前言:我們精心挑選了數篇優質生物科學發展文章,供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發,助您在寫作的道路上更上一層樓。
事實上,邏輯思維是所有學科的基礎,是每個學生必須具備的基本能力。無論你想要學習哪一個學科,要學得好、學得快,都要求你具有較強的邏輯思維能力。邏輯思維具有條理性、連貫性的特點,在生物學習過程中更需要靠邏輯思維、推斷演繹去分析問題、解決問題。作為教師,在教學中培養學生的邏輯思維能力應注重對學生思維過程的組織和引導。要提高學生的邏輯思維能力,就必須把學生組織到對所學內容的分析與綜合、抽象與概括的思維過程中來。
一、分析與綜合
1.分析
分析就是把一個復雜的事物分解為各個部分、各個要素,然后分別加以考察的一種思維方法。
分析方法在科學認識中具有重要作用:第一,把復雜事物簡單化,為下一步研究提供便利條件;第二,使人們對事物的認識易于深化、易于揭示事物的本質和規律。分析方法的應用,曾經是近代自然科學獲得巨大進展的基本條件。近代遺傳學的奠基人孟德爾認識到,從整體上觀察植物雜交后眾多性狀的遺傳行為,推導出它們的遺傳規律是困難的。因此,他只選擇了其中7對穩定而易于區別的相對性狀(種子的圓滑和皺縮、子葉的黃色和綠色、植株的高與矮等)分組研究。把分析方法成功地運用于雜交實驗,把豌豆眾多的性狀分解為簡單的要素,撇開其它各種復雜因素,將被考察的因素暫時從整體中抽取出來,允許其單獨起作用,從而進行精細、周密的考察,研究每一因素世代傳遞的行為。以此科學事實為依據,孟德爾才能通過推理和想象提出科學的假說。可見,分析方法對于孟德爾發現遺傳定律具有決定性的意義。
在組織學生進行生物科學探究過程中,要指導學生把復雜的感觀材料分解為簡單的要素,把統一的整體分解為各個組成部分,然后逐一進行研究。
分析方法的局限在于:一方面,由于它割裂事物的聯系,著眼于局部的研究,這就容易使人的思維限制在狹小的范圍內,養成一種孤立、靜止、片面地看問題的習慣;另一方面,分析的結果,只能得到關于事物各個部分或因素的局部知識,這就容易使人“只見樹木不見森林”,缺乏對事物的整體認識。因此,我們的認識不能停留在分析階段,不能孤立使用它,必須由分析發展到綜合階段。
2.綜合
綜合就是把分析中得到關于客觀對象各個部分的認識按照其內在聯系在思維中聯結起來,形成對客觀對象的整體認識的思維方法。綜合方法在于從整體上把握事物,注意事物各個部分和因素是如何相互聯系而表現出整體特征的。
1953年,沃森和克里克提出的DNA分子雙螺旋結構模型,就是對DNA分子各部分認識的一次綜合。他們一方面綜合了當時生物學家所揭示的DNA作為生物的主要遺傳物質的信息傳遞功能,另一方面又綜合了生物化學家分析DNA各種成分的大量材料,特別是綜合了威爾金斯等人的DNA晶體X射線衍射圖樣和實驗數據,把DNA的整體結構完整地再現出來。通過這一綜合,使人們對DNA的各個片斷認識達到從整體上把握了它的結構與功能。由此從分子水平上闡明了生物遺傳和變異的機制就是DNA分子的自我復制和改制。
必須指出的是,在指導學生進行綜合的過程中,要強調不能主觀地把事物的各個部分和因素進行簡單地相加或隨意湊合,而必須按其內在的聯系將它們重新結合起來,使事物作為一個整體在思維中再現出來。
人們在科學研究的不同階段,在科學發展的不同時期以及在對自然界的不同的物質層次的認識,總是自覺或不自覺地交替使用這分析和綜合的方法。要善于把分析和綜合的思維結合起來,既要善于分析事物的各種因素和各個部分,又要看到各因素、部分之間的內在聯系,從部分和整體的角度來把握事物,才能更全面、更深刻地認識事物的本質和規律。在此基礎上,還要進一步的進行抽象與概括。
二、抽象與概括
1.抽象
抽象就是在思想上把一事物的本質屬性或特征和非本質屬性或特征區分開來,從而舍棄非本質屬性或特征,并抽取出本質屬性或特征。經過抽象過程,事物的本質屬性和非本質屬性的界限清楚了,這樣,認識便上升到了理性階段。
孟德爾在進行兩對相對性狀的雜交實驗時發現F2的表現型出現了9∶3∶3∶1的比例,這與一對相對性狀雜交實驗中的3∶1有什么關系?從數學的角度來分析9∶3∶3∶1是(3∶1)2的展開式,由此孟德爾把兩對相對性狀的遺傳結果抽象為兩對相對性狀獨立遺傳結果3∶1的乘積――(3∶1)2。進而通過分析,提出假設:F1在產生配子時,每對遺傳因子彼此分離,不同對的遺傳因子自由組合。F1能夠產生4種數量相等的雌雄配子。
其實早在孟德爾之前就有許多人做了大量類似的雜交實驗,先驅們已經清楚地證實了遺傳定律中的許多事實,但卻沒能發現遺傳規律。孟德爾正是在前人的指引下,總結自己實驗的結果,運用概括的方法,第一個提出了遺傳定律。
抽象的關鍵是抓住事物的本質屬性和本質規律。學生通常在觀察過程中無法準確的區分本質與非本質或者不能果斷的舍棄非本質屬性,就無法進行科學的抽象。這是邏輯思維訓練的一個重點。當然,這也和個體的活動積極性、已有的知識經驗有關。
2.概括
概括是在思想上將許多具有某些共同特征的事物,或將某種事物已分出來的一般的、共同的屬性、特征結合起來。概括的過程,就是把抽象出來的個別事物的本質屬性,上升到同類事物的本質屬性,這也是思維由個別通向一般的過程。
孟德爾提出的假說對性狀分離現象和不同性狀自由組合現象作出嘗試性解釋,然后巧妙的設計了測交實驗用以檢驗假說演繹出的推論,證明假說是正確的。當然,對假說的實踐檢驗過程是很復雜的,不能單靠一兩個實驗來說明問題。事實上,孟德爾做的很多實驗都得到了相似的結果,后來又有數位科學家做了許多與孟德爾實驗相似的觀察,大量實驗都驗證了孟德爾假說的正確性之后,孟德爾假說最終發展為遺傳學的經典理論。
強化課堂管理,其關鍵在教師。教師首先根據課程的特點制定詳細的平時成績量化考核制度,且必須嚴格考勤,學生不無故缺勤是課堂管理的第一步。而且考勤要每課必做,這樣學生才不會有僥幸心理,缺課率會大大的降低。另外,有些教師認為每節課都考勤會占用太多上課時間,其實不然,考勤不僅僅只有點名一種形式,可以通過清點人數判斷是否缺人,然后再核實未到學生的情況,會節約很多的時間。
二、提高教師水平,改進教學方法
生物科學專業學生的專業教學技能和教學方法主要是通過生物教學論課堂來學習,但同時每一位任課教師平時的教學方式方法也會在無形中影響著學生,所以要培養出優秀的中學教師,首先要有優秀的大學教師。可以通過各種教學活動提高教師的教學技能,如組織教師互聽互評課,組織教師講課說課比賽,組織教師走進中學調研等。我校生物科學專業學生的試講環節和教育實習都是在大四第一學期進行,實踐學習一個多月就要準備畢業進入工作崗位,時間較短,學生不能充分的鍛煉,造成多數畢業生進入工作崗位后不能很快適應。所以,應該增加學生的鍛煉機會,充分利用平時的課堂教學來鍛煉,這就要求每一位任課教師不僅要負責傳授專業知識,同時也要注重培養學生的教學技能,如挑選一些章節讓學生分小組自學,制作教學課件,學生自己講課等,教師在講課時不能填鴨式教學,應多設計思考環節,給學生回答問題和交流討論的機會,讓學生有更多的課堂回答問題和表達的機會,尤其是膽量小的學生更應該多多鍛煉。
三、優化教學內容,增強實驗技能
加強專業課程內容與中學新課程的鏈接。在保持傳統內容的基礎上,加入反映學科發展前沿的知識及現代生物學的新進展、新趨勢和新成果,并突出現代生命科學研究的思想、原理和方法以及生物科學技術的應用;教學中應突出和社會生活緊密聯系的內容,這樣一方面可以使學生感受到生物學在實際生活中的應用,增加師范生學習專業課程的興趣,同時也會使師范生在以后的教學中能夠借鑒參考相關的內容,更好地組織教學。減少傳統的驗證性實驗內容,增加研究性、設計性實驗的比例,使學生學會主動在實驗中發現問題、解決問題,鍛煉他們的探究能力和實驗能力;同時可以讓學生幫助教師準備實驗,使學生有更多的實驗操作機會;申請開放實驗室,讓學生走進實驗室,提高學生的科研能力。
四、舉辦創新活動,激發學習興趣
2012年5月,生物科學專業舉辦了生物師范生教學技能大賽,通過班級初賽,專業復賽和決賽,雖然多數學生沒有取得最終的成績,但是此次比賽讓更多的學生參與進來,學生通過積極的準備和比賽,不僅增長了知識,而且積累了經驗。今后還要不斷增加創新活動,鼓勵更多的學生參與,使學生在教學、實驗、標本制作、科學研究等方面都能取得更大的進步。
五、重視教育實習,提高實習質量
近年來生命科學的飛速發展過程中最顯著的特點就是其研究空間的擴大化,它不僅在宏觀方面研究各個生物體內的器官以及組織結構聯系;自然界個體與群體、群體之間及其與外在環境間的內在聯系;生態系統及其內部物質循環、能量交換。同時由于生物體存在物質層次性,各個生物大分子中又包含著碳、氫、氧等各種各樣的原子,甚至原子內又存在電子、質子和中子等物質。因此分子生物學研究應運而生,現代生物科學日趨向微觀世界進軍,并出現了一門新的電子生物學學科。由此可知,隨著生物科學理論與其相關實驗的多方面結合,諸多生命物質疑團將在微觀分子研究中得到合理解釋,人類對生命的認識將進一步深化,其控制和改造生物的能力也將顯著提高。
2多學科相互滲透
生物科學的另一個特點在于其與數學、力學、化學、物理學、天文學、地質學以及工程技術等多學科之間的聯系日益密切,彼此之間相互滲透,互為一體,這種滲透與反滲透作用便推動了現代生命科學的重大發展。舉例來說,力學、化學以及物理學對生物科學的滲透作用產生的結果便是在此基礎上形成了一系列有重大影響作用的邊緣學科,例如生物力學、生物化學以及生物物理學,由此開創了現代生命科學的研究新方向。同時生物科學對力學、化學以及物理學的反滲透作用產生的結果便是新形成類似化學仿生學以及物理仿生學等新興學科。隨著信息時代的到來,量子力學、信息論以及控制論等新興學科有了飛速的發展,再其強大的影響力下電子生物學、生物信息論以及生物控制論等邊緣學科也得到了更多學者的關注與研究。現代生命科學與多領域、多學科之間相互滲透的新特點促使人們學習更多的知識來充實自己,不斷汲取多方面知識擴大視野顯得尤為重要,那種只局限于研究自己專業領域的科技人才將逐漸被社會所淘汰,隔行如隔山的狀況將不再適應于社會發展。
3實驗手段更先進
隨著人們探索空間與認識領域的不斷深化,理論研究與實際應用也結合的越來越緊密,實驗手段日趨先進與現代化,這是生物科學現代化發展的又一個重要特點,更是其不斷進步的必要條件與重要標志。換句話說,生命科學只有依賴于實驗技術與手段的不斷更新才能有飛速的突破與長遠的進步,科學實驗的技術水平與方法手段決定著生命科學的發展高度。假如現代生命科學缺乏先進的現代化實驗儀器,那么其發展進程將受到停滯,甚至一事無成。由此看來,不斷汲取新方法,創新新技術,完成生物科學實驗手段的現代化任務顯得尤為重要。在生命科學領域,尤其是應用化學、應用物理學方面的新技術、新方法創新,不僅方便人們從細胞水平上進行生物規律的探究,更有利于推動人們從分子水平上對生命物質的微觀結構以及運動規律研究分析,這不僅是現代自然科學領域對生物的新認識,更是人類社會的歷史性進步。
4結束語