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在教学进程中,要坚持以技能为目的,让学生学会自主学习。高三复习课教学往往会无意识强化教师“教”的主体地位,过度关注知识内容而缺乏学习技能性的指导,扼杀学生的问题意识与创造能力,延阻学生的个性发展。但若课堂缺乏教师的引领作用,学生就会失去学习目标,不能准确定位学习活动,更谈不上能力的提升。因此,在教学活动中,教师的主导和学生的主体作用都是不可忽视的。高效的复习要能体现师生双方的互动,只有整体性把握好师生双方的角色关系,教学活动才能形成合力;教与学互为促进,让学生逐渐学会自主学习,教学预期目标才能实现。可这样设计高三一轮复习思路:学生预复习,唤醒已有的知识教师组织开展学生活动,重构纠错,克服重难点巩固练习,学生进行知识的查漏补缺,理解应用。例如,对必修2中“DNA是主要的遗传物质”的复习:通过学生回忆“肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验”用到的实验材料与实验过程;教师组织学生围绕系列问题讨论,重难点放在“对照实验中的变量控制、结论分析和实验的设计思路”;课后巩固练习,让学生对细节问题进行拓展延伸,如肺炎双球菌的R型菌与S型菌的转化原理、结果,用什么同位素并如何标记噬菌体,标记的部位等。复习过程中,教师备课除了把握教材内容的整体性之外,还要注重从学生的学情出发,针对学生预复习作业中错误率高的知识点和问题来设计学生活动。上课时教师尽量少讲多听,少说多看,让学生在参与活动的过程中坦诚地暴露错误和盲点,然后引导学生进行分析归纳。此外,复习课容量切忌过大,课堂中要留够学生思考、讨论的时间;课尾要留有学生整理、消化、质疑的时间;在整个学习过程中,教师要针对生物学科特点给学生进行学法指导和习惯的培养。
2把握学生活动的整体性,有助于学生置身课堂之中
学生是学习活动的主体,课堂教学有学生的有效参与才能真正提高教学质量。丰富学生的课堂活动,调动学生的各种器官,这样才能帮助学生真正置身于课堂之中。在高三复习时切忌急功近利,采用传统的教学模式,这样反而会造成教学的低效。学生活动应该以语言为基础,思维发展为目标,强调个体的主动参与,群体间的合作探究。在高三一轮复习教学中,教师要指导学生自主阅读、专心听讲、主动答问、合理笔记的基本活动。同时,还应组织开展集体活动。例如①通过小组讨论和小组合作中学生的教,帮助教师发现和解决细小的问题。②通过学生板演,包括板写和板画,发现学生的思维过程及其暴露出的错误,进行有针对性的讲解。例如,在复习“细胞有丝分裂”时,图形辨别是学生学习的难点,可采取以下教学设计:布置2个学生板画(分别画植物细胞、动物细胞有丝分裂的后期)师生一起纠正完善(尽量在原图上改正)总结归纳画细胞图的要点(细胞的种类体现在细胞的形状、有无中心体、膜是否凹陷;细胞分裂的时期体现在染色体的形态、分布、数目)。纠正的过程就是识图的过程,把画图和识图巧妙结合在一起,帮助学生克服难点。③通过集体记忆,在课前预习阶段让学生记忆某重要知识内容以备接下来课堂应用;课中讲完某个重要知识点后预留少量时间给学生强化;课尾对整节课的消化巩固性记忆。由于生物学科知识多且零散,通过学生记忆活动,对夯实学科基础极有帮助。
3把握课堂环节的整体性,有助于学生提高学习效率
摘要:根据21世纪对生物统计学课程的重新定位,在生物统计学精品课程建设中重点突出了教学方法和教学手段的改革,强化了学生能力的培养。
关键词:生物统计学;精品课程;教学改革
一、引言
随着生物科学的发展,只有定性的结论已不能满足实践的需要,实现生物科学结论定量化是人们长期追求探索的目标;生物统计学是生物学科定量化的重要分析理论与方法,生物统计学是生物学科应具备的基本知识和素质,与生命活动有关的各种现象中普遍存在着随机现象,大到森林陆地生态系统,小至分子水平,均受到许多随机因素的影响,表现为各种各样的随机现象,而生物统计学正是从数量方面揭示大量随机现象中存在的必然规律的学科。因此,生物统计学是一门在实践中应用十分广泛的工具学科,它是生命科学各专业的专业基础课,对后续生命科学课程学习和生物科研有重要作用。
同时,生物统计作为数理统计在生物学领域的应用,是教学难度较大的一门课程。因此,在生物统计学精品课程建设过程中,针对各专业培养目标的定位,因材施教,更新教育理念,加强实践训练,在教学方法和教学手段上进行改革和大胆探索。
二、二十一世纪对生物统计学课程的重新定位。
(一)新世纪对生物统计学课程提出的新要求。
二十世纪上半叶农业和遗传统计学首先获得了发展,在其基础上发展起来的生物统计学、统计流行病学、随机化临床试验学已经成为攻克人类疾病的一个里程碑。这在过去的半个世纪里显著提高了人类的期望寿命。
21世纪人类基因组,基因芯片等实验科学产生出的巨量数据,需要新工具来组织和提取重要信息。
将数据转化为信息需要统计理论和实践方面的洞察力、技术和训练。
未来的生物统计学将会与信息技术密切结合,较少侧重传统数理统计,而会更多注意数据分析,尤其是大型数据库的处理。生物统计学越来越不同于其它数学领域,计算机和信息科学工具至少和概率论一样重要。
(二)生物统计学对大学生素质培养的作用。
生物统计学的一个重要特点就是通过样本来推断和估计总体,这样得到的结论有很大的可靠性但有一定的错误率,这是统计分析的基本特点,因此在生物统计课程的学习中培养了一种新的思维方法———从不肯定性或概率的角度来思考问题和分析科学试验的结果。
生物统计学是通过个别的试验研究得出其一般性结论,属于归纳推理的范畴。但其有别于简单枚举法和科学归纳法,是一种或然性归纳推理或者概率归纳推理。在生命科学的研究中绝大多数涉及到的是随机事件,因此,生物统计学不仅是试验设计与统计方法的教学,更重要的还是大学生思维方式的培养,这对提高大学生的素质很有必要。
生物统计学包括试验设计和统计方法两个有机联系的组成部分。通过试验设计的教学可提高大学生设计研究课题试验方案的能力,使之明确课题的研究目的、试验因素与水平以及试验设计方法等方面的内容。通过统计方法的教学除让学生弄清各种统计方法的内涵外,还需要使学生能够正确地选择最适合的统计方法,以揭示资料潜在的信息,达到研究的最终目的,从而提高大学生科学研究素质。
三、教学方法和教学手段的改革。
(一)加强电子课件及网络平台建设。
生物统计学是应用概率论和数理统计原理研究生物界数量变化的学科,而概率统计的理论和思维方法对本科生来说有一定的难度,加之课程学时的减少(由原来的60-70学时,降到现在的40学时左右),如何深入浅出地引导学生入门,并使学生在了解概率统计思想的基础上,掌握常用统计分析方法的应用及使用条件是课程的教学难点。为此,我们利用多媒体技术,制作了与教材配套的课件,通过在课堂上把抽象内容形象化与直观化,收到了良好教学效果。建设了一个生物统计学教学网络支撑平台,现有课程简介、教学大纲、师资力量、授课教案、电子版《生物统计学》教材、课程录像、实习指导、在线测试题、参考文献、其它教学资源等栏目,免费向全校师生开放。
(二)将多媒体教学优势与学生的认知规律有机结合,用较少的学时得到良好的教学效果。
多媒体具有信息量大、形象化、直观化的特点。
但是如果不能很好地将多媒体这些特点与学生的认知规律相结合,多媒体教学就可能会带来一些弊端诸如:(1)内容多,幻灯片变换快,由照本宣科变为照屏宣科,为新的“满堂灌”;(2)课件图片多,内容以展示为主,缺乏启发性;(3)教学内容常用满屏的方式显示(即所谓“死屏”),老师照着屏幕上的内容给学生讲解,失去了传统教学方法,老师边讲边板书能给学生留下比较深刻印象的特点,缺乏吸引力。
而多媒体在教学中只能充当工具的角色,在教学过程中必须将多媒体信息量大、形象化、直观化的特点与学生的认知规律紧密结合在一起。在制作课件时,采用启发式教学方式,精炼教学内容,模仿传统教学书写板书的过程,根据教学内容的难易程度,采用逐字、逐句、逐段显示教学内容的动画方式。在课堂教学中,老师仍然保持传统教学方法的教姿教态,在授课的过程中与学生保持互动,根据学生在课堂上接受知识的能力,掌握屏幕上显示内容的速度,必要时辅以板书进行讲解。这样做既发挥了多媒体教学的特点,又充分照顾到学生的认知规律,在内容没有缩减,学时减少近三分之一的情况下,仍然取得良好的教学效果。
(三)长期坚持教育教学方法及教学规律的研究。
生物统计学的理论基础是概率论与数理统计,从这个层面上讲,它有非常浓的数学味道,但是它又有别于概率论与数理统计,生物统计学更主要强调的是概率论及数理统计的思想和方法在解决生命科学中一些具体问题的应用。因此在教学过程中就存在一个“度”的把握问题,如果将概率论及数理统计的原理讲得太多,一是学时不允许,二是学生难以消化,得不到好的教学效果;如果只注重方法的讲解,学生知其然不知其所以然,就会误入乱套公式的歧途。经过将教学的重点放在教学中引导学生重点掌握统计方法的功能与用途,方法与步骤,防止各类方法的误用,淡化定理的证明与公式的推导。在教学内容的安排上采用“保干削枝”,即在学时减少很多的情况下,将一些次要的统计方法去掉,也要保证有足够的学时讲授理论分布与抽样分布、统计假设测验等方面的内容,让学生掌握生物统计学中所蕴含的概率论及数理统计的思想精髓,从而避免学生乱套统计公式。
(四)密切跟踪生命科学发展的前沿动向,探索生物统计学解决前沿问题的理论与方法。
统计学在生物学中的应用已有长远的历史,许多统计的理论与方法也是自生物上的应用发展而来,而且生物统计是一个极重要的跨生命科学各研究领域的平台。现在基因组学、蛋白质组学与生物信息学的蓬勃发展,使得生物统计在这些突破性生物科技领域上扮演着不可或缺的角色。
在课程建设中,随时注意纳入生物统计学在前沿领域研究应用的内容,增强课程的活力,提高教师和学生面向生物产业主战场解决实际问题的能力。
四、加强实践教学,注重学生能力培养。
生物统计学要不要开实验课,怎样开实验课,一直存在争议,在此认为生物统计学不仅应该开设实验课,而且还要将实践教学的重点放在计算机技术和统计软件的应用上,让学生不仅掌握统计方法,而且加深对原理的认识,获得就业或升学的必备计算机统计技能,提高解决复杂问题的能力。
(一)开展统计软件的实习,扩大学生的视野,提高学生素质。
20世纪20年展起来的多元统计方法虽然对于处理多变量的种类数据问题具有很大的优越性,但由于计算工作量大,使得这些有效的统计分析方法一开始并没有能够在实践中很好推广开来。而电子计算机技术的诞生与发展,使得复杂的数据处理工作变得非常容易,所以充分利用现代计算技术,通过计算机软件将统计方法中复杂难懂的计算过程屏障起来,让用户直接看到统计输出结果与有关解释,从而使统计方法的普及变得非常容易。在课程体系改革中,各课程的教学时数与达到培养目标所需完成的教学内容相比还是不足的。为此,可以通过标准的统计软件的教学实习来达到以点带面,扩大学生视野,提高学生素质。
为此我们建立了一个专用于实习教学的生物统计电脑实验室。现共有50余台电脑,并连接到校园网。实验室配备有指导教师,负责对上机的学生答疑。除按教学计划进行的正常实习教学外,实验室还对优秀学生免费开放,鼓励他们结合教师的科研活动,应用所学生物统计学知识,学习新的生物统计学知识,掌握应用计算机解决生物统计学问题的技能。
(二)全方位、多层次的实践教学。
为了进一步培养学生实际动手能力和科学严谨的治学态度,必须将本课程的实践教学活动延伸到课堂教学外,开展全方位、多层次的实践教学。
在原绵阳农专期间,主要在作物育种、作物栽培、动物营养等课程实验与实习中,根据相关内容加入了试验设计方法以及数据统计分析的相关内容。
组建了西南科技大学生命科学与工程学院以后,由原来的单一农科专业变成了理、工、农三大学科均有专业的格局。虽然专业的学科归属不同,但有一点是相通的,其内涵均属于生命科学的范畴。以科学研究的方法进行划分,均属于实验科学。
掌握正确的实验设计方法,从不确定性数据中挖掘事物的客观规律,是实验科学工作者必备的技能。因此,我们将原来只是在农科专业上延伸实践教学的作法推广到全院的所有专业,结合实验课教学的改革,对发酵工艺学实验、植物细胞工程实验、食用菌实验、微生物学实验等课程的内容全部或部分改为用生物统计学指导学生自主进行实验设计,把过去单一的实验流程、样品观察或检测实验改变为试验条件的优化试验,提出在不同条件下对样品测定的比较试验设计、单因素试验设计、多因素试验设计、正交试验设计、均匀试验设计,对试验结果要求学生使用统计学的方法对进行分析和讨论,最后得出最佳试验条件。
这样的实验教学改革起到了一箭双雕的作用,从专业基础课或专业课的角度看,改验证性实验为设计型、综合性实验,增强了学生解决实际问题的能力,培养了学生创新思维的能力;从生物统计学角度看,将课程的教学实践延伸到课程外,弥补了学时的不足,更重要的是学生将自己学到的统计学知识,转化为解决实际问题的能力,知识得到很好的内化。
此外,在学生课外科技活动中指导学生选用正确的实验设计和数据的统计分析方法,提升科技作品的档次;在毕业论文(设计)中要求学生采用恰当的生物统计学方法进行设计与分析,写出高质量的毕业论文(设计)。
中国传统医药属于复合系统,其治疗机理、目标关联着多个细胞与基因,调节平衡人体,促进体内整体环境的稳定。中医药的材料及其有效的化学成分是相同的,不同类或者组件的化学成分交互作用。传统的中国医药配方,重新组合具有活性成分的单一药物,或者生成有效物质,或者联合治疗,使得治疗效果得以增强,但是也可能增强或降低疗效与毒性,也可能使副作用减少或增加,构成新的层次更高的系统,并在人体内发挥系统强大的功能,以及系统内的活性成分与目标系统之间相互的作用。
传统中国医学的系统决定着通过支队提取有效成分的方法,通过治疗的单一效果,对传统中药或者复方研究疗效进行评估,无法得到其本身所具有的本质属性。因此,传统中国医学的物理化学性质和生物活性,不单纯需要单一的药物与化合物,还需要进一步研究目标系统的反应规律之间的化学成分,以及人类的相关影响和协同的方法。在西方,研究中药的方法常常是拆迁测试,即通过解剖麻雀来发现活性成分的明显作用,但是却无法反映中药方剂在配伍方面的规则。因此,中国传统医学要想得到持续发展,不能仅仅局限在“全面”上,也不能单纯停留在提取活性成分的水平、纯化分离等层面,而是应该立足于中医理论,与研究现代生物医学的方法相结合,对于中国医药进行系统研究,以期建立起现代中医学理论体系。
传统中药复方充分体现了中医特有的整体观念和辨证治疗的整体理论,以君臣配伍理论为基础,通过药物的精选,全面调节平衡身体机能,发挥祛邪、标本兼治的功效。中国医药复方是传统中国医学的精华,传统中药的复合成分同人体之间呈现出复杂的非线性函数关系。中药复方的作用机理和整体评估兼容性的特性,必须要全面准确把握复合效应的整体性,传统中国医学与人体这两个复杂系统的相互作用,促成了一个更为先进系统的形成。传统中国医学理论只有在这一理念的指导下,与现代科学技术相结合,并发挥二者的相互作用,才能全面阐述中医的理论、作用机理以及治疗的物质基础。
传统中药复方具有对于各种有效成分进行协调的作用,针对器官、治疗目标、机体的生理和病理的不同,进行综合调控,发挥中药复方的综合作用。因此,研究传统中药复方应该从整体上进行,从而构建中国复合药品质量评价体系,这是很有必要的。因此,笔者基于化学基团理论,阐述复方中药的物质基础和分子作用机制,因为这样能够阐明兼容性的规则,有利于相应的中医辨证研究的开展。
2结语
1.1定性分析关键是了解生物学事物或现象的变化趋势,这需要学生具有扎实的知识基础并构建合理的知识结构。教师在平时的教学过程中,应以课本基本知识内容为主,要注意正确理解和把握生物学基本概念、原理和规律的本质。
1.2定量分析主要是把图中反映出来的数据进行分析。例如,教材中学习“有丝分裂”知识点后,要求绘制体细胞有丝分裂过程中染色体、DNA数目变化统计图,绘制过程中除需要掌握有丝分裂中染色体行为变化,还要计算出各时期的染色体和DNA数目。因此,定量分析时要注意找出题目或选项中的关键数字或限制词,如几个还是几对,最多还是最少等。
1.3比较分析统计图形之间的关系统计图形之间或图形与文字说明之间不是孤立存在的。要注意数据纵、横坐标的因果关系,遵循纵轴比变化、横轴比联系的解题规律,挖掘数据中体现的规律、图形间的共同点、不同点、相互关系、内在联系等要点,弄清各种联系所蕴含的道理。
2教学策略
提高学生利用统计图处理信息的技能并不是一时半刻所能达到的,所以要在平时的教学过程中渗透培养学生识图、析图的能力。
2.1将课本知识图表化课本中的生物学原理等一些理论性知识可以通过统计图直观地呈现出来,再对典型统计图进行拓展,变换图表内容,既便于学生对知识的理解与掌握,更好地发现事物的本质,又利于促进知识的迁移,提高思维的开放性。教材典型统计图实例解析必修一教材练习中要求在坐标图中画出有丝分裂染色体和DNA的数量变化曲线。分析各时期染色体和DNA变化解析。数据图的横坐标表示细胞增殖周期,纵坐标表示细胞有丝分裂过程中染色体和DNA数目的变化情况。曲线图代替文字容纳大量信息,将细胞有丝分裂过程中遗传物质及其载体的变化简明、直观地概括出来,使知识的重点、难点清晰地展现,从而提升了教学效率,便于学生对基础知识更深入的理解。
2.2理论联系实际,多知识点连接把课本或资料中相近相关的生物知识适当地对比联系起来,以图表的形式整合成知识网络体系对相似的统计图进行对比归纳,找出各自的差异和本质特征,同时注意挖掘图表的内涵,从而促进知识的内化吸收。实例解析:(2012全国高考卷,第31题)金鱼藻是一种高等沉水植物,有关研究结果如下图所示(图中净光合速率是指实际光合速率与呼吸速率之差,以每克鲜重每小时释放O2的微摩尔数表示)。据图回答下列问题:⑴该研究探讨了________________对金鱼藻__________的影响。其中,因变量是____________。⑵该研究中净光合速率达到最大时的光照度为____________lx。在黑暗中,金鱼藻的呼吸速率是每克鲜重每小时消耗氧气________μmol。解析:本题主要是通过实验数据线性图考查环境因素对光合作用影响、细胞呼吸和光合作用的联系、酶的特性等相关知识点。(1)图a、b、c、d中自变量分别为光照度、光照度、碳酸氢钠浓度(CO2浓度)、pH值,因变量均为净光合作用速率,是通过测定释放的O2的速率来体现的。由此得出实验的目的为研究探讨光照强度、CO2浓度、pH对金鱼藻净光合速率的影响。(2)结合课本知识可合理解释出曲线的变化原因,图a中直线与纵轴的交点即光补偿点,表示光照强度为零时只进行细胞呼吸,即金鱼藻的呼吸速率是每克鲜重每小时消耗氧气8μmol。直线与横轴的交点表示实际光合速率与呼吸速率相等。在一定范围内随光照强度增强,净光合作用速率也不断增强。b图表示随着光照强度增加逐渐达到了光饱和点,此时净光合作用速率达到最大值12.5×103lx,不再随着光照强度的增加而增强,而是趋于平缓。答案:⑴光照强度、CO2浓度、pH值;净光合速率;O2的释放速率;⑵12.5×103lx;8;
1.1组织块贴壁法分离培养hUC-MSCs脐带取自正常分娩的新生儿(征得其父母同意)。首先用含双抗的磷酸盐缓冲液(PBS)浸洗脐带3次,去除杂物;用无菌的手术剪刀将脐带剪成3~4cm的节段,再沿长度方向剪开,以暴露脐带胶质部分,去除血管;置于含双抗的PBS中清洗3次,去除血污,再剪成约0.5cm3的组织块,以胶质部分贴于基底平铺于24孔板中,每孔2~3块,置于37℃、体积分数5%CO2培养箱孵育1~2h;待组织块自然粘附于皿底部后加入含双抗、FBS的低糖DMEM培养基,继续置于培养箱内培养,每3d更换一次培养基,待观察到有小三角形或梭形细胞从组织中铺展出时,取出组织块。整个分离过程注意无菌操作。待细胞生长至70%~80%汇合时,即可传代。利用倒置相差显微镜观察细胞形态。取第5代细胞,采用细胞免疫荧光技术鉴定hUC-MSCs的表面标记物CD44。
1.2肝细胞标志基因的检测按照总RNA提取试剂盒的操作说明分别提取hUC-MSCs和人肝癌细胞HepG2的总RNA,用RNase-FreeDNaseⅠ去除基因组,最后检测RNA的浓度和纯度,立即进行反转录合成cDNA或保存于-80℃备用。采用Prime-ScriptTMⅡHighFidelityRT-PCR试剂盒反转录2μgRNA得cDNA,取2μL用于PCR。根据GenBank提供的人肝细胞标志基因序列,使用PrimerPremier5.0软件设计引物,引物序列和产物大小见表1。GAPDH为内参对照。PCR反应条件:94℃预变性5min;94℃变性30s,56℃退火45s,72℃延伸30s,30个循环;最后72℃延伸5min。PCR产物用20g/L的琼脂糖凝胶电泳,在凝胶分析系统下拍照。
1.3PAS糖原染色按照PAS染色试剂盒的说明书操作,对第5代hUC-MSCs和HepG2进行糖原染色,在倒置相差显微镜下观察并照相。
2结果
2.1hUC-MSCs的分离、培养、传代及鉴定组织块贴壁培养3~4d时,可观察到组织块间隙铺展出小三角形或长梭形的细胞,继续培养至7d左右,可观察到局部细胞呈集落生长,此时,在无菌条件下取出组织块,更换新鲜培养基,继续培养1周左右,细胞可达80%~90%汇合,即可传代。用胰酶/EDTA消化后细胞呈亮而圆的单个分散状,以1∶3的比例进行传代,约4h贴壁,2d后迅速生长。倒置相差显微镜下可观察到细胞较大,轮廓清楚,内部有清晰的应力纤维,多为突起的纺锤形或星形的扁平状结构,细胞核呈规则的卵圆形,核仁大而明显,呈典型的成纤维细胞样形态(图1A);持续培养大约2周时,细胞基本达到完全汇合,形态发生一定的变化,胞质变得狭窄,内部的应力纤维也不明显,呈平行排列或漩涡生长(图1B)。连续多次传代,细胞保持稳定的、相对均一的成纤维细胞样形态以及较强的增殖能力。经鉴定分离培养的细胞CD44呈阳性表达,且具有良好的均质性。
2.2肝细胞标志基因的表达以HepG2作为阳性对照,用RT-PCR检测hUC-MSCs的肝细胞标志基因的表达情况,结果见图2,hUC-MSCs表达ALB、CK18、G6P、GLUL和MET,不表达TAT。
2.3PAS糖原染色结果对hUC-MSCs和HepG2进行PAS糖原染色,染色结果显示两种细胞的细胞质中均有紫色颗粒物形成,即均呈糖原阳性反应(图3)。
3讨论
MSCs能分泌多种细胞因子和生长因子,具有直接或间接的抗炎及抗纤维化作用,可抑制肝细胞的死亡和纤维化;还可通过其分泌物抑制肝细胞的凋亡、刺激肝细胞再生、为受损肝细胞提供营养支持等。MSCs还具有低免疫原性及免疫抑制力,适用于进行同种异体移植,在移植后可迁移、归巢至受损的组织,发挥治疗作用。因此,MSCs在肝脏疾病的细胞移植治疗中具有广阔的应用前景。研究发现,相较不同来源的MSCs,脐带来源的MSCs不仅具有干细胞的特性,而且来源丰富、取材方便、增殖能力较强、无伦理法律限制,还具有较低的免疫原性和分化程度,从而成为一个非常有吸引力的移植治疗肝病的细胞来源。
作者采用组织块贴壁培养法从脐带基质中分离获得hUC-MSCs,与酶消化法和流式细胞仪或免疫磁珠分选法相比,该分离方法操作简单,消耗低,易于控制。分离培养的hUC-MSCs呈典型的成纤维细胞样形态,具有MSCs的表型特征,均质性良好,且在体外长期培养中能保持稳定状态。进一步的RT-PCR结果显示,培养的hUC-MSCs同时表达成熟肝细胞的标志基因ALB、CK18、G6P、GLUL和MET,而不表达TAT,与Campard等的研究结果一致,提示hUC-MSCs可能具有肝细胞的一些相关功能,如合成白蛋白、合成糖原及解毒功能等;PAS糖原染色结果则证明hUC-MSCs具有糖原合成和储存能力。
要想实现信息技术与生物教学的有效整合,要求教师投入大量的时间和精力挖掘备整合课程资源,这必然会给本来就辛苦备课,疲于奔命批改作业的教师带来更大的压力。同时,学校还必须投入大量的人力、物力、财力,构建校园信息化平台,建设信息技术教师队伍等。教师教得辛苦,教学辅助部门配合得辛苦,学生学的效果也不尽如人意,投入和产出不成比例,往往高投入的背后是很低的收益,这导致许多教师也不愿意进行整合。
二、解决信息技术与生物教学整合问题的办法
1.明确整合的意义,确立正确方向
信息技术与生物教学整合的意义在于利用信息技术把枯燥、复杂、抽象的生物学知识生动、活泼、具体地呈递出来,创造一种新型的教学环境去启发学生的思维,减轻学生的学习负担,提高学生的学习兴趣,从而达到提高教学效率的目的。教师必须明确信息技术与生物教学整合的意义,以确立正确的整合方向。
2.加强理论学习,将整合落实
在信息技术与生物教学的整合过程中,要充分加强教法、教育心理学、教学论等理论的学习指导,把这些教学理论融入信息技术与生物教学的整合过程中,依据建构主义学习理论,结合生物学科的特点,构建易于实现生物教学与信息技术整合的新型教学模式。
3.结合生物学特点,进行科学整合
现行高中生物教材,并不是每一节课的内容都适合用信息技术来完成的。比如“细胞器”“遗传的分子基础”“生态系统”等用实物或投影演示,效果会很好。因此我们应该从具体的教学内容和目标出发,明确信息技术教学用在什么地方,什么时候用,怎么用,期望收到什么效果,以真正达到“信息技术与生物教学的科学整合”。信息技术与生物教学的整合应科学合理,其地位是“辅助”而不是“替代”。
4.建立评价机制,让师生看到整合效益
好的开始就等于成功的一半,对于八年级的学生刚开始学习物理知识,总是存有好奇心,充分利用他们的好奇心对培养学生学习物理的兴趣尤为重要,所以我们必须上好第一物理课,要精心准备,设置一些让学生去思考、去探究的问题,去吸引学生主动地学习。例如,给学生做一些有趣的实验,提出问题让学生思考。如用三棱镜做光的色散实验,提出为什么太阳光通过三棱镜后,会出现七种颜色的光?让学生看到现象的同时留下思考的问题;再有,用滚摆做能量的转化的实验,滚摆下降又能上升,为什么呢?还可以向学生提出一些意想不到的问题,如你能用手抓住空中飞行的子弹吗?学生肯定说不能,可是在二次世界大战中一位飞行员就能像抓昆虫一样抓住一颗飞行的子弹,这是为什呢?通过设疑恰当地提出问题,激发兴趣、引发思维,让学生在无尽的问题中产生求知欲,最后告诉学生这些问题都将在我们的物理课中得到解答,把学生真正带入学习物理这门课的热情中。
二、重视物理实验教学,激发学生对物理学习的兴趣
对初中的学生来说,有时他们的求知欲不如好奇心更强烈,他们往往对一些物理现象产生较强的兴趣,所以对教师来说,必须认真做好每一个实验,让学生认真观察、带着问题形成积极思考的气氛,从而学到物理知识。例如:在学习液体的沸点和压强的关系时,我先做演示实验(同时强调实验过程中的注意事项)让学生观察,而后由学生自己动手,通过实验使学生真正的掌握液体的沸点与压强大小的关系,极大地激发学生的学习兴趣,进而把单纯的兴趣转化为学习知识的乐趣。这样既培养了学生的动手能力,同时也让学生认识到物理学是一门以实验为基础的自然科学。
三、重视运用多媒体等电化教学手段,激发学生学习物理的兴趣
从心理学的角度上说,人类靠视觉感受到的东西比凭听觉感受到的东西在大脑中形成的印象更为深刻,这也是我们常说的“百闻不如一见”的道理。据相关实验表明,听只能记住知识的15%,看可以记住知识的25%,听和看结合起来就能掌握知识的65%,同时记忆的保持率也明显提高。所以说,利用多媒体等电化教学的手段,能生动、形象、具体地把所要讲述的内容展示给学生,由静态变动态,从而吸引了学生的注意力,激发了学生的学习兴趣,加深了他们对知识的理解,避免了学生的机械性记忆,因而提高了教学效果。例如,在讲电磁感应现象时,教师可以利用多媒体设备制作软件,当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,感应电流的方向就可以在屏幕上显示出来,这样既生动又直观,使学生对肉眼感观不到感应电流通过动态显现而产生一个清楚的认识,同时又易于“右手定则”的掌握。
四、课堂上教师的语言要生动有趣
在课堂上教学中教师的语言表达艺术运用的好坏,直接影响着教学效果和学生学习兴趣。特别是天真、活泼、好奇、敏锐的中学生,如果教师的语言风趣、讲解生动、精炼准确又带有幽默感,同时语速适中,那么学生就会愿意听,使得学生在轻松的环境中接受知识。教师的语言规范、准确,又使得学生得到严格的训练形成一丝不苟的学风。反之讲课模棱两可、结论似是而非,学生学的便糊里糊涂,因此做一名合格的物理教师不允许有半点的疏忽,必须有较强的语言表达能力,才能有效地激发学生的学习兴趣,提高教学质量。五、精心设计作业,还学生以自信
作为教师,我们都知道给学生留作业是巩固知识、训练技能技巧、培养独立应用知识能力的一种形式,只有独立的完成作业,才能锻炼学生克服困难的意志和品质,所以教师要依据课堂内容精心设计课下作业,突出重点、有易有难,使学生深深体会到学到知识的成就感,进而激发他们解决复杂问题的自信心。其次留作业要讲究讨论,还可以给学生故意留下悬念。比如说,这道题真正能做出来的大约有40%—50%,你可以跟学生们说能做出此题的超不过15%—20%,结果25%—30%以外的那部分学生,通过自己努力也能做出此题而感到骄傲,增强了他们克服困难的勇气和对自己能力的相信程度,从而激发了他们学习的兴趣。再次,教师留作业一定需要严格控制数量,决不能搞题海战术,多而全,因为那样学生会厌烦,所以就必须精心备课,甚至要根据学生实际自己编一些题。做到少儿精,少儿全,使学生既能独立的完成又能加深对知识的理解和消化,达到事半功倍的效果,让学生在意犹未尽的情绪中完成作业,让学生始终保持着兴趣浓厚的状态,不愁学生学不好物理课。
【参考文献】
[1]袁吉光《初中物理与其他学科融合浅议》中学物理教学参考2008.5
[2]高海燕.物理学科与兴趣教学.素质教育论丛(上),2001年10月1日出版
兴趣是学习最好的老师,但是现在单一的教学方式往往使学生处于被动地位。因此,改变学生的学习地位,配合多元化的教学方式来调动学生学习的积极性成为亟待解决的问题。
1.1变被动学习为主动学习
中国当前的教育模式几乎仍是填鸭式教学,而实验课的教授更是老师讲解为主,学生完全处于被动地位。许多学生在细胞生物学实验过程中不知前因后果,只是草率结束实验,课后将实验内容抛之脑后,一无所知。为调动学生的主观能动性,在实验开始前,只是简单介绍相关的知识,提出实验目标。然后由学生在课下预习实验内容,查找资料,熟悉每一个实验步骤的原理、所需试剂的作用及配备方法,做好充足的准备工作。在细胞生物学实验结束后,分组讨论在实验过程中出现的问题,及对结果的多样性进行分析,鼓励大家畅所欲言,探讨该次实验内容能够用于解决哪些实际的问题。最后,要求学生认真整理出一份实验报告。在整个实验过程中,老师只起到引导、鼓励及评价的作用,而使学生处于主动地位。突然之间的角色转变使很多同学学习起来有些吃力,但是坚持一学期下来,发现学生的自主学习能力明显提高,这正是“授之以鱼,不如授之以渔”。
1.2变传统教学为多元化教学
现在一些高校的细胞生物学实验课教学方式仍为传统的板书讲解,这种教学方式早已不符合时代的发展。为使学生更直观生动的了解实验过程,将实验过程制作成录像,上课前通过多媒体播放教学示范录像。例如,对于原代培养细胞实验,前期的准备工作繁琐,耗时长,不可能每个同学都参与,这时通过播放教学示范录像,使学生深刻了解整个实验的来龙去脉。另外,在实验课上由“老师讲”变为“学生讲”。课前要求学生预习实验目的、原理及注意事项等,上课时随机挑选学生为大家讲解,其他同学对讲解的内容进行补充和纠正。在显微镜的使用实验课中,将学生分为2~3人的小组,小组中的每位同学分别操作显微镜,其他同学在旁观看,指出这位同学在操作过程中存在的问题,进而加深学生对显微镜使用方法及注意事项的印象。
2考核方法的改革
随着对实验课的重视程度提高,细胞生物学实验课成绩在总成绩中所占比例也相应增加。实验课的考核不再只依靠实验报告,而在于对学生实验原理的掌握及实验操作能力的评价。通过课前提问形式,了解学生的预习情况并给予一定评分。在实验课结束时,随机抽取部分学生,考核其对该次实验中关键技术的掌握,如显微镜、离心机、天平等仪器的正确使用及临时装片的制备,并叙述在操作过程中的注意事项等,从而对学生的操作技能进行测试。另外,在批改实验报告时,主要依据学生对实验数据的分析及总结程度给予评分,强化学生的分析思考能力。
3结语
1.新课标的基本要求
随着教育理念的不断深化改革,新的课程标准已经把自主学习、终身学习作为硬性要求,旨在培养创新型的人才.《基础教育改革纲要》中改革的具体目标强调“改变课程过于注重知识传授的倾向,强调形成积极主动的学习态度,使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程”.这使自主学习成为改革的亮点.
2.学生自身能力的培养
自主学习是一种教育的理念.同时,对于学生来说,自主学习是一种能力,它代表的是学生在独立的情况下,可以自主地去发现问题、探索问题的答案.所以自主学习能力的培养,还代表了学生解决问题的能力.
3.物理学科本身的特点
学习初中物理的目的并不是使学生掌握多少知识,而是引导学生关心周围的事物,让学生知道生活中有物理,了解物理在生活实际中的应用,使他们的视野从课本中学到的有限的知识得以开阔,从而提高学生的科学素养.
二、培养学生的物理自主学习能力
1.结合心理学的理论知识,调动学生自主学习的积极性
初中生都是青春期的少男少女,自我约束能力差、对学习保持新鲜的时间短以及情绪容易出现较大的波动是其固有的特点.教师要根据心理学的相关知识对学生进行分析,采用适合的方法帮助学生提高学习的积极性.特别是物理学科,因为物理是一门实践性以及动手性都非常强的学科,所以学生对于刚刚接触的物理都是抱有极大的学习兴趣的,如何把这份兴趣保持下去,就是教师需要做的事情.
2.结合物理学科的特点,调动学生的学习兴趣
初中物理的内容大多是与人们的生活经验有关,物理学科是极易引发初中生兴趣的学科,初中物理是比较侧重观察物理现象的学科,教师可以从这些方面来引导学生学会自主学习.在初中物理教学中,除了安排学生做好探究实验,教师还可以适时随机地把演示实验变为学生实验,让学生自主、自愿地探求知识,充分发挥学生的积极性、主动性.教师也可以紧密结合教学内容,适时组织相应的课外实验,充分调动学生的学习兴趣.
3.营造宽松的学习环境,调动学生的思维
根据心理学的研究,人类在一个宽松的氛围中学习比在一个压抑的环境中更能使大脑兴奋,从而人的思维会处于一个兴奋的状态.物理是一门创造性比较强的学科,教师营造一个轻松的环境,对于学生来说是很有必要的.
4.重视对教学方法的反思,不断改进教学方法
物理是一门拓展性比较强的学科,仅仅学习课堂上的知识对于学生来说是远远不够的,教师要教会学生如何在课后自主学习.同时,教师要不断地对自己的教学行为进行反思,行之有效的方法就是根据学生的课堂反应进行改进,学生在课堂上积极发言就说明这一次的教学实践是成功的.如果学生普遍表示提不起兴趣或者在课堂上开小差,那就说明这次的教学实践还需要再改进.就是在这样的反复实践中,找到行之有效的教学方法.
5.重视培养学生正确的学习方法,提高学生的学习效率
“授之以鱼不如授之以渔”.在教学活动中,教师一定要注意对学生学习方法的引导.在物理教学中,学生不仅仅是在学习知识,也是在学习如何更好地学习.所以,教师要有目的地引导学生参与教学活动,鼓励学生独立思考,使自己的教学实践更加贴合学生的思维方式,通过对教学过程的合理化设计,使学生独立地去思考和学习.
三、总结