生命科学与生物科学篇（1）

我国是一个生物资源大国，有着丰富的动植物和微生物资源和广阔的市场需求，同时我国还是一个人口大国，这就为生物技术产业的发展提供了必须的条件。以医药行业为例，最近一些年，恶性肿瘤、心脑血管疾病等高发病都严重威胁着我们正常的生活水平，影响着老年人的生活质量，而这些病目前还没有有效的治疗手段。因此，在医学领域的基因治疗、肝细胞治疗和生物芯片等治疗技术就显得尤为重要。

经过我国多年的不懈努力，我们在生命科学和生物技术领域已经取得了一定的工作基础。从1965年我国在世界上首次人工合成牛胰岛素到参与国际人类基因组计划；从基因工程药物和疫苗的研制生产，在生物制药领域我们取得了颇为丰硕的成果。另外，生物技术的研发，对于农业生产和环境保护也具有相当的作用。比如水稻的杂交技术解决了世界关注的粮食难题。所以，总体来说，我国目前在生命科学和生物技术领域是有一定影响力的，而且多年的累积，也让我们有了冲击国际前沿的实力和技术。

一、我国在发展生命科学和生物技术的现状分析

我国生命科学起源于医药和农业的方面。在上个世纪50年代前后我国成立了生物化学、细胞生物学以及神经科学等研究机构。70年代的时候，我们已经具备了相对比较完整的现代生命科学和生物技术的科研体系。截止目前为止，我国已经形成了四足鼎立的局面，代表着生物技术和生命科学研究的四大基地已经形成规模：北京基地（着眼于农业和环境的研究），上海基地（人口和健康的研究），西南基地（生物多样性研究），武汉基地（水生生物和病毒学研究）。

现阶段我国优先发展的生命科学领域内容包括基因组和蛋白质组学，重大疾病相关基因的识别和克隆，分子生物学和生物花絮额，细胞学和发育生物学等等。在国际上，我国的科学家也承担了1%的人类基因组的测序，而且我国在发展中国家唯一一个加入人类基因组测序的国家，这也从侧面反映出我国在生命科学领域的实力。科学家克隆了功能新基因的全长cDNA有800多条，已经申请了一批国内外专利。

近年来，我国在生命科学领域的生物化学和神经生物学等方面取得了比较突出的科研成果。受生物科学发展的带动，生物技术也取得了长远的进步，比如，在医药生物领域，我国的基因工程药物已经有近二十种上市的产品，有二十多中种药物已经进入一、二期临床使用，处于临床试验的也有近四十种。产品的市场占有率也显著提高。

目前在国际上销量最大的医药品种，前十位当中我们能够自主研发生产八种，这说明我国的生物科技药物已经具备了自主研发的能力。在农业方面，植物基因工程的研究和杂交水稻的研究以及农业微生物基因工程研究方面，也都取得了可喜的研究成果，在很大程度上推进了我国甚至是全世界农业技术的前进。

生命科学和生物技术发展在我国虽然取得了很大的成就，但是改变不了的一点是我国的基本国情。我国是一个拥有13亿人口的大国，所以，在人口和健康领域、农业生产发展领域都面临着巨大的挑战。一些危害人类健康的疾病都已经成为社会关注的重点。农业发展在效益和质量上和发达国家也还有一定的差距，所以，这些问题都反映了我国现代生物技术产业都还处于相对较早的阶段，都需要我们向更高层次发展。

二、生命科学和生物技术发展的相应对策

要提高生命科学和生物技术的发展，我们就必须树立把握机遇的意识，要认识到这两者将对我们今后的生活产生什么样的影响和作用。生命科学和生物技术的发展关系民生，关系国家根本利益，甚至有时候能左右一个国家在国际竞争中的主动权，所以，我们必须充分认识到我们自身的优势和不足，明确我们今后生命科学和生物技术发展的重点。

要切实加强基础性研究，将基因组学、蛋白质组学等学科及其相关的新理论、新方法的放到首要的位置来抓。其次，我们花大力气来研发更新农业技术平台，改造传统农业的生态格局，促进新兴产业的发展，实现多元化经营和生产。对于先进的科技成果，我们要积极推进其应用和转化，要通过培育一批生物技术企业来提高我们的国际竞争能力。

要尽一切可能，切实加强生物资源的保护和开发利用，健全法律和法规体系，推动生命科学和生物技术发展的具体措施。1，通过保护知识产权来实现专利战略，只有这样我们才能在产业发展和国际竞争中掌控主动权,2，加速生命科学和生物技术的产业化进程，改造传统产业，使其和国际接轨，最大限度地提高其效益。3，培养行业的龙头企业，使他们在市场开发和经营方面都能够顺风顺水。4，大力发展生命科学和生物技术的同时，还要建立和完善生物安全评价保障制度，将对其保障不是一纸空文。既要让生命科学和生物科技给经济发展和人们生活带来好处，同时也要在关注生物安全方面所引起的新问题。5，通过加强和国际发达国家质检的合作和交流，开拓我们在国际市场上的合作渠道和发展空间，以此实现和世界先进技术共同发展的目的，最终造福于民。

参考文献：

[1]李学勇. 把握生命科学和生物技术发展的战略机遇. 中国软科学,2003, 3: 124.

[2]陈竺. 世纪之交的生命科学与中国生命科学界. 生命科学, 1996,8: 123.

生命科学与生物科学篇（2）

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）37-0073-02

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》明确提出，要开展多层次、宽领域的教育交流与合作，提高我国研究生教育国际化水平。必须承认，我国目前在生命科学学生教育方面，无论是本科生还是研究生，与国外学生的教育国家化发展模式和效果还存在巨大差异，因此以国外生命科学学生的教育国际化的发展经验为参考，构建适合中国国情的国际化培养模式，对于提升我国生命科学学生的教育水平和层次具有非常重要的现实意义。目前，生命科学已经成为世界科学前沿最活跃的学科，是代表科学发展方向的学科之一。目前在世界范围内逐渐形成了这样的共识：生物技术将成为21世纪主导社会发展的主要支柱产业之一。人类正在进入生物学时代，生物学正在越来越多地被应用于解决医药领域问题、科技制造业、绿色能源以及农业和环境保护等很多重大方面。而美国白宫也在2012年了“国家生物经济”蓝图，提出未来美国政府在生物经济方面的战略性使命。在这一新形势下，把培养具备国际竞争能力的以及一定自主创新能力的高素质的创新型人才作为生命科学学生培养的目标，并在构建生命科学学科学生的国际化培养的新模式方面进行有益的尝试将变得异常重要。有很多学者发表关于哈佛大学和麻省理工学院人才培养模式的论文，如乔敏等的《学习哈佛经验建立基础医学整合课程体系的实践》、袁力的《中美大学本科课程体系比较及启示》、于歆杰的《麻省理工学院教育教学考察报告（二）――培养方案与课程设置篇》、蒋景华《麻省理工学院培养创新人才特色做法的分析研究》等，但关于国外生命科学人才培养模式的文章很少，只检索到肖尊安的《浅析国外大学生物科学人才的培养》和夏薇的《麻省理工学院和清华大学生物学专业课程设置比较》等。近年来我国的高等生命科学人才培养已加快了改革和调整的步伐并取得了一些成果。清华大学、北京大学生命科学人才培养与科学研究改革试点已经考试启动，其总目标是：在清华大学生命科学中心和北京大学生命科学中心的基础上，建立生命科学人才培养与科学研究改革试点（简称改革试点），两个中心研究方向各有侧重，优势互补，资源共用，统一实施和管理，并为实现该目标制定了明确的改革措施。吉林大学、浙江大学、武汉大学等国内一流大学已经纷纷开始进行生命科学学生国际化培养模式的改革。而分子生物学做为现代生命科学的基础学科，发展异常迅猛，以分子生物学课程为探索国际化培养模式的试点非常必要。因此，我们在辽宁大学生命科学院以中英双语教学课程分子生物学课程为例，进行了一系列的改革措施，借以探索生命科学本科学生的国际化培养模式。

一、改革的目标及具体改革内容

以分子生物学课程的国际化实践为试点，为进行辽宁大学生命科学院现代生命科学国际化人才培养模式的探讨提供参考。

1.教学理念方面的改革：分子生物学课程是一门崭新的课程，作为现代生命科学的基础学科，发展异常迅猛。这就要求分子生物课程的教学理念也要符合其发展特点。在教学理念上破除陈旧的照本宣科和一成不变的教学模式，发挥教师的主动性和创新性，鼓励教师从自己的学术科研实践出发，把前沿的学科发展动态同教材内容相结合，拓宽专业教育范围，把培养国际型实用人才做为教学理念贯穿整个教学过程。

2.教学内容方面的改革：分子生物学的前沿发展非常深入和迅速，这就要求分子生物学教学内容设置的最重要的标准必须是强调教材内容的先进性，这样才能保证所传授的内容不落伍。改变之前所用传统分子生物学的中文教材，通过使用与国际接轨的先进教材《Molecular Biology of the Gene》（科学出版社，J.D.，沃森等编著，杨焕明等译），以及自制的以该教材英文版为参考的全英文PPT课件，使教学的内容始终保持与学科的前沿发展契合（图1）。同时在每学期的教学中都根据学科发展的现状，合理并及时运用该教材编撰者在冷泉港实验室随时更新的最新的分子生物学教学动画及其他教学材料（图2），以及哈佛大学或麻省理工学院相关课程的教学辅助参考资料，这样做到随时进行知识更新，以跟进教材更新和修订周期中的学科发展动态，激发学生的学习积极性。

3.教学方法方面的改革：分子生物学是一门理论和教学结合非常紧密的学科。任何一个知识点都从具体的实验数据得来，而学术和实验能力是分子生物学教学的一个重要指标。在教学实践中理论部分利用研究式、讨论式（如第三四五章分子间的弱相互作用重要性的讨论，为分子生物学相关化学基础知识，由讨论课形式完成）、启发式、等教学方法，以解决问题为出发点，将某些相关的理论形成过程分析出来，并就形成过程中的一些关键知识点提出问题，促进学生思考，培养学生的学术研究精神。另外，开展多彩多样的课外活动，包括小型研究课题、实验技术训练和知识拓展讲座等。同时，开展“本科生导师制”工作，鼓励学生参与任课教师的学术科研实践，以实现教学与科研相互促进的目标。

4.考核标准改革：改变原考试只重视期末考试卷面成绩的做法，分子生物学考试改革改为出勤率、平时学术小论文报告、课堂讨论及发表并结合期末卷面成绩的做法，监督和培养学生平时夯实学习基础知识的好习惯，并激发学生的创新思维能力的培养。

二、具体实施方案

1.建立国际化的教学队伍与科学、公正的评价制度：引进具有国际化背景的分子生物学专业的教师承担部分教学任务，通过开展广泛的讨论与监督，评价学生对该学科的学习成果。

2.寓教于研，建立国际化的拔尖创新人才的培养体系：以辽宁大学本科生导师制度为依托，吸引优秀的本科学生参与到任课教师的学术实践中。通过课题中子课题任务的承担和参与，强化其对分子生物学课程的理解，提高其兴趣。

3.制定国际化的分子生物学课程教学指导方案。构建国际化的本科生培养方案，将为提高研究生的国际竞争能力奠定坚实的基础。通过借鉴国外高水平生命科学学科的课程体系，进一步优化了课程结构，制定符合自身特色的本科生国际化培养方案。

4.开展多种形式的国际化学术交流活动。辽宁大学生命科学院的承担分子生物学及相关课程如基因工程、分子遗传学、细胞生物学以及细胞信号转导等专业的任课教师绝大多数都有海外工作或者留学经历，并且与国外保持着密切的联系。分子生物学教研室充分利用这些教师资源，利用辽宁大学的“暑假小学期”制度，定期邀请国内外分子生物学相关领域的专家及学者来院讲学及交流，为学生开设各种形式的前沿讲座和报告。这些措施使学生能够与外籍专家近距离的交流和学习，让学生能深刻体会到国外先进的教育理念和教学方式，感受国外先进的教育理念和教学方式，领略国际一流学者的风度和学识，从而激发学生的求知欲，为他们在国际学术舞台上展现自己的渴望增加了助力。

通过以上改革，学生对分子生物学课程学习的兴趣显著提升，课堂出勤率显著增加，学习成绩也有大幅度提高。同时，通过对分子生物学课程学习的引导，学生对分子生物学相关学科如细胞生物学、分子遗传学等以及其他生命科学学科产生了浓厚的兴趣，对提振生命科学本科学生的学习风气起到了积极的促进作用。学生的国际化视野得到了拓展，用英语讨论分子生物学学术研究热点的能力得到了锻炼，对国际学术环境有了较为整体的了解，而这些也使得本院本科生在联系国际知名大学继续求学深造的过程中竞争力大大提高，并且陆续获得了美国和日本等国际知名大学的录取。通过以上实践，希望我们的分子生物学课程教学改革对生命科学国际化人才培养模式能有所参考。

生命科学与生物科学篇（3）

中图分类号：O-31 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（c）-0164-02

众所周知，化学是自然科学的基础，它贯穿于人类活动与环境的相互作用之中，与能源、材料、环境和人类生活紧密相连。随着现代科学技术的发展，化学又渗透到与人类健康密切联系的生命科学领域，而成为21世纪最富有拓展力和生命力的科学领域之一[1]。因此，化学又被称为是生命科学的语言。

1 化学在传统学科中的地位

化学被称为“中心科学”，在“数理化天地生”六门传统科学中的占据重要地位。什么是“化学”呢？化学是自然科学的一种，是在分子、原子层次上研究物质的组成、性质、结构与变化规律，创造新物质的科学。

化学不仅是重要的基础科学之一，也是一门以实验为基础的科学。化学作为基础学科在自身快速的发展的同时，也推动了其他学科和技术的发展。例如，核酸化学的研究成果使今天的生物学从细胞水平提高到分子水平，建立了分子生物学;对地球、月球和其他星体的化学成分的分析，得出了元素存在的规律，发现了星际空间有简单化合物的存在，为天体演化和现代宇宙学提供了实验资源，还丰富了自然辩证法的内容。在新物质的创新性研究中，要想得到精确的物质结构必须进行精准的化学实验。在我国古代，道家为寻求长生不老药炼制“不老仙丹”，甚至希望能“点石成金”，这些听起来似乎有些不可思议，但从理论上来讲，他们却成了研究物质化学变化的先驱。前人所用的研究方法即是“实验”法，只是限于当时科学和技术的发展水平，对物质组成的了解和实验技术的掌握尚不足，导致这些开创性的研究工作成为后人的“笑谈”。随着科技和人类认知的发展，作为我国四大发明的“火药”被发明。据记载，“火药”是炼丹的副产品。此外，陶器和玻璃的发明与制作都是古人在长期的生产活动中，利用化学反应进行的实践活动。著名化学家拉瓦锡，早在200多年前就用定量试验的方法测定了空气成分。这些在客观上为化学学科的建立积累了研究基础。

2 生命科学的研究范畴及发展前景

2l世纪是信息与生命科学的时代。那么，何为生命科学呢？生命科学是研究生命现象及其规律的科学。虽然至今学界对于生命的概念仍未有清楚的认识，但基本上，生命具有与化学成分同一性的特征，具备严整有序的结构，能够自我新陈代谢并产生应激性和运动等特征[2]。

就生命科学的起源而言，它并不是近代才产生的。在人类出现文明的初期，生命与非生命的差异就被人类认识到，并开始对生物进行观察、描述，留下了大量的材料。17世纪以前，由于科学技术水平的限制以及神学对人们思想的禁锢，古老的生物学始终停留在观察和描述阶段。到18世纪，伴随自然科学的发展，生物学的积累已经达到了一定程度，对生物进行分门别类的研究成为主要课题。19世纪，随着物理学和化学的发展，新技术被不断应用于生物研究，使生物学由描述性的学科发展成为实验性的学科。1838―1839年，德国植物学家施莱登和动物学家施旺分别通过对植物和动物细胞的研究，提出了细胞学说。这一学说的提出，使生命科学的研究由宏观水平深入到微观水平，对于揭示生命运动规律起到了不可估量的积极作用。1865年，遗传学的奠基人孟德尔发现了生物性状遗传的两个基本定律，标志着遗传学的诞生。20世纪初，美国遗传学家摩尔根在基因概念的基础上，进一步提出了基因定位于染色的基因学说，生物学的发展出现了质的飞跃。

到20世纪后半叶，生命科学在分子生物学领域取得了前所未有的突破。具体表现在学科分支细化和深化，各近代学科间的交叉加强，从而产生了一系列的边缘学科。如研究基因及其表达的分子遗传学，研究生物大分子的结构与功能、生物体内化学变化的生物化学等等。20世纪70年代以后，生物工程、克隆技术、PCR技术构成了现代生物技术的核心。

3 化学对生命科学的贡献

3.1 化学学科分类及研究内容

按照学科分类，现代化学包括无机化学、有机化学、物理化学、分析化学与高分子化学等五门学科。

无机化学研究的是除碳氢化合物之外的一切物质;有机化学研究的是所有的碳化合物;物理化学是应用物理的原理、方法研究化学的现象以便用数学的语言定量地描述化学的有关信息;分析化学是定性确定各种物质的组成、结构以及定量表示物质组分的含量;高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的学科，包括各种聚合反应理论，新的聚合和改性方法、高分子基团反应等。

3.2 化学对生命科学的贡献

3.2.1 无机化学与对生命科学的贡献

早期化学领域的研究无不是以无机化学为基础的。如法国的拉瓦锡、英国的玻意尔和道尔顿、俄国的门捷列夫等，他们的研究都是以无机物质的变化、反应和性质为研究对象的。20世纪发展起来的各化学理论也是从研究无机物质的结构和价键开始的。无机化学在自身发展的同时，与其他学科的交叉与融合进一步加强。无机化学与生命科学交叉使人们不仅仅关注技术配合物与生物大分子相互作用及其模拟，而且从活性分子、活体细胞和组织等多个层次研究无机物质与生命体相互作用的分子机理，热力学和动力学平衡、代谢过程，同时，更加关注生物启发的无机智能材料在生物体自修复、生物信息响应和传导及生物免疫体系构筑中应用的研究[3]。

3.2.2有机化学对生命科学的贡献

有机化学学科是现代科学技术的重要基础学科，并已渗透到生命科学领域。有机化学在揭示物质结构的本质的同时，促进了生命科学等相关学科和边缘学科的发展，同时，生命科学又为有机化学的发展提供了丰富的研究内容。生物的多样性使有机化学的研究充满了活力，有机分子的生物功能也充分反映了两学科之间的同源和紧密联系。20世纪60年代，我国科学家在世界上首次合成了具有生物活性的蛋白质―― 牛胰岛素，随后80年代又合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸，这是在揭示生物体生命过程的化学本质上取得的重大成就。

20世纪后半期，复杂生命现象的研究进入分子水平。从DNA的双螺旋结构到人类基因组计划，有机化学的理论和方法在生命科学的发展中起了重要作用。美国著名生物化学家、诺贝尔生理学和医学奖获得者阿瑟・科恩伯格指出：“现今分子生物学的成就其实属于化学”，“生命实际上是一个化学过程”，“人类的形态和行为就如同它的起源，它与环境的相互作用和它的命运一样，都是由一系列各负其责的化学反应来决定的”。可见，有机化学在生命科学的发展过程中起着非常积极的作用。

3.2.3 生物化学对生命科学的贡献

19世纪以来，化学理论和技术介入到生物学领域，建立起“生物化学”这一新学科。生物化学是的主要任务是了解生物的化学组成和它们的化学活动。生物化学从早期对生物总体组成的研究，进展到对生物的各种组织和细胞成分的精确分析，使得生物学研究逐渐从宏观的描述水平深入到微观的分子水平，极大地促进了生物科学的发展。

生命科学基础研究中最活跃的前沿包括：生物化学和分子生物学、细胞生物学、发育生物学、神经生物学、免疫学、生态学。由这些前沿引伸出的核心问题的探索包括：生命的起源，物种和生态系统的进化，遗传发育及其在基因组和表观基因组层面的调控、蛋白质的分类、结构与功能、细胞信号转导行为与脑的认知等[4]，这些核心问题都包含着急待解决的化学问题。生命科学和生物技术的研究与开发也成为了当今世界最为活跃的科技领域。

4 结语

生命活动的基础是生物体内物质分子运动，有学者认为可以“把生命理解成化学”。虽然，生命过程不能简单地还原为简单的化学过程，但研究生命过程的化学机理，从分子层次上来了解生命问题的本质，揭示生命运动的规律，将会对人类认识生命提供基础。作为本科学生，不仅要学习化学知识与技能，更重要的是通过学习过程训练科学方法和思维，培养科学精神和品德。

参考文献

[1] 杜琳珑，冯定坤，韦建前.生命科学与诺贝尔化学奖[J]. 黔南民族师范学院学报，2006（3）：72-74.

生命科学与生物科学篇（4）

新课程标准提出德育为先，知识为主，能力为重的教育理念，要求在教学过程中应重视把知识传授、能力培养和道德教育有机结合起来，寓道德教育于知识传授和能力培养的过程中。教书育人是每个教师应尽的职责这就要求我们教师在传授书本知识的同时，必须不失时机地对学生进行德育教育，促使他们健康成长，成为有理想、有道德、有文化、有纪律的社会主义事业的建设者和接班人。生物这门学科，不象有些学科那样，德育教育内容显露在教材的文字之中，它的理科特性，往往很容易使我们较多地重视它的严密的知识体系传授，而忽略其德育内容的教育。作为生物教师，应该挖掘教材中优秀的德育素材，伴随着知识传授、能力培养将其渗透进每个学生的心田。

一、深钻教材，发掘德育因素

生物学是反映生命的发生、发展、生命现象和生命活动规律的一门科学，虽然它不像文科那样有明显的德育因素，但只要认真钻研教材，就不难发现生物教材的编排，无论是选材、组织教材或是阐述教材，都体现着辩证唯物主义思想和现实的道德教育因素。

具体有（1）思想教育内容包括：辩证唯物主义和历史唯物主义的科学世界观和人生观的教育。生物界的一切事物和现象之间是相互联系，相互制约，辩正统一的。通过生物课的学习，需要让学生明白三组辩正关系：一是生物体结构与功能的辩正统一。二是生物体局部与整体的辩证统一。三是生物体与其生活环境的辩正统一。这些内容在生物教材中可以说蕴含很多，如蛋白质的结构和功能的统一，细胞与细胞器的关系，生物与环境的关系等。（2）德育教育，主要指个体与个体、个体与集体、个体与自然的行为规范教育，学会与他人相处，例如，生物教材有很多实验，在进行各种实验的过程中可以培养学生团节合作的精神。（3）法制教育，一个公民应具备的民主与法制的教育，使公民具有行驶民利，履行义务，依法管理各项工作的素质，例如教材中有关章节就涉及了我国的法律，比如“保护我们共同的家园”就涉及了环境保护法，通过学习，使学生在生物知识的学习中接受法制教育，提高自身法制观念。

二、渗透生命教育、形成正确的生命观

生命教育是帮助学生认识生命、珍惜生命、尊重生命、热爱生命，提高生存技能和生命质量的一种教育活动。生物教学中渗透生命教育，教育学生尊重生命、热爱生命、珍惜生命。提升他们对生命存在意义和价值的认识，认识到生命的伟大与崇高，了解人类的生命价值，形成学生对生命的敬畏、热爱，从容地面对人生中的各种困难与逆境，保持旺盛的生命意识与积极进取的人生态度。

在高中生物生物的生殖与发育的教学中，教师通过生殖细胞的形成，胚胎发育与胚后发育的讲解，介绍生命的孕育和抚养过程，使学生认识到自己由一个嗷嗷待哺的婴儿成长到现在，是父母费尽心血的结果;在人类遗传病与优生中教学中通过单基因遗传病，多基因遗传病，染色体异常遗传病的发病率，特点及遗传病的危害的介绍，让学生认识到生命的唯一性，自己的生命已不再等同于一个普通生物的生命，此时你的生命已承载着一种责任――对家庭、对社会的责任，生命的损伤会给家庭带来痛苦和创伤，给社会带来不良的影响，认识到自己的生命是前人生命的延续，是现在共同生命的一部分，同时也是后人生命的开端，认识到生命的宝贵，生命的价值，生命的责任，培养学生关爱生命、尊重生命、善待生命的品质，逐步形成正确的生命观。

三、渗透唯物主义教育，形成科学的世界观

唯物主义是自然科学和社会科学的概括和总结，同时也是观察、分析、解决各种问题的方法，与生物之间存在着必然的内在联系，生物教学过程中紧扣教材内容渗透辩证唯物主义教育，不仅有助于掌握生物学知识，而且有助于学生形成科学的世界观和方法论，用辩证的眼光来看待和分析事，提高学生的生物科学素养。

生命科学与生物科学篇（5）

在人民教育出版社出版编著的普通高中课程标准实验教科书《生物》中，3册必修教材中都分别编写了“科学家访谈”的教学内容，都是以“科学家访谈”为3个模块的开篇，这是对传统教科书的绪论（或前言）的突破，学什么，为什么学，怎样学，尽在其中。这是人教版教材在编写上的一次创新，也是新课标教材中的一个亮点，阐明了3位科学家在生命科学领域研究中取得的巨大成就，是见人，见事，见精神；有知识，有过程，有殷殷的嘱托。本文对必修模块“分子与细胞”中“探索生物大分子的奥秘”、“遗传与进化”中“我赞叹生命的美丽”、“稳态与环境”中“生物与环境是一个统一的整体”的教材特点以及教学要点进行解读，提供给广大读者。

1 教材特点分析

分别对来自同一生命领域的3位科学家进行采访，在被采访的3位科学家中，以一问一答的形式出现在教材中，并配有3位科学家的彩色照片和研究成果。在“我最想对高中生说的话”内容中，都有3位科学家的亲笔签名，反映了教材内容全部是真实的，提高了教学内容的可信度，也是我国3位科学家在生命领域的重大研究成果的真实写照。这3位科学家在研究领略中的闪光点，就成为教材编著的切入点，这是3册必修教材在编写上的共同特点。

1.1 访谈Ⅰ：探索生物大分子的奥秘

该访谈与必修模块“分子与细胞”联系，体现了科学家的研究内容与本模块的教学内容正相关。以“我发现许多生命科学的问题，都要到细胞中寻找答案，而对细胞生命活动规律的阐明，又必须建立在阐明生物大分子结构和功能的基础上”，而切入本模块的主题“分子与细胞”，也揭示了生命科学的微观发展方向（分子水平）。邹院士的工作与生物大分子蛋白质有关，蛋白质是生物体特有的生物大分子，人工合成蛋白质分子是在世界上没有先例的，如果研究成功，则会打破生物界与非生物界的严格界线。邹院士是这项工作的主要参与者，高难度的课题在1958年确定。该课题是世界上史无前例的，又具有挑战性和吸引力的工作，在经历了6年极不平凡的岁月，在实验条件差、设备简陋的情况下，取得了一鸣惊人的科学成就，真是功夫不付有心人。我国在1965年向世界宣布，我国科学家在世界上首次人工合成具有生物活性的结晶的牛胰岛素（含有51个氨基酸的蛋白质分子），这标志着我国对生命科学的研究进入了分子水平，也是探索生命起源的重大发现，也标志着我国分子水平的研究进入了一个新的里程碑意义的阶段。邹院士在科学研究中锲而不舍的精神，是现实生活中尤其是学习中值得深思的，为今后的学习和生活及工作树立了榜样。

1.2 访谈Ⅱ：我赞叹生命的美丽

该访谈与必修模块“遗传与进化”联系，体现了科学家研究的内容与本模块的教学内容正相关。同样揭示了生命科学在遗传上的研究属于分子水平，生命与生命的连接点是简洁的，就是有DNA和基因。DNA是存在于生物体内的另一种高分子化合物。生物的遗传，俯拾皆是的生物现象，其中的奥秘都隐藏至深，人类对它的探索之路充满无数的艰难和曲折，而却又那么精彩绝伦，它的奥秘就在DNA上。科学家杨焕明认为：“世界上最美最美的就是生命，我们人类自己也是生命，对于生命的赞美早已融入各国、各民族的文化。”他是研究基因的科学家之一，被《科学美国人》杂志评为2002年度科研领头人，在举世瞩目的“人类基因组计划”的研究中，他成为国际“人类基因组计划”中国协调人。中国承担“人类基因组计划”1%的测序任务，是唯一的发展中国家参与的世界性的科研项目，同时也表明了我国的科学技术跻身于世界先进水平，科学技术具有强大的实力和竞争力，完全显示了我国在世界上的科技地位，也是中国人值得骄傲和自豪的。

1.3 访谈Ⅲ：生物与环境是一个统一的整体

该访谈与必修模块“稳态与环境“相联系，与教学内容正相关。生命科学除了向微观方向（分子水平）发展，还向宏观方向（生态学）发展，科学家孙儒泳院士是生态学方面研究的一位杰出的科学家，长期的科学研究结晶都汇集在《动物生态学原理》一书中，该书是高等学校生态学方面的权威教材。访谈中，谈到他在儿童时期、前苏联留学期间、教学方面、科研方面等鲜为人知的故事，体现了院士一生对生态学方面的研究和执著追求。这位老人在谈到生态学方面要解决人类目前遇到生态学方面的难题时，一针见血地指出人口剧增、环境污染、资源枯竭对可持续发展和人类生存及发展空间所带来的威胁，影响人类与自然和谐发展等方面的课题，还需要得到进一步的研究和解决，这是科学家对年青一代的厚望。

2 重点难点分析

在“科学家访谈”这一教学内容中，没有较高的知识层次要求，让青少年学生了解3位科学家的科研成就及对人类的贡献为教学重点；如何让学生理解科学家的科学精神，以及如何树立科学态度，如何教会学生面对当今的社会环境，做一个对社会有责任感又有紧迫感的年青一代，体验科学家是一个平凡的人，却在不同的研究方面做出不平凡的业绩，青少年学生在今后的学习、生活、工作中将会得到什么样的启迪，这就成为教学的难点。这对教师的教学提出更高的要求，要解决这方面的问题，必须要因人施教，针对学生的实际情况来组织教学。

3 教学方法确定

透过科学家的工作、学习、生活，体验科学家的成就，学习科学家一丝不苟的科学精神，记住3位科学家的忠告：“说话老实，做老实人，办老实事”；“生命是美丽的，探索生命的奥秘一定会使我们的人生更美好，也将使世界更美好”；“韶光易逝，劝君惜取少年时”。这些教诲催赶学生走上探索生命科学的征程，学会做人，学会做事，热爱生命科学，是本内容编排在最前面的目的所在。教材以不同的方位和视角，展示了科学家精彩的人生、精彩的科研旅程和精彩的成就，一问一答的模式，带着问题学习、带着问题探究，是与3册必修模块编排模式一脉相承的。

生命科学与生物科学篇（6）

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

生物科学是自然科学中的基础学科之一，是研究生物现象和生命活动规律的一门科学。它是农、林、牧、副、渔、医药卫生、环境保护及其他有关应用科学的基础。生物科学经历了从现象到本质、从定性到定量的发展过程，并与工程技术相结合，对社会、经济和人类生活产生越来越大的影响。所以，在高中阶段提高全体学生的生物学学科核心素养势在必行。我国《全日制义务教育生物课程标准（2011版）》对于生物科学素养的解释是：“生物科学素养是指参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力，包括理解科学、技术与社会的相互关系，理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。”

1 高中生物学科核心素养的基本内容

1.1 生命观念

生命是源于自然随机事件且能在与环境互作中保留下来的具有新陈代谢和自我复制特征的物质形态。生命是结构与功能的统一体，无贵贱之分。生命观念是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象，是经过实证后的想法或观点，有助于理解或解释较大范围的相关事件和现象。学生应该在较好地理解了生物学概念性知识的基A上形成生命观念，如结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等，并能够用生命观念认识生命世界、解释生命现象。

1.2 理性思维

理性思维是指崇尚并形成科学思维的习惯，能够运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维等方法探讨生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题。

1.3 科学探究

科学探究指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论，乐于并善于团队合作。

1.4 社会责任

生物学科的社会责任是指基于生物学的认识参与个人与社会事务的讨论，作出理性解释和判断，尝试解决生产生活中的生物学问题的担当和能力。学生应能够关注涉及生物学的社会议题，参与讨论并作出理性解释，辨别迷信和伪科学；主动向他人宣传健康生活、关爱生命和保护环境等相关知识；结合本地资源开展科学实践，尝试解决现实生活中与生物学相关的问题。

2 提高中学生的生物学科核心素养的方法

2.1 利用概念教学来引导学生理解生命

理解生命包括理解生命是什么、生命活动怎么运转、生命为什么会这样3个问题。当人们遇到一个新的事物或现象时，总想探究这个新事物的本质，弄清新现象产生的机制，这也是学生学习的动力。在高中生物教学中，教师可以利用概念来帮助学生理解生命的涵义。

例如《必修1・分子与细胞》的第一章第一节就是“从生物圈到细胞”，其包含的9个生命系统的结构层次概念颇多。教师可以让学生看书后完成以下训练。

通过填表和教师的适当讲解，学生对生命系统的结构层次有了初步的了解，并能认同细胞是地球上最基本的生命系统，即细胞是生物体结构和功能的基本单位。这个表格奠定了学生学习高中生物学的基础，对于学生构建唯物主义世界观有很深的影响。

又如在学习“免疫调节”时，教师在讲述免疫系统的防卫功能时，画出下列两张概念图，让学生理解特异性免疫的两种类型。

通过阅读书本插图和填写概念图，学生基本理解了体液免疫和细胞免疫的过程及其对机体维持稳态的积极意义，对于生命活动运转过程也有了新的认识。

2.2 利用类比来培养学生的理性思维

类比是一种极具启发性、灵活性和创造性的推理方法，在生物学科学发展史上起过十分重要的作用。生物学科学史上很多重大发现、发明往往开始于类比：萨顿将看不见的基因与看得见的染色体的行为进行类比，根据其惊人的一致性，提出基因位于染色体上的假说。

在高中生物学课堂上，教师也可以常常用类比来帮助学生理解知识，以培养学生的理性思维。如在学习“染色体组”这一学生很难理解的生物学概念时，教师可联系学生生活做以下的类比：举起你的两只手，合在一起，如果把左手大拇指和右手大拇指看成一对同源染色体，食指和食指看成一对同源染色体，那么每一只手的5个各不相同的手指可以看成一个染色体组；每学期开学时要发放语文书、数学书等，最终每个学生拿到一整套各不相同的教科书，可以把这样一套每门学科俱全的教科书看成一个染色体组；在扑克牌里，如果把4个花型不同的A看成是同源染色体，那么从A～K这13张数字不同的扑克牌就可以看成是一个染色体组。通过这些贴近学生生活的类比，学生真正理解了染色体组的概念，并学会了判断染色体组数的方法。在高中生物学课堂上，类比能激发学生兴趣、启迪其智慧、培养学生的理性思维，提高学生的生物学学科核心素养。

2.3 巧用书本栏目来增强学生的社会责任感

人教版高中生物教科书栏目丰富多彩，图文并茂，值得教师潜心钻研和学生认真学习。教科书中栏目，如问题探讨、资料分析、与社会的联系、与生物学有关的职业等都相当吸引师生的注意力。在教学过程中，若教师合理运用这些栏目，不仅传授了生物学知识，而且可以为高中生物课堂增色不少。在建设社会主义核心价值观的今天，培养高中学生的社会责任感尤为重要。这不仅是文科老师的教学内容，也是其他所有教师在课程教育中必须渗透的德育内容。

例如，在《必修3・稳态与环境》的“种群数量的变化”这一节的教学中，在学生学习完种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线后，笔者展示了捕鲸现场成了血的海洋、大象惨遭杀戮等图片或视频，给学生造成了很大的震撼。然后再结合书本的“与社会的联系”栏目，说明研究种群的变化规律以及影响种群数量变化的因素对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用以及濒危动物种群的拯救和恢复，都有着重要意义。通过这样的学习，学生对保护濒危动物、保护野生生物资源有了积极的看法，并能在以后的生活中自觉保护这些生物资源，为世界生态环境的保护奉献自己的一份力量。

像在生物课堂中渗透社会主义核心价值观、培养学生正确的情感态度价值观的例子还有很多。又如在《选修3・现代生物科技专题》的“禁止生物武器”这一节除了生物武器的相关生物学知识以外，还有“禁止生物武器公约”等内容的教学。学生对生物武器的本质和危害的了解，加强了他人的社会责任使命感和爱好世界和平的感情。

培养学生的学科核心素养已经成为高中教育的基本理念。学生的学科核心素养不是一个“全或无”的变化，而是一个连续变化的过程。生物教师的任务就是在课程目标的引领下，使全体学生的生物学核心素养得到提高。

生命科学与生物科学篇（7）

20世纪80年代以来,哈佛、斯坦福和剑桥等世界著名大学纷纷把一些生命科学类课程列为全校各专业的必修课;20世纪末,国内包括清华、北大等重点理工科大学也陆续把该类课程列为非生物类专业的限选或必修课程。在教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”和“新世纪初高等教育教学改革工程”的推动下,全国各类高校也先后为非生物类专业学生开设了生物学类基础课程。我校从1999年开始便为全校本科生开设了生命科学导论的选修课,经过多年的研究与探索,形成了以现代生命科学课程为重点,以食品营养学、普通药物学课程为辅的生命科学素质教育的教学体系,实现了生命科学系列课程的多媒体教学、实验教学一体化的特色模式。

一、开设系列课程,完善知识体系

我校现有的公共选修课程中,既适合理、工科又适合文、管、艺术专业的为数不多,远远不能满足学生的选课需求。针对这种局面,在现代生命科学课程已初具规模并已成为我校重点推荐的公选课的基础上,继续面向各专业学生开设食品营养学、普通药物学的生命科学系列课程,不仅丰富了我校公选课的种类,而且使学生对生命科学有一个系统的、全面的认识和了解。生命科学类系列课程立足于对理、工、文科等非生物学类学生进行生命科学的素质教育,以生命为主线展开讨论,使学生了解学科间的交叉点,激发其创新思维的火花,为今后的发展奠定基础;使学生了解有关食品营养学和常用药物的基本理论和概念,掌握合理搭配食物、保持膳食平衡、合理用药的具体措施,为科学饮食、提高自身保健意识、抗病防病提供了操作性强的实施方法。

(一)精选教学内

现代生命科学课程,突出介绍生命科学的基本概念、发展趋势及热点问题,突出生命科学与理、工、文科各领域之间的交叉,精选教学内容,定位于基础性、系统性、趣味性和学科交叉性。以教材《基础生命科学》[1]、《生命科学导论》[2]为主要蓝本编写教案,内容从生命的物质基础到生命活动的基本单位———细胞,进而讨论“克隆”、“癌细胞”等热点问题;从物质代谢深入到生物遗传的本质,在分子水平上阐述遗传疾病等的奥秘;从生物技术到生物芯片、生物传感器;从生物材料到人工器官,明确仿生学在工程技术上的应用,同时还从动物、植物、微生物、环境与人类的密切联系来认识保护生物多样性、保护生态环境、促进人类社会可持续发展的重要性。利用现代信息技术,从国内外科学图册和网站上采集丰富、精美的图片和信息补充到电子教案中,以视频的方式向学生介绍一些世界著名科学家的实验设计和研究经历,以及他们获得这些知识的著名实验,如Loewi的双蛙心灌流设计、著名的肺炎球菌实验、遗传密码的破译、PCR技术等,使学生体验到探索生命奥秘的乐趣。对于系列课程的开设,本着实用性、针对性、可操作性的原则,对大学生进行科学素质教育。系列课程之一———食品营养学,根据相关教材[3]重点介绍营养素的概念及生理作用、营养与疾病、营养与健康长寿的关系,强调保持膳食平衡及合理营养的重要性,补充讲授食品营养学应用的热点问题,如减肥、美容、糖尿病、补钙等内容,并通过视频向学生宣传食品的安全和卫生知识、食品新资源的开发以及世界食品的发展趋势等国内外在本学科新的研究进展。学生既学到了有关食品营养学的基本理论知识,又掌握了合理搭配食物、保持平衡膳食的具体方法。系列课程之二———普通药物学,其开设的必要性是针对大多数学生有自我药疗行为,且有错误诊断和不合理用药的倾向,这种情况已通过开放式问卷形式加以证实。因此,有必要对综合性高校非医药专业学生开设药物学公选课,以提高广大学生的合理用药水平。参考非医药专业的《普通药物学》[4],重点介绍常用药物的防治作用及不良反应,内容包括:药物的基本知识,常见疾病的用药知识,消化系统、呼吸系统、神经系统、生殖与泌尿系统、循环系统、内分泌系统的用药方法,抗生素与维生素专题,各类药物的禁忌症及不良反应防治,家庭常备药物介绍等。为使学生更好地理解和掌握药物在体内的代谢,将人体系统的组成与结构适当补充到相关章节中。通过本课程的学习,有利于提高大学生的抗病防病能力和科学用药水平。

(二)多元化考核

选修课教学中,学生方面的瓶颈主要在于学习积极性不高、到课率低、混学分现象严重。为促进学生乐学、爱学、会学,在轻负担、高效率、高质量的教学境界中得到积极、主动、全面的发展,对考核方式进行了改革与实践,变期末考核为随堂测验、课堂提问、专题讨论、联系专业的小论文以及对本课程提出建设性建议等多元化的素质考核,学生可以发现并提出自身感兴趣的具体问题,使学生思维活跃,把学生从只注重记忆知识结论的传统学习法引向注重探究问题所需要的观察能力、思维能力、探索能力、分析及解决问题能力的培养上来,并结合盖章形式抽查考勤,期末综合记分给出考核成绩。例如,在讲授食品交换份法时,要求学生以自身为对象进行能量和营养素的计算,结合自身的喜好设计一日三餐的食谱;在介绍体重指数(BMI)时,要求学生通过计算,判断自身的营养状况,并提出合理的调整措施。通过课堂讨论形式进行相互交流,学生们的兴趣高涨。多元化的考核方式调动了学生的积极性,得到了广大学生的认可,每次课的出勤率都达到95%以上,学生的满意度达90%以上。

二、优化实验内容,培养实践能力

充分利用现有实验室资源,遵循实验项目的科学性、趣味性和与实际生活的贴近性的指导思想,面向非生物类本科生开设实验项目。对已初具规模的现代生命科学课程,实行独立设课实验,开设的实验项目有:食醋中总酸含量的测定、叶绿体色素的层析法分离、牛奶中蛋白质的分离提取、生物样品中微量元素的测定、现代工业水质分析等,使学生既学习和掌握了相关的实验技能和分析方法,还学会了离心机、酸度计、分光光度计、电导仪等常规仪器的使用和操作,深受学生的欢迎。此外,注意把当代科学的研究热点及校内的科研成果及时转化为学生的实验内容,既让学生了解学科前沿,又有很强的实用性。例如,结合本系教师的科研成果,设计生物农药苏云金杆菌毒蛋白的合成及杀虫实验、污水的生物处理实验,一方面使学生了解生物合成与生物降解的原理及方法,同时又加深对现代生物技术重要作用的认识。食品营养学、普通药物学课程,配置开放性实验,供选题目有:酸牛奶的制备、常用消毒药品如紫药水、碘酒的配制等,由学生自主选择,也可由学生自己拟定题目,实验步骤的制定、仪器设备的选择和使用、数据的处理及实验结果的分析均由学生通过查阅资料和独立完成。实行开放式实验教学可以让学生在掌握有关知识和技能的同时,获得较好的创新意识和创新能力的培养。

三、改革教学手段,提高教学效果

生命科学与生物科学篇（8）

关键词 学科思想 学科方法 教育价值 实验探究

中图分类号 Q-49 文献标识码 E

在当代科学技术领域中，基因工程、生物芯片、克隆技术等生物技术在社会发展中显示出强大的经济力量，其中所蕴含的生物科学思想、原理和方法，正在对其他学科和社会变革产生广泛而深远的影响。对学生进行生物学科思想教育能在很大程度上影响着学生未来知识储存和能力发挥的状况，对提升生物课程的教育价值有一定意义。

1 生物学科思想与学科方法的教育价值

1.1 生物学科思想与学科方法的思辨

生物学科思想是人们对生命科学本质规律的理性认识；而生物学科方法是在解决生物学科问题过程中所采用的各种手段和途径。二者既有联系又有区别，生物学思想是生物学方法的理论基础，生物学方法是实施有关生物学思想的技术手段。运用学科方法解决问题的过程，是感性认识不断积累的过程，当这种积累达到一定程度就会产生飞跃，从而上升为学科思想；而生物学科思想是生物学知识的精华，又反过来对学科方法起着指导作用，为学生理解和掌握生物学的本质提供了优化的途径。

1.2 生物学科思想与学科方法的教育价值

长期以来，生物学教育过分注重知识的传授，对生物学概念和定律的发生发展过程揭示不够，更忽视了让学生通过体验去思考知识背后的思想和方法，因此学生所学的知识很难在不同情境中灵活地迁移，束缚了学生创造性思维的发散。学科思想相对于零散的知识点而言，更易内化为人的主观认识，因此在生物教学中，以大量的知识为载体，让学生在认同和理解学科思想和方法的基础上，通过实践形成自身的情感、态度和价值观，这将直接影响他们对生命本质认识的敏锐性和准确性，对学科思维的形成有一定的指导作用。

2 生物学科思想的内涵

生物学科思想指那些对学科学习最具影响力的观念、思想和见解，它们内隐并不外显，积淀在生物学知识的形成过程中。从这个意义上说，教师在讲解生物学知识时，应该挖掘这些思想内涵，并将其自然而然地呈现出来并获得认同。这也是教师引导水平与课堂智慧的体现。

2.1 辨证唯物主义思想

在生物学中包涵着许多自然辩证法思想，其核心就是对立统一的思想，在生命活动的过程中，普遍存在许多矛盾的运动，例如同化作用与异化作用、遗传与变异、生物适应性的普遍性和相对性等。这些都表现出对立统一的关系。同化与异化作用的对立统一是生命活动的基础，而生命繁衍过程中的遗传和变异，在维持物种稳定性的基础上发展生物的多样性，是推动生物进化的内在动力。

生命运动的基础是生物体内物质的化学变化，生命科学研究中越来越多地运用物理和化学手段来揭示生命运动的规律恰恰基于世界的物质观，因为细胞和组织都是物质的、运动的。

从病毒、细菌、植物、动物直至人类，生物世界尽管表现形式千姿百态，但不同的生物却高度统一，其最基本的组成物质都是核酸和蛋白质，并且无论生物的进化位置如何，几乎都在遗传表达中使用同一套遗传密码。教师在教学中适时向学生展示在分子进化上所体现的“大一统”的格局，有利于促进学生形成辩证的思维方式，客观而理性地看待生物的适应性与多样性。

2.2 自组织与非因果决定性思想

奥地利物理学家薛定谔曾在《生命是什么》中指出：“用经典物理学和化学去描述生命现象是不可能的，经典物理学中一种原因只能产生一种结果的机械决定论模式并不适应生命世界。”

生命系统最基本的特性是开放性和自组织，即通过与外界环境交换物质和能量，通过自身的演化而形成的一个稳定而有序的系统，但这种稳定不是封闭系统中的平衡，而是一种动态的平衡，是一种相对稳定的状态。因此复杂的生命系统在与环境共同作用的过程中，既有规律可循，同时也存在很多不可预测的“变数”。例如传统遗传学认为一种性状由一对基因决定，二者之间有决定性的因果关系，但是，这种简单的模式不利于了解生物大多数复杂的性状，许多性状由多对基因控制，它们控制着生物体内成千上万的化学反应，同时反应的产物又会反作用于基因的表达，这些基因的传递并不简单地遵循孟德尔遗传定律，这种基因与环境之间高度复杂的交互作用决定某种性状出现的倾向性和易感性，并非因果关系。生命运动的每一个过程都有非常多的发展方向，生物体内中某个微小的变化就可能改变这个系统的演化方向，正是因为生命系统具有混沌和非线性的特点，生命现象和生命活动的规律往往并不遵循因果决定原则，大都表现为统计学意义上的规律，这种概率性源于生物的个体差异和随机性，与机械运动有着明显的不同。

教师在教学过程中渗透自组织与非因果决定性思想，可以帮助学生从整体观来认识生命运动的不确定性，用多元、理性和宽容的观点来看待生命科学的发展。

2.3 信息流思想

生命系统是物质、能量和信息的统一体，掌握生命活动的规律，不仅要研究生命活动中的物质和能量的变化，还要研究系统内部的信息传递作用。生命活动中的许多过程，如生长发育繁衍过程、免疫反应以及生态平衡等，虽然外部表现为物质或能量的变化，但本质都是信息的传递和交流的过程。

生命活动的信息流主要包括遗传信息流、生命活动信息流与生态系统信息流。遗传信息流即“中心法则”，指遗传信息的传递与表达的过程，该过程指导着细胞中物质和能量的一系列变化从而控制生物的性状；生命活动的信息流即生物体的应激调节，通过特定细胞释放的激素、乙酰胆碱等化学信号分子经体液运输到达靶细胞，启动靶细胞一系列生化反应，以适应不断变化的外部环境；生态系统信息流指生态系统内部的信息交流，即生物之间通过物理、化学和行为信息等调节生物的种内与种间关系，从而维持生态系统的稳定性。教师在教学中帮助学生从信息论的视角认识生命现象，有利于使学生认识不同层次生命系统的反馈调节机制，使他们形成一个较全面的动态平衡思想，从而更好地理解生产生活实践中相关原理的运用。

2.4 生物演化思想

生物进化是指生命形态发生、发展演变的过程。高中生物教材中不仅有专门的章节表述（人教社必修2的第七章“现代生物进化理论简介”），而且整个教材不管是内容编排还是知识结构上，都折射出进化的思想。

现代达尔文主义认为，变异、选择和适应贯穿在任何一个物种的演化过程中，这是生物与环境相互作用的结果。例如在有性生殖的过程中，由于配子形成过程中染色体组成的多样性与精卵结合的随机性，同一双亲的后代呈现几乎无限的多样性，另外由于性别、年龄、免疫系统以及在开放系统中所收集到的信息不同，有性生殖的种群中不存在两个完全相同的个体。再比如高等生物每105～108个生殖细胞才有一个发生基因突变，但在拥有大量个体的群体中就足以提供丰富的变异来源，多样性为生物进化提供大量的选择材料，生物圈就在这样的物种演变中维持着自身结构与功能的稳定性。

教师在教学过程中融入进化的观点，可帮助学生认识到生物进化是物种演变而非物种进步，因此人类只不过是自然界众多物种的一个分支，人类的行为作为自组织系统的一个部分也将影响自然界中物种的演变，从而最终改变人类自己。

3 生物学科方法示例

认识生命现象，探究生命活动本质的过程离不开科学的方法。从方法论的角度看，生命科学研究的方法包括一般科学方法和具体科学方法。一般科学方法包括观察、调查、分类、实验、分析等。具体科学方法指控制变量法、假说演绎法、模型构建法等。生命科学的研究往往是通过大量的实验证据来支持某个生物学的观点，图1以实验探究为例说明生命科学研究的特殊方法。

实验探究是针对研究目的，在人为控制条件的基础上，对研究对象进行干预或处理后，观测所产生效应的研究方法。该过程包括提出问题、作出假设、设计实验方案、实施实验、分析实验结果等（图1）。

案例：探究铅中毒对大鼠学习记忆的影响。

步骤一：提出问题，做出假设。

汽车尾气及工厂排放出的废气使空气中聚集大量的铅尘，铅尘悬浮物离地面大约0.8 m，因此铅会轻易地通过呼吸道和消化道进入儿童体内；另外儿童喜食的膨化食品、经常用的蜡笔、铅笔和一些色彩特别鲜艳的图书、餐具以及用油漆刷过的积木等玩具，都含有铅的成分，经常接触铅的孩子行为活动能力减慢。由该背景作出假设：铅中毒可能影响动物的神经活动。

步骤二：设计实验方案并实施。

选择大鼠为实验对象，分为四组，设置三个醋酸铅溶液饮用水平：0.05、1、2 g?L-1，对照组饮用蒸馏水。连续饲喂60 d后，进行水迷宫实验，在池水中加入少量墨水使大鼠无法看到水下隐蔽平台。让大鼠从四个方向入水点入水，训练其寻找水面下隐蔽平台。重复训练4 d后撤去平台。

本实验醋酸铅染毒组为实验组，饮水组为对照组，测定从入水点到原平台水域的时间用以反映大鼠学习记忆的能力。如果条件许可，还可测定脑组织匀浆铅含量及乙酰胆碱酯酶（AchE）活性。

步骤三：记录与整理数据。

本实验可能受到的影响因素很多，大鼠的个体差异、水浴温度、入水方向、人为操作与观察角度的变化等因素均可能干扰大鼠寻找平台。为减少误差，由同一人采用固定的操作模式，大鼠训练时不要有人在场，在另一处用视频探头跟踪观察。应尽可能采集足够的样本数量，及时记录并整理。

步骤四：分析实验结果是否支持假设。

饮用水中醋酸铅浓度越高，大鼠到达原平台水域的时间越长，说明铅中毒可能影响大鼠的学习记忆能力，支持假设。

该活动涉及到生命周期、环境控制、变化缓慢等问题，实验数据的离散度比较大，得出结论并非易事，。在讨论交流的过程中，学生认识到对于复杂的生命系统的研究，不能只进行单因子分析，还应分析无关变量对实验结果的影响，揭示控制条件与观测结果的对应关系必须有大量的样本支持，该活动的结果表现为统计学意义上的规律。

该案例为2013年全国高考福建生物卷第27题的背景，其中所蕴含的生物学科思想和方法非常丰富，校本选修活动借鉴该背景开展实验探究，有利于培养学生科学探究的能力和勇于探索的科学精神。

总而言之，学科思想方法的教育理念对教师的专业素养与引导水平提出了更高的要求，教师有意识地通过生物学科知识引发学生思考，让学生在“方法”或“哲学”层面上认识生命运动的一般规律，是生物课程教育价值的重要体现。

参考文献：

[1] 李松林，杨静.基于学科思想方法的整合性教学研究[J].课程与教学，2011，1：43-46.

生命科学与生物科学篇（9）

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）12-0121-02

生命科学是研究生物体及其活动规律的科学，在农业可持续发展、能源开发、人类健康、生态平衡等领域发挥着重要的作用。生命科学发展极为迅速，不仅学科门类多，知识更新快，而且与其他学科的关系也越来越密切，是一门辐射和结合能力非常强的学科，与社会发展和人类生活息息相关。因而，掌握现代生命科学知识是新时期高素质、创新型、复合型人才知识结构中的重要组成部分，应该积极推进高校非生物类专业学生的生命科学素质教育，普及生命科学知识，完善学生的知识结构，培养复合型人才。

一、非生物类专业生物学教学情况

生物通识教育课程不但使学生拓宽知识面，完善知识结构，培养科学的思维能力，而且能使学生发现学科之间的交叉点，为今后的跨学科学习、研究奠定基础，从而促进科学更好、更快的发展。因此，在高校非生物类专业开设生物学课程是新时期高等教育发展的需要，是历史的必然。很多学校的教学实践表明，在高校非生物类专业开设生命物学课程是可行的，学生普遍对生命科学课程求知欲望高，学习热情大[1，2]。目前，国内外很多高校都对非生物类专业开设了生物学素质教育课程。美国是最早在非生物学专业中开设生物学课程的国家之一，哈佛大学对全校理科开设的25门自然科学公选课中，生物学基础课有10门，占40%，包括《进化生物学》《生命史》《人类有机体》《分子生物学与生命结构》《从DNA到大脑》《生殖生物学》《人类适应能力生理学》等，而美国其他大学和欧洲许多大学开设生物学课程的比重与哈佛大学基本相同[3]。在国内，很多综合性大学、理工科大学、师范院校及农业院校等高校也为非生物类专业学生开设了一门或数门生物学课程，这些课程设置丰富，既有必修课程，也有选修课程，受到理、工、文科学生极大的欢迎。根据对北京大学、清华大学、复旦大学等十几所院校的了解，很多学校对非生物类专业学生开设了《生命科学导论》《生态学》《生物技术概论》《生物伦理学》《人类遗传学》《疾病与健康》《环境保护》《基因工程》《微生物与人类健康》等生物学课程。我们学校结合实际情况，根据非生物类专业不同学科的需要和不同的知识基础，也开设了不同层次水平的生物学选修课程，既有《生命科学导论》《植物组织培养》《人体常见病发病机理与防治》等通识性生物学教育课程，又有侧重提高身心素质的生物学教育课程，如《人类遗传学》《食品与营养》《插花艺术》等，同时还开设了适合交叉学科特殊需要的课程，如《生物伦理学》《神经生物学》等，这些生物学课程深受学生的欢迎，经常有学生选不上课的情况。在教学中，我们充分体现学校非生物类专业生物教学的特色，制订具体的教学要求。通过生物学课程的学习，使非生物专业学生掌握生命科学与技术的基础知识，了解生命科学的主要领域、发展趋势以及与其他学科的联系，完善学生的知识结构，培养科学的思维能力，提高学生的综合素质，增强学生的环境保护和身心健康意识。

二、非生物类专业生物学教学需关注的问题

1.根据不同专业调整教学内容。面向全校非生物类专业开设的生物学课程具有教学对象多、课程内容广、课时有限等特点，因此教学目标是向非生物类专业学生介绍生命科学的基础知识、前沿知识和热点问题，使学生了解当前生命科学的新成果、新进展，提高学生的生命科学素养，为培养高素质跨学科的复合型人才奠定基础。在我们学校，选修生物学课程的学生集中在一起上课，由于学生水平参差不齐、对生物学知识的需求也不同，非生物类各个专业一起上课的教学效果并不理想。因此，为了达到更好的教学效果，需要对教学内容做相应的调整，应根据不同专业的学生选择不同的教学内容。理工类学生的生物学知识基础较好，教学内容应侧重学科交叉意识的培养，重点介绍生命科学的一些新成就和新进展的前沿知识，争取对学生跨学科创新思维起到一定的科学启迪作用。文史类学生的生物学基础知识较差，教学内容应侧重现代生命科学基础知识以及生命科学技术发展与人类社会进步的密切关系，使学生认识人类自身，分析现代生命科学可能带来的社会和伦理问题，增强社会责任感，提高身心素质。艺体类学生的生物学基础知识更差，教学内容应侧重生物之间的和谐与统一，使学生体会到生物与生物之间的和谐美，生物与环境之间的和谐统一美，使学生在学习专业知识时观察更加细致、动作更加规范、演唱更有感情[4]。

2.加强教学实践环节。生命科学是实践性非常强的自然学科，有些内容仅通过课堂介绍，学生会感觉枯燥，且不容易理解，而实践课程有利于巩固学生课堂上学到的理论知识，提高学生学习的积极性和主动性，对于培养学生的科学素质也具有非常重要的意义。同时，让学生走出课堂有利于加深非生物类专业学生对生命科学世界的了解[5]。比如在讲到郁郁葱葱的植物世界时，让学生到校园内认真观察自己所能看到的植物，总结植物的形态、特征、作用及与人类生产活动的关系，不仅能加强学生的观察能力、分析能力，还能让学生在“再发现”知识中得到喜悦，培养了学生的学习兴趣[6]。或者，在教学过程中，组织学生参观生物标本馆、生物园地等基地，可以开拓学生的视野，加深学生对理论知识的理解。虽然教学实践活动在生物学课程教学中具有很重要的作用，但生物学实验也占有极其重要的位置，它不仅能培养学生的观察能力、思维能力、动手能力和总结能力，还能培养学生的创新精神和实践能力。在选课的学生中，60%以上的学生希望能动手做实验。但是，非生物类专业本科生，特别是文科专业的学生在中学阶段未接触过实验，且选课的学生较多，一般在200人左右。这些问题给非生物类专业学生生命科学实验课的开设带来了不便，如何合理地安排教学实践内容，需要进一步的探索。

总之，生命科学的发展对社会和人类生活产生了极其重要的影响，为了普及现代生命科学知识，生物学类课程作为非生物类专业学生的生物通识教育课程正在很多高校开设。但是，非生物类专业生物学课程的教学对象量大面广、基础知识参差不齐，如何使非生物类专业生物学课程的教学日趋完善，是我们必须面临的一个问题，需要在今后的生物学课程教学中不断地改革和实践。

参考文献：

[1]张万海.高师院校非生物专业开设生命科学课程的思考与实践[J].渭南师范学院学报，2005，（5）：72-74.

[2]朱振元.现代生物学导论教学改革的初步探索[J].中国轻工教育，2007，（2）：56-57.

[3]黄诗笺，寿天德，田清涞，等.非生物类专业生物学基础课教改研究[J].中国大学教学，2000，（2）：41-44.

[4]王玉芳.开设《现代生命科学导论》公选课的探讨[J].廊坊师范学院学报（自然科学版），2008，（3）：20-21.

[5]向波，龙德清，王锋尖.关于我校《生命科学导论》公选课的探讨[J].郧阳师范高等专科学校学报，2009，（3）：67-68.

生命科学与生物科学篇（10）

作为中学教育第一线的教师，我们可以通过生物学科教育价值的整合，在基础知识、基本能力教育培养的基础上，通过生物学科教育的改革实践，在充分实现生物学科教育价值上有所作为。

一、培养生物学科基本观点

生物科学中，有许多朴实而又博大的基本观点。这些基本观点不仅对学好生物学有非常关键的作用，而且能对学习者的求知、生活、做人等都有指导价值。教师必须充分地利用每项生物教学活动，让学生在学习过程中，逐步明确、认同、确立这些基本观点。

1.唯物的观点。一切生命和生命现象都有其物质基础：生命起源的物质性――最初的生命是由非生命物质在极其漫长的时间内，经过极其复杂的化学进化过程演变而成的。生命的物质性――C、H、O、N、S、P等元素 组成了核酸、蛋白质等化合物，这些化合物构成了生物体结构和功能的基本单位――细胞。生命现象的物质性 ――生物的新陈代谢、生长、应激性、生殖发育、遗传变异等一切生命现象、生理过程均可给以物质基础上的解释。

2.辩证统一的观点。自然界、生命、生命现象是相互联系、相互制约、辩证统一的：生物界和非生物界的统一性――生物有明显区别于非生物的基本特征，但一切生命均由非生物界中的普通元素组成，且与非生物界进行着物质和能量的交换。细胞和生物体自身结构的统一性――这些自身结构各有其结构和功能的特点，但同时又相互联系组成一个统一的整体。生物体结构和功能的统一性――这是生命科学最基本的观点之一。如叶绿体、线粒体的结构分别与光合作用、呼吸作用相统一。生命活动的辩证统一――同化作用和异化作用 ，光合作用与呼吸作用，遗传与变异，生长与衰老等，正是在这一系列的矛盾、对立中，生命及生命活动才有了其完美的、和谐的统一。生物之间及生物与环境之间的辩证统一――生物与生物之间、生物与环境之间进行着生存斗争，而生存着的生物均在一定程度上适应了环境，正是这种既斗争又统一的各种复杂关系，构成了生态系统，建立了动态平衡。

3.动态、变化、发展的观点。组成生物的物质、生物体本身、生物界都是在不断的运动、变化、发展的。生物的组成物质是动态变化的――生物体的新陈代谢使生物体每时每刻进行着新旧更换。细胞和生物个体是动态、变化的――他们都有一个发生、成长、衰老、死亡的动态变化过程。细胞和生物个体的结构与生理、生物和环境的关系等也是动态、变化、发展的。

二、培养创造性思维

创造性思维是创造力的核心，它是指改组已有知识、经验，从而产生新颖的、具有社会价值的成果的思维 。其特征是具有高度的主动性与积极性、独特性与求异性、流畅性与变通性、抽象性与形象性的统一，逻辑性与非逻辑性的统一。结合这些特征及生物学科教学的特点，我们可以建立培养学生创造性思维的有效途径和方法。

1.充分重视教师主导、学生主体的思想，努力实现课堂教学民主。课堂教学民主是师生共创的，符合“主导主体”思想，存在于课堂教学中的师生间的平等、互助、参与、进步的“精神民主”。它可以创设出一种民主、和谐、开放的课堂气氛，极大地调动学生学习的积极性、主动性，大胆地思考、质疑和创新。根据课堂教学民主化思想，生物学科教学可以结合教学内容，灵活运用其两大主要形式，即直接式和间接式教学，开展课堂教学改革实践：教师的直接指导可以在前，起开路带头作用，可以在教学过程中，起辅助学习作用，也可以在后，发挥点拨、解惑答疑作用；教师也可以应用不明示的、非命令式、非结论式、不作详细指导的间接指导 ；教师可以讲，可以不讲，可以多讲，也可以少讲。这样，让学生有足够的时间、空间去主动思考、质疑。

2.创设问题情境，培养创造性思维方法。从心理学角度，可以抽引出许多种创造性思维的方法，具有普遍性意义的有：发散思维法、集中思维法、逆向思维法、辩证思维法等。生物教学中，这些思维方法的培养途径很多，其中创设问题情境，通过探究、分析、归纳、综合、推断等过程，是最基本最重要的途径。我们可以在新课导入时创设问题情境，培养学生的发散思维、侧向思维等，可以在解决教材的重、难点问题时创设问题情境，培养学生的集中思维、逆向思维、辩证思维等，可以在学习生命现象研究的进一步深化、概念内涵进一步丰富及外延进一步拓宽的过程中，创设问题情境，培养学生的统摄思维 、集中思维、辩证思维等。

3.加强观察、实验和实践活动。生物科学是一门以观察和实验为基础的科学。在生物学科教学中，创造思维的培养离不开观察、实验和实践活动。在生物教学过程中，我们须十分重视课内外的观察、实验教学和实践活动，结合教材内容和教材有关观察、实验和实践活动，师生共同设计、开展验证性实验、探索性实验、平行实验、反向实验及有关生物科技活动，让学生学习如何去有意、有效、有发现地观察，如何规范、科学、有创造性地进行实验和实践活动，学会完整科学地设计实验、分析实验结果，并积极开展思维活动，发展创造思维 、培养创新能力。

三、培养科学的价值观

科学教育在学校教育中占有极其重要的地位，而生物学科教育在学校科学教育中，尤其是对学生进行科学价值观的教育培养中具有非常重要的作用。科学价值观，是人们对于科学价值的基本看法，即解决科学有什么用、怎么用的问题。生物学科教育中，可采用多种形式和途径，帮助学生形成正确的科学价值观。

1.结合教学内容，向学生介绍生物科学的发展对人类逐步正确地了解自然、了解自己、了解生命，改善人类生活质量，促进人与自然和谐发展等方面的重要作用，激发学生热爱生物科学，乃至献身生物科学事业的决心和精神动力。