生物學的作用大全11篇
時間：2023-12-19 11:25:13緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇生物學的作用范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。
篇（1）
micrornas(mirnas)是一些長度為21-25個核苷酸，在轉錄后水平調控基因表達的非編碼的小rnas。mirnas最早的兩個成員是在研究c.elegans的發育調控時發現的。自此，在幾乎所有的后生動物如渦蟲，果蠅，植物，哺乳動物的基因組中都發現了mirnas[1]。它們主要作用于mirna，使其發發生特異性地降解或者阻止其翻譯，從而調控動植物的發育和生理過程。
干細胞是一類能夠自我更新并具有多向分化潛能的早期未分化細胞, 不僅是器官發生過程中早期分子活動的研究工具, 且已成為多種退行性疾病組織修復和再生的種子細胞。由于干細胞具有廣泛的應用前景, 相關的發育分化模型的建立、干細胞發育分化的基因調控及微環境的影響, 已成為近年來醫學和生物學領域研究的熱點。mirnas作為一個廣泛存在的可對基因表達進行調控的分子, 在動植物的發育和生理活動中起著非常重要的作用，包括抵御病毒，在發育中調控基因的表達，控制發育的階段，維持干細胞的穩定等等。mirnas在干細胞中的特異性地表達，尤其在胚胎干細胞和造血干細胞中相關mirnas的發現、功能的研究, 揭示了mirnas 可能在干細胞的自我更新和多項分化中發揮重要作用。
1mirna和干細胞的研究
mirna是一類～22 nt具有調控功能的非編碼rna ，它們主要參與基因轉錄后水平的調控。這些mirna 基因首先在細胞核內轉錄成前體轉錄本(primary transcripts mirna, primirna) ，在drosha酶的作用下剪切形成～60-70nt的mirna前體（或者稱為premirna），然后ran–gtp和exportin 5將premirna轉運到細胞質，隨后，另一個核酸酶dicer將其剪切產生約為22個核苷酸長度的mirna:mirna*雙鏈。這種雙鏈很快被引導進入rna誘導沉默復合體(risc)中，其中一條單鏈mirna被降解，另一條成熟的單鏈mirna分子，通過與靶基因的3′ utr區互補配對，對靶基因mirna進行切割或者翻譯抑制[2]。mirna具有如下特點[3-5]：①細胞特異性：不同組織不同細胞，mirna的表達譜及序列特征不同，這可以作為某些組織或細胞的特異性分子標志； ②“時空”特異性：細胞在不同發育階段，mirna 組成不同，在特定細胞的特定階段“出現”特定的mirna ，決定細胞的分化方向和分化時相，是細胞定時、定向分化的開關； ③保守性：不同種屬、不同組織器官以及不同細胞之間相同或相似的mirna分子具有相似的調控功能；④mirna作用靶點：多為呈“時空”特異性表達的轉錄調控基因以及凋亡調控基因，通過調控細胞增殖和細胞凋亡，從而調控細胞功能和結構的特化。
干細胞具有多向分化潛能，它如何從一個充滿各種可能性的通用細胞類型演變成從事特定工作的“專業”細胞，是干細胞研究的謎題。 近年來，mirna 在干細胞定向分化和自我更新功能維持中的作用，逐漸被科學家們發現，目前已經掀起mirna在干細胞研究中的熱潮。
目前發現胚胎干細胞和多種成體干細胞中均存在各自特異的mirna。houbavity等[6]在小鼠胚胎干細胞中克隆了15個mirna ,suh等[7]則在人胚胎干細胞中找到了36個mirna基因，這些mirnas多數在胚胎發育過程中逐漸減少，少數持續表達甚或表達升高。隨著細胞的分化，mirnas的表達也發生了明顯的改變。mirnas和mirnas的相互作用對于維持干細胞的多能性及其分化非常重要。因此許多試驗希望可以通過分析人胚胎干細胞中的mirnas的表達來描述人的胚胎干細胞。
2 mirna對干細胞生物學行為的調控
2.1 mirna調控了干細胞的自我更新
自我更新是干細胞的一個重要特征，從這個層面來說，干細胞與腫瘤細胞一樣都可以持續分裂。 因此，如何調節恰當的細胞分裂，使其不會因為太少導致組織發生缺陷，又不至于過分增殖惡化為腫瘤，是干細胞生物學研究的一個攸關問題。
在多能胚胎干細胞中，有特殊mirna的簇集表達，這些mirna明顯區別于分化之后的胚胎和成體[7]，暗示這些mirna對于干細胞的自我更新具有一定作用。決定細胞繼續增殖還是停止分裂或分化，在g1期由周期依賴性蛋白激酶抑制子p21所調控[8] 。
有研究者通過使用果蠅胚胎作為模型系統，證明了mirna1有助于早期胚胎階段的心臟祖細胞（即干細胞）的決定。mirna1有助于維護末期胚胎階段中的心臟前體，可以調節心臟細胞的分化機制。這都說明mirnas調控了干細胞的自我更新。
另外，dicer酶對于胚胎的發育和干細胞的維持是必不可少的。dicer敲除的突變體在發育早期胚胎是致死的，在dicernull的胚胎中，根本檢測不到es細胞系[9]；dicer缺陷的“escaper”和dicerflox/null 細胞相比，細胞周期發生了改變，g1期和g0期的細胞有了輕微的增加，相應地，g2期和m期的細胞減少。這種現象可能是由于本應該在es細胞中表達的抑制細胞周期抑制子的mirnas的缺失導致的。基因組的組成和結構也受到了影響從而激發了細胞周期檢驗點的反應，阻止了細胞的進一步增值[10]。
mirnas對于果蠅的gscs的分化的控制是必不可少的。果蠅基因組中有兩種dicer異構酶：dicer1和dicer2[9]。dicer1對于干細胞的加工是必需的，而dicer2是形成sirna所必需的。dicer1(dcr1)的缺失完全破壞了mirna途徑，但對sirna途徑的影響是非常微弱的。分析gscs的dcr1突變體發現，生殖細胞孢囊的產量明顯下降。gscs的dcr1的突變體看起來是正常的，但是在細胞周期控制方面存在明顯的缺陷。根據細胞周期標記物和一些遺傳的相互作用的研究發現，gscs的dcr突變體推遲了g1到s期的轉換。干細胞對外界的信號非常敏感，比如營養依賴的胰島素受體活化可以使干細胞停滯在g1/s 期。胚胎干細胞是通過mirna通路來調節p21/p27/dacapo 對cdk的抑制作用從而使自身停滯在g1/s期。當外界環境不利于干細胞分裂時，關鍵的mirna被下調，p21/p27/dacapo的水平上升，從而導致干細胞停滯在g1/s 期[11]。但是，參與此過程的具體mirna是哪些，至今仍未有報道，更深入的機制仍需研究。對于成體哺乳動物干細胞是否有類似的mirnap21調節機制以及是否依賴于環境因素，也還需要更多的實驗證實。
2.2 mirna參與神經干細胞的分化調控過程
神經系統是一個高度分化的器官，在已經鑒定的mirnas中，約有70％可以在哺乳動物的腦中檢測到，說明了這些mirnas在神經發生中可能的作用[12]。對哺乳動物腦發育過程中高度表達的mirnas的研究表明，在發育起始的mirnas和特異性分化后表達的mirnas有顯著的不同[13]。前體細胞順序表達一系列mirnas，在分化過程中發生了特異性的表達。例如小鼠胚胎干細胞中的mirna124a 和mirna9特異性地決定神經干細胞的發育形成, 并且初步推測可能是通過作用于stat信號轉導通路發揮作用[14]，mirna23，mirna26和mirna29的上調表達導致分化形成神經膠質，而mirna9和mirna125在神經元和神經膠質細胞中均有表達。let7家族成員也高度存在于神經系統中。在斑馬魚的神經組織和老鼠的發育過程中[41]，let7家族成員都是高度表達的。在神經分化過程中，通過轉錄激活和增強前體物的加工活性可以顯著誘導let7家族成員的成熟，這表明了let7在神經特異分化中的作用[15]。
預測還發現，在成年的哺乳動物中，含量最為豐富的是mirna124，有1100多個基因的結合位點。將mirna124導入hela細胞中，可以下調100多種基因的表達[16]，并且促進了神經樣mirna的表達。最近，在雞的神經管中發現層粘連蛋白gammal和整合素betal1也是mirna124的作用位點。而且，mirna124可以和小的c端結構域磷酸酶1（scp1）的3’utr結合，這種磷酸酶在神經發育過程中起著重要作用。識別神經系統中mirna的靶序列對于我們更好地了解神經干細胞的自我更新和分化是非常重要的。
2.3 mirna調控造血干細胞的發育
造血干細胞定向分化潛能受mirna調控，在各系祖細胞中高表達mirna可能起著定向分化調控作用。chen等[17]在小鼠的骨髓造血細胞中克隆了100個特異的mirna ,并已確定一些mirna在造血組織中優先表達, 如mirna142在b淋巴細胞和髓系粒細胞中表達增高，mirna181在b淋巴細胞中選擇性表達上調，其中，mirna181在骨髓祖細胞陰性譜系中高水平表達并只在b淋巴細胞中上調，在體內和體外mirna181的過表達可提高b細胞的數量，表明mirna181可能是b細胞分化中的一個正調節因子，參與造血干細胞向b細胞譜系的分化。
felli 等[18]發現，在臍血cd34 +造血祖細胞向紅系發育過程中，mirna221和222表達逐漸下降。這2個mirna作用于kit基因的3′utr，在cd34 +細胞中轉染mirna221和222的寡核苷酸或者慢病毒表達載體，可導致紅系增殖和分化障礙，伴隨kit蛋白水平下降。nodscid小鼠體內實驗表明，轉染后cd34+細胞的增殖能力和干細胞功能受損；反之，阻斷mirna221和222表達，則促進早期紅系增殖。實驗表明，mirna221和222的表達下降可促進紅系發育。
最近發現，mirna還調控了造血干細胞自我更新[19] 。造血干細胞能夠制造對分化成血細胞至關重要的蛋白質，但是這些蛋白被1套mirna阻斷，將造血干細胞維持在原始狀態。利用非增殖病毒載體將mirna轉染入造血干細胞，檢測造血干細胞的自我更新能力。第1個進行檢測的是mirna155，已經被證實能夠終止干細胞發育成紅血球和白血球，沒有轉染的干細胞可以發育成熟，而轉染了mirna155的干細胞則很少能發育成熟為紅血球和白細胞。
3 mirna決定了干細胞的命運
3.1 mirna操縱胚胎干細胞的命運
研究表明兩種依賴于血清應答因子（serum response factor,srf）的肌特異mirna1和mirna133，能促進胚胎干細胞的中胚層形成，同時在心肌祖細胞的進一步分化過程中有著不同的作用：mirna1能促進小鼠和人類胚胎干細胞向心臟細胞的分化過程，而mirna133則阻止肌漿蛋白祖細胞的分化，mirna1和mirna133在發育的肌細胞中是同時表達的。mirna1和mirna133是一種強有力的非肌性基因表達的抑制因子，并且能抑制小鼠以及人類胚胎干細胞分化過程中的細胞命運。兩種mirna都增加了胚胎干細胞的中胚層特異性，并且抑制它們向內胚層及神經外胚層的分化。
其中，mirna1的作用部分通過notch ligand deltalike 1（dll1）的翻譯阻遏實現，mirna1的表達導致dll1的翻譯阻遏，并利用shrna降低干細胞中dll1的表達。此外，mirna1和mirna133能強有力的抑制內胚層以及神經外胚層的基因表達，這表明兩者之間或許有著很多共同作用目標。對于胚胎干細胞的基因表達分析表明，mirna1和mirna133調節多個相同通路。可見肌特異性mirna能增強非肌性基因的抑制，并且mirna能用于多能胚胎干細胞的細胞命運調節[21]。
3.2 mirna提高了ips的轉化效率
自ips出現以來，轉化效率一直是橫跨在ips技術面前的障礙。有研究表明，將頭發里的角質細胞進行重組誘導ips細胞，發現轉化效率可提高100倍。最近發現將兩種因子p53 sirna和utf1和四個誘導基因（oct4,sox2,klf4和cmyc)一起轉染到人成纖維細胞中，ips的誘導效率也可提高100倍，而且，剔除cmyc（具有致癌性基因）同樣可以成功誘導ips[22]。
4 展望
不同的干細胞類型表達的mirnas不同，在干細胞的不同發育階段也存在著特異性的mirnas的表達，我們有理由相信，mirnas在調控干細胞的分化和自我更新方面具有非常重要的作用。mirna作為一種新的調控基因表達的小分子rna，對干細胞的研究提供了一種新的途徑。
隨著干細胞復雜的分化調控的研究，我們將更好地了解mirnas和一些轉錄因子的相互作用，從而弄清整個細胞內的調控網絡。目前關于mirnas對于干細胞生物學行為調控的研究還很少，mirnas在干細胞中究竟是如何起作用的？它的作用靶位有哪些？關于其調控分化的模型在哺乳動物也成立么？這些問題都有待進一步地探討。基于多分化潛能和功能譜系不同的干細胞是由遺傳和表觀遺傳共同決定的，作為組織工程的“種子細胞”，弄清它內部的mirnas的作用通路，有助于揭示干細胞發育過程的基因調控。我們的終極目標是希望將mirnas調控干細胞的分化作為一種潛在的治療手段，以便更好地了解一些特異性的細胞通路中的mirnas，治療癌癥等疾病。
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篇（2）
1 高校分子生物學實驗教學存在的問題
隨著高等教育改革的不斷深入，高等院校招生規模增大，學生數量增多，教學中凸顯出一些新問題。在分子生物學實驗教學中，由于新技術、新儀器的快速更新，相關學科之間互相交叉、互相運用，也同樣面臨著嚴峻的考驗。目前，在分子生物學實驗教學中，主要面臨著以下問題：
（1）實驗條件有限，不能完全滿足教學需要。由于近年來，高校的不斷擴招，本科生不斷增多，雖然學校也在進行基礎設施的建設，但是相比于本科生的數量，實驗室的數量還是較少。這種情況下，要完成實驗教學，就要盡可能的提高實驗室的利用率，實驗室常常出現飽和狀態，五六個同學一個小組共用一組實驗儀器，經常是一個同學動手做實驗，其他同學在旁邊觀摩，有些實驗儀器更是需要每個小組輪流使用。分子生物學實驗技術日新月異，實驗儀器設備發展更新迅速，一些先進的大型儀器也被引進實驗室，但是由于價格昂貴，數量很有限，一節實驗課下來，了解這些儀器操作方法的學生也只是寥寥，畢業后到了工作崗位或是參加研究生學習時，還要重新參加培訓，浪費實驗資源。另外，有的實驗時間很長，但其中一大半時間都是等待的時間，又不能練習實驗技術，既浪費教學時間又不能提高教學效果。
（2）實驗教學內容單一，缺乏啟發性。分子生物學的實驗原理、操作步驟、注意事項等基本上都是按照教科書上安排實施，多是對理論課內容的驗證實驗，缺乏對實驗本身的設計和應用的講解。很多實驗教材已經連續使用了多年，即使換用教材也是同樣教材的再版，再版的教材與之前的教材并沒有太大的區別，有的甚至干脆沒有改動，教材上有的儀器現在實驗室已經不再使用，學生完全是按照教材做實驗，并沒有深刻的思考為什么要做這個實驗，更不要說根據已做過的實驗的經驗和掌握的知識去設計其他的實驗。
（3）儀器操作不熟練導致的實驗安全問題和儀器的過度損耗。在做實驗的時候，因為對儀器的操作不熟練，經常會造成儀器的不必要損壞。例如，低溫冷凍離心機，離心時的轉數通常都在10000轉/分鐘以上，操作前需要對待離心樣品進行精密的配平，新使用的同學有時會忘記配平，常常不使用天平準確的配平，在這種情況下進行離心將造成離心機曲軸彎曲、轉子磨損，離心機將不能使用。這種離心機一般都是進口儀器，價格比較昂貴，維修周期長，費用高，且實驗室擁有數量有限，損壞之后會對分子生物學的實驗教學和科研產生很大的影響。另外，如果不熟練實驗技術，實驗中使用到一些有毒有害生物、化學制劑時，也存在不安全的問題。例如，生物染料溴化乙錠（EB）是強誘變劑，用于DNA瓊脂糖凝膠電泳的實驗，不能觸摸，必須佩帶防護手套，除了電泳實驗臺，不能觸摸其他實驗臺，否則將造成交叉污染，危害其他同學的安全。在不熟練實驗技術的情況下，很容易手忙腳亂，造成污染，需要教師從旁督促。
2 虛擬實驗室用于分子生物學實驗教學中的優勢
（1）靈活生動，易于擴展。虛擬實驗室是基于計算機系統的三維動畫技術，它通過豐富的影像、聲音營造出生動有趣的學習氛圍，不僅能強化記憶，更能激發學生的學習興趣。虛擬系統中包含了分子生物學實驗中的多種儀器和試劑，可供學生實驗時選擇，不是僅僅準備好本次實驗的儀器、試劑，可以使學生更深刻的理解實驗的原理。而且，虛擬實驗室脫離了時間與空間的限制，每個同學都可以運用自己面前的電腦，充分的利用課堂的時間熟悉掌握實驗技術，并且課下也能利用網絡學習。互聯網方便了我們的生活，同樣也為虛擬實驗室遠程教育打造了平臺。
（2）方便交流，資源共享。課堂上教師和同學可以通過局域網進行一對一，或一對多的交流，教學更有針對性，教師也可以設計思考題，控制網絡開放，把學生分成小組進行討論，運用啟發式的教學方法培養學生自主思考問題、解決問題的能力。各小組之間各自討論后，也可以通過網絡共享彼此的成果。
篇（3）
2 生物學開放性教學的涵義
所謂的開放性教學是針對傳統封閉式、灌輸式的教育形態而言的，它通過營造開放、民主、平等、自由、互動、和諧的師生關系及教育氛圍，優化各種教育資源和環境，借助社會力量與現代科技成果和手段構筑起來的新型教育模式。而生物開放性教學模式的構建正是來源于開放性教育的啟示，目的是對傳統單一封閉的生物教學模式進行反思和改良，從以課堂講授為主的教師為中心轉變為以學生主動探究為主的教學方式，從而提高生物教學的實效性。
3 同課異構對實現生物開放性教學的助推作用
2011年11月，有來自天津、北京、上海三個省份的4名高中生物教師分別在同一班級以“生態系統的能量流動”為題開展校際“聚焦課堂——同課異構”的教研活動。4名生物教師對課堂教學過程中不同的處理辦法，表現出豐富的、鮮明的個性，使課堂異彩紛呈，達到開放課堂促進學生相應能力提高的目的。下面就這幾位教師執教人教版必修3“生態系統的能量流動”的情況，談談在同課異構的教研活動中構建開放課堂的幾點策略。
3.1 設置不同的情景，使師生之間的關系得到開放
“生態系統的能量流動”這節課的引入中，4位老師都或多或少以學生熟知的事例來引入，很快將學生帶入新課中。
教學1：來自北京市某中學的秦老師，在引入新課時從學生的生活問題入手，如“中午的時候有同學說了這么一句話：“好餓啊，補充能量去。”（1） 你們覺得這里所說的能量在哪里？（2） 能量怎么樣到人體內的呢？食物中的能量是不是100%的傳遞到人體內的呢？我相信通過這節課的學習同學們對這些問題會有一個清楚的了解”，這樣生活化的開頭讓學生們易于接受，并帶著問題去深入老師接下來要講的關于能量流動的內容，立即將學生的思維拉進了課堂之中。
來自上海市某中學的胡老師，同樣在引入新課時別出心裁，她指著幻燈片上的巧克力、雞蛋、糕點等幾種食物問到：“同學們假如你們去參加東方明珠的登高活動，你會選擇哪一樣食物去補充你的能量呢？”學生們異口同聲地回答“選擇巧克力”。這樣的開頭輕松、愉快，讓學生的興趣立即被激發出來。
來自天津市某中學的趙老師以“過度放牧會導致草場沙化，同學們了解多少呢？”這個問題發問，然后播放一段焦點訪談中的關于內蒙古鄂爾多斯草原因過度放牧而沙塵滿天的報道，以有聲有影的事實來激發學生們對環境等生態系統的相關問題的關注。
來自天津中學的周老師，他在引入時先問到“大家都聽過魯濱遜漂流記的故事吧？”，當學生一致回答是的時候，接著周老師在幻燈片上給大家呈現一個類似的模擬場景，讓學生們討論并從可供選擇的雞與玉米中確定一個先后順序以維持更長時間的生命，通過創設這種趣味性的問題情境，不僅增強學生的有意注意，也調動了學生學習的主動性和積極性。
4位老師引入新課的方式都緊扣學生身邊或者能夠關注到的事情，這些事例或多或少在學生的生活范圍內，正是這些生動的例子，創設了一個個貼近學生生活的、形象的、有趣的學習情境，并且很好地營造出一種輕松、溫暖的學習氛圍，而這種氛圍正是開放的師生關系形成所必不可少的前提。
3.2 突破教材局限，使教學內容得到拓寬
在開放的課堂教學中，教學內容的開放就要求教師從注重對學生基本知識點的掌握轉變為更注重對學生現實生活、人生價值、自我個性、自我發展的關懷。為了提高課堂教學的效率，使教學內容生活化，教學過程民主化，幾位老師各有側重。
教學2：秦老師結合“草—兔—狐”這一食物鏈來設問，學生會有更清晰的物像理解，并且通過引導學生定量地分析具體生態系統的能量流動過程和特點，培養學生識圖、析圖的能力及分析和推理的能力。課中學生依據老師的要求根據自己對農田生態系統的調查了解相互交流討論提出了一些對其能量流動方面的改進建議，讓學生的思維從課堂走入了日常生活。
胡老師在課程即將結束的時候留給學生幾個問題，“就桑基魚塘這個人工生態系統，如何充分利用進入該生態系統的能量？請你設計一個改進魚塘的方案，使能量更有效地得到利用。”在老師的引導下學生們激情高漲地討論，交流，并設計了初步的方案。這樣開放化的教學不僅教會學生將所學的知識運用于解決實際問題，也使得學生更好地理解了科學是第一生產力的觀點。
周老師在講到能量金字塔是否能倒置的問題時，通過幻燈片中展示的生態園中一顆番茄樹上出現大量的害蟲白粉虱來讓學生更深刻地認識到數量金字塔可以倒置，而能量金字塔則不能。最后還鼓勵學生多到學校生態園中進行實地觀察增進了解，很好地將課堂內容開放到實踐中。
而趙老師則將鄂爾多斯草場因養羊數量的變化而發生的一系列變化的新聞間斷性地穿插于講堂之中，讓學生關于人與自然和諧相處這一問題參與自主式的小組討論，通過小組成員的動手、動口、動腦的交流談論，培養學生的合作精神。
在授課的過程中，4位老師都能夠廣泛地挖掘教學素材，根據教學所需，把教材內容和課外內容有機結合起來，不僅使教學內容更加豐富，同時也增強了學生對于課堂的的關注度和學生學習的自主性，使得教學內容在學生的交流之中慢慢地實現開放化。
3.3 靈活安排教學程序，使教學形式得到開放
教學3：在講到能量在營養級流動過程中的消耗時，秦老師巧妙地設置關于能量在營養級中傳遞的問題，指導學生進行簡單的數據分析，然后請部分學生到黑板上畫圖示范，有異議的學生也被鼓勵著走上講臺給前面的同學進行補充。對于各種理解，秦老師和坐在下面的學生一起討論，小組給小組點評，最后由秦老師做總結。這一引導學生去分析探討獲得正確結論的途徑在幫助學生獲得知識的同時，也增長了他們的智慧，有助于學生養成勤于思考的好習慣。
周老師在講到各營養級的能量來源和能量去路的時候，沒有先講解，而是讓學生走上講臺借助剪紙貼圖的活動來理解。這種形式很好地激發了學生的熱情，調動了學生的積極性，學生們通過思考，合作，交流和動手嘗試，對疑難問題很快形成思路，有效地培養和鍛煉了自己的多種能力。
而胡老師與趙老師則都采取了當前最時髦的小組合作形式，把課堂中值得探討的問題分配給幾個小組，當趙老師在講到生態系統的能量流動逐級遞減的原因時，試圖通過探究的形式把學生分成四個探究小組，每組都設定了不同的探究問題，針對這些問題，學生們分組討論，合作交流。老師則走下講臺一邊巡視一邊參與討論，適時地對學生的回答進行點撥指導。這種自主式的小組協作學習的模式不僅開發了學生潛在的能力，而且激活、誘導出學生學習的積極性，有助于學生養成良好的學習態度和行為習慣，有道是“一切天賦和諾言都不如習慣更有力量”一語中的！
幾位老師的授課均具有“一體化”的教學效果，教學中各個知識點過度自然，環環相扣，在“食物鏈中營養級能量流動的幾個特點”中都是指導學生以小組為單位來討論，并鼓勵學生離開座位走上講臺，向同學呈現自己的理解，在這樣的練習中，執教老師的一句“對于這個問題，其他同學還有沒有異議？有的話，請你幫他改正”提醒學生引起重視，比學生自己處理效果好得多。并且在教學中老師們都很好地激發了學生學習的興趣，使學生學會主動地獲取科學知識，體驗科學的過程與方法，有助于學生形成一定的探究能力、科學態度與價值觀。
篇（4）
情境是一種感情境界，情境教學是指為學習者創設的能引起情感反應的客觀環境。建構主義理論認為知識不只是通過教師就能傳授得到，而是學習者在一定的情景背景（即社會文化背景）下，借助其他人（包括教師和學習伙伴），利用必要的學習資料，通過意義建構的方式而獲得的。學習者是學習的中心，是信息加工的主體，是意義的主動建構者。建構主義學習理論認為在課堂教學中，教師應當十分重視教學情境設置在課堂教學中的作用。良好的教學情境能充分調動學生對學習的興趣，激發他們的主動性和積極性。能啟發學生思維、開發學生智力，是提高中學學科教學實效的重要途徑。創設教學情境，就是在教學過程中，教師處于教學目的的需要，依據一定的教學內容，創造出師生情感、欲望、求知、探索精神高度統一、融合和步調一致的情緒氛圍。本文擬在自己日常的教學中，就創設情境教學在導入方面略作討論。
（1）設置問題情境導入新課，激發學生的求知欲望
興趣是最好的老師。恰當的問題情境可以激發學生的學習興趣，能有效地培養學生的思維能力和創造能力。學貴于思，思貴于疑。教師根據教學目標，有目的地設置教學疑問，創設問題情境，在教學中用問題激發學生的探索欲望，讓學生的學習過程成為分析問題和學習問題的活動。如何在課堂開始就牢牢抓住學生的注意力，是影響課堂成敗的關鍵。
（2）創設生活實踐情景，培養創新實踐能力
生物與生活緊密聯系，生活中處處有生物，在教學過程中，利用生物在實際生活中的應用來創設情景，既可以讓學生體會到生物的重要性，又有利于學生用所學的知識來解決問題。現已查明香煙的煙霧中有3000多種有害物質，其中包括焦油、尼古丁和一氧化碳等，焦油中有40多種致癌物質，尼古丁、一氧化碳、氧化物等都是人體易吸收的毒物，吸煙對人體有害。青少年正處于生長發育期，吸煙會降低記憶力，分散注意力，影響身體正常發育和學習，學生不但自己不吸煙，而且要積極宣傳吸煙的危害，做一個精神文明的好公民。這樣的教學情景，不但與生活息息相關，一下子就引起學生的高度關注和興趣，而且讓學生的學習活動沿著有關問題的解決生動地展開，學生始終懷著極大的興趣主動地探討、討論、關注自身的健康成長。生物學是與生活聯系最密切的學科，生物學教學要和學習的內容與科技發展，日常生活相聯系，引導學生利用已有的知識經驗，主動地探索知識的發生與應用。如：學習“有機物的分解――呼吸作用”原理，可以結合花卉栽培技術，如果發現花盆里的土壤常常板結，空氣不流通，會妨礙根的呼吸作用，要及時松土。而如果農田種植蔬菜淹水時則應及時排澇。通過生物學教學使學生不僅牢固地掌握知識，熟練地運用知識來解題，培養學生創新實踐能力，而且使學生通過自己的參與，真正體會到生物學與生活、健康、生產的緊密聯系，促使其自覺地運用生物學知識來提高生活質量，在中學生物課堂上采用多媒體教學有諸多益處，比如它可以有效調動學生學習的積極性，可以擴大課堂傳授的知識量，有利于素質教育目標的實現等，總之，運用多媒體輔助教學有諸多益處，下面我們就來做具體的研究和分析。
1 中學生物課堂采用多媒體教學的諸多益處
1.1 多媒體教學有助于擴大課堂教學的信息容量
運用多媒體輔助生物課堂教學，有助于提高課堂教學效率，有助于開拓學生視野，有助于豐富學生學習內容等，比如教師可有效利用計算機的存儲和調用功能，在課堂給同學們展示與本節內容相關的資料、視頻和圖片等，無形中擴大了學生的知識面，下面我們就以實例為證，在學習《生物與環境》的相關內容時，教師可事前搜集一些有關植物、動物的圖片和視頻，在課堂上播放給學生觀看，在這一過程中，不但促進了學生對所學知識的理解和掌握，同時還幫助他們了解了更多的課本以外的內容，可謂一舉多得。
1.2 利用多媒體教學有助于激發學生的現代意識
生物本身就是一門發展速度很快的學科，在二十一實際的今天，生物工程已經成為公認的三大工程之一，在生物課堂上運用多媒體技術輔助教學，可以有效激發學生運用現代武器探究人類的志向，同時還能使學生了解更多生物發展的前沿技術，比如現代有科學家正在研制生物分子計算機，把它注入人體血管之后，可以承擔清除堵塞物、殺死癌細胞的重任，學生在了解這些知識的過程中，可以有效激發他們努力學習，為未來科學技術發展做貢獻的志向和決心，這種意義遠遠超過生物學內容本身。
1.3 利用多媒體教學可以有效縮短教學時間
之所以說利用多媒體輔助教學可以縮短教學時間，主要是因為多媒體教學通過演示課件，可以使授課方式變得更為方便和快捷，大大縮短了教師寫板書的時間，無形中提高了課堂教學的效率，此外在一些條件較好的中學，還利用互聯網實現了資源的共享，使資料的利用效率達到最大化，也最大限度地實現了教師、學生、社會、家長等之間的交流和互動，這些無形中都推動著生物教學朝著更加現代化、科學化、高效化的方向發展。
2 中學課堂利用多媒體教學應該注意的幾點問題
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課堂教學心理氣氛指師生在課堂教學過程中的情感狀態的綜合表現。它是教師和學生集體相互作用所構成的一種心理環境，它影響著課堂上師生的思想和行為、教學的效果，以及學生個性的發展。實踐證明，消極、冷漠、沉悶的課堂教學心理氣氛不能滿足學生的學習需要，背離了學生的心理特點，造成師生間的不融洽，同學間的不友好，學生往往會產生不滿意、煩悶、厭惡、恐懼和緊張等消極的態度和體驗。相反，積極、民主和諧、生動活潑的課堂心理氣氛符合學生的求知欲和心理特點，師生、同學之間關系和諧，學生就會產生滿意、愉快、互諒互助的態度和體驗。在這種積極的態度和體驗的支配下，學生就能充分發揮其自主性、能動性、創造性和開拓性。因此，良好的課堂心理氣氛是發揮學生主體作用的前提，在教學中我們可采取如下策略來形成良好的課堂心理氣氛。
1.建立良好的師生關系。課堂是教師和學生共同活動的場所，課堂教學中師生關系的融洽與否，對學生主體作用的發揮和教學效率的高低有著直接的影響。師生關系融洽，氣氛活躍，學生就越主動。但是，生物教師所教的班級較多，往往是上課時來，下課時走，平時和學生交往的機會比較少，師生間缺乏情感上的交流。因此，我們就要充分利用課堂四十五分鐘，在傳授知識的同時去關心學生，把每一個學生都看作是值得尊重的人，以平等的身份去和學生做心靈上的朋友，形成師生間的良好關系。
2.使教學富有情趣。熱烈的情緒與濃厚的興趣既是產生良好課堂教學心理氣氛的原因，又是衡量課堂教學心理氣氛的基礎。生物界是一個紛繁復雜，多姿多彩而又充滿神奇和奧秘的世界。因此，在教學中，我們應不斷擴大自己的知識面和提高教學技能，并利用多媒體技術等來調動學生的學習興趣，激發學生學習生物的熱情。
3.教學的內容要難易適度。根據《全日制中學生物學教學大綱》的規定，高中生物教學的目的在于培養學生初步的生物學思想，樹立起辯證唯物主義的世界觀。從這一教學目的看，對教學的難度和深度要求都不是很高，而且目前生物學科已不再是高考學科，沒有應付高考的任務，這樣，教師就有了很大的自。因此，在教學安排上，我們應使教學內容難易適度，內容適量，使每一個學生都能通過積極的努力取得學習上的成功。當學生有了成功體驗后，他們就會有一種內心的幸福和喜悅，產生強烈的理智感，有利于良好課堂心理氣氛的形成。
二、構建主體參與的教學模式
良好的課堂教學心理氣氛形成后，學生就會產生主動學習和探索的欲望。此時，我們應始終把自己定位在學生自我發展的引路人和指導者這一角色上，采取多種策略使每一個學生最大限度地積極參與到教學活動中來，使每一個學生都能在課堂教學中體驗到包括感知、思考、概括、記憶、運用等諸環節在內的學習――認知的全過程，做到自我設計、自我發展。在高中生物教學中，我們可采取如下教學程序。
1.學生自學。由于高中生已經具備了較強的認知能力，加之現行高中生物教材的淺顯易懂特點，在每一專題的教學前，我們可先向學生提出明確的自學提綱，然后讓學生自己去學習。如在講“生物的遺傳”一節時，我們可向學生提出以下幾個具體問題作為自學提綱：①什么是遺傳？其途徑是什么？②遺傳的物質基礎是什么？③為什么親代性狀能傳給子代等。
2.師生展開討論。在學生自學的基礎上，教師可就該課題的重點、難點內容提出具有啟發性的問題，引導學生相互討論。如在上述一節的教學中，可讓學生討論下面兩個問題：①為什么同樣是受精卵細胞，有的發育為雌性，有的發育為雄性？②為什么位于X染色體上的隱性遺傳病總是男性患者多于女性患者？
3.啟發引導，形成結論。在學生討論的過程中，教師可從學生的實際出發，圍繞教學主題，對大多數學生難以理解和認識的共性問題進行啟發，幫助學生溝通新舊知識之間的聯系，以實現學習上的遷移。如在講完前述一節課后，我們就可以引導學生結合以前學過的減數分裂等知識，來合理解釋同父同母的兄弟姐妹間存在的性狀差異。最后，在啟發的基礎上，引導全體學生對重、難點內容形成科學的結論。
4.適當練習。在全面實施素質教育的今天，任何一門學科教學的最終目的都在于提高學生的相應素質和培養學生相應的能力。因此，在教學的最后，我們要布置具有典型性的練習，指導學生獨立地將所學知識靈活地運用于實際，使學生學到的理論知識在運用中得到鞏固和發展，以形成學生新的技能，促進學生能力和智力的發展。如“生物的遺傳”一節學完后，我們可向學生布置以下練習：一個地區的男女出生的比例為什么總是大約為1∶1？我國婚姻法規定禁止近親結婚的原因是什么？
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一、引言
中職生物教學過程中，學生的主體性不能得到有效地體現這是當前制約生物教學活動開展的一個重要因素。針對于當前學生主體性學習地位沒有得到有效發揮的情況，教師要從多個角度入手，對于當前生物課堂教學中存在的問題進行全面的分析，提出科學有效地生物教學策略，更好地對學生主體性學習地位進行發揮，提高課堂教學效果。
二、當前生物課堂教學中存在的問題
(一)學生方面的問題。當前中職院校學生自身文化基礎相對薄弱，并且在被動的課堂教學環境下，師生之間的互動效果十分有限。學生本身在面對抽象的生物知識學習上，他們本身不具備良好的學習能力，同時學習興趣也十分有限，進而導致了學生在學習中遇到諸多的困難，從而影響了學生的學習信心。長久以往，學生在參與學習中逐漸會產生放棄的念頭，在課堂學習中不能很好地跟隨教師的教學腳步，不能遵守課堂教學紀律，出現厭學和逃學的情況。
(二)教師方面的問題。當前社會不斷發展，社會對于用人方面的需求一直在不斷提高的過程中，人才本身不僅要具有足夠的專業技能素質，同時其本身在綜合素質上也應該具有一定的保障，這樣才能更好地走入到社會工作崗位當中，適應社會的需求。為了更好地提高人才培養效果，中職院校已經展開了相關教學改革工作，并且逐漸關注相關教學活動的落實。但是，部分教師本身已經習慣了以往的教學方式，他們自身的教學理念依然陳舊，不愿意積極地參與改革。一些年輕教師雖然具有改革的愿望，但是他們本身在教學中經驗和能力方面存在一定的缺少，很難真正地推進和落實好改革工作。在新改革需求的形勢下，教師不能對于學生需求的發展變化予以更多的重視，課堂教學活動的開展整體效果十分有限。
(三)教學模式方面的問題。當前教學模式相對封閉，教師在教學過程中缺乏對學生時間鞥努力的培養，學生不能很好地真正動手進行參與，課堂教學的參與性大大降低。生物課堂學習中，相關知識如果不能讓學生真正地主動思考和參與，那么整個學習效果就會收到很大的影響。當前的教學模式中，理論和實踐之間存在一定的脫離問題，并且很多教學活動的開展沒有真正有效地考慮到學生的主體性地位，不能很好地對學生能力的提高提供支持和幫助。
三、如何在生物教學中對學生的主體作用進行發揮
(一)加強教學研究。對于中職院校生物教學活動來說，教學研究工作的開展是非常關鍵和必要的。教研小組要提高對學生主動性作用的重視程度，在教學過程中對于如何提高和體現學生主動性進行深入的研究和探索，為生物教師展開教學活動提供一個良好的基礎和依據，打造更加專業化的教學實體。中職院校的生物教師要對于生物教學的目標進行明確，并且積極地參與到相關教學研究活動，對于教學目標進行合理的制定。生物教師要積極參與到生物課堂調研活動，對于的感情教學活動中存在的不足進行深入的探究，積極做好反思和交流學習，更好地提高對生物課堂的掌控效果。只有從根源層面上重視對學生主體性學習地位的體現，這樣才能在生物教學中更好地對學生主體性地位進行發揮，更低好提高生物教學的實效性。另外，教師自身也要積極不斷地學習，對于如何引導學生學習主動性的教學思路進行深入的研究，積極學習先進的教學經驗，更好地在教學當中落實和展開豐富多彩的教學手段，更好地提高生物教學質量。
(二)讓課堂教學活動更加富有探究性。在生物學習的過程中，教師要給予學生足夠的思考空間，讓學生獲得一定的思考機會和探究空間，利用探究性的教學方式，讓學更好地對于生物知識進行探究，逐步形成一個良好的學習思維，這對于促進學生學習能力的成長和發展來說都是非常必要的。采取探究式教學，學生也可以更好地感受到學習的樂趣，逐漸形成良好的自主思考的習慣。中職階段教學活動中，探究教學的目標非常明確，其通過對疑問進行轉化，讓學生自主地對問題進行解決，這也是培養學生綜合素質所不可或缺的一部分內容。在探究問題的設置上，教師要真正地圍繞教材來進行設定，在確保學生探究興趣得到激發的基礎上，保持正確的探究方向。例如，教師在教學中，可以提出這樣一個問題：“有一個小孩，他的爸爸媽媽都是雙眼皮，但是他是單眼皮，孩子心中總覺得他不是爸爸媽媽親生的，總是這樣問媽媽，心中也非常郁悶。后來他在學習了生物知識之后解開了他的心結，變得豁然開朗。同學們，你們知道這是為什么嗎？”通過這種探究性故事的引入，可以更好地讓給學生完成對于基因顯性與隱性知識點的學習。
(三)引入不同的教學情境，讓學生在疑問中主動學習和思考。對于中職階段教學活動來說，提高學生的思考力度是非常關鍵的，學生在活躍的思想狀態之中可以更好地完成生物知識的學習。在課堂教學前，教師要做好別克工作，對于生物教材中的內容進行詳細解讀，并且搭配難度不同的問題，以富有趣味性的問題來對于課堂教學問題的導入。通過在課堂教學中引入問題，通過問題來對于教學情境進行引入和創設，可以更好地突破以往傳統教學形勢下，學生思維方面的局限，同時也能讓學生更加主動地參與到課堂學習當中。在不同的學習情境下，學生可以更好地對注意力進行記住，整個課堂學習的效果更佳高效，同時很多知識學習的過程都可以在不知不覺中完成，學生的生物知識學習穩固程度也可以得到更好地提高。例如，在光合作用相關知識教學的過程中，教師就可以引入問題：“同學們誰知道我們身邊的綠色植物為什么需要陽光才能成長嗎”，“光合作用的條件是什么呢”，“如果沒有陽光了植物會怎樣，為什么呢？”等。教師通過不同的問題的引入，可以讓學生沿著課堂內容中知識重點進行思考，并且可以讓學生聯系生活實際對于生物問題進行思考，這樣學生的思維過程可以更加活躍。這種教學情境模式的引入，可以將枯燥的生物知識變得更加富有趣味，并且也能給予學生更多的討論點，讓整個課堂教學的氛圍更加生動和活躍。
(四)將課堂還給學生。相對于其他學科來說，生物學科內容的更加富有深度，并且與我們的實際生活聯系的十分緊密。在生物課堂教學中，教師要真正地將課堂還給學生，讓學生通過實踐動手，對于生物知識進行深入的理解，這樣學生的生物思維才能得到更好地配合，同時才能更好地實現生物學習思路的構建。在生物教學中，教師要給予學生足夠的動手機會，并且讓學生成為課堂學習的主角，教師對學生進行良好的引導，讓學生逐漸實現自主地生長。將課堂還給學生，學生自身的創造性思維能力和發散思維能力也能得到更好地成長。在課堂引導的過程中，教師要把握好學生自身的思路，通過合理的引導，讓學生逐步自主地完成知識點的學習和總結，自主對生物現象、知識以及背后的規律進行發現，這樣學習活動可以獲得更加全面的實踐性保障，學生自身也能真正地成為課堂的主人。
四、結束語
總而言之，中職階段生物教學活動的開展中，教師要對于自身的教學觀念進行不斷地改進，在教學中構造良好的教學氛圍，引入多種多樣的教學方式，更好地提高學生的學習主動性，真正地讓學生主動參與到課堂學習的過程中，進而達到提高課堂教學效率的目的。生物課堂學習是一個長期的學習過程，很多生物知識點之間都存在一定的關聯，并且理解過程中也需要學生進行更多的思考。只有在教學中對學生的主體性地位進行重視，通過合理的引導和激發，學生的學習潛能才能得到更好地挖掘，生物課堂的教學效果才能得到更好地實現。
參考文獻：
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2.可使學生牢固地建立起知識的內部聯系,把一些零碎的知識組織起來,使之系統化。 生物學知識,本來有它固有的聯系,但在教材編寫時,不得已將它們分割開來,編入不同章節中。我們在教學中,必須將分散了的系統的知識適時相應地集中起來,闡明復雜多樣的生命現象和規律間的關系。如講動物的進化規律時,把各門動物的神經進行比較,就能使學生清楚地認識到:動物之間有著一定的親緣關系,是按照從簡單到復雜的規律進化的。
3.可使學生準確地掌握概念的內涵和外延。 中學生認識事物時,往往抓不住事物的本質特征,對那些相近的概念、成雙成對、成列成排、前后聯系的名詞混淆不清,琢磨不定。有比較才能鑒別,一切事物總是相比較而存在的。在教學中采用比較法,突出一方,找出它們的異同,就可避免混淆和張冠李戴。如講穗狀花序時,用總狀花序作比較,找出它們之間的相同之處和不同之處,就可使學生清楚地掌握這一對概念。
4.比較法能起到或加強直觀作用。 比較法能使抽象微細的生命現象和規律具體形象化,我們也稱之為“對比直觀”。如借用學生們所熟知的一般事物,比喻生命現象或規律,如說草履蟲象草鞋,大草履蟲有一個透明略呈腎形的大核,等等。這樣,使學生對微細抽象的生命現象,有一個直觀形象。比較法還能加強直觀作用。如將蜥蜴的肺結構圖同青蛙的肺結構圖比較,能使學生具體深刻地看到蜥蜴肺泡數目增多,深切地認識到蜥蜴肺的呼吸作用能夠滿足整個身體對氧氣的需要,因此適于陸地上的生活。而青蛙還需要皮膚輔助呼吸,仍然離不開潮濕的環境。 5.比較法是培養提高學生邏輯思維能力的重要方法。 比較法是一切理解和一切思維的基石,即比較是一切邏輯思維的方法。任何事物的特點必須在相互比較中才能充分地顯示出來。因此,采用比較法,可以培養和提高學生的邏輯思維能力。比如:呼吸作用與光合作用有什么聯系和區別?學生必須用比較法,從邏輯上找出對比之項:作用場所、作用條件、反應物、生成物、能量轉化等等,然后分析出對立面和統一面,得出答案。并從中看出二者的相互依賴、相互制約的關系。
二、比較法的類型及其運用
中學生物學主要是講述生命現象的共性和個性,都是科學家們經過反復比較,從理論上概括總結出來的。生命現象之間有著本質的內在聯系,縱橫交錯,網絡復雜。生命現象的多樣性決定了比較法的多樣性。一般的比較法有類比、列比、歷比、寡眾比和綜合比。
1.類比。就是根據生命現象和規律的系統性,進行類型或類別比較的方法。根據被對比各點的相似性和差異性、類比法又分為類型比較法和類別比較法。前者是把同類的各個生命現象和規律進行比較,找出共同性和相似性,進行歸納教學的方法。如學生已學過了地上莖的知識,在講授地下莖時,將其特點分別與地上莖特點作相應比較,或者讓學生把兩個實物對比分析,這樣可使學生在已有知識的基礎上,自學似地獲得新的知識,建立起同類的概念。后者是把不同類的生命現象和規律進行比較,找出特殊性和差異性,進行分類的教學方法。如綠藻和蘭藻的比較,鯨和魚的比較,可使學生在原有一類知識的基礎上,獲得另一類新的知識,擴大原有知識的范圍。 類型比較法和類別比較法關系密切,常相互配合,同時運用。求大同,歸一類;找出特點,分門別類。使學生清楚地看到對比各方既是具有共同特征的一大類,又是具有不同特點的二類或多類(小類)。
2.列比。列比就是把相對獨立的互為并列的幾個生命現象進行比較的方法。如:綠色開花植物的各種根(或莖、或葉、或花、或果實)的比較;昆蟲綱各目動物口器的比較;等等。可使學生從中清楚地認識到繁多的生物器官與其功能和環境條件相適應。
3.歷比。歷比就是從時間上和空間上,將某一生命現象發生發展歷程分階段進行比較的方法。如將高等植物各類的根(或莖、葉),按進化程序比較,可幫助學生具體生動地認識到:植物的進化遵循由簡單到復雜(由水生到陸生)的進化歷程。又如把魚綱、兩棲綱、爬行綱和哺乳鋼的心臟(用掛圖或模型更佳)比較,這樣,學生就不難看出脊椎動物心臟的分隔變化,即由一心房一心室到二心房一心室至二心房二心室。有力地證明了動物也是遵循從簡單到復雜、從低級到高級的進化歷程。
4.寡眾比。寡眾比就是將同類中的一事物同眾事物比較的方法。一般以一事物為圓心,與眾事物分別比較,而眾事物之間不進行比較。如把茄科與錦葵科、薔薇科、十字花科的主要特征分別進行比較,強化對茄科主要特征的認識和記憶。在分章節復習時,也可把其中的一種器官(或組織、或系統)同多種器官(或組織、或系統)分別比較。強化其一,鞏固其他。
5.綜合比。綜合比就是把一系列的各個生命現象的諸方面進行比較的方法。一般用在總復習末期,將一本教材(或一編)的內容,分縱類和橫行,綜合整理,分析精煉,列出一覽圖表,讓學生靈活運用上述各種比較法,掌握個別和整體知識的網絡關系,積零為整,融會貫通,使知識系統化。如六大類植物類群的主要特征比較等。
三、運用比較法需注意的問題
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實踐證明,多媒體教學作為一種具有特殊功能的教學形式,在生物教學中確實有著無可比擬的優越性,因為它不僅使教學視聽化、形聲化,而且使課堂的直觀性更加突出,更重要的是多媒體“活化”了教材,增強了教與學的主動性,提高了學生學習的興趣,有效地促進了教學質量的提高。但是,多媒體作為輔助教學的一種手段,絕非一把萬能鑰匙,它絕不可能完全取代現行教學方式和教師在教學過程中的主導作用。只有在深入研究教材和教法的基礎上,恰當地設計、開發、運用多媒體技術,使之與其他教學方法有機結合,科學地應用多媒體技術于生物教學中,才能優化生物學課堂教學,達到預期的教學效果,體現出多媒體輔助教學的真正價值。
1.多媒體在生物學教學中的優勢
運用多媒體進行生物學教學,不僅可以加強講授內容的科學性、系統性、直觀性和趣味性,而且可以輕松、有效地突破各種教學難點。
1.1應用多媒體生動形象地組織教學
生物學是一門自然科學,許多知識的傳授必須以學生的感性認識為基礎。多媒體能貯存大量的信息資料,能根據教學的需要及時為學生提供生動形象的感性材料,豐富學生的感性認識,保證學生的抽象思維活動順利開展。
1.1.1生動演示豐富多彩的生物學內容
“生態系統”是生物學的重點內容之一,一張“生態系統”的光盤就能將復雜的生態系統內容展現出來,如生態系統的類型、生態系統的結構和功能等,以及它們的相互關系,都能清晰地展現在學生面前,教學效果較好。
1.1.2客觀演示錯綜復雜的生物構造
“形態結構”是生物學中分量很重的內容。多媒體能為生物學教學提供三維圖像,如人體的解剖生理軟件,既能演示靜態結構圖,觀察人體的構造,又可以使器官在三維空間上作任意方向和角度的翻轉,能使學生觀察不同部位的形態結構和空間關系,還可以配上文字解釋和有關的聲音。有些軟件還可以通過器官拆裝動畫、顯微遞進動畫等多種形式來表示生物的結構知識,加深學生對知識的理解和掌握。
1.1.3形象演示變化多端的生命現象
“細胞分裂”是生物學教學的又一重要內容,多媒體能清晰、準確地反映“細胞分裂”活動的過程和規律,如各個分裂期細胞核中染色體的形態和數目的變化等知識都能清晰地顯現。在觀察過程中,教師還可以通過控制演示慢鏡頭動畫,局部放大圖和定格圖,這既有利于講解和提問,又有利于學生的觀察和思考。
1.2應用多媒體有效創設生物學教學情境
多媒體教學的一個重要特點便是通過計算機將聲像設備綜合起來,給人一種身臨其境的效果,強化學生的感知。例如:利用光盤介紹“瀕危動物”,它能夠使學生看到逼真的畫面,聽到不同動物的叫聲及自然聲響,從而使學生置身于自然環境之中。
多媒體計算機的另一個重要特點是交互性,教師在講授知識或反饋信息的過程中可以用類似CAI的方法,向學生提出疑問或展示習題,學生通過分析思考后給予反饋響應,計算機將及時給予評價,并輸出正確的信號予以強化。
1.3應用多媒體合理構建生物學教學結構
多媒體課堂教學體系主要由教師、學生和媒體三要素構成。教學結構的合理是指課堂教學諸要素在時間、空間排列組合上的合理性,多媒體教學是一種新的教學形式,在生物教學中的使用主要是對教學的某個環節如講解、演示、模擬、復習、練習、測試等發揮作用。教師不應把它看成只是一種教學手段,事實上它是教學內容、教學方法、教學手段的綜合,當它介入、參與課堂教學時,必然引起教學思想、教學方法等一系列的變化,形成新的教學結構和模式。多媒體生物教學的主要方式有以下幾種。
1.3.1視聽與啟發講解相結合
這種多媒體教學方式的特點是為學生的學習特別是教材的重點、難點提供生動的素材,并通過必要的語言引導問題,開啟思路,使學生在課堂上同時接受圖像、文字、音響、語言等多種信息。這種教學方式有利于學生克服思維障礙、疲勞被動等問題。
1.3.2視聽與探索討論相結合
這種教學方式依據發現法的原理,按照“提出問題―提供途徑―探索討論―得出結論”等步驟完成教學任務。在這種教學方式中,多媒體既可為學生的探索提供途徑和素材,又可用于問題的提出和結論的形成。學生在此過程中,積極參與教學活動,思維活躍,按照多媒體提供的途徑和材料,努力尋求知識的答案。
1.3.3練習與反饋相結合
這種教學方式主要利用多媒體的交互性,按照“提問―回答―反饋”的過程,實行人機對話,完成學習任務,其特點是能有效地吸引學生的注意,促進學生的思維,并且學生能根據多媒體反饋,及時了解自己的學習情況,采取相應的措施。
1.4應用多媒體培養學生的學習自主性
多媒體教學能有效地培養學生的學習自主性。首先,多媒體教學具有很強的形象性和生動性,能夠把抽象的概念具體化。因此它能較好地激發學生的學習興趣,使學生愉快地學習。其次,多媒體傳授的知識具有很強的科學性和啟發性,結構嚴謹,環環相連,層層反饋,理論和實踐互相聯系,新舊知識互相同化,有效強化學生的認知能力。再次,多媒體的教學過程設計具有很強的新穎性和教育性,學生在這樣的教學過程中,能積極參與學習活動,經動手、動口、動腦等過程自主獲取知識。最后,多媒體的人機交互對話能有效地激發并維持學生的學習積極性,使學生獨立地、創造性地完成學習任務。
2.應用多媒體教學時應注意避免的幾個問題
2.1注意避免削弱學生的操作技能和取代學生實驗
多媒體技術能夠輔導學生的實驗操作,但是學生的實驗技能只能通過實際操作才能獲得。如顯微鏡的使用方法,植物嫁接技術,臨時裝片制作,標本制作,解剖方法等基本技能的訓練,只有學生親自動手做才能達到教學要求,必須經過反復操作才能熟練。如果用觀看錄像的教法取代學生親自動手的實踐過程,就會削弱學生的操作技能的培養,學生的思維能力和動手能力將會削弱。教師可以利用多媒體模擬一些實驗,但絕不能讓多媒體模擬實驗完全取代學生實驗或演示實驗。
2.2注意避免多媒體完全取代教師教學的主導作用
教師在教學過程中,就教學中的問題與學生面對面的進行交流與溝通,增進師生情感和互信,是其它媒體不能取代的,教學互動又是教法必需的。在多媒體教學過程中,教師稍不留神就容易忽視針對性的引導而丟掉“主導”的位置,成為“放映員”;學生則在課件連續播放過程中沒有了思考而喪失了“主體”地位,成為“觀眾”。多媒體只能起輔助教學的作用,教師應把多媒體課件作為一個為我所用的教學工具,以及為實現教學目標而采取的手段,絕不能讓“電腦教師”取代自己。板書是教師運用黑板,以精煉的語言文字和圖表等傳遞教學信息的教學行為方式。在教學中,教師科學、正確地利用板書能充分協調師生活動,使學生思維與教師引導保持高度一致,因而能進一步深化教學內容,鞏固學生的感知量,突出課堂教學重點。用多媒體課件中內容代替板書內容,雖然能節省大量時間,但是,屏幕上的內容一閃而過,不會給學生留下太深的印象,不利于學生對整節課內容的掌握。
2.3注意避免多媒體取代其它媒體
多媒體在生物教學中確實有其優越性,但多媒體也不能完全取代其它媒體的作用。如生物標本、掛圖等,我曾在上人體骨骼時做過這樣的對比教學:將學生分兩組,甲組學生通過拆裝人體骨骼模型來學習主要骨骼的形態及位置,乙組學生則利用多媒體課件來學習相同的內容。接著我對兩組學生同時進行人體骨骼模型拆裝的測試。結果,甲組學生不僅快,且合格率為97%;乙組學生合格僅45%。這說明,再好的課件也只能演示出其平面結構的特點,而此時出示標本或模型,讓學生邊看邊動手,其教學效果極佳。教學手段應為教學目的服務,一堂課媒體運用得是否恰當,唯一標準就看它是否達到教學目的要求。
篇（9）
生物學教學中，教師不僅要使學生形成一定的生物知識體系，還應使學生認識科學探索過程，形成對待科學的正確態度和價值觀。生物科學史蘊含著科學思維及方法的多樣性和創造性，體現著科學態度和科學精神，是對學生全面進行生物學教育的重要手段。所以，將生物科學史融入中學生物課的課堂教學，并力求做到通過在適當的章節里有機整合相關知識的發現史實、相關生物學家的研究過程和生平經歷等方面，再現人類對生物學知識的動態發現過程，可以實現學生科學素養的全面提高，并藉此滲透世界觀和方法論，愛國主義教育和辯證唯物主義教育。
一、利用生物科學史的教學，激發學生的學習興趣
生活中人們都喜歡聽故事，因為故事的情節扣人心弦，引人入勝。而生物科學史中就有許多小故事，可以吸引學生注意力，激發他們的求知欲望。比如在講伴性遺傳時，有的教師向學生講了歷史上著名的“皇家病”。英國的維多利亞女皇夫妻都未患血友病，他們有兩個兒子和四個女兒。大兒子奧波德因為患血友病早夭；另一個兒子愛德華健在并繼承了王位。兩個女兒分別同正常男人結婚，各生一個女兒。其中一個與沙皇尼古拉二世婚配生下一個患血友病的兒子，另一個嫁到西班牙皇室，也生了患血友病的兒子。從此，俄國的羅曼諾夫家族和西班牙的巴本家族都因為娶了維多利亞女皇的外孫女而造成了血友病的遺傳。學生聽了故事，便急切地想知道“皇家病”蔓延的原因。這樣，學生對新知識的學習就產生了強烈的愿望，充分調動了學生學習的積極性，調節了大腦，減少了疲勞，教學效率也大大提高了。
二、利用生物科學史教育提高教學質量，
促進對知識的理解
科學史是貫穿整個文明史的線索，能為知識的綜合提供思路，能成為科學和哲學之間的媒介，并能名副其實地成為教育的基本原理。它把科學家的研究過程和研究結果——動靜兩方面有機、內在地結合起來，使學生興趣盎然地獲得相互聯系的、有來龍去脈和發展變化的生動知識。
用生物科學史促進學生對知識的理解，針對教材中難以理解的重點問題或結論性敘述，適當補充必要的生物科學史，會有助于學生對知識的理解。例如，通過介紹用不同的熒光染料標記的抗體分別與小鼠細胞和人細胞的膜抗原相結合，它們能分別產生綠色和紅色熒光。將這兩種細胞融合成一個細胞時，開始一半呈綠色一半呈紅色，但在37℃下保溫40分鐘后，兩種顏色的熒光點就呈均勻分布了。這樣，學生便不難理解細胞膜的流動性了。講生態系統中能量流動時，不妨讓學生分析林德曼在一個衰老湖泊所做的生態研究資料，從具體的數據中領悟能量流動的基本原理。實踐證明，這是一條使學生“既會學、又學會”的有效途徑。
三、用生物科學史教學
進行科學思想和科學方法教育
以往單向傳授知識型的教學方法把學生的思維局限起來，使他們往往思維路線單一，思維方法保守。只有打破這種傳統的習慣思維，才能在科學研究的進程中有所突破，有所創新。生物學的發展史中不乏這種發散思維、逆向思維的生動實例。
引導學生從科學史中去發掘那些有利于完成科學探索過程的思想和方法是有益的。它可以使學生學習借鑒前人的研究思路和方法，大大提高分析、推理、預測、評估問題的能力。例如講“翻譯”時，介紹克里克1955年提出的“接頭假說”。先簡介當時的知識背景，認識到核糖體是裝配蛋白質的場所，核糖體中還有許多的RNA（核糖核酸）且在化學性質和結構上與DNA（脫氧核糖核酸）十分相象，DNA攜帶信息的作用被人們所接受并逐漸相信在核糖體上存在一種裝配蛋白質的模板，該模板一定含有DNA攜帶的信息，但決不是DNA，因為DNA始終存在于細胞核中。那么，在化學結構上一點也不像DNA或RNA的氨基酸為何能識別預先安排給它的準確位置呢？然后引導學生沿著克里克的思維路線合理推理，大膽想象：假定存在于核糖體中RNA是這種模板，假如氨基酸本身不能識別RNA模板，那么為何不可以先在其上附著一些能識別RNA模板的物質呢？RNA和DNA一樣能利用堿基互補來識別另一條鏈。所以有理由設想：氨基酸附著在一小段RNA上，而這小段RNA可以識別核糖體中某段核苷酸鏈，這樣不是可以按一定順序合成蛋白質了嗎？克里克將這個吸引人的新思想稱為“接頭假說”，不久，便發現了tRNA（轉移RNA）的存在從而證實了接頭思想的正確性。根據已有的發現創造性地提出一些設想或假說，并以此作為工作的出發點去探索、實驗，證實假說或而建立新假說，這在科學中是很普遍的。教學中引入這些科學史內容，使學生從中學習科學家如何工作、如何思考、如何處理問題，這對學生科學思維、科學方法的培養是大有裨益的。
新課標明確指出，要使學生掌握生物科學的一些基本方法，因此，重視科學方法論教育，使學生學會如何通過觀察、分類、比較、確立關系、數量化、實驗、解釋數據、下定義等獲得科學知識，應成為教學的重要任務。而生物科學史中蘊含著豐富的科學方法，例如，研究植物光合作用釋放的O2是來自于H2O還是CO2，范·尼爾通過研究紫硫細菌的光合作用發現：它是利用CO2和H2S做原料，產生的是 S而不是 O2。由此類比聯想到綠色植物光合作用中的 O2應來自于 H2O。又如，1941年魯賓用同位素示蹤法，以含 1 8O的 H2O做光合作用原料，用實驗證實了上述結論。這其中就包含了類比思維和科學研究中的移植法。再如，孟德爾提出遺傳的兩個規律，就綜合運用了簡化現象、分析、歸納、假說等方法。教學中我們有必要講授教材中的科學史內容，讓學生不僅知道科學家發現了什么，還能知道是怎樣發現的，使學生在對科學史的分析中受到方法論教育。
四、用生物科學史進行創新意識教育
在強調素質教育的今天，培養學生的創新思維能力成為目前的熱門話題。一部生物科學史，就是生物學家靠堅韌不拔的毅力、刻苦奮斗的精神、艱苦卓絕的創新過程和輝煌燦爛的創新成就譜寫成的。無論達爾文進化論的創立，還是現代分子生物學的形成，以及人類基因組的成功破譯，都是對學生進行創新教育的事實材料。達爾文歸納進化理論、孟德爾研究遺傳定律等，都具體地昭示學生：創造與發明并不遙遠，就在房邊屋角，在人們習焉不察的地方。不過，要讓學生明白，機遇只偏愛有心人。科學研究是不斷深入和拓寬的，需要獨創性。生物科學史實際上就反映了一些科學家從事創造活動的研究過程和方法。科學的發展道路中有成功的經驗，也有失敗的教訓。總結經驗，接受教訓，拓展思路，堅持創新：這是前人在創造性活動中的共性，對于學生會有很大的啟迪。孟德爾之所以能發現遺傳的兩大規律，與他精心選用實驗材料有關。但在孟德爾之前，不少科學家如奈特、高斯等也以豌豆做材料進行過雜交實驗，卻并沒有發現遺傳規律。關鍵就在于孟德爾有科學的觀察和分析方法，他善于總結前人的經驗教訓，認為必須從最簡單的事物中去認識真理。他在觀察時，對紛繁復雜的雜交現象，只看其一對性狀，而對其他性狀暫且不管，這就使研究對象大大簡化。孟德爾還開創性地將數學方法引入遺傳學研究中，這也是他成功的原因：將遺傳學從單純描述推進到定量分析，開拓了遺傳學研究的新途徑，這就是獨創性。
五、生物科學史再現科學發展過程，
有助于認識科學本質
《美國國家科學教育標準》中關于科學內容標準分為部分，科學史和科學的本質是其中之一。科學的大廈絕非一蹴而就，而是在無數次失敗后，科學先驅們不屈不撓的鉆研下不斷地構建。21世紀的科學殿堂雖然已經富麗堂皇，但是仍在添磚加瓦。真理總是相對的，沒有絕對的真理。有些理論尚不完善，有些假說尚待事實的支持。正如當作為支柱的理論、學說不能支撐某些實驗現象時，必須對理論進行修正。生物學的發展從來沒有脫離其他學科的滲透。生物科學史上無數的實例都受當時其他學科水平的推動或制約。科學的發展并不是一帆風順的、線性的，而是螺旋上升、不斷完善的。
例如，高中教材中有關酶的發現史的內容，介紹了300年間人們對酶的認識過程、探索方法、實驗設計、結論及其分析，充分證實了這一點。
六、用生物科學史進行科學態度、
價值觀教育以及愛國主義教育
結合科學史，向學生展示科學家在科學探索中體現出的實事求是、開拓創新的科學精神和自由探索、民主討論、尊重事實和服從真理的科學態度，將會有助于學生形成對待科學的正確價值觀。具體地講，從事科學活動應持的價值觀主要包括真實、自由、質疑、獨創性、交流和合作。真實是進行科學活動的最基本價值觀，尋求真實必然要重視自由探索和敢于質疑，不能唯書、唯上，只能唯實。
素質教育的一個重要方面，就是要培養學生的愛國主義品質。生物科學史中就包含著豐富的愛國主義內容。在生命科學領域內 ，我國科學工作者取得了許多令人矚目的偉大成就，這些都可以增強學生的民族自豪感，激發學生愛國熱情。例如：1965年，我國科學家在世界上第一次合成了具有全部生物活性的蛋白質——結晶牛胰島素；1981年合成了具有全部生物活性的核酸——酵母丙氨酸轉運核酸。另外，在教學過程中還可以向學生介紹我國古代在醫藥、農業方面的發明創造。以上這些都屬于當時世界領先水平，是值得學生自豪的。它將激勵著我們的莘莘學子為了祖國的明天而勤奮讀書，使他們將來有所發明，有所創造，為早日實現中華民族的偉大復興而奮斗。
七、用生物科學史進行科學精神、品質和情感教育
科學品質是一種非智力因素，它主要包括情感、意志、作風、態度等方面。因為這些品質具有強化學習過程的驅動作用，又對學生學習科學具有控制調節的反作用。良好的科學品質能使人樂于參與科學的學習與實踐活動，并從中得到樂趣和滿足；能使人有堅強的意志，表現出高度的自覺性、頑強性和自制性；還能使人具有謙虛謹慎、虛懷若谷的胸襟。有人曾說，第一流人物對于時代和歷史進程的意義，在其道德品質方面，也許比單純的才智成就方面還要大。
在生物科學史中就包含著許多關于生物科學家良好道德風范的故事，這些故事無疑就是道德教育的良好素材。如在講孟德爾遺傳規律時向學生介紹：孟德爾用豌豆等材料做實驗發現了遺傳規律，寫的論文登在奧地利的一家地方性刊物上，但在當時并未受到人們的重視。一個世紀后，有三位科學家（荷蘭的德弗里斯、德國的科論斯和奧地利原丘歇馬克）在各自互不知曉、也不知道孟德爾論文的情況下，各自做了類似于孟德爾的實驗，并且都寫了相應的論文，然而他們在查閱了過去這方面的文章時，都意外地看到了孟德爾的論文，三人在以后發表的文章中都把發現的榮譽讓給了孟德爾，而把自己的工作只說成是證實而已。這三位科學家不計個人名利、為人誠實的態度值得當今學生學習。
篇（10）
關鍵詞：合作學習；生物學教學；素質教育；應用
一、正確認識合作學習的本質
不論是東方還是西方，合作學習的思想和實踐源遠流長。對合作學習本質的探討從來沒有停止過，杜威倡導的“從做中學”和陶行知的“小先生制”教育思想，為今天實施合作學習奠定了理論基礎。
合作學習的主要代表人物斯萊文教授認為：合作學習是指使學生在小組中從事學習活動，并依托他們整個小組的成績獲得獎勵或者認可的課堂教學技術[1]。美國明尼明達大學合作學習中心的約翰遜兄弟認為：合作學習就是在教學上運用小組，使學生共同活動以最大程度地促進他們自己以及他人的學習。合作學習的另一重要代表人物沙倫博士則認為：合作學習是組織和促進課堂教學的一系列方法的總稱，學生之間在學習過程中的合作則是所有這些方法的基本特征。合作是通過組織學生在小組活動中實現的，充當社會組織單位的小組通常由3-5人組成，通過小組同學之間的合作與交流展開學習。我國合作學習的研究者王坦認為：合作學習是一種旨在促進學生在異質小組中互助合作，達成共同的學習目標，并以小組的總體成績為獎勵依據的教學策略體系[2]。
首先，從組織形式來說，合作學習是以小組為基本單位的教學活動。在小組活動中，合作學習通常采用異質小組，即成員的性別、成績、能力、背景等方面具有一定的差異，使小組各成員之間具有一定的互補性。
其次，從教學過程來看，合作學習是師生之間、生生之間組成的互動教學活動。合作學習要求所有的教學動態因素（教師和學生）都應當保持互動，特別是生生之間的合作性互動，才能推進教學過程的有效實施，合作互動是合作學習所具有的重要特征之一。
再次，從教學目標的達成來說，合作學習是一種目標導向的教學活動。在制定了適當的教學目標之后，所有的學習小組活動都是圍繞著達成共同的教學目標而展開。
二、生物學教學中應用合作學習的必要性與可行性
義務教育生物教學中運用合作學習，是由教學內容、教育目標、學生生理及心理特點等所決定的。
1、合作學習是推行素質教育的基本理念
新課改實施以來，課程理念不斷更新，初中生物學教育要跟上時代變革步伐。傳統教學模式，使學生長期處于被動地位，抹殺了學生求知欲。合作學習可以激發學生強烈的求知欲，又能培養學生的合作意識，增進師生之間、生生之間的和睦關系[3]。通過合作小組學習，教師可以把教學內容留給生產生活經驗豐富的同學講解，由其他同學補充，讓學生在小組中充分表現自己，增進團體合作能力。
2、合作學習是生物學教學的基本要求
合作學習是新課程改革所倡導的重要學習方法，生物學課程期待學生主動參與學習過程，培養學生的合作、交流與表達能力是生物學教學的重要目標。義務教育《生物學課程標準（2011年版）》的“教學建議”明確提出，合作學習探究時，教師應兼顧不同發展水平的學生，成員間要分工明確并定期互換，使每一成員都有機會擔任不同的角色，還指出，教師應結合具體的教學內容，采用小組討論、角色互換等多種不同的教學策略和方法，達到教學目的。
3、合作學習是生物學教學的重要組織形式
縱觀不同版本的初中生物學教材，在設置的眾多的欄目當中，“分組實驗”、“探究活動”、“探究”、“問題探究”、“想一想，議一議”等欄目，都是以小組為單位的教學活動，且占有相當大的教學篇幅和比例，為教師與學生提供了大量的合作學習的機會。
4、合作學習符合中學生的心理特點
結合中學生成長環境及心理特點說，他們正處于青春期，表現欲強，渴望他人對自己價值的肯定，尤其是教師的肯定。而合作學習就是講機會留給學生，讓學生在小組中表現自己，教師對小組團隊進行表揚，這種通過個人努力使集體獲得表揚的方式極大的激發了學生的學習興趣，肯定了學生個人價值。
三、合作學習在生物學教學中的實踐探討
隨著課程改革的不斷深入，小組合作學習被廣大教師所接受，并有逐漸取代傳統教學模式的趨勢，對于提高學生學習的積極性、主動性和學習興趣，培養學生的思維能力和開發學生的智力，具有不可替代的作用。
1、組織異質合作學習小組
學生之間的差異是客觀存在的。把不同學習層次的學生分到一個學習小組，可以讓他們互幫、互學，營造一個和諧的學習氛圍，讓每個人都能有成就感，增強小組成員之間的相信，讓他們學會欣賞他人，逐漸形成團隊意識和團隊，不斷提高學生的合作能力。
2、教師是小組活動的引導者
在合作學習中，教師是小組活動的引導和參與者，應為小組活動進行任務和小組角色分配，指導學生如何向對方提出問題，指導小組成員學會傾聽同伴的提問與發言，指導小組成員學會討論與相互學習交流，協調小組成員間的合作進行差異等。
3、制定基本的教學流程
合作學習作為一種教學模式，在運用時要大體遵守以下的流程：合作設計目標呈現集體講授小組活動效果測驗反饋與補救[4]。教師在指導學生進行合作學習時，在不同的環節要有測重點地進行啟發，如明確教學重點，創設問題意境，對學生的“新發現”要進行有針對性的引導，還要避免學生脫離教學內容的討論等。
4、選擇適當的合作學習內容
中學生物學教學內容豐富多樣、目標各異，并不是每堂課的教學內容都適合組織小組合作學習。因此，在教師在進行小組合作教學時，要根據不同的教學目標，精心選擇教學內容，把握教學時機，引導學生進行合作學習。適合小組合作學習的內容，主要包括知識面廣、較淺顯的、貼近實際生活的、有知識經驗的內容等。
5、創設合作學習的教學情境
合作學習的主要宗旨就是充分發揮學生的主體性、積極性，通過啟發和引導，讓學生以各種形式的合作學習小組，在民主、平等、和諧、愉悅的合作場中進行合作學習和實踐[5]。因此，創造民主和諧教學的情境、探究性實驗的情境、競賽式的合作學習情境等，對于有較實施使用學習是必不可少的。
總之，合作學習是新課改倡導的一種重要的教學模式或學習方式，在生物學課堂教學中，要不斷積累、總結實踐經驗，讓每個學生都能在合作中受益，從而提高生物課堂教學的效果；使學生地獲取基礎知識的基礎上，培養學生發現、提出、分析和解決問題的能力，交流合作和創新能力，提高學生的生物科學素養，促進學生的全面發展。（作者單位：聊城大學生命科學學院）
參考文獻
[1]Slavin.R.E著，王坦譯。合作學習的研究：國際展望[J].山東教育科研，1994，1（1）：75-79。
[2]王坦.合作學習一原理與策略[M].學苑出版社，2001，1：64。
篇（11）
生物科學是建立在實驗基礎上的一門自然科學，現代生物科學的發展，是生物科學與數學、物理、化學、等科學之間相互交叉、滲透和相互促進的結果。隨著生物科學的發展，生物科學向人們展示美好的未來，它將成為21世紀領先的學科之一。我們在學習生物學科時，應在前人研究的基礎上，善于發現問題，研究問題，解決問題。不僅要重視生物學知識的學習，還要重視學習和體驗生物科學研究的過程，并且從中領會生物科學的研究方法。
《基礎教育課程改革綱要》也明確指出，改變課程實施過于強調接受學習死記硬背、機械訓練的現狀，倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。為了使學生的學習方式發生根本性轉變，保證學生自主性、探索性的學習落到實處，確立學生的主體地位，促進學生積積極主動地學習，使學生形成學習中不斷提出問題、解決問題的探索過程。
新課程標準對生物學能力的要求是初步學會探究生物科學的一般方法，發展學生提出問題、做出假設、制定計劃、實施計劃、得出結論、表達和交流的科學探究能力。在科學實踐中發展合作能力、實踐能力和創新能力，初步具有收集和利用課內外的圖文資料及其他信息的能力。生物學能力在教學中如何培養呢？本人認為生物科學史在教學的巧妙利用有其不可替代的作用。生物科學史的巧妙合理的講解，既能激發學生學習生物學的積極興趣，又能發揮學生學習的主動性，增強學生的主體意識，還能培養學生學習生物學的收集和處理生物信息的能力、分析問題和解決問題的能力、掌握學習生物學的科學方法，同時更能培養學生形成不畏艱險、持之以恒的科學態度。在生物發現史教學中，采用多媒體現代化教學手段，要求學生在課前預習，并收集有關的信息材料，課堂教學中針對學生收集到的材料，有的問題鼓勵學生課后繼續查閱，共同討論加以解決，與課堂有關的內容加以肯定，導入教學。
生物學史有的既體現了學生收集和處理信息的能力，激發學生學習的興趣，增強學生的成就感，又能鍛煉學生研究問題的科學分析方法，培養學生的推理、歸納能力以及學生的邏輯思維和創造力，還能使學生養成不畏艱險、持之以恒的科學精神。如酶的發現、光合作用的發現過程等。
酶的發現：
1773年，意大利科學家斯帕蘭扎尼（L.Spallanzani，1729～1799）設計了一個巧妙的實驗推斷胃液中一定含有消化肉塊的物質。但是什么，他不清楚，卻為人們的研究提供了方法和思路。
1836年，德國科學家施旺（T.Schwann，1810～1882）從胃液中提取出了消化蛋白質的物質，解開胃的消化之謎，使酶的研究工作更進了一步。
1926年，美國科學家薩姆鈉（J.B.Sumner，1887～1955）從刀豆種子中提取出脲酶的結晶，并通過化學實驗證實脲酶是一種蛋白質，得出結論酶是蛋白質。
20世紀30年代，科學家們相繼提取出多種酶的蛋白質結晶，并指出酶是一類具有生物催化作用的蛋白質，形成了酶的初步定義。使人們對酶的認識形成統一的觀點，并指出酶的本質是蛋白質。
20世紀80年代，美國科學家切赫（T.R.Cech，1947—）和奧特曼（S.Altman，1939—）發現少數RNA也具有生物催化作用。對酶的認識進行了完善，形成完整的理論，即酶是由活細胞產生的具有生物催化能力的有機物。
總結人們的認識過程：
發現問題提取物質物質本質得出定義補充完善（完整理論）
（1773年）（1836年）（1926年）（20世紀30年代）（80年代）
通過學習酶的發現，激勵學生學習科學家實事求是的科學態度和勇于探索的科學精神。使學生明確科學家對酶的認識是不斷發展的。科學具有開放性，引導學生要用開放的觀點、發展的眼光對待所學的知識，鼓勵學生在學習過程中勤于思考，敢于質疑，勇于探索。
光合作用的發現：
早在公元前3世紀，古希臘亞里士多德就提出土壤是構成植物組分的觀點。這一觀點統治西方將近2000年。這也是人們對光合作用的最早的認識。
1648年，海爾蒙特的盆栽柳樹實驗證明樹木的重量增加來自雨水而非土壤。世界各地生物課本都會提到這一段記載。他所做的柳樹實驗說明光合作用過程中有水的參與，也是生物研究上劃時代的工作。向傳統的認識提出了新的挑戰，為人們的研究提出了方向。
1771年，普利斯特利通過實驗發現，植物可以更新空氣。但是，他并不知道更新了空氣中的哪種成分，也沒有發現光在這個過程所起的關鍵作用。問題的研究進一步深化，問題更加具體化。
1779年，荷蘭科學家英格豪斯（Jan Ingenhousz）重復了上述實驗，并進一步證實光照是這一實驗成功的秘訣，即光照是植物放氧的先決條件。
1782年，日內瓦教師塞尼比爾（J.Senebier）發現經煮沸過的水中放入綠葉時，即使光照充足也不能收集到氧氣。只有在水中通入CO2后，才能看到氣泡（O2）出現。因此，他認為植物在光照下，為了產生O2就必須有CO2的存在，O2是來自CO2的。指出CO2是光合作用的原料，氧氣是產物，而且CO2也是產物氧氣的來源。
1804年，法國科學家德·索敘爾（de Saussure）通過定量植物所吸收的CO2，釋放的O2及植物體的增加量發現，綠色植物在陽光照射下，用CO2與H2O在植物體內合成有機物質，并產生與CO2大致相等體積的O2。他提出，CO2和H2O是植物體有機物質的來源。即兩者是光合作用的原料。
1864年，德國科學家薩克斯用天竺葵做材料實驗得出結論：天竺葵的葉子在光下制造了淀粉，同時也說明光合作用需要光，產物為淀粉（糖類）。
1880年，美國科學家恩格爾曼用水綿進行實驗說明：氧是葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所。有力地說明氧氣是光合作用的產物，葉綠體是光合作用的場所。
1937年，英國科學家希爾（Hill）將離體的葉綠體加到具有適當氫受體（A）的水溶液中，光照后放出氧氣，此反應稱為希爾反應。氫受體有2，6—二氯酚靛酚、苯醌、NADP+和NAD+等。說明氧氣是水的光解過程產生的，為人們研究光合作用產物氧氣的來源提出了新的見解。
1939年，美國科學家魯賓（S．Ruben）和卡門（M．Kamen）利用同位素標記法進行探究實驗有力地證明光合作用釋放的氧氣來自水。
根據科學的發展進程歸納出光合作用的定義和反應式。
光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存能量的有機物，并且釋放出氧的過程。即：
光能
CO2 ＋ H2O﹡（CH2O）＋O2﹡
葉綠體
通過對幾個光合作用發現過程中的幾個經典實驗的分析、討論，使學生感受到科學發展的艱難、科學方法的重要，培養學生嚴謹的科學態度、激發學生的創新意識。提高學生的科學素質，培養學生設計實驗，分析實驗結果的能力。
有的發現史既能通過對科學家實驗的分析培養學生探究問題的能力，使學生掌握科學的研究方法，又能使學生根據所學知識，解釋一些實際問題和現象，增強知識面的應用能力，激發學生學習生物的興趣，促進學生積積極主動地學習，使學生形成學習中不斷提出問題、解決問題的探索過程。如生長素的發現過程、DNA是遺傳物質的證明等。
生長素的發現過程：
1880年，達爾文研究了光照對金絲雀虉草胚芽鞘生長的影響。
實驗一：胚芽鞘受到單側光照射時，彎向光源生長。
對照組實驗：胚芽鞘在完全黑暗的情況下直立生長。
實驗結論：向光性的形成是由于胚芽鞘受到單側光照射的緣故。
實驗二：切去胚芽鞘的尖端，胚芽鞘既不生長，也不彎曲。
對照組實驗：未切去尖端的胚芽鞘，直立生長或向光彎曲生長。
實驗結論：彎曲生長是由于有尖端的緣故。
實驗三：用錫箔小帽罩住胚芽鞘的尖端，胚芽鞘直立生長。
對照組實驗（實驗四）：用錫箔套住胚芽鞘尖端下面一段，單側光只照射胚芽鞘尖端，胚芽鞘仍然彎向光源生長。
實驗結論：感光部位是尖端，彎曲部位是尖端下的一段。
總結：達爾文推想，胚芽鞘尖端可能會產生某種物質，這種物質在單側光的照射下，對胚芽鞘下面的部分會產生某種影響。
1913年，詹森做的實驗：
實驗組：在切去胚芽鞘尖端的切面和尖端之間放上一小塊瓊脂片，單側光照射，胚芽鞘彎向光源生長。
對照組：未切去尖端的胚芽鞘單側光照射，胚芽鞘彎向光源生長。
結論：胚芽鞘尖端產生的刺激透過瓊脂片傳遞給下部。為溫特的實驗提供了重要的方法。
1914年 拜爾的實驗：
實驗組：在黑暗條件下，將切下的燕麥胚芽鞘頂部移到切口的一側，胚芽鞘會向對側彎曲生長。
對照組：在黑暗條件下，將切下的燕麥胚芽鞘頂部移到切口的另一側，胚芽鞘會向對側彎曲生長。
結論：胚芽鞘的彎曲生長，是因為頂尖產生的刺激在其下部分布不均勻造成的，為溫特的實驗提供了重要的思路。
1925年索爾的實驗：
實驗組：把胚芽鞘的尖端切去，則胚芽鞘的生長受到抑制。
對照組：把切下的胚芽鞘尖端放回去，則胚芽鞘的生長恢復正常。
結論：胚芽鞘尖端含有剌激細胞生長的信號物質。
以上的實驗初步證明：尖端產生的刺激可能是一種化學物質，這種化學物質的分布不均勻造成了胚芽鞘的彎曲生長。
1928年，溫特的實驗，是在詹森和拜爾實驗的基礎上進行的。
實驗組：把切下的胚芽鞘尖端放在瓊脂塊上，幾小時后，移去胚芽鞘尖端，并將這塊瓊脂塊切成小塊，放在切去尖端的胚芽鞘切面的一側，結果發現這個胚芽鞘會向放瓊脂的對側彎曲生長。
對照組：把沒有接觸過胚芽鞘尖端的瓊脂小塊，放在切去尖端的胚芽鞘切面的一側，結果發現這個胚芽鞘既不生長，也不彎曲。排除瓊脂塊的影響。
實驗結論：進一步證明了胚芽鞘尖端確實產生了某種物質，這種物質從尖端運輸到下部，并且能夠促使胚芽鞘下面某些部分的生長。
1934年，郭葛等人提取出該物質，并確認它的化學本質是吲哚乙酸，把這種物質命名為生長素。
生長素的發現歸納：
（1）胚芽鞘的感光部位是胚芽鞘尖端。
（2）生長素產生于胚芽鞘的尖端。
（3）胚芽鞘的彎曲部位（生長素的作用部位）是尖端以下部位。
師生共同回顧生長素的發現過程，得出探究問題的方法過程：
設計實驗提出假說（推論）實驗驗證得出結論
生長素的發現過程在生命科學史上具有一定的代表性，它前后歷時幾十年，凝聚了眾多科學家的心血和智慧，通過一系列的實驗從一定程度上反映了科學探究的一般方法，對培養學生科學的思維方法和研究方法，培養學生的科學精神、創新意識和實踐能力是一個非常好的素材。新課程標準和近年來高考試題中一個導向性變化，就是對學生實驗設計能力明確提出了要求。學生是通過親身實踐獲取的直接經驗，從中初步學會科學方法，培養培養方法，培養科學精神和科學態度以及思維的新穎性與獨特性等創新思維的品質。
DNA是遺傳物質的證明：
理論依據：通過對與生物傳宗接代有關的生理作用有絲分裂、減數分裂及受精作用和生物的個體發育等分析可知，染色體具有一定的穩定性且能由親代傳遞給子代的特點，說明染色體與生物的遺傳有重要的關系，而染色體的組成是DNA和蛋白質。DNA在染色體上的含量相對穩定，而蛋白質的含量不是很穩定，因此，與遺傳有關的是DNA而不是蛋白質。
要充分說明DNA是遺傳物質，必須通過實驗才能得出準確的結論。想辦法把DNA和蛋白質分開，單獨地、直接地觀察DNA和蛋白質的作用，這是研究問題的方法和思路。
直接證據：實驗驗證
1928年，英國科學家格里菲思的肺炎雙球菌的轉化實驗，說明無毒性的R型活細菌知與加熱殺死的S型細菌混合后，轉化為有毒性的S型活細菌，這些轉化的S型細菌的后代也是有毒性的S 型細菌，即這種性狀的轉化是可遺傳的。沒有指出轉化的實質即遺傳物質是什么，但給人們對遺傳物質的研究提出了實驗的方法和思路，加快了科學發展的步伐。
美國科學家艾弗里和和他的同事經過十幾年的研究，在1944年發表了他做的轉化實驗結果發現：只有加入DNA，R型細菌才能轉化為S型細菌，并且DNA純度越高，轉化就越有效。如果用DNA酶處理從S型活細菌中提取的DNA，使DNA分解，就不能使R型細菌發生轉化。體現實驗的設計思路，但是人們在理解此實驗的過程中有一定的懷疑，問題關鍵是DNA和蛋白質是否完全分開。
1952年，赫爾希和蔡斯用同位素標記法做的噬菌體侵染細菌的實驗表明：在噬菌體中，親代和子代之間具有連續性的物質是DNA，而不是蛋白質。也就是說，子代噬菌體的性狀是通過親代的DNA遺傳給后代的，因此，DNA才是真正的遺傳物質。實驗材料的結構和同位素示蹤法技術的運用，解決了轉化實驗中的疑惑，使實驗結果更加有說服力。
格里菲思的實驗的不足之處，他并不知道轉化因子是什么物質。艾弗里的不足之處是，說服力不是很強，人們還是以懷疑的眼光看待這個實驗的，有人爭辯說，轉化是DNA中蛋白質不純的結果，蛋白質才是有作用的因素。理解它要有一定的理論基礎。而噬菌體侵染細菌的實驗根本就不存在上述問題，它是最有力的直接證據。用研究采用的“同位素標記法”來說明。這樣符合科學研究的過程，可以很自然地導出DNA是遺傳物質的結論，使學生容易接受，并且能使學生受到科學方法教育。
研究問題的方法：
理論推斷實驗驗證轉化實驗侵染細菌實驗得出結論
（理論結論） （實驗思路） （初步證明） （有力證明） （統一認識）
通過探究DNA是遺傳物質的發現過程，使學生學習科學家嚴謹細致的工作作風和科學態度以及對真理不懈追求的科學精神，使學生懂得人類對事物的認識是不斷深化和完善的，使學生領會科學家實驗設計的科學思路、遵循的實驗設計原則和采用的一些科學方法，并培養學生科學思維能力和初步研究能力，使學生初步掌握科學研究的方法和過程。
根據新課程理念，當今生物教學重在培養學生的科學思維、科學方法、科學精神等科學素養，生物科學史是生物教學中培養學生的科學思維、科學方法、科學精神等科學素養的良好素材，因此，“以探究科學發現過程來學習科學研究方法”是生物教學的重點，在生物教學過程中，通過生物科學史的教學注重實驗過程的探究與科學方法的學習相結合，充分發揮學生的主體作用，使學生在探究學習中，得到科學研究方法的訓練。 參考文獻
