引玉”,如前所述,《分子生物學》雙語教案需要列出問題部分,這些問題主要是學生提出的,但是需要教師的引導。具體的引導方式也應該編寫在教案上,如將學生分成幾組討論、前期作業布置等等方式。鼓勵學生思考是雙語教案編寫的一條重要思路。
(三)提升自我,豐富教案,升華課堂。
分子生物學是一門不斷生長,生命力旺盛的科學。教師是教案的編寫人,更是執行人,寫好教案不是目的,最主要的是升華課堂內容。在面對分子生物學這門新知識、新概念、新技術和新應用層出不窮的學科時,教師需要隨時關注分子生物學領域的最新發展動向,不斷充實自己,才能保證分子生物學的課堂上永遠充實著新的生命力。教師提升自我應該是多方面的,因為授課方法總是靈活多變的,我們總是希望學生在課堂上能興致勃勃,精力充沛,但前提是我們教師需要給學生提供這樣的條件。所以面對結構簡明的教案,教師應能合理地組織自己的語言,盡量做到情感飽滿,深入淺出,讓學生在輕松愉快的環境下接受新知識,并在教師的引導下進行思考和記憶,這樣不僅可以保證學習效果,還可以增進教師和學生的感情交流,活躍課堂。同時可以給學生提供一些他們難以獲得的文獻,最好是內容新、難度適中的外文文獻,這樣還開闊學生的視野,加深對課本知識的理解和掌握。同時,教師也可以通過專題培訓等方式來提高自己的授課技巧和專業素質,取得優異的教學效果。
四、結語
雙語教學的改革是我國為適應全球化趨勢,培養具有國際視野的復合型人才而提出的具有劃時代意義的舉措。這項舉措的實施,使得我國各大高校的相關專業課的教學取得了很大的成果。中南大學資源生物院的《分子生物學》課程雙語教學的改革的顯示了較高的優越性,同時與之相配套的雙語教案的編寫也是許多青年教師必須重視的問題。教師需要在教學中總結和歸納,教案的編寫更應以問題為基礎,以學生為主體,同時在教學實踐中提升自我,豐富和完善教案,從而升華課堂。
參考文獻:
[1]曾志新,劉旺玉,林穎.我國現行雙語教材建設模式探索與實踐[J].高校教育管理,2007,1(5):85-88.
[2]李煜.關于雙語教案設計的幾點看法——以國際商務談判為例[J].重慶科技學院學報(社會科學版),2010,22:201-204.
[3]楊宇,夏金蘭,柳建設,邱冠周.雙語教學方式在生物工程專業基礎課中的探索[J].藥學教育,2006,22(6):21-23.
課題
生物圈中的人綜合復習
學科
生物
學段: 初中
年級
八年級
教材
書名: 《生物學》 出版社:人民教育出版社 出版日期:2012年10月
教學設計參與人員
姓名
單位
設計者
張晗
北京市第十五中學
實施者
張晗
北京市第十五中學
指導者
潘青
西城區教育研修學院
課件制作者
張晗
北京市第十五中學
其他參與者
教學目標及教學重點、難點
教學目標:
1.知識目標:
(1)通過分析“糖類物質”參與生命活動的過程,描述人體幾大系統的結構,概述各系統的功能。
(2)構建人體內生命活動的知識網絡。
2.能力目標
(1)應用生物學知識解釋生活實踐中問題的能力。
3.情感目標
(1)認同人體是一個協調配合的統一整體。
(2)確立局部與整體觀、結構與功能觀。
教學過程(表格描述)
教學環節
主要教學活動
設置意圖
一、導入
【講述】生物圈中的人是初中生物學中十分重要的一個主題。
【講述】關于人體各部分的結構與功能,讓我們從“糖”的經歷說起。
明確本節內容在初中生物學習中的重要地位。
導入內容。
二、復習內容
1.消化系統
【講述】“糖”從口入。主食中含有大量的淀粉,吃饅頭時我們通常會感覺到甜味。
【展示】探究饅頭在口腔內的化學變化
【講述】淀粉在口腔中初步分解為麥芽糖
【展示】消化系統結構
【講述】麥芽糖進一步經過的結構與消化過程。
【展示】三大營養物質消化曲線
【講述】三大曲線對應的營養物質;三大曲線均在小腸處迅速減少,說明小腸是消化的主要器官。
【展示】小腸皺襞及絨毛結構
【講述】小腸是吸收的主要器官。
通過淀粉的消化過程復習消化系統的結構與功能。
2.循環系統
【講述】小腸絨毛周圍毛細血管吸收葡萄糖
【展示】毛細血管結構
【講述】毛細血管利于進行物質交換的特征。
【展示】葡萄糖被吸收后所經過的血液循環路徑
【展示】心臟結構圖
【講述】心臟由肌肉組成,肌肉的收縮為血液循環提供動力。
【講述】葡萄糖運輸至全身各級毛細血管處將與組織細胞進行物質交換,進入細胞。
【展示】呼吸作用反應式
【提問】呼吸作用的氧氣來源?
通過葡萄糖在血液中運輸的過程復習血管、心臟的結構特征及血液循環路徑。
3.呼吸系統
【展示】氧氣進入組織細胞的步驟
【展示】膈肌收縮舒張狀態圖
【講述】膈肌運動導致氣體進出的原理。
【展示】呼吸系統結構
【講述】呼吸道對氣體的處理作用
【展示】肺泡結構
【講述】肺泡利于氣體交換的結構特征。
【展示】紅細胞結構
【講述】紅細胞利于運輸氧氣的結構特征。
【展示】氧氣通過血液循環進入組織細胞參與呼吸作用的途徑。
通過復習氧氣進入細胞的過程,將循環系統與呼吸系統的結構與功能進行聯系。
4.神經系統
【講述】細胞呼吸作用產生的能量可以用于運動等過程。
【講述】運動形成過程
【講述】神經系統對運動有調節的作用。神經調節的基本方式是反射,反射的結構基礎是反射弧。
【展示】反射弧結構
【展示】神經系統的組成
【講述】神經系統對運動的調節過程。
【講述】神經系統對其他生命活動的調節過程。
體現神經系統對生命活動過程的調節作用。
5.內分泌系統+泌尿系統+免疫系統
【講述】葡萄糖進入血液后即成為血糖。
【展示】正常人餐后血糖濃度變化曲線。
【講述】進食后,隨著葡萄糖的吸收,血糖濃度增加。一段時間后,血糖濃度降低,這是胰島分泌的胰島素發揮了降血糖的作用。
【展示】胰臟結構模式圖
【講述】胰島是內分泌腺,無導管,分泌的胰島素直接進入毛細血管中。胰島素是激素的一種,多種多樣的激素也參與著生命活動的調節。
【講述】若胰島素的分泌不足,則可能會出現尿糖。
【展示】泌尿系統結構、腎單位結構
【展示】血漿、原尿、尿液成分表
【講述】糖尿的形成過程
【講述】治療糖尿病的有效方式是注射胰島素。
【講述】初期使用動物來源胰島素治療糖尿病時,常常容易引發過敏反應,這是因為機體將外源胰島素作為抗原,啟動了特異性免疫的過程導致的。
【展示】特異性免疫過程
以糖尿病的形成與治療為線索復習三大系統的結構與功能。
三、總結+練習
【展示】本節課知識網絡圖
【講述】本節課我們以“糖”在體內的軌跡和歷程為線索,完成了如此復雜的一張知識網絡圖,當然我們清楚的知道,人體的復雜程度還遠不僅于此。
【講述】人體內的結構與功能相適應,各個結構層次緊密配合。
【講述】人體是協調統一的整體。
1.組成生物體的水、無機鹽、糖類、脂質、蛋白質、核酸這幾種化合物的化學元素組成、在細胞內的存在形式和重要的功能(C:理解)。
2.組成生物體的無機化合物和有機化合物是生命活動的基礎(C:理解)。
3.各種化合物只有按照一定的方式有機地組織起來,才能表現出細胞和生物體的生命現象(A:知道)。
三、重點和難點
1.教學重點
組成生物體的無機化合物和有機化合物的化學元素組成,各種化合物在細胞中的存在形式和重要功能。
2.教學難點
(1)蛋白質的化學元素組成、相對分子質量、基本組成單位、分子結構和主要功能。
(2)核酸的化學元素組成、相對分子質量、基本組成單位和重要功能。
四、教學建議
本節的教學內容較多而時間又較緊,教師要注意合理分配時間,突出重點和難點。建議教師對水、無機鹽、糖類和脂質的內容安排1課時,蛋白質和核酸的內容安排1課時,學生實驗用1課時。
在本節教學的開始,教師可以利用教材中講到的細胞內各種化合物的含量表,從整體上概括出構成細胞的化合物;指出生命的物質基礎,是以蛋白質和核酸為主體的多分子體系。,全國公務員共同天地
在講授無機化合物水時,可以從水在細胞、組織中兩種存在形式的分析入手,引出水的作用。引導學生理解水的含量與生命活動的狀態密切相關。在講述水時,要注意滲透出兩種形式的水存在著動態轉化,不能截然分開。如果能恰當地運用生活常識,說明水的存在狀態和作用,將會更吸引學生,使學生加深對水的認識。
關于無機鹽的教學,可以從學生已知的知識中提出問題,通過簡明的分析,使學生懂得無機鹽的存在形式和作用。例如,為什么在觀察動物和人的細胞時,要用一定濃度的生理鹽水?為什么長期缺乏鐵會出現缺鐵性貧血?從這些問題的分析過程中,歸納出無機鹽對維持細胞形態、參與重要的物質組成等作用。
關于糖類的教學,應該盡量聯系學生生活中經常接觸的糖類物質,提高學生的學習興趣,增加感性認識。在本節教學中,要注意適當突出后邊將要應用的糖類知識,這樣可以為進一步的學習打下知識基礎。通過講述糖類的水解作用,使學生理解單糖、二糖、多糖三者的區別和聯系。關于糖類的作用,既要突出它是生命系統賴以維持的主要能源物質,又要點出它是細胞許多結構中不可缺少的成分。
關于脂質的教學,似乎可以滲透儲存脂質(脂肪)、結構脂質(磷脂等類脂)、功能脂質(固醇)的提法,這樣有利于學生對不同脂質的作用特點的理解。在學生條件較好的學校,可以分析一下磷脂分子的特點,為學習細胞膜的結構打下基礎。
蛋白質的內容是本節教學的重點和難點。教師在講述蛋白質的組成和結構時,可以按照以下教學思路來設計教學過程:①通過列舉水、葡萄糖、幾種蛋白質的相對分子量,使學生認識到蛋白質屬于生物大分子;②指出對生物大分子結構的研究,常采取分層次認識的方法;③對蛋白質的組成和結構的教學,可從有關元素、基本單位──氨基酸、肽、肽鏈間的結合和卷曲、折疊而成的空間結構等幾個層次逐步深入。
在講述氨基酸時,可以從甲烷、乙酸、甘氨酸漸漸引入。隨著羧基(-COOH)、氨基(-NH2)的出現,指出它們的化學特性。在認識了甘氨酸的基礎上,再進一步變換R基,認識幾種其他氨基酸。最后,歸納總結出氨基酸的共同點和區別。
在講述肽時,要注意講清縮合、肽鍵、二肽、多肽和肽鏈的概念。要指出每種多肽都具有特定的氨基酸種類、數目和排列順序,這種特點決定著肽鏈的空間結構,從而為學生理解多肽間的區別和蛋白質的多樣性打下基礎。
對于蛋白質的空間結構,教師不必詳細講述,可以讓學生通過對教材中某種胰島素空間結構示意圖的觀察,了解蛋白質具有一定的空間結構就可以了。但是應該對學生指出,蛋白質的生理作用依賴于自身特定的空間結構。
在講述蛋白質的功能時,應該注意從列舉典型的、易于理解的例子中,概括出蛋白質是構成細胞和生物體結構的重要成分和在生命活動中發揮的重要作用。
另外,關于蛋白質結構內容的教學,要充分利用剪貼圖、投影片和教材中的示意圖,來幫助學生理解動態的、抽象的知識內容。
關于核酸的教學,要注意處理好與《遺傳與變異》一章有關內容的聯系。本節對核酸化學元素的組成和基本組成單位的認識,可以從介紹分析生物大分子的方法入手,使學生初步了解核酸分子的元素組成、基本單位──核苷酸和多核苷酸鏈。應指出DNA和RNA兩類核酸在組成上的區別和DNA的主要作用。
在本章的最后,教師要強調說明,任何一種化合物或幾種化合物的混合都不能完成生命活動。細胞內的各種化合物必須按照一定的方式組成特定的結構,才能在生命活動中發揮作用。
五、參考答案
復習題一、③,①,④,②。
二、1.(A);2.(A);3.(D)。
三、1.因為這兩種蛋白質的分子結構不同(即氨基酸的種類不同,排列次序不同,空間結構不同),所以它們的功能也不相同。
2.細胞內的各種化合物必須按照一定方式組成特定的結構,才能在生命活動中發揮作用。
旁欄思考題老年人容易發生骨折是因為隨著年齡的增長,機體代謝發生變化而導致骨質疏松造成的。骨質疏松主要是缺少了骨的重要成分碳酸鈣。
臨床上醫生給病人點滴輸入葡萄糖液,可以起到給病人提供水、營養和增加能量的作用。因為葡萄糖氧化分解時釋放大量的能量,可以供給病人生命活動的需要,有利于早日康復。此外,細胞中水的含量最多。病人維持各項生命活動,絕對不能缺少水。
實驗討論題實驗一1.某些化學試劑與生物組織中的有關有機化合物發生一定的化學作用后,能夠生成新的化學物質,而這種化學物質是有固定的顏色的。根據實驗中所產生的特定的顏色反應,如磚紅色、橘黃(或紅)色、紫色,可以分別鑒定生物組織中有糖、脂肪、蛋白質的存在。
六、參考資料
細胞的化學組成細胞中各種化合物的平均值如下表(表1-1):
表1-1細胞中各種化合物的平均值
化合物
質量分數%
平均相對
分子質量
種類
水
85.0
1.8×10
游離形式的水和結合形式的水
蛋白質
10.0
3.6×104
清蛋白、球蛋白、組蛋白、白等
DNA
0.4
1.0×106
RNA
0.7
4.0×105
脂質
2.0
7.0×102
脂肪、磷脂等
糖類及其
他有機物
0.4
2.5×102
單糖、二糖、多糖等
其他
無機物
1.5
5.5×10
Na+、K+、Ca2+、Mg2+、
Cl-、SO42-、PO43-等
在組成細胞的各種化合物中,水是含量最多的物質,是生命活動的最重要的介質。地球表面出現了液態水時,才具備了生命發生的條件。但是,只有當原始地球的物質經過漫長的演變,出現了原始的核酸和蛋白質并且組合在一起,表現出原始的新陳代謝時,才開始出現原始的生命現象,產生了原始的生命。恩格斯早在一百多年前就已提出“生命是蛋白體的存在方式”。現代生物科學認為,承擔生命的“蛋白體”主要是核酸和蛋白質的整合體系。因此說,細胞的主要成分是蛋白質和核酸。
水在生物體和細胞內的存在狀態
1.結合水吸附和結合在有機固體物質上的水,主要依靠氫鍵與蛋白質的極性基(羧基和氨基)相結合形成親水膠體。多糖、磷脂也以親水膠體形式存在。這部分水不能蒸發、不能析離,失去了流動性和溶解性,是生物體的構成物。
2.自由水填充在有機固體顆粒之間的水分,可流動、易蒸發,加壓力后可析離,是可以參與物質代謝過程的水。
水在生物體內的作用水是生命存在的環境條件,同時也是生活物質本身化學反應所必需的成分。水對于維持生物體的正常生理活動有著重要的意義,因此水是生物體內不能缺少的物質。
1.水是細胞內的良好溶劑生物體內的大部分無機物及一些有機物,都能溶解于水。水是物質擴散的介質,也是酶活動的介質。細胞內的各種代謝過程,如營養物質的吸收,代謝廢物的排出,以及一切生物化學反應等,都必須在水溶液中進行。
2.水的其他作用①由于水分子的極性強,能使溶解于其中的許多種物質解離成離子,這樣也就有利于體內化學反應的進行。②由于水溶液的流動性大,水在生物體內還起到運輸物質的作用,將吸收來的營養物質運輸到各個組織中去,并將組織中產生的廢物運輸到排泄器官,排出體外。③水的熱容大,1g水從15℃上升到16℃時需要4.18J熱量,比同量其他液體所需要的熱量多,因而水能吸收較多的熱而本身溫度的升高并不多。水的蒸發熱較大,1g水在37℃時完全蒸發需要吸熱2.40kJ,所以人蒸發少量的汗就能散發大量的熱。再加上水的流動性大,能隨血液循環迅速分布全身,因此水對于維持生物體溫度的穩定起很大作用。④水還有作用。⑤對植物來說,水能保持植物的固有姿態。由于植物的液泡里含有大量的水分,因而可以維持植物細胞的形態而使枝立,便于接受陽光和交換氣體,保證正常的生長發育。⑥對生物體的生命活動起重要的調控作用。生物體內水含量的多少以及水的存在狀態的改變,都影響著新陳代謝的進行。一般情況下,生物體內的含水量在70%以上時代謝活躍;含水量降低,則代謝不活躍或進入休眠狀態。當自由水比例增加時,生物體的代謝活躍,生長迅速;而當自由水向結合水轉化較多時,代謝強度就會下降,抗寒、抗熱、抗旱的性能提高。
無機鹽無機鹽在細胞中的含量雖然不多,卻是生命活動所必需的。如果將一塊組織放在蒸餾水中,從細胞中去掉鹽類,該組織就會死亡。許多無機鹽在細胞中呈離子狀態存在。無機鹽在生物體和細胞中的作用主要有以下幾點。
1.是構成細胞或構成生物體某些結構的重要成分。
2.參與并調節生物體的代謝活動。有些無機離子是酶、激素或維生素的重要成分。例如,含鋅的酶最多,已知有70多種酶的活性與鋅有關;鈷(Co)是維生素B12的必要成分,參與核酸的合成過程;鐵(Fe)參與組成血紅蛋白、細胞色素等,參與氧的運輸和呼吸作用中的電子傳遞過程等。
3.維持生物體內的平衡。體內平衡是使細胞具有穩定的結構和功能,使生物能維持正常的代謝和生理活動的必要條件。有關體內平衡的內容很復雜,情況多變。其中的3個主要方面與無機鹽含量的穩定密切相關。
(1)滲透壓平衡:細胞內外的無機鹽的含量是維持細胞滲透壓的重要因素。
(2)酸度平衡(即pH平衡):pH調節著細胞的一切生命活動,它的改變影響著細胞組成物的所有特性以及在細胞內發生的一切反應。例如,各種蛋白質對于pH的改變非常敏感,人體血漿pH降低0.5時,人就立即發生酸中毒。無機離子如HPO42-/H2PO4-和H2CO3/HCO3-等,組成重要的緩沖體系來調節并維持pH平衡。
(3)離子平衡:動物細胞內外的Na+/K+/Ca2+的比例是相對穩定的。細胞膜外Na+高、K+低,細胞膜內K+高、Na+低。K+、Na+這兩種離子在細胞膜內外分布的濃度差,是使細胞保持反應性能的重要條件。此外,在細胞膜外Na+多、Ca2+少時,神經細胞就會失去穩定性,對于外來刺激就會過于敏感。
糖類的分布和功能糖類是生物體的主要能源物質和重要的組成成分,在自然界中分布極廣,幾乎所有的動物、植物、微生物的體內都有它,尤以存在于植物體內的為最多,約占植物體干重的80%。在植物體內,構成根、莖、葉骨架的主要成分是纖維素多糖。在植物種子或果實里的主要儲存物質,如淀粉、蔗糖、葡萄糖、果糖等都屬于糖類。在動物血液中的血細胞內,也有葡萄糖或由葡萄糖等單糖縮合成的多糖存在,在肝臟、肌肉里的多糖是糖元。人和動物的組織器官中所含的糖類,不超過身體干重的2%。微生物體內的含糖量約占身體干重的10%~13%,其中有的呈游離狀態,有的與蛋白質、脂肪結合成復雜的物質,這些物質一般存在于細胞壁、黏液或莢膜中,也有的形成糖元或類似淀粉的多糖存在于細胞質中。
糖類的功能有以下幾點。(1)糖類是生物體的主要能源和碳源物質:糖類物質可以通過分解而放出能量,這是生命活動所必需的。糖類還可以在生物體內轉化成其他化合物(如某些氨基酸、核苷酸、脂肪酸等),并提供碳原子和碳鏈骨架,是構成組織和細胞的成分。(2)糖類與生物體的結構有關:纖維素和殼多糖都不溶于水,有平坦伸展的帶狀構象,并且堆砌得很緊密,所以它們彼此之間的作用力很強,適于作強韌的結構材料。纖維素是植物細胞壁的主要成分。殼多糖是昆蟲等生物體外殼的主要成分。細菌的細胞壁由剛性的肽聚糖組成,它們保護著細胞膜免受機械力和滲透作用的損傷。細菌的細胞壁還使細菌具有特定的形狀。(3)糖類是儲藏的養料:糖類以顆粒狀態儲存于細胞質中,如植物的淀粉、動物肝臟和肌肉中的糖元。(4)糖類是細胞通訊識別作用的基礎:細胞表面可以識別其他細胞或分子,并接受它們攜帶的信息,同時細胞也通過表面上的一些大分子來表現其本身的活性。細胞與細胞之間的相互作用,是通過一些細胞表面復合糖類中的糖和與其互補的大分子來完成的。(5)糖類具有保護作用:黏膜分泌的黏液中有黏稠的黏多糖,可以保護的表面。關節腔的滑液就是透明質酸經過大量水化而形成的黏液。
磷脂和糖脂磷脂是構成生物膜的主要成分。它廣泛分布在動植物組織中。磷脂在動物體內多存在于腦和神經組織中,在心臟和肝臟中的含量也不少;植物的種子中含磷脂也比較多,如大豆種子的磷脂達2%。磷脂大多不溶于丙酮,不溶于水,但像親水膠體一樣,能在水中膨脹并形成乳狀液或膠體溶液。磷脂的種類很多,有卵磷脂、腦磷脂、神經磷脂等。
卵磷脂又稱蛋黃素,大量存在于各種動物的組織和器官中,尤其在蛋黃、腦、腎上腺、紅細胞中的含量較多。蛋黃中卵磷脂的含量可達8%~10%。許多種種子,如大豆、向日葵的種子也含有卵磷脂。
糖脂是一類具有一般脂質溶解性質的含糖脂質,包括腦糖脂、神經節糖脂、甘油醇糖脂等。
磷脂和糖脂都是構成生物膜的磷脂雙分子層結構的基本物質,也是某些生物大分子化合物(如脂蛋白和脂多糖)的組成成分。
類固醇和固醇類固醇又稱“甾族化合物”,是環戊烷多氫菲類化合物的總稱,一般具有重要的生理作用,在自然界廣泛分布,也有人工合成的。類固醇的主要種類和分布情況如下。
1.自然界存在的
(1)固醇類。固醇又稱“甾醇”,是含羥基的環戊烷駢全氫菲類化合物的總稱,以游離狀態或同脂肪酸結合成酯的狀態存在于生物體內,最重要的有膽固醇、豆固醇和麥角固醇(表1-2)。
表1-2固醇的主要種類和分布情況
類別
固醇名稱
分布
動物固醇
膽固醇
脊椎動物體內
7-脫氫膽固醇
皮膚和毛發內
糞固醇
動物糞便中
植物固醇
麥固醇
麥芽中
豆固醇
大豆中
谷固醇
高等植物中分布很廣
酵母固醇
麥角固醇
麥角、酵母菌和毒菌內
(2)固醇衍生物。常見的有:強心苷,如洋地黃毒素,存在于洋地黃植物的葉中,是一種強心藥;蟾毒素,是蟾蜍分泌的毒素,可作藥用;膽酸、膽汁酸組成的膽汁;腎上腺皮質激素、昆蟲的蛻皮激素、性激素(包括雌激素、孕激素和雄激素等),能調節動物和人體的新陳代謝及生殖、發育等生理活動。此外,維生素D有利于機體對鈣、磷的吸收。腎上腺皮質激素、膽酸、性激素、維生素D等物質,在人體內都可以由膽固醇轉化而來。
2.人工合成的類固醇藥物如抗炎劑、促蛋白合成類固醇、口服避孕藥等。
氨基酸的R基團每個氨基酸都有一個R基,R基也叫側鏈基團,不同氨基酸的R基是不同的。例如,甘氨酸的R基只是一個氫原子;有些氨基酸的R基屬于烴基;有些則含有某種官能團,如羥基(—OH)、巰基(—SH)、氨基(—NH2)、羧基(—COOH)等。
根據氨基酸所連接的R基化學結構的不同,可以將氨基酸分成脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸、雜環氨基酸、雜環亞氨基酸四大類。
甘氨酸惟一不含有不對稱碳原子的最簡單的非必需氨基酸。廣泛存在于蛋白質中。
丙氨酸即L-α-氨基丙酸。一種屬于丙酮酸代謝體系的非必需氨基酸。
蛋白質分子的結構通常將蛋白質的結構分為一級結構、二級結構、三級結構和四級結構(圖1-1)。
圖1-1蛋白質分子的一、二、三、四級結構示意圖
1.蛋白質的一級結構:又稱為初級結構或化學結構,是指蛋白質分子中,由肽鍵連接起來的各種氨基酸的排列順序。目前可以運用氨基酸自動分析儀和氨基酸順序自動分析儀,對蛋白質的一級結構進行測定。
2.蛋白質的二級結構:蛋白質的二級結構是指蛋白質分子中多肽鏈本身的折疊方式。近些年來,通過研究知道,蛋白質分子的多肽鏈本身一般不是全部以松散的線形分子狀態存在于生物體內的,而是部分卷曲、盤旋成螺旋狀(一般呈所謂α螺旋),或折疊成片層狀(又稱β折疊),或呈β回折(發夾回折、U形轉折),或呈無規則卷曲。蛋白質的二級結構主要依靠氫鍵來維持結構的穩定性。
3.蛋白質的三級結構:具有二級結構的肽鏈,按照一定方式進一步卷曲、盤繞、折疊成一種看來很不規則,而實際上有一定規律性的三維空間結構,叫做三級結構。這些肽鏈所以會卷曲、盤繞、折疊,主要是因為肽鏈的側鏈之間的相互作用。
4.蛋白質的四級結構:具有三級結構的蛋白質分子,通過一些非共價鍵結合起來,而成為具有生物功能的蛋白質大分子,就是蛋白質的四級結構。構成蛋白質功能單位的每條肽鏈,稱為亞基。亞基雖然只具有二、三級結構,但是在單獨存在時并沒有生物活力,只有完整的四級結構才具有生物活力。例如,磷酸化酶是由2個亞基構成的,馬血紅蛋白是由4個不同的亞基(2個α肽鏈,2個β肽鏈)構成的,谷氨酸脫氫酶是由6個相同的亞基構成的。
有些蛋白質分子只有一、二、三級結構,并無四級結構,如肌紅蛋白、細胞色素c、核糖核酸酶、溶菌酶等。另一些蛋白質則一、二、三、四級結構同時存在,如血紅蛋白、谷氨酸脫氫酶等。
調節生理活動的許多激素是蛋白質從化學本質上看,人和動物的激素可以分為4類:①氨基酸衍生物激素(如甲狀腺激素、腎上腺素、血清血管收縮素);②肽和蛋白質類激素(如腦垂體激素、胰島素、甲狀旁腺素、生長素和促腎上腺皮質激素);③類固醇激素(如腎上腺皮質激素、性激素);④脂肪酸衍生物激素(如前列腺素)。
肽和蛋白質類激素,包括許多種激素。下面重點介紹胰島素、生長素和促腎上腺皮質激素。
本章是在學生初中階段初步學習過細胞的知識,以及在前一章學習了關于生命的物質基礎知識的基礎上,進一步學習高中階段的關于細胞的知識。生物體的一切生命活動,主要是在細胞內進行的。因此,高中階段有必要從細胞是生命活動的基本單位的高度,進一步講述真核細胞的亞顯微結構和主要功能的知識,以及有關細胞增殖、分化、癌變和衰老的知識。
本章包括三節教材:第一節《細胞的結構和功能》;第二節《細胞增殖》;第三節《細胞的分化、癌變和衰老》。第一節《細胞的結構和功能》內容很豐富,共分三小節:第一小節《細胞膜的結構和功能》,本小節內容以及章的引言和第一節的引言,共需用3課時教學;第二小節《細胞質的結構和功能》,需用2課時教學;第三小節《細胞核的結構和功能》,共需用2課時教學。第二節《細胞增殖》,需用1課時教學。第三節《細胞的分化、癌變和衰老》,需用1課時教學。此外,本章有兩個學生實驗。
第一節《細胞的結構和功能》,在分成小節講述之前,用了幾小段文字和一些圖表,先介紹了幾點有關的內容:觀察細胞內部的精細結構,必須應用電子顯微鏡或其他更為精密的儀器;細胞的種類繁多,大小、形狀各不相同,功能也不相同;細胞可分為原核細胞和真核細胞兩大類,絕大多數生物是由真核細胞構成的;細胞雖然微小,但是有非常精細的結構和復雜的自控能力,這些是細胞能夠進行各種生命活動的基礎。真核細胞比原核細胞復雜得多,因此,首先學習關于真核細胞的結構和功能的知識。
第一節的第一小節《細胞膜的結構和功能》,主要講述細胞膜的分子結構和細胞膜的主要功能兩方面的內容。第一方面,關于細胞膜的分子結構,明確提出細胞膜是一層由磷脂和蛋白質構成的膜。在細胞膜的中間是磷脂雙分子層,這是細胞膜的基本支架;有的蛋白質分子排布在磷脂雙分子層的表層;有的蛋白質分子部分嵌插或貫穿在整個磷脂雙分子層中。構成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子大都是可以流動的,這種特點對于細胞膜完成各種生理功能非常重要。再有,在細胞膜的外表有一層糖蛋白,叫做糖被,它在細胞生命活動中有重要功能。第二方面,關于細胞膜的主要功能,主要講述細胞膜與周圍環境進行物質交換的功能,而對細胞膜的其他多種功能不可能都加以介紹。由于細胞膜與周圍環境進行物質交換的內容比較復雜,學生在學習上有一定難度,因此教材本著化繁為簡、深入淺出的精神,主要講述了自由擴散方式和主動運輸方式,略去了其他運輸方式。教材強調指出,自由擴散是被動運輸的方式;主動運輸方式的特點是必須有載體蛋白質的協助,需要消耗細胞內新陳代謝所釋放的能量。主動運輸能夠保證活細胞按照生命活動的需要,主動地選擇吸收所需要的營養物質。接著,在講了上述兩種運輸方式的基礎上,明確指出細胞膜的通透性特點:細胞膜是一種選擇透過性膜。
第一節的第二小節《細胞質的結構和功能》,主要講述細胞質基質和細胞器兩方面的內容。第一方面,關于細胞質基質的內容有:細胞質基質中含有多種無機的和有機的化合物;細胞質基質是活細胞進行新陳代謝的主要場所;在細胞質基質中存在著多種細胞器。第二方面,關于細胞器的內容,占了本節的大部分篇幅,重點講了線粒體和葉綠體這兩種細胞器,主要說明這兩種細胞器在動植物體中存在的部位、在細胞內的分布、基本結構和主要功能,這些知識是學習后面有關章節必備的基礎知識。此外,還簡要講述了內質網、核糖體、高爾基體、中心體和液泡這5種細胞器。本節教材最后強調指出,在活細胞完成各種生命活動的過程中,細胞質基質和細胞器是相互協調的,各種細胞器之間也是密切聯系的。,全國公務員共同天地
第一節的第三小節《細胞核的結構和功能》,主要講述細胞核的結構、細胞核的主要功能、原核細胞的基本結構三點內容。第一點,關于細胞核的結構,簡要介紹了核膜、核仁和染色質的知識。第二點,關于細胞核的主要功能,強調了細胞核是遺傳物質儲存和復制的主要場所,是細胞遺傳特性和細胞代謝活動的控制中心,因此它是細胞結構中最主要的部分。第三點,關于原核細胞的基本結構,很簡要地介紹了原核細胞在大小、細胞壁、細胞膜、細胞質、擬核這幾個方面與真核細胞不同的特點,并且強調指出原核細胞最主要的特點是沒有由核膜包圍的細胞核。
第二節《細胞增殖》,在節的引言中指出細胞增殖是生物體的重要基本特征,細胞以分裂的方式進行增殖;細胞分裂是生物體生長、發育、繁殖和遺傳的基礎;真核細胞的分裂方式有有絲分裂、無絲分裂和減數分裂三種方式。本節教材主要講述兩方面內容:一方面,以大部分的篇幅講述真核細胞的有絲分裂方式;另一方面,簡要介紹真核細胞無絲分裂方式的特點。
關于有絲分裂的內容,主要有三點。在講述這三點內容之前,先明確指出有絲分裂方式是真核細胞進行細胞分裂的主要方式,多細胞生物體以有絲分裂的方式增加體細胞的數量,體細胞進行有絲分裂是有周期性的。接著,講述第一點內容,即細胞周期,主要講述了細胞周期的概念、細胞周期包括分裂間期和分裂期兩個階段、這兩個階段所占時間的長短。第二點內容,講述細胞分裂間期,強調指出這個時期是新細胞周期的開始,最大的特點是完成了DNA分子的復制和有關蛋白質的合成,為緊接著的細胞分裂期準備了條件,因此,細胞分裂間期是細胞周期中極為關鍵的準備階段。第三點內容,講述細胞分裂期,明確指出這個時期的特點主要是細胞核明顯地發生著染色體的有規律的連續變化。為了研究的方便,分裂期又分為前期、中期、后期、末期。本節教材以較多的篇幅,著重講述了分裂期各個時期細胞核內染色體的變化特點。在講述了有絲分裂上述知識的基礎上,最后指出有絲分裂的重要意義:將親代細胞的染色體經過復制以后,精確地平均分配到兩個子細胞中去;由于染色體上有遺傳物質,因此使生物的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩定性。
關于無絲分裂方式,簡要介紹了這種分裂方式的過程,以及因為在分裂過程中沒有出現紡錘絲和染色體,所以叫做無絲分裂。
關于減數分裂方式,僅僅指出這種分裂方式是一種特殊方式的有絲分裂,與有性生殖細胞的形成有關,具體的分裂過程留待后面的有關章節講述。
第三節《細胞的分化、癌變和衰老》,主要講述了三方面的內容。關于細胞的分化,主要內容有:首先,明確指出細胞分化是生物界中普遍存在的一種生命現象,僅有細胞的增殖,而沒有細胞的分化,生物體是不能正常發育的。接著,講述了細胞分化的概念,并且說明細胞分化是在生物體整個生命進程中的一種持久性變化,但是在胚胎時期達到最大的限度。再有,提出多細胞生物必須經過細胞分化,體內才會形成多種不同的細胞和組織。最后,說明高度分化的植物細胞仍然保持著細胞的全能性。
關于細胞的癌變,之所以放在本節教材的第二部分來講,是因為細胞的畸形分化與癌細胞的產生有直接關系,與細胞分化的知識有密切聯系。細胞癌變的主要內容有:首先,提出癌細胞有一些獨具的特征,教材中只介紹了癌細胞能夠無限增殖、形態結構發生了變化、表面也發生了變化等特征。其次,講述了導致細胞癌變的三大類致癌因子,即物理致癌因子、化學致癌因子和病毒致癌因子,同時也提出了致癌基因。最后,簡要講述了從多方面來預防細胞發生癌變。
關于細胞的衰老,首先說明細胞的衰老和死亡也是一種常見的生命現象。接著,進一步說明衰老的過程是細胞內生理和生化發生變化的過程,最終反映在細胞的形態、結構和功能上發生了變化,因而具有細胞衰老的共同特征,教材中提出了5種衰老的特征。最后指出,至今還沒有一種假說能夠完全揭示細胞衰老的原因。目前的科研工作表明,細胞衰老可能是多種內因和外因共同作用的結果。
二本章與其他章的聯系
1.關于細胞膜的分子結構特點和功能的知識,對于后面學習《生物的新陳代謝》,講述物質出入細胞、物質代謝等內容,是重要的基礎知識。
2.關于細胞器的知識,與講述物質代謝和能量代謝有直接關系。例如,葉綠體的結構和功能與光合作用關系密切,線粒體的結構和功能與有氧呼吸關系密切。
1.現代生進化理論的主要內容(Ⅱ)
2.生物進化與生物多樣性的原因(Ⅱ)
(二)考綱分析
本單元內容和其他章節的聯系非常的密切。通過對近幾年高考考題的分析,我們可以看出,近幾年各地高考,在該單元的內容上下了一定的功夫。一輪復習時可以通過以下幾點進行:(1)生物的變異,應該從基因突變、基因重組和染色體變異入手,也可和基因工程結合在一起考慮。(2)生物對環境的適應,環境對生物的選擇。(3)免疫與病原微生物的進化,例如感冒病毒疫苗的使用。(4)DNA分子雜交在親緣關系的鑒定方面。
【考點提要】
(一)考點一:達爾文的自然選擇
1.兩種進化理論的比較
2.達爾文自然選擇學說的局限性
(二)考點二:現代生物進化理論的主要內容
1.種群基因頻率的改變與生物進化
2.隔離是物種形成的必要條件及應用
3.共同進化與生物多樣性的形成
【教學目的要求】
(一)知識方面
1.說明現代生物進化理論的主要內容
2.概述生物進化理論與生物多樣性的形成
(二)情感態度與價值觀方面
1.形成生物進化的觀點
2.探討進化論對人們思想觀念的影響
(三)能力方面
1.運用數學方法討論種群基因頻率的變化
2.運用進化論解釋一些生物現象
【考點突破】
考點:基因庫的概念、基因型頻率及基因頻率
思考:種群基因頻率的改變與生物進化的關聯及基因頻率的計算。
基因頻率的計算(哈代—溫伯格定律的內容及應用):
學生回答:哈代—溫伯格平衡公式條件是群體足夠大,隨機(進行有性生殖)并能產生后代,基因沒有發生突變、沒有自然選擇和遷移的條件下,二倍體生物核基因遺傳。
PA——顯性基因頻率 qa——隱性基因頻率
PA+qa=1(PA+qa)2=1P2A+2PAqa+qa2=1
PA2——AA基因型頻率
2PA×qa——Aa基因型頻率
qa2——aa基因型頻率
PA=AA基因型頻率(P2A)+■×Aa基因型頻率(2PAqa)
qa=aa基因型頻率(qa2)+■×Aa基因型頻率(2PAqa)
教師考點延伸:復等位基因的基因頻率的計算。
如ABO血型(啟發學生完成)。
p(IA)——IA基因頻率 q(IB)——IB基因頻率
r(i)——i基因頻率
p(IA)+q(IB)+r(i)=1〔p(IA)+q(IB)+r(i)〕2=1
p2(IA)+q2(IB)+r2(i)+2p(IA)×q(IB)+2p(IA)×r(i)+2q(IB)×r(i)=1
p2(IA)——IAIA基因型頻率
q2(IB)——IBIB基因型頻率
r2(i)——ii基因型頻率(O型血的基因型頻率)
2p(IA)×q(IB)——IAIB基因型頻率
2p(IA)×r(i)——IAi基因型頻率
2q(IB)×r(i)——IBi基因型頻率
也可以尋找出類似的由基因型頻率計算基因型頻率的方法:
p(IA)=IAIA基因型頻率+■IAIB基因型頻率+■IAi基因型頻率
q(IB)=IBIB基因型頻率+■IAIB基因型頻率+■IBi基因型頻率
r(i)=ii基因型頻率+■IAi基因型頻率+■IBi基因型頻率
諸如此類都可以進行推理,比如多倍體生物基因頻率與基因型頻率的計算。
1、簡述生態工程的概念;
2、簡述生態工程的基本原理。
3、舉例說出生態工程建設的實例。
二、教學重點難點
教學重點
1、簡述生態工程的原理,舉例說出各原理的內容;
2、嘗試運用生態工程原理,分析生態環境問題及解決對策。
教學難點
嘗試運用生態工程原理,分析生態環境問題及解決對策。
三、教學過程
1、創設生動情境,激活學生學習動機。
教師:講新課前給同學展示長江流域的洪水照片資料,隨著經濟建設的快速發展,環境問題也日漸突出。請大家結合生活實際,簡要分析洪水給人們的生活帶來哪些災害。
學生:房屋倒塌,土地被淹,造成巨大的經濟損傷問題……
教師:剛才大家發言很踴躍,體會很真切,這些是環境破壞的結果,那除了這些環境問題,同學們還能想到哪些環境問題呢?
學生:霧霾、地震、酸雨、冰雪融化……
教師:環境問題很嚴峻而且有是全球性的,可見,愛護環境,人人有責,那么,如何保護環境呢?
2、引入生態工程的概念
師:1989年聯合國會議提出了“可持續發展”的內涵:經濟發展不僅要滿足當代人的需求,還要不危害后代人的發展能力。旨在解決環境與經濟發展協調問題的一門新學科——生態工程應運而生。請同學們閱讀課本p105右下角的一段文字,思考“生態工程的操作對象?生態工程的目的?原理?特點?”同學們以小組為單位,進行自主學習和討論
學生:生態工程的概念:人類應用生態學和系統學等學科的基本原理和方法,通系統設計、調控和技術組裝,對已被破壞的生態環境進行修復、重建,對造成環境污染和破壞的傳統生產方式進行改善,并提高生態系統的生產力,從而達到自然環境與經濟和諧發展的目的。
教師:為什么我們要進行生態工程建設呢?通過下面一個例子我們來了解一下生態工程相比傳統經濟模式有哪些優點。分析這兩幅圖的不同點,哪個生態系統的能量能夠更多地被人類所利用?
為什么?
學生:圖b比圖a多了生產者的成分,能量得到充分利用。
教師:圖b所示生態系統中流向分解者的能量還有一部分以生活能源的形式被人類再度利用,因此,該生態系統實現了能量的多級、充分利用,提高了能量的利用率。可見,生態農業使廢物資源化,提高能量轉化效率,減少環境污染。與傳統的工程相比,生態工程是一類少消耗、多效益、可持續的工程體系。
3、生態工程的基本原理
教師:為了達到少消耗、多效益、可持續的目的,生態工程建設過程中勢需要遵循一定的基本原理
請大家閱讀課本p109頁,思考我們的祖先如何長時間維持土壤肥力,引出物質循環再生原理。
學生:我們的祖先通過積極種植能夠固氮的豆科植物,以及收集一切可能的有機物質,包括人畜糞便、枯枝落葉、殘羹剩飯、河泥、炕土、老墻土以及農產品加工過程中的廢棄物等,采用堆肥和漚肥等多種方式,把它們轉變為有機肥料,施用到農田中,改善了土壤結構;培育了土壤微生物;實現了土壤養分加氮、磷、鉀及微量元素的循環使用。
教師:“無廢棄物農業“是我國古代傳統農業的輝煌成就之一,也是生態工程最早和最生動的一種模式。所以生態工程建設過程中要遵循的第一個原理是物質循環再生原理
教師:我們學了物質循環再生的原理,你知道物質循環的主渠道是什么嗎?如果食物鏈過于單一,很可能會使渠道不暢。請大家看p110的資料4,思考下面的問題。為什么樟子松林的松毛蟲會肆虐,幾十億株楊樹會毀于一旦?而珊瑚礁區卻能夠在養分稀少的深海中,保持著很高的生物多樣性?
師生共同總結:物種越豐富,生態系統的自我調節能力越強,生態系統的抵抗力穩定性越強。因此,我們生態工程建設的第二個原理——物種多樣性原理。
教師:同學們說得很對,我們在進行生態工程建設時應該遵循物種多樣性原理,但是如何選擇物種,是不是隨意的增加新物種呢?這時候我們還需要考慮生物與環境的協調與平衡。另外,我們能不能為了保護環境,而不顧及農民的收入呢?那我們如何合理地設計生態系統才能全面解決這些問題呢?展示圖片資料,請同學們小組合作分析:西北地區
“灰色長城”例子以及如果在西北地區發展畜牧養殖業,你認為應該注意什么問題?
學生:兩個例子說明生態工程建設過程中要因地制宜,考慮環境的承載力。
教師:也就是說生態工程建設過程中要遵循生物與環境的協調與平衡原理。其實,進行生態工程建設時,不但要考慮到自然生態系統的規律,更重要的是,要考慮到經濟和社會等系統的影響力。另外,社會習慣、法律制度等也都對生態工程建設有著重要影響。請同學們閱讀課本P112的一段文字,加深理解生態與經濟的關系,只有把生態與經濟結合起來,才能從根本上達到造林與護林的目的。可見,自然-社會-經濟是一個復合系統,所以生態工程建設過程中還要遵循整體性原理,只有應用整體性原理,才能統一協調當前與長遠、局部與整體、開發與環境建設之間的關系,保障生態系統平衡和穩定。同學們閱讀課本P112最后兩段話,思考生態工程建設過程中還需要遵循什么原理,以計算機網絡結構示意圖為例,還能舉出別的例子嗎?小組討論。
學生:系統學和工程學原理中的系統結構決定功能原理,通過改善和優化系統結構,從而達到功能改善的效果,我國南方的桑基魚塘也運用了這個原理,達到了高效的利用資源的目的。
教師:生態工程建設過程中在遵循系統學和工程學原理時還要考慮系統整體性原理,比如珊瑚礁形成的高效營養體系,得益于系統各組分之間要有適當的比例關系,只有這樣才能順利完成能量、物質、信息等的轉換和流通,并且實現總體功能大于各部分之和的效果,即“1+1>2”。同學們還能舉出系統整體功能大于部分之和的例子嗎?
學生:豆科作物和固氮菌的共生,固氮菌為豆科作物提供氮素,而豆科作物為其提供能量和其他營養,當把它們分開時,兩者的生長都要受到損害。
教師:所以為了維護環境,生態工程建設過程中要遵循以上五大原理。
4、小結:1.生態工程的概念?
2.生態工程的優點?
3.生態工程遵循的原理
1).物質循環再生原理
2).生物多樣性原理
3)整體性原理
4)生物與環境的協調與平衡原理
5)系統學和工程學原理
①?系統結構決定功能原理
②系統整體性原理
5、板書設計
1.生態工程的概念
2.生態工程的優點
本章課程的核心是介紹現代生物進化理論。生物進化理論的發展和其他科學理論的發展一樣,不是簡單的新理論對舊理論的否定和排斥,而是新理論對舊理論的修正、深入和擴展。從拉馬克的進化學說到達爾文的自然選擇學說,以及現代進化理論的由來,大體都走過了這樣的軌跡。這些應該成為處理本節教學內容的基本脈絡。本節內容包括:拉馬克的進化學說、達爾文的自然選擇學說和達爾文以后生物進化理論的發展,其中重點是達爾文的自然選擇學說。
二、學情分析
學生在初中階段學習過生物進化的內容,知道達爾文的自然選擇學說的要點,但是現在已經遺忘,而且拉馬克進化論、達爾文進化論的貢獻及其局限性尚不了解。因此介紹生物進化理論的發展過程,分析拉馬克和達爾文的進化理論的重要貢獻和歷史局限性,有助于學生理解科學不是一個靜態的體系,而是一個不斷發展的動態過程。
三、教學目標
1.
舉例說出達爾文之前,人們是怎樣看待生物進化的。
2.
概述達爾文自然選擇學說的主要內容,形成生物進化的觀點。
3.
評述達爾文自然選擇學說的貢獻和局限性,讓學生用辯證的思維分析問題。
4.
運用生物進化觀點解釋一些生物現象,樹立辯證的唯物主義世界觀。
四、教學重難點
(一)教學重點
1.達爾文自然選擇學說的主要內容。
2.分析達爾文自然選擇學說的貢獻和局限。
3.探討生物進化觀點對人們思想觀念的影響。
解決策略:采用互動式教學模式,以教師提供討論素材,組織引導學生討論、活動,最后由師生共同總結的形式進行。
(二)教學難點
分析達爾文自然選擇學說的局限性。
解決策略:通過問題的設置,使學生意識到達爾文自然選擇學說的積極意義,以及發展達爾文自然選擇學說的必要性。
五、教學條件分析
1.學生的學習準備:預習現代生物進化理論的由來。
2.教師的教學準備:多媒體課件制作,課內探究學案。
六、教學流程圖:
思考答疑
自學“拉馬克”
思考推測回答問題
自學內容
回答問題
獨立思考
細聽講解
辯證思考
領會“發展”
討論交流
構建框架
提出問題
激發興趣
展示問題
引導自學
分析講解
攻破難點
設置疑問
引發思考
組織討論
引導小結
難點解析
攻破“自然選擇”
分析討論
中肯評價
創設情境
引入“進化”
遷移應用
鞏固小結
PPT
PPT
PPT
PPT
PPT
七、教學過程:
教師的組織與引導
學生活動
數字化資源的使用及設計意圖
創設情境,引入“進化”
關于生命的發生和發展,一直有許多不同的觀點,教師以問題引入(ppt展示問題):在進化理論創立之前,人們是如何看待生命起源這個問題呢
討論:神創論與進化論的區別
討論,各抒己見
學生根據自己的認知水平進行討論。
PPT展示問題引入課題,激發學生的學習興趣和認知沖突,為課堂學習提供良好的心理氛圍。
通過提問激活學生原有的知識
,創造條件讓學生在原有的認知結構上,建構新的認知結構。
思考答疑,自學“拉馬克進化學說”
結合教材P110的相關內容,思考以下問題:(ppt展示問題)
問題1:拉馬克進化學說的主要內容?(ppt展示內容)
問題2:拉馬克認為生物進化的主要原因是什么?(教師以材料的形式用ppt展出,讓學生通過材料理解“用進廢退”,“獲得性遺傳”)
學生閱讀內容并結合資料思考問題,進行自主學習,并回答老師提出的問題。
通過利用PPT展示問題,引導學生自主學習,培養學生從課文中提取信息的能力。
難點解析,攻破“自然選擇學說”
組織學生閱讀P111內容,并思考回答以下問題:(ppt展示問題)
事實1:自然界的生物都有過度繁殖的傾向(利用ppt展示圖片)
問題2:但是自然界的生物在一定時期數量保持相對恒定的,而不會越來越多,為什么?
(播放視頻)
問題3:有利變異和不利變異的個體,誰生存并保留后代的機會更多?
問題4:自然選擇的結果是什么?
討論5:分別用拉馬克和達爾文的觀點解釋長頸鹿為什么頸長?
學生根據問題先獨立思考并在教師的引導下理解此部分知識。
學生分組討論
通過圖片、動畫呈喚起學生的心理注意。根據教學內容有計劃地設計和展示序列化、分層次的引導性問題,為探究學習提供支架,引導學生
定向探究,持久的進行思維活動。
分析討論,中肯評價
討論:拉馬克和達爾文進化學說的不同點
問題1:達爾文的自然學說是否完全否定了拉馬克的觀點?
問題2:自然界生物多樣性的形成和生物的適應性與自然選擇有關嗎?
(展示擬態、警戒色、保護色等圖片)
問題3:達爾文闡明了遺傳的本質和變異的來源嗎?
問題4:達爾文認為自然選擇是對具有某種性狀的個體進行選擇,你認同這個觀點嗎?
學生根據問題先獨立思考并在教師的引導下理解此部分知識。
限于知識水平,學生還不能夠對達爾文的自然選擇學說做出評價,所以通過問題的設置,使學生意識到達爾文自然選擇學說的積極意義,以及發展達爾文自然選擇學說的必要性,并且讓學生懂得生物進化理論是新理論對舊理論的修正、深入和發展。
遷移應用,鞏固小結
情境1:一個有大風大浪的島嶼上,昆蟲的翅,要么特別發達,要么無翅。為什么呢?
情境2:一種抗生素使用一段時間后,X菌效果就會下降,原因是細菌產生了抗藥性。試用達爾文的自然選擇學說解釋細菌產生抗藥性的原因。
小組討論,表達交流
引導學生將自然選擇學說獨立的應用解決新問題,有利于啟動學生大腦的內化力。
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)01-0057-03
隨著新課改的進行,新的教學模式應運而生,學案教學就是其中之一,有研究者認為:“學案是指教師依據學生的認知水平、知識經驗,為指導學生進行主動的知識建構而由師生共同編寫完成的,由一系列活動、思維方式等組成的學習方案。學案具有‘導讀、導聽、導思、導做’的作用。”跟教案相比,教師從指導學生學習的角度出發,設計的一份師生共同擁有的“課堂學習節目表”,它側重于指導學生的學習活動,應當說,學案的使用對于體現學生的學習主體意識具有積極的作用,由教案到學案的轉變反映出了教師課堂教學由教師主體向學生主體意識的轉變。筆者在深圳某高中教學實踐中,學習了“四四五”這樣一種高效課堂模式,現在以“雜交育種和誘變育種”一課為例闡釋該學案模式。
一、什么是“四四五”學案
“四四五”學案中的“四四五”代表的含義分別為:第一個“四”代表合作、討論、探究、實踐;第二個“四”代表能參與、能表達、能合作、能質疑;“五”代表自主觀察、自主探究、自主合作、自主發展、自主評價;核心理念為同心學習、合作進步。
(一)學習目標
作為學案,這些內容是讓學生去把握在一節課里要掌握些什么,有助于讓學生自己主動的學習,這里要注意情感目標的撰寫,這是容易被忽略的一部分,但又是新課改中比較重視的不同于往常的一個環節。本課學習目標:知識目標:能夠簡述雜交育種的概念,可以舉例說明雜交育種方法的優點和不足,舉例說出誘變育種在生產中的應用。能力目標:可以搜集生物變異在育種上應用的事例。情感目標:認識到科學技術的發展正是由于已有技術的局限的打破,認同每一次科技的發展都伴隨著科學家不懈的努力。
(二)學習過程
1.自主觀察。本環節通常為該課時的導入部分,可以用多種導課方法,例如情境導入、設疑導入等,由學生自己觀察并尋找問題答案。此環節內容比較簡單,為學生能力范圍以內,因而可以讓學生自己通過觀察材料之后通過看書尋找答案。本課中選取一個例子做為導入,并配合多媒體展示不同種玉米圖片引起學生的興趣。緊接著學案展示一段材料讓學生自主觀察,本節選用印第安人培育玉米的事例,提出該育種方法為選擇育種,并提出“選擇”的含義、“隔離”作用及該育種方法的優缺點。
2.自主探究。本環節是本節重難點的展現部分,注意問題設置的循序漸進,特別要注意符合學生的認知規律,符合建構主義原理,應在其原有認知基礎上進行搭構新的知識。該節用材料引出要講解內容,并提出問題,在這兩個環節里,筆者選取了雜交育種為自主探究內容,由于雜交育種和之前學過的基因重組內容類似,并且涉及到寫遺傳圖譜,分析育種年限,在這里就要讓學生自己去探究之前的知識得出結果。這一環節的內容雖然是新課內容,但是讓學生在原有基礎上自我建構起來的知識會更加牢固,學案在這里起了一個自學導引作用。本課中直接提出一個問題,讓學生聯想到使用雜交育種的方法去實現,接著再分析如何使用雜交育種去培育新品種,在此過程中的年限以及育種需要育“純種”,讓學生總結雜交育種的優缺點。繼而引導學生尋找克服雜交育種年限較長的缺點,引出單倍體育種,并且這兩種育種方式需結合到一起,接著再詳細敘述其過程,計算育種年限。
3.自主合作。此環節相對于前兩個環節難度加大,并且不同的是此環節需要讓事先分好組的小組合作完成,分組的時候最好搭配好,當然這需要平時的訓練,據我所知,該校其他的科目老師也頻繁在課堂中采用小組討論法。該環節內容類似于自主探究,但是該環節采用小組討論法,讓學生自主的通過討論得到最終的結果,最后小組競相展示最終結果。這體現了新課程中面向全體學生的原則,讓學生參與到課堂中來,教師為主導,學生為主體。本環節為誘變育種的主要內容及設置的問題。由于雜交育種和誘變育種為方法不同的兩種育種,雜交育種屬于比較傳統的育種方式,而誘變育種需要現代技術的使用才可以達到,因而,誘變育種為本課的一個難點,在突破該難點之前,先使用多媒體放映幾張關于誘變育種結果的圖片展示,讓學生在腦海中形成一個夸張的念頭,并且是跟雜交育種完全不同的結果。然后結合誘變育種原理――基因突變的特點去探討誘變育種的優缺點,討論其應用范疇,接著再小組討論雜交育種和誘變育種的區別,從最根本的方面即其原理上的不同去討論其不同點。
4.自主發展。此環節一般為針對本節課內容的選題,并且選擇相對綜合拔高的題目作為本節課的拓展延伸使用,教師可以借此將知識點串聯起來,也可以回顧一下相關的以前的知識,這一部分也是讓學生自主合作完成,接著小組展示答案結果。本課采用了一個較為綜合的框架題,雖為一道題,卻涉及了幾乎所有的育種知識。以字母代替性狀,每個問題都是從原理出發,需要在理解透徹雜交育種、誘變育種、單倍體育種、多倍體育種之后,才能又快又準確的解答出來。
5.自主評價。此環節為課堂最后一個部分,在新課結束之后,用概括的方法總結本節課的知識點,作為讓學生自主評價的材料,便于檢測本節課內容有沒有什么地方有遺漏的,可以及時的和同學、老師溝通,并提出來供大家討論。本課采用了一個表格,將幾種育種方法加以對比,這樣就將重難點全部提了出來供學生去討論完成。
(三)學習研究
在完成這一部分的內容時,應讓學生自己完成,靠自己的理解和記憶去填寫。生物的內容看起來記憶性的比較多,但是也是在理解的基礎上,所以最好在學生的記憶曲線完全遺忘之前,進行及時的鞏固和練習。所以這一環節的內容應是立足于課本的,或者可以作為課后作業布置給學生,有時候可以直接用資料來代替這一部分的內容,減輕學生的負擔。本課布置了隨堂資料作為課后作業。
二、“四四五”學案編制遵循的教育理論
建構主義認為,知識不是通過教師傳授得到的,而是學習者在一定的情境即社會文化背景下,借助其他人(包括教師和學習伙伴)的幫助,利用必要的學習資料,通過意義建構的方式而獲得的。因此“情境”、“協作”、“會話”和“意義建構”是學習環境中的四大要素或四大屬性。而“自主探究,學案導學”教學模式就是先通過學案的預習,創設特定的情境,然后讓學生在課堂上通過開展小組對話與協作來共同完成學習任務。
打破學生從前的知識體系去建構新的知識體系,老師需搭建腳手架幫助學生去達到新的平衡。學案便是其中一種方式,同時加上其他方式如多媒體。在學案的設置中,自主觀察一般以自我經驗為基礎,在學生的認知范圍內得出相應的結果,然后層層遞進,重新構建學生的知識結構。在學生充分參與的課堂下,能接收的知識會比傳統填鴨式的效果更好,但是需在老師的正確指引下進行。
三、“四四五”學案教學的意義
1.情境教學調動學生的學習興趣。學案提供給學生具體的情境,以及呈現出現實的問題,讓學生可以有目的的去閱讀學案和課本并加以分析,讓學生在積極的探索中培養解決問題的能力。在本學案中使用“供奉玉米”引出主題,既有神秘的藝術效果,也跟本課內容緊密聯系。
2.“四四五”學案教學有利于生生互動,真正達到學生為主體的課堂效果。在學案設置中,有些部分是讓學生自主完成的,有些部分是讓學生合作完成的,這些在難度設置里都有一定的安排,合作學習的題目一般為開放性較強,且有各梯度,讓小組的每個組員都能參與其中,發揮學生的主體性。同時,學生在討論的同時,老師作為指導也可以參與學生的討論,有助于使學生與老師之間產生朋友一樣的合作關系,使師生關系更為和諧,便于以后的教學,也提高了學生聽課的效率。本學案中對于雜交育種培育過程的討論就讓學生有了合作的機會。同時在這一過程中,會有學生發現更加簡單的方法,那就是雜交育種和單倍體育種相結合的方法。合作讓學習更輕松,也使得大家提高了學習興趣。
3.“四四五”學案教學中的時時評價提高了課堂效率。以往的評價方法是以課后作業批閱形式或者以考試分數的形式,但現在可以通過學案教學,讓每個環節結束之前都有一個小的評價,同時在學案還有一部分即為自主評價,讓學生可以自己評價一下這節課掌握得如何,同樣可以達到查缺的目的。課上時時的小組或個人評價有助于小組成員之間的團結互助,也激發了學生的積極性。開放性的題目更加利于學生的創造性的發揮和施展。學生在填寫幾種育種方法優缺點的時候,就可以明確的看出自己哪里沒掌握好,可以自己評價自己學得怎么樣,從而很快的查缺補漏。
四、運用此學案模式應注意的問題
1.學案是用來輔助教學的,但不能作為課堂的全部,也不能作為單一的教學方式。多媒體作為一個信息展示的平臺,特別適合學習生物學科里很多微觀抽象的內容,借助多媒體可以將抽象內容具體化,達到事半功倍的教學效果。學案雖是讓學生自主學習的材料,但教師在課堂中的作用不可小覷,有的學校完全把課堂交給了學生,學生花費過多的時間去學習每一門課程,直接導致課時不夠用。因而學案教學也應該是作為多種教學方法中的一種去分情況使用,一切以完成學習目標為目的。學案是師生共同使用的,使用得當會對課堂的效率有很大的提高。也有人將教案和學案合二為一,這是將學案的內涵搞混了,學案重在學法,教案重在教法,同時也要考慮學生的學習情況。
雖然在生物課堂教學活動中,教師往往給出的案例是個別案例,但是這個案例中蘊含著這一類案例的共性,通過對這一個案例的分析,我們可以推斷出這一類事物中存在的共性,使學生從中學習到對類似事物的分析方法,達到舉一反三的作用.所以生物教師在案例的選擇上,不能隨意選擇,要選選擇具有典型性的案例,選擇的案例可以是正面的、積極的,也可以是負面的、消極的.
2.針對性.
生物教師運用案例教學法,要根據本次課的教學內容與教學目標來選擇合適的案例,同時還要針對不同的教學對象選擇合適的案例,對待初一的學生要選擇難度較小的案例,對待初三的學生可以選擇難度大一點的案例.
3.實效性.
在案例教學法的應用中,生物教師在應用之前,就必須對案例教學應用要實現的目標做到心中有數,在教學中根據規劃進行,盡可能地發揮案例教學的效果,使案例教學目標成功實現.
4.科學性.
教師選擇的案例要是科學、真實的.隨著網絡的發展,各種信息匯集,但這些信息有真有假,教師在選擇過程中,要重視選擇案例的真實性.其五,教育性.生物學習中教學案例法的應用其目的是為了促進學生的全面發展,所以教師在案例的選擇上要重視發揮案例的教育作用,盡量選擇對學生的學習與成長具有積極作用的案例.
二、案例教案的編寫
1.去粗取精,突出重點
生物教學案例首先要突出主題,教師在編寫案例時,需要將實例進行適當的加工,圍繞教學目標,將案例中與教學無關的部分剔除,使之簡化與細化,有針對性地選擇最能反映主題的特定的內容,使之與教學要求相符合,并把其中關鍵性的細節描述清楚,突出重點.例如,在編寫“胰島素的調節作用”這一課的案例時,由于相關案例眾多,就需要教師圍繞胰島素的調節作用這個重點將案例素材進行簡化與細化.
2.合理整合,提高效率
不同的案例有其側重點,因此,在生物案例過程中,教師需要將各種零散的案例進行合理的整合,使之為實現教學目標服務,例如,在學習“環境污染與保護”這一課中,教師可以將生活中環境污染的現狀的實例與各種保護環境措施的實例進行整合,使學生對全球環境污染有一個整體的認識,了解生活中各種保護環境的方法,形成保護環境的意識,從而實現教學目標,提高教學效率.
三、案例教學的實施
1.展示案例,提出問題
教師可以通過紙質、口頭敘述、多媒體等多種形式向學生展示各種案例,在展示的案例之后,指導學生閱讀案例的方法與技巧,讓學生調動多個感覺器官來閱讀案例,在學生閱讀了案例之后,教師從中提出問題或者讓學生自己從中提出問題或者教師通過自己的問題引出學生的問題,從而使學生進入到特定的生物知識情境,激發學生學習的積極性,使學生主動參與到教學活動中來,針對問題進行分析與探討.
2.分析、討論生物案例
教師在給出生物案例之后,要引導學生對案例所涉及的相關問題進行分析與探討,例如,教師可以問學生通過本案例,我們還可以聯想到哪些類似的生物知識,在學生提出問題之后,選取其中有討論價值的問題,可以安排學生進行小組合作,讓學生在小組合作中找到問題解決的方法,在小組合作討論的過程中,教師需要在下面巡視,給予學生適當的點撥,鼓勵那些不積極參與或者不敢發表自己見解的學生積極參與討論,積極發表自己的見解.還可以讓學生對案例進行個人分析,先讓學生做好個人準備,在學生掌握了一定的知識后,讓學生對案例進行個人分析,個人分析的方式最好是在容易的案例中進行,對于較難的案例分析,最好是小組合作探究買也可以是個人準備,然后再在小組中交流,盡量使學生通過自己的努力或者通過小組的一起努力找到問題的答案,這樣學生就能夠逐漸找到分析案例的規律與方法,也能夠提高學生分析問題、解決問題的能力.從而提高教學效果.
3.總結和評價案例
在通過個人分析、小組合作討論等方式解決了案例中涉及的問題之后,生物教師還要重視對案例的總結與評價環節,對案例的總結與評價環節可分為三個方面:對案例本身的總結與評價、對學生討論過程的總結與評價、對案例中包含的生物知識進行總結與評價.在總結與評價過程中,鼓勵學生積極發言,善于發現學生言語中的亮點,并給與表揚,對其中的不足之處給予糾正意見,學生總結與評價完之后,教師針對學生的言論給予指正與補充,并將學生的言論進行總結,使之系統化.通過讓學生自己總結與評價,可以積極調動學生的思維,是學生的思維能力得到提高.
學案是近些年提出來的一個專業名詞,它和教案在本質上有著極大的不同。它是教師為了幫助學生更好的學習,通過查閱大量的資料后,設計出來的學習方案,而教案僅僅是為了教師的課堂教學而編寫的。在課堂教學中,學案在一定程度上促進了學生創新思維的開拓和獨立思考能力的提高,由于教師在設計學案時,參考了大量的與此有關的資料,包含了多種方面的學習內容,順應了學生的學習需求,并且在一定程度上彌補了學生知識的缺陷,從而促進了學生的身心健康發展。
二、學案導學模式在高中生物教學上的運用情況
我國的高中生物教學順應了教育改革的發展,教師在生物教學方面有著很大的改變。據科學調查顯示,大部分的學校正在實行或者準備實行新的生物教學模式,形成了生物教學改革的良好風氣。學案導學模式作為一種新型教學模式,符合社會發展的需求和教育改革的需要,大部分的高中生物教師已經充分意識到了這一點,并且將其運用于自己的生物教學中去。雖然傳統的生物教學模式在教學上還占有十分重大的比重,但是新型教學模式的出現已經對其產生了很大的影響。通過分析當今教育現狀我們可以發現,雖然學案導學這種新型教學模式受到了眾多生物教師的青睞,但是教師在實際的生物教學中并沒有發揮出它的真正作用,這樣的新型教學模式的發展并沒有十分的順利。大部分的學校已經進行了教學模式改革,但是這些改革僅僅是停留在表面,并沒有“透過現象看本質”。
三、學案導學模式在高中生物教學中的問題
學案導學的設計不符合學生的身心發展。現階段,大部分的學校已經意識到了學案導學模式在教學中的重要性,并且將其積極運用于教學中。但是大部分的高中生物教學出現了一些問題,探究其原因,主要是因為在高中生物教學中的學案導學設計不符合學生的身心發展。高中生對知識的接收和理解水平各不相同,如果在進行學案設計時沒有考慮到學生的基本認知情況,那么就無法充分發揮學案導學的真正作用。另外,還有一些學校在設計學案導學時所包含的內容難度較大,學生需要花費更多的時間在理解上,使學生的學習效率十分低下。現階段,雖然大部分的學校已經在實行素質教育,但是傳統教育根深蒂固,學案導學模式的發展仍受到傳統教育的影響,甚至有一部分的學校的學案導學模式在這樣的前提下不了了之。我國傳統教育仍然有著一定的影響,有些學校擔心貿然實施新型學案導學模式會對以往的教學產生不利影響,進而影響學生的全面發展。再者,大部分的教師已經習慣了傳統教育方式,采用學案導學這樣的新型教育方式也需要一定時間適應。另外,大部分教師對學生的評價標準還是以成績為主,這樣會導致教師和學生過分在乎自己的成績,而忽視更重要的知識技能和素質的培養。據科學調查顯示,大部分的學校的教學資源并不是很豐富。高中教師在進行生物教學時往往需要通過一些多媒體設備輔助教學,這樣一來,可以加深學生學習生物知識的影響,從而提高學生對生物知識的認知,推動學生全面發展的進程。但是,大部分的學校的教學資源并不豐富,多媒體設施方面也存在很大的不足。很多教師仍是以黑板教學為主,教室里并沒有安裝多媒體設施或者有的教室安裝的有多媒體設施,但是教師并不會使用多媒體。由此一來,教學上將會存在一些問題,不利于學生更好的學習知識,同時也不利于教師教學的順利進行。
四、學案導學模式在高中生物教學的運用研究
高中生物教師在進行生物教學之前,應該將自己的學案導學設計分發給班級里的每一個學生,讓每一個學生都對本次課堂內容有一定的了解。在學生閱讀完學案導學后,教師可以讓學生談談自己的想法和理解,并對這些想法和理解加以補充和更正。同時,教師還應該根據學生的預習情況設計出自己的課堂內容,并且要區分出教學中的重難點內容。在上課的過程中,高中生物教師應該首先點明本次課堂的主要內容,并提出與之相關的問題。學生可以進行小組內討論,帶著問題更好的學習生物課本知識,在討論的同時將問題記錄下來,并在全班進行發言。教師認真傾聽學生的發言,并對學生有疑問的地方進行及時的解決,對于一些基礎薄弱的學生,教師更應該有耐心的去輔導,并且適當的給予鼓勵和表揚。課堂結束之后,高中生物教師可以適當的布置一些作業,根據批改學生的作業可以知道學生的生物知識掌握的情況。高中生物教師在了解完這些情況之后,可以有針對性的進行生物教學,解決學生的疑難雜癥,提高學生的生物知識水平和技能,從而促進學生的全面發展,而教師的生物教學效果也有了顯著的提高。
作者:彭愛一 單位:遼寧省錦州市遼西育明高級中學
參考文獻:
[1]周家銀.“學案導學”在高中生物教學中的運用[J].教學研究,2013,02:111-113.