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關鍵詞:新課改;生物課堂;生活化
中圖分類號:G632 文獻標識碼:A 文章編號:1002-7661(2012)14-143-01
在傳統的教學過程中我們往往比較重視學生解題技巧的訓練,而忽視了學生實際情況,遠離了學生的生活,遠離了學生的實踐,當學生面對聯系生活的題目或生活中的實際問題時,顯得束手無策。我國教育家陶行知先生在他的“生活教育”中提出:“生活即教育,用生活來教育,為生活而教育”。目前,新的《普通高中生物課程標準》中把“注重與現實生活的聯系?” 、“注重學生在現實生活的背景中學習生物學,倡導學生在解決實際問題的過程中深入理解生物學的核心概念”。作為新課程的基本理念之一。在課堂教學中融生活現象、生活知識于課堂教學中,開展生活化的課堂教學,不失為落實這一新理念的一個有效途徑。
一、借用生活現象調動學生的興趣,激發學生學習的積極性
知識建構理論認為,學生是在自己的生活經驗基礎上,在主動的活動中建構自己的知識。也就是說,學習者走進教室并不是一無所知的白紙,而是在日常的活動中,已經形成了對一些生活現象的理解和看法。但是,由于學科知識的缺乏,學生對某些生活現象或生活知識往往不能科學地解釋或存在疑問,因此,從一些常見的生活知識或現象進入新課的學習,不僅可以使學生對生物學產生親切感,而且可以滿足學生的好奇心理,激發他們的學習興趣。
例如:在學習“細胞中的無機物”一節內容時,學生已有了這樣的生活常識:西瓜中的西瓜汁很容易流出來,而雞蛋中的蛋清卻不容易流動。我借此創設導入情境:“蛋清中有水,西瓜汁中也有水,為什么西瓜汁很容易流,而蛋清卻不容易流動呢?”這時有的學生回答“因為西瓜中的水多,蛋清中的水少”;有的回答“因為西瓜汁中的水是可以自由流動的,而蛋清中的水是不能自由流動的”等,待學生發表自己見解后,老師總結:“同學們的回答概括起來有兩方面:水的含量和水的存在狀態,那么,究竟是水的含量還是水的存在狀態影響西瓜汁和蛋清的流動不同呢?就讓我們一起來學習本節內容尋找原因。”這樣就引出了對細胞中的水的學習,同時學生學習興趣也立刻調動起來了。
二、利用生活現象開展探究式教學,引導學生主動參與探究過程
新的《普通高中生物課程標準(實驗)》把倡導探究性作為其課程標準的基本理念之一,其目的是倡導探究性學習,力圖促進學生學習方式的變革,引導學生主動參與探究過程、勤于動手和動腦,逐步培養學生搜集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力等,重在培養創新精神和實踐能力。因此,在課堂教學中通過引導學生在原有生活經驗上展開思維,驅動他們學習新知識的內在動力,產生學習的濃厚興趣,主動參與探究知識,從而實現對知識的構建。例如,在植物光合作用一節關于光合色素的教學中,學生對植物入秋過程中葉片顏色由綠轉黃現象比較熟悉。因此可以學生已掌握知識:“綠色葉綠素的顏色;黃色類胡蘿卜素的顏色;由秋入冬溫度降低”為基礎,引導學生探究溫度與綠色植物葉片顏色變化的關系,并指導學生得出結論:①低溫導致葉綠素遭到破壞;②類胡蘿卜素對低溫的敏感性較葉綠素對低溫的敏感性低。通過結合學生的生活設置探究式教學,就能夠很好地激發學生的探究熱情。在探究過程中得到的知識結果所形成的心理震撼力也是特別巨大的,也能夠為后面的學習提供良好的心理基礎。
三、利用生活經驗解釋生物理論,突破教學重難點
在生物學教學內容中,有些生物學理論比較抽象,用教師單純的說教很難讓學生理解,但是我們如果轉化思維方式,巧用學生熟悉的生活經驗作為實例來分析說明,往往可收到事半功倍的效果。例如,在學習“人的體溫及其調節”一節時,由于受日常用語“某某物體很冷或很熱”的影響,學生將皮膚溫度感受器的適宜刺激也理解為“冷”或“熱”自身,而很難理解為溫度“變化速率”。為幫助學生理解這一內容,可聯系下面的生活經驗。同學們都有這樣的體驗:冬天在室外的鋼管和棉花有同等的溫度,但當我們手握上去時感覺前者較涼,而后者較溫暖,為什么呢?就是因為鋼管傳熱快,溫度變化速率更明顯的原故。這樣,通過這一很平常的生活經驗可以較輕松地幫助學生理解這一知識難點。總之,用生活常識說明理論,有兩大優點。其一,可使抽象的理論具體化、通俗化,有利于學生理解和記憶;其二,能使學生感覺到所學知識有用,因而能更進一步強化學習動機。
四、利用生活實踐設置課后作業,促使學生體驗到學習的樂趣與價值
課堂教學是學生獲取知識的主陣地,課后作業是學生學習的“助推器”,能力增長的“生長點”。隨著新課程理念的推進,學生的作業也應該由傳統教學中的“統一”、“專制”走向“自主”,應該具有個性化、活動化、生活化。因此,利用學生的生活實踐設置作業,讓學生在生活實踐或親身體驗中鞏固所學知識,對培養學生學習興趣、提高學生科學素養有很重要作用。
總之,學生的生活經驗中常寓含著豐富的生物學知識,而且有些看似相似的生活經驗,但其中蘊含的知識不同,或是同一知識點在不同方面的應用。因此,在教學中引導學生對生活經驗中的知識進行對比分析,可逐步培養學生的學科內知識綜合能力及知識的應用能力。
建構主義學生錯誤概念成因轉化策略建構主義者提出,學習是學生通過原有認知結構與環境中的新信息相互作用主動建構信息意義的能動過程[1]。源于日常生活經驗或父母的早期教育,兒童在接受正式的教育前,已經獲得對外界環境和事物的初步理解,其中有些與科學概念相沖突,影響兒童對科學概念的學習,即“錯誤概念”(misconception)。
一、錯誤概念的形成原因及特點
錯誤概念的形成受學生、教師、學習內容等多種因素的影響。學習的實質是學習者在已有認知的基礎上對新刺激、新內容進行新的意義建構,這是建構主義關于學習的最重要觀點。在這個過程中,日常概念的干擾、知識的負遷移、心像系統的替代、學生的心理發展水平等,對學生錯誤概念的形成具有重要影響。
1.日常概念的干擾
日常概念(daily conception)是學生在日常生活中直接觀察事物的外部特征而形成的概念。它一般在專門的教學之前獲得。隨著兒童交往、提問的逐漸擴大,日常概念形成了兒童對于世界的觀念建構和再建構。如,剛出生的兒童會認為所有事物都有生命。隨著經驗的積累,這一觀念再次建構為:只有移動的物體才有生命。因為汽車是移動的,所以有生命,而小草是不動的,所以沒有生命。由于日常概念往往沒有觸及對事物的本質理解,因而具有寬泛性、多義性和模糊性等特點,對學生學習科學概念往往造成干擾。例如,學生在學習幾何中的“垂直”概念時,根據日常觀察和狹義的理解,總是認為,一條直線水平、另一條直線與之相交成90°所形成的圖形才叫垂直。又如,生物課上,學生往往認為果實都是可以吃的,鳥類就是會飛的動物等等,不一而足,從而導致錯誤概念的產生。
2.知識的負遷移
遷移是指一種學習情境對另一種學習情境的影響。知識的學習離不開遷移。從兩種學習情境相互影響的效果方面看,遷移分為兩種:正遷移和負遷移。兩種學習互相促進,形成正遷移;兩種學習互相干擾或沖突,則形成負遷移。知識的正遷移和負遷移取決于兩種學習在內容、過程、環境、條件等方面的相似性。當學生用先前經驗和心向去建構內容、環境、條件等已發生變化的新任務時,就會造成對新任務的干擾,影響當前任務的學習。如,兩種不同的語言,在語法規則上有很大的差異。學生如果根據先前的語法學習經驗來建構另一種語言情境中的語法知識,往往會造成對概念的錯誤理解。又如,同一種化學物質在不同的條件下會產生不同的化學反應。當條件發生變化后,先前化學反應過程和結果的習得性知識極易形成學生的某種心理定勢,對當前的認知產生不利影響,從而導致錯誤概念的發生。
3.心像系統的替代
1986年,加拿大心理學家Paivio及其團隊提出了人腦認知系統的“雙重編碼”理論[2]。該理論認為,言語系統和心像系統,作為人的大腦認知系統中的兩個子系統,分別對不同信息進行編碼、存儲等處理。前者主要處理言語類信息,后者主要處理聲音、圖像等非言語類信息。兩個系統既獨立又聯系,既分工又合作。同時運作,可以降低學習負荷,增強理解、記憶能力,大大提高學習效果。這就是人們常說的“左右腦”全腦學習。但是,這兩個系統在執行任務時并不是平均運作。多數情況下,某個系統比較強大時,另一個系統就會變得弱小。在早期概念教學中,這種不均衡被教師放大了。幼兒和小學教師在教授具體事物的概念時,一般直接用概念例子進行實物直觀或模型直觀,啟動了兒童的心像系統,卻疏忽了對兒童關于概念本質特征的言語信息輸入。比如,花朵、交通工具,昆蟲等概念。圖像等非言語類信息的過多輸入使得兒童的心像系統替代了言語系統本應發揮的作用。雖然,心像系統在理解和記憶概念時,有其自身的優點,如豐富性、深刻性、形象性、整體性等,但是它并不能取代概念定義的明確性、不變性和抽象性。最主要的是,它缺少概念定義的排他性。當然,把抽象的定義硬塞給低齡兒童確實不妥,但教師不可不作為,可將反映概念本質特征的抽象語言(即概念定義)進行具體、形象地言語轉化后,配合直觀教學,以靈活方式呈現出來。教師對概念定義的不作為,導致學生僅僅建立了概念的整體心理映像,對概念本質特征的理解模糊、易變,知其然而不知其所以然,為錯誤概念的產生提供了土壤。
4.學生心理發展水平的制約
20世紀最著名的發展心理學家Jean Piaget將學生從出生到成人的認知發展分為感知運動、前運算、具體運算和形式運算四個階段[3]。這就是著名的Piaget認知發展階段理論。它充分反映了學生心理和認知發展的階段性差異以及在同一階段內發展所具有的共性。知識的教學受到學生心理發展水平的制約。因此,教師在教學時,不能無視學生的心理發展水平(即學生的知識背景和認知水平)隨意選擇教學內容與方法,而應與之保持同步。如果教學內容與方法低于學生的心理發展水平,就會形成無效的教學,學生將得不到發展;超出了學生的心理發展水平,就會造成學生對概念的錯誤理解,甚至無法理解。例如,小學生的認知發展正處于具體運算階段,如果數學教師忽略了這一點,對學生傳授方程、函數等形式運算的內容,將會導致學生對這些概念的誤解甚至不解。
錯誤概念具有廣泛性和隱蔽性。不僅是兒童,即使是在大學生和成人中也屢見不鮮,并深藏于人的觀念之中。由于錯誤概念通常能“解釋”一些客觀事物的表面現象,符合直觀觀察,表現出“合理的”一面,因此還具有頑固性。原有的錯誤概念可以引發新的錯誤概念,形成知識學習的惡性循環,具有很大的破壞力。
二、概念轉化的條件
Posner等人在認知建構理論的基礎上,提出概念轉化(conceptual change)的條件理論[4]。他們認為,一個人的原有觀念要發生轉化,應具備四個條件:
一是對原有概念的不滿,即它已經無法解釋當前發生的學習情境,因而使學習者感到失望。二是新概念的可理解性。學習者能夠理解新概念及其組織方式,這是學習者建立新的科學概念的前提條件。三是新概念的合理性。新概念與個體的其他知識經驗、信念等保持一致,能夠實現有效整合,而不是相互發生沖突。四是新概念的有效性。新概念能夠提供對當前學習情境更好的解決方案,體現出巨大的價值和潛力。學生認識到新概念優于原有概念,是實現概念轉變的現實動力。
個體的經驗背景也是影響概念轉化的重要因素。Posner等人稱之為“概念生態”(conceptual ecology)[4]。它包含以下幾個組成因子:一是認識信念;二是原有概念;三是獲取知識的方式;四是解釋知識的方式;五是問題解決策略;六是情緒情感;七是對科學本質的看法。概念生態構成的要素,例如問題解決的策略、情緒情感等,對學生學習的過程產生非常重要的影響,也都可能對不同的學習者的概念轉化產生影響。1992年,針對該理論由于未重視學生的學習態度和動機所引起的質疑,Posner對此理論作了一些修改,把學習的動機因素也納入概念生態中,進一步完善了概念轉化的條件理論[5]。
三、促進錯誤概念轉化的教學策略
有效的教學策略是實現學生錯誤概念轉化的根本途徑。在研究學生的心理發展水平的基礎上,根據知識建構的過程和規律,嘗試“探測錯誤概念引發認知沖突建構科學概念運用科學概念元認知監控(反思)”的五步轉化法,是促使錯誤概念向科學概念最終轉化的完整的、行之有效的教學策略與方法。
研究學生的心理發展水平,是教育適應學生身心發展規律的必然反映,是教學促進學生發展的客觀要求,也是有效教學的基本條件。一切優化的教學都必須適應學生的心理發展水平和階段特征。中小學生的心理發展多數處于具體運算階段,在理解和運用概念時,需要具體經驗的支持。針對這一心理特點,教師在教學中應綜合使用實物直觀、模型直觀和言語直觀,引導學生動手動腦,深入觀察和實驗,在此基礎上進行感性概括,形成感性認識,并在教師的指導下進行理性概括,從而獲得正確的概念。
1.探測學生的錯誤概念
在教學過程中,教師需要探測學生的錯誤概念。這是實現錯誤概念轉化的前提。在揭示新概念之前,教師應首先盡力去了解學生對當前情境或任務的想法,采用具有揭示力的探測性問題,讓學生積極參與,根據自己的理解,大膽推測可能的結果。教師先提供一種開放的問題情境,采用“如果……將會如何”的形式,鼓勵學生說出自己的觀點。可以先將學生進行分組,學生通過組內討論充分發表意見,由自選代表進行綜合后發言,更有利于激發學生的積極性。
2.引發學生的認知沖突
這是實現錯誤概念轉化的重要環節。怎樣制造認知沖突呢?較可行的思路是:誘導學生暴露其原有的概念或想法,創設情境使其與科學概念發生強烈沖突,使學生認識到自己的原有概念與科學概念產生了無法調和的矛盾,讓學生產生“震撼”,以動搖其頑固信念的基礎,而不得不以批判的眼光審視他曾深信不疑的東西,才有可能發現其原有概念的局限性和錯誤之處,才能徹底地拋棄它們。
3.建構科學概念
引發學生的認知沖突不是最終目的。當認知沖突的情境發生后,教師應進一步組織學生進行討論,引導學生去思考現象背后說明的問題,促使學生主動思考造成沖突和差異的深層次原因。在討論中,教師不要過多地干涉,應該讓學生根據自己的理解充分發表意見,自然地進行感性概括。學生通過交流一一呈現對沖突情境的理解,并去粗取精,基本達成一致意見時,科學概念的重建就開始了。教師的任務是:其一,呈現科學概念的定義,深刻揭示概念的內涵與外延。概念的內涵是對概念本質屬性的界定,是此概念區別于彼概念的標志,也是解答認知沖突情境的鑰匙。概念的外延是概念所反映的對象的具體范圍。定義的教學是學習科學概念的關鍵環節;其二,綜合呈現與概念本質特征相關的言語信息和圖形圖像信息,同時啟動學生的“雙重編碼”系統,培養學生的全腦思維能力,提高學習和記憶效果;其三,呈現足夠的概念正例和適當的反例,促使學生對概念理解的精確化。呈現正例,把符合概念本質特征的對象變化范圍盡可能包括進來,可以防止“概括不足”;然后呈現適當表面相似的概念反例,可以防止“過度概括”,把不符合概念本質特征的成員排除出去。前者提供對概念的證明,后者提供對概念的辨別。二者的綜合使用,則會迅速促使學生對概念定義的精確理解;其四,解釋科學概念的可理解性、合理性和有效性。如上所述,新概念要被學生接受是有條件的。教師應該通過科學概念的內涵與外延、科學概念與其他相關概念之間的聯系、科學概念的運用等方面的具體解釋和直觀呈現,使學生在主觀上認識到它的種種“優點”,從而在心理上真正接納它,實現科學概念的重建。
4.運用科學概念
熟練地運用科學概念是檢驗概念掌握程度的標準,也是概念學習的最終目的。但是,錯誤概念的徹底轉化和科學概念的真正建構不是一朝一夕就能達到的,必須經過反復地運用和練習才可以實現。在概念的運用階段,教師應考慮到概念對象各種可能的變化類型(變式),通過訓練學生對概念對象各種變式的理解與運用,觸類旁通,才能促使學生錯誤概念的最終轉化和科學概念的真正建構。
5.元認知監控(反思)
元認知,就是對認知的認知。具體地說,是指認知主體對自身思維和學習活動的自我認識、自我評價、自我監督和自我調控等。元認知對學習狀態的改變具有監控、評價、管理等重要功能。在錯誤概念轉化的學習過程中,元認知的參與可以使學生激發學習動機、端正學習態度、提高注意力、選擇有效的學習策略等,使學習過程從死板低效變為富有生機和高效。在學習之后,通過反思概念轉化的過程及評價學習過程的得失,使概念學習得到升華,學習興趣得到培養,學習策略得到提高。
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參考文獻
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關鍵詞:生物化學 教學改革 實驗優化 教學方法 創新
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007—3973(2012)009—171—02
生物化學是一門研究生物體內化學分子及化學反應的基礎生命科學,它是從分子水平和化學變化的本質上闡明各種生命現象。生物化學作為高職高專院校中農學類、園林類、動科類、食品生物類等各專業的最基礎的學科在大學教育中備受重視。然而由于生物化學發展迅速,科技成果更新快,僅僅局限在原有的教學課本知識層面就顯得捉襟見肘了,如何與時代同步,而又能提高高校生物化學教學的有效性,進而與世界教育水平接軌成為很多學者關心地問題。本文就高職生物化學教學改革入手,從教學課程內容、教學方法以及實驗優化和創新等方面進行探索研究,旨在為高職高專生物化學教學改革提供一點理論依據。
1 生物化學教學目前存在的問題
(1)以課本知識的理解和重復記憶為基本目標的傳統教學模式已經早已不在適應新課改的基本要求,特別是高職高專的生物化學教學。由于生物化學內容涉及面廣、知識要點及定義繁雜、知識體系龐大等特點使得學生學習生物化學時常感到枯燥乏味、難以理解;(2)大學基礎教學課時越變越少,使得原本繁多難學的生物化學教學更加難以保證質量;再次學生和老師的這對主體矛盾一直是教學改革的一大制約因素;(3)姜萍,楊振寧等人在研究和分析了PBL教學模式在教學中的應用后提出:目前我國生物化學教學存在的問題是教師講解部分比重過大,而且其教學內容及思維方式局限于一板一眼的傳統的教學模式,使得大學的生物化學課程教學出現知識斷層,無法和飛速發展的生物科技相結合。
2 教學內容整合改革
2.1 整合、優化課程內容及結構,及時更新和補充教學內容
近年來,隨著高職教學計劃的調整,生物化學專業基礎課程的課時逐年減少。如何能夠合理的調整教學課程內容和課時之間的矛盾就成為老師普遍關注的話題,教學內容整合改革刻不容緩。如課堂內的教學,可以研究把糖酵解章節與三大營養物質結合起來,聯系到蛋白質、脂類、糖類在糖酵解過程中的相關聯系和互相之間的相互轉化,由此延伸出糖酵解與三大代謝間的相互聯系。由于教學大綱中安排的教學內容寬泛且具有普遍性,不能具體的深入的體現出學習的內容,所以在課堂教學中,要發揮老師的積極能動性,在原有大綱指導的基礎上結合學生的實際情況,突破原有的知識框架體系,適當調整課程內容的先后和內容重組,進而達到寓教于樂的效果。如調整三羧酸循環與磷酸化的課堂內容前于糖酵解的課堂內容,可以更好的對學習和理解糖酵解體系有更多的幫助,更加促進和加深學生對其的理解。隨著知識和科技的迅速發展和更替,有關生物化學方面的新內容和新發現都層出不窮,因此對生物化學教學課堂的教學內容要時時進行更新和補充就顯得尤為重要。如以前的課本中在DNA修復章節中并沒有提到基因沉默等內容,而目前研究比較熱的反義核酸技術、基因芯片技術、miRNA等內容也在基礎的生物化學課本中涉及的較少。
2.2 設立章節知識框架體系,使課堂教學更加突出重點,進而突破難點
在每一章節講授前,言簡意賅的提出本節課要講授的知識架構并指出學習中應注意的重點和難點從而引發學生的有效思維和興趣,進而使課堂教學達到事半功倍的效果。老師也可以在布置課前預習課本內容時,給學生列出下一節要學習的內容,積極引導學生做好課前預習這一環節。如通過提出發酵作用的定義和實例引出糖酵解途徑,之后再由此提出磷酸戊糖途徑和電子傳遞鏈,最后再聯系到糖代謝。課堂內容由淺入深再到淺出,調動學生的積極性。
3 教學方法的改革
3.1 多媒體輔助參與教學
(1)由于生物化學的內容相對較深,且內容涉及的學科較廣,因此運用圖文并茂的多媒體輔助教學等硬件設施來提高生物化學教學質量和課堂的感染力就受到好多老師的推崇。生物化學是從分子即微觀水平來闡述生命現象,因此很難講授和認知。正因為如此,生物化學存在的一大缺陷是教學內容抽象性強而直觀性差,學生難以理解;(2)教學內容的連貫性及邏輯性強,很難使學生理清思維路線。運用多媒體輔助參與教學,不僅使抽象、枯燥的學習內容變得生動形象,而且還使得教學場景更加直觀,有利于學生對知識的理解和記憶,進而抓住學習的重點和難點,提高學生的學習效率;(3)多媒體課堂教學還可以提高學生學習的興趣,使學習從枯燥變得有聲有色。不僅如此,多媒體運用提高了課堂教學的有效性,使課堂學習時間得以充分利用。
3.2 多種教學方式的大膽嘗試
多種教學方法的大膽應用,其目的還是在于轉變教學主體,平衡教師和學生的教與學的辯證關系。教學方法的改革提倡以教師為主導,以學生為主體的教學模式。老師通過使用多種教學方法可以最大程度的保持和集中學生的注意力,才能充分的調動和開發學生的學習積極性,教學和學習才能更加有效率。如羅永富在生物化學教學中提出了問題式教學法,從問題的精心設計到更加聯系實際生活,從問題的生動形象化到實驗中探究,強調提問在生物化學教學中的重要性。如夏新奎等人在高職高專生物化學教學中提出了任務驅動法,他以設置具體的任務為核心,主張學生的自主學習。這種教學模式倡導更為開放的課堂環境,更加強調“在做中學”的理念。根據生物化學如概念較多、理論知識抽象、內容枯燥、代謝途徑繁雜等的基本特點,何文勝在《在高職生物化學課程教學中有效運用概念圖的嘗試》中提到,新課改教學中利用構建概念圖可以有效的組織教學,還提出概念圖的三要素:概念、連線、關聯詞。概念圖教學法可以創建一種學習氛圍,培養學生的自學能力,不僅如此還可以培養學生的邏輯思維能力,以及學生搜集和處理科學信息的能力。因此,該教學法在生物化學教學中應該受到重視和關注。
4 優化實驗教學改革
4.1 實驗課內容和結構的調整優化
生物化學教學中最重要的一個學習環節是生物化學實驗內容。高職高專的大學教育更加注重培養學生的認識能力、觀察能力以及實際操作動手能力,更加注重科學態度、科學思維方式等多能力的培養。實驗教學無疑是最佳的教育方法。在新課改下,優化實驗內容及結構對于生物化學的教學意義重大,特別是在逐漸減少大學基礎課時的情況下,實驗課就成了學習基礎知識最直接的方式。如有關“蛋白質的電泳”實驗,由于耗時較長且影響因素較多的原因,有必要對教材中實驗安排進行優化設計。可以拿瓊脂糖凝膠電泳、聚苯烯酰胺凝膠電泳、毛細血管電泳等進行課堂演示及分析,和學生共同探討可能出現的問題,之后讓學生自行分組選擇自己喜歡的電泳方法進行試驗,在試驗中引導學生相互協作的能力,調動學生積極思維。引導學生在試驗中提出問題,如溫度對電泳的影響,電壓的控制、電泳的時間,條帶的寬窄及明亮程度等。
4.2 提倡實踐教學及課后溫習
生物化學的實踐教學更加能夠提高學生實驗興趣和學習動力,而傳統的實驗課一般都是依瓢畫葫蘆,整個實驗過程按部就班,很難讓人產生實驗興趣。因此,我們必須改變現狀,打開思想的束縛,讓實踐教學真正走進大學的門襟,這才是大學教育與高中等其他教育體系不同的體現。首先在實驗課上結合上課內容鼓勵同學們進行獨立設計實驗和綜合性實驗設計,引發學生興趣和思考;其次把生物化學教學內容和生物化學實驗相結合,使實驗課更加具有系統性和針對性;再次學校應該對一些基礎實驗室進行開放,為愛好實驗、實驗失敗或未做實驗的學生提供再次動手的機會。而實驗過后的課外溫習也是加強學生學習的重要手段。不僅要提高學生課后實驗總結報告的質量,還要培養學生善于提出和發現問題以及解決問題的能力。如劉雪珠等人在《優化普通生物化學教學的初步探討》中提到的那樣,要重視課后習題,把教與學有機結合起來。(1)優化和精煉習題內容,同時結合網絡課件進行相關內容拓展;(2)鼓勵同學相信自己的質疑能力,杜絕實驗報告雷同和抄襲,對學生的不同的答案認真對待,并對其原因認真對待;(3)做好師生交流,如運用網絡的論壇和留言平臺和學生進行知識、實驗等學習方面的交流和互動。
5 生物化學創新教育模式改革
“創新能力是一個民族進步的靈魂,是國家興旺發達的不竭動力。”創新能力是我國素質教育的核心,實施創新教育模式改革在當今的新課改大環境下就顯得尤為重要。由于生物化學是一門交叉性很強的學科,因此創新教育的實施就必須依賴于學科的特點和知識體系來進行改變。金虎平通過教學實踐研究表明:同學和老師之間和諧的學與教關系是創新的基礎,而打破原有的學與教的觀念,確立教育的根本目標是創新教育的關鍵,課本實驗教材及方法的更新是創新教育的精髓。從創新的視角考慮,通過創新教育來營造學習氛圍,減輕學生的負擔和學習壓力,目的是在原有知識的基礎上力求有所突破或有所得,進而促進和加強學生發現問題、解決問題及動手實驗能力和思維能力。
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【關鍵詞】化學 生物化學 教學探討
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2014)14-0104-02
生物化學是一門很重要的教學課程,課程體系嚴謹,理論知識較難,發展速度很快,新知識、新成果層出不窮。由于這門課涉及許多生物學科方面的知識,內容抽象,分子結構龐大、復雜,對許多開設了生物化學課程的化學專業的學生來講,生物基礎底子薄、基礎差,掌握好該課程存在一定的難度。況且,目前化學專業生物化學教學的授課時數較少,我院化學專業生物化學授課時數只有36學時,這讓教學工作者面臨著嚴峻的挑戰,既要使教學緊跟學科發展的步伐,突出化學特色,又要使學生在系統學習生物化學基礎理論知識的同時,及時掌握生物化學領域內的最新理論成果和應用技術,以全面培養學生的創新能力和綜合素質。為此,我們對有利于提高教學質量的各個環節進行了分析與探討,旨在進一步實現培養綜合性應用人才的目標。
一 結合化學專業實際,選擇合適的教材和參考書
生物化學教材較多,如王鏡巖主編的《生物化學》(第三版)、聶劍初主編的《生物化學簡明教程》(第三版)、鄭集主編的《生物化學》,這三種教材均為高等教育出版社發行,是公認的比較優秀的教材,各具特色。以上三本教材雖然內容豐富,系統性強,但由于化學專業學生學習生物化學的目的、興趣以及知識基礎不同,在使用這類生物專業通用教材時,常常會感到不適應,給教和學都帶來一定的難度,不太適合化學專業學生,因此,結合化學專業實際,選擇適合化學專業學生用的生物化學教材是十分必要的。我院主要選擇由高等教育出版社出版,古練權主編的《生物化學》。因為該教材是專門為化學專業而編寫的,全面反映生物化學的基本內容,介紹學科的前沿和發展趨勢,在闡明重要的生命現象化學本質的同時,也介紹生物技術在化學研究中的應用,并且根據化學專業學生的需要和知識基礎,更多地應用化學的觀點和理論來討論生命過程中的化學問題。
綜上所述,化學專業使用古練權主編的《生物化學》作為教材比較適宜,同時輔以聶劍初主編的《生物化學簡明教程》(第三版)、王鏡巖主編的《生物化學》和鄭集主編的《生物化學》作為教學參考書。
二 基于“加強基礎,強調應用、理論和實踐相結合”模式修訂生物化學教學大綱
教學大綱是對教學計劃的具體體現和落實,是指導教學工作、規范教學行為的綱領性文件。不同專業要求不同,教學內容的側重點就會有所不同。作為專業選修課來要求的化學專業,必須強調生物化學的應用性。因此,我們以古練權主編的《生物化學》作為教學藍本,基于“加強基礎,強調應用、理論和實踐相結合”模式,編寫了生物化學的教學和考試大綱及本科生物化學教師備課提綱。上述教學資料著力于優化生物化學課程內容,對本科生生物化學教學的內容提出了明確要求,對各章節的重點、難點和疑點進行了詳盡說明。每年開課前可根據生物化學研究的最新成果,對陳舊的概念和理論進行及時修正與更新。教學時以教學大綱為指導,以教科書作為學生的參考書,另向學生推薦一些新版專著及相關的綜述文章以及生物學網址作為參考。這樣,一方面有效地解決了教材“舊”與進展“新”的矛盾,保證教學內容不落伍,另一方面也培養了學生不依賴教材的自主學習能力。更重要的是,通過這樣的教學方式,使學生了解和認識到生物化學前沿學科的發展現狀,刺激了學生的求知欲,增加了他們學習和掌握新知識的主動性。當然,這對授課者來講要求更高,既要通曉各章節理論知識,還需側重具體實踐應用。如在講解酶的競爭性抑制時,要聯系磺胺藥的發現,以及酶的抑制作用在制藥行業和農藥等行業的應用,充分做到理論聯系實際,激發學生的學習興趣,提高教學效果。
三 采取多元化教學手段,增加學生學習興趣和主動性
生物化學作為一門基礎學科,具有理論性強、邏輯性強、內容抽象、基本概念多等特點。因其涉及的理論與技術較多,為了拓寬學生的知識面和增強學生對這門課的認識水平,需采取多種教學手段。
1.優化教學內容和過程,抓住學科發展前沿
在教學內容上,要對生物化學一般性內容進行融合、壓縮、削減和取消,保留必須的基本部分和最新的研究成果。突出化學學科特點,重在培養學生的動手能力和從事科學研究的素質。在授課時,理論聯系生活實際應用,重在啟發學生興趣,對在21世紀可望有重大突破的新的研究內容給予重點加強。
在教學方法上,打破“以教材為中心,以課堂為中心,以教師為中心”的教學模式。從單純的傳授知識向注重發展智能轉變,通過正確引導,提高學生興趣和主動性,注重啟發式、參與式教學。短短的幾十個學時不可能教會學生所有的生物化學知識。因此,在教學時,教師應重點使學生了解本學科的知識結構,著重講授基本概念和基本理論,由淺入深、由表及里,把學生感知孤立、零散的概念納入體系之中。
2.利用化繁為簡的動畫教學,調動學生的學習積極性
在生物化學的教學過程中,有些理論性很強的知識點講解起來非常抽象,可借助多媒體的動畫效果,將呆板單一的教學內容安排轉變為生動、多彩的動畫演示,激發學生的學習興趣和知識主體作用的發揮,提高教學效果。
3.理論聯系實際,采用案例教學法提高教學效果
結合本專業學生的專業性質,以生物化學在化工、制藥、環境工程、材料學等領域中的實際應用為例,采用案例教學法,把靜態的、被動的接受專業知識變成師生共同探討的過程,把枯燥、抽象的理論變為生動典型的例子,活躍課堂氣氛,把理論與實踐相結合,以便提高生物化學教學效果。
四 開展綜合設計性實驗,全面提高學生的科研素質和能力
實驗在生物化學教學過程中有著重要的地位,它不僅是理論聯系實際、鞏固課堂知識的重要環節,更重要的是通過實踐性培養學生的動手能力和解決實際問題能力。但對于化學專業的學生來說,《生物化學》這門課的總課時極少,實驗課更少,一般僅有6個課時,所以不能安排更多的實驗來訓練學生的實踐能力,因此,在這種情況下,開展綜合設計性實驗顯得尤為重要。采用綜合設計性實驗模式開展《生物化學》實驗課程的工作,可使學生綜合運用所學理論知識和實踐能力進行試驗設計工作,有助于提高學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力,培養學生的創新能力和創造能力。綜合設計性實驗的開展,還能夠提高學生通過查閱資料獲取信息的能力,養成嚴謹的科研和工作態度和獨立思考的能力,使學生了解科學研究的一般程序,提高對科學研究的認識和興趣,培養他們的科研素質和能力。
五 改革課程的考核方法,全面評價學生的學習效果
生物化學是一門以理論為主、應用實踐性很強的課程。但對于化學專業來說,生物化學課程性質為選修,加上課時較少,因此,學生對其缺乏興趣,經常缺席,學習態度不端正。生物化學的考核不應只看期末考試成績,這樣不利于激發學生的學習熱情,更不利于培養學生的實際應用能力。因此,必須對生物化學進行改革課程的考核方法,進行全面考評。首先主要體現在優化考試的成績比例上:期末考試成績占60%、作業占20%、實踐占20%。在平時作業的設置上多一些理解型、應用型強的題目,既要考查學生的基礎理論知識,也要適當考查學生的綜合應用及分析問題、解決問題的能力。如關于蛋白質等電點知識,可以給出三種蛋白質的混合溶液,并提供等電點,讓學生設計一種簡單方法分離這三種蛋白質溶液。這樣的題型可以鍛煉學生的思維能力和分析問題的能力。通過這些改革,有利于培養學生的創新能力和綜合分析問題的能力,也有利于全面客觀地評價學生的學習掌握情況。
參考文獻
[1]古練權等.生物化學(第一版)[M].北京:高等教育出版社,2000
[2]曾虹燕、劉躍進、張小云等.構建工科生物化學教學體系的探索與實踐[J].湘潭師范學院學報(自然科學版),2008(4):173~175
關鍵詞:生物化學檢驗;發展;展望
1臨床生物化學檢驗的概念
所謂臨床生物化學檢驗,就是將生物化學的研究成果及相關新型技術應用到臨床,借助現代化的儀器進行化學成分分析,幫助疾病的診斷及病情檢測,為治療提供確切依據。生物化學定義為研究生物體的化學結構、化學組成、及生命體化學變化的一門學科[1]。主要研究組成生命體的各種蛋白質、核酸和相關酶類的化學組成、結構、代謝、遺傳等方面。應用到臨床上,可以幫助臨床醫師分析患者機體相關化學指,以此來判斷病情、病變程度等等。
2 臨床常用生物化學檢驗技術
隨著現代醫學技術的不斷發展,臨床生物化學檢驗的方法和技術越來越多,也日漸成熟,在臨床工作中起著不可替代的作用。這些新型技術主要包括光譜分析、電化學分析,還有近年來逐漸發展的高效液相層色譜法、生物傳感器等等,下面對臨床常用技術一一介紹。
2.1光譜吸收法紫外可見分光光度發和原子吸收分光光度發是目前普遍應用于臨床的光譜吸收分析技術,主要是利用物質對不同波長的吸收程度不同進行測量的一種定量定性分析技術[2]。光譜吸收的理論基礎是朗伯-比爾定律,物質輻射能的吸收與該物質的濃度與吸收層的厚度有關。
2.2紫外-可見分光光度法此法應用是根據物質分子對波長為200~760nm的吸收特性為原理的定性、定量方法。測定時須設立空白對照,邊長1cm的石英吸收池,可同時測定幾試樣的吸收度該方法操作簡單,而且準確性和重現性較好。
2.3原子吸收分光光度法使待測元素燈所發出特征譜線,該譜線穿過試樣,試樣原子化會產生原子蒸汽,蒸氣中待元素基態原子會吸收該譜線,使之強度降低。最后是利用輻射光減弱程度,求得試樣中待測元素的含量。因背景對輻射光強度的吸收,會對測定結果產生明顯的影響,因此,要將背景吸收對實際測量值的影響降到最低,并在最后結果分析時考慮背景吸收因素。應用火焰法時需選擇適宜譜線,加入適當絡合劑。
2.4電化學分析技術應用電化學的電位、電流、電導等基本原理及現代的實驗技術,測定物質組成及化學含量大小的分析方法。該法具有高準確度,高靈敏度,高選擇性的特點。可以測到10-10mol/l到10-12mol/l的物質,廣泛適用于生物化學檢測。
2.5發射光譜分析技術其主要形式就是火焰光譜法和熒光分析法。火焰光譜將被測物質處于火花的高溫氣態作用下,使被測物質離解成原子或離子,然后激發其解離粒子,發射光譜譜線。此時發出的譜線的強度與被測物質在被測樣品中的含量成正比,可用標準公式來確定其具體含量。熒光分析較火焰法靈敏度高,利用熒光的強弱來測定物質的含量,其測定含量低,可進行微量分析,并對多組分的復雜混合物進行測定。但是,熒光分析測定限制條件較多,要求苛刻,常常需借助特殊儀器進行。
3 發展與展望
臨床生物化學檢驗雖然只有短短十幾年的歷史,但其發展是極為迅速的,自動化生化儀器逐漸普及加上臨床是的廣泛應用大大推動了生物化學檢驗的發展,并對其今后的發展方向起著關鍵性作用。
目前臨床上血氣分析,鈉、鉀等離子含量的測定,最常應用的就是離子電位選擇分析法,該方法選擇性好,靈敏度高,操作簡單,分析速度快,可以做到準確診斷,而且節省檢查時間[3]。其缺點是運行成本較高,因此應用較局限,還并未普及到更多指標的測量,但相信這項技術的研究會越來越進步。
目前臨床生物化學檢驗的發展方向是朝著分子診斷學的方向迅速發展,而且正在不斷深入探究,尋找更加靈敏,特異性更高的診斷方法。隨著現代檢測技術和方法的不斷更新和完善,患者的檢測結果會趨于準確、快速,不管是指治療質量還是預后判斷方面,都會更加完善。
隨著現代臨床生物化學檢驗技術不斷的深入研究與進步,現在還沒有廣泛應用到臨床的電泳技術、高效液相技術、和生物芯片等會慢慢發展并得以廣泛應用,將推動臨床醫學檢驗領域的新的重大歷史性變化。
參考文獻:
[1]喬博明.臨床生物化學檢驗的概念及常用技術[J].求醫問藥(下),2012,10(5):83