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關鍵詞:醫學遺傳學;教學方法;思維能力
中圖分類號:G642.1 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)42-0129-02
醫學遺傳學是遺傳學與醫學相結合的一門邊緣學科。隨著現代生物學和現代遺傳學研究的發展,醫學遺傳學成為醫學教育中的一門重要基礎課程,是基礎醫學與臨床醫學之間的橋梁課程。醫學遺傳學的研究對象是人類。人類遺傳學探討人類正常性狀與病理性狀的遺傳現象及其物質基礎。而醫學遺傳學則主要研究人類(包括個體和群體)病理性狀的遺傳規律及其物質基礎。醫學遺傳學通過研究人類疾病的發生發展與遺傳因素的關系,提供診斷、預防和治療遺傳病和與遺傳有關疾病的科學根據及手段,從而對改善人類健康素質作出貢獻。[1]筆者經過教學實踐,切身體會到,在醫學遺傳學教學中注重以下幾個方面的問題,可以取得較為理想的教學效果。
一、巧用啟發式教學,激發學生學習興趣
在講授中多提幾個“為什么”,往往能很好地開發學生的思維層次,當學生對這些問題產生興趣時,就會孜孜以求,全神貫注。
例如在講遺傳學緒論部分時,告訴同學在高考之前都要進行常規色盲的檢測,并出示幻燈片讓學生觀看,學生會看到一個色盲檢測的卡片動態圖,然后提出問題:“為什么高考的時候要做色盲測試呢?你們能辨認出色盲檢測卡片的數字嗎?色盲是否是遺傳病?色盲的致病基因是顯性還是隱性呢?色盲的致病基因是位于常染色體還是性染色體呢?”這一有趣的現象馬上會激起學生的興趣,這時告訴學生,解決問題的答案在本次課的講授內容,當然學生在以后的聽講中學習的主動性就會提高起來。又如在講授多基因遺傳與多基因病這一章節時,理論性較強,比較枯燥,學生往往覺得索然寡味,筆者結合新聞媒體及報紙上關于高血壓、糖尿病的發病率逐年上升而且年輕化的趨勢事件的報道,以及生活中經常見到痤瘡、小兒肥胖等癥狀,然后質疑:“為什么我國高血壓、糖尿病發病率比較高?這些疾病是由單個基因控制還是多個基因控制?會不會受到后天環境因素的限制?父母患此類疾病,子病風險如何?”學生往往對日常生活中出現的這一現象會滿懷興趣,這樣再介紹多基因遺傳與多基因病的概念,多基因遺傳特點,多基因病的遺傳特點,多基因病發病風險的估計時,學生的學習積極性就被充分調動起來,能更加透徹地理解所學的知識,加深印象。在近幾年教學實踐中,我體會到精選一些有趣的問題,可以很好地激發起學生對醫學遺傳學的興趣和學習的能動性,使學生從“要我學”轉變為“我要學”,不再認為學習是一種負擔。
二、在教學中注重學生思維能力的培養
學習知識的目的在于應用。在教學中教師不僅要教給學生知識,更重要的是要讓學生運用正確的思維方法去分析問題,解決問題,使知識和能力得到同步提高,這將有利于學生理解和了解遺傳學的基本概念和基本內容,培養學生的科學思維方法。[2](1)培養學生的對照和比較能力。對相似又有聯系而又不完全相同的概念我們可以進行比較,找出他們的異同點,以澄清易混淆的概念,尋求概念的聯系和對相關概念的加強。如在不規則顯性遺傳中出現的表現度和外顯率這兩個概念,學生往往容易混淆,首先外顯率是指一定基因型個體形成一定表型的百分率。即某一顯性基因在雜合狀態下或純合隱性基因在一群體中得以表現的百分比;群體中如帶有某一致病基因的個體100%發病稱完全外顯,外顯率低于100%時,為不完全外顯或外顯不全。而表現度是指一定基因型所形成表型缺陷的嚴重程度。表現度不一致是指具有同樣基因型的個體,其表型缺陷嚴重程度有差異。如成骨不全患者家系中,有的患者僅有藍色鞏膜或骨折,有的有藍色鞏膜和骨折,有的有藍色鞏膜、骨折和耳聾。所以表現度要說明的是在致病基因已經表達的前提下表現的程度如何,是屬于“量”的問題;外顯率闡明基因表達與否,是屬于“質”的問題。通過這種比較就找出了兩者的區別,抓住了各自的特點。(2)培養學生的分析綜合能力。全面分析綜合是把事物各部分、各特性結合成一個整體,有利于對知識的理解以及復結。如染色體畸變根據畸變的類型不同,可分為兩大類即數目畸變與結構畸變,又可根據其特點對其進一步細分,引導學生找出它們的區別,作出圖表(圖1),在對知識的掌握以及以后的復習中就可以一目了然。(3)抓內因與外因關系,培養學生的科學思維能力。事物的發展是由內外因共同作用形成的,內因是根本,外因是條件。內因決定著事物的根本屬性,外因推動發展。任何孤立內外因的關系的說法都是錯誤的。利用內因與外因的關系有利于學生理解和了解遺傳學的基本概念和基本內容。我們知道多基因遺傳是指一種遺傳性狀或遺傳病受兩對或兩對以上基因的控制,每對基因彼此間沒有顯性和隱性的關系,每對基因對表型的效應都很小,但是各對基因的作用有積累效應,但是多基因性狀或遺傳病的形成除受微效基因影響外,也受環境因素的影響,所以這種遺傳方式稱為多基因遺傳或多因子遺傳,又稱復雜疾病。其中的決定遺傳形狀的多對微效基因也是我們所理解的內因,起著關鍵性的作用,而其中的環境因素也就是我們所理解的外因,則起著條件性的作用。這樣對多基因病的理解就更深入透徹。總之,啟發學生用正確的思維方法來學習,可以提高教學效率,事半功倍。
三、注重多媒體教學與傳統教學的結合
隨著多媒體技術的日漸成熟,多媒體的傳播技術已進入千家萬戶。這使得學校里一只粉筆,一張嘴的傳統教學手段顯得落伍了,多媒體課件應運而生。[3]如在講授醫學遺傳學的21三體綜合征這一章節時,在放映患兒圖片的同時附有視頻資料,就能增強學生對該遺傳病的感性認識,幫助學生理解和掌握,還可以為學生以后在臨床上進行遺傳病的診斷打下基礎,并由此引發學生的興趣,充分調動他們學習的主動性和積極性。計算機輔助教學系統已成為高校教學改革的熱點。盡管多媒體技術作為現代教學的重要手段正以它的優勢挑戰傳統的教學模式。但在使用多媒體的同時不應忽略傳統的教學手段,應使兩者相輔相成,取長補短,達到教學過程的最優化。傳統教學方式有著悠久的歷史和豐富的經驗,尤其是其以人為本的教學理念正是現代機器的盲點。教師在黑板上邊寫、邊畫、邊講解,某些公式和定理的推導過程、某些經典題目的解題過程,甚至可以把解決此問題時的思路和爭論融會在講解中,這樣才會引出學生對知識的興趣,才會將所學的知識消化、理解。教學效果會好得多。如在講授兩種單基因病的致病基因位于同一對同源染色體上的傳遞規律這一章節時。課本常通過舉例計算子病風險情況。以往教師主要對著多媒體課件來進行講解,往往是老師已講述很多遍,而學生仍未理解。現在通過教師親自板書演示整個演算推理的過程使其生動的展現在學生面前,再附以講解,就迅速地拉近了多媒體課件與學生之間的距離,使他們有了身臨其境的感受,情緒被充分地調動起來,從而增強了學生對兩種單基因性狀的獨立與聯合傳遞規律及發病風險的認識,學習興趣和積極性也被激發起來。多媒體教學和傳統板書的聯合應用,使得課堂教學形象化、生動化,提高了學生的學習興趣,學生對課堂所授內容的掌握率也大大提高。
四、注重將遺傳學的基礎理論與疾病案例相聯系
醫學遺傳學授課始終強調以疾病為中心,以遺傳為基礎,深刻理解遺傳與疾病的內在聯系。[4]因此在各類遺傳病教學時,引入臨床真實病例,不僅激發了學生學習興趣,而且使學生在分析討論過程中理解和鞏固基本概念、基礎理論,加深對疾病本質的認識。例如,我們在講授常染色體以及性染色體遺傳病時選取大量的真實病例,在課堂上引導學生逐步分析家系信息,使學生理解和掌握典型遺傳方式和延遲顯性、遺傳印記、早現遺傳等特殊現象。結合本教研室老教師多年收集積累的病案多媒體素材,包括遺傳性震顫、遺傳性共濟失調、舞蹈病、進行性肌營養不良、結腸息肉、18三體、貓叫綜合征、唐氏綜合征等多媒體,圖文并用,加大了課堂信息量,增加了直觀性。通過這種方式的教學,課堂教學質量高,教學效果明顯,得到學生好評。
五、以教學帶科研,科研促教學,教學科研互進
“在教學中研究”,更應該“在研究中教學”。[5]作為醫學遺傳學的一線高校教師,面對教學與科研的雙重任務。應該明確其中教學是最主要的任務,科研是為教學服務的任務。如果把科研理解為簡簡單單寫幾篇論文那還是膚淺的,教師只有針對教學實際問題而有所選擇地學習教育理論,且將自己的領悟應用于教學實踐中,自己的科研才能表現出其價值。脫離教學的科研是沒有生命力的。為此我時時將自己的科研成果滲透在教學中,具體我是這樣做的:首先,我在課堂教學中既講述前人的論述,也介紹自己在科研中形成的觀點。這樣,縮短了教師、教材、學生之間的距離,有利于激發學生的學習興趣,啟發學生獨立思維、培養學生分析能力與創新精神。其次,從自己的研究體會出發,引導學生進行相關課題研究。訓練學生做一個有心人,懂得如何圍繞選定的專題系統地收集、整理資料。比如講到單基因與多基因遺傳病時,我就向學生詳細闡述了基因治療的研究思路,例如血友病系X連鎖隱性遺傳病,通過轉基因的方法使患者持續表達缺失的凝血因子,那么患者的癥狀就會明顯改善。又如,糖尿病屬于多基因遺傳病,通常是由于患者體內胰島素含量絕對或者相對不足,疾病發展到后期,最終常需要借助于胰島素治療,而目前的干細胞與基因治療的結合使得糖尿病的根治成為可能,盡管目前還處于臨床前期的研究階段。
醫學遺傳學發展很快,新內容不斷增加。因此,教師既要把握好教學大綱所要求的基礎知識、基本理論的教學,同時又要引導學生了解學科進展,培養醫學生能準確有效地分析、診斷遺傳病的能力和較強的遺傳優生咨詢能力,因此教學中滲透現代教學理念,把傳統的以教師為中心的指令性課堂向以學生為主體的非指令性課堂轉換,把教師從單純傳授知識向培養學生學習能力轉換,加強與臨床病例的聯系,提高學生的醫學遺傳學素養,培養出高質量的醫學生,以嶄新的知識體系適應分子醫學的時代。[6,7]
參考文獻:
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[4]張成寧,俞萍,祁鳴,等.醫學遺傳學課程建設淺析[J].中國高等醫學教育,2007,1:18-19.
[5]彭翠英,劉俊,.醫學遺傳學課程教學的思考[J].西北醫學教育,2012,20,(4):739-741.
[6]劉鵬,張責寅,高佩琦,等.醫學遺傳學理論教學改革探析[J].中華醫學教育雜志,2008,28,(5):29-30.
遺傳學是生物科學中一門十分重要的基礎理論學科,直接涉及生命起源和生物進化的機理[1]。由于遺傳學理論既深奧又抽象,涉及知識面廣、發展速度快,與實際應用聯系又較密切,因此加大了學生學習的難度。另一方面,時代的發展也迫使遺傳學教學要更加注重對學生的素質教育,加強綜合能力的培養,同時也對遺傳學教師提出了更高的要求。在教學中,知識傳授與能力培養應該是辯證的關系,應具有高度的統一性[2]。課堂教學是教學實施過程中最基本的一種教學形式,教師是課堂教學的組織者和引導者,在課堂教學中具有主導作用。課堂教學是教師講授知識、培養學生能力的主要方式。筆者根據多年的教學實踐,將自己的課堂教學體會總結為以下幾點。
一、教師的語言要富有感染力
教師在課堂教學中的主導作用主要是通過語言表達來實現的。無論是應用哪一種教學方法和手段,都是通過教師的語言來影響學生。教師語音的高低、節奏的快慢,會使學生產生不同的聽覺效果。教師的標準、流暢、生動,富有影響力、感染力的語言吸引學生,使學生集中注意力,在有限的課堂時間內幫助學生更好地掌握教學內容,從而可以激發學生興趣,提高分析問題和思維能力,因此語言在課堂授課中起著決定性的作用。達到教師的語言具有感染力的前提條件有兩點:一是吃透教學內容,二是語音準確,同時還應具有合乎邏輯、富于啟發性和說服力,因此,一名優秀的教師應該不斷努力地提高自己的語言素養。
二、教學內容要有針對性
遺傳學是我校農學、生物技術、種子工程與科學、園藝等專業必修的一門專業基礎課。因不同專業教學內容的側重點有所不同,授課學時也不同,所以教學內容的安排也不應該按統一的標準一概而論。比如,農學專業與遺傳學的三大定律關聯較大,因為這部分內容中包括基因型、表現型、自交、測交、要根據雜交后代各種表現型的分離比例來分析基因的表達特征,以及遺傳學規律在農業生產上的應用等。然而園藝專業來說,除了講解遺傳的基本概念、基本定理和研究方法外,還需要講解觀賞植物的花色、花形、花徑、重瓣性等主要性狀遺傳和變異的基本規律和分子機理。因此,任課教師可根據授課對象和不同學時數,靈活地選擇和組合不同的教學內容。
三、盡量創造學生參加課堂教學活動的機會
教學過程應該是包括教師和學生,如果教師不停地講授,學生會感覺枯燥乏味,對學生來說在一定程度上也抑制了他們的分析、思考問題的能力。在教學過程中,任課老師應始終鼓勵、引導學生參加課堂教學,主要表現在以下兩點:
1.讓學生走上講臺,提供展示自我的平臺。可以要求學生預習自學部分,然后讓學生走上講臺,加深他們對重點和難點內容的理解,這樣有助于自學能力的培養,激發同學們的學習積極性。為了能夠盡量使更多的學生走上講臺,要根據學生的實際水平確定自學內容的難易點。另一方面就是要在學習新內容之前,要求學生把學過的某一個知識單元的內容進行總結,從而有助于加深和掌握所學的內容,在一定程度上也能夠提高他們對學習遺傳學的興趣,同時還能夠創造活躍的課堂氣氛。例如,講完染色體結構變異后讓學生準備總結四種結構變異的類型、細胞學鑒定和遺傳效應。
2.帶著問題授課。上課時的提問是教學過種中常用的一種方法,通過提問可以集中學生的注意力又能及時地了解學生掌握知識的情況。教師的問題首先啟發學生的思維,具有邏輯性同時反映教學重點和難點。提問的方式有好幾種,我們可以聯系已學過的知識進行比較分析異同點,例如,我們在講細胞質遺傳的特征時,讓學生比較細胞核遺傳;在講性連鎖時比較伴性遺傳、限性遺傳和從性遺傳的區別,這樣才能加深學生的理解和掌握。也可以采用先講結果然后問原因或者先講原因然后問結果等。例如,我們開始講連鎖遺傳時,首先讓學生根據香豌豆的兩對相對性狀的F2試驗結果依次回答下列問題:香豌豆的這兩對性狀的遺傳是否符合獨立遺傳?不符合獨立遺傳的原因是什么?相引組和相斥組的試驗結果的共同特點是什么?逐漸引導學生進入新的內容。
四、善于歸納總結,培養學生分析和解決問題的能力
歸納總結是課堂教學中常用的一種方法。遺傳學有些章節內容復雜,缺乏規律性和系統性。教師在教學過程中要善于歸納總結,根據教學內容的特點總結以傳授的知識,盡量設法以簡單的語言和圖形抓住主要的教學內容,并準確表達此內容。同時在知識的歸納總結的過程中,引導學生掌握歸納和總結所學知識的方法,培養學生的學習方法和獲取知識的能力。如,在解釋同源三倍體的高度不育時,把零散的內容概括為:任何同源區段內只能兩條染色體聯會;聯會三價體(松弛)或一個二價體和一個單價體;分離2/1和1/1不均衡分離;最后配子染色體數目不均衡導致了高度不育。在教和學的過程中,歸納總結是非常重要的一個環節。為了讓學生更好地掌握兩點測驗和三點測驗法這部分內容我們可以這樣歸納:
五、要求學生課堂做筆記,提高學習效率
筆者在多年的教學實踐過程中發現,在課堂上要求學生做筆記能夠集中學生的注意力,從而在一定程度上提高學習效率。因為,做筆記是在聽講和思考過程中進行的,學生始終會注意哪些內容可以記,哪些不用記,從而提高重點和難點內容的掌握。筆記不是將老師講的每句話都記錄下來,而是用自己的語言記下主要概念、論點、典型的例題等。同時還可以記下在聽課過程中遇到的疑點、難點。當然,每個班學生的基礎知識、理解能力等方面有差異,在教學過程中教師應通過反復述說、提高音調、慢講等方式實時提醒學生所記錄的教學內容。研究也表明記筆記是學生課堂學習的重要學習策略與技能[3]。課堂上做筆記不僅對學生掌握教學內容有幫助,同時可以培養學生分析問題、邏輯思維問題的能力。
六、充分利用本課程的特點,注重理論聯系實際
遺傳學是研究生物遺傳和變異的科學,遺傳學不僅理論性強同時是緊密聯系實際的科學。所以我們在講解任何一個遺傳學概念、現象和規律時,一定要重視它們在實踐中的應用。根據教學內容,設法在學生感興趣的領域里尋找具體的例子來提高學生學習遺傳學的自覺性和積極性。例如,在講解染色體變異時,我們除把基礎概念講清外,還需例舉人類染色體結構和數目變異后導致的疾病的遺傳特點以及對人類的危害;遺傳學作為一種生產力在解決人類面臨的難題中發揮著巨大作用。特別是近年來分子遺傳學的迅猛發展,使得人類能夠以更快的速度和更準確的目標進行生物品種改良,甚至創造新的品種。為了讓學生了解掌握一些前沿知識,我們適時地介紹一些當代分子遺傳學理論和技術在醫學、農業等各個領域上的應用成果。例如,在講授真核生物基因組時,通過具體的例子解釋人類基因組圖譜的構建在發現致病基因,以DNA為基礎的診斷、預防、治療和藥物設計等方面的應用。又如,在“基因工程”這一章中,要側重介紹基因工程技術在植物抗除草劑、抗病、抗蟲、提高品質等方面在國內外應用狀況。
七、根據教學內容確定最佳的教學方法,合理搭配傳統教學和多媒體教學
隨著計算機多媒體技術的發展,多媒體教學是改革的一個熱點。多媒體教學與傳統教學相比的確具有自身的優越性。多媒體教學的突出優勢體現在它能以文本、圖像、動畫及聲音等多種形式來展示課程內容[4]。而不同的教學內容適合不同的教學方法和手段,并非所有的內容都適合采用計算機多媒體教學。多媒體教學還是不能完全取代傳統的教學模式,兩者之間應該相輔相成、取長補短、協調發展,才能取得最佳的教學效果[5]。比如,基因的表達和調控這一章中概念多,而且基因調控過程復雜,學生不容易理解,這部分很適合多媒體教學。但是概率、廣義和狹義遺傳力的估算,群體遺傳中基因頻率和基因型頻率的計算等內容如果用多媒體課件來上的話,不能夠清楚地解釋整個計算過程。所以在課堂教學中把傳統的教學與多媒體教學有機地結合起來才能取得更好的教學效果。
八、重視課后作業的布置,鞏固課堂教學
課程標準 醫學遺傳學 教學改革
2009年以來,我校為了能更好地培養出來高素質實用型面向基層的醫學人才,制定出了一套新的課程標準,醫學遺傳學是一門橫跨基礎醫學和臨床醫學的橋梁課程,但由于其涵蓋的范圍較廣泛,不僅涉及經典遺傳學的基本原理、分子生物學的基本研究方法,同時還涉及臨床醫學各門課程的具體內容。因此,如何針對當前醫學生的特點,培養面向21世紀的具有綜合素質的醫學人才,使醫學遺傳學課程更貼近臨床,使學生更具獨立解決臨床實際問題的能力,已成為醫學遺傳學教學的重要任務,而課程標準的實施能夠使師生在教和學的過程中更加明確學習的目的和任務,為后續課程的學習奠定堅實的基礎。在課程標準下我們針對臨床專業醫學遺傳學的教學進行以下幾個方面的實施。
一、制定課程標準
針對臨床專業教學特點,制定課程標準。在制定課程標準過程中根據不同章節合理設計知識目標,技能目標,穿插素質目標,結合培養目標突出學科特點,注重與臨床專業學生相關后續學科的銜接,邀請相關專業的同事對本學科的課程標準給予指導,突出本學科的基礎和橋梁作用。例如,在制定單基因遺傳病、多基因遺傳病、線粒體遺傳病部分教學目標和教學重點時,邀請臨床系一線教師前來指導,聽取對該部分內容在相關課程銜接中的作用,選取教學重點。在制定腫瘤遺傳內容課程標準時,邀請我校病理教研室的專家參加,這樣就避免了過去教學過程中各科脫節的現象,使學生一開始就有一個系統化的學習安排。
二、課程標準的討論、認證
針對制定后的課程標準,課題組成員逐章逐節進行討論、分析。在討論分析過程中即要注重教學重點、難點的分析,又要結合學生的基礎分析,對于案例導入要做到合理合情。在熟知課程標準的基礎上,課題組成員進行章節說課活動,通過說課活動共同尋求每個章節最佳的教學方案,制定切實可行的教學計劃。
三、課程標準的實施過程
在2010級學生臨床專業中針對新的課程標準,結合培養目標進行教學改革探索。在教學實施過程中從以下幾個方面進行教學探索:
1.教學緊扣培養目標要求,堅持理論知識和實踐的聯系
本課程學習的目標除了使學生掌握各種基本概念和重要理論知識,更為重要的是了解常見遺傳病的發病特征、病因,并能將所學到的知識應用到實際工作中,從而為學生將來的臨床實踐打下堅實的基礎。本課程的基礎理論和知識直接服務于臨床,課程內容設置強調緊貼臨床的實際需要。打破以知識傳授為主要特征的傳統學科課程模式,轉變為以工作任務為中心組織課程內容,并讓學生在完成具體項目的過程中學會完成相應工作任務,并構建相關理論知識,發展職業能力。課程內容突出對學生職業能力的訓練,理論知識的選取緊緊圍繞工作任務完成的需要來進行,同時又考慮到高等職業教育對理論知識學習的需要,并融合醫師職業資格證書對知識、技能和態度的要求。課堂講授以反映常見遺傳病例的病因及最新發展為重點,堅持啟發式教學方法,突出重點,循序漸進,理論密切聯系實際。充分利用多媒體、投影及幻燈等教學工具,達到舉一反三、融會貫通,加深學生的理解和認識。充分調動學生的主動積極性,讓學生參與病例討論,使學生會思考、會學習。
強調學生自主學習能力、實踐能力、科學精神、協作精神的培養。主張以“研究性學習”、“基于問題的學習”等方法開展自主學習,使學生不僅學到必備的專業知識,更要學會學習的方法,為終身學習打下堅實的基礎。
2.體現能力培養,整合基礎實驗,開設綜合性、設計性實驗,培養學生的綜合能力
臨床學專業該課程總課時32學時,理論課與實驗課分別為28和4學時。理論課以課堂講授為主,重點是遺傳的細胞和分子基礎、遺傳學的理論與方法在臨床醫學實踐中的應用,要求學生在理解的基礎上記憶。要求學生按掌握、熟悉和了解三個層次認真學習,重點是遺傳的細胞和分子基礎,列入掌握和熟悉的基本概念和知識為考查的內容,了解和其他內容不在考查的范圍。實驗以學生操作為主,訓練學生基本操作技能,培養學生的科學實驗能力;并通過綜合實驗,培養學生分析問題、解決問題的能力。實驗教學旨在培養學生的基本操作技能和科學思維方法。要求學生能理解實驗目的,自己動手,悉心觀察,實事求是,勤于思考。通過實驗教學,加強對理論的理解,培養勇于探索、開拓、創新的實用型人才。
3.結合專業特色,成立課外興趣小組
結合老師科研課題,學生可以進入老師課題進行科學實驗,接受從資料查詢、方案設計、方案實施、歸納總結及撰寫等一系列訓練,積極發揮學生的主觀能動性,重在培養創新精神和實踐能力。通過學校和醫院合作,校內實訓基地建設等多種途徑,通過貼近臨床的教學活動,采取醫院學校結合、理論和病例結合,充分開發學習資源,給學生提供豐富的實踐機會。
4.采用靈活多樣的考查評估方式,促進課堂知識的理解和消化
以往的教學考查多采用期末結業考試來衡量學生的學業成績,往往使大多數學生把應付考試作為學習的目的,失去了學習的主動性和興趣,結合課程標準的要求,在考查方式上不局限于期末考試來衡量學生的學業成績,在平時的教學過程中,結合各個章節的知識內容,課堂上可以根據學生的掌握情況,鼓勵學生課堂上勇于闡述自己的觀點,并表達出自己對該知識內容的理解和對將來臨床應用的指導,對于表現突出的記入平時考核成績,期末按比例納入結業成績。課下可以采用小論文的形式鼓勵學生發表對某一知識點的理解,對于精采的文章列入期末成績一部分。利用休息日鼓勵學生到街道、居委會、醫院等進行本課程中常見遺傳病,遺傳現象的調查,并寫出調查報告,列入期末技能考評的一部分。定期開展本學科的知識競賽活動,對于表現突出的,列入期末考核的鼓勵成績。加強實驗技能操作的考核。通過多途徑多形式的活動使學生在學習中找到趣味性,變被動學習為主動學習,把學習目的定位于知識和技能的學習。從觀念上改變學生的學習態度。
四、課程標準的完善及教學改革的評價
結合學生學習效果,對于教學質量進行評估。通過學生反饋,同行評議,專家指導客觀評價該課程標準實施及教學改革探索的經驗及不足。
通過在我校10級五個班級中進行課程標準中制定的任務的教學,明顯地提高了教學質量,改變了學生被動學習為主動探索的學習觀念,不僅使學生掌握了該課程的基礎知識,為以后的臨床課學習打下了堅實的基礎,更重要的是使學生掌握了學習和分析問題的方法,使他們在今后的工作和學習中養成勤思考、善動腦、有思路的好習慣。
參考文獻:
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經過多年對學生錯題集的整理剖析,我總結出如下生物選擇題的解題步驟和技巧。解題通常分成三步:動嘴讀題,圈注分析,做出判斷。建議考生拿到試卷先快速瀏覽整份試卷,了解試題的整體難度以便確定解題時間分配。在小高考、高考時,生物考試的時間一般都很充裕,故考生要堅信“慢工出細活”,避免因為審題不清而出現低級錯誤。
一、 認真研讀題干,打開解題思路
選擇題的題干屬于已知提示部分,它規定了選擇的內容及要求。當前高考十分注重考生能力的培養,故題干的設置更加復雜隱晦而難以把握。因而認真研讀題干,排除干擾,挖掘隱含信息,明確題目要求,就顯得尤為重要。考生在研讀題目時,可從以下幾個方面著手:
1.讀出題眼或關鍵詞
題眼或關鍵詞是解題的關鍵和入口。題眼和關鍵詞的種類很多,有時是限制條件如有氧、無氧、發酵罐等。有時是限制的程度,如根本、直接、主要、最終、決定等。有時是選擇的方向,如是、不是,正確、錯誤等。有時側重于描述的對象,如病毒、原核生物、真核生物、植物細胞、動物細胞、人體、表皮細胞、葉肉細胞、根尖細胞、大腸桿菌、藍藻、乳酸菌、酵母菌等。通過這些關鍵詞,考生可以領會到命題者的設問指向,往往也是考生解題的方向。所以,考生應注意相關概念的區別,掌握這些概念的內涵和外延,以便準確、快速的解題。
2.讀出隱含條件,排除干擾因素
隱含條件是指題干中沒有明確給出,而隱藏在基本原理、基本概念、圖形、圖表或生產實踐中的條件。隱含條件為題干的必要條件,對順利、正確解題起著關鍵、重要的作用,往往是解題成敗的關鍵。故應仔細閱讀題干,從多角度、多層次、多方面挖掘隱含條件,補充題干。
3.眼到手到心到,全腦學習
讀題的關鍵在于讀,不一定發出聲音,但要求逐字讀出,嘴巴要有肌肉收縮,意在提醒自己注意力的集中,防止分散。讀到哪里,手中的筆指向哪里,圈注到哪里,提高學習的效益。
例如:(2010江蘇高考11.)有人發起“多吃素食、少吃肉食”的運動,以支援糧食短缺地區的災民。運用生態學知識對此的合理解釋是( )
A.多吃肉食會增加心血管病的發病率
B.直接以低營養級的生物為食將消耗生態系統更多的能量
C.多吃肉食比多吃素食消耗的能食總量更多
D.節省的肉食可以幫助災民提高營養水平
解析:這是一道考查能量流動的高考題。設置的無效信息較多,如:糧食短缺,肉食與疾病。但題眼提示考生運用生態學原理,因而考生應主要根據生態系統相應知識來解答。因為能量在流動的過程中逐級遞減,營養級越高獲得的能量相對越少,肉食往往為消費者,營養級別人比生產者高,能量流動過程中散失的能量較多,存在能量的浪費,所以為了使能量流向對人類最有益的地方,應以生產者(即素食)為主,選C。
二、在讀題的基礎上通過圈注等形式進一步強化考生的有意注意
1.概念類問題要避免犯低級錯誤
生物學的概念是高中生物學的重要組成部分,因此高考中經常重視生物學基本概念的考查。我們可以依據生物學的概念與日常生活的關系,把生物學中的概念分為兩類:一類是與日常生活中的說法相類似的概念。這類概念的內涵和外延與日常生活中的說法有較大差別。由于思維定勢的影響,考生在考試中容易混淆。高考中這類問題雖然難度不大,但低級失誤卻很多。第二類是生物學專門名詞。這類名詞在日常生活中很少出現的,是專門的生物學名詞,因而考生看見時往往感到很陌生。這類概念要理解準確、全面、深刻,否則也會出錯。
2.圈注出解題關鍵
通過讀題,考生已經對題目的難度、類型、關鍵詞等有了大致的了解,如果還沒有把握確定答案,就需要將題目提示語或者錯誤點加以圈注。如題干中的要選擇正確還是錯誤的,預測還是決定,直接原因還是根本原因等等。每個答案的錯誤點也要盡量圈注出來,以便提醒自己注意對錯原因,并在每個選項之后以勾和叉強化判斷結果,便于做出正確選擇。
例如 選擇下列有關遺傳和變異的說法( )
①基因型為Dd的豌豆在進行減數分裂時,產生的雌雄兩種配子數量比為1:1。
②自由組合規律的實質是:在F1產生配子時;等位基因分離,非位基因自由組合。
③遺傳學上把轉運RNA上決定一個氨基酸的三個相鄰堿基叫做一個“遺傳密碼子”。
④染色體中DNA的脫氧核苷酸數重、種類和序列任意一種改變都會引起染色體變異。
A.四種說法都對 B.四種說法都錯
C.只有一種說法對 D.只有一種說法錯
解析:本題是一道有一定難度的綜合題,要求學生對有關概念要清楚掌握。在解題時考生必須對教材中的相關知識點理解透徹。如①中要圈出減數分裂和配子數量。基因型為Dd的豌豆在進行減數分裂時,產生的兩種雄配子之比為1:1。兩種雌配子之比也為1:1,但雄配子數量比雌配子的數量要多得多。故①錯;②選項為課本定律內容:基因的自由組合規律的實質:在Fl產生配子時,同源染色體上的等位基因分離,非同源染色體上的非等位基因自由組合。錯誤;③為基本概念,遺傳學上把信使RNA上決定一個氨基酸的三個相鄰堿基叫做一個“遺傳密碼子”。正確;④應為基因突變,題干內容錯誤。錯誤;故正確答案為B。
三、作出最終判斷,填寫答案
關鍵詞:高三;問題復習;方法;指導
本文為甘肅省 “十三五”教育科學2016年度規劃課題《高中生物教學中問題導學的實踐研究》系列研究成果(編號: GS[2016]GHB1606)。
G633.91
對于理科學生而言,理綜成績的好壞,直接影響著高考的成敗,故有“得理綜者贏高考”之說,高三第一輪復習結束后,理、化、生三門課要面臨綜合考試,對首次參加“理綜” 考試的考生而言,就暴露出了諸多問題,其中最大的問題是三科的時間分配問題,相當一部分考生對三科的時間分配不合理,其次是對三科的答題順序不科學,導致成績不理想。當然,生物作為理綜的一個重要組成部分,盡管在理綜試卷中試題量較少,分值較低,但得分容易,在歷年高考中三門課的平均分生物最高,故又有“得生物者贏理綜”之說,雖然生物在高考中知識覆蓋面較窄,考查內容偏少,但是考試大綱規定的生物考試范圍非常寬泛,大綱上要求的知識點在高考中都有可能出題,針對這些特點以及對近幾年高考測試試題的分析和高考穩中有變的特點,筆者以為在高三二三輪復習中應特別注意以下幾點:
一、 高三后期復習的重點仍然是基本概念、基本原理和基本觀點
基礎知識是高考的第一依據,基礎不扎實是學生失分的第一原因。這就要求我們做到:準確把握生物學基本概念、原理、規律,要搞清楚它的內涵和外延,分析和提取關鍵詞,掌握其準確含義,對概念的提出、建立要有一定的了解,對概念內容的各種表達形式(文字和數字的)有清晰的認識,能理解它們的確切含義,理解它們的成立條件和適用范圍。具體地講就是:以中學生物的考試大綱為依據,同時不拘泥于教材內容;復習時要做到到能清楚地復述基本概念、基本原理和基本觀點;能對重點的概念、原理和觀點進行分解和綜合;能梳理教材的知識體系,揭示重點知識之間的內在聯系;能比較、分析同類型知識的差異之處;能運用所學知識分析、解決實際問題。從去年的試題可以看出,高考對基礎知識的考查并沒有弱化,而是要求更高了,高考不再是考查知識的再現,而是考查能否靈活運用所學知識分析和解決具有綜合性質的實際問題,因此對基本概念和基本原理深刻的理解尤為重要。在后期復習中,一定要注意回歸教材,回歸到基礎知識上來。因為基礎知識是學生解決問題的源泉。從歷年生物高考試題來看,考試內容有60-70%左右是生物學的基本知識、基本技能和基礎知識的應用能力。因而在二、三輪復習過程中,同學們要在老師的引導下,按照《考試大綱》中的知識體系,把散落在n本中的知識框架整理清楚,將各章節中類似的、易混淆的知識點或聯系緊密的知識點作好筆記,并對其進行分類、比較和歸納,使之成為知識鏈和知識網,便于理解性記憶和回顧。
二、復習要突出重點,增強針對性,加強考點的前后聯系
有所側重,就是時間不能平均,必須向重點章節傾斜,主干知識內容不僅是學習的重點,也是高考試題中出現頻率較高的考點內容。生物的新陳代謝、生命活動的調節和遺傳變異,這三部分知識是高中三冊生物書的“靈魂”,也是高考的重點和難點。復習這部分知識時學生要特別留心,可以結合復習資料,分析涉及到的題型,并查閱自己經常出錯的題型進行歸納。要力求做到知識點、能力點、薄弱點、應用點和考查點心中有數,那種不分主次泛泛復習以及題海泛濫,無疑都是有害的。
概括起來高中生物的主干知識有以下方面的內容:
一是在生命的物質基礎和生物體的結構基礎方面,重點考查蛋白質和核酸、細胞增殖過程中的染色體的變化規律等;二是在特異性免疫和免疫失調引起的疾病等內容方面;三是在生物的新陳代謝方面,重點考查酶、光合作用和呼吸作用;四是在生命活動的調節和免疫方面,重點考查激素調節及與生活相關的免疫知識;五是在遺傳和進化方面,重點考查從基因水平上分析遺傳學問題以及遺傳育種和遺傳譜系;六是在生物與環境方面,重點考查應用生態學觀點方法分析問題和解決問題的能力。
三、要制定出切實可行的適合自己的復習計劃。
要結合教師的計劃制定自己的學習計劃,基礎好的同學,多做一些綜合能力較強的題目,以提高自己的應變能力,爭取拿高分;基礎較薄弱的同學,以基礎知識點的復習為主,保證不丟基本分。
四、自已多動手,將知識系統化、網絡化,學會梳理歸類比較復習,有利于知識的遷移,這才能實現學科能力向綜合能力轉化。
五、學會回顧反思。
要對作業、考試中出現的差錯,及時反思,及時糾正。生物試題很多,無論如何也做不完,因此要歸類做有代表性的試題,一般情況下第一次做對的題,以后不會做錯,第一次做錯的題,以后做錯的可能性較大,因此,對作業、考試中出現的差錯,及時反思,及時糾正;對“事故易發地帶”有意識地加以強化訓練。每一次練習或考試后,要對差錯做出詳盡的分析,找出錯誤原因。經常翻閱錯題本,在對知識進行系統整理的基礎上,將原先做過的試卷及練習題整理出來,看看自己試題練習中出現錯誤的原因是什么。如果是對知識的理解不準確造成的,可以督促自己去進一步理解知識;如果是審題不嚴造成的,應提醒自己加強審題,提高正確率。在此基礎上,認真對待每一次的測試,避免再犯同樣的錯誤。
六、重視閱讀指導
閱讀是自學的基礎,是學生獲得知識的重要手段,它還有助于突破教學中的重點和難點。
閱讀從時間上分課前、課中、課后閱讀。課前閱讀可以發現問題、帶著問題聽課;課中閱讀幫助形成正確 的概念、原理和規律;課后閱讀溫故而知新,梳理知識形成網絡。只有當學生明確了閱讀的意義,才能積極參 與閱讀并樂于閱讀。
在閱讀時讓學生做到眼、口、腦、手并用,養成良好的閱讀習慣。例如:閱讀中對于概念、規律等結論性 內容用筆勾勾劃劃;對于說明概念的內涵和外延的修飾語或限制詞可加上著重號;對于文中晦澀的文字可反復 吟讀,理解其意;對于不能理解的內容要加上問號。隨著學生閱讀水平的提高,教者要求學生閱讀后能提出問 題并能提綱挈領地歸納大意,形成知識結構。此外還要指導學生重視圖表的閱讀,明確其意,領會其質。
七、要重視每一套練習題。把每一套練習題都看作高考題,當做一次練兵,提高自己的做題能力,提升自己的做題技巧。
八、培養應考心理及方法技巧。容易題要小心,中檔題要細心,難題要有信心,始終保持平常心。
一、悉心引入,激發興趣
概念是高度抽象的產物,這就容易造成在教學實踐中,概念越多教師越難教,學生越難學。所以,引發學生學習概念的興趣就顯得非常重要。例如,在學習“伴性遺傳”概念前,教師可先介紹一下道爾頓癥發現的故事;在學習“頂端優勢”的概念前,教師可把課前準備好的經過整枝處理的桂花枝條和未經處理的桂花枝條同時展示在學生面前,并且設問:為什么會出現這兩種不同的情形呢?這樣,把本來要講的內容調換到概念前面,插入或者增加一個引入新概念的精彩導言(或詩句、故事、實驗、課外活動、錄像、投影等)。這些都會引起學生學習概念的強烈興趣,雖花時不多,收效卻非同尋常。因此,教師在備課時針對不同的概念采取不同的方法引發學生興趣,是學好概念的前提。
二、追根溯源,加深理解
高中生物學十分重視概念的形成,可以說全套教材很少有單純描述一些客觀事實而不進一步形成概念的部分。在教學過程中,諸如基因、中心法則等概念,教師感到枯燥而難教,學生覺得難學難記,造成這種現象的主要原因往往是教師忽視了對內容做科學、全面的剖析和嚴密的表達,而僅僅是做了簡單化的處理。如對“基因”這個概念就應按遺傳學的歷史發展情況分不同層次表述:從細胞水平上說,基因主要位于染色體上,有一定的位置,是線性排列;從分子水平上看,基因是有遺傳效應的DN段;從遺傳信息的貯存和表達來看,基因是有遺傳效應的DN段中四種脫氧核苷酸的特定的排列順序。綜合這幾個方面,最后總結出基因是控制生物性狀的遺傳物質的功能和結構單位。這樣巧妙地從不同角度加以層層剖析,可以幫助學生直接、規范、透徹地理解所學的概念,同時還有助于學生認知結構的完善,有利于抽象思維和邏輯思維能力的培養。
三、突出重點,抓住本質
通過抽象概括形成概念之后,還要引導學生分析概念所包含的具體的知識要點,如“酶”的概念中就包含來源、生化效應和化學本質三個要點,“等位基因”概念中包含位置上的等位性和功能上的控制相對性狀這兩方面重要的內涵。當然,對基本概念的準確掌握,還必須抓住概念的本質,這對于近似概念尤為重要。如生長素和生長激素都有促進生物生長的作用,雖只有一字之差,但生長素(IAA)是由植物的分生組織產生的植物激素,化學成分為β―吲哚乙酸;生長激素(GH)是由動物腦垂體分泌的動物激素,化學成分是蛋白質,它們有本質的區別。又如,原核生物和原生生物、體液免疫和細胞免疫、內環境和細胞內液、極核和極體、細胞凋亡和細胞壞死、原代培養和傳代培養等。通過比較明確這些概念與其他概念的聯系,以及與哪些概念容易混淆,它們之間的主要區別是什么,等等,從而達到深刻理解概念、掌握概念的目的。
四、講究教法,化難為易
當學生大腦中貯存的概念多了以后,就會發現有些不同的概念具有某些相同的內涵,容易造成概念的混淆,干擾概念的正確掌握。針對這種情況,教師要善于引導學生對它們進行比較,找出不同概念的不同內涵,從而加以分辨而不致混淆。如應激性和適應性的概念,可從定義、產生原因、產生過程、表現方式等方面加以比較,從中找出它們的主要區別:應激性側重的是過程,是一種動態反應,需要的時間短,而適應性側重的是結果,大多數是靜態的,是通過長期的自然選擇而形成的,需要的時間長。兩者的聯系是:有的適應性是在應激性的基礎上形成的,并通過應激性來實現。
對于那些有從屬關系、相交關系等較為簡單的概念,教師可用圖解法幫助學生建立直觀形象,便于學生理解記憶。如種群、群落、生態系統的概念可讓學生用集合中的韋恩圖(也叫文氏圖)來直觀地表示出相互間的從屬關系。種間關系中的寄生、競爭、捕食等概念可分別用坐標圖表示出兩種生物間的相互關系。遇到那些描述連續變化或微觀現象的概念時,可多用實驗法幫助學生理解分析,得出概念。如學習有絲分裂的概念前,先做觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂的實驗,讓學生觀察細胞有絲分裂各時期的特點,了解有絲分裂的全過程,為講述有絲分裂概念做鋪墊,這樣更有利于有絲分裂概念的掌握;講原生質的概念前,先讓學生觀察紫鴨跖草花瓣細胞內原生質的流動情況,便于建立起原生質是細胞內生命物質的概念。
五、及時鞏固,強化記憶
【關鍵詞】課堂教學;分離規律;等位基因;相對性狀;精講;多練
分離規律是遺傳規律的基本規律,在掌握其規律的基礎上很容易掌握基因的自由組合規律、連鎖互換規律及伴性遺傳。因此在分離規律的教學過程中讓學生理解掌握非常重要。
教學過程中主要是使學生了解等位基因的遺傳行為與相對性狀遺傳表現之間的因果關系,從而理解性狀分離的遺傳學原理。課堂教學中,教師的精講要抓住關鍵性概念和原理,以及與概念和原理有關的感性材料;學生課堂上的練習題要形式多樣化,做到少講多練。
一、分析感性材料要突出本質
分離規律和自由組合規律的提出要經歷了由現象到假說、到理論的過程。學生理解概念和原理,也要求有相應的感性知識為基礎。采取從感性到理性,從理論到實踐的過程。在分離規律的教學中,首先講述豌豆的一對相對性狀的遺傳實驗,為學生提供與形成概念和原理有關的充分事實,符合學生思維活動的規律,有利于學生掌握分離規律的概念、原理及體系。那么,在一對相對性狀的實驗教學中,應當講清哪些具體事實并突出其本質呢?
1.講清豌豆的花部結構和傳粉方式,使學生弄清自花授粉和異花授粉等基本概念。
2.講清豌豆主要相對形狀。使學生弄清相對性狀的概念,明確純種豌豆的自交后代仍然是純種,純種的雜交后代表現出相對性狀的遺傳差異。
3.講清相對性狀遺傳表現的兩個特點:一是F.全部表現為顯性;二是出現相對性狀的分離,比值近似3:1 0一對相對性狀的遺傳表現是孟德爾提出遺傳因子F2分離假說的實驗依據。所以,在教學中應當引導學生通過分析孟德爾的豌豆雜交實驗資料,抓住相對性狀遺傳表現的本質,使之具備學習和理解分離規律相應的感性知識。
二、講述分離規律要突出重點抓關鍵
基因的分離規律是解釋相對性狀分離的遺傳原理,它是運用等位基因等科學概念所組成的判斷,揭示出等位基因的遺傳行為與相對性狀遺傳表現之間的因果關系。所以,分離規律教學的重點是講清等位基因的定義、存在形式及其雜合體內的遺傳行為。教學的關鍵在與抓住等位基因遺傳行為的細胞學基礎,也就是在減數分裂和受精過程中同源染色體的動態。
教學程序按照基因的遺傳理論對分離現象的具體解釋來安排,大致如下:
1.相對性狀是由等位基因控制的。等位基因是指位于一對同源染色體的相同位置上,控制相對性狀的成對基因。等位基因的概念:從數量看,是成對基因;從性質看,成對基因的遺傳效應具有對應關系。從存在位置看,位于同源染色體的相同位點上。屬性,所以等位基因又稱對性基因。概括如下:其中,對應關系也是等位基因的本質等位基因與相對性狀之間的關系可以概況如下:
2.等位基因在體細胞中是成對存在的,其中,等位基因的純合狀態稱為純合體,如高莖豌豆(DD)為顯性基因純合體;矮莖豌豆(dd)為隱性基因純合體。等位基因的雜合狀態稱為雜合體,如高莖豌豆(Dd).配子中之含等位基因中的一個。教學中應該避免將等位基因的概念和存在形式混淆,造成學生理解和記憶概念的困難。
3.雜合體內等位基因的遺傳行為概括如下:①顯性基因對隱性基因有顯性作用,因此F1全部表現為顯性(高莖)。但是,隱性基因并沒有消失。顯性作用是由于高莖基因(D)能夠控制一種酶的合成,通過酶作用促使細胞胞合成足夠的赤霉素,赤霉素刺激細胞生長的結果,使含有顯性基因的豌豆植株表現高莖性狀。矮莖基因(d)不能控制這種酶的合成,因此,含有矮莖基因的豌豆植株表現為矮莖性狀,雜合體則表現出高莖基因的性狀。教學中不一定講述顯性作用的機制,但不要把顯性作用誤解為顯性基因對隱性基因的控制作用。②雜合體內等位基因雖然共存與一個細胞中,由于分別位于同源的兩條染色體上,具有一定的獨立性。獨立性是指等位基因間互不融合,保持著各自的質的純潔性。雜合體內等位基因的純潔性,是F1產生兩種純質配子,以及受精后導致F2出現隱性純和的前提。③在減數分裂時,雜合體內等位基因隨著同源染色體的分離而彼此分開,各進入一個配子,結果,產生數目相等的兩種類型的配子。配子是親體的產物,子體的根源,上下兩代相連續的橋梁,傳遞基因的唯一媒介,所以,配子的質(兩種純質類型)和量(數量相等)的變化,必然對后代的性狀表現有著決定性作用。因此,等位基因的分離是性狀分離的根本原因。
④雜合體產生的雌雄配子間通過受精作用的隨機結合,使F2群體中既有等位基因的純合狀態,又有等位基因的雜合狀態,其中顯性純和和隱形純和各占四分之一,從而導致群體F2出現相對性狀的分離,比值為3:1。
綜合所述看出,F2的性狀分離是由于F是雜合體。在減數分裂和受精作用過程中,雜合體內等位基因的分離和純和,必然導致后代表現性狀分離。分離規律的語言表達,就是對雜合體內等位基因的遺傳行為的概況。
表現型和基因型的教學可以放在概括分離規律之后,教材在闡述表現型和基因型的關系時,主要強調“表現型相同的,基因型不一定相同”,而沒有確認“基因型相同,表現型一定相同”的判斷推理。教學中學生可能提出這個問題,教師應該通過分析典型的事例,使學生認識到表現型是基因型與環境條件共同作用的結果,所以,這種判斷推理只有在一定條件下才具有真實性,否則是不能成立的。
測交實驗驗證了相對性狀分離假說的真實性,使假說上升為理論。所以,測交實驗是繼續深入地進行原理教學的一個重要組成成分。教學程序如下:
1.闡明回交和測交的概念,啟發學生應用等位基因分離和純和的原理,畫出測交實驗的遺傳圖解。
1發育生物學課程開設現狀
開設伊始由于主講教師圍繞各自的科研方向講授,因而沒有形成系統教材[2].迄今為止,由于相關學者和科研人員對發育生物學領域研究的重視,國內外出現了各種版本的發育生物學教材,有國外的英文教材,也有我們國內學者編著的中文教材,如使用面較廣的由張紅衛老師主編《發育生物學》,在綜合性大學生物學及生物技術專業、醫學等[3]使用較多,從開始開設發育生物學課程到現在不到四十年時間,與其他學科相比發育生物學仍然處于發展的初級階段,該領域新的熱點和研究成果都在源源不斷地涌入世人的視線中,因此教材內容也在不停地補充.博士生、碩士生及本科生使用的教材不一樣,不同專業不同院校使用的該課程教材也不盡相同.從總體看發育生物學在我國還處在起始摸索階段,還未能形成一個被大家普遍認可和遵循的成熟的課程體系,當然也有了探索和完善的空間.2009年起,我校為了生物科學專業的發展,將發育生物學課程列入了教學計劃,但相比其他同類院校就晚了很多(如2002年曲阜師范大學開始給生物科學、生物技術兩個專業開設發育生物學,山東德州學院2004年就開設了該課程)[4].經調查進入新的世紀,本科院校的生物學專業2/3的院系先后開設了該門課程,1/3的院系也有了開設該門課程的計劃,但由于師資等原因,暫時不能開出.且不同的學校,該課程的類型設定不同,多數設定為專業限選課程,少數設定為專業必修課程或專業選修課;課程計劃學時不盡相同,一般授課學時36學時左右,實驗學時30學時左右,但多數學校設有開設實驗課;教學時間安排不同,有的在第6學期開設的.有第7學期開設的.
2地方本科院校生物科學專業發育生物學課程開設過程中面臨的幾個問題
第一,師資力量比較薄弱[5].因為發育生物學在國內外起步較晚,所以教師很大一部分是沒有從事過發育生物學教學和研究的專業性教師,只能是從相關的學科,比如組織學與胚胎學、遺傳學、細胞生物學或生物化學與分子生物學等學科的轉型的教師,剛剛開始的時候一般都存在缺乏專業的、完整的發育生物學知識體系這樣的情況.這是我校和其他地方性院校面臨的共同問題,如我校發育生物學課程就是由遺傳專業教師來講授.第二,課時偏少.雖然綜合院校和其他老牌生物科學專業課時基本控制在36學時左右[6],如寧波大學,理論課時為34,我校開設伊始課時也是36學時,學習效果卻不很理想,因為大多數地方本科院校課程開設課時都是參考基礎較好的綜合院校的做法,但忽略了面對的教學對象不一樣等問題,就我校生物科學專業而言,學生基本是剛剛過二本錄取分數線或是其他職業高中生源,基礎差,學習能力不強,同樣的教材,同樣的內容無法在同樣時間領會掌握.第三,開設時間偏后.主要是考慮到其他相關專業課程已經學完,學生有了一定的理論基礎,因此我校跟其他一些院校一樣安排第7學期開設發育生物學,但沒有考慮到生物科學專業歷來是考研的生力軍,第6學期后,大多數學生基本已經確定學習和考研方向,對此時段開設的課程也僅止于學習及格,即使有部分同學覺得該課程內容新穎,知識面廣,更新快,奈何時間關系也不愿深入學習,因此學習積極性并不高.第四,課程知識體系龐雜.涉及到遺傳學、分子生物學、胚胎學等信息相互交叉融合,邏輯性比較強,比如體軸形成這一部分內容,有遺傳學的知識,有細胞生物學的信號轉導內容,還有胚胎學的知識,需要學生有一定的知識積累才能理解,而現在課堂上一般以傳統的講授和單一的多媒體教學方法進行教學,學生往往反映發育生物學很難、不好理解.教學效果不佳.第五,教學實驗經費投入相對不足.發育生物學實驗投入的時間經費相對較大,一些院校如德州學院、長治學院以及懷化學院都還未開設發育生物學實驗課程,許多經典實驗不能讓學生親自動手,無法將課堂上學到的理論知識應用到實踐當中去.因此對這樣一門觀察實踐性極強的學科的發展來說,這也是及其不利的.
3對發育生物學課程設置及常規教學過程中面臨問題的解決方法
針對以上問題,我校生科專業首先是調整發育生物學課程開課時間,從第7學期提前到第6學期,課時為48學時,周課時為3節.現在一些重點大學比如華中科技大學、山東大學也都將課時量提高到54課時,湖北民族大學、長治學院對發育生物學課程課時量也有了相應的增加.開課學期也都放到了第6學期.此時生物化學、遺傳學、等基礎課程已經講授完成,學生有一定的理論基礎,而考研方向未定,學生的注意力和精力多數放在專業課程的學習上,這樣對很多喜愛該課程的學生就多了一個學習和選擇的機會,因為現在考研的形勢越來越嚴峻,生物科學專業和生物工程專業很大一部分同學是競爭同樣的學校同樣的專業,難免會產生“同室操戈”的現象,多一門選擇方向可以避免因專業建設不成熟而給有志向的學生造成損失.對專業教師學科背景有待加強的現象,可以讓教師通過提前進修或是提高自己的學歷來增加對發育生物學知識體系的掌握和理解,了解發育生物學的最新進展,備課時首先了解教學計劃和教學目的,合理安排教學內容,對生物科學本科生,要求他們掌握的是發育過程中的基本現象、概念和知識,掌握并理解基本原理.
太過抽象或復雜內容則應盡量簡述,同時為了便于學生理解和記憶,教學安排上應該從發育的基本原理著手,再根據模式生物個體發育的過程,在依次出現的發育現象中,摻入發育生物學的基本概念、基礎知識,突出重點難點,真正做到深入淺出解決“知識抽象”這一問題.發育生物學很多的內容都是通過模式生物的發育過程來說明問題的,例如:無脊椎動物的線蟲、海膽、海鞘果蠅等脊索動物文昌魚及脊椎動物魚類、鳥類、哺乳動物等[7],這些生物從受精到受精卵到胚胎再到發育成成體的過程與機制幾乎涵蓋了整個生物物種的發育特點和模式,這樣將龐雜的知識體系系統化,這樣學生就不會覺得“很難、不好理解”了.課堂上靈活運用各種教學形式,充分利用多媒體手段,如山東德州學院從提高教師課件制作水平等方面著手[8];兼用講解式教學與探究式教學充分調動學生學習的積極性和主動性.傳統課堂教學方式多采用講解式教學,這種方式可以使學生在短時間內獲取大量的知識,通常適用于一些核心、基礎以及難以理解的內容的講解,比如發育生物學中一些基本的概念,以及胚胎的器官系統發生的內容,應該應用講解式教學.而涉及生物體軸的形成及有關干細胞發育分化的問題,則可應用探究式教學[9].
一來檢驗和鞏固學生對知識的掌握,還可以培養學生獨立思考和創新能力,采用啟發式的教學方法,不一定在課堂上將所有的知識點全部講解完了,根據一些內容選擇一些權威的科研論文,從研究者的角度去探索發育現象,加深對專業術語的了解,有些學校如廣州藥學院則將發育生物學的熱點研究內容及現狀靈活穿插在教學過程中,也有取得了一定的效果[10].另外對有些內容,比如說卵裂這一部分內容,不可能在課堂中所有的卵裂形式都一一講授,可以講一到兩種典型卵裂方式,然后以播放視頻的方式讓學生比較直觀的了解各種裂解方式的特點,然后再布置學生課后去查閱并下其他動物的卵裂方式與課堂上講述的有何異同.這樣既引導學生有目的地介入教學過程中,又加深了學生對知識點的理解,提高了學生的學習興趣.如浙江海洋學院就通過精心選擇一些課外專業的閱讀資料來擴展學生的視野.另外,課外可適當開展課外主題活動.課外主題活動在一些院校多個專業都有出現,有一定的教學效果.我校發育生物學由于經費設備問題沒有開設實驗課,因此想通過1-2次實驗類的課外主題活動來稍加彌補.
一、生物教學中應用的數學知識和思維
在了解了中學數學與生物的重要關系之后,現在來了解一下數學的哪些基礎知識和數學思維可以運用到生物教學和學習之中。
(一)數列
數列是指以正整數集合或者它的有限子集合為定義域的函數,即一系列有序的數。通過數列的知識,可以很快地解答生物中關于DNA分子復制的問題。
(二)排列組合
排列組合,組合學的基本概念。排列是指從一定數目的元素中取出指定數目的元素之后進行排列。組合指的是從給定數目的元素中只取出指定數目的元素,而對排列不考慮。通過排列組合的知識,可以很快地解答生物中關于遺傳的一些問題。
例如:一個基因型是BBbb的四倍體,進行減數分裂的過程中,可以形成不同的配子,請問它們的種類和數量是( )
A.BB∶bb=1∶1 B.BB∶Ba=1∶1
C.BB∶Bb∶bb=1∶4∶1 D.BB∶Bb∶bb=1∶2∶1
解析:據減數分裂知識得知,所形成的配子基因的數目是體細胞的一半,所以四倍體BBbb所產生的配子的基因數目應該是B和b中相同的兩個或不同的兩個,所以它產生的配子種類為BB、Bb、bb,其數目分別是C22、C12?C12、C22,因此比例是BB∶Bb∶bb=C22∶C12?C12∶C22=1∶4∶1,因此應該選C。
又如,現有一個二倍體生物,其一常染色體的某一基因位點有8個不同復等位基因,問這一群體中的基因總數是多少?
解析:每一個二倍體生物基因型都是相同基因或復等位基因中兩個構成,因此其雜合基因型總數為C28=28種,純合基因型的總數為8種,因此總共28+8=36種。
(三)等量代換
等量代換是指用一種量來代替和它相等(或者等價)的另一種量。運用等量替換,可以將生物中的很多關系等量的轉換,有助于對生物問題的解答。如細胞有絲分裂的次數=DNA分子復制的次數等。
例題:某一植物細胞進行有絲分裂,在它的所有DNA分子復制3次(或者等價)之后,問一共有幾個新生成的細胞。解析時僅需要知道細胞有絲分裂的次數=DNA分子復制的次數,即可得知細胞個數=2有絲分裂次數=2DNA復制次數=23=8次。
(四)概率
概率是一種對隨機事件的發生可能性的度量,一般指0至1之間的實數,此實數越大,事件發生的可能性越大。運用數學中的概率,可以很快解決生物的遺傳部分中的對基因型等的概率進行計算的問題。
例如:現進行完全顯性遺傳雜交試驗,過程中按自由組合的規律進行遺傳。基因型AaBbCcdd和AabbCcDd雜交,問其子代中表現型是A-bbC-Dd的個體概率?
(五)因式分解法
因式分解是指將一個多項式化為兩個或多個最簡式乘積的形式的變形過程。在學習遺傳學的過程中,常需要解答自由組合的習題,此時運用因式分解法是既簡潔又快速的方法。
例如:請求出AaBb和aaBb雜交后代的所有基因型及其比例。
解析:此題可通過因式分解的思想先將A(或a)和B(或b)分為兩個不同的性狀,之后再進行組合。由題可知Aa∶aa=1∶1,BB∶Bb∶bb=1∶2∶1,因此其可能的基因型為AaBB、AaBb、Aabb、aaBB、aaBb和aabb,比例為AaBB∶AaBb∶Aabb∶aaBB∶aaBb∶aabb=1∶2∶1∶1∶2∶1。
二、將數學思維貫徹到生物教學之中
如何才能將這些方法運用到現實的教學和學習之中呢?首先,教師在課堂上講課時,應該常常強調這些簡便而又重要的解題方法,強化學生解答這些題時的正確思路;其次,教師應該在課下多對學生引導,在布置家庭作業的時候應該涉及應用這些思路的相關問題;最后,教師應該經常與學生溝通,使學生接受和真正理解這些思維和方法,真正做到善于使用這些數學方法和數學思維。
在總結了數學知識和思維在生物教學和學習中的應用之后,教師應做到上面所闡述的正確方法,使得學生真正做到善于使用這些數學方法和數學思維解決未來所遇到的生物問題和生物難題。
參考文獻: