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生物科学定义

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生物科学定义范文第1篇

一、课文系统

课文系统也应从三个层次来反映这种结构。

1、概念的表述

高中教育仍然是基础教育,教材中体现的能力培养仍然应以基本能力培养为基础。基本能力的培养应该反映在课文的概念表述上。根据高中学生思维发展水平特点,新教材的概念表述应做到:

(1)文字应生动、形象,应改变现行教材说明式文字过多,而缺乏生动的描述性文字的现象。

(2)记忆性东西要减少,避免概念与定义的大量堆积。如《新陈代谢概述》一节内容,需记忆的概念和定义近20个。

(3)表述过程应符合学习心理规律,从现象到本质。如《昆虫的激素调节》内容,内、外激素概念的描述应先从内、外激素在昆虫身上引起的现象入手。

(4)对知识的成因、规律进行表述时,少用直叙式,而多采用启发式。如疑问、设问、反问等形式,让学生自己“发现”。

2、课文的子系统

部分概念的系统组合,在课文中的表现形式是一章或一节的内容。这部分内容的组织、排列应依据教材能力培养结构的第二层次来编写。新教材课文子系统编排应体现“手脑结合”,“手眼结合”,“实验与理论结合”,“传授知识与指导学生自学结合”的原则。要做到这些,笔者认为教材编写应从两方面进行:

(1)采用多种编写模式。改变现教材的概念——说明;或事实——概念——说明的单一编写模式。如《生态平衡》内容可采用现象——问题——说明——概念的编写模式;《生态系统》内容可采用观察——问题——分析——结论的编写模式;《绪论》内容可采用事实或问题——自学——概念;或现象——问题——讨论——结论等编写模式。

(2)增设教材辅助材料,课文章、节中可插入“小常识”,“课外读物”,“研究现状与发展趋势”,“发现史”等小栏目。增设这些教材辅助材料,可使课文变得生动活泼,有利于学生能力的培养。

3、课文系统

由课文子系统构成。课文系统要反映教材的能力培养结构的最高层次,应从两方面来体现。

(1)系统的组成要具有整体性与连续性。

教材能力结构的最高层次是多种能力的综合体现,是贯穿在整个教材中的。所以课文各章、节的衔接应考虑能力培养的整体性与连续性。如培养评价人与生物科学关系的能力,教材应在各章、节里对人与植物、动物、环境、遗传等科学关系有所反映。在此基础上,学生才能形成对人与生物科学关系的总体评价。

(2)课文内容应体现STS教育思想

按照小平同志对教育提出的“三个面向”要求,教材的编写应充分体现科学、技术、社会三结合原则。具体应体现以下三个特性:

①实验性

生物学科是一门实验性很强的学科,这一点在整个课文中应有体现。每一个概念或定义的出现,都应尽可能在课文中包含着它的实验或现象发生过程的简单介绍。如《矿质代谢》中“植物需要的元素”内容,可对验证植物所必需的元素实验做简单介绍。这样编排可使学生懂得“重视观察与实验是现代生物学的重要特征”。[②]同时也利于培养学生的研究能力与进行实验设计的能力。

②方法性

新教材的编写应当重视生物科学研究方法的介绍,应体现“知识体系与方法体系结合”的原则,反映出生物科学研究的规律与层次。如对达尔文的进化理论的产生过程介绍,对“DNA是遗传物质”证明实验介绍。学生通过多个生物科学研究方法的学习,可自己总结出生物科学研究的基本规律是问题——假说——实验——分析——结论。这有利于培养学生的研究能力,也有利于培养学生的创造能力。

③开放性

系统论认为任何系统都是开放的。课文系统也不例外。生物教材的课文系统与外界交流主要有两方面:一是与其它学科之间的横向联系。例如,在新陈代谢的内容中可渗透物理学中“物质不灭定律”的内容。二是与活动课程的联系,包括社会、生活、电视、杂志等。教材应充分反映与生物科学有关的社会问题,如在“能量代谢”中可插入利用动物能源解决能源危机问题的内容;在“矿质代谢”与“光合作用”中可反映无土栽培解决粮食危机问题;在《环境保护》中可介绍环境污染的现状与解决办法等。这种开放性在课文中表现的越丰富,越有利于教材能力培养结构的构成。

二、图象系统

图象系统也从三方面来体现能力培养结构。

1、图象的数量与类型

参照国外高中生物教材的图象系统,建议我国新教材应增加图象量。图象与课文之比应是1∶1.5,形式应多种多样:彩图、黑白图、简图、照片等。这有利于培养学生观察力与想象力。

生物科学定义范文第2篇

[关键词] 生物素养;学科热点事件;屠呦呦;施一公

培养学生的生物科学素养是普通高中生物学教学重要的目标。我国现行的普通高中生物课程标准所描述的课程基本理念中明确提出,提高每个高中学生的生物科学素养是本课程标准实施的核心任务。因此,作为高中生物教师,应该充分利用各种课程资源,着力于提高学生的生物科学素养,合理挖掘当前与生命科学密切相关的热点事件,开展教学不失为一种有效的选择。

一、解读生物科学素养的主要内容

我国现行的《普通高中生物n程标准》指出:生物科学素养是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观,它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平,以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。1993年,美国生物科学课程研究所(简称BSCS)出版了名为“发展生物学素养”的生物学课程指南,对生物学素养作了详尽的论述,并把它作为生物学课程的基本目的。BSCS认为,一个具有生物学素养的学生需要对科学的本质和特点有起码的理解。学生对科学知识特点的认识和理解,对科学的价值以及科学探究的过程和方法的理解与掌握,是生物学素养的基本要点。比较两者对生物科学素养的界定,虽然在表述上略有不同,但总的来说,两者对生物科学素养的认识是趋同的。概括地说,生物科学素养可以从知识、能力、情感态度和价值观三个维度来定义:在知识层面上,要求学生掌握基本的生物科学知识,能够用所学习的生物学知识理解或解释发生在身边的生物科学现象;在能力层面上,要求学生具有一定的生物科学探究和创新能力,具有将生物学知识用于解决实际问题的应用能力;在情感、态度、价值观层面上,要求学生形成正确的世界观和价值观,对生命现象和生物科学知识具有关注和探究的热情,对生物学技术及其他与生物学相关的问题具有正确的判断力,并且能根据自己的判断做出正确的抉择。

二、学科热点事件在培养学生生物科学素养中的作用

当今,随着信息传播手段的不断发展,人们获得各类信息的渠道增多,不少事情得到人们的关注而成为社会热点事件,这其中就有一些事件与生物学具有一定关联的,我们称之为学科热点事件。这类学科热点事件本身或者与事件相关的背景可能蕴涵着生物学的知识和原理,可能关系到生物学知识和技术的研究、发展和应用,也可能涉及对生物多样性、现代生物技术应用等方面的态度和价值判断。这就使得这些学科热点事件具备了成为有利于培养学生生物科学素养的课程资源的条件。

引导学生关注和探究这些学科热点事件,对于广大教师来说,也是培养学生的生物科学素养的应然之举。一方面,学生对于与生命科学有关的现象和事件的关注,乃至于愿意着力于对它们进行探索和研究,本身就是生物科学素养的一部分。2016年1月7日的《南方周末》发表的《核心素养:素质教育的新起点》一文中指出:现在的高中生中知道当红影视明星的学生要远多于知道屠呦呦的学生。此文提出,培养学生的核心素养需要用现实的情景及问题来激活教材知识,并借此将综合实践能力与情感、态度等加以整合;需要用人类最前沿的科普性知识,不时对“核心素养”予以淬炼和激活。另一方面,热点事件得到了社会层面较多的关注,在各种媒体中出现的频率也比较高,往往能够激发起学生去了解甚至去研究的兴趣。由于学科热点事件关联着学科的知识、技能和价值判断,只要老师引导得法,学生就有可能围绕这些热点事件有所疑、有所思、有所感、有所得,学生的生物科学素养就会在这个过程中得到有效的提高和发展。

一段时期以来,与生物科学相关的热点问题是很多的,笔者略举两个例子来说明其在培养学生的生物科学素养中的作用。

(一)屠呦呦研究员获得2015年诺贝尔医学和生理学奖

2015年,我国生物科学领域最引入注目的事情当属我国科学家屠呦呦与两位外国科学家分享了本年度诺贝尔医学和生理学奖,这是我国科学家因为在中国本土进行的科学研究而首次获诺贝尔科学奖。获奖消息传来,可谓举国沸腾,中国科学界多少年的诺贝尔科学奖的梦想这一刻终于成为了现实。笔者认为,我们每一位生物老师都应该在第一时间与同学们分享这份喜悦。同时,教师也需要挖掘这一事件在培养学生生物学科素养上的价值。

首先,教师应利用这一事件努力激发学生对生物科学的兴趣和热情。虽然学习及科学研究的本身并不是为了获奖,但获得诺贝尔科学奖毕竟代表了学界对科学家工作的充分肯定,是科学家本人以及他所代表的国家的一种无上的光荣。一个国家获得诺贝尔奖的多少,在很大程度上反映着这个国家科技创新能力的高低。我们国家在获得诺贝奖的道路上才刚刚起步,但我们有理由相信会有更多的诺贝尔奖花落中华大地。屠呦呦研究员获得诺贝尔医学和生理学奖,而在生物学领域还有无穷尽的未解之谜等待着人类去发现。21世纪正是“生命科学”获得巨大发展的世纪,“生命科学”发展的美好愿景一定能够吸引更多的同学关注或者投身于生物科学的研究中。因此,生物教师应该做好学生的领路人和宣传员。

其次,屠呦呦获得诺贝尔奖这一事件能够帮助学生形成正确的价值观。诺贝尔奖的颁奖词中提到,“屠呦呦发现了青蒿素,这种药品可以有效降低疟疾患者的死亡率”,“这三人的科研发现的全球影响及其对人类福祉的改善是无可估量的”。教师应该组织学生从这些颁奖词的角度去分析和讨论学习生物学知识以及进行有关生命科学研究的目的和价值取向。经过探讨,学生能够认识到学习知识、发展能力的重要性,力求用所学的生物学知识解决人们生产、生活中的实际问题。关注整个人类的生存和发展是学习生物学的根本目的,也是每一名学生立志要去实现的目标。屠呦呦研究员在解释当年她选择就读北京大学医学院药学系的原因时说:“药物是治疗疾病的主要手段,我认为只有生药学专业才最可能系统地探索中医药领域。”这段表述说明了屠呦呦年轻时候的志向和追求。显然,她获得诺贝尔奖与她所具有的正确的价值观是密不可分的。

这一事件在培养学生的科学创新意识和精神、引领学生理解生物科学探究历程和方法等方面都具有重要的作用。

(二)施一公教授带领的研究团队揭示剪接体结构及工作机理

在生物科技前沿领域,我国也有一些重大的发明和发现成为人们关注的热点。2015年8月,中国结构生物学家施一公教授带领的研究团队在《科学》周刊同时在线发表了两篇文章,揭示了剪接体的结构及工作原理。这是中国科学家在有关基因表达过程研究领域中的一项重大发现,清华大学为此项科研成果召开了新闻会。生物科学界很多科学家都认为这一发现是有望@得诺贝尔奖的成果。美国科学院院士、美国斯隆-凯特琳癌症研究中心教授丁绍・帕特尔说:“剪接体的结构是完完全全由中国科学家利用最先进的技术在中国本土完成的,这是中国生命科学发展的一个里程碑,它将影响并鼓励下一代青年人进入生命科学研究领域。”这一事件无疑是人们尤其是与生物科学相关的各界人士关注的热点,而帕特尔教授的评论,提示我们这一热点事件富含着培养学生生物科学素养的价值。

首先,教师可以充分利用这一事件培养学生的创新精神和创新能力。创新是一个民族的灵魂,创新精神和能力也是生物科学素养中至关重要的一个部分。围绕这一事件,我们不仅要向学生介绍施一公教授的团队研究的成果和意义,更重要的是要引导学生关注他们在技术和方法上的创新之举,要让学生深刻理解创新对于科学发现的重要意义。RNA剪接体的结构是长期困扰科学家的一个难题,而施一公教授的团队正是创造性地运用了冷冻电镜技术,并运用了新的计算方法才最终得到了科学的结果。也许,同学们并不能理解这些技术的原理,但同学们一定要有勇于创新的意识。同时,我们要让学生对创新有一个正确的理解,创新并不一定就是“无中生有”,如上文提到的冷冻电镜技术已经产生了几十年了,施一公教授的团队是创造性地运用了冷冻电镜的最前沿技术。因此,教师要让学生认识到创新可能是一种技术的改良,可能是一种新方法的运用。只要我们勤于思考,在科学的基础上勇于革新,创新并不是遥不可及的。对于学生来说,只有增强了他们对创新的理解,创新能力的提升才成为可能。

其次,教师也可以有意识地引导学生去关注施一公教授以及他的研究团队。在中国科学界,施一公教授无疑是一颗耀眼的明星。他那些丰硕的科学研究成果,他略带传奇色彩的求学和科研之路,他对生命科学研究的执着追求,他对中国科学研究及教育状况的真知灼见等,都可以成为学生去了解、研究和感悟的素材。在这个过程中,同学们可以更真切地理解科学的价值以及科学探究的过程和方法,这显然有益于提升学生的生物科学素养。施一公教授带领的研究团队同样值得我们的学生去关注。这个研究团队非常年轻,但是,他们用他们的智慧和努力创造了惊人的业绩,这也许更能激起学生向他们学习的热情和向他们靠近的激情和勇气。

再次,在学生对生物知识学习的层面上,这一热点事件对于激发学生学习相关知识的兴趣和信心、促进学生掌握相关知识是大有益处的。RNA剪接体是在真核生物基因表达过程中对前体RNA加工成成熟RNA过程中发挥其作用的。这个作用的机理,高中学生不必要知道。但与这个过程相关联的真核基因与原核基因在结构上的区别、外显子和内含子、基因的转录和翻译、基因表达的调控等知识是在高中阶段需要学生了解甚至掌握的。教师可以在适当的时机给同学们介绍这一热点事件及其有关背景,便会很顺利地为教学创造一个有利于学生学习的情境,学生的学习和探究就能更加投入和主动,这显然有利于学生对相关知识的学习。

当然,与学科密切相关的热点事件是层出不穷的。生物教师应该持续地关注这类事件,并积极探索其在培养学生生物科学素养方面的应用价值,为顺利完成高中生物课程的核心任务做出自己的努力。

[参 考 文 献]

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准(实验)[M].北京:人民教育出版社,2003.

[2]刘恩山.中学生物学教学论[M].北京:高等教育出版社,2003.

生物科学定义范文第3篇

概念是中小学理科各学科新课程内容的重要组成部分,学生概念的形成与理解将直接影响后续学习的效果。在新课程背景下如何开展概念的教与学,如何发挥概念在学生认知发展、观念建构方面的教学价值,如何通过概念学习培养学生分析问题和解决问题的能力,如何在概念学习中提升学生的科学素养,等等,已经成为中小学理科教师必须研究解决的基本理论问题和实践问题。

北京教育学院“科学教育重点学科建设”工作以“理科各学科知识结构与教学实践研究”为学科建设方向,重点研究了理科各学科的概念体系及其教学实践,本期《课程与教学》栏目选取他们的部分研究成果,供广大教师借鉴和学习。

遗传与变异是生物体的最本质特征,也是生物进化的基础。[1]因此,对于遗传与变异的学习,在理解生命现象、提高生物科学素养方面起到了基础性的作用。在小学阶段,学生通过辨认常见生物、培养植物、饲养动物、讨论克隆技术等活动,已经对生物多样性、生殖与发育等生物学问题有了直观的了解,进而对遗传与变异的概念也有了感性的认识。在此基础之上,初中生物学新课标主要以遗传信息的物质基础与传递表达方式为切入点,要求教师在教授遗传与变异相关知识时,促使学生建立如下三个重要概念:

第一,生物能以不同的方式将遗传信息传递给后代。一些进行无性生殖,后代的遗传信息来自同一亲本;一些进行有性生殖,后代的遗传信息可来自不同的亲本。

第二,DNA是主要的遗传物质。基因是包含遗传信息的DN段,它们位于细胞的染色体上。

第三,遗传性状是由基因控制的,基因的遗传信息是可以改变的。

笔者认为,这三个要求,涵盖了经典遗传与分子遗传的主要内容,有利于学生建构遗传与变异的概念体系,从而为高中以至更长远的学习活动打下坚实的基础。教师应该善于运用各种方法落实上述要求,促进重要概念的内化,提高教学的有效性。

同时,我们应该看到,课标对于遗传与变异重要概念的要求,大体上是按照“从高到低”的顺序排列的:首先谈到的是遗传信息的传递与表达方式,然后是遗传信息的物质基础,最后是遗传信息的基本定义。为了便于理解,我们将按照相反的顺序对课标要求进行逐一的解读,找出其内部联系,为更好地落实重要概念教学提出可行性的建议。

一、关于“基因”的定义

新课标中明确要求教师帮助学生建立“遗传性状是由基因控制的”“基因是包含遗传信息的DN段”等重要概念,这就要求教师明确“基因”的定义。但是,迄今为止,“基因”的准确定义尚存在争议。特别是随着分子生物学的发展,人们又发现了移动基因、断裂基因、假基因、重复基因、重叠基因及一系列的调控序列,使基因的定义更加复杂化。无论是课标还是教材,初中教学当中已经出现了“基因”一词,这对教学而言是一种挑战。很显然,对于没有接触染色体精细结构、尚未学习中心法则的初中学生而言,还不能准确地从物质基础这个层面了解基因的性质与功能,从而不能理解遗传与变异的特征与目的。

笔者建议,对于遗传信息的物质基础,在初中阶段应予以淡化。显然,上述关于基因的复杂的定义,属于生物学事实的范畴。初中阶段的重点应该是从概念层面解释“基因”的本质。其实,从分离与自由组合定律(孟德尔)到连锁与交换定律(摩尔根),人们已经明确了两个问题:其一,生物体内存在着控制各个性状的、按照一定规律进行相互作用的遗传因子;其二,这些遗传因子在体内呈有规律的线性排列。虽然一直到摩尔根创立遗传染色体学说时,人们仍然不能从分子水平上揭示基因的结构与功能,但是对于上述两个问题的认识,足以从逻辑层面给出“基因”的定义:存在于细胞特定位置上的、按照某种数学规律进行相互作用从而控制性状的“基本因子”。这个关于“基因”的定义,可以作为一般概念呈现给初中学生;进而通过基因与性状关系的例子,就能够总结出“遗传性状是由基因控制的”这一重要概念。对于初中生物学教学来说,这是最重要的。因为,这种概念化的、抽象的知识,能够锻炼学生透过现象探究事物本质的思维能力,有利于学生抽象思维的发展,从而有利于学生创新能力的提高。

我们不难发现,上述关于“基因”的定义,对于科学教育也是有重要意义的。很大程度上是因为它描述了所有科学门类的共同特征:基本因素的界定、分类和相互作用分析。如经典物理中的“质点”、化学中的“分子”、普通生物学中的“细胞”等等,都是各个学科中的“基本因素”。只有准确定义了“基本因素”,才能在此基础之上进行演绎、归纳,使本学科具有了数理传统。反之,若未准确定义“基本因素”,则难于进行逻辑层面的分析,整个学科偏向于博物学传统。两种传统不仅影响了各个学科的特质,还影响了学生对于不同学科学习与复习的策略。从初中到高中,“遗传与变异”内容有了“基因”的定义,使得本段教学内容更加凸显理科特征,这是教师在教学中要注意的。

二、关于遗传信息的传递与表达

从新课标的要求来看,遗传信息的传递与表达是“遗传与变异”教学的重点,从分子基础(遗传信息的调控与改变)到细胞行为(无性生殖和有性生殖)都作了要求,这就要求教师在备课时关注以下三个方面的问题。

1.遗传信息流动

遗传现象大体上可以分为细胞核遗传和细胞质遗传,且目前可认为前者是“主流”,而后者是“支流”。显然,“支流”不会是中学教学的重点。但是,应该在讲解基因的细胞定位和遗传信息的流动时,适当提及细胞质遗传的概念以及对生物体性状的影响,使学生能够全面地了解遗传信息流动的过程,知道除细胞核外,细胞质对性状也有一定的控制作用,从而在概念层面理解细胞质功能的复杂性。另一方面,“主流”和“支流”的共性,是遗传信息的传递和表达,在本质上,都体现了“生物能以不同的方式将遗传信息传递给后代”这一重要概念。教师可以先列举常见的遗传现象(即生物学事实),如“种瓜得瓜,种豆得豆”等,帮助学生建构重要概念,以便于学生顺利地迁移应用和学习。

2.人类性别基因

在初学遗传与变异时,初中学生往往不能准确把握基因与性状的关系,不能准确把握基因、DNA与染色体的位置关系,从而认识不到人类的性别决定机制。学生能够通过各种渠道了解人类X和Y染色体,进而简单地认为性别不同的根本原因是X和Y染色体的形态不同。对于这个问题,除要适当地介绍遗传信息的物质基础外,还应该为学生建立这样一个认识:人类的性别,其实就是一种特殊的“相对性状”。例如,在人教版教材中就提到“近年来,科学家发现Y染色体上还有3个基因,决定的产生和成熟。最近,科学家又陆续发现了X染色体上与女性性别有关的基因”。在此处,教师就应该提示学生:基因与性状的关系,同样可以用来解释人类的性别决定。只不过性别决定的过程是多个基因控制着多个性状,从而塑造了不同性别。如果课时允许,教师还可以就此介绍一些由于染色体变异而导致的性别异常的现象,让学生认识到,从某种意义上讲,性别并不是严格区分为“雌”“雄”两种形式,而是存在“过渡”状态的。这对学生从系统的角度认识生物的复杂性,进而认识生物本质是有很大帮助的。

“人类性别基因”一节是初中生物学教学的重点和难点。而从内容上看,本节内容是课标所述三个重要概念的应用,即从人类性别决定的角度阐明了遗传的本质。因此,教师必须在讲授本节课之前,就完成三个重要概念的建构,从而指导学生把握遗传本质,进行下位学习。

三、关于“变异”的概念教学

“变异”作为初中生物学教学的难点,有两个问题是要深入思考的。

1.可遗传变异和不可遗传变异

初中课标要求学生知道变异主要分为两类:可遗传的变异和不可遗传的变异。可遗传的变异是由遗传物质的变化引起的变异;不可遗传的变异是由环境引起的,遗传物质没有发生变化。显然,某一变异是否可遗传,关键是看遗传物质是否发生变化,而不是影响生物体的因素。由于学生初次学习基因与环境的关系,故需要用恰当的实例来帮助学生建构可遗传变异和不可遗传变异的概念。如同样是“无籽”农作物,“无籽西瓜”的“无籽”性状就是可遗传的,而“无籽番茄”的“无籽”性状是不可遗传的。通过这样的实例,学生就会认识到,一种变异是否可遗传,取决于遗传物质是否发生了改变,从而紧扣重要概念的教学。

2.可遗传变异的来源

可遗传变异的来源主要有3个:基因重组、基因突变和染色体变异。要认识可遗传变异的来源,必须对遗传信息的细胞定位及流动方式有比较清晰的认识,故对于初中学生而言,是一个难于理解的知识点,教师可用一系列实例加以说明。例如,农牧业中传统的育种技术,实质上就是基因(染色体)重组;无籽西瓜、八倍体小麦属于染色体变异(数目的变异);而镰刀型贫血症(在各版初中生物学教材中均有介绍)则属于基因突变。通过一系列的实例介绍,学生能够形成这样一个概念:突变的来源是多方面的,基因与性状之间的关系是复杂的。这与前面关于“表遗传学”的概念不谋而合,说明基因本身及其转录、表达调控,共同影响了性状的产生。通过展示这些生物学事实,学生就更加清楚“DNA是主要的遗传物质”“基因是包含遗传信息的DN段,它们位于细胞的染色体上”以及“遗传性状是由基因控制的,基因的遗传信息是可以改变的”等重要概念,从而更加深入地理解遗传与变异对于生物进化的重要意义。

重要概念是基于学科事实的、对学生总体把握知识体系、进行后续学习的思维框架,对于学生理解学科本质、提高学科素养具有重要作用。[2]新课标明确指出:“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。”可见,所谓生物学的“重要概念”,就是基于生物学科具体知识的、代表本学科基本观念与思想的知识。只有从重要概念的高度审视生物学科教学,才能清楚什么是对学生终身发展和终身学习有用的知识,才不会使自己的教学拘泥于一个个具体的生物学科事实中,才能摆脱死记硬背的学习方式,进而对生物学科本质问题进行思考,凸显生物学科的理科特质。

参考文献

[1]吴庆余.基础生命科学(第2版)[M].北京:高等教育出版社,2006.

生物科学定义范文第4篇

关键词:高校 综合性实验 设计性实验

生物科学专业人才培养的内容包含生物科学理论和生物技术两个方面,注重对学生技能的培养,其培养任务是学生在掌握基本理论知识的同时,接受一定程度的实践训练,培养学生良好的科学素养及科研能力。因此,实验课程的开设是生物科学专业人才培养的重要环节。

当今高校人才培养目标的重点是培养创新型、应用型人才。相对理论教学来说,实验教学更多的承担了培养学生创新性、应用性、自主性能力的任务。教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》(教高[2005]1号)中指出高校在实验教学中要增加综合性与创新性实验的比例,从而提高学生对本学科领域的自主学习和独立研究能力。《关于加强“质量工程”本科特色专业建设的指导性意见》(教高[2008]208号)中也指出,高校特色专业建设应特别注重加强实验教学,改革创新实验教学内容和实验教学方法,建立基础性、综合性、创新性、研究性等多种实验构成的实验教学体系。因此,对于生物科学专业来说,建立健全实践教学体系是人才培养的关键部分,其中实践教学体系中综合性、设计性实验课程的定位则尤为重要。

一、综合性、设计性实验的定位

教育部《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》中指出,设计性实验是指给定实验目的、要求和实验条件,由学生自行设计实验方案并加以实现的实验,而综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或相关课程知识的实验。综合性实验具有实验内容紧密,实验方法多元,实验结果综合的特点,而设计性实验具有实验内容自由,实验方法多元,实验结果多样的特点,这与单一的基础性和验证性实验有很大区别。因此,综合型和设计性实验从定位上应高于基础性和验证性实验,应在基础性和验证性实验的基础上进行综合性和设计性实验的开设。

二、综合性、设计性实验开设的限制因素

《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》中对开设综合性、设计性实验课程占总实验课程的比列有一定要求:综合性、设计性实验课程开设达到80%以上为实验教学效果好,达到50%~60%为效果较好。但是在实践教学过程中,大多数高校,尤其是新建本科院校的生物科学专业,其综合性、设计性实验的开设率很难达到50%,并且在实际教学过程中存在诸多的限制因素。

1.实验课程安排的盲目性

开设综合性和设计性实验课程,需要先考虑如何安排专业实验课程。生物科学专业的实验课程主要由专业基础课、专业方向课和专业选修课组成。专业基础课包含生物化学、分子生物学、细胞生物学、微生物学、植物学、动物学、植物生理学、动物生理学等,所涉及的实验知识和技能是整个生物科学专业培养课程的基础和核心。专业方向课是在专业基础课的基础上进一步深入和扩展的针对性较强的专业课程,如基因工程、发酵工程、酶工程等。专业选修课是专业方向课的补充和扩展,如蛋白质组学、分子遗传学、生物技术制药等,学生可以根据自身的需要和接受程度自行选修相应的实验技能,从而针对性地提高专业技能。

基础性、验证性、设计性、综合性等类型的实验内容在开设的过程中需要考虑各专业课程的性质。不同的专业课程对实验的要求存在一定差异。目前,绝大多数高校在开设综合性、设计性实验课程时很少去区分专业基础课、专业方向课和专业选修课的课程性质,仅仅是为了满足教育部的评估要求而盲目的增加综合性、设计性实验课程,这导致学生在上专业基础课时无法适应综合性、设计性实验内容,而上专业方向课和专业选修课时又对综合性、设计性实验中涉及的基础性实验内容没有完全掌握,从而产生专业实验技能培训的混乱现象。

2.实验课时分配的不合理性

综合性、设计性实验内容覆盖广,对实验技术要求高,所以需要更多的教学时数支撑。如《分子生物学》实验中仅PCR过程至少需1小时、《生物化学》的蛋白质分离纯化实验需3~4小时、《微生物学》的细菌培养需1~2天等,这在有限的学时下很难完成教学任务。

通常,实验课程的课时分配需要结合总课时量的分配情况,再安排不同专业课程的理论和实验课时比例。理论课时和实验课时分配本身就存在矛盾,如果再增加对综合性和设计性实验分配比例的考虑,势必会造成这种矛盾的加剧。部分高校能够将一部分专业基础课的实验内容独立出来,如生物化学实验、分子生物学实验、微生物学实验等,保证该实验课程拥有较多的课时。而大多数高校能独立出来的实验课程相对较少甚至为零,实验内容只能附属于理论课程之下,导致实验课程教学时数较少,教学内容不完整,这是制约高校实验课程改革的重要的问题之一。

3.实验教学模式的保守性和封闭性

受传统教育思想的影响,我国高校生物科学专业的实验教学基本上延续了以理论知识为主,实践技能为辅的教学模式。实验课程教学模式更是偏重于基础性、验证性、演示性实验。这些实验内容简单、固定,实验内容之间很少有过渡和衔接,甚至部分课程之间的实验内容存在大量的重复。

综合性、设计性实验课程的开设,要求实验教学模式多样化、开放化和灵活化。不同的实验场地、实验对象、实验内容和实验方法可能会在一个实验项目中涉及,这不同于传统、单一、封闭的实验教学模式。无论从时间、空间,还是内容和方法上,对高校生物科学专业的专业建设和实验教学模式都提出了新的挑战。

4.实验室管理模式的固定

传统实验教学模式产生了传统的实验室管理制度,其要求实验课程的开设应在规定的时间和地点完成教学任务,仪器设备和试剂的管理都是统一的,任课教师为了在不违反实验室管理制度的前提下完成实验教学任务,只能尽可能多的开设传统的、简单的实验内容,这也是基础性和验证性实验内容比例较高的原因之一。综合性和设计性实验需要开放的实验室管理制度相配套,传统的实验室管理体制与之存在严重的矛盾,这是限制高校生物科学专业实验课程教学改革的重要因素之一。

5.实验资源的不合理分配和使用

实验设备及经费的分配是限制高校生物科学专业实验课程改革和发展的瓶颈之一。生物科学专业对仪器设备、实验材料和经费的依赖较高,尤其是分子生物学相关实验涉及的仪器,动辄十几万到几十万元一台,这对于部分新建本科院校来说是个门槛。也因此受到了限制,大多数高校在开设综合性、设计性实验课程的时候往往需要考虑已有的实验仪器设备、配套设施等是否满足课程需要,而不是去考虑如何合理的设置实验内容,这违背了综合性、设计性实验开设的宗旨。

三、综合性、设计性实验开设及实施的建议

1.实验课程的层次化和实验内容的模块化

综合性、设计性实验课程的开设,需要根据人才培养方案的目标和任务,制定专业基础课、专业方向课和专业选修课的课程群,在实验课程的安排上要严格区分不同性质的专业课程对不同类型实验的需求,使实验课程形成完整的技能链条,具有明显的层次,即实验内容由浅入深,实验方法由少变多,实验原理由简入繁。

实验课程模块化是解决实验课程课时不足的有效途径。根据人才培养方案中实验课程涉及的实验技能,精炼实验内容,做到一个基础性实验包含一个实验方法和原理,形成基础实验模块,并使该实验模块能在今后的专业方向课和选修课中被涉及。这样在专业方向课和选修课的实验课程中将基础实验模块进行组合,从而建立综合性、设计性实验课程内容,使专业基础课、专业方向课和专业选修课的实验课程形成有机的整体。

实验课程层次化能够明确不同课程的教学目标和任务,避免课程之间知识和技能的重复和断裂,建立课程之间良好的过渡和衔接。实验课程的模块化能够更好的细化知识和技能,避免专业课程之间实验内容的无序和重复。

2.实验课程课时的分配及设置

根据专业课程的性质,将专业基础课的实验独立出来,分配较多的课时,使专业基础课能够开设更多的基础性和验证性实验。这些实验通常能够在1~2个课时完成,内容简单,使学生能够在较短的时间内掌握。每学期一门专业基础课安排至少20课时的基础性实验,这能够充分培养学生的基本实验技能,为将来的综合性、设计性实验的学习打好坚实的基础。

专业方向课和专业选修课的实验内容以综合性、设计性实验为主。综合性和设计性实验在课时安排上不局限理论与实验课时的分配比例,实验和理论课时可以灵活调度,将实验内容作为理论内容的延续和补充,同时也能在实验内容中进一步深入理论内容,实现“从做中学,边学边做”的教学效果。

3.开放式、信息化的实验教学模式及管理方式

开放的实验教学模式是综合性、设计性实验开设的必要保障。在开放式实验环境中,学生以分组的方式进行实验,可以自行安排实验时间,从而避免实验室学生人数过多,实验资源紧张的情况,同时也能使教师最大限度的指导学生;学生可以选择内容进行实验,避免实验资源的不合理分配,提高仪器的利用率;学生在一定范围内自由选择实验方法及手段,避免实验教学的单一性和局限性。开放式实验教学模式不仅解决实验教学课时紧张、实验资源的不合理分配问题,还可以调动学生实验操作的积极性,使学生在实验中变被动为主动,提高学生的综合素质。

在开放式实验环境中,实验室应根据不同学科将实验室进行分类,以实验仪器设备的利用率及价值进行分区,不同分区有专人负责管理。开放式实验室可建立信息化管理方式,统计实验室及仪器的使用频率,对频率较高的实验室采取开放式管理,对频率较低的实验区域进行统筹管理。此外,考虑到生物科学专业的一些仪器设备价格昂贵,可以专人专管,并使用网络信息系统建立预约机制,采取计划性、集中性安排仪器的使用时间,实行半开放策略。

四、结语

生物科学定义范文第5篇

核心概念;整体备课;生物科学素养;迁移应用

随着高中生物学课程改革的深入开展,越来越多的的高中生物学教师关注生物学核心概念的教学,尝试引导学生从繁杂的“单纯”概念的记忆中解脱出来,转向对核心概念的构建和深层次的理解,实现零散的概念知识科学系统的整合及迁移应用,有效地提高学生的生物科学素养。

一、高中生物学核心概念是学科中心的概念

高中生物学知识包括生命科学事实、基本原理、科学概念、模型等类型,人教版高中生物课程标准教材将核心概念等同于核心知识。刘恩山教授认为,核心概念是基于课程标准某个主题的知识框架中概括总结出来的,特别强调概念之间的关联和概念体系的结构。笔者经过近两年的高中生物科学概念学法指导研究认为,高中生物核心概念主要是指位于学科中心的概念性知识,包括概念、原理、模型、规律及理论,是学科知识的主干部分。一般用陈述句表述核心概念。核心概念与我们平时所说的普通定义或概念等有较大区别。以“群落”这一核心概念为例,人教版《高中生物?必修3?稳态与环境》对“群落”的表述是“同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。”而从核心概念角度来看,“群落”是种群概念研究的延续,是多种有直接、间接关系的生物种群有机组合在一起;有一定的物种组成(物种丰富度);有特定的空间结构、边界和范围;在一定的变化条件下还可能发生群落演替。引导学生形成正确的核心概念,有利于培养学生的科学思维能力,形成正确的知识体系,促进生物科学素养的养成。

二、核心概念教学的三个基本环节

1.发挥整体备课优势,凸显核心概念

整体备课是相对于我们教师或集备组平时的课时备课而言的,其是依据系统论的系统教学设计的一种模式,即对某个教学模块的整体设计。教师在整体备课中,要综合考虑课程标准、学生具体学情及教学内容,对学科知识进行整体上创造性教学设计。整体备课是教师在进行逐个课时备课之前要实施的一个环节,事关该模块教学,起到高屋建瓴的作用。

整体备课时要注意凸显核心概念在整个模块知识框架中的位置,在充分了解学生的原有知识储备、符合各模块或单元知识内在逻辑的基础上,尝试围绕核心概念开展教学活动,帮助学生形成每个模块内部及各个模块间的知识体系或知识网络。

如在人教版《高中生物?必修1?分子与细胞》细胞代谢模块的整体备课中,我们要重视“细胞呼吸”核心概念的地位。在学生的前概念知识基础上,要针对如何引导学生探究酵母菌细胞呼吸方式、细胞呼吸过程的分析、呼吸概念的归纳等知识进行备课,还要备光合作用有关内容,以及《高中生物?必修3?稳态与环境》中的有关生态系统能量流动概念。在教学时,注意“细胞呼吸”这一核心概念与光合作用联系,为后续生态系统能量流动概念教学奠定基础,促进学生形成有关概念体系。

在人教版《高中生物?必修3?内环境与稳态》模块教学前,用系统论思想指导整体备课,人体细胞是人生命活动最基本的结构层次;常见的人体细胞举例;每个细胞内可以相对独立地进行一系列细胞代谢活动;人体细胞生活在内环境中;内环境的相对稳定与人体细胞的关系;植物体维持稳定性的机制;生态系统稳定性的调节。每个层次都是个独立的系统,都要维持相对稳定才能行使正常功能。因此,针对一个模块知识的整体备课让我们站得更高,看得更远,从而全盘把握。

2.创设生物实验情境,提升核心概念的建构能力

结合生物学是一门实验学科的特点,教师精心创设实验情境,指导学生动手进行实验探究,并进行实验反思与总结,促进核心概念的构建。

在核心概念“细胞呼吸”教学中,创设以下实验情境,引导学生进行实验,探究酵母菌的呼吸方式。

(1)实验小组通过预习,尝试配制酵母菌培养液。由此,学生建立“细胞呼吸过程需要分解有机物,常见的是葡萄糖”的认识。

(2)通过创设外界通入氧气、不接外面氧气两种实验情境进行对照实验,学生获得“细胞呼吸包括有氧呼吸、无氧呼吸两种方式”的观点。

(3)通过有氧、无氧条件下细胞呼吸的产物的检测,学生自然得出“细胞呼吸包括有氧呼吸、无氧呼吸两种方式,产物有二氧化碳、酒精等”。

(4)引导学生分析:本实验中单一的自变量是什么呢?因变量、无关变量又是什么?

(5)思考、讨论:反应底物选择葡萄糖溶液的理由是什么?本实验选择的有氧、无氧条件是如何完整实现?本实验检测实验产物的如何归类?

(6)如果要比较两种呼吸方式放出的热量多少,本实验还可以进行哪些拓展?

通过逐步深入的实验探究,使得学生建立对“细胞呼吸”这一核心概念的正确认识:细胞呼吸是指细胞通过分解有机物,常见的是葡萄糖,以有氧呼吸或无氧呼吸的方式氧化分解,产生二氧化碳、酒精等,同时放出能量的过程。

3.结合生活实践情境,提高概念迁移应用能力

检验概念掌握情况的标准是学生能否灵活应用概念,能否做到学以致用。如在“种群”概念教学中,努力给学生创造应用已学概念的机会。由理想状态下细菌分裂的后代数量分析入手,学生建立Nn=2n的数学模型;进一步思考:若在一个有限的培养基中细菌分裂的后代数量又如何变化;有机地结合课本中的实例建立“S”型增长、“J”型增长曲线的数学模型。在此基础上,引导学生思考:外来入侵物种最可能朝哪一种增长曲线的方向发展?“S”型增长曲线的1/2K值和K值对于保护有益动物、防治有害动物有什么启示?在学生自学基础上分小组进行的数学模型的建构,并应用模型进行分析,激发学生的学习兴趣,拓展学生的思路。

生物科学定义范文第6篇

对食用菌概念的明确定义,文献记载最早的是杨庆尧先生的《食用菌生物学基础》:“食用菌俗称菇或蕈,是一类可以食用的大型真菌,具有肉质或胶质的子实体,诸如羊肚菌、牛肝菌、鸡枞(应为斜土旁)菌、蘑菇、口蘑、香菇、草菇、侧耳、木耳、松乳菇等。”[14]杨新美先生在《中国食用菌栽培学》中描述的定义为:“食用菌是一类子实体肉质或胶质可供食用的大型真菌,通常只包括少数几种子囊菌,绝大多数种类是担子菌。担子菌中又以蘑菇目或称伞菌目(Agaricales)为最多。”[18]黄年来先生在《中国食用菌百科》中对食用菌描述的定义是:“食用菌是可供人类食用的大型真菌(MacroscopicFungi)。通常也称为‘菇’、‘菌’、‘蘑’、‘耳’。约90%的食用菌属于担子菌纲(Basidiomycetes),少数属于子囊菌纲(Ascomycetes)”[12]。GB/T12728-91《食用菌术语》标准中对食用菌的定义是:“指可供食用的一些真菌。多数为担子菌,如蘑菇、香菇、草菇、牛肝菌等。少数为子囊菌,如羊肚菌、块菌等”[16]。GB/T12728-2006《食用菌术语》国家标准中对食用菌的定义是:“可食用的大型真菌,常包括食药兼用和药用大型真菌。多数为担子菌,如双孢蘑菇、香菇、草菇、牛肝菌等。少数为子囊菌,如羊肚菌、块菌等[16]”。2009年出版的《中国食用菌产业科学与发展》书中的定义是:“食用菌(ediblemushroom)是指可供人们食用的一类大型真菌,它们具有肉眼可见、徒手可采、具不同形状的子实体。这些子实体或者生于地上的倒木树桩、粪草土壤、植物根茎上面或者生于地下土壤中,俗称‘菇’、‘蕈’、‘蘑”、“菌”、“耳”、“芝”、“伞”等。如平菇、香菇、白灵菇、草菇、大杯蕈、榛蘑、口蘑、松口蘑、猴头蘑、羊肚菌、块菌、木耳、灵芝、黄伞等。从药食同源这个意义上讲,广义上的食用菌包括食用、药用和食药兼用三大类用途的大型真菌;狭义上仅指作为蔬菜食用和食药兼用的种类,不包括药用种类。常见的食用种类如平菇、香菇、双孢蘑菇、木耳、金针菇、草菇等;常见的药用种类有灵芝、茯苓、猪苓等;常见的食药兼用种类有冬虫夏草、猴头、银耳、灰树花等”[19]。被我们现代称为属于大型真菌的“食用菌”,包括许多种。古代人们对这一类生物的称呼十分多样,不同年代、不同地区又有不同的称呼,由于它们的种类繁多,形态多样,我国古籍中有文字记载的就有菰、蕈、菌、芝、耳等。这些词多数不是专指一种,而泛指几种或相近的一类。食用菌不是分类学上的名称或单元,而是一个专业术语,其区别特征是食用的大型真菌。

食用菌的同义现象与上位概念

上位概念(superordinateconcept)表示属概念或整体概念的概念为上位概念(superordinateconcept)[20]。食用菌的上位概念有下列3个被广泛应用。大型真菌(macrofungus)真菌(fungi)是一类不分化为根、茎、叶,具有真正的细胞核,不产生维管束,以孢子进行繁殖,因没有叶绿素进行光合作用制造碳水化合物,故必须依靠现成有机物质维持其异养生活,常常以具有分枝丝状体的菌丝(Hyphae)为重要特征的生物类群。真菌以其营养方式,大致可分生存于活的生物体上的寄生性真菌和生存于腐朽物质上的腐生型真菌两大类。其中,大部分真菌为腐生型,当然介于寄生性和腐生型两大类间还有不同程度的中间性真菌。肉眼可见的真菌为大型真菌,大型真菌中的种类以其对人类的用途可分为食用真菌(简称食用菌)、药用真菌(简称药用菌)、有毒真菌(简称毒菌)及其它。“大型真菌macrofungus子实体肉眼可见,徒手可采的真菌。”[16]以大型真菌冠名的科技文献很多,如《中国大型真菌原色图鉴》[21]。蘑菇(mushrooms)《中国食用菌百科》讲:“蘑菇一词含义多样。通常是泛指具有肥大子实体的担子菌或子囊菌,包括肉质伞形的牛肝菌,球形的马勃,头状的猴头菌,马鞍状的马鞍菌及非肉质的灵芝、栓菌等。狭义的蘑菇仅指担子菌和伞菌目真菌,尤指双孢蘑菇(A.bisporus)及其近缘种四孢蘑菇(pestris)及大肥菇(A.bitorquis)等。”[12]使用广义蘑菇概念的科技文献,如刘波的《蘑菇》[22],邵力平等编著的《中国森林蘑菇》[23]。这些文献中记载的是多种大型真菌。使用狭义蘑菇的科技文献,如浙江农业大学编著的《蘑菇栽培技术手册》[24]、上海市农业科学院园艺研究所编著的《蘑菇栽培技术》[25]等书中的蘑菇,就是专指双孢蘑菇的。数目繁多的蘑菇,依据对人类的关系又分为“食用蘑菇”和“毒蘑菇”,使用这两个概念出版的科技图书如中国科学院微生物研究所编著的《食用蘑菇》[26]与《毒蘑菇》[27]。国家标准GB/T12728-2006《食用菌术语》规范蘑菇术语的定义为:“蘑菇mushroom大型真菌的俗称。见大型真菌。按用途分为食用菌、药用菌、有毒菌和用途未知四大类。多数为担子菌,少数为子囊菌。”[16]英语“mushroom”一词被翻译成蘑菇。对我国人民而言,蘑菇就是指各种肉眼可见的大型真菌,晚清《家菌长养法•蕈种栽培法》一书提要中就讲:“菌俗名蘑菇。”[28]“蕈即菌也。”[28]可见,在晚清时期我国把“菌”、“蕈”同“蘑菇”一样,都是指肉眼可见的大型真菌,有许多种。对欧美人来讲“mushroom”过去主要指“双孢蘑菇”,因为他们长期以来只栽培双孢蘑菇。由此,我们现代有些学者曾把“蘑菇”这一术语分为广义与狭义两种含义:广义的蘑菇与大型真菌同义,狭义的蘑菇专指双孢蘑菇及其近缘的栽培种,如上所述。把“蘑菇”概念分为广义的和狭义的,使用起来容易混淆,给交流带来有许多不便。因此,建议以后不要把“蘑菇”这一概念分为狭义的和广义的,按照GB/T12728-2006《食用菌术语》规范的,用“蘑菇”一词时就是与大型真菌同义,它包括许多种。双孢蘑菇就称双孢蘑菇,不要简称“蘑菇”。蕈菌(mushrooms)国际著名食用菌专家香港中文大学张树庭教授对蕈菌有科学的定义,在他所著《食用蕈菌及其栽培》一书中做了论述:以往人们将英文mushroom译成蘑菇或食用菌,译义不很恰当。例如中国人对木耳、银耳和灵芝并不称之为蘑菇;而所谓的食用菌在习惯上又不包括诸如面包酵母菌和乳酸杆菌等实际可食的菌类。凡此种种,造成了名称与含义的不相符。为了“名”正“言”顺,有利于蕈菌方面的研究,使之与细菌(Bacteria)、放线菌(Actinomyces)、酵母菌(Yeast)、锈菌(Rust)、黑粉菌(Smut)、真菌(Fungus)等菌类名称相对应,著者将广义上的mushroom称为“蕈菌”,将研究蕈菌的学科称为“蕈菌学”(mushroombiology)。著者认为,蕈菌是指那些具有显著子实体并可资鉴别的大型真菌。所谓大型真菌,是指其子实体肉眼可见、双手可摘者。可以食用的大型真菌称为“食用蕈菌”(Ediblemushroom);具有药用价值的为“药用蕈菌”(medicinalmushroom);著者将这两类蕈菌的生物学特性及其利用价值用有诗趣(poetically)的语言概括的描述如下:无叶无芽无花,自身结果;可食可补可药,周身是宝。对于那些具毒性的大型真菌称为“有毒蕈菌”(Poisonousmushroom)。此外,还有一些功能未明的蕈菌尚待进一步研究才能确定其归属的其它蕈菌(othermushroom)。这种区别是相对的,因为许多蕈菌是可食、可补亦可药用[32]。蕈菌学(mushroombiology或mushroomscience)是研究蕈菌(mushroom)的科学,是一门新兴的应用真菌的现代学科,是关于蕈菌(mushroom)栽培原理和实践的一门科学。为了建立指导这个学科将来发展的原理,需要有系统的研究——这与其它分支学科一样。这种系统的研究,不仅仅是理论的研究和探讨,还包括栽培实践的各个方面。任何一种作物成功的生产,都要建立在科学知识和实践经验的基础上[29]。

关于“菇菌”和“菌类”“菇菌”是一个造的新词,是近些年来在我国一些食用菌出版物和蘑菇“科技馆”等领域刚刚出现的。“菌类”是一个使用了很久的词汇,它的起源虽然很难考证,但至少在明代的《亘史钞》中已经使用了,在《亘史钞》里“菌类”是《广菌谱》的前身,讲的是多种“大型真菌”。在科学发展的不同阶段,随着对生物微观领域认识的不断深入,给“菌类”概念又赋予了新的内涵。在生物科学发展的今天“,菌类”包括细菌、黏菌和真菌[30]。近年来使用“菇菌”一词的,如1977年湖南师范大学生物系、湖南省副食品公司菌种场合编的《湖南主要食用菌和毒菌》一书中,在第一章第一节中的一级标题用了“菇菌的食用价值”[9]。1993年中国农业出版社出版的《中国食用菌百科》中在栽培史部分使用了“菇菌文化”、“菇菌字源学”[12]等词汇。食用菌科技图书的书名使用“菇菌”,是1999年中国农业出版社出版的《菇菌生产技术全书》[31];2003年科学技术文献出版社又出版了《菇菌栽培手册》[32];2004年中国农业出版社出版了《新世纪菇菌生产技术丛书•蘑菇生产全书》[33]等系列食用菌著作。在这几本书中仅看到《菇菌栽培手册》在前言中对“菇菌”一词作了解释:“人类对真菌的认识和利用,开始于对大型真菌(Largerfungi)的研究,就是我们通常所说的‘菇菌’(mushroom)”[32]。“能形成大型子实体的菇菌约10000种,绝大部分是担子菌,一小部分为子囊菌”[32]。从这个定义看,“菇菌”与“大型真菌”是同义词;但从这些书的内容看“菇菌”又酷似“食用菌”的含义。根据《食用菌术语》国家标准及我们习惯的用法,“大型真菌”与“食用菌”的关系,不是同一个层级的概念。“大型真菌”是上位概念,“食用菌”是下位概念。“大型真菌”不仅包括“食用菌”,还包括“药用菌”、“毒蘑菇”以及其他。由此可以看出,菇菌是一个层次不清、概念模糊的新词,这个新词又与其他几个常用的术语同义,如“大型真菌”“、蘑菇”“、蕈菌”等。2010年出版的《中国菇业大典》(以下简称《大典》)一书中,既把“菇菌”对应于英语“mushroom”[34]。又把“菌类”对应于英语“mushroom”[34]。我国早把汉语“蘑菇”一词对应于英语的“mushroom”,《大典》又把新词“菇菌”、老词“菌类”均对应于英语“mushroom”,这不仅说明《大典》本身使用术语混乱,同一部著作中同一个英语词汇对应于两个汉语词汇,而且“菌类”对应于“mushroom”也不符合现代生物科学的进展给“菌类”赋予的新义。《大典》把汉语“菌类”对应于英语“mushroom”,如果在我国尚未引入近代生物科学以前,还没有使用显微镜,我们还不知道有细菌、黏菌的历史时期还可以,可惜那个时代的近代生物科技包括“mushroom”一词还未传入我国,在“菌类”已包括细菌、黏菌、真菌的现代科学认识的今天,再把“mushroom”对应于汉语“菌类”,恐怕是“时过境迁”“、名不副实”了。新词“菇菌”的使用,还不符合我国对于创造新词的有关规定。对于科学新词的提出和使用《全国科学技术名词审定委员会科学技术名词审定原则及方法》中明确规定:贯彻科学性的原则”中:定名应准确表达单个概念的科学内涵和本质属性。”及对不科学的,易引起概念混乱的名词应予以纠正。”[38]又如科技新词定名与”中规定:科技新词是指国内外近年出现的代表新概念、新理论、新物质、新技术、新工艺等范畴的科技名词。”[35]与科技新词工作分为‘试用’和‘审定公布’两步进行”[35]等等。这些原则和方法是我们科技工作者的各行业都应该遵守执行的,“菇菌”一词的内涵既不是新概念,它的出笼又不符合上述规定的精神。发展食用菌科技就会有新的概念、新的术语不断出现,但应严谨、准确、科学,还应按照国家有关规定及时给以准确的定义。当一个“概念”已经有对应的名称使用时,尽量不要再造与其同义的新词为名称。一个概念有多个名称时,最容易造成混乱。尽量向“一个概念仅确定一个与之相对应的规范的中文名称”[38]的原则靠拢。

规范食用菌术语

生物科学定义范文第7篇

科学精神是人们在工作,学习和生活中表现出来的毅力,勤奋的工作态度和价值观。许多科学家和科学史的智慧结晶,包含科学探索,积累的科学史实,科学的研究方法和科学思想,使学生能接受科学的方法,科学精神和科学启蒙方面的熏陶。这是高中学生的科学素养中最重要的组成之一。在课堂中重现科学家们经典实验的设计过程,让学生重复科学家探索的思路,使知识成为学生再发现和再创造的过程,培养学生的探究能力。例如,细胞膜的结构和功能,光合作用的研究,研究和动物激素等的概念。生物科学史是一个非常有价值的教育资源,其中的许多例子,反映科学教育的精神,是培养学生良好的材料。例如,孟德尔经过8年,经历了无数次的杂交实验,他终于作出分离基因和基因的自由组合定律。达尔文冒着生命危险做全球生物调查,最终写出伟大的进化杰作《物种起源》。通过科学历史教育,可以发展学生的科学精神,也能激发学生的民族自尊心、自信心、自豪感和凝聚力,学生的爱国主义和情绪,从而实现提高学生生物科学素养的目的。

二、培养学生的生物实验能力

生物科学素养的提高需要依靠对学生实验能力的培养。科学研究表明,如果学习的内容尝试后,只听三小时,能记得60%;如果你听了看了三个小时后,能记得80%;如果听了看了并且动手做三小时后,能记住90%。可见,生物课程学习中实验是十分重要的。实验教学主要培养学生观察实验、收集和处理信息、数据处理等方面的能力,帮助学生积累实验设计、质疑、推理、归纳和演绎的科学方法等应用体验,学生必须要实事求是的记录,整理和分析实验数据,定量表达结果等。《标准》说,学生应正确使用显微镜、生物实验和仪器等常用工具,实验操作能力必须具备。需要注意的是,安全使用实验器具(如解剖器具、玻璃器皿、酒精灯等)和实验药品(酒精、酸、碱等),在实验中是不能忽视的,教师应强化这方面的实验安全教育,帮助学生树立安全实验观,提高他们生物学实验的基本技能。

三、培养学生收集信息的能力

生物科学定义范文第8篇

关键词:传感器技术;应用; 现状;发展趋势;微型化;多功能化;智能化;网络化

随着科学技术的迅猛发展, 在机械制造、交通运输、石油化工以及医疗卫生等领域,传感器技术的应用越来越广泛,它正逐渐地渗透到人们的日常生活中去。

从某种程度上来讲, 衡量一个国家科学技术现代化程度的重要标志是传感器技术水平的高低,主要体现在传感器能够较好地实现自动控制水平和测试技术的高低。作为测量与自动控制的重要环节的传感器,不仅是新技术革命的重要技术基础,而且还是当今信息社会的重要技术基础。笔者就当前一些重要的领域里,讲述了传感器技术的应用情况,并按照目前传感器技术的发展现状,对其将来的发展方向加以预测。

一、传感器的定义以及分类

(一)传感器的定义

从广义上来说,传感器是指将被测量对象的某一确定的信息具有定量检出与感知功能,而且根据一定的规律能够转化为与之相符的有价值认识信号的装置或者元器件。从狭义上来说,可以感受被测量,而且可以根据特定的规律把其转化为性质相同或不同的输出信号的装置。

(二)传感器的分类

1.传感器种类及品种繁多,原理也各式各样。

2.按照输入物理量的分类,传感器常以别测物理量命名,如位移传感器,速度传感器、温度传感器、压力传感器等;

3.按照工作原理分类,传感器的命名常能够根据工作原理,如应变式、电容式、电感式、热点式、光电传感器等;

4.按输出信号分类,可分为模拟传感器和数字式传感器。若输出量为模拟量则成为模拟式,输出量为数字式则称为数字式传感器等。

5.按照被测量的性质,可分为物理传感器、化学传感器和生物传感器三大类。

(1)物理传感器原理及应用[1]

物理传感器是利用某些物理效应,把被测量转化成为便于处理的能量形式的信号装置,其输出的信号和输入的信号有确定的关系。常用的物理传感器有光电式传感器、压电式传感器[2]、电磁式传感器、热电式传感器、光导纤维传感器等 [3]。

(2)化学传感器原理及应用

化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器,将被测信号量的微小变化转换成电信号。常用的有气敏、湿敏和离子传感器。

(3)生物传感器原理及应用

生物传感器是利用生物分子探测生物反应信息的器件。换句话说,它是利用生物的或有生命物质分子的识别功能与信号转换器相结合,将生物反应所引起的化学、物理变化变换成电信号、光信号等。有人将生物传感器形象地定义为:由生物识别单元。可见,任何一个生物传感器都具有两种功能,即分子识别和信号转换功能[4]。

二、传感器技术的应用

传感器技术是当前代表国家综合科研水平的重要水平,传感器技术的具体应用是传感器技术转化的重要途径和方法。

(一)主要传感器技术分类

1.光电传感器技术

光电传感器技术又称为光感器技术,是将光感信号转化为电信号的一种传感器技术。光感器技术可用于检测直接引起光量变化的非电量,也可用于来检测能转换成光量变化的其他非电量,目前主要应用于工业自动化装置和机器人技术中。

2.多传感器技术

传感器是获取信息的工具。多传感器信息融合技术军事上的成功应用后,极大地提高了传感器系统的可靠性,扩展时间上和空间上的观测范围、增强数据的可信度、增强系统的分辨能力。多传感器技术主要是信息融合技术。

3. 生物传感器技术

生物传感器技术是一种将生物化学反应能转化成电信号的分析测试技术,以此而制成的传感器装置具有选择性高、分析速度快、操作简单和价格低廉的特点。作为一门在生命科学和信息科学之间发展起来的一门交叉学科,应用很广泛。

(二)传感器技术在ITS中的应用

  ITS是人们将先进的信息技术、数据通讯传输技术[5]、电子控制技术、传感器技术及计算机处理技术等有效地综合运用于整个交通运输体系。

1.传感器技术在智能汽车中的应用[6]

2.传感器技术在虚拟仪器中的应用

3.传感器技术在军事领域中的应用

三、传感器的发展趋势

近年来,随着生物科学、信息科学和材料科学的发展,传感器技术飞速发展。由于微电子技术和微机械加工技术发展,传感器必将向微型化、多功能化,智能化和网络化方向发展。

(一)微型化(Micro)

微型化传感器主要由硅材料构成,具有体积小、重量轻、反应快、灵敏度高以及成本低等优点。其核心技术是研究微电子和微机械加工与封装技术的巧妙结合,期望能够由此而制造出体积小巧但功能强大的新型系统。3D微型结构已作为微型传感器的主要敏感元件被广泛应用于不同的研究领域中。

(二)多功能化(Multifunction)

通常情况下一个传感器只能用来探测一种物理量,但在许多应用领域中,为了能够完美而准确地反映客观事物和环境,往往需要同时测量大量的物理量。由若干种敏感元件组成的多功能传感器则是一种体积小巧而多种功能兼备的新一代探测系统,它可以借助于敏感元件中不同的物理结构或化学物质及其各不相同的表征方式,用单独一个传感器系统来同时实现多种传感器的功能。随着传感器技术和微机技术的飞速发展,目前已经可以生产出来将若干种敏感元件综装在同一种材料或单独一块芯片上的一体化多功能传感器。

(三)智能化(Smart)